用于将外围设备与主机可佩戴设备邻接的连接组件
本发明是2015年10月14日提交的序列号为14/883,157的美国专利申请的部分继续申请，该申请是2014年10月17日提交的美国专利9,177,458的分案，该专利是美国专利9,013,297的分案。
背景技术
1.技术领域
本发明一般涉及“智能”安全装置领域。更具体地，本发明涉及一种用于“智能”安全设备的附件系统，该附件系统提供机械连接机构并且使得能够在外围设备和主机可佩戴设备之间进行数据和功率交换。
2.背景技术
在当今的制造环境中，工人经常使用诸如耳机、面罩、头灯的各种附件，这些附件附接到他们头戴的装置或其他衣物或个人防护装备上。当前的附件附接系统仅提供机械地连接外围设备和主机设备的手段。随着个人防护装备变得“智能”，需要一种简单且通用的解决方案，其能够实现设备的机械和电气连通性。
发明内容
连接组件使外围设备与主机可佩戴设备邻接。连接组件包括固定到主机可佩戴设备的壳体。壳体限定插座。电触点延伸穿过壳体进入主机可佩戴设备的一部分内。
附图说明
本发明的优点将易于理解，因为当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述将更好地理解本发明的优点，其中：
图1是固定到可佩戴设备的本发明的一个实施例的侧视图；
图2是图1的可佩戴设备的俯视图；
图3是可佩戴设备的底部透视图；
图4是沿图1的线4-4截取的剖视图；
图5是具有耳机附件的可佩戴设备的分解透视图；
图6是固定有耳机附件的可佩戴设备的透视图；
图7是沿图1的线7-7截取的局部剖开的横截面侧视图；
图8是沿图5的线8-8截取的局部剖开的横截面侧视图；
图9是沿图6的线9-9截取的局部剖开的横截面侧视图；
图10是具有以堆叠关系固定到其上的两个外围设备的可佩戴设备的透视图；和
图11是可佩戴设备的分解透视图，其中第二外围设备从第一外围设备移除。
具体实施方式
工人使用连接组件将各种外围设备(例如，耳机、焊工面罩、视频显示器等)机械地和电气地附接到主机可佩戴设备。连接组件设计成适应现有的非电气附件。除了机械附接机构之外，该组件还包括提供数据接口和电源接口的电路。这种组件将允许在主机可佩戴设备和所附接的“智能”外围设备之间交换数据(包括音频和视频信号)，并且向设备提供电力。附件连接器可以设计成允许多个附件同时连接到单个主机端口(以下称为“堆叠”)。数据和电源接口可以与电连接器的工业标准和诸如USB、UART、PBI、FireWire等的通信协议兼容。因为主机可佩戴设备可能在挥发性环境中佩戴，所以必须使用火花抑制连接将外围设备固定并电连接到主机可佩戴设备。
参考图1至3，本发明的一个实施例总体上用20表示。本发明是连接组件20。连接组件20固定到总体上以22示出的主机可佩戴设备。在该实施例中，主机可佩戴设备22是一件防护头装置，通常称为安全帽。本领域技术人员应当理解，主机可佩戴设备22可以是背心、夹克、衣领、手套或适于由操作者佩戴的任何其它设备。
安全帽22具有坚硬的外壳24。外壳24设计成覆盖成人头部。外壳24包括限定开口28(在图3中最佳地示出)的周边26。安全帽22通常包括带具30，使得安全帽22不必直接坐置在操作者的头部上。在所示的实施例中，带具30具有调节器32，调节器32允许操作者将带具32调节到合适的尺寸，以使安全帽22将舒适地贴合在头部上，但又足够紧以使安全帽22不会简单地脱落。
安全帽22还包括帽舌34，以帮助保护戴安全帽22的操作者的面部。电子器件36可以固定到帽舌34或安全帽22的任何其它部分。连接到安全帽的电子器件36是美国专利9,013,297和9,177,458的主题，这两份专利的内容以引用方式并入本文。
在图中所示的实施例中，有两个固定到主机可佩戴设备(安全帽)22的连接组件20。这两个连接组件20在直径上彼此相对。在其它实施例中，可存在固定到安全帽22的更多或更少的连接组件20，更多或更少连接组件的使用将取决于安全帽22被部署的环境。
虽然示出了两个连接组件20固定到安全帽22上，但是由于两个连接组件20的操作相同，因此以下讨论将仅讨论单个连接组件20。每个连接组件20将以相同的方式操作，即使一些实施例可能具有构造不同的不同连接组件20。
连接组件20包括固定到安全帽22的壳体40。更具体地，壳体40固定到安全帽22的外壳24。壳体40由坚硬的材料制成，就像外壳24那样。在许多情况下，壳体40将与外壳24整体形成。
壳体40限定了插座42。插座42设计成接纳外围设备适配器44，后面将更详细地讨论。插座42是大体矩形的管，其具有沿外壳24的一部分垂直向上延伸的侧壁46。插座42具有上部小孔48和下部小孔50。外围设备适配器44可以设计成插入这些开口48、50中的任一个中。在未示出的实施例中，插座42的侧壁46的一部分将被移除，以固定备选地设计的外围设备或者清洁插座42的内部。侧壁46包括内侧壁表面52，这将在后面更详细地讨论。两个引导件53、55用于将外围设备适配器44引导到插座42中。引导件53、55可以是如图所示的简单侧壁，或者它们可以包括凹槽。
