CN105251120A - 防疲劳驾驶按摩装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防疲劳驾驶按摩装置，包括人机交互设备、安装在驾驶员座椅后部的按摩执行设备，人机交互设备包括主控芯片CPU1、参数设定按键、第一开关按键、第一直流电源、LCD显示屏、无线发射模块；按摩执行设备包括主控芯片CPU2、无线接收模块、第二开关按键、第二直流电源、工作指示灯、升压电路、放电脉冲电路；升压电路与放电脉冲电路分别引出第一电极、第二电极，两个电极的末端安装有医用导电硅胶电极片，无线发射模块与无线接收模块通过无线信号相互通信。本发明能够根据驾驶员设定时间和强度，通过不断的按摩和刺激驾驶员背部肌肉，有效预防和缓解驾驶员驾驶疲劳。

Description

防疲劳驾驶按摩装置

技术领域

本发明涉及预防汽车疲劳驾驶技术领域，特别是涉及一种预防和缓解驾驶员疲劳驾驶的背部按摩装置。

背景技术

据交通部统计，我国每年有9000多人死于疲劳驾驶，数十万人因疲劳驾驶而导致伤残，由疲劳驾驶而发生交通事故对家庭和社会造成了具大经济损失和人员伤亡，增加了社会的不安定因素，驾驶时如何缓解驾驶疲劳是全社会关心的问题。驾驶疲劳是人体生理机能的一种正常反应，引起驾驶疲劳的因素是多方面的，但主要原因是驾驶员长时间保持固定姿势，动作受到限制，导致血液循环不畅引起肢体疲劳，同时注意力高度集中也会引起精神疲劳。现有的预防疲劳装置都是佩戴在驾驶员头部，这种装置一方面可靠性不高，另一方面增加使用者头部的重量，影响了驾驶员的舒适性，难以起到预防驾驶疲劳的目的。

因此亟需提供一种新型的防疲劳驾驶按摩装置来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防疲劳驾驶按摩装置，能够根据驾驶员设定时间要求和强度要求进行预防和缓解驾驶员驾驶疲劳。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种防疲劳驾驶按摩装置，包括人机交互设备、安装在驾驶员座椅后部的按摩执行设备，人机交互设备包括主控芯片CPU1、与主控芯片CPU1输入端相连接的参数设定按键、第一开关按键、第一直流电源、与主控芯片CPU1输出端相连接的LCD显示屏、无线发射模块；按摩执行设备包括主控芯片CPU2、与主控芯片CPU2输入端相连接的无线接收模块、第二开关按键、第二直流电源、与主控芯片CPU2输出端相连接的工作指示灯、升压电路、放电脉冲电路；升压电路与放电脉冲电路分别引出第一电极、第二电极，两个电极的末端安装有医用导电硅胶电极片，无线发射模块与无线接收模块通过无线信号相互通信。

在本发明一个较佳实施例中，升压电路包括电感L、电阻R1、电容C1、C2、三极管Q1、旁路二极管D，电感L的一端连接第二直流电源、另一端连接三极管Q1的集电极、旁路二极管D的阳极，旁路二极管D的阴极分别与电容C2、第一电极相连，三极管Q1的基极通过电阻R1与主控芯片CPU2的Pb1口相连，电容C1与电阻R1相并连，三极管Q1的发射极与电容C2共地。升压电路用于在按摩执行设备中将第二直流电源的电压升高到50—200V并短时间存储在电容C2中。

进一步的，第二直流电源的电压为4.5V。

在本发明一个较佳实施例中，放电脉冲电路包括三极管Q2、电阻R2，三极管Q2的基极通过电阻R2与主控芯片CPU2的Pb2口相连、集电极与第二电极相连、发射极接地。放电脉冲电路用于在按摩执行设备中定时放电产生按摩脉冲。

在本发明一个较佳实施例中，第一直流电源的电压为3V。

在本发明一个较佳实施例中，人机交互设备中的主控芯片CPU1采用ATmega48p单片机，按摩执行设备中的主控芯片CPU2采用ATmega128单片机，两者内部资源丰富，能够满足人机交互设备与按摩执行设备的控制需求。

在本发明一个较佳实施例中，参数设定按键包括模式输入按键、强度输入按键。

进一步的，模式输入按键的选择项包括锤、揉、捏，强度输入按键的选择项包括强、中、弱，可根据驾驶员的按摩需求来设定。

在本发明一个较佳实施例中，第一电极与第二电极的末端并接安装有一副或多副医用导电硅胶电极片，可同时对驾驶员的多个身体部分进行按摩。

本发明的有益效果是：本发明的按摩执行设备只需安装在驾驶员座椅的背部，通过电极上的导电硅胶电极片与驾驶员接触，从而避免增加驾驶员的负重；通过人机交互设备设定正常驾驶时间后，按摩执行设备自动进入疲劳驾驶时间，主动对驾驶员进行疲劳按摩、脉冲刺激，以缓解驾驶疲劳，使驾驶员保持清醒的驾车状态；且人机交互设备和按摩执行设备之间为无线传输方式，人机交互设备可固定在方向盘或其它位置，应用灵活性大。

