CN206217841U - 一种能够防止疲劳驾驶的安全带组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够防止疲劳驾驶的安全带组件，包括：安全带本体；设置在安全带本体上的监测单元；与监测单元相连的控制单元；与控制单元相连的提醒单元。其中，控制单元能够通过监测单元获知驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号，并根据驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号来控制提醒单元在驾驶员达到预设疲劳程度后进行提醒。该安全带组件能够在驾驶员达到预设疲劳程度后进行提醒，有效地避免了疲劳驾驶带来的危害。

Description

一种能够防止疲劳驾驶的安全带组件

技术领域

本实用新型属于安全带技术领域，具体涉及一种能够防止疲劳驾驶的安全带组件。

背景技术

随着社会的发展，科学技术的提高与人们生活水平的改善，汽车已经成为最常用的交通工具而进入千家万户。越来越多的私家车开始在马路上出现，人们在享受汽车给生活带来方便、舒适的同时，也越来越注重驾车过程中自身的健康状况与行车安全。据调查，有超过三分之一的交通事故是由于驾驶员疲劳引起的，而且疲劳驾驶引发的往往都是重大事故。因此，能够对驾驶员的疲劳驾驶进行预测并提前报警有非常重要的作用。针对疲劳驾驶，也出现了许多疲劳驾驶的监测装置，但是目前使用的监测装置主要监测驾驶员头部的姿势进行疲劳驾驶的判断，监测装置需要与驾驶员头部接触，影响驾驶员的注意力，使驾驶员感到不适，加速了驾驶员疲劳的速度，增加了疲劳驾驶发生的几率。

实用新型内容

基于上述全部或部分问题，本实用新型提供一种能够防止疲劳驾驶的安全带组件，其能够在驾驶员达到预设疲劳程度后进行提醒，有效地避免了疲劳驾驶带来的危害。

本实用新型提供了一种能够防止疲劳驾驶的安全带组件，其包括：安全带本体；设置在所述安全带本体上的用于监测驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号的监测单元；与所述监测单元相连的控制单元；与所述控制单元相连的提醒单元。其中，所述控制单元能够通过所述监测单元获知驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号，并根据驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号来控制所述提醒单元在驾驶员达到预设疲劳程度后进行提醒。

进一步地，所述监测单元包括摩擦发电机和/或压电发电机。

进一步地，所述监测单元设于所述安全带本体的朝向人体胸部的一侧。

进一步地，所述监测单元以能够沿着所述安全带本体的长度方向移动的方式设于所述安全带本体上。

进一步地，所述控制单元沿着信号流动方向依次包括放大电路、整流电路、滤波电路、数模转换电路和逻辑控制器，其中所述放大电路与所述监测单元相连，而所述逻辑控制器与所述提醒单元相连。

进一步地，所述安全带组件还包括信号传输单元，所述信号传输单元在驾驶员达到预设疲劳程度时将操控信号发送给汽车控制系统。

进一步地，所述汽车控制系统包括汽车油门机构、汽车制动机构和/或汽车转向机构。

进一步地，所述心跳和/或呼吸特征信号包括心跳和/或呼吸频率、心跳和/或呼吸信号波形、心跳和/或呼吸频谱。

进一步地，所述摩擦发电机是三层结构、四层结构或五层结构。

进一步地，所述压电发电机是以氧化锌、PZT或PVDF材料作为压电体的压电发电机。

进一步地，所述控制单元、提醒单元和/或信号传输单元设在所述安全带本体上。

进一步地，所述安全带组件还包括能够为所述安全带组件提供电能的电源模块。

本实用新型的能够防止疲劳驾驶的安全带组件通过监测单元来监测驾驶者的心跳和/或呼吸特征信号，并依靠控制单元来判断驾驶员的疲劳状态，通过提醒单元在驾驶员达到预设疲劳程度后进行提醒，有效地避免了疲劳驾驶带来的危害。

另外，本实用新型的能够防止疲劳驾驶的安全带组件通过监测单元来监测驾驶者的心跳和/或呼吸特征信号，并依靠控制单元来判断驾驶员的疲劳状态，通过信号传输单元将操控信号在驾驶员达到预设疲劳程度时发送给汽车控制系统，以让汽车进行减速、制动或靠边停车等，进一步避免疲劳驾驶带来的危害。