连接组件20还包括电触点54。电触点54沿着插座42的至少一个内壁56延伸。电触点54可以包括多个或一组触点54、54’、54”(如图1所示)，从而可以通过单个“触点”执行多个功能。举例来说，如果电触点54是单个触点，则它可以仅在该点提供电压。如果电触点实际上是一组触点54、54’、54”，则每个触点可以分别提供电压、数据信号和音频/视频信号。根据所使用的协议和数据压缩，一种或多种类型的数据可以通过单个触点发送。根据数据容量要求，附加的电触点可以结合到引导件53、55中。
电触点54电连接到导体58，导体58又电连接到控制单元60。控制单元60可以沿着安全帽22的前部延伸，如图6所示，或者其可以容纳在电子器件壳体62内，如图4所示，并且向电触点54以及嵌入在主机可佩戴设备22中的任何电子器件36提供电力(来自电池(未示出，容纳在电池壳体63内)和数据并从电触点54和该电子器件36提供电力和数据。在上述美国专利中更详细地描述了控制单元60。
参考图5、6、8和9，外围设备总体上以64示出。在这些图中，外围设备64是一对耳罩(图10和11中仅示出了两个)。耳罩64将在环境中产生的噪声消声或吸收以保护操作者的耳朵。耳罩64还具有通过扬声器66(以虚线示出)经由音频信号向操作者传送信息的能力，并且如果耳罩64如此装备，则耳罩64具有感测信息的能力。例如，耳罩64可具有附连到其上的环境光传感器或环境温度传感器。体温也可以固定到耳罩以测量操作者的温度。
通过外围设备适配器44实现这些信号与安装在耳罩64中的电气设备(用麦克风66图示)的通信。外围设备适配器44包括适配器触点68，该适配器触点68通过适当的束线连线到由耳罩64承载的电气设备66。在图11中，示出了电连接到图1的三个电触点54、54’、54”的三个适配器触点68、68’、68”。外围设备适配器44设计成插入连接组件20中。外围设备适配器44向下延伸到远端70。外围设备适配器44可以比插座42的长度短，因此当完全插入插座42中时可以不延伸经过插座42。外围设备适配器44具有外侧表面72，适配器触点68固定到外侧表面72。如上所述，可存在固定到外侧表面72的一组适配器触点68、68’、68”，该组适配器触点68、68’、68”将通过压力配合物理触点与该组电触点54、54’、54”电接触。
外围设备适配器44还包括偏置表面74。偏置表面74抵接插座42的内侧壁表面52。偏置表面74迫使适配器触点68与电触点54接合。通过摩擦，偏置表面74将外围设备适配器44锁定在连接组件20中。这防止外围设备64与安全帽22分离。在备选实施例中，物理上不同的锁定表面或凸纹用于可靠地防止外围设备适配器44离开插座42。
现在参考图10，示出了具有第二外围设备80的主机可佩戴设备22。第二外围设备80是具有增强现实显示器的可转换面部保护罩。使用主机可佩戴设备22的操作者可以根据所使用的作业将可转换面部保护罩80移入和移出使用位置。在图10中，可转换面部保护罩80不在其使用位置；而是处于缩回位置。
参考图11，第二外围设备80包括外围设备控制单元90，如果需要，外围设备控制单元90可以包括电力变压器。外围设备控制单元90通过一组适配器触点92与控制单元60连通，适配器触点92允许由此接收电力并允许向控制单元60发送或从其接收数据。在一个实施例中，可转换面部保护罩80将包括能够以全息或投影方式传输视频的屏幕设备94。在另一实例中，屏幕设备94可包括外表面82的涂层。涂层可以是透明的“触摸屏”膜，其赋予操作者有更大的通信和数据双向传输自由。第二外围设备80将使用狭槽96堆叠在第一组外围设备64内，狭槽96设计成接纳第二外围设备80并将第二外围设备80电连接在其内。如果不使用第二外围设备80，则帽(未示出)可以固定在狭槽96上以保护狭槽96内的部件不被损坏。
第二外围设备80相对于第一外围设备64堆叠，因为第二外围设备80的适配器触点沿着由第一外围设备64接纳的外围设备适配器延伸，第一外围设备64通过连接组件20提供从第二外围设备80到主机可佩戴设备22的电连接。
不能以限制的方式解释，可能的外围设备的列表可以包括：头戴式耳机、增强现实显示器、面罩、焊工面罩、手电筒、可见灯、各种生物测定和环境传感器、无线通信设备(包括蜂窝电话)、麦克风、民用波段无线电设备(CB radio)、照相机、防毒面具、下巴托、耳罩、安全眼镜、衬里等。
已经以说明性方式描述了本发明。应当理解，已经使用的术语旨在具有描述性而不是限制性的词语的性质。
根据上面的教导，本发明的许多修改和变型是可能的。因此，在所附权利要求的范围内，本发明可以以除了具体描述的之外的方式实施。
