本文系《美團智能頭盔研發實踐》系列的第一篇文章，聚焦硬件設計維度。針對外賣騎手傳統頭盔佩戴體驗不佳等痛點，從安全保障、體驗優化、效率提升三大方向切入，詳細解析安全防護、多傳感器預警、通風減重、長效續航、音頻降噪、工藝控制等關鍵技術，並提煉研發過程中行之有效的設計經驗。

0. 前言

在現代城市的喧囂中，外賣騎手穿梭於大街小巷，只為將餐食及時送達顧客手中。然而，這份看似簡單的工作背後，卻隱藏着諸多痛點。騎手們面臨的交通環境複雜，這不僅對他們自身的安全構成嚴重威脅，也增加了交通事故的風險。同時，在配送過程中，騎手需要頻繁操作手機接單、打電話與顧客溝通，這在騎行過程中極不方便，還容易分散注意力。此外，長時間佩戴傳統頭盔，悶熱、不舒適以及頭盔穩定性差等問題，也極大地影響了騎手的工作體驗。

面對這些痛點，美團推出了智能頭盔，努力為騎手們提供一種全新的安全守護解決方案，展現出安全保障、體驗優化以及效率提升三大核心價值。本文為美團技術團隊在硬件設計層面的一些思考和探索。

1. 智能頭盔革新：重新定義配送安全裝備

美團智能頭盔作為專為外賣騎手打造的智能安全裝備，在傳統頭盔基礎上，增加了喇叭、麥克風、快捷按鍵、尾燈等硬件模組，具備藍牙耳機/語音助手功能，實現智能語音交互、實時感知戴盔、碰撞和摔倒等功能。

美團研發智能頭盔已有6年時間，研發模式從ODM、JDM直至OEM純自研模式，目前已覆蓋全國S/A/B級別28座城市的全量專送騎手，累計出貨量突破100萬，已經成為B端/C端智能頭盔行業出貨量最大的機構之一。這些智能頭盔，針對行業痛點，為外賣騎手提供了更安全、高效、領先行業的戴盔體驗，努力為外賣騎手提供了一份守護。

2. 安全防護體系：超越國標與主動預警的雙重守護

2.1 更嚴苛的頭盔設計標準

頭盔設計需要滿足國家強制標準，在行業中，電動車頭盔設計滿足電動自行車乘員頭盔標準就足夠了（GB 811-2022 B3電動自行車乘員頭盔國家標準）。但從騎手安全角度出發，美團主動將設計標準提升至摩托車頭盔級別（GB 811-2022 A3摩托車乘員頭盔國家標準）。世界衞生組織（WHO）數據顯示，佩戴頭盔能顯著降低摩托車事故傷亡率，可減少近40%的死亡風險、超70%的嚴重受傷概率。美團智能頭盔從基礎防護層面，努力為騎手安全築牢根基。

2.2 智能預警系統主動防護安全

美團智能頭盔以「傳感器 + 算法」構建主動安全防護網，將被動保護升級為智能預警。

• 佩戴狀態智能監測：在實際工作中，即便配備了頭盔，仍存在部分騎手有盔不戴的現象。美團智能頭盔通過三軸傳感器與紅外傳感器的聯動組合，並與騎手App緊密聯動，有效解決了這一難題。一旦檢測到騎手未正確佩戴頭盔，系統會及時發出提醒，確保騎手在騎行過程中時刻處於頭盔的保護之下。
• 自適應尾燈預警：夜晚或光線較暗的環境下，騎行安全面臨更大挑戰。美團智能頭盔內置光敏傳感器，當外界光線變弱時，自感應尾燈會自動亮起，而且其較高的尾燈位置，能夠有效地引起大噸位貨車、卡車等高駕駛位司機的注意，減少因駕駛盲區而引發的事故。
• 碰撞摔倒應急響應：頭盔還具備碰撞摔倒檢測功能，一旦檢測到騎手摔倒，會在第一時間發出報警，並迅速聯繫騎手確認情況，為騎手的生命安全增添了一份有力的保障。

2.3 三重鎧甲防護電池安全

針對智能頭盔複雜的工況，如不同地區環境温度的差異、對各類手機充電器和充電線的適配、長期高頻次充電習慣帶來電池壽命衰減、佩戴區域敏感等考慮。頭盔設計了三重防護“鎧甲”，守護每一次騎行。

