CN116807477A - 一种具有生理参数监测功能的驾驶舱 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述驾驶舱由心电监测方向盘、体动数据监测座椅、胸冲击监测安全带及生理参数显示中控组成，本发明将生理数据监测与驾驶舱优选设计结合，其目的是通过心电监测方向盘与胸冲击监测安全带，监测驾驶员心电、心率及胸冲击数据，预防驾驶员出现猝死，进一步能够及时对驾驶员进行及时救护，降低交通事故发生，通过体动数据监测座椅，监测驾驶人员体动数据与对座椅的压力分布数据，以此分析其是否出现驾驶疲劳，进一步降低交通事故发生几率，通过生理参数显示中控，让驾驶员能够直观看到自身身体状态，同时也能让远程管理人员观察其身体状态，便于远程管理人员指导其驾驶。

Description

一种具有生理参数监测功能的驾驶舱

技术领域

本发明涉及生理信号监测及车辆驾驶舱领域，具体属于一种具有生理参数监测功能的驾驶舱。

背景技术

驾驶员的身体状态直接关系驾驶员及乘客的人身安全。据调查显示，驾驶员人员在驾驶途中极易出现以下问题：1、驾驶疲劳，由于加成人员长期驾驶需要注意力高度集中，随着驾驶时长的增加，其注意力会逐渐降低，身体、心里、视觉等方面逐渐疲劳，继而引发交通事故；2、猝死，长期驾驶车辆的人员，因休息时间不充分，以及身体疾病，在驾驶途中心率过快引发猝死。一旦驾驶员出现上述问题将会引发交通事故严重危及到驾乘人员的人身安全。

目前判断驾驶员驾驶疲劳的主要依据是驾驶时间，但每个人的睡眠状态、休息调节状态均有所不同，当一个人睡眠状态与休息状态较差时，再用驾驶时间来判断其是否为疲劳驾驶就不会准确。据研究发现，当驾驶员出现驾驶疲劳时，会平凡改变坐姿，以应对背部、臀部的不适感，对应的对座椅的压力也会出现变化，那么我们即可通过监测驾驶员的坐姿及对座椅的压力分布变化来判断驾驶人员是否产出驾驶疲劳。

驾驶途中猝死，大多时由于驾驶员自身疾病引起的，一般来说在猝死前期，人体心率、心电数据、胸冲击波形均有预兆，我们可以通过监测驾驶员心电、心率及胸冲击数据来预防驾驶员猝死，一旦监测的数据出现异常，可及时通知驾驶员停车，并基于救治，很大程度上能够降低交通事故发生。

发明内容

本发明的提供一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其目的是通过心电监测方向盘与胸冲击监测安全带，监测驾驶员心电、心率及胸冲击数据，预防驾驶员出现猝死，进一步能够及时对驾驶员进行及时救护，降低交通事故发生，通过体动数据监测座椅，监测驾驶人员体动数据与对座椅的压力分布数据，以此分析其是否出现驾驶疲劳，降低交通事故发生几率，通过生理参数显示中控，让驾驶员能够直观看到自身身体状态，同时也能让远程管理人员观察其身体状态，便于远程管理人员指导其驾驶。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述驾驶舱由心电监测方向盘、体动数据监测座椅、胸冲击监测安全带及生理参数显示中控组成，所述心电监测方向盘由心电采集电极阵列、心电监测中枢、导联线与方向盘构成，所述心电采集电极阵列分布在方向盘轮盘上，所述心电监测中枢由心电监测中控、蓝牙模块、线路板、A/D转换器构成，心电监测中枢安装在方向盘中部，所述导联线将心电采集电极阵列与心电监测中枢接连，心电中枢通过蓝牙模块与生理参数显示中控联接，所述体动数据监测座椅由矩阵式压力传感器阵列、体动监测阵列、数据中枢及座椅组成，所述矩阵式压力传感器阵列均匀铺设在座椅的靠背及坐垫上，所述体动监测阵列穿插入矩阵式压力传感器阵列中布设，所述数据中枢由绝缘外壳、蓝牙模块、中控模块组成，所述体动数据监测座椅监测的数据通过数据中枢中蓝牙模块联接生理参数显示中控，所述胸冲击监测安全带由胸冲击监测带与安全带构成，所述胸冲击监测带由柔性线路板、胸冲击传感器阵列、胸冲击监测中枢构成，所述胸冲击传感器阵列均匀布设在柔性线路板上，柔性线路板接连胸冲击监测中枢，胸冲击监测中枢通过导联线接连安全带锁舌，所述安全带内部中空，胸冲击监测带安装在安全带中控区域中，当安全带锁舌插入安全带固定扣后胸冲击监测带开始运行，所述生理参数显示中控即为汽车中控台，生理参数显示中控上显示并能通过无线网传递电监测方向盘、体动数据监测座椅、胸冲击监测安全带监测的生理数据。

