DE602004013317T2

DE602004013317T2 - Kommunikationsvorrichtung für einen schutzhelm

Info

Publication number: DE602004013317T2
Application number: DE602004013317T
Authority: DE
Inventors: Larry Medina DEPEW; Joseph Munson BIRLI; Lou S. Euclid MONACO; Greg Akron SKILLICOM; Dan S. Euclid ZIMET; David Parma Heights POTTS; Michael T. Sarver RUPERT; John L. Murrysville HIERBAUM; Layton A. Washington WISE; F. Joseph Zelienople HERSICK
Original assignee: Mine Safety Appliances Co
Current assignee: MSA Safety Inc
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2024-06-26
Also published as: US20040261158A1; DE602004013317D1; ATE392825T1; CN1809293A; CN100502711C; US7110743B2; AU2004255185B2; AU2004255185A1; BRPI0410883A; EP1641361B1; EP1641361A1; WO2005004655A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Helm mit einem Kommunikationsgerät.
Hintergrund der Erfindung
Knochenleitungsmikrofone sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden in Kommunikationssystemen zur Übertragung von Sprache verwendet. Wenn eine Person spricht, vibrieren die Schädelknochen in Übereinstimmung mit den Tönen, die von den Stimmbändern der Person erzeugt werden. Knochenleitungsmikrofone erfassen Vibrationen der Schädelknochen des Benutzers und wandeln die Vibrationen in elektrische Signale um, die an ein Funksprechgerät übertragen werden können. Knochenleitungsmikrofone sind besonders nützlich in geräuschvollen Umgebungen, wie zum Beispiel in Hubschraubern, in Feuerwachen, auf Baustellen etc., wo typische Mikrofone eine deutliche Menge von Umgebungsgeräuschen aufnehmen und übertragen können. Viele dieser Umgebungen erfordern, dass ein Benutzer einen Schutzhelm trägt, der ein einstellbares Kopfband aufweist.
Knochenleitungsmikrofone müssen fest am Knochen eingreifen oder anliegen, durch den sich die Vibrationen fortbewegen, damit das Knochenleitungsmikrofon beständig und zuverlässig die Vibrationen erfasst und die erfassten Vibrationen in elektrische Signale umwandelt.
Es sind Versuche unternommen worden, Knochenleitungsmikrofone an Schutzhelmen anzubringen. Siehe zum Beispiel US-A-6 298 249 (das '249-Patent), das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart und in dem ein Knochenleitungsmikrofon auf dem Nackengurt des Helms befestigt ist. Der Nackengurt ist der Bereich des Kopfbands, der allgemein im hinteren Teil des Helms angeordnet ist und der über dem Nacken des Halses positioniert wird.
Diese Geräte schließen jedoch mehrfache bewegliche Teile ein, die richtig eingestellt werden müssen, damit das Knochenleitungsmikrofon richtig funktioniert. Zum Beispiel schließt die Anordnung des '249-Patents einen Gleitmechanismus ein, der um eine Hülse mit einem Sperrrad geschlossen werden muss, die auf dem Nackengurt des Helms getragen wird. Eine Hülse mit einem Sperrrad ist eine Hülse, die von dem Nackengurtabschnitt des Kopfbands getragen wird. Die Hülse mit dem Sperrrad weist einen einstellbaren Knopf auf, der sich dreht, um die Größe des Kopfbands zu erhöhen/verringern. Außerdem muss ein Schraubenmechanismus festgezogen werden, um die Anordnung an der Hülse mit dem Sperrrad zu befestigen. Weiterhin befindet sich das Mikrofon auf einem separaten einstellbaren Flansch und muss eingestellt werden um an den Kopf des Benutzers zu passen, und ein Schraubenmechanismus muss festgezogen werden, um das Mikrofon in seiner eingestellten Position zu halten.
Außerdem ordnen diese Geräte das Mikrofon nicht in einer optimalen Position an, um die Vibrationen in den Schädelknochen beständig und zuverlässig zu erfassen. Weiterhin kann es nötig sein, die Position des Mikrofons während des Gebrauchs einzustellen, was in vielen Fällen unmöglich oder zumindest sehr unbequem ist, wie zum Beispiel während des Feuerlöschens oder inmitten eines Rettungsversuchs. Außerdem ist es nicht einfach und/oder bequem, diese Geräte an einem Helm zu befestigen. Schließlich begrenzen diese Geräte die Anordnung eines Lautsprechers auf einer Seite des Helms.
Zusammenfassung der Erfindung
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Helm mit einem Kommunikationsgerät bereit gestellt, wobei das Gerät umfasst:
ein Knochenleitungsmikrofon; und
einen Träger, an dem das Mikrofon befestigt ist und der lösbar an einem Kopfband des Helms befestigt ist, wobei das Kopfband eine einstellbare Hülse mit einem Sperrrad umfasst, das ausgestaltet ist, um das einstellbare Kopfband festzuziehen und zu lösen, dadurch gekennzeichnet, dass:
der Träger angeordnet ist, um lösbar an der Hülse mit dem Sperrrad befestigt zu werden und das Mikrofon zwischen der Hülse mit Sperrrad und dem Kopf des Benutzers zu positionieren, wobei das Festziehen des Kopfbandes den Druck auf das Mikrofon erhöht und das Lösen des Kopfbandes den Druck auf das Mikrofon verringert, wobei der Druck auf das Mikrofon durch Kräfte erzeugt wird, die zwischen den Kopfband und dem Kopf des Benutzers ausgeübt werden.
Vorzugsweise umfasst das Kopfband einen Nackengurt, der die Hülse mit dem Sperrrad aufweist. In diesem Fall kann der Träger so ausgestaltet sein, dass das Gerät in seiner Benutzungsposition ohne eine Einstellung von beweglichen Teilen an der Hülse mit dem Sperrrad befestigt werden kann.