• 來自底層硬件的“鋼鐵守衞”：智能充電芯片24小時監控電壓電流，電池過壓、過流和過放時快速斷電。即使芯片失效，電池自帶過充、過放、短路保護提供雙重保險，安全無死角。同時高精度電量計實時採集電池數據，精準監測電池健康狀態。針對目前市場上由於劣質或長期破損的充電線在TYPE_C處出現的自發熱問題，頭盔在TYPE_C處加入NTC實時温度檢測，該處高温時自動停止充電。避免該處發熱引起的電池安全隱患，進一步提高頭盔電池的安全保障。
• 來自軟件的“温度管家”：0℃~55℃ 智能温控，電池温度超出範圍立刻停止充電。同時具備高温自動緊急處理，充電時超過75°C語音告警。未充電時超過75°C自動切斷電池，進入安全模式。
• 來自雲端的“大數據哨兵”：實時分析頭盔上報的數據，提前預警異常。通知官方介入，防患於未然。電池安全防護的引入是智能頭盔向高可靠性、長生命週期發展的必然結果。它既是功能實現的基石，也是用户體驗的核心要素。

3. 穿戴體驗革命：輕量化與功能性的極致平衡

3.1 從頭盔到電子模組的極致結構減重技術

對於外賣騎手而言，頭盔減重技術絕非簡單的數字遊戲，而是關乎職業體驗的關鍵革新。700g左右的傳統頭盔如同 “鐵帽” 般壓在頭頂，每騎行一小時就可能累積近半公斤的垂直壓力，導致頸椎勞損與疲勞感加劇。美團智能頭盔通過「材料基因 + 工藝重構 + 系統集成」的三重減重革命，將整機重量降至550g，在摩托車頭盔國標框架內實現「安全不減重」的技術突破。

• 吸塑工藝 - 給頭盔外殼“削骨減肥”：摩托車頭盔設計的困難點在於，頭盔保護頭部的要求和輕量化之間的矛盾，行業上一般使用注塑的方式生產頭盔外殼，常用的工程塑料成本低，但密度較高，輕量化空間有限。而且因注塑工藝的侷限性，外殼無法設計的很薄，否則將無法生產。K3SX1智能頭盔採用吸塑一體成型工藝替代傳統注塑方案，吸塑工藝可以將頭盔外殼設計的很薄，配合高強度PC材料，頭盔外殼厚度可減薄一半，大幅度減輕重量。
• 雙密度材料 - 給防護層“精準減脂”：吸塑一體成型工藝解決外殼重量的問題，但為了通過穿刺測試，緩衝層的密度還是比較大，導致緩衝層重量過重。雙密度減重技術通過精確控制材料密度分佈（頭盔對安全要求高的部分使用高密度緩衝材料，頭盔主體部分使用低密度緩衝材料），在保證外殼抗衝擊、穿刺強度符合GB 811-2022摩托車乘員頭盔國家標準的前提下，實現結構輕量化。經實測，相較於前代產品，頭盔盔體重量減輕85g，降幅達25%。
• 配件系統 - 從鏡片到織帶的“全身協同瘦身”：鏡片、織帶等配件通過高強度複合材料應用與薄壁化設計，在滿足抗穿透性與佩戴安全性的基礎上，進一步降低產品整體重量。

• 電子模組 - 模塊化集成的“系統級輕量革命”：電子系統，採用模塊化設計方案，分為主控模組、喇叭模組、按鍵模組和麥克紅外模組。採用一拖三的方式，都和主控模組用線連接，沒有對接端子，可以實現防水和減重。模組採用薄壁輕量化設計，在保證模型性能不受影響的前提下，有效降低了模組的重量。主控模組集成尾燈設計，相比單獨的尾燈，減少了尾燈配件，大幅降低重量。麥克紅外模組，採用灌膠密封的工藝，相比常規AB殼方案，減少了後殼、密封圈、螺絲、線束密封等配件，有效降低了組裝複雜性和重量。

通過盔體、鏡片、織帶、電子模組等多重的減重措施，最終實現整機重量僅550g，成為當前符合摩托車頭盔國標認證的智能頭盔中最輕量級產品。

3.2 多孔道通風結構設計與安全強化

對騎手而言，頭盔通風技術是對抗酷暑的關鍵剛需。傳統頭盔在高温下如蒸籠，易致頭部悶熱、注意力分散，甚至引發安全隱患。為解決傳統頭盔通風不足問題，K3SX1 在原有 4 個通風孔基礎上，新增 16 個導流式通風孔，構建 20 孔三維貫通通風系統。