优选的，所述心电采集电极阵列由至少两个固定电极与至少两个定位电极构成，所述定位电极等距安装在固定电极之间。

优选的，所述固定电极与定位电极分为正电极与负电极，固定电极与定位电极的正负极不随方向盘转动而转换。

优选的，所述矩阵压力传感器阵列由压力传感器a与柔性PCB电路板构成，所述柔性PCB线路板上等距分布压力传感点，压力传感器a布设在压力传感点上。

优选的，所述体动监测阵列由压力传感器b与传导片组成，所述压力传感器b与压力传感器a相同，压力传感器b也分布柔性PCB电路板上。

优选的，所述每一个传导片压盖2～4个压力传感器吧，传导片之间不接连。

优选的，所述胸冲传感器阵列成岛桥结构布设在柔性线路板上，胸冲击传感器阵列由胸冲击监测传感器与感应片组成。

优选的，所述感应片为可卷曲金属片，感应片成一体连贯式覆盖在胸冲击监测传感器上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

通过将心电采集电极阵列、心电监测中枢、导联线与方向盘优选设计，成为心电监测方向盘，实现了实时监测驾驶员心电、心率数据，预防驾驶员驾驶过程中突发猝死，同时又能够为驾驶员提供及时救护，降低交通事故发生；将矩阵式压力传感器阵列、体动监测阵列、数据中枢与座椅优选设计结合，成为体动数据监测座椅，通过监测体统数据及座椅压力分布，分析驾驶员疲劳状况，不仅能预防并警惕驾驶员疲劳驾驶，还能通过此数据分析驾驶员驾驶习惯；通过将胸冲击监测带与安全的优选设计结合，能够在驾驶过程中实时监测驾驶人员胸冲击数据，进一步反应驾驶员心功能状态，将心电监测方向盘、体动数据监测座椅、胸冲击监测安全带及生理参数显示中控优选设计组合成一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，不仅能够降低交通事故，还能够提高驾乘人员的人身安全，适合在汽车、火车、飞机等需要特定场所使用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为心电监测方向盘平面结构示意图；

图3为体动数据监测座椅平面结构示意图；

图4为胸冲击监测安全带平面结构示意图；

图中标注对应部件：

心电监测方向盘1、体动数据监测座椅2、胸冲击监测安全带3、生理参数显示中控4、心电采集电极阵列(5、6)、心电监测中枢8、导联线7、矩阵式压力传感器阵列(10、11)、体动监测阵列(12、13)、数据中枢(9)、胸冲击监测带(15、16、17、18)、柔性线路板17、胸冲击传感器阵列(15、16)、胸冲击监测中枢18、固定电极5、定位电极6、压力传感器a10、柔性PCB电路板11、压力传感点14、压力传感器b12、传导片13、胸冲击监测传感器15、感应片16。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明的技术方案进行清楚的描述，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