Der Träger kann einen oberen Trägerflansch zum Aufliegen auf der Oberkante der Hülse mit dem Sperrrad umfassen, so dass das Gewicht des Geräts auf der Oberkante der Hülse mit dem Sperr rad getragen wird, während die Hülse mit Sperrrad bei der Benutzung des Geräts gleichzeitig das Mikrofon in direktem Eingriff mit dem Kopf des Benutzers sichert.
Der Träger kann umfassen: einen oberen Trägerflansch zum Aufliegen auf der Oberkante der Hülse mit dem Sperrrad; und einen unteren Trägerflansch zum Positionieren unter der Unterkante der Hülse mit Sperrrad, wobei das Mikrofon, der obere Trägerflansch und der untere Trägerflansch zusammen einen U-förmigen Kanal definieren, der die Hülse mit Sperrrad aufnimmt. In diesem Fall kann der Träger aus einem einzigen Stück aus geformtem Kunststoff hergestellt sein.
Der Helm könnte weiterhin ein Elektronikgehäuse umfassen, das von dem oberen Trägerflansch des Trägers getragen wird. In diesem Fall kann der Träger ausgestaltet sein, um das Mikrofon am oder nahe dem Mittelpunkt des hinteren Teils des Kopfes des Benutzers zu positionieren, wobei das Elektronikgehäuse an der Seite des Mikrofons positioniert ist. Das Elektronikgehäuse könnte nach hinten in Bezug auf das Mikrofon in einem Abstand angeordnet sein, der ausreichend ist, damit die Hülse mit dem Sperrrad zwischen das Mikrofon und das Elektronikgehäuse geschoben werden kann, um das Gerät an der Hülse mit Sperrrad zu befestigen. In diesem Fall könnte das Elektronikgehäuse so geformt und an der Seite des Mikrofons positioniert sein, dass das Gerät in zwei verschiedenen Anordnungen auf der Hülse mit dem Sperrrad befestigt werden kann, in einer ersten Anordnung, bei der das Elektronikgehäuse auf der linken Seite des Benutzers angeordnet ist, und in einer zweiten Anordnung, bei der das Elektronikgehäuse auf der rechten Seite des Benutzers angeordnet ist, wobei das Gerät geeignet ist, in einer dieser Anordnungen durch Schieben des Geräts über die Oberkante der Hülse mit Sperrrad befestigt zu werden, und wobei es geeignet ist, in der anderen Anordnung durch Schieben des Geräts über die Unterkante der Hülse mit Sperrrad befestigt zu werden.
Der Helm könnte weiterhin einen Lautsprecher zum Positionieren nahe dem Ohr des Benutzers und einen flexiblen Ausleger, der den Lautsprecher am Elektronikgehäuse befestigt, umfassen.
Der Träger kann einen oberen Trägerflansch zum Aufliegen auf der Oberkante der Hülse mit dem Sperrrad umfassen, so dass das Gewicht des Geräts auf der Oberkante der Hülse mit Sperrrad getragen wird, wobei die Hülse mit Sperrrad so angeordnet ist, dass sich das Mikrofon in direktem Eingriff mit dem Kopf des Benutzers befindet, während das Gerät in Benutzung ist. In diesem Fall könnte der Träger weiterhin einen unteren Trägerflansch umfassen, wobei der obere Trägerflansch, das Mikrofon und der untere Trägerflansch einen im Allgemeinen U-förmigen Kanal bilden, der die Hülse mit dem Sperrrad aufnimmt. In diesem Fall kann der Träger so ausgestaltet sein, dass das Gerät in seiner Benutzungsposition ohne eine Einstellung beweglicher Teile an der Hülse mit dem Sperrrad befestigt werden kann. Der Helm könnte dann weiterhin einen Lautsprecher umfassen, wobei der Lautsprecher von dem oberen Trägerflansch getragen wird und der Lautsprecher nach hinten in Bezug auf das Mikrofon in einem Abstand angeordnet ist, der ausreichend ist, damit die Hülse mit dem Sperrrad zwischen das Mikrofon und den Lautsprecher geschoben werden kann. In diesem Fall könnte der Helm weiterhin einen flexiblen Ausleger umfassen, wobei der flexible Ausleger den Lautsprecher mit dem oberen Trägerflansch verbindet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A stellt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Knochenleitungsmikrofons, einen Funktransmitter/-receiver, eine Lautsprecher und ein optionales Zusatzmikrofon dar.
1B stellt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Schutzhelms mit einem einstellbaren Kopfband mit einer Hülse mit einem Sperrrad dar.
1C stellt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Hülse mit Sperrrad dar, die auf dem Nackengurtabschnitt eines einstellbaren Kopfbandes, das eine Hülse mit Sperrrad aufweist, angeordnet ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Kommunikationsgeräts.
3A ist eine Draufsicht auf die Anordnung, die in 2 dargestellt ist.
3B ist eine Vorderansicht der Anordnung, die in 2 dargestellt ist.
3C ist eine Rückansicht der Anordnung, die in 2 dargestellt ist.
3D ist eine Querschnittsansicht der Anordnung, die in 2 dargestellt ist.
4 ist eine Explosionsansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems mit einem einstellbaren Nackengurt.
Ausführliche Beschreibung der dargestellten Ausführungsform
In 1 ist eine Ausführungsform eines Kommunikationssystems 100 dargestellt. Das Kommunikationssystem 100 schließt einen Funktransmitter/-receiver 102 ein, der über ein Kabel 110 elektrisch mit einer gedruckten Leiterplatte (engl.: printed circuit board, PCB) 120 gekoppelt ist. Die PCB 120 ist über Kabel 112 bzw. 114 elektrisch mit einem Knochenleitungsmikrofon 104 und einer Lautsprecheranordnung 108 gekoppelt. Somit sind das Knochenleitungsmikrofon 104 und der Lautsprecher 108 in einer Schaltungsverbindung mit dem Funktransmitter/-receiver 102 angeordnet. Außerdem ist ein optionales Zusatzmikrofon 130, wie zum Beispiel ein Sprechtasten-(engl.: push to talk, PIT)Mikrofon, ein Knopflochmikrofon (engl.: lapel microphone, LM) etc., dargestellt. Als ein Ergebnis kann die PCB 120 direkt in einer Schaltungsverbindung mit dem Funktransmitter-/receiver oder über das Zusatzmikrofon 130 in einer Schaltungsverbindung mit dem Funktransmitter/-receiver 102 angeordnet sein.