• 多孔道通風結構設計：在頭盔行業裏，一般只有自行車頭盔頂部有開孔，且因自行車頭盔標準無穿刺測試要求，開孔設計挑戰較低；而摩托車頭盔出於安全考量，頂部通常不設置開孔，即便少數產品開孔，也多見於注塑外殼的頭盔，吸塑一體成形的摩托車頭盔開孔案例極少。這一設計面臨着國標穿刺測試（要求頭盔抵禦3kg鋼錐從1m高度自由落體的衝擊）的嚴峻挑戰。研發團隊通過有限元分析（FEA）技術和實際實驗，對不同孔徑、緩衝層密度方案進行驗證，最終確定採用雙密度方案與局部PC片加強設計，在保證通風效率提升的同時，確保穿刺測試通過率達100%，實現通風性能與安全標準的完美平衡。

• 空氣動力學優化與熱濕交換效率提升：基於CFD（計算流體動力學）仿真技術，K3SX1的通風系統採用前側進氣口導流設計與後側負壓抽氣結構，360°全方面散熱，騎行風感更加強勁。搭配疏水速幹三明治網布內襯，加速導濕排汗，顯著改善騎手長時間作業的熱舒適性。

3.3 硬件極致設計引領續航三倍飛躍

傳統智能頭盔續航體驗較差，騎手基本一天就需要充電一次，嚴重影響騎手的工作效率和使用體驗。為了解決頭盔續航時間短這個痛點，通過分析問題的根本原因，發現主控系統+藍牙系統+通信模組的多系統工作模式，以及音頻功放器件是功耗的主要消耗點。K3SX1從這兩個點進行重構和變革，大幅降低產品的能耗，提升產品的續航能力。

• 複雜多系統到單中國“芯”的改革：多系統的複雜硬件架構，硬件複雜度和功耗都居高不下，全新的硬件設計採用全自主知識產權的國產高性能藍牙芯片，芯片採用32位雙核 DSP架構，系統時鐘最高達160MHz，具備更廣泛的匹配兼容性與更智能的內置算法等特點。通過優化主芯片電源管理單元、採用先進製程工藝等創新，實現主芯片在高性能運行的同時將功耗控制在較低水平。芯片的靜態功耗低於100uA，工作功耗僅有mA級別。單芯片系統也大幅減少了外設器件，同時大幅降低整體功耗。
• 音頻功放的換代升級：音頻功放是頭盔的使用場景中使用頻次最高的器件，傳統的AB類音頻功放，工作效率低。K3SX1把音頻功放從AB類升級為D類，工作效率由50%提升至 90%，大幅延長電池續航時間。在電池容量減少40%（從 2000mAh 降至 1200mAh）的情況下，續航時間從12小時提升至36小時，達到行業領先水平，徹底消除騎手對電量不足的擔憂，讓其更專注於騎行工作。

3.4 六層堆疊助力出色音頻

在智能頭盔行業，主流方案多依賴高性能算法芯片實現降風噪，雖有效但成本較高；部分產品嚐試採用泡棉降噪，卻因泡棉面積小導致過濾效果有限，且吸水後性能易失效。K3SX1通過六層堆疊設計，突破傳統方案侷限，實現50km/h騎行速度下的清晰語音通話。

• 下沉式拾音區域設計：拾音區域低於頭盔前沿，可以減弱風對拾音面的衝擊，使氣流繞過拾音區域，減少湍流噪聲。
• 高強度柵格化外殼：鏤空柵格設計確保充足拾音面積，避免聲學遮擋，高強度外殼可以物理防護內部的防風綿，防止損壞。
• 大面積鍍疏水膜防風綿：高密度大面積海綿結構，能夠對騎行中產生的風噪進行均勻過濾與消解。防風泡綿採用整體真空鍍疏水塗層的工藝，不僅能夠做到不沾水、不吸水、不存水，有效防止雨水、汗水等對麥克風的侵蝕，還能在全生命週期內保持穩定的物理防風降噪性能。
• 防水透聲膜：既能阻擋水、灰塵等雜質進入，又能保證聲波高效穿透，平衡防護性與拾音靈敏度。
• 2mm深36°密閉式拾音通道：通過36°傾斜角收聲孔設計，使得拾音通道的深度只有2mm，可以有效減小聲波傳導損耗，確保拾音清晰。拾音孔與PCBA通過膠水密封粘接，杜絕漏音與二次迴音，保證語音信號純淨度。
• 高性能音頻處理芯片：主芯片其內置的音頻編解碼模塊性能卓越，降噪算法更加智能，24bit DAC的SNR高達104dB，換算後噪聲基底僅為4.5μV。芯片可對智能頭盔接收和播放的音頻信號進行高保真處理，確保騎手通話時，無論在嘈雜的城市街道，還是高速騎行的呼嘯風聲中，芯片也能通過智能音頻算法有效過濾背景噪音，突出人聲。保證騎手聲音清晰、不失真，為騎手提供優質的溝通體驗。

