CN1043284A

CN1043284A - 司机疲劳自动报警制动装置

Info

Publication number: CN1043284A
Application number: CN 88108352
Authority: CN
Inventors: 卫建春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1988-12-12
Publication date: 1990-06-27

Abstract

司机疲劳自动报警制动装置，当它获得司机疲劳时最常见的眼皮下垂或闭眼症状的信号后，能准确地发出报警声光，同时及时自动完成刹车动作，本发明由电脑眼镜、控制器、自动制动执行机构几部分组成，汽车安装本发明的自动制动执行机构后，与原有制动系统的工作互不干扰，所以安装使用方便。

Description

本发明是一种司机疲劳自动报警制动装置。

机动车辆驾驶人员由于长途行车、夜间行车或其它原因所致疲劳，瞌睡是造成车祸的重要原因之一，国内外对预防司机疲劳肇事的装置有过不少研究，如日本、西德研制的司机瞌睡叫醒器，是采用水银水平开关的原理，利用司机头部下垂或倾斜的特征取得信号，发出报警声，这类装置，一方面在司机不瞌睡时的头部下垂或倾斜时会造成误报警，另一方面，头部下垂或倾斜并非瞌睡的必然特征，司机在行车中疲劳瞌睡时，一开始往往头部习惯性地保持直立僵直状态，虽然还在利用习惯动作开车，但对外界反应已很迟钝了，而这时的报警器由于没有获得司机垂头的信号所以不能及时报警，而且这些装置在获得疲劳信号后，只有发出报警声光的功能，如这时已有紧急情况发生，被叫醒的司机来不及刹车，还是避免不了事故的发生。

本发明旨在提供一种司机疲劳瞌睡时既能可靠准确地发出报警声光，又能自动完成刹车动作的装置。

本发明是通过电脑眼镜、控制器、自动制动执行机构几部分实现上述目的的。其中的控制器包括有J₁开关控制电路，J₂延时开关控制电路，声光报警电路和中间继电器J₃控制开关电路，自动制动执行机构的工作由逻辑控制阀电路直接控制，其特征在于：电脑眼镜上安装有红外光发生器（21），光电转换及振荡辐射电路（26），在一个镜框里侧的左边框架上装有左调节螺丝（22），右边框架上装有右调节螺丝（23），右调节螺丝是由分别拧在两个十字相交的螺母套管里的两个螺丝组成，调整圈（27）左边固定在左调节螺丝（22）上安装的活动关节片（24）上，右边通过球状万向关节（31）与右调节螺丝相连，传感部分的红外光发射管D₄₁和光敏三极管D₄₂分别固定在调整圈（27）的左右两侧，光电转换电路输入端接有由R₄₁、R₄₂、C₄₅组成的延时电路，自动制动执行机构是用三通换向阀将装有控制电磁阀的控制气路（或油路）接入原有汽车制动系统的控制气路（或油路），其中的三通换向阀有端口A和相对的两个端口P₁、P₂，端口P₁和P₂之间的工作腔里有一可来回滑动的活塞H。本装置的工作过程和原理如下：司机戴上电脑眼镜后，通过调整调节螺丝（22）、（23）、活动关节片（24）和球状万向关节（31），使红外光发射管D₄₁，和光敏三极管D₄₂分别位于司机一只眼睛的左眼角和右眼角的便于获取信号的最佳位置，装在眼镜一侧的红外光发生器（21）是由图4所示的集成块C₄₁接成的自激多谐振荡电路组成，振荡产生1KHZ的脉冲信号通过装在左眼角的红外光发射管D₄₁发出1KHZ红外光束，当人睁着眼睛时，红外光束贴近眼球表面射向装在右眼角处的光敏三极管D₄₂，D₄₂受红外光束作用导通，此时由集成块C₄₂组成的光电转换电路（实际是放大倒相电路）输出低电位，由集成块C₄₃接成的振荡辐射电路不起振，无信号输出。而当司机由于疲劳眼皮下垂或闭上时（这是司机疲劳时最常出现的初期症状），上眼皮挡住红外光束，使其不能射向光敏管D₄₂，此时D₄₂截止，由C₄₂组成的光电转换电路输出高电位，使C₄₃组成的振荡电路起振，并通过管脚3向外辐射1MHZ的高频信号，被驾驶室内的控制器接收。为了防止由于正常眨眼挡住红外光束而误发信号现象的发生，在光电转换电路的输入端接入由R₄₁、R₄₂、C₄₅组成的延时电路。因为正常的眨眼动作比由疲劳引起的眼皮下垂或闭眼动作要短得多，加上延时电路的延时作用，故短暂的眨眼动作信号来不及触发C₄₂光电转换电路和C₄₃振荡电路工作，从而也就不会误发输出信号了。当控制器接收到电脑眼镜发出的高频信号后，J₁开关控制电路开始工作：高频信号通过高频管BG₅₁的基极感应进来，通过D₅₁、D₅₂、C₅₆组成的输入网络触发由集成块C₅₁组成的变形单脉冲多谐振荡电路，使其产生单脉冲输出，J₁动作，常开触点J_1-1吸合，信号通过C₅₂接成的非门电路进行信号整形，再经BG₅₂功放推动继电器J₂，由于C₅₇和R₅₃的延时作用，当J_1-1释放时，J₂还能保持一段导通时间，从而延长了J_2-2的吸合时间，以保证J₃有足够的导通时间去控制自动制动执行机构的工作。同时J₂的延时导通，还使常开触点J_2-1吸合，从而使由集成块C₅₃组成的声光报警电路工作，发出报警声光。自动制动执行机构由图6所示的逻辑控制阀电路直接控制，当控制器中的继电器J₂、J₃接通时，图6所示的常闭触点J_2-3断开，切断汽车点火线圈DQ，发动机熄火。常开触点J_2-4接通，汽车尾灯WD亮。中间继电器J₃的常开触点J_3-1闭合，接通控制电磁阀（70）的线圈KFQ₁，使常闭控制电磁阀（70）打开，接通自动制动执行机构中的气路，（见图7），故贮气桶（78）中的压缩空气经三通接头（74）和控制电磁阀（70），三通接头（75）、三通接头（73）分别进入三通气动换向阀（701）、（702）的P₂端口，把活塞H推至P₁口，将此口密封，气体从A口分别进入前后制动气室（71）、（72）将车刹住，经过4～7秒延迟时间后，继电器J₂、J₃均复位，常闭控制电磁阀（70）也复位，刹车气流回路被截断，所以继续保持刹车状态，待司机清醒后，要继续行车，必须先按下图6所示的常开开关K₃，接通控制电磁阀线圈KFQ₂，使图7所示的常闭控制电磁阀（76）动作，将压缩空气排出，解除刹车状态。当司机在正常状态下刹车时，踩下刹车踏板，控制阀（77）中的气体分别进入三通换向阀（701）、（702）的P₁端口，将活塞H推向P₂端口并密封此口，气体分别从两个换向阀的A端口进入前后制动气室（71）（72），完成刹车动作，所以本发明接入的自动制动执行机构与汽车原有的制动机构功能互不干扰。

