CN109229046B - 一种防汽车碰撞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防汽车碰撞装置，包括路面吸盘器、真空泵、控制电路板、安全气囊、高清夜视摄像头、激光雷达、预警灯、制动按钮、缓冲按钮，通过在汽车上安装高清夜视摄像头和激光雷达协同检测车辆前方障碍物，并将该信息反馈给控制电路板，控制电路板再控制预警灯向司机发出报警，当汽车快装上障碍物时，安装在汽车外表的安全气囊启动，以缓冲汽车撞击障碍物，同时安装在汽车底部的路面吸盘器紧紧抓住地面，使汽车快速制动、防止汽车摆尾，以减少车辆对障碍物的二次撞击，此外，司机还可以通过按钮来自动控制安全气囊和路面吸盘器工作，降低交通安全事故。

Description

一种防汽车碰撞装置

技术领域

本发明涉及汽车安全驾驶领域，尤其涉及一种防汽车碰撞装置。

背景技术

国内外在防止车道偏离和保持安全车距两个方面都开展了相当多有益的探索，在雷达、激光、超声波、红外线、机器视觉等传感器技术方面都取得了一些突破。车元素研究显示，若在公路交通事故发生前的1.5s给驾驶员发出预警，则可避免90％的这类事故。因此，通过在汽车上安装汽车碰撞预警系统，利用技术手段分析车道、周围车辆的状况等驾驶环境信息，一旦当驾驶员发生疲劳及精神分散、汽车出现无意识的车道偏离及汽车间车距过近时，存在追尾可能，能够及时给予驾驶主动预警，是减少公路交通事故行之有效的技术措施。

但是这些方式都存在一定的弊端，当汽车碰撞预警系统提示司机时，司机只能采取减速制动的方式来防止车辆碰撞，但是在汽车与障碍物之间距离太短、而车速相对较高时，司机采取制动时，还是会撞上障碍物，若采取紧急刹车，由于惯性的原因，汽车还会往前移动，同时汽车在紧急刹车时，车辆会存在左右摆动的情况，不利于驾驶安全。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种防汽车碰撞装置，通过在汽车上安装高清夜视摄像头和激光雷达协同检测车辆前方障碍物，并将该信息反馈给控制电路板，控制电路板再控制预警灯向司机发出报警，当汽车快装上障碍物时，安装在汽车外表的安全气囊启动，以缓冲汽车撞击障碍物，同时安装在汽车底部的路面吸盘器紧紧抓住地面，使汽车快速制动、防止汽车摆尾，以减少车辆对障碍物的二次撞击，此外，司机还可以通过按钮来自动控制安全气囊和路面吸盘器工作，降低交通安全事故。

为实现上述目的，本发明提供的一种防汽车碰撞装置是这样实现的：

一种防汽车碰撞装置，包括路面吸盘器、真空泵、控制电路板、安全气囊、高清夜视摄像头、激光雷达、预警灯、制动按钮、缓冲按钮，路面吸盘器安装在后车桥的中后方，用于辅助汽车制动，防止汽车急刹时出现摆尾现象，真空泵安装在汽车后备箱内，用于将路面吸盘器中的空气抽出，预警灯安装在汽车内仪表盘上方的杂物箱上，用于为司机提供报警信息，在汽车左前大灯和右前大灯旁边均设有相同的高清夜视摄像头和激光雷达，由高清夜视摄像头和激光雷达协同检测车辆前方障碍物，在汽车左前大灯下方、右前大灯下方、前保险杠上各安装一个相同的安装安全气囊，用于缓冲对障碍物的撞击，制动按钮和缓冲按钮安装在方向盘上，制动按钮用于控制路面吸盘器工作，缓冲按钮用于控制安全气囊的工作，控制电路板安装在汽车内仪表盘上方的杂物箱内，用于处理高清夜视摄像头和激光雷达采集到的信息，同时接收制动按钮和缓冲按钮发送来的指令，控制路面吸盘器、真空泵、安全气囊的工作。