K3SX1通過 “硬件結構創新 + 芯片算法賦能 + 模塊化工程思維”，多層結構與高性能芯片的協同設計，在強風環境降噪與成本控制間取得平衡，為智能頭盔從 “功能型” 向 “普及型” 跨越提供了關鍵技術支撐。

3.5 極端環境適應

在智能頭盔領域，多數產品的防水標準僅設定在IPX4或IPX5等級，這意味着它們僅能抵禦少量濺水或短時淋雨，一旦遭遇暴雨、強風裹挾雨水等極端天氣，設備內部電子元件極易因進水短路而損壞。而美團智能頭盔打破常規，以IPX6級防水性能脱穎而出。這一等級要求設備能承受強水流從任意方向持續噴射15分鐘而不受損，相當於在每小時150毫米降水量的特大暴雨中電子模組不進水無損壞。

• 在設計上精益求精，提高防護級別：各個模塊按照IPX7的要求進行設計，主控模組採用硅膠密封圈疊加設計，配合對外連接線束點膠密封，TypeC接口IPX7硅膠密封，按鍵位置大面積雙面膠密封防水等方案，形成無縫防水屏障，確保各種苛刻的使用環境模組不進水。音頻模塊、麥克風等核心部件均配備防水透氣膜，既能隔絕液態水侵入，又能平衡內部氣壓，防止因温差產生水霧凝結。
• 在生產上嚴格要求，全檢出貨：模組全部通過氣密檢測設備進行檢測，執行的測試標準是IPX7，進行嚴格管控全檢測試出貨，確保每一個智能頭盔模組都具有卓越的防水性能。

正是這些精密的設計與嚴苛的出廠測試，這種 “設計 + 生產” 雙維度防水方案，讓騎手在暴雨傾盆的街道、狂風呼嘯的騎行途中，都能放心使用美團智能頭盔，無需擔憂雨水侵襲影響設備功能，真正實現風雨無阻地安全配送，為城市配送的高效運轉築牢可靠防線。

4. 配送效率重構：人機協同的智能操作升級

對騎手而言，配送效率直接關乎收入水平。美團智能頭盔在提升配送效率方面，展現出了強大的功能。

• 一體化耳機設計：其一體化頭盔耳機設計，極為便捷，拿起頭盔自動開機，自動連接藍牙，騎手戴上頭盔後，無需再額外佩戴耳機。並且，通過先進的降噪算法，即使在高達50km/h 的騎行速度下，也能確保語音通話清晰流暢，讓騎手與顧客、商家之間的溝通毫無障礙。
• 實體按鍵一鍵接單：頭盔上精心配備的大號實體按鍵，操作簡便，騎手能夠快速一鍵接單、確認到店、到客，以及接打電話。即便是在寒冷的冬天，騎手戴着手套也能輕鬆操作，無需拿出手機點擊屏幕，大大節省了操作時間，提高了配送效率。
• 大模型助手主動提率：此外，頭盔所搭載的連接騎手 App 的大模型語音助手，更是騎手的得力助手。它不僅能在工作上為騎手提供路線規劃、訂單信息查詢等幫助，還能在騎手感到疲憊或壓力大時，給予情感上的支持與鼓勵，讓騎手在忙碌的工作中感受到温暖與關懷，以更飽滿的精神狀態投入到配送工作中。

5. 產業賦能實踐：傳統制造的智能化躍遷

5.1 傳統頭盔廠的技術短板

• 音頻性能測試的困境：智能頭盔需要支持高質量的語音交互，因此必須進行精確的音頻曲線測試（如頻響、失真等）。傳統頭盔廠通常缺乏專業的聲學實驗室和測試設備，導致產品在音質方面表現不佳，騎手感覺聲音刺耳，有雜音等。
• 硬件生產測試系統的缺失：智能頭盔涉及藍牙模塊、傳感器、電池管理等複雜電子組件，需要專業的上位機測試系統來驗證其穩定性。傳統廠商往往依賴人工檢測，效率低且難以覆蓋所有故障模式。
• 自動化程度低：智能頭盔有很高的防水和性能要求，但傳統頭盔廠通常缺乏自動化設備，基本依賴手工操作造成組裝速度慢，工藝不穩定，不同班次的產品性能差異較大。
• 生產監控系統的缺失：智能頭盔有許多電子器件，需要監控性能指標和追溯歷史測試結果，但傳統盔廠缺乏相應的系統監控，無法做到實時數據監控和歷史追溯。