本发明把司机疲劳时最常出现的初期症状眼皮下垂或闭眼动作作为获取信号，同时用延时电路将眨眼动作发出的信号排除掉，所以获取疲劳信号的可靠性，准确性大为提高，同时本装置获得司机疲劳信号后，不仅能发出报警声光，还能自动将车刹住，更进一步提高了预防疲劳瞌睡肇事的可靠性，安装本装置不必变动原有车辆的任何机构，而且汽车接入本发明的自动制动执行机构后，与原有制动机构的工作互不影响，从而安装使用很方便。

附图说明：

图1：司机疲劳自动报警制动装置方框图

图2：本发明电脑眼镜实施例结构示意图

21、红外光发生器

22、左调节螺丝

23、右调节螺丝

24、左调节螺丝活动关节片

25、镜框

26、光电转换及振荡辐射装置

27、调整圈

D₄₁、红外光发射管

D₄₂、光敏三极管

图3：本发明电脑眼镜实施例右调节螺丝23局部示意图

23、右调节螺丝

31、球状万向关节

图4：本发明电脑眼镜实施例电路图

图5：本发明控制器实施例电路图

图6：气动自动制动执行机构逻辑控制阀电路

KFQ₁、控制电磁阀（70）的线圈

DQ、汽车点火线圈

KFQ₂、控制电磁阀（76）的线圈

WD、汽车尾灯

图7：气动自动制动执行机构示意图

（图中实线部分为本发明气动自动制动执行机构，虚线部分为原有汽车气动制动机构）

71、后制动气室

72、前制动气室

73、三通接头

74、三通接头

75、三通接头

77、制动阀

78、贮气桶

79、气泵

701、三通气动换向阀

702、三通气动换向阀

70、常闭控制电磁阀

76、常闭控制电磁阀

图8：常闭控制电磁阀结构示意图

81、电磁阀线圈

82、阀盖

83、阀体

84、电磁阀外壳

85、动铁芯

86、密封垫圈

图9：三通气动换向阀结构示意图

图10、液压油刹自动制动执行机构实施例之一示意图

101、脚踏板

102、液压制动总泵

104、真空加力器

105、前制动分泵

106、后制动分泵

108、溢流阀

110、油室

103、常闭控制电磁阀

107、三通液压换向阀

109、电动油泵

图11：液压油刹自动制动执行机构实施例之二示意图

111、脚踏板

112、液压制动泵

113、三通液压换向阀

114、真空加力器

115、前制动分泵

116、后制动分泵

117、常闭控制电磁阀

118、电磁制动器

119、液压制动泵

实施例一说明：适用于气动控制系统的司机疲劳自动报警制动装置。

见图2.图3电脑眼镜示意图和图4电脑眼镜整体电路图，本实施例的红外光发生器中的集成电路C₄₁使用了5G1555时基集成电路，附加一些旁置电路成为自激振荡器，产生1KHZ、200mA的脉冲电流，这部分电路装在一小塑料壳体内安在左眼镜腿上（图2的（21）），12伏电源线从汽车电源引入，红外光发射管D₄₁采用HG403砷化