Es werden Vibrationen in Knochen, wie zum Beispiel Schädelknochen, erzeugt, wenn ein Benutzer spricht. Das Knochenleitungsmikrofon 104 erfasst und verstärkt die Vibrationen in den Schädelknochen. Das Knochenleitungsmikrofon 104 ist aus einem Vibrationssensor (nicht dargestellt) und elektrischen Schaltkreisen hergestellt. Die elektrischen Schaltkreise können integral mit dem Vibrationssensor oder entfernt von dem Vibrationssensor angeordnet sein. Vorzugsweise sind die elektrischen Schaltkreise auf der PCB 120 oder in Schaltkreisen angeordnet, die in dem optionalen Zusatzmikrofon angeordnet sind. Die Vibrationen werden erfasst und in elektrische Signale umgewandelt, die der Stimme der Benutzers entsprechen. Die elektrischen Signale können über das Kabel 112 und die PCB 120 zum Funktransmitter/-receiver übertragen werden, wo die elektrischen Signale zu einem zweiten Funkreceiver (nicht dargestellt) übertragen werden können. Eine Ausführungsform eines Knochenleitungsmikrofon ist im US-Pat. Nr. 5,054,079 offenbart. Es können auch andere Knochenleitungsmikrofone verwendet werden.
Elektrische Signale, die von dem Funktransmitter/-receiver 102 empfangen werden, können über das Kabel 110, die PCB 120 und das Kabel 114 zur Lautsprecheranordnung 108 übertragen werden. Die elektrischen Signale, die zur Lautsprecheranordnung 108 übertragen werden, bewirken, dass eine Membran (nicht dargesetlit) innerhalb des Lautsprechers vibriert. Die Vibrationen in der Membran erzeugen eine akustische Übertragung innerhalb des Frequenzbereichs, der von dem Benutzer erfassbar ist. Vorzugsweise entsprechen die akustischen Übertragungen einer menschliche Stimme.
Das Kommunikationssystem, das hier beschrieben ist, kann bei jedem Helm, der ein Kopfband aufweist, verwendet werden. Vorzugsweise ist der Helm ein Schutzhelm, wie zum Beispiel ein Helm eines Feuerwehrmanns, ein Baustellenschutzhelm, etc. 1B stellt einen typischen Schutzhelm 150 dar. Der Schutzhelm 150 schließt eine Schale 152, ein Trägergurtzeug 154, ein Kopfband 170 mit einem Nackengurtabschnitt 165 und eine Hülse mit einem Sperrrad 160 ein. Die Schale 152 stellt einen Schutz vor herab fallenden Gegenständen bereit und ist mittels des Kopfbands 170 am Kopf des Benutzers befestigt. Das Kopfband 170, das den Kopf des Benutzers umgibt, ist über das Trägergurtzeug 154 mit der Schale 152 verbunden. Im Allgemeinen ist das Kopfband 170 einstellbar. Das Kopfband 170 weist einen ersten Einstellgurt 170A und einen zweiten Einstellgurt 170B auf. Im Allgemeinen sind die Einstellgurte 170A und 170B im hinteren Teil des Helms 150 angeordnet und bilden einen Teil des Nackengurts 165. Der Abschnitt des Kopfbands 170, der am oder nahe des Nackens des Halses des Benutzers in den hinteren Abschnitt des Kopfes des Benutzers eingreift, wird hier als der Nackengurt 165 bezeichnet. Die Einstellgurte 170A und 170B ermöglichen, dass das Kopfband 170 verändert wird. Das Kopfband 170 kann in jeder bekannten Weise eingestellt werden, wie zum Beispiel mit einem oder mehr vorstehenden Elementen oder Nasen (nicht dargestellt) auf dem Einstellgurt 170A, die in ein oder mehrere Löcher (nicht dargestellt) oder in eine Reihe von Löchern auf dem Einstellgurt 170B eingeführt werden können, ähnlich der Einstellung eines Nackengurtes, der üblicherweise bei Baseballmützen verwendet wird. Der Nackengurt weist eine Hülse mit einem Sperrrad 160 (1C), die von dem Nackengurt 165 getragen wird und im Folgenden ausführlicher beschrieben ist, zum einfachen Einstellen der Größe des Kopfbands 170 auf.
Das Kopfband 170 zur Verwendung mit einer Hülse mit einem Sperrrad 160 weist einen ersten Einstellgurt 170A und einen zweiten Einstellgurt 170B auf. Die Einstellgurte 170A und 170B überlappen sich innerhalb der Hülse mit Sperrrad 160. Die Hülse mit Sperrrad 160 weist einen Einstellknopf 162 auf, der sich innerhalb der Hülse mit Sperrrad 160 dreht und in die Einstellgurte 170A und 170B eingreift. Ein Drehen des Einstellknopfs 162 in einer Richtung verringert die Größe des Kopfbands 170 durch Einziehen der Einstellgurte 170A und 170B in die Hülse mit Sperrrad 160. Ein Drehen des Einstellknopfes 162 in der entgegen gesetzten Richtung vergrößert die Größe des Kopfbands 170 durch Herausdrücken der Einstellgurte 170A und 170B aus der Hülse mit Sperrrad 160 heraus.
