CN110072761A - 防振型驾驶员辅助装置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆防振装置，包括振动传感器，所述振动传感器被编程为检测振动并输出表示所述检测到的振动的振动信号。所述装置还包括马达，所述马达根据振动抑制信号而振动；通信接口，所述通信接口被编程为将所述振动信号无线地传输到远程装置；以及处理器，所述处理器被编程为处理所述振动信号并生成所述振动抑制信号以抑制所述检测到的振动。

Description

防振型驾驶员辅助装置
背景技术
操作汽车需要某些精细和总体动作技能。总体动作技能包括移动人的脚来致动加速踏板或制动踏板和使用人的手臂来转动方向盘。精细动作技能包使用人的手指来向例如信息娱乐系统提供用户输入。
附图说明
图1A至图1D示出了用于附接到方向盘或者摩托车、自行车或踏板车车把的示例防振装置。
图2示出了方向盘，其中防振装置的部件合并到方向盘中。
图3示出了车把，其中防振装置的部件合并到车把中。
具体实施方式
诸如帕金森病和其他神经病症的退化性中枢神经系统疾病可能会妨碍车辆驾驶员的精细动作技能、总体动作技能或这两者。例如，退化性疾病和其他神经病症可以导致无意识的肌肉运动，诸如颤抖。颤抖可以使得患有此类疾病的那些人难以操作机动车辆，具体地，转动方向盘。
缓解颤抖的一种方式是利用附接到转向的防振装置。所述装置包括振动传感器，所述振动传感器被编程为检测振动并输出表示所述检测到的振动的振动信号。所述装置还包括马达，所述马达根据振动抑制信号而振动；通信接口，所述通信接口被编程为将所述振动信号无线地传输到远程装置；以及处理器，所述处理器被编程为处理所述振动信号并生成所述振动抑制信号以抑制所述检测到的振动。在一些情况下，所述装置可以合并到方向盘或者用于摩托车、自行车或踏板车的车把中。此外，当合并到方向盘中时，所述马达可以被根据振动抑制信号而加强的电活性加强件代替。
此外，通过将振动信号传输到诸如用户的智能电话的远程装置，用户可以看到他或她的病状严重性的视觉表示。用户可以与他或她的医生共享所述数据，使得可以监测用户的病状严重性。
所示元件可以采取许多不同的形式，并且包括多个和/或替代部件和设施。示出的示例部件不意图进行限制。实际上，可以使用附加的或替代的部件和/或实现方式。此外，除非明确地陈述如此，否则所示的元件不一定按比例绘制。
图1A示出了防振装置100的侧视图。图1B示出了防振装置100的正视图。图1C示出了附接到方向盘105的防振装置100。图1D示出了附接到摩托车、自行车或踏板车车把的防振装置100。如图1A至图1D所示，防振装置100包括壳体110、条带115、振动传感器120、马达125、通信接口130、电池135、状态指示灯140和处理器145。防振装置100附接到方向盘105(图1C)或车把180(图1D)并且抑制振动，否则所述振动将施加到方向盘105或车把180。此类振动的示例可以包括由归因于神经病症的颤抖引起的振动。尽管图1C中示为附接到方向盘105，但防振装置100可以替代地附接到其他车辆装置，诸如转弯信号杆、雨刮器控制杆等。此外，防振装置100可以附接到自行车、踏板车或摩托车车把180，如图1D所示。
壳体110由相对刚性的材料形成，诸如塑料或橡胶。壳体110容纳或支撑防振装置100的其他部件，包括条带115、振动传感器120、马达125、通信接口130、电池135和处理器145。在一些情况下，壳体110具有人类工程学形状和尺寸以使得它更容易握持。此外，壳体110的至少一部分可以是圆形的以沿循方向盘105的弯曲。
条带115(例如，第一条带115A和第二条带115B)由相对刚性的材料形成，诸如塑料或橡胶。条带115可以各自包括用于将条带附接到方向盘105的锁扣150或扣子。锁扣150可以具有接合条带的框架、条和尖齿。具体地，当附接到方向盘105时，尖齿可以设置在由条带限定的开口的内部。条和框架可以保持尖齿与开口接合。替代地，锁扣150可以是卡扣配合式锁扣。
振动传感器120经由检测振动并输出表示检测到的振动的振动信号的电路、芯片或其他电子部件来实施。例如，振动传感器120可以包括加速度计。当驾驶员握在防振装置100上时，振动传感器120接收输入。所述输入可以包括归因于驾驶员具有神经病状的颤抖所引起的振动。振动传感器120可以检测此类颤抖并且输出表示颤抖随时间推移的幅度和频率的振动信号。