参见附图1～4：一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述驾驶舱由心电监测方向盘1、体动数据监测座椅2、胸冲击监测安全带3及生理参数显示中控4组成，所述心电监测方向盘1由心电采集电极阵列(5、6)、心电监测中枢8、导联线7与方向盘构成，所述心电采集电极阵列(5、6)分布在方向盘轮盘上，所述心电监测中枢8由心电监测中控、蓝牙模块、线路板、A/D转换器构成，心电监测中枢8安装在方向盘中部，所述导联线7将心电采集电极阵列(5、6)与心电监测中枢8接连，心电中枢通过蓝牙模块与生理参数显示中控4联接，所述体动数据监测座椅2由矩阵式压力传感器阵列(10、11)、体动监测阵列(12、13)、数据中枢(9)及座椅组成，所述矩阵式压力传感器阵列(10、11)均匀铺设在座椅的靠背及坐垫上，所述体动监测阵列(12、13)穿插入矩阵式压力传感器阵列(10、11)中布设，所述数据中枢(9)由绝缘外壳、蓝牙模块、中控模块组成，所述体动数据监测座椅2监测的数据通过数据中枢(9)中蓝牙模块联接生理参数显示中控4，所述胸冲击监测安全带3由胸冲击监测带(15、16、17、18)与安全带构成，所述胸冲击监测带(15、16、17、18)由柔性线路板17、胸冲击传感器阵列(15、16)、胸冲击监测中枢18构成，所述胸冲击传感器阵列(15、16)均匀布设在柔性线路板17上，柔性线路板17接连胸冲击监测中枢18，胸冲击监测中枢18通过导联线7接连安全带锁舌，所述安全带内部中空，胸冲击监测带(15、16、17、18)安装在安全带中控区域中，当安全带锁舌插入安全带固定扣后胸冲击监测带(15、16、17、18)开始运行，所述生理参数显示中控4即为汽车中控台，生理参数显示中控4上显示并能通过无线网传递电监测方向盘、体动数据监测座椅2、胸冲击监测安全带3监测的生理数据。

优选的，所述心电采集电极阵列(5、6)由至少两个固定电极5与至少两个定位电极6构成，所述定位电极6等距安装在固定电极5之间。

优选的，所述固定电极5与定位电极6分为正电极与负电极，固定电极5与定位电极6的正负极不随方向盘转动而转换。

优选的，所述矩阵压力传感器阵列由压力传感器a10与柔性PCB电路板11构成，所述柔性PCB线路板上等距分布压力传感点14，压力传感器a10布设在压力传感点14上。

优选的，所述体动监测阵列(12、13)由压力传感器b12与传导片13组成，所述压力传感器b12与压力传感器a10相同，压力传感器b12也分布柔性PCB电路板11上。

优选的，所述每一个传导片13压盖2～4个压力传感器，传导片13之间不接连。

优选的，所述胸冲传感器阵列成岛桥结构布设在柔性线路板17上，胸冲击传感器阵列(15、16)由胸冲击监测传感器15与感应片16组成。

优选的，所述感应片16为可卷曲金属片，感应片16成一体连贯式覆盖在胸冲击监测传感器15上。

具体实施例一

参见附图1～4，以安装在汽车驾驶室为例，驾驶员坐在座椅上，然后扣紧安全带，当安全带锁舌插入安全带固定扣后胸冲击监测带(15、16、17、18)即通电，然后发动车辆，发动车辆后心电监测方向盘1、体动数据监测座椅2、胸冲击监测安全带3及生理参数显示中控4均通电。

监测心电数据时，驾驶员双手握住方向盘，由于方向盘上布设有心电采集电极阵列(5、6)，驾驶员双手分别接触固定电极5或定位电极6，此时心电监测方向盘1能够此采集心电数据，采集的心电数据由心电监测中枢8分析处理，并通过蓝牙模块向生理参数显示中控4传递监测的心电数据，生理参数显示中控4接收到心电数据后可通过无线网向外界传输或在生理参数显示中控4上直接显示数据。