5.2 美團頭盔產線的智能升級

5.2.1 六大核心工藝，打造極致可靠的頭盔

• 智能自動功能測試：智能系統檢測按鍵、藍牙、傳感器等功能，不良品自動剔除，努力確保100%達標。
• 高精度自動點膠：精準控制膠量與路徑，提高密封性，徹底解決傳統手工點膠的溢膠、漏膠問題。
• 無人化鎖螺釘：機器人精準緊固螺絲，扭矩實時監控，螺絲零鬆動、零滑牙。
• 氣密性測試：5秒快速篩查，微漏無所遁形，防水性能行業領先。
• 音頻調校+音頻參數測試：智能聲學實驗室模擬真實場景，優化麥克風降噪算法，產線100%進行喇叭和麥克頻響、失真、R&B、平衡度等參數測試，確保通話質量。
• 加速老化試驗體系：85℃/85%RH雙85測試，高強度温濕度循環+跌落測試+穿刺測試，保證頭盔的壽命和安全性。

#### 5.2.2數字化轉型：老產線的華麗轉身

• 數據驅動決策：MES系統實時監控生產參數，問題提前預警，問題追溯源頭。
• 柔性生產：同一產線可快速切換不同型號，換型時間縮短50%。
• 人機協同：工人從重複勞動解放，專注工藝優化與技術創新。

6. 市場與行業影響：用數據樹立價值新標杆

K3SX1產品從騎手到業務逐步得到認可，佩戴舒適度、藍牙語音體驗和性價比等方面產品力顯著提升，滿意度從3.2提升至4.2（5分制），語音功能使用率從加盟54%提升至加盟87%、眾包98%。

因為智能頭盔功能實用性決策購買的騎手較多（79%），朋友推薦成為第二高的騎手瞭解智能頭盔的渠道（最新佔比提升至22%）。該產品的成功推出，不僅為外賣騎手提供了更優質的防護裝備解決方案，更推動行業從單純的功能競爭轉向用户體驗與成本效益並重的新階段，為智能頭盔產品的發展樹立了新的技術與價值標杆。

7. 未來技術前瞻：硬件升級與智能夥伴的革新

美團智能頭盔，通過多年的經驗積累和技術迭代，新一代K3SX1智能頭盔頭盔通過多方面技術改進實現有效減重，兼顧安全、舒適性與性能提升。隨着美團智能頭盔的NPS和滿意度屢創新高，取得了歷代智能頭盔最佳表現。

在未來，美團智能頭盔搭載的大模型語音助手，將進化為騎手的 “全場景認知夥伴”。它不僅能精準處理 “規劃路線”、“ 播報訂單”等基礎指令，更能通過深度學習騎手的配送習慣與行為模式，實現主動式智能輔助 —— 比如在暴雨天氣自動播報實時路況並推薦防滑路線，檢測到騎手連續配送超3小時後主動推送附近休息站信息，甚至能根據商家出餐速度預判延誤風險，提前建議騎手調整接單節奏。

在複雜場景中，語音助手可通過多輪對話理解騎手需求，例如當騎手説“找最近的修車站”，系統會同步考慮距離、口碑及維修時長，生成帶語音導航的優選方案；遇到顧客改地址等突發情況，還能自動生成標準化溝通話術並同步更新配送系統。更值得期待的是，其情感交互能力將實現“温度服務”—— 在騎手遭遇差評時推送心理疏導語音，節日時送上定製化問候，甚至能根據騎手的方言習慣調整播報語氣，讓科技真正成為有“人情味”的工作夥伴，徹底重構即時配送行業的人機協作範式。

未來的美團智能頭盔，硬件上還會搭載更加強大的傳感器，幫助騎手解決更加複雜的問題。並逐步推廣到全國每一個騎手，讓他們都能體驗到科技帶來的價值和快樂，為騎手帶來更安全、高效、舒適的工作體驗，不斷引領智能頭盔行業邁向新的高度。

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