发光二极管，将其安装在调整圈（27）的左侧，调节调整螺丝（22）和活动关节片（24）即可调整该管的位置，光敏接收管口D₄₂采用3Du51C型硅光电三极管，该管安在调整圈（27）的右侧，调整调节螺丝（23）的两个螺丝和球状万向关节（31）即可调整其位置，光电转换电路使用CO36B集成电路，在其输入端接入延时电阻电容R₄₁、R₄₂、C₄₅，其值大小可根据延时长短的需要分别在300Ω，2.7KΩ、0.3～0.47μf左右调整，振荡辐射电路采用FX555集成电路，该电路可通过管脚3辐射出1MHZ的高频信号，覆盖半径为5m左右（由于驾驶室外壳的屏蔽作用，电磁波传至车外就很微弱了）。控制器电路见图5，继电器J₁开关控制电路的信号接收管选用了3DG101高频管，开关电路采用FX555集成电路，其触发电流为0.5mA，输出最大电流为200mA输出电路中的继电器J₁型号为JRXBF（6V41Ω），为了避免汽车电源电压不稳而造成J₁的误动作，在本电路FX555电源端接入R₅₂、C₅₅、和稳压管D₅₃，将电压稳定在10～11.8V之间。当有高频信号输入时，FX555组成的单稳态电路被触发，产生单脉冲输出，J₁动作，其常开触点J_1-1闭合，就会触发J₂控制电路工作，J₂控制电路是用CO36B集成电路组成非门电路，对信号进行整形，再用3DG13D作功放推动继电器J₂去控制中间继电器J₃，J₂采用JZ6V继电器，为了延长J₂的导通时间，本电路在CO36B集成电路输入端接入，由R₅₃、C₅₇组成的延时电路，当J_1-1由吸合状态断开时，电源经R₅₃向电容C₅₇充电，其充电时间即为延时时间，即使J₂延长导通的时间。由于控制器所带负载较大，负载电流可达8A左右，所以增设这级中间继电器J₃，J₃的型号是JZX12V，线圈工作电压为12V，其导通是由J₂常开触点J_2-2控制的。声光报警电路用一个NE555时基集成电路构成简单多谐音频振荡电路。自动制动执行部分见图6、图7，图7所示的气动自动制动执行机构是由图6所示的逻辑控制阀电路控制的，本实施例用2个三通气动换向阀（701）、（702）和三通接头（74）将自动制动执行机构（图中实线部分）并联到原有汽车制动机构（图中虚线部分）的控制气路上，三通气动换向阀见图8，端口A的通道与相对的两端口P₁、P₂之间的工作腔相垂直，活塞H可在P₁、P₂间的工作腔内滑动，H滑动到P₁、P₂中的任一端，即将这一端口密封，而所对的另一端口则与端口A相通，可流过压缩气体，以此来实现并联的两套制动机构工作状态的切换。自动制动执行机构的工作由控制电磁阀（70）、和（76）来控制，（70）、（76）的线圈又由J₂、J₃的触点来控制。本例使用的（70）、（76）是参考DF2型电磁换向阀的结构，见图8，线圈（81）采用φ0.8mm的漆包线，R值为1.5Ω，使其确保能在2～10kg/cm²气压下工作，经测定，在12V工作电压下，其额定工作电流为8A，功耗为96瓦，为防止油水、气等对阀的腐蚀破坏作用，密封垫圈（86）选用耐油、耐水橡胶，阀体（83）为压铸造黄铜制成，动铁芯（85）镀锌。此外本实施例在逻辑控制阀电路（图6）中的常开触点J_3-1的两端并联一紧急刹车开关K₂、这个常开开关可安在司机副手位置前方，这样当汽车发生紧急情况开车司机来不及刹车时，坐在司机旁边的教练或副手也可按下K₂、接通控制电磁阀（70）的线圈KFQ₁、使汽车紧急刹车。同时该电路中用来解除刹车状态的开关K₃可使用钥匙自锁开关（汽车点火钥匙开关即可代用），即把钥匙插入锁眼拧动控制其开和关，拔下钥匙可起到自锁作用，当汽车使用本发明的自动制动执行机构刹住车后，司机只要拔下钥匙，使K₃还保持开的状态，别人没钥匙就解除不了汽车刹车状态，也就开不走汽车，起到防止他人盗车的作用。