本发明的路面吸盘器包括底座、步进电机、第一斜齿轮、第二斜齿轮、第一旋转轴、伸缩杆、第二旋转轴、小臂、吸盘、第三旋转轴、大臂，底座安装在汽车后桥的中后方，步进电机安装在底座旁边，第一斜齿轮安装在步进电机的旋转轴上，大臂与底座之间通过第一旋转轴连接，便于大臂在底座上移动，第二斜齿轮安装在第一旋转轴上，大臂和小臂之间通过第三旋转轴连接，便于小臂与大臂之间灵活转动，伸缩杆与小臂之间采用第二旋转轴连接，便于伸缩杆拉动小臂，小臂的另一端与吸盘连接在一起，由步进电机带动第一斜齿轮转动，为第二斜齿轮传动，进而带动第一旋转轴转动，第一旋转轴带动伸缩杆移动，伸缩杆拉动第二旋转轴，进而拉动小臂在移动，大臂作为小臂的支撑杆，使得小臂的移动去带动吸盘移动，使得吸盘能往下伸出去吸住地面。

本发明的吸盘包括钢板、软塑料垫片、气孔、吸管，在钢板上开出气孔，作为真空泵与地表空气的接触口，钢板上的每一个气孔对应一根吸管，并将所有吸管接入真空泵的空气进口处，吸管连接真空泵和钢板，作为真空泵和气孔的通道，在钢板表面固定软塑料垫片，便于吸盘贴紧地面，吸盘上的钢板可以在吸盘下落时增加惯性，使得吸盘能更有力的吸住地面。

本发明的高清夜视摄像头和激光雷达协同检测车辆前方障碍物的方案为：先由激光雷达检测汽车到与障碍物之间的距离与相对速度，并将该信息传输给控制电路板，控制电路板控制高清夜视摄像头采集障碍物所在的位置，并将采集到的图像传输给控制电路板进行处理分析，由控制电路板做出相应的指令。

本发明的安全气囊和路面吸盘器的工作分为自动式和手动式两种，其中：自动式为：当激光雷达检测到汽车与障碍物之间的相对速度超过30千米每小时、相对距离低于1米时，预警灯不断闪烁，控制电路板控制安全气囊打开，使得车辆撞击障碍物时，安全气囊起到缓冲作用，同时控制电路板控制步进电机和真空泵打开，小臂迅速将吸盘伸到路面上，真空泵将吸盘上的空气抽为真空，使吸盘紧紧吸住地面，让汽车快速制动，并防止汽车紧急制动时发生摆尾情况，有效的制止汽车在短时间内撞击上障碍物，以及防止汽车对障碍物进行二次撞击；

手动式为：当激光雷达检测到汽车与障碍物之间的相对速度超过30千米每小时、相对距离低于17米时，预警灯不断闪烁，提示司机采取制动措施，当汽车刹车失灵、司机意识到汽车快装上障碍物时，司机即可通过缓冲按钮启动安全气囊以缓冲对障碍物的撞击，启动制动按钮，路面吸盘器上的吸盘紧紧吸住地面，使汽车紧急制动，以防止对障碍物二次撞击、防止汽车在紧急刹车时摆尾，降低汽车撞击行人、过往车辆等交通事故。

本发明的预警灯采用led旋转式警示灯，能更好的提醒司机前方障碍物的信息。

由于本发明在汽车的车头上安装安全气囊来缓冲汽车对障碍物之间的撞击力，通过安装在汽车底部的路面吸盘器来抓住地面以使汽车快速制动、防止汽车摆尾的结构从而可以得到以下有益效果：

1.本发明通过在汽车上安装高清夜视摄像头和激光雷达协同检测车辆前方障碍物，并将该信息反馈给控制电路板，控制电路板再控制预警灯向司机发出报警，提醒司机采取相应的措施来减少汽车与障碍物之间的碰撞。

2.本发明通过在汽车的车头上安装安全气囊来缓冲汽车对障碍物之间的撞击力，有效的减轻交通事故的严重性。

3.本发明通过安装在汽车底部的路面吸盘器来抓住地面以使汽车快速制动，当汽车刹车失灵、司机意识到汽车快装上障碍物时，司机即可通过缓冲按钮启动安全气囊以缓冲对障碍物的撞击，启动制动按钮，路面吸盘器上的吸盘紧紧吸住地面，使汽车紧急制动，以防止对障碍物二次撞击、防止汽车在紧急刹车时摆尾，降低汽车撞击行人、过往车辆等交通事故。

