CN109044331A - 用于汽车方向盘上的生物信息采集装置 - Google Patents

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成谢峰
邵建华
佘辰俊
刘佳
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Abstract

一种用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，固定设置于汽车方向盘上，包括边缘电极组件及中心电极组件，所述边缘电极组件与所述中心电极组件电性连接，所述边缘电极组件包括多条边缘电极片，多条所述边缘电极片分布于汽车方向盘外圈的外周侧位置，所述中心电极组件包括多片中心电极片，多片所述中心电极片分布于汽车方向盘中间件的上端面位置。在本发明的使用过程中，使用者可以根据自身的驾驶习惯自由握持方向盘，而不必担心采集信号中断，既方便了使用者的日常使用，同时也保证了采集信号的稳定性和可靠性。

Description

用于汽车方向盘上的生物信息采集装置
技术领域
本发明涉及一种生物信息采集装置，尤其涉及一种用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，属于生物信息采集分析领域。
背景技术
随着国家经济建设的大力发展，人们逐步进入了小康社会，我国车辆的绝对数量和增长率与日俱增，道路车辆密度也大幅度提高。随之而来的，我国的交通事故发生率也在不断提高。安全出行、文明驾驶越来越成为人们关注的焦点。
目前，由于疲劳驾驶和心脏类疾病突发引起的交通事故时有发生，因此，实时监测驾驶员的生理状况，并以此来保证和提高驾驶过程的安全性，就显得尤为重要。在驾驶员的诸多生理状况数据中，人体心电生理信号是体现驾驶员生理状态的重要参数之一。依照医院专业设备对于心电的采集要求，需要采集者长时间保持静止状态以完成数据采集，但显而易见的，这样的采集方案几乎不可能在用户驾驶车辆这一场景下实现。因此，对驾驶员进行生理数据采集、实现对驾驶员生理状况的实时监测，这一技术构想也始终未能实现。
随着汽车智能化时代的到来，用于智能辅助驾驶的产品越来越多地受到广大车主的关注，并涌现出不断增长的需求。也正是由于这种发展趋势的推动，之前未能实现的技术构想开始变为了可能，目前市面上也出现了一些在汽车方向盘上采集人体生理信号的仪器，但是其技术并不成熟，使用效果不佳，使用误差较大。
综上所述，如何提出一种用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，以完成驾驶过程中对驾驶员生理状况的实时监测，也就成为了行业内技术人员所共同期望解决的问题之一。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种用于汽车方向盘上的生物信息采集装置。
一种用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，固定设置于汽车方向盘上，包括边缘电极组件及中心电极组件，所述边缘电极组件与所述中心电极组件电性连接，所述边缘电极组件包括多条边缘电极片，多条所述边缘电极片分布于汽车方向盘外圈的外周侧位置，所述中心电极组件包括多片中心电极片，多片所述中心电极片分布于汽车方向盘中间件的上端面位置。
优选地，所述边缘电极片为扁平的条带状结构，所述边缘电极片的上表面的材质为铬。
优选地，多条所述边缘电极片共同组成两条间断式的边缘电极带，两条所述边缘电极带相对称地贴附于汽车方向盘外圈左右两侧的外周侧位置。
优选地，所述边缘电极片包括表层电极以及压敏传感器，所述表层电极覆盖于所述压敏传感器的上端面，所述压敏传感器的尺寸、形状与所述表层电极的尺寸、形状匹配对应，每条所述边缘电极带中的多个表层电极之间借助屏蔽线实现电性连接，每条所述边缘电极带中的多个压敏传感器之间借助压敏传感器连接线实现电性连接。
优选地，所述表层电极的材质为铬，所述压敏传感器的材质为薄压敏电阻材料。
优选地，所述中心电极片为网状结构，所述中心电极片的上表面镀铬。
优选地，多条所述中心电极片共同组成两个中心电极区，两个所述中心电极区相对称地贴附于汽车方向盘中间件左右两侧的上端面位置，每个中心电极区均借助组件连接线与同侧的边缘电极带电性连接。
优选地，还包括离手检测组件，所述离手检测组件包括震动马达以及蜂鸣器，所述震动马达固定设置于汽车方向盘外圈内，所述蜂鸣器固定设置于汽车方向盘中间件内，所述震动马达与所述蜂鸣器均借助组件连接线与边缘电极组件及中心电极组件电性连接。