马达125是接收振动抑制信号并根据接收到的振动抑制信号进行振动的电动马达。马达125可以经由例如压电马达、硬币振动马达(即，无轴或扁平振动马达)、偏心旋转质量马达(即，具有脱离中心的质量的马达)等等来实施。在一个可能的方法中，马达125可以相对于振动信号的输入以相同的幅度但相反的方向振动。通过以这种相反的方式振动，马达125的振动可以通过振动信号来抑制检测到的振动。
通信接口130经由可以将振动信号或表示振动信号的其他数据无线地传输到诸如蜂窝电话、平板计算机、膝上型计算机、基于云的服务器等远程装置155的电路、芯片或其他电子部件来实施。在一些情况下，通信接口130被编程为将振动信号或表示振动信号的其他数据传输到主车辆的部件，诸如用户界面165(例如，车辆信息娱乐系统)。在此类情况下，通信接口130可以与用户界面165、远程装置155或这两者配对。通信接口130可以被编程为根据任何数量的有线或无线电信协议进行通信。电信协议的示例可以包括蜂窝通信协议、卫星通信协议、低功耗、以太网、控制器局域网(CAN)总线、通用串行总线(USB)等。在一些情况下，通信接口130包括用于向远程装置155提供有线连接的输入/输出端口160，诸如USB端口。因此，用户可以将他或她的蜂窝电话、平板计算机、膝上型计算机等直接插入防振装置100中并从其下载数据。
电池135是具有一个或多个机电单元的能量存储装置。机电单元产生电压差，并且当被提供负载时电流将从电池135流动。电池135可以为防振装置100的任何数量的部件供电，包括振动传感器120、马达125、通信接口130、状态指示灯140和处理器145。电池135可以通过例如将充电电缆插入输入/输出端口160中进行充电。
状态指示灯140是照亮以提供防振装置100的状态的小灯，诸如发光二极管。所述灯可以用各种颜色或图案照亮以指示防振装置100打开、电池135有电、电池135的电荷状态、通信接口130是否与任何远程装置155配对、通信接口130是否在传输数据、振动传感器120是否在接收振动信号、防振信号等。
处理器145经由可编程有存储在本地或远程存储器中的计算机可执行指令的电路、芯片或其他电子部件来实施。处理器145被编程为接收由振动传感器120输出的振动信号、处理振动信号、生成振动抑制信号，并且将振动抑制信号输出到马达125。处理器145可以相对于振动信号生成相等但相反的振动抑制信号。也就是说，振动抑制信号可以由处理器145生成以相对于振动信号具有相等的振幅(幅度)但相反的方向。在一些情况下，然而，可以独立于振动信号而生成振动抑制信号。也就是说，不论用户的颤抖如何作用于防振装置100，振动抑制信号都可以简单地致使防振装置100振动。在这种情况下，处理器145可以检测振动信号(指示用户在经历颤抖)并且生成振动抑制信号并将其输出到马达125以使得防振装置100振动。振动本身可以帮助用户稳定他或她的手。
此外，处理器145可以被编程为命令通信接口130将振动信号以及历史数据(即，捕获到振动信号的日期和时间)传输到位于车辆的乘客舱中的用户界面165、远程装置155或这两者。处理器145还可以被编程为命令通信接口130将振动抑制信号与历史数据一起传输到用户接口165或远程装置155。这样，防振装置100的用户可以看到振动信号的历史和所施加的抑制量。用户可以与他或她的医师共享所述数据，所述医师可以判定用户的颤抖随时间推移是在改善还是变得更糟，并且抑制是否足够准许用户继续驾驶。
如果使用多个防振装置100，则每一者可以独立地将数据传输到远程装置155、用户界面165或这两者。所述数据可以包括哪些装置传输数据，使得例如用户知道是他或她的右手还是左手引起振动。所述数据在用户界面165或远程装置155上呈现时可以指示振动信号施加到用户的右手还是左手。
图1D示出了位于摩托车、自行车、踏板车等的车把180上的防振装置100。因此，防振装置100不限于方向盘。图2所示的防振装置100包括与上文论述相同的部件。因此，图2的防振装置100可以检测振动、通过使马达125振动来抑制振动，并且将振动信号传送到远程装置155。另外，壳体110可以具有稍微不同的形状以更好地适应与方向盘105的轮廓相反的车把180。