此外，本实用新型的能够防止疲劳驾驶的安全带组件的结构简单，使用方便，运行安全可靠，便于实施推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1显示了根据本实用新型实施例一的能够防止疲劳驾驶的安全带组件；

图2显示了根据本实用新型实施二的能够防止疲劳驾驶的安全带组件的电路图；

图3显示了根据本实用新型实施例三的能够防止疲劳驾驶的安全带组件的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

图1显示了根据本实用新型实施例一的能够防止疲劳驾驶的安全带组件；图2显示了根据本实用新型实施例二的能够防止疲劳驾驶的安全带组件的电路图；图3显示了根据本实用新型实施例三的能够防止疲劳驾驶的安全带组件的电路图。如图1到图3所示，该安全带组件10包括安全带本体1和设置在安全带本体1上的用于监测驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号的监测单元2、与监测单元2相连的控制单元3，以及与控制单元3相连的提醒单元4。其中，控制单元3能够通过监测单元2获知驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号，并根据驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号来控制提醒单元4在驾驶员达到预设疲劳程度后进行提醒。

在一个优选的实施例中，该安全带组件10还包括信号传输单元5，详见图3，信号传输单元5能够将操控信号在驾驶员达到预设疲劳程度时发送给汽车控制系统，以让汽车进行减速、制动或靠边停车等，进一步避免疲劳驾驶带来的危害。其中，所谓的汽车控制系统20可包括汽车油门机构、汽车制动机构和/或汽车转向机构，使得该汽车控制系统20根据操控信号的指示进行相应响应，如通过汽车油门机构和/或汽车制动机构对汽车进行减速或制动，通过汽车油门机构和汽车转向机构(或汽车制动机构和汽车转向机构)让汽车靠边停车。

在一个实施例中，控制单元3可通过监测单元2来获知驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号，并将其与各自预设特征信号进行比对，当其与预设特征信号不匹配时，说明驾驶员已达到预设疲劳程度，属于疲劳驾驶，控制单元3控制提醒单元4和信号传输单元5进行对应工作，而当其与预设特征信号相匹配时，说明驾驶员未达到预设疲劳程度，属于非疲劳驾驶，控制单元3无需控制提醒单元4和信号传输单元5。其中，所述预设特征信号可根据驾驶员不同年龄、性别、身高体重等情况或医学中正常人的正常心跳和/或呼吸具体情况进行设置，例如可以设置心跳频率70-80次/分，优选75次/分，呼吸频率16-20次/分，优选18次/分。上述仅以心跳频率和呼吸频率作为特征信号示例进行描述，本领域技术人员也可以采用其它的信号特征进行判断，例如心跳和/或呼吸信号波形、心跳和/或呼吸频谱。

在另一个实施例中，控制单元3也可设置为当其判断的心跳和/或呼吸特征信号与预设特征信号不匹配时开始计时，当计时时间达到最大预设时间(即将此时定义是驾驶员已达到预设疲劳程度)时，例如，最大预设时间为20min，则控制单元3控制提醒单元4在驾驶员达到预设疲劳程度后进行提醒，同时控制单元3可将操控信号通过信号传输单元5发送给汽车控制系统20，以让汽车进行减速、制动或靠边停车等。

也就是说，本实用新型实施例的能够防止疲劳驾驶的安全带组件10通过监测单元2来监测驾驶者的心跳和/或呼吸特征信号，并依靠控制单元3来判断驾驶员的疲劳状态，通过提醒单元4在驾驶员达到预设疲劳程度后进行提醒，还可以进一步通过信号传输单元5将操控信号在驾驶员达到预设疲劳程度时发送给汽车控制系统20，以让汽车进行减速、制动或靠边停车等，进而有效地避免了疲劳驾驶带来的危害。