优选地，所述震动马达的数量为二，两个所述震动马达相对称地固定设置于汽车方向盘外圈的上下两端。
优选地，所述蜂鸣器的数量为二，两个所述蜂鸣器相对称地固定设置于汽车方向盘中间件的左右两端。
与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：
本发明结构简单、方案成熟，可以直接安装于现有的车辆方向盘上，安装过程简单便捷、安装成本低，具有良好的使用和推广基础。同时，在本发明的使用过程中，使用者可以根据自身的驾驶习惯自由握持方向盘，而不必担心采集信号中断，既方便了使用者的日常使用，同时也保证了采集信号的稳定性和可靠性。此外，本发明还具有离手检测的功能，进一步提升了本发明的实际使用效果，充分且有效地实现了驾驶过程中对驾驶员生理状况的实时监测，具有十分广阔的应用前景。
综上所述，本发明提出了一种用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，具有很高的使用及推广价值。
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1为本发明的正视结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明中边缘电极片的结构示意图。
其中：1、边缘电极片；11、表层电极；12、压敏传感器；2、中心电极片；3、屏蔽线；4、压敏传感器连接线；5、组件连接线；6、震动马达；7、蜂鸣器。
具体实施方式
如图1~图3所示，本发明揭示了一种用于汽车方向盘上的生物信息采集装置。
具体而言，一种用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，固定设置于汽车方向盘上，包括边缘电极组件及中心电极组件，所述边缘电极组件与所述中心电极组件电性连接，所述边缘电极组件包括多条边缘电极片1，多条所述边缘电极片1分布于汽车方向盘外圈的外周侧位置，所述中心电极组件包括多片中心电极片2，多片所述中心电极片2分布于汽车方向盘中间件的上端面位置。
所述边缘电极片1为扁平的条带状结构，所述边缘电极片1的上表面的材质为铬。
多条所述边缘电极片1共同组成两条间断式的边缘电极带，两条所述边缘电极带相对称地贴附于汽车方向盘外圈左右两侧的外周侧位置。
此处之所以采用间断式的设置方式是考虑到一圈式设计会使接触采集的面积过大，容易受到电磁波干并扰影响到信号的采集。且这样左右两侧的设置方式也更符合驾驶习惯，方便驾驶者的手掌和手指与电极组件充分接触。
所述边缘电极片1包括表层电极11以及压敏传感器12，所述表层电极11覆盖于所述压敏传感器12的上端面，所述压敏传感器12的尺寸、形状与所述表层电极11的尺寸、形状匹配对应，每条所述边缘电极带中的多个表层电极11之间借助屏蔽线3实现电性连接，每条所述边缘电极带中的多个压敏传感器12之间借助压敏传感器连接线4实现电性连接。
所述表层电极11的材质为铬，所述压敏传感器12的材质为灵敏度较高的薄压敏电阻材料。
所述中心电极片2为网状结构，所述中心电极片2的设置借助汽车方向盘中间件的现有结构，所述中心电极片2的上表面镀铬，在导电性和实际使用效果的角度完全满足采集需求。
多条所述中心电极片2共同组成两个中心电极区，两个所述中心电极区相对称地贴附于汽车方向盘中间件左右两侧的上端面位置，每个中心电极区均借助组件连接线5与同侧的边缘电极带电性连接。
本发明的用于汽车方向盘上的生物信息采集装置还包括离手检测组件，所述离手检测组件包括震动马达6以及蜂鸣器7，所述震动马达6固定设置于汽车方向盘外圈内，所述蜂鸣器7固定设置于汽车方向盘中间件内，所述震动马达6与所述蜂鸣器7均借助组件连接线5与边缘电极组件及中心电极组件电性连接。
在本实施例中，所述震动马达6的数量为二，两个所述震动马达6相对称地固定设置于汽车方向盘外圈的上下两端。所述蜂鸣器7的数量为二，两个所述蜂鸣器7相对称地固定设置于汽车方向盘中间件的左右两端。
本发明通过双手同时接触方向盘上的边缘电极组件和中心电极组件，以获取人体表皮的电位差，从而达到采集人体心电的效果。边缘电极片1的内侧均设置一层压敏传感器12，当没有外力作用于压敏传感器12时，其保持原状并具有固定的阻值。当双手握住压敏传感器12时，在握力的作用下其发生形变，对应阻值发生改变。附加一定电压在压敏传感器12上，用户从握住压敏传感器12到脱离这个过程，阻值发生改变。通过检测压敏传感器12两端电信号的改变，即可准确检测左手或者右手是否握在装置上，当检测到压敏传感器12的电信号发生改变时，辅以震动马达6的震动反馈及蜂鸣器7的提示音，达到实时监测用户是否握住方向盘的目的，并提供方向盘上的离手检测功能。