图2和图3示出了示例方向盘105(图2)和车把180(图3)，其中防振装置100的部件分别合并到方向盘105和车把180中。如图2所示，方向盘105包括(即，容纳)上文论述的振动传感器120、通信接口130(包括输入/输出端口160，如图所示)和处理器145。方向盘105可以省略状态指示灯140和电池135。可以(但不必)省略状态指示灯140，因为防振装置100的部件可以硬连线到各种车辆系统。因此，用户界面165可以呈现状态防振装置100。此外，可以省略电池135，因为防振装置100的部件可以由位于车辆上的附件电池供电。此外，方向盘105可以使用上述马达125。另外，当合并到方向盘105中时，可以使用按钮或开关170来打开或关闭防振装置100。
替代地，代替马达125，方向盘105可以包括由电活性聚合物形成的具有可调节刚度的电活性加强件175。电活性加强件175的刚度可以与施加到电活性加强件175的电场成正比。也就是说，随着向电活性加强件175施加更多电能，电活性加强件175可以加强。因此，处理器145可以被编程为降低电活性加强件175的刚度以抑制检测到的振动。也就是说，处理器145可以被编程为在振动信号的幅度增加时减小刚度并且在振动信号的幅度减小时增加刚度。
电活性加强件175可以遍布方向盘105定位。此外，电活性加强件175可以成对地分组并且可以在用户的手将在一对中的两个电活性加强件175之间握住方向盘105的位置合并到方向盘105中。处理器145可以被编程为类似地控制一对中的每个电活性加强件175，但未必以相同方式控制另一对中的电活性加强件175。因此，如果用户的左手比用户的右手提供更大的振动输入，那么处理器145可以减小方向盘105的左侧上(即，左边一对)的电活性加强件175的刚度，同时保持方向盘105的右侧上(即，右边一对)的电活性加强件175的刚度处于正常或高刚度。
此外，电活性加强件175可以相对较薄，使得电活性加强件175仅吸收无意的颤抖。换句话说，处理器145将不会尝试减小刚度以吸收用于转动方向盘105的有目的尝试。此外，处理器145可以基于例如位于方向盘105中或根据方向盘105使用的加速度传感器或编码器而检测到用户意图转动方向盘105。在此类情况下，处理器145可以输出用于加强所有电活性加强件175的信号。
尽管图2中仅示出单个处理器145，但不同的处理器145可以监测并处理来自不同组的振动传感器120的信号。例如，一个处理器145可以处理由振动传感器120输出的信号并控制方向盘105的左侧上的电活性加强件175，并且另一处理器145可以处理由振动传感器120输出的信号并控制方向盘105的右侧上的电活性加强件175。
如图3所示，车把180包括(即，容纳)上文论述的振动传感器120、通信接口130(包括输入/输出端口160，如图所示)和处理器145。还存在状态指示灯140和电池135，但可以省略电池135，因为防振装置100的部件可以由(例如摩托车、电动自行车、电动踏板车的)车载电池供电或者通过施加到例如自行车踏板的旋转能转换成电能来供电。另外，当合并到车把180中时，可以使用按钮或开关170来打开或关闭防振装置100。
不论是作为方向盘105或车把180的附接件还是合并到其中，防振装置100都可以减轻具有由例如退化性神经疾病引起的颤抖的人的驾驶困难。此外，通过将诸如振动信号、振动抑制信号和历史信息的数据传输到远程装置155(诸如用户的智能电话)或者传输到位于车辆中的用户界面165，用户可以看到他或她的病状严重性以及防振装置100的工作情况如何的视觉表示。用户可以与他或她的医生共享所述数据，使得可以监测用户的病状严重性和防振装置100的有效性。
通常，所描述的计算系统和/或装置可以采用许多计算机操作系统中的任一者，包括但绝不限于，以下项的版本和/或种类：Ford应用、AppLink/Smart Device Link中间件、Microsoft 操作系统、Microsoft操作系统、Unix操作系统(例如，由California的Redwood Shores的Oracle公司发行的操作系统)、由New York的Armonk的International Business Machines发行的AIX UNIX操作系统、Linux操作系统、由California的Cupertino的Apple公司发行的Mac OSX和iOS操作系统、由Canada的Waterloo的Blackberry有限公司发行的BlackBerry OS，以及由Google公司和Open Handset Alliance开发的Android操作系统，或由QNX Software Systems供应的CAR信息娱乐平台。计算装置的示例包括，但不限于，车载计算机、计算机工作站、服务器、台式计算机、笔记本计算机、膝上型计算机或手持式计算机，或者一些其他计算系统和/或装置。