Im Allgemeinen sind Kopfbänder aus einem relativ biegsamen, steifen Kunststoffmaterial hergestellt, das einen rechteckigen Aufbau aufweist. Der rechteckige Aufbau weist ein erstes Maß, typischerweise zwischen 1,91 cm und 2,54 cm (3/4" und 1") und ein zweites Maß, typischerweise ungefähr 1,59 mm (1/16") auf. Der rechteckige Aufbau ermöglicht, dass das Kopfband 170 in einer Richtung steif und in der anderen Richtung biegsam ist, wodurch ermöglicht wird, dass es ungefähr mit der Form des Kopfes des Benutzers übereinstimmt. Außerdem ist die Hülse mit Sperrrad 160 aus relativ steifem Kunststoff hergestellt, der leicht gekrümmt ist, ungefähr proportional zu der Krümmung eines typischen Kopfes eines Benutzers. Obwohl die Hülse mit Sperrrad 160 relativ steif ist, entspricht sie ebenfalls dem Kopf eines Benutzers. Während das Kopfband 170 in einer ersten Richtung biegsam ist, ist es in der zweiten Richtung steif. Somit stellt das Kopfband einen wünschenswerten Träger zum Befestigen des Knochenleitungsmikrofons, das das Gewicht des Knochenleitungsmikrofons aufweist, und seines Trägers dar, der von dem Kopfband getragen wird.
In den 1, 3A, 3B, 3C und 3D ist eine Ausführungsform eines Kommunikationsgeräts 200 dargestellt. Das Kommunikationsgerät 200 schließt ein Trägerelement 201, ein Knochenleitungsmikrofon 207, eine Lautsprecheranordnung 108, die über einen flexiblen Ausleger 224 mit dem Trägerelement 201 verbunden ist, und ein Kabel 220 ein, das das Kommunikationsgerät 200 in eine Schaltungsverbindung mit einem Funktransmitter/-receiver (nicht dargestellt) bringt. Der flexible Ausleger 224 kann aus jedem flexiblen Material, wie zum Beispiel einem flexiblen Kabelkanal, Gummi oder einem Mehrfachkabel etc., hergestellt sein. Vorzugsweise ist der flexible Ausleger 224 jedoch ein hohles Element, um das Durchführen der elektrischen Leitungen, die für den Lautsprecher erforderlich sind, zu erleichtern.
Das Trägerelement 201 wird verwendet, um das Knochenleitungsmikrofon 207 lösbar an dem Kopfband 170 des Helms zu befestigen. In einer Ausführungsform schließt das Trägerelement 201 eine Trägerplatte 202, einen oberen Flansch 204, einen unteren Flansch 206, eine Vielzahl von Nasen 212 und ein Elektronikgehäuse 210 ein. Der obere Trägerflansch 204 und der untere Trägerflansch 206 sind an gegenüber liegenden Seiten der Trägerplatte 202 angebracht. In einer alternativen Ausführungsform sind die Trägerflansche 204, 206 direkt mit dem Mikrofon 207 verbunden, und die Trägerplatte 202 ist nicht erforderlich. Die Trägerflansche 204 und 206 sind im Wesentlichen senkrecht zur Trägerplatte 202, wobei sie einen im Allgemeinen U-förmigen Kanal bilden. Der U-förmige Kanal ist leicht gekrümmt, um der allgemeinen Form des Nackengurts 165 und/oder der Hülse mit Sperrrad 160 zu entsprechen. Die oberen und unteren Flansche 204 bzw. 206 sind so aufgebaut, dass sie sich über eine Oberkante und eine Unterkante des Nackengurts 165 (3D und 4) erstrecken, um das Befestigen des Kommunikationsgeräts an dem Nackengurt 165 zu erleichtern. Somit trägt der Nackengurt 165 das Gewicht des Kommunikationsgeräts 200, wenn das Kommunikationsgerät 200 auf dem Nackengurt 165 befestigt ist. Außerdem positioniert das Trägerelement 201 das Mikrofon 207 zwischen dem Nackengurt 165 und dem Kopf 307 des Benutzers. Das Befestigen des Kommunikationsgeräts 200 an dem Nackengurt 165 wird im Folgenden ausführlicher beschrieben werden. Vorzugsweise sind die Trägerplatte 202 und die Trägerflansche 204, 206 leicht gekrümmt, um der allgemeinen Form eines Nackengurts 165 in einem Schutzhelm 150 zu entsprechen. Außerdem weisen der untere Flansch 206 und der obere Flansch 204 eine Vielzahl von Nasen 212A, 212B, 212C, 212D auf, die gegenüber der Trägerplatte 202 angeordnet sind, so dass die Nasen 212A–D sich senkrecht zum unteren Flansch 206 und zum oberen Flansch 204 erstrecken. Wenn die Nassen 212A–D auf dem Nackengurt 165 befestigt sind, erstrecken sie sich auf der Rückseite des Nackengurts 165 von dem unteren Flansch 206 nach oben und von dem oberen Flansch 204 nach unten und tragen zur Befestigung des Trägerelements 201 am Nackengurt 165 bei.
Der obere Flansch 204 ist so angeordnet, dass er das elektronische Gehäuse 210 trägt. In einer Ausführungsform erstreckt sich der obere Flansch 204 in Richtung des Lautsprechers 108 bis hinter das Ende der Trägerplatte 202 und trägt oder stützt das Elektronikgehäuse 210. Vorzugsweise weist das Elektronikgehäuse 210 eine Frontplatte 214 auf, die sich von dem oberen Flansch 204 bis ungefähr zum Boden der Trägerplatte 202 erstreckt. Die Frontplatte 214 ist im Wesentlichen parallel zu der Trägerplatte 202 (siehe 2). Es sollte bemerkt werden, dass die Frontplatte 214, da die Trägerplatte 202 leicht gekrümmt ist, nicht buchstäblich parallel zu der Trägerplatte 202 ist. Vorzugsweise ist das Elektronikgehäuse 210 nach hinten in Bezug auf das Mikrofon 207 durch einen Abstand beabstandet, der ausreichend ist, damit der Nackengurt 165 zwischen das Mikrofon 207 und das Elektronikgehäuse 210 geschoben werden kann. Vorzugsweise ist das Elektronikgehäuse 210 so aufgebaut, dass es ein Funkschnittstellenkabel 220 und einen flexiblen Ausleger 224 aufnimmt. Das Funkschnittstellenkabel 220 weist einen Kabelverbinder 222 zum Verbinden mit einem Funktransmitter/-receiver (nicht dargestellt) an einem ersten Ende und einen Verbinder 218 für eine Kabelspannungsentlastung auf, der nahe dem zweiten Ende angeordnet ist. Der Verbinder 218 für die Kabelspannungsentlastung ist an dem Elektronikgehäuse 210 befestigt.