实施例2：适宜油刹载重车辆及中小型客车的液压自动制动执行机构。

见图10，这类车是液压制动，本发明的自动制动执行机构是用三通液压换向阀（107）将接有控制电磁阀（103）和电动油泵（109）的控制油路（图中实线部分）接入汽车原有制动系统控制油路（图中虚线部分），工作过程如下：正常刹车时，司机踩下踏板（101），使液压制动总泵（102）输出加压油液，进入三通液压换向阀（107）的P₁口，把活塞推向P₂口，密封此口，油液从端口A出去，通过真空加力器（104）进入前后制动分泵（105）、（106），完成刹车动作。而当自动制动执行机构工作时，J_2-3断开，切断汽车点火线圈DQ，J_3-1接通电动油泵（109）工作，输出加压油液通过控制电磁阀（103）进入三通液压换向阀（107）的P₂口，将活塞H推至P₁口，油液经端口A进入前后制动分泵（105）、（106），完成自动刹车动作。要解除刹车状态，则按下开关K₃，控制电磁阀（103）线圈KFQ接通，（103）动作，将加压刹车油液送回储油室（110），解除刹车状态。

实施例3：适宜小轿车及进口轿车的液压自动制动执行机构。

见图11，用三通液压换向阀（113）将接有控制电磁阀（117）、电磁制动器（118）和液压制动泵（119）的控制油路（实线部分）接入原有汽车液压制动系统（虚线部分），自动制动执行机构工作时，J_2-3断开，切断汽车点火线圈DQ，J_3-1接通，电磁制动器（118）动作，液压制动泵（119）输出高压油液，通过三通液压换向阀（113）的P₂。A端口进入前后制动分泵（115）、（116），完成刹车动作，按下K₃，控制电磁阀（117）动作，工作油液回到储油室，解除刹车状态。

Claims

1、一种司机疲劳自动报警制动装置，由电脑眼镜、控制器、自动制动执行机构几部分组成，控制器包括有继电器J₁开关控制电路，J₂延时开关控制电路，声光报警电路和中间继电器J₃开关控制电路几部分，自动制动执行机构包括逻辑控制阀电路和制动执行机构两部分，其特征在于：电脑眼镜上装有红外光发生器(21)、光电转换及振荡辐射装置(26)，在一个镜框里侧的左边框架上装有左调节螺丝(22)，右边框架上装有右调节螺丝(23)，右调节螺丝是由分别拧在两个十字相交的螺母套管里的两个螺丝组成，调整圈(27)一边固定在左调节螺丝(22)上安装的活动关节片(24)上，一边通过球状万向关节(31)与右调节螺丝相连，传感部分的红外光发射管D₄₁和光敏三极管D₄₂分别固定在调整圈(27)的左右两侧，光电转换电路的输入端接有由R₄₁，R₄₂，C₄₅组成的延时电路，自动制动执行机构是用三通气动换向阀(70)，(76)(或三通液压换向阀(107))将装有控制电磁阀的控制气路(或油路)接入原有汽车制动系统的控制气路(或油路)，其中的三通换向阀有端口A和相对的两个端口P₁、P₂，P₁和P₂之间的工作腔里有一可来回滑动的活塞H。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述自动制动执行部分的逻辑控制阀电路里的中间继电器J₃常开触点J_3-1两端并联一紧急刹车常开开关K₂。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于自动制动执行部分的逻辑控制阀电路里的常开开关K₃可采用钥匙自锁控制开关。