附图说明

图1为本发明一种防汽车碰撞装置的安装结构示意图；

图2为本发明一种防汽车碰撞装置的安全气囊、高清夜视摄像头、激光雷达在车头的安装结构示意图；

图3为本发明一种防汽车碰撞装置的路面吸盘器的结构示意图；

图4为本发明一种防汽车碰撞装置的吸盘结构示意图；

图5为本发明一种防汽车碰撞装置的工作原理图。

主要元件符号说明。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1至5，所示为本发明中的一种防汽车碰撞装置，包括路面吸盘器1、真空泵2、控制电路板3、安全气囊4、高清夜视摄像头5、激光雷达6、预警灯7、制动按钮8、缓冲按钮9。

如图1所示，所述路面吸盘器1安装在后车桥的中后方，用于辅助汽车制动，防止汽车急刹时出现摆尾现象，汽车需要紧急制动时，打开路面吸盘器1将吸盘18紧紧吸住地面，真空泵2安装在汽车后备箱内，用于将路面吸盘器1中的空气抽出，制造真空环境，使得吸盘18吸住地面，预警灯7安装在汽车内仪表盘上方的杂物箱上，用于为司机提供报警信息，在汽车左前大灯旁边设有高清夜视摄像头5和激光雷达6，同时在汽车右前大灯旁边设有与左前大灯相同的高清夜视摄像头5和激光雷达6，由高清夜视摄像头5和激光雷达6协同检测车辆前方障碍物，在汽车左前大灯下方、右前大灯下方、前保险杠上各安装一个相同的安装安全气囊4，用于缓冲对障碍物的撞击，制动按钮8和缓冲按钮9安装在方向盘上，制动按钮8用于控制路面吸盘器1工作，缓冲按钮9用于控制安全气囊4的工作，控制电路板3安装在汽车内仪表盘上方的杂物箱内，用于处理高清夜视摄像头5和激光雷达6采集到的信息，控制电路板3自动控制路面吸盘器1、真空泵2、安全气囊4工作时为安全气囊4和路面吸盘器1的自动式工作，控制电路板3通过接收制动按钮8和缓冲按钮9发送来的指令后再控制路面吸盘器1、真空泵2、安全气囊4工作时为安全气囊4和路面吸盘器1的手动式工作。

如图3所示，所述的路面吸盘器1包括底座10、步进电机11、第一斜齿轮12、第二斜齿轮13、第一旋转轴14、伸缩杆15、第二旋转轴16、小臂17、吸盘18、第三旋转轴19、大臂20，由底座10、步进电机11、第一斜齿轮12、第二斜齿轮13、第一旋转轴14、伸缩杆15、第二旋转轴16、小臂17、第三旋转轴19、大臂20组成一个机械臂，用于带动吸盘18运动，其中底座10安装在汽车后桥的中后方，步进电机11安装在底座10旁边，第一斜齿轮12安装在步进电机11的旋转轴上，大臂20与底座10之间通过第一旋转轴14连接，便于大臂20在底座10上移动，第二斜齿轮13安装在第一旋转轴14上，大臂20和小臂17之间通过第三旋转轴19连接，便于小臂17与大臂20之间灵活转动，伸缩杆15与小臂17之间采用第二旋转轴16连接，便于伸缩杆15拉动小臂17移动，小臂17的另一端与吸盘18连接在一起，由步进电机11带动第一斜齿轮12转动，为第二斜齿轮13传动，进而带动第一旋转轴14转动，第一旋转轴14带动伸缩杆15移动，伸缩杆15拉动第二旋转轴16，进而拉动小臂17在移动，大臂20作为小臂17的支撑杆，使得小臂17的移动去带动吸盘18移动，使得吸盘18能往下伸出去吸住地面。

所述的第一斜齿轮12与第二斜齿轮13之间采取斜齿轮传动方式传动。

如图4所示，所述的吸盘18包括钢板21、软塑料垫片22、气孔23、吸管24，在钢板21上开出气孔23，作为真空泵2与地表空气的接触口，钢板21上的每一个气孔23对应一根吸管24，并将所有吸管24接入真空泵2的空气进口处，吸管24连接真空泵2和钢板21，作为真空泵2和气孔24的通道，在钢板21表面固定软塑料垫片22，便于吸盘18贴紧地面，吸盘18上的钢板21可以在吸盘18下落时增加惯性，使得吸盘18能更有力的吸住地面。