Das Funkschnittstellenkabel 220 ist elektrisch mit der PCB 120 gekoppelt, die in dem Elektronikgehäuse 210 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die PCB 120 auch mittels Drähten (nicht dargestellt) mit der Lautsprecheranordnung 108 verbunden, die in dem flexiblen Ausleger 224 untergebracht sind. In einer Ausführungsform ist das Knochenleitungsmikrofon 207 aus einem Vibrationsfühler 420 (4), der in einem Messfühlerhohlraum 208 eingeschlossen ist, und elektrischen Schaltkreisen hergestellt, die auf der PCB 120 angeordnet sind. Der Messfühlerhohlraum 208 stellt eine weiche Fläche zum Kontaktieren des Kopfes 307 des Benutzers bereit. Die weiche Fläche stellt während langer Benutzungszeiträume Komfort bereit. Außerdem stellt der Messfühlerhohlraum 208 ein Mittel bereit, um Vibrationen, die sich durch die Schädelknochen fortsetzen, zu dem Vibrationsfühler 420 zu leiten. In einer Ausführungsform ist der Messfühlerhohlraum 208 auf der Vorderseite der Trägerplatte 202 befestigt. Vorzugsweise weist jedoch die Trägerplatte 202 eine Öffnung durch diese auf, der Messfühlerhohlraum 208 wird durch sie hindurch eingeführt. In dieser Ausführungsform wird eine Rückenplatte 302 (3C) verwendet, um den Messfühlerhohlraum 208 in Position zu halten und die Drähte zu schützen, die sich von der Rückseite des Messfühlerhohlraums 208 erstrecken. Außerdem kann der Messfühlerhohlraum 208 durch ein Gummikissen geschützt werden, wobei das Gummikissen so aufgebaut ist, dass es den Kopf 307 des Benutzers berührt und eine Schutzschicht für den Messfühlerhohlraum 208 bereit stellt.
Im Allgemeinen bilden das Trägerelement 201 mit dem U-förmigen Kanal und das Elektronikgehäuse 210 eine Öffnung, die das Kopfband 170, den Nackengurt 165 und/oder die Hülse mit dem Sperrrad 160 (1B) durch diese hindurch aufnimmt. Das Gewicht des Kommunikationsgeräts 200, der obere Flansch 204 und das Elektronikgehäuse 210 dienen dazu, das Kommunikationsgerät 200 lösbar an dem Nackengurt 165 zu befestigen. Außerdem erstrecken sich die Nasen 212A–D, die auf dem unteren Flansch 206 und dem oberen Flansch 204 angeordnet sind, auf der Rückseite des Nackengurtes 165 nach oben bzw. nach unten und tragen dazu bei, das Gerät lösbar an dem Nackengurt 165 zu befestigen. Außerdem wirkt der Druck, der während des Gebrauchs auf das Kommunikationsgerät 200 aufgebracht wird, weiter, während das Mikrofon 207 zwischen dem Kopf 307 des Benutzers und dem Nackengurt 165 angeordnet ist, um das Kommunikationsgerät 200 sicher in Position zu halten. Das Knochenleitungsmikrofon 207 kann an einer Vielzahl von Stellen angeordnet werden, so dass sich das Knochenleitungsmikrofon 207 während des Gebrauchs zwischen dem Nackengurt 165 und dem Kopf 307 des Benutzers befindet. Vorzugsweise positioniert das Gerät das Knochenleitungsmikrofon 207 in der Mitte der Rückseite des Kopfes 307 des Benutzers.
Die Positionierung des Knochenleitungsmikrofons, wie es hier verwendet wird, schließt das gesamte Knochenleitungsmikrofon und/oder einen Teil davon ein. Zum Beispiel schließt die Aussage „Anordnen des Knochenleitungsmikrofons zwischen dem Nackengurt und dem Kopf des Benutzers" lediglich das Anordnen des Vibrationsfühlerabschnitts des Knochenleitungsmikrofons zwischen dem Nackengurt und dem Kopf des Benutzers ein. Somit kann ein Teil des Knochenleitungsmikrofons in dem Elektronikgehäuse angeordnet werden. Als ein Ergebnis kann der Nackengurt zwischen dem Knochenleitungsmikrofon und dem Elektronikgehäuse positioniert werden, auch wenn ein Teil des Knochenleitungsmikrofon im Elektronikgehäuse angeordnet ist.
4 ist eine detaillierte Darstellung einer Explosionsansicht einer Ausführungsform des Kommunikationsgeräts 200 und eines einstellbaren Kopfbands 412. Das einstellbare Kopfband 412 schließt Einstellgurte 412A und 412B, eine Hülse mit Sperrrad 409 mit einem Einstellknopf 410, ein hinteres Teil 404, ein vorderes Teil 405, eine Oberkante 406 und eine Unterkante 408 ein. Das Kopfband 412 wird durch Drehen des Einstellknopfes 410 auf der Hülse mit Sperrrad 409 eingestellt. Das Drehen des Einstellknopfes 410 in einer Richtung verringert die Größe des Kopfbands 412 durch Festziehen der Einstellgurte 412A, 412B. Das Drehen des Einstellknopfs 410 in der entgegen gesetzten Richtung vergrößert die Größe des Kopfbands 412 durch Lösen der Einstellgurte 412A, 412B.