计算装置通常包括计算机可执行指令，其中所述指令可以由诸如以上列出的那些的一个或多个计算装置执行。计算机可执行指令可以由使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序编译或解译，所述编程语言和/或技术单独地或组合地包括但不限于JavaTM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl等。这些应用中的一些可以在诸如Java虚拟机、Dalvik虚拟机等虚拟机上编译和执行。通常，处理器(例如，微处理器)接收例如来自存储器、计算机可读介质等的指令并且执行这些指令，从而执行一个或多个过程，包括本文所述的过程中的一个或多个过程。可以使用多种计算机可读介质来存储和传输此类指令和其他数据。
计算机可读介质(也被称为处理器可读介质)包括参与提供可以由计算机(例如，由计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的任何非暂时性(例如，有形)介质。这种介质可以采取许多形式，包括但不限于，非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘以及其他持久性存储器。易失性介质可以包括例如通常构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。此类指令可以由一种或多种传输介质传输，所述传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括构成联接到计算机的处理器的系统总线的电线。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、任何其他存储器芯片或盒式磁带，或计算机可从中读取的任何其他介质。
本文所述的数据库、数据存储库或其他数据存储装置可以包括用于存储、存取和检索各种数据的各种机构，包括分层数据库、文件系统中的文件集、专有格式的应用程序数据库、关系型数据库管理系统(RDBMS)等。每个此类数据存储装置通常被包括在采用诸如上文提及的那些操作系统中的一种的计算机操作系统的计算装置内，并且经由网络以各种方式中的任何一种或多种进行访问。文件系统可以通过计算机操作系统进行访问，并且可以包括以各种格式存储的文件。除了用于创建、存储、编辑和执行已存储的程序的语言外，RDBMS通常还采用结构化查询语言(SQL)，诸如，上文提及的PL/SQL语言。
在一些示例中，系统元件可以被实施为一个或多个计算装置(例如，服务器、个人计算机等)上的、存储在与其相关联的计算机可读介质(例如，磁盘、存储器等)上的计算机可读指令(例如，软件)。计算机程序产品可以包括存储在计算机可读介质上的用于执行本文所述的功能的此类指令。
关于本文所述的过程、系统、方法、启发法等，应理解，虽然此类过程的步骤等已被描述为按照特定的顺序发生，但是可以在按照除本文所述顺序外的顺序执行所述步骤的情况下实践此类过程。还应理解，可以同时执行某些步骤，可以添加其他步骤或者可以省略本文所述的某些步骤。换句话说，本文对过程的描述是出于说明某些实施例的目的而提供的，并且绝不应当被解释为限制权利要求。
因此，应理解，以上描述意图是说明性的而非限制性的。在阅读了以上描述之后，除了所提供的示例之外的许多实施例和应用将是显而易见的。所述范围不应参考以上描述来确定，而是应参考所附权利要求以及享有此类权利要求的权利的等效物的整个范围来确定。本文所论述的技术中预期并意图将出现未来的发展，并且所公开的系统和方法将合并到此类未来的实施例中。总而言之，应理解，本申请能够进行更改和变化。
权利要求中所使用的全部术语意图被赋予它们在本文描述的技术人员所理解的普遍含义，除非在本文做出与此相反的明确指示。具体地，除非权利要求叙述相反的明确限制，否则使用诸如“一个”、“该”、“所述”等单数冠词应被解读为叙述所指示的元件中的一个或多个。