附图说明

图1是本发明防疲劳驾驶按摩装置一较佳实施例的结构框图；

图2是所述升压电路与放电脉冲电路的电路原理图；

图3是按摩电脉冲“锤”模式的波形示意图；

图4是按摩电脉冲“揉”模式的波形示意图；

图5是按摩电脉冲“捏”模式的波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本发明实施例包括：

一种防疲劳驾驶按摩装置，包括人机交互设备、按摩执行设备，人机交互设备可固定在方向盘或者其它驾驶员可以触摸到的地方，按摩执行设备安装在驾驶员座椅后部，其引出两根导线，分别为第一电极和第二电极，两个电极的末端安装有医用导电硅胶电极片，每个电极可并接安装多个医用导电硅胶电极片，形成多副医用导电硅胶电极片，使用时将两个电极上的导电硅胶电极片粘贴在驾驶员背部，人机交互设备和按摩执行设备之间采用无线通信模式。

结合图1，人机交互设备包括主控芯片CPU1、与主控芯片CPU1输入端相连接的参数设定按键、第一开关按键、第一直流电源、与主控芯片CPU1输出端相连接的LCD显示屏、无线发射模块，参数设定按键包括模式输入按键、强度输入按键，其中，主控芯片CPU1采用低功耗AVR系列ATmega48p微功耗单片机，无线发射模块采用型号为F05P的微功率无线发射模块，发射距离超过10米，第一直流电源的电压为3V，可采用两节7号电池供电；按摩执行设备包括主控芯片CPU2、与主控芯片CPU2输入端相连接的无线接收模块、第二开关按键、第二直流电源、与主控芯片CPU2输出端相连接的工作指示灯、升压电路、放电脉冲电路，升压电路与放电脉冲电路分别连接第一电极、第二电极，其中，主控芯片CPU2采用内部资源更多的ATmega128微功耗单片机，无线接收模块采用微功率、型号为J04V的接收模块，接收距离较近时无需外置天线，第二直流电源的电压为4.5V，可采用三节7号电池供电，无线发射模块与无线接收模块通过无线信号相互通信。

在按摩执行设备中，升压电路用于形成50—200V的高压，放电脉冲电路用于定时放电产生按摩脉冲。结合图2，升压电路包括电感L、电阻R1、电容C1、C2、三极管Q1、旁路二极管D，电感L的一端连接第二直流电源、另一端连接三极管Q1的集电极、旁路二极管D的阳极，旁路二极管D的阴极分别与电容C2、第一电极相连，三极管Q1的基极通过电阻R1与主控芯片CPU2的Pb1口相连，电容C1与电阻R1相并连，三极管Q1的发射极与电容C2共地。放电脉冲电路包括三极管Q2、电阻R2，三极管Q2的基极通过电阻R2与主控芯片CPU2的Pb2口相连、集电极与第二电极相连、发射极接地。

下面具体描述所述防疲劳驾驶按摩装置的使用方法及工作原理：

使用时，驾驶员坐在驾驶座位上操作人机交互设备，长按开机键3秒后人机交互设备进入唤醒状态，开始工作后，此时可以通过模式输入按键和强度输入按键选择三种按摩的方式“锤”、“揉”、“捏”和三种理疗强度“强”、“中”、“弱”，疲劳驾驶时间默认为120分钟，可以通过时间加减按键调整疲劳驾驶默认时间，按键触发一次，时间增加或减少10分钟，同时在LCD显示屏中显示工作状态，所有动作操作结束20秒后，人机交互设备中的主控芯片CPU1将指令通过无线发射模块以433MHz的频率发送出去，同一指令间隔5秒连续发送两次，以确保指令能够正确发送。

驾驶员坐在驾驶座位上时，固定在驾驶座位背部的按摩执行设备的两个电极片贴在驾驶员背部，电极片通过两根导线与按摩执行设备连接。使用时应先打开按摩执行设备的开关，然后再对人机交互设备进行操作，以确保在人机交互设备发送命令时，按摩执行设备处于开机状态并能够接收到指令。按摩执行设备通过第二开关按键进行开机和关机操作，开机后工作指示灯为红灯，等待接收人机交互设备发送的指令，若等待3分钟没有接收到指令，即按照最近一次接收到的指令执行相关操作；接收到指令后工作指示灯变为绿灯，同时按摩执行设备进入工作状态，并且按摩执行设备中的主控芯片CPU2内部的中断查询模块接收人机交互设备的指令，按摩执行设备开始工作后首先执行接收到命令的正常驾驶时间，当正常驾驶时间结束后即认为是疲劳驾驶时间，此时主控芯片CPU2开始执行接收命令的按摩方式和按摩强度。