所述的高清夜视摄像头5和激光雷达6协同检测车辆前方障碍物的方案为：先由激光雷达6检测汽车到与障碍物之间的距离与相对速度，并将该信息传输给控制电路板3，控制电路板3控制高清夜视摄像头5采集障碍物所在的位置，并将采集到的图像传输给控制电路板3进行处理分析，当激光雷达6检测到汽车与障碍物之间的相对速度超过30千米每小时的时候，控制电路板3根据高清夜视摄像头5采集到的图像信息判断车辆与障碍物之间接近的信息，并由控制电路板3做出相应的指令。

所述的安全气囊4和路面吸盘器1的工作分为自动式和手动式两种，其中：自动式为：当激光雷达检测6到汽车与障碍物之间的相对速度超过30千米每小时，根据安全气囊3打开的时间大约需要0.1秒可得，汽车与障碍物之间的相对速度为30千米每小时、相对距离约为0.83米，所以预设相对距离低于1米时，预警灯7不断闪烁，控制电路板3控制安全气囊4打开，使得车辆撞击障碍物时，安全气囊4起到缓冲作用，同时控制电路板3控制步进电机11和真空泵2打开，小臂17迅速将吸盘18伸到路面上，真空泵2将吸盘18上的空气抽为真空，使吸盘18紧紧吸住地面，让汽车快速制动，并防止汽车紧急制动时发生摆尾情况，有效的制止汽车在短时间内撞击上障碍物，以及防止汽车对障碍物进行二次撞击，

手动式为：当激光雷达6检测到汽车与障碍物之间的相对速度超过30千米每小、根据司机正常驾驶时的视觉反应时间约为2秒可知，在汽车与障碍物之间的相对速度超过30千米每小时，相对距离低于17米时，预警灯7不断闪烁，提示司机采取制动措施，当汽车刹车失灵、司机意识到汽车快装上障碍物时，司机即可通过缓冲按钮9启动安全气囊4以缓冲对障碍物的撞击，启动制动按钮8，路面吸盘器1上的吸盘18紧紧吸住地面，使汽车紧急制动，以防止对障碍物二次撞击、防止汽车在紧急刹车时摆尾，降低汽车撞击行人、过往车辆等交通事故。

所述的预警灯7采用led旋转式警示灯，能更好的提醒司机前方障碍物的信息。

本发明的工作原理与工作过程如下：

如图5所示，先由激光雷达6检测汽车到与障碍物之间的距离与相对速度，并将该信息传输给控制电路板3，控制电路板3控制高清夜视摄像头5采集障碍物所在的位置，并将采集到的图像传输给控制电路板3进行处理分析，当激光雷达6检测到汽车与障碍物之间的相对速度超过30千米每小时的时候，控制电路板3根据高清夜视摄像头5采集到的图像信息判断车辆与障碍物之间接近的信息。当激光雷达6检测到汽车与障碍物之间的相对距离低于17米时，预警灯7不断闪烁，提示司机采取制动措施，当汽车刹车失灵、司机意识到汽车快装上障碍物时，司机即可通过缓冲按钮9启动安全气囊4以缓冲对障碍物的撞击，启动制动按钮8，路面吸盘器1上的吸盘18紧紧吸住地面；当激光雷达检测6到汽车与障碍物之间的相对距离低于1米时，预警灯7不断闪烁，控制电路板3控制安全气囊4打开，同时控制电路板3控制步进电机11和真空泵2打开，小臂17迅速将吸盘18伸到路面上，真空泵2将吸盘18上的空气抽为真空，使吸盘18紧紧吸住地面。

Claims (4)

1.一种防汽车碰撞装置，其特征在于：包括路面吸盘器、真空泵、控制电路板、安全气囊、高清夜视摄像头、激光雷达、预警灯、制动按钮、缓冲按钮，所述路面吸盘器安装在后车桥的中后方，用于辅助汽车制动，防止汽车急刹时出现摆尾现象，所述真空泵安装在汽车后备箱内，用于将所述路面吸盘器中的空气抽出，所述预警灯安装在汽车内仪表盘上方的杂物箱上，用于为司机提供报警信息，在汽车左前大灯和右前大灯旁边均设有相同的所述高清夜视摄像头和所述激光雷达，由所述高清夜视摄像头和所述激光雷达协同检测车辆前方障碍物，在汽车左前大灯下方、右前大灯下方、前保险杠上各安装一个相同的安装所述安全气囊，用于缓冲对障碍物的撞击，所述制动按钮和所述缓冲按钮安装在方向盘上，所述制动按钮用于控制所述路面吸盘器工作，所述缓冲按钮用于控制所述安全气囊的工作，所述控制电路板安装在汽车内仪表盘上方的杂物箱内，用于处理所述高清夜视摄像头和所述激光雷达采集到的信息，同时接收所述制动按钮和所述缓冲按钮发送来的指令，控制所述路面吸盘器、所述真空泵、所述安全气囊的工作；