Das Kommunikationsgerät 200 schließt ein Trägerelement 201 ein, das eine Öffnung 430 aufweist. Ein Teil des Gummikissens 427, das so aufgebaut ist, dass es den Messfühlerhohlraum 208 einschließt, passt durch die Öffnung 430. Vorzugsweise weist das Gummikissen 427 einen Flansch 428 auf, der das Gummikissen 427 zurückhält und der zu verhindert, dass das Gummikissen 427 vollständig durch die Öffnung 430 geführt wird. Ein Vibrationsfühler 420, der einen Schwingungssensor 421 und zwei Kondensatoren 422 einschließt, ist mit drei Drähten 424 verbunden und ist in einem Schrumpfhüllenschutz 426 eingeschlossen. Der Vibrationsfühler 420 ist in dem Messfühlerhohlraum 208 eingeschlossen. Die anderen Enden der drei Drähte 424 (nicht dargestellt) sind mit der gedruckten Leiterplatte (PCB) 120 verbunden. Die Drähte 424 werden durch die Rückenplatte 302 und das Elektronikgehäuse 210 gegenüber der Umgebung geschützt. Das Knochenleitungsmikrofon 207 ist aus dem Vibrationsfühler 420 und den elektrischen Schaltkreisen, die auf der PCB 120 angeordnet sind, hergestellt. Es sollte offensichtlich sein, dass mit geringen Schaltkreisänderungen zwei Drähte verwendet werden können, um den Vibrationsfühler 420 mit der PCB 120 zu verbinden.
Der obere Flansch 204 des Trägerelements 201 ist so aufgebaut, dass er das Elektronikgehäuse 210 trägt. Das Elektronikgehäuse 210 ist an dem oberen Flansch 204 befestigt, wobei eine Vielzahl von Schrauben 435 verwendet wird. Jedes Verfahren zum Befestigen des Elektronikgehäuses an dem oberen Flansch, wie zum Beispiel ein Klebstoff, ein Schnappverschluss, etc. wird in Erwägung gezogen. Eine Dichtung 436 dichtet das Elektronikgehäuse 210 ab und schützt die Elektronik vor Feuchtigkeit und Schmutz. Die PCB 120 ist innerhalb des Elektronikgehäuses 210 angeordnet.
Eine Lautsprecheranordnung 108 ist an dem distalen Ende des flexiblen Auslegers 224 angebracht. Das proximale Ende des flexiblen Auslegers 224 ist an dem Elektronikgehäuse 210 angebracht. Das Elektronikgehäuse 210 weist eine erste Öffnung (nicht dargestellt) auf, die so aufgebaut ist, dass sie den flexiblen Ausleger 224 aufnimmt. Das proximale Ende des flexiblen Auslegers 224 wird durch einen O-Ring 440 und durch die erste Öffnung eingeführt, wo es mittels eines Sprengrings 438 an dem Elektronikgehäuse 210 befestigt wird. Der O-Ring 440 dichtet die Verbindung zwischen dem flexiblen Ausleger 224 und dem Elektronikgehäuse 210 ab und verhindert, dass Schmutz und Feuchtigkeit in das Elektronikgehäuse 210 eintreten. Die Lautsprecheranordnung 108 schließt einen Lautsprecher 450, Dichtungen 454, eine Lautsprechermembran 456 und eine Lautsprecherabdeckung 458 ein, die mittels Schrauben 435 aneinander befestigt sind. Der Lautsprecher 450 ist mit zwei Drähten 452 verbunden, die durch den flexiblen Ausleger 224 führen und mit der PCB 120 verbunden sind. Elektrische Signale können von der PCB 120 zum Lautsprecher übertragen werden und bewirken, dass die Lautsprechermembran vibriert und hörbare Töne produziert.
Das Elektronikgehäuse 210 weist eine zweite Öffnung (nicht dargestellt) auf, die so aufgebaut ist, dass sie den Verbinder 218 für die Spannungsentlastung aufnimmt. Der Verbinder 218 für die Spannungsentlastung ist mit einem Funkschnittstellenkabel 220 verbunden. Ein O-Ring 440 wird über den Verbinder 218 für die Spannungsentlastung eingeführt, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit und Schmutz in das Elektronikgehäuse 210 eintreten. Der Verbinder 218 für die Spannungsentlastung wird durch die zweite Öffnung eingeführt und mittels eines Sprengrings 437 in dem Elektronikgehäuse befestigt. Die Drähte in dem Funkschnittstellenkabel 220 sind mit der gedruckten Leiterplatte verbunden. Das Funkschnittstellenkabel 220 weist einen Kabelverbinder 222 auf, der so aufgebaut ist, dass er wahlweise mit einem tragbaren Funktransmitter/-receiver verbunden ist und das Knochenleitungsmikrofon 207 und den Lautsprecher 108 in Schaltungsverbindung mit dem Transmitter/Receiver bringt. Die Verbindung mit dem tragbaren Transmitter/Receiver kann eine direkte Verbindung sein oder eine Verbindung über das Zusatzmikrofon 130 (1) sein.
Das Kommunikationsgerät 200 ist so aufgebaut, dass es leicht zu einem Schutzhelm 150 hinzugefügt oder von ihm entfernt werden kann. Außerdem ist das Kommunikationsgerät 200 reversibel, d. h. es ist so aufgebaut, dass ein Benutzer das Kommunikationsgerät 200 so an dem Schutzhelm 150 befestigen kann, dass die Lautsprecheranordnung 1008 entweder auf der rechten oder auf der linken Seite des Schutzhelms 150 angeordnet werden kann. In einer Ausführungsform ist das Elektronikgehäuse in so einer Weise geformt und an der Seite des Mikrofons positioniert, dass das Gerät in zwei verschiedenen Anordnungen auf der Hülse mit Sperrrad befestigt werden kann. Die erste Anordnung hat das Elektronikgehäuse und den Lautsprecher auf der linken Seite des Benutzers, woährend die zweite Anordnung das Elektronikgehäuse und den Lautsprecher auf der rechten Seite des Benutzers hat. Das Gerät ist geeignet, um in der ersten Anordnung durch Schieben des Geräts über die Oberkante der Hülse mit Sperrrad 409 befestigt zu werden und ist geeignet, um in der zweiten Anordnung durch Schieben des Geräts über die Unterkante der Hülse mit Sperrrad 409 befestigt zu werden.