根据本实用新型，监测单元3包括摩擦发电机和/或压电发电机。提醒单元4包括振动器、报警灯、移动终端(手机或电脑等)和/或蜂鸣器等。其中，报警灯和/或蜂鸣器能够通过声或光报警，以在驾驶员达到预设疲劳程度后提出预警，降低行车危险；手机能够通过声音、光和文字提醒等方式直接提醒驾驶人已经进入了疲劳驾驶状态，容易产生危险，请尽快停止休息或减速慢行等；振动器既可以与驾驶员直接接触，并通过自身振动来提醒驾驶员，也可以促使驾驶员座椅进行振动以提醒驾驶员。此外，可以设置为驾驶员要想让该提醒停止，需要停车后开车门或重新启动汽车，这样更加有效。所述信号传输单元5优选是近程通讯模块，如蓝牙模块或红外模块，当然也可是USB接口等。

在一个优选的实施例中，监测单元2包括摩擦发电机和/或压电发电机。其中，摩擦发电机和/或压电发电机在外力(如驾驶员胸部的挤压)作用下发生形变，从而及时准确地感知驾驶员的心脏跳动和/或呼吸振动，并对于驾驶员的心脏跳动和/或呼吸振动产生交流脉冲电，并将该交流脉冲电传送给控制单元3，以便控制单元3精准地控制提醒单元4。为了增加驾驶员使用时的舒适度，监测单元2优选是摩擦发电机，且该摩擦发电机是柔性摩擦发电机。为了提高监测单元2在监测时的精准度，监测单元2设于安全带本体1的朝向人体的一侧，以尽可能地降低监测单元2与人体之间的距离。在此基础之上，监测单元2优选位于安全带本体1上的与驾驶员的胸部相接触的区域，以便进一步地提高监测单元2在监测时的精准度。鉴于不同驾驶员之间身高体型存在差异，为了确保每个驾驶员使用时监测单元2都能与其胸部进行准确且近距离的接触，监测单元2最好以能够沿着安全带本体1的长度方向移动的方式设于安全带本体1上。例如，监测单元2可通过套在安全带本体1上环形结构与安全带本体1相连，以便其可沿着安全带本体1的长度方向移动。

所述摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面，并且所述摩擦发电机至少具有构成信号输出端的第一电极层和第二电极层，所述构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设有凸起阵列结构。所述凸起阵列结构为多个凸点按照矩形或菱形排列构成，或者为多个带状结构按照几何排列设置在所述至少一个表面的两侧、四角、四周边缘或整个表面上。为了进一步提高摩擦发电机和/或压电发电机在监测时的精准度，所述摩擦发电机优选是三层结构、四层结构或五层结构，而所述压电发电机优选是以氧化锌、PZT或PVDF材料作为压电体的压电发电机。当然容易理解是，本领域技术人员也可根据具体需要对摩擦发电机和压电发电机进行选择，此处不做特别限制。

在图2所示的实施例中，控制单元3沿着信号流动方向依次包括放大电路31、整流电路32、滤波电路33、数模转换电路34和逻辑控制器35，所述逻辑控制器34例如可选为PLC或CPU。其中放大电路31与监测单元2相连，而逻辑控制器35与提醒单元4相连。图3所示的实施例是在图2所示实施例的基础之上，将信号输出单元5也连接于逻辑控制器35。放大电路31的输入端与监测单元2的输出端相连，用于放大监测单元2输出的心跳和/或呼吸特征信号。整流电路32的输入端与放大电路31的输出端相连，用于将放大电路31输出的放大后的心跳和/或呼吸特征信号进行整流处理。滤波电路33的输入端与整流电路32的输出端相连，用于滤除整流电路32输出的心跳和/或呼吸特征信号中的干扰杂波。模数转换电路34的输入端与滤波电路33的输出端相连，用于将滤波电路33输出的模拟心跳和/或呼吸特征信号转换为逻辑控制器35能够识别的数字信号。逻辑控制器35的输入端与模数转换电路34的输出端相连，用于判断模数转换电路34输出的数字信号特征是否与预设特征信号相匹配，当模数转换电路34输出的电信号与预设特征信号不匹配时由逻辑控制器35输出相应的控制信号，以控制提醒单元4和信号输出单元5。