按摩的三种模式如图3至5所示，主控芯片CPU2通过对Pb1口输出电平的多次拉高拉低操作，从而在电容C2上形成50—200V的电压，变化次数越多电压越高，当电容C2达到一定电压时，此时拉高Pb2口输出电平释放一个高的电压脉冲，此高电压脉冲持续时间约为50μs，再拉低Pb2口输出电平，从而在第一电极和第二电极之间形成短时瞬间电流对人体的背部肌肉进行按摩，根据脉冲释放的频率和形式的不同可以形成不同按摩效果。如图3所示，当以间隔180ms左右释放脉冲时可以模拟出锤击背部的按摩效果；如图4所示，Pb1口的波形中，脉冲个数即代表充电次数，Pb2口处当以间隔20ms释放脉冲时可以模拟出揉背部肌肉的按摩效果；如图5所示，当以间隔15ms连续释放200个脉冲时，等待2秒后，再连续释放脉冲时可以模拟出捏的按摩效果。释放脉冲的强度可以因人对电流刺激的灵敏程度进行调节，主要是按照设定的强度调节Pb1口电压变化的次数来调节脉冲电压，从而达到调节强度的目的。

本发明所述防疲劳驾驶按摩装置能对驾驶员背部肌肉进行有效地按摩，缓解驾驶肢体疲劳，电极片粘贴不同的身体部位可以实施不同部位的按摩，也可以通过并接多副电极片，同时实施多处的按摩。通过不断的按摩和刺激驾驶员背部肌肉，使驾驶员处于清醒的目的，从而达到预防和缓解疲劳驾驶的目的。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种防疲劳驾驶按摩装置，包括人机交互设备、安装在驾驶员座椅后部的按摩执行设备，其特征在于，人机交互设备包括主控芯片CPU1、与主控芯片CPU1输入端相连接的参数设定按键、第一开关按键、第一直流电源、与主控芯片CPU1输出端相连接的LCD显示屏、无线发射模块；按摩执行设备包括主控芯片CPU2、与主控芯片CPU2输入端相连接的无线接收模块、第二开关按键、第二直流电源、与主控芯片CPU2输出端相连接的工作指示灯、升压电路、放电脉冲电路；升压电路与放电脉冲电路分别引出第一电极、第二电极，两个电极的末端安装有医用导电硅胶电极片，无线发射模块与无线接收模块通过无线信号相互通信。

2.根据权利要求1所述的防疲劳驾驶按摩装置，其特征在于，升压电路包括电感L、电阻R1、电容C1、C2、三极管Q1、旁路二极管D，电感L的一端连接第二直流电源、另一端连接三极管Q1的集电极、旁路二极管D的阳极，旁路二极管D的阴极分别与电容C2、第一电极相连，三极管Q1的基极通过电阻R1与主控芯片CPU2的Pb1口相连，电容C1与电阻R1相并连，三极管Q1的发射极与电容C2共地。

3.根据权利要求1所述的防疲劳驾驶按摩装置，其特征在于，放电脉冲电路包括三极管Q2、电阻R2，三极管Q2的基极通过电阻R2与主控芯片CPU2的Pb2口相连、集电极与第二电极相连、发射极接地。

4.根据权利要求1或2所述的防疲劳驾驶按摩装置，其特征在于，第二直流电源的电压为4.5V。

5.根据权利要求1所述的防疲劳驾驶按摩装置，其特征在于，第一直流电源的电压为3V。

6.根据权利要求1所述的防疲劳驾驶按摩装置，其特征在于，人机交互设备中的主控芯片CPU1采用ATmega48p单片机，按摩执行设备中的主控芯片CPU2采用ATmega128单片机。

7.根据权利要求1所述的防疲劳驾驶按摩装置，其特征在于，参数设定按键包括模式输入按键、强度输入按键。

8.根据权利要求7所述的防疲劳驾驶按摩装置，其特征在于，模式输入按键的选择项包括锤、揉、捏，强度输入按键的选择项包括强、中、弱。

9.根据权利要求1所述的防疲劳驾驶按摩装置，其特征在于，第一电极与第二电极的末端并接安装有一副或多副医用导电硅胶电极片。