提供摘要以允许读者快速地确定本技术公开的性质。应理解，所提交的摘要将不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在以上具体实施方式中可以看出，出于使本公开行文流畅的目的，各种特征在各种实施例中组合在一起。本公开的这种方法不应被解释为反映以下意图：所要求保护的实施例要求比每项权利要求中明确叙述的特征更多的特征。相反，如所附权利要求所反映，发明主题在于比单个公开的实施例的所有特征更少的特征。因此，所附权利要求特此合并到具体实施方式中，其中每项权利要求独立地作为单独要求保护的主题。

Claims (20)

1.一种车辆防振装置，所述车辆防振装置包括：
振动传感器，所述振动传感器被编程为检测振动并输出表示所述检测到的振动的振动信号；
马达，所述马达根据振动抑制信号而振动；
通信接口，所述通信接口被编程为将所述振动信号无线地传输到远程装置；以及
处理器，所述处理器被编程为处理所述振动信号并生成所述振动抑制信号以抑制所述检测到的振动。
2.如权利要求1所述的车辆防振装置，其中所述处理器被编程为将所述振动信号输出到位于车辆的乘客舱中的用户界面。
3.如权利要求1所述的车辆防振装置，所述车辆防振装置还包括：
壳体；以及
第一条带，所述第一条带设置在所述壳体上以用于将车辆部件附接到方向盘。
4.如权利要求3所述的车辆防振装置，所述车辆防振装置还包括第二条带，所述第二条带设置在所述壳体上并且与所述第一条带间隔开。
5.如权利要求1所述的车辆防振装置，所述车辆防振装置还包括壳体，其中所述振动传感器、所述马达、所述通信接口和所述处理器位于所述壳体内部。
6.如权利要求1所述的车辆防振装置，其中所述通信接口包括用于连接到所述远程装置的输入/输出端口。
7.如权利要求1所述的车辆防振装置，所述车辆防振装置还包括电池，所述电池将电能输出到所述振动传感器、所述马达、所述通信接口和所述处理器中的至少一者。
8.如权利要求1所述的车辆防振装置，其中所述处理器被编程为命令所述通信接口将所述振动信号传输到所述远程装置。
9.如权利要求1所述的车辆防振装置，其中所述处理器被编程为命令所述通信接口将历史数据与所述振动信号一起传输到所述远程装置。
10.一种车辆方向盘，所述车辆方向盘包括：
至少一个振动传感器，所述至少一个振动传感器被编程为检测振动并输出表示所述检测到的振动的振动信号；
电活性加强件，所述电活性加强件根据振动抑制信号而加强；
通信接口，所述通信接口被编程为将所述振动信号无线地传输到远程装置；以及
处理器，所述处理器被编程为处理所述振动信号并生成所述振动抑制信号以抑制所述检测到的振动。
11.如权利要求10所述的车辆方向盘，其中所述处理器被编程为将所述振动信号输出到位于车辆的乘客舱中的用户界面。
12.如权利要求10所述的车辆方向盘，其中所述电活性加强件由电活性聚合物形成，所述电活性聚合物具有根据电场而增加的刚度。
13.如权利要求10所述的车辆方向盘，其中所述处理器被编程为降低所述电活性加强件的所述刚度以抑制所述检测到的振动。
14.如权利要求10所述的车辆方向盘，其中所述通信接口包括用于连接到所述远程装置的输入/输出端口。
15.如权利要求10所述的车辆方向盘，所述车辆方向盘还包括电池，所述电池将电能输出到所述振动传感器、所述通信接口和所述处理器中的至少一者。
16.如权利要求10所述的车辆方向盘，其中所述处理器被编程为命令所述通信接口将所述振动信号传输到所述远程装置。
17.如权利要求10所述的车辆方向盘，其中所述处理器被编程为命令所述通信接口将历史数据与所述振动信号一起传输到所述远程装置。
18.一种车把，所述车把包括：
至少一个振动传感器，所述至少一个振动传感器被编程为检测振动并输出表示所述检测到的振动的振动信号；
马达，所述马达根据振动抑制信号而振动；
通信接口，所述通信接口被编程为将所述振动信号无线地传输到远程装置；以及
处理器，所述处理器被编程为处理所述振动信号并生成所述振动抑制信号以抑制所述检测到的振动。
19.如权利要求18所述的车把，其中所述通信接口包括用于连接到所述远程装置的输入/输出端口。
20.如权利要求18所述的车把，其中所述处理器被编程为命令所述通信接口将所述振动信号和历史数据传输到所述远程装置。
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