本发明结构简单、方案成熟，可以直接安装于现有的车辆方向盘上，安装过程简单便捷、安装成本低，具有良好的使用和推广基础。同时，在本发明的使用过程中，使用者可以根据自身的驾驶习惯自由握持方向盘，而不必担心采集信号中断，既方便了使用者的日常使用，同时也保证了采集信号的稳定性和可靠性。此外，本发明还具有离手检测的功能，进一步提升了本发明的实际使用效果，充分且有效地实现了驾驶过程中对驾驶员生理状况的实时监测，具有十分广阔的应用前景。
综上所述，本发明提出了一种用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，具有很高的使用及推广价值。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，固定设置于汽车方向盘上，其特征在于：包括边缘电极组件及中心电极组件，所述边缘电极组件与所述中心电极组件电性连接，所述边缘电极组件包括多条边缘电极片（1），多条所述边缘电极片（1）分布于汽车方向盘外圈的外周侧位置，所述中心电极组件包括多片中心电极片（2），多片所述中心电极片（2）分布于汽车方向盘中间件的上端面位置。
2.根据权利要求1所述的用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，其特征在于：所述边缘电极片（1）为扁平的条带状结构，所述边缘电极片（1）的上表面的材质为铬。
3.根据权利要求1所述的用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，其特征在于：多条所述边缘电极片（1）共同组成两条间断式的边缘电极带，两条所述边缘电极带相对称地贴附于汽车方向盘外圈左右两侧的外周侧位置。
4.根据权利要求3所述的用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，其特征在于：所述边缘电极片（1）包括表层电极（11）以及压敏传感器（12），所述表层电极（11）覆盖于所述压敏传感器（12）的上端面，所述压敏传感器（12）的尺寸、形状与所述表层电极（11）的尺寸、形状匹配对应，每条所述边缘电极带中的多个表层电极（11）之间借助屏蔽线（3）实现电性连接，每条所述边缘电极带中的多个压敏传感器（12）之间借助压敏传感器连接线（4）实现电性连接。
5.根据权利要求4所述的用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，其特征在于：所述表层电极（11）的材质为铬，所述压敏传感器（12）的材质为薄压敏电阻材料。
6.根据权利要求1所述的用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，其特征在于：所述中心电极片（2）为网状结构，所述中心电极片（2）的上表面镀铬。
7.根据权利要求3所述的用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，其特征在于：多条所述中心电极片（2）共同组成两个中心电极区，两个所述中心电极区相对称地贴附于汽车方向盘中间件左右两侧的上端面位置，每个中心电极区均借助组件连接线（5）与同侧的边缘电极带电性连接。
8.根据权利要求1所述的用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，其特征在于：还包括离手检测组件，所述离手检测组件包括震动马达（6）以及蜂鸣器（7），所述震动马达（6）固定设置于汽车方向盘外圈内，所述蜂鸣器（7）固定设置于汽车方向盘中间件内，所述震动马达（6）与所述蜂鸣器（7）均借助组件连接线（5）与边缘电极组件及中心电极组件电性连接。
9.根据权利要求8所述的用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，其特征在于：所述震动马达（6）的数量为二，两个所述震动马达（6）相对称地固定设置于汽车方向盘外圈的上下两端。
10.根据权利要求8所述的用于汽车方向盘上的生物信息采集装置，其特征在于：所述蜂鸣器（7）的数量为二，两个所述蜂鸣器（7）相对称地固定设置于汽车方向盘中间件的左右两端。
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