控制单元3、提醒单元4和信号传输单元5均可不设置在安全带本体1上。不过，优选的是，控制单元3设置在安全带本体1上，且提醒单元4和信号传输单元5也设置在安全带本体1上。即，当该安全带组件10包括控制单元3、提醒单元4而不包括信号传输单元5时，控制单元3和提醒单元4均设在安全带本体1上；当该安全带组件10包括控制单元3、提醒单元4和信号传输单元5，控制单元3、提醒单元4和信号传输单元5均设在在安全带本体1上。通过这种方式，使得该安全带组件10成为相对于汽车独立的个体，易于已售出的汽车以更换的方式来直接使用该安全带组件10。

在本实施例中，安全带组件10还包括为该安全带组件10提供电能的电源模块6。电源模块6主要为控制单元3、提醒单元4和信号传输单元5供电。监测单元2是摩擦发电机和/或压电发电机，摩擦发电机和/或压电发电机无需电源便可产生电信号。其中，电源模块6可以为锂电池、镍氢电池、超级电容等储能元件，也可以为车载电源或车载发电机。优选地，安全带组件10还包括用于控制电源模块6是否输出电能的电源开关(未示出)，以控制电源模块6是否向相应的元器件供电。电源开关可选是手动开关、计时开关或感应开关。例如，当感应开关感知汽车车门已开启时，感应开关自动切入关闭状态，使得电源模块6不向相应的元器件供电，但当感应开关感知汽车车门已关闭时，感应开关自动切入打开状态，使得电源模块6向相应的元器件供电。其中，所述的电源开关属于本领域技术人员熟知的产品，在此不再详述。

综上可知，本实用新型实施例的能够防止疲劳驾驶的安全带组件10通过监测单元2来监测驾驶者的心跳和/或呼吸特征信号，并依靠控制单元3来判断驾驶员的疲劳状态，通过提醒单元4在驾驶员达到预设疲劳程度后进行提醒，进而有效地避免了疲劳驾驶带来的危害。

本实用新型中所提到的各种模块、电路均为由硬件实现的电路，虽然其中某些模块、电路集成了软件，但本实用新型所要保护的是集成软件对应的功能的硬件电路，而不仅仅是软件本身。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (12)

1.一种能够防止疲劳驾驶的安全带组件，其特征在于，包括：

安全带本体；

设置在所述安全带本体上的用于监测驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号的监测单元；

与所述监测单元相连的控制单元；

与所述控制单元相连的提醒单元；

其中，所述控制单元能够通过所述监测单元获知驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号，并根据驾驶员的心跳和/或呼吸特征信号来控制所述提醒单元在驾驶员达到预设疲劳程度后进行提醒。

2.根据权利要求1所述的安全带组件，其特征在于，所述监测单元包括摩擦发电机和/或压电发电机。

3.根据权利要求1或2所述的安全带组件，其特征在于，所述监测单元设于所述安全带本体的朝向人体胸部的一侧。

4.根据权利要求3所述的安全带组件，其特征在于，所述监测单元以能够沿着所述安全带本体的长度方向移动的方式设于所述安全带本体上。

5.根据权利要求1或2所述的安全带组件，其特征在于，所述控制单元沿着信号流动方向依次包括放大电路、整流电路、滤波电路、数模转换电路和逻辑控制器，其中所述放大电路与所述监测单元相连，而所述逻辑控制器与所述提醒单元相连。

6.根据权利要求1或2所述的安全带组件，其特征在于，还包括信号传输单元，所述信号传输单元在驾驶员达到预设疲劳程度时将操控信号发送给汽车控制系统。

7.根据权利要求6所述的安全带组件，其特征在于，所述汽车控制系统包括汽车油门机构、汽车制动机构和/或汽车转向机构。

8.根据权利要求1或2所述的安全带组件，其特征在于，所述心跳和/或呼吸特征信号包括心跳和/或呼吸频率、心跳和/或呼吸信号波形、心跳和/或呼吸频谱。

9.根据权利要求2所述的安全带组件，其特征在于，所述摩擦发电机是三层结构、四层结构或五层结构。

10.根据权利要求2所述的安全带组件，其特征在于，所述压电发电机是以氧化锌、PZT或PVDF材料作为压电体的压电发电机。

11.根据权利要求6所述的安全带组件，其特征在于，所述控制单元和提醒单元和/或信号传输单元设在所述安全带本体上。

12.根据权利要求1或2所述的安全带组件，其特征在于，还包括能够为所述安全带组件提供电能的电源模块。