Die Lautsprecheranordnung kann durch Positionieren des Kommunikationsgeräts 200 über der Hülse mit Sperrrad 409 auf der linken Seite des Schutzhelms 150 positioniert werden, so dass sich das Mikrofon 207 vor der Hülse mit Sperrrad 409 befindet und sich das Elektronikgehäuse 210 hinter der Hülse mit Sperrrad 409 befindet. Das Kommunikationsgerät 200 wird über die Oberkante der Hülse mit Sperrrad 409 geschoben und so positioniert, dass der obere Flansch 204 auf der Oberkante 406 der Hülse mit Sperrrad 409 ruht, wobei sich das Mikrofon 207 vor der Hülse mit Sperrrad 409 und das Elektronikgehäuse 210 hinter der Hülse mit Sperrrad 409 befinden. Der untere Flansch 206 ist so positioniert, dass sich der untere Flansch 206 di rekt unter der Unterkante 408 der Hülse mit Sperrrad 409 befindet. Vorzugsweise sind die Nasen 212A, 212B auf dem unteren Flansch 206 vorgesehen, und die Nasen 212C und 212D sind auf dem oberen Flansch 204 vorgesehen. Die Nasen 212A–D können hinter der Rückseite 404 der Hülse mit Sperrrad 409 positioniert sein. Somit können die Nasen 212A–D in die Rückseite der Hülse mit Sperrrad 409 eingreifen und dazu beitragen, die Anordnung 200 an der Hülse mit Sperrrad 409 zu befestigen. Bei dieser Anordnung wird das Gewicht des Kommunikationsgeräts 200 von dem oberen Flansch 204 getragen.
Die Lautsprecheranordnung kann auf der rechten Seite des Schutzhelms 150 positioniert werden, indem das Kommunikationsgerät 200 mit der Oberseite nach unten und unter der Hülse mit Sperrrad 409 positioniert wird, so sich dass das Mikrofon 207 vor der Hülse mit Sperrrad 409 befindet und sich das Elektronikgehäuse 210 hinter der Hülse mit Sperrrad 409 befindet. Das Kommunikationsgerät 200 wird über die Unterkante 408 der Hülse mit Sperrrad 409 geschoben, so dass der obere Flansch 204 auf der Unterkante 408 der Hülse mit Sperrrad 409 ruht, wobei sich das Mikrofon 207 vor der Hülse mit Sperrrad 409 und das Elektronikgehäuse 210 hinter der Hülse mit Sperrrad 409 befinden. Der untere Flansch 206 ist so positioniert, dass sich der untere Flansch 206 direkt über der Oberkante 406 der Hülse mit Sperrrad 409 befindet und sich die Nasen 212A und 212B auf dem unteren Flansch 206 und die Nasen 212C und 212D auf dem oberen Flansch 204 hinter der Rückseite 404 der Hülse mit Sperrrad 409 befinden. Die Nasen 212A–D greifen in die Rückseite der Hülse mit Sperrrad 409 ein und tragen dazu bei, die Anordnung 200 an der Hülse mit Sperrrad 409 zu befestigen. Bei dieser Anordnung wird das Gewicht des Kommunikationsgeräts 200 von dem unteren Flansch 206 getragen.
Knochenleitungsmikrofone müssen fest an dem Knochen positioniert werden, durch den sich die Vibrationen fortsetzen, damit das Knochenleitungsmikrofon beständig und zuverlässig die Vibrationen erfasst und die erfassten Vibrationen in elektrische Signale umwandelt. Das Knochenleitungsmikrofon, das hier beschrieben ist, ist in der Lage, Vibrationen vom Schädelknochen durch Zwischenmaterialien, wie zum Beispiel menschliches Haar, Hauben, Maskengurte, Schutzauskleidung etc. zu fühlen. Die Positionierung des Knochenleitungsmikrofons 207 direkt zwischen dem Kopfband 412 und dem Kopf 307 eines Benutzers verstärkt die Zuverlässigkeit und die Beständigkeit der Kommunikation stark. Weiterhin ist eine optimale Position zum Erfassen der Vibrationen, die von dem Stimmbändern eines Benutzers erzeugt werden, in der Mitte der Rückseite des Kopfes des Benutzers. Die Positionierung eines Knochenleitungsmikrofons zwischen dem Nackengurt und der Mitte des Kopfes des Benutzers stellt eine zuverlässige und beständige Positionierung des Knochenleitungsmikrofons in einer optimalen Position zum Erfassen der Vibrationen bereit. Das Kopfband kann eingestellt werden, so dass der Druck auf das Knochenleitungsmikrofon erhöht oder verringert werden kann, um es fest am Knochen zu positionieren.
Wie oben erwähnt, kann das Knochenleitungsmikrofon 207 überall entlang des Kopfbands angeordnet werden, so dass es während des Gebrauchs zwischen dem Kopfband und dem Kopf des Benutzers angeordnet ist. Ein Festziehen des Kopfbands 412 erhöht direkt den Kontaktdruck zwischen dem Mikrofon und dem Schädelknochen, was ermöglicht, dass sich die Vibrationen mit weniger Verlust der Vibrationen durch den Schädelknochen und den Messfühlerhohlraum fortsetzen. Somit sind diese Vibrationen stärker und leichter durch den Vibrationsfühler 402 erfassbar, was die Zuverlässigkeit des Kommunikationsgeräts erhöht. Es wird ein Kopfband mit einer Hülse mit Sperrrad verwendet, und der Kontaktdruck auf das Knochenleitungsmikrofon kann mit einer einfachen Drehung eines Einstellknopfes eingestellt werden. Als ein Ergebnis können Einstellungen schnell und einfach vorgenommen werden, auch unter unbequemen Umständen, wie zum Beispiel während des Feuerlöschens oder während der Durchführung von Rettungseinsätzen.