监测体动数据时，驾驶员坐在座椅上即开始监测，驾驶员坐在座椅上后会对矩阵式压力传感器阵列(10、11)监测驾驶员在驾驶过程中对座椅的压力分布，体动监测阵列(12、13)监测驾驶过程中坐姿及臀部、腰部、背部的动作变化，通过驾驶员在驾驶过程中对座椅的压力分布变化及坐姿的变化，反映其是否疲劳驾驶，当驾驶员出现驾驶疲劳时，其会在座椅上不断扭动，并且随着疲劳增加，驾驶员背部会逐步向座椅的靠背贴合，当矩阵式压力传感器阵列(10、11)与体动监测阵列(12、13)监测数据异常时，体动数据监测座椅2中数据中枢(9)会将数据发送至生理参数显示中控4。

监测胸冲击数据时，驾驶员坐在座椅上，然后扣紧安全带，当安全带锁舌插入安全带固定扣后胸冲击监测带(15、16、17、18)即通电，此时即可监测胸冲击波形，在监测过程中，感应片16负责整合传递胸部冲击搏动，胸冲击传感器负责监测分析感应片16的波动，感应片16实质是为胸冲击传感器放大、过滤胸冲击搏动。

上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述驾驶舱由心电监测方向盘、体动数据监测座椅、胸冲击监测安全带及生理参数显示中控组成，所述心电监测方向盘由心电采集电极阵列、心电监测中枢、导联线与方向盘构成，所述心电采集电极阵列分布在方向盘轮盘上，所述心电监测中枢由心电监测中控、蓝牙模块、线路板、A/D转换器构成，心电监测中枢安装在方向盘中部，所述导联线将心电采集电极阵列与心电监测中枢接连，心电中枢通过蓝牙模块与生理参数显示中控联接，所述体动数据监测座椅由矩阵式压力传感器阵列、体动监测阵列、数据中枢及座椅组成，所述矩阵式压力传感器阵列均匀铺设在座椅的靠背及坐垫上，所述体动监测阵列穿插入矩阵式压力传感器阵列中布设，所述数据中枢由绝缘外壳、蓝牙模块、中控模块组成，所述体动数据监测座椅监测的数据通过数据中枢中蓝牙模块联接生理参数显示中控，所述胸冲击监测安全带由胸冲击监测带与安全带构成，所述胸冲击监测带由柔性线路板、胸冲击传感器阵列、胸冲击监测中枢构成，所述胸冲击传感器阵列均匀布设在柔性线路板上，柔性线路板接连胸冲击监测中枢，胸冲击监测中枢通过导联线接连安全带锁舌，所述安全带内部中空，胸冲击监测带安装在安全带中控区域中，当安全带锁舌插入安全带固定扣后胸冲击监测带开始运行，所述生理参数显示中控即为汽车中控台，生理参数显示中控上显示并能通过无线网传递电监测方向盘、体动数据监测座椅、胸冲击监测安全带监测的生理数据。

2.根据权利要求1所述的一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述心电采集电极阵列由至少两个固定电极与至少两个定位电极构成，所述定位电极等距安装在固定电极之间。

3.根据权利要求2所述的一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述固定电极与定位电极分为正电极与负电极，固定电极与定位电极的正负极不随方向盘转动而转换。

4.根据权利要求1所述的一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述矩阵压力传感器阵列由压力传感器a与柔性PCB电路板构成，所述柔性PCB线路板上等距分布压力传感点，压力传感器a布设在压力传感点上。

5.根据权利要求1所述的一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述体动监测阵列由压力传感器b与传导片组成，所述压力传感器b与压力传感器a相同，压力传感器b也分布柔性PCB电路板上。

6.根据权利要求5所述的一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述每一个传导片压盖2～4个压力传感器吧，传导片之间不接连。

7.根据权利要求1所述的一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述胸冲传感器阵列成岛桥结构布设在柔性线路板上，胸冲击传感器阵列由胸冲击监测传感器与感应片组成。

8.根据权利要求7所述的一种具有生理参数监测功能的驾驶舱，其特征在于所述感应片为可卷曲金属片，感应片成一体连贯式覆盖在胸冲击监测传感器上。