所述路面吸盘器包括底座、步进电机、第一斜齿轮、第二斜齿轮、第一旋转轴、伸缩杆、第二旋转轴、小臂、吸盘、第三旋转轴、大臂，所述底座安装在汽车后桥的中后方，所述步进电机安装在所述底座旁边，所述第一斜齿轮安装在所述步进电机的旋转轴上，所述大臂与所述底座之间通过所述第一旋转轴连接，便于所述大臂在所述底座上移动，所述第二斜齿轮安装在所述第一旋转轴上，所述大臂和所述小臂之间通过所述第三旋转轴连接，便于所述小臂与所述大臂之间灵活转动，所述伸缩杆与所述小臂之间采用所述第二旋转轴连接，便于所述伸缩杆拉动所述小臂，所述小臂的另一端与所述吸盘连接在一起，由所述步进电机带动所述第一斜齿轮转动，为所述第二斜齿轮传动，进而带动所述第一旋转轴转动，所述第一旋转轴带动所述伸缩杆移动，所述伸缩杆拉动所述第二旋转轴，进而拉动所述小臂在移动，所述大臂作为所述小臂的支撑杆，使得所述小臂的移动去带动所述吸盘移动，使得所述吸盘能往下伸出去吸住地面；

所述吸盘包括钢板、软塑料垫片、气孔、吸管，在所述钢板上开出所述气孔，作为所述真空泵与地表空气的接触口，所述钢板上的每一个所述气孔对应一根所述吸管，并将所有所述吸管接入所述真空泵的空气进口处，所述吸管连接所述真空泵和所述钢板，作为所述真空泵和所述气孔的通道，在所述钢板表面固定所述软塑料垫片，便于所述吸盘贴紧地面，所述吸盘上的所述钢板可以在所述吸盘下落时增加惯性，使得所述吸盘能更有力的吸住地面；

所述安全气囊和所述路面吸盘器的工作分为自动式和手动式两种，其中：自动式为：当所述激光雷达检测到汽车与障碍物之间的相对速度超过30千米每小时、相对距离低于1米时，所述预警灯不断闪烁，所述控制电路板控制所述安全气囊打开，使得车辆撞击障碍物时，所述安全气囊起到缓冲作用，同时所述控制电路板控制所述步进电机和所述真空泵打开，所述小臂迅速将所述吸盘伸到路面上，所述真空泵将所述吸盘上的空气抽为真空，使所述吸盘紧紧吸住地面，让汽车快速制动，并防止汽车紧急制动时发生摆尾情况，有效的制止汽车在短时间内撞击上障碍物，以及防止汽车对障碍物进行二次撞击；

手动式为：当所述激光雷达检测到汽车与障碍物之间的相对速度超过30千米每小时、相对距离低于17米时，所述预警灯不断闪烁，提示司机采取制动措施，当汽车刹车失灵、司机意识到汽车快装上障碍物时，司机即可通过所述缓冲按钮启动所述安全气囊以缓冲对障碍物的撞击，启动所述制动按钮，所述路面吸盘器上的所述吸盘紧紧吸住地面，使汽车紧急制动，以防止对障碍物二次撞击、防止汽车在紧急刹车时摆尾，降低汽车撞击行人、过往车辆等交通事故。

2.根据权利要求1所述的防汽车碰撞装置，其特征在于：所述第一斜齿轮与所述第二斜齿轮之间采取斜齿轮传动方式传动。

3.根据权利要求1所述的防汽车碰撞装置，其特征在于：所述预警灯采用led旋转式警示灯。

4.根据权利要求1所述的防汽车碰撞装置，其特征在于：所述高清夜视摄像头和所述激光雷达协同检测车辆前方障碍物的方案为：先由所述激光雷达检测汽车到与障碍物之间的距离与相对速度，并将该信息传输给所述控制电路板，所述控制电路板控制所述高清夜视摄像头采集障碍物所在的位置，并将采集到的图像传输给所述控制电路板进行处理分析，由所述控制电路板做出相应的指令。

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