Claims

Helm (150) mit einem Kommunikationsgerät (200), wobei das Gerät umfasst: ein Knochenleitungsmikrofon (207); und einen Träger (201), an dem das Mikrofon befestigt ist und der lösbar an einem Kopfband (412) des Helms befestigt ist, wobei das Kopfband eine einstellbare Hülse (409) mit einem Sperrrad umfasst, das ausgestaltet ist, um das einstellbare Kopfband festzuziehen und zu lösen, dadurch gekennzeichnet, dass: der Träger (201) angeordnet ist, um lösbar an der Hülse (409) mit dem Sperrrad befestigt zu werden und das Mikrofon (207) zwischen der Hülse mit Sperrrad und dem Kopf des Benutzers zu positionieren, wobei das Festziehen des Kopfbandes (412) den Druck auf das Mikrofon erhöht und das Lösen des Kopfbandes den Druck auf das Mikrofon verringert, wobei der Druck auf das Mikrofon durch Kräfte erzeugt wird, die zwischen den Kopfband und dem Kopf des Benutzers ausgeübt werden.
Helm (150) nach Anspruch 1, wobei das Kopfband (412) einen Nackengurt (165) umfasst, der die Hülse (409) mit dem Sperrrad aufweist.
Helm (150) nach Anspruch 2, wobei der Träger (201) so ausgestaltet ist, dass das Gerät in seiner Benutzungsposition ohne eine Einstellung von beweglichen Teilen an der Hülse (409) mit dem Sperrrad befestigt werden kann.
Helm (150) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Träger (201) einen oberen Trägerflansch (204) zum Aufliegen auf der Oberkante der Hülse (409) mit dem Sperrad umfasst, so dass das Gewicht des Gerätes auf der Oberkante der Hülse mit Sperrrad getragen wird, während die Hülse mit Sperrrad bei der Benutzung des Geräts gleichzeitig das Mikrofon (207) in direktem Eingriff mit dem Kopf des Benutzers sichert.
Helm (150) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Träger (201) umfasst: einen oberen Trägerflansch (204) zum Aufliegen auf der Oberkante der Hülse (409) mit dem Sperrrad; und einen unteren Trägerflansch (206) zum Positionieren unter der Unterkante der Hülse mit Sperrrad, wobei das Mikrofon (207), der obere Trägerflansch und der untere Trägerflansch zusammen einen U-förmigen Kanal definieren, der die Hülse mit Sperrrad aufnimmt.
Helm (150) nach Anspruch 5, wobei der Träger (201) aus einem einzigen Stück aus geformtem Kunststoff hergestellt ist.
Helm (150) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, der weiterhin ein Elektronikgehäuse (210) umfasst, das von dem oberen Trägerflansch (204) des Trägers (201) getragen wird.
Helm (150) nach Anspruch 7, wobei der Träger (201) ausgestaltet ist, um das Mikrofon (207) am oder nahe dem Mittelpunkt des hinteren Teils des Kopfes des Benutzers zu positionieren und wobei weiterhin das Elektronikgehäuse (210) an der Seite des Mikrofons positioniert ist.
Helm (150) nach Anspruch 8, wobei das Elektronikgehäuse (210) nach hinten in Bezug auf das Mikrofon (207) in einem Abstand angeordnet ist, der ausreichend ist, damit die Hülse (409) mit dem Sperrrad zwischen das Mikrofon und das Elektronikgehäuse geschoben werden kann, um das Gerät an der Hülse mit Sperrrad zu befestigen.
Helm (150) nach Anspruch 9, wobei das Elektronikgehäuse (210) so geformt und an der Seite des Mikrofons (207) positioniert ist, dass das Gerät in zwei verschiedenen Anordnungen auf der Hülse (409) mit dem Sperrrad befestigt werden kann, in einer ersten Anordnung, bei der das Elektronikgehäuse auf der linken Seite des Benutzers angeordnet ist, und in einer zweiten Anordnung, bei der das Elektronikgehäuse auf der rechten Seite des Benutzers angeordnet ist, wobei das Gerät geeignet ist, in einer dieser Anordnungen durch Schieben des Geräts über die Oberkante der Hülse mit Sperrrad befestigt zu werden, und wobei es geeignet ist, in der anderen Anordnung durch Schieben des Geräts über die Unterkante der Hülse mit Sperrrad befestigt zu werden.
Helm (150) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, der weiterhin einen Lautsprecher (108) zum Positionieren nahe dem Ohr des Benutzers und einen flexiblen Ausleger (224) zum Befestigen des Lautsprechers am Elektronikgehäuse (210) umfasst.
Helm (150) nach Anspruch 1, wobei der Träger (201) einen oberen Trägerflansch (204) zum Aufliegen auf der Oberkante der Hülse (409) mit dem Sperrrad umfasst, so dass das Gewicht des Geräts auf der Oberkante der Hülse mit Sperrrad getragen wird, wobei die Hülse mit Sperrrad so angeordnet ist, dass sich das Mikrofon (207) in direktem Eingriff mit dem Kopf des Benutzers befindet, während das Gerät in Benutzung ist.
Helm (150) nach Anspruch 12, wobei der Träger (201) weiterhin einen unteren Trägerflansch (206) umfasst, wobei der obere Trägerflansch (204), das Mikrofon und der untere Trägerflansch einen im Allgemeinen U-förmigen Kanal bilden, der die Hülse (409) mit dem Sperrrad aufnimmt.
Helm (150) nach Anspruch 13, wobei der Träger (201) so ausgestaltet ist, dass das Gerät in seiner Benutzungsposition ohne eine Einstellung beweglicher Teile an der Hülse (409) mit dem Sperrrad befestigt werden kann.
Helm (150) nach Anspruch 14, der weiterhin einen Lautsprecher (108) umfasst, wobei der Lautsprecher von dem oberen Trägerflansch (204) getragen wird und der Lautsprecher nach hinten in Bezug auf das Mikrofon (207) in einem Abstand angeordnet ist, der ausreichend ist, damit die Hülse (409) mit dem Sperrrad zwischen das Mikrofon und den Lautsprecher geschoben werden kann.
Helm (150) nach Anspruch 15, der weiterhin einen flexiblen Ausleger (224) umfasst, wobei der flexible Ausleger den Lautsprecher (108) mit dem oberen Trägerflansch (204) verbindet.