本實(shí)用新型屬于安全帶技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的提高與人們生活水平的改善，汽車已經(jīng)成為最常用的交通工具而進(jìn)入千家萬(wàn)戶。越來(lái)越多的私家車開(kāi)始在馬路上出現(xiàn)，人們?cè)谙硎芷嚱o生活帶來(lái)方便、舒適的同時(shí)，也越來(lái)越注重駕車過(guò)程中自身的健康狀況與行車安全。據(jù)調(diào)查，有超過(guò)三分之一的交通事故是由于駕駛員疲勞引起的，而且疲勞駕駛引發(fā)的往往都是重大事故。因此，能夠?qū)︸{駛員的疲勞駕駛進(jìn)行預(yù)測(cè)并提前報(bào)警有非常重要的作用。針對(duì)疲勞駕駛，也出現(xiàn)了許多疲勞駕駛的監(jiān)測(cè)裝置，但是目前使用的監(jiān)測(cè)裝置主要監(jiān)測(cè)駕駛員頭部的姿勢(shì)進(jìn)行疲勞駕駛的判斷，監(jiān)測(cè)裝置需要與駕駛員頭部接觸，影響駕駛員的注意力，使駕駛員感到不適，加速了駕駛員疲勞的速度，增加了疲勞駕駛發(fā)生的幾率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述全部或部分問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件，其能夠在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度后進(jìn)行提醒，有效地避免了疲勞駕駛帶來(lái)的危害。

本實(shí)用新型提供了一種能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件，其包括：安全帶本體；設(shè)置在所述安全帶本體上的用于監(jiān)測(cè)駕駛員的心跳和/或呼吸特征信號(hào)的監(jiān)測(cè)單元；與所述監(jiān)測(cè)單元相連的控制單元；與所述控制單元相連的提醒單元。其中，所述控制單元能夠通過(guò)所述監(jiān)測(cè)單元獲知駕駛員的心跳和/或呼吸特征信號(hào)，并根據(jù)駕駛員的心跳和/或呼吸特征信號(hào)來(lái)控制所述提醒單元在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度后進(jìn)行提醒。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)單元包括摩擦發(fā)電機(jī)和/或壓電發(fā)電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)單元設(shè)于所述安全帶本體的朝向人體胸部的一側(cè)。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)單元以能夠沿著所述安全帶本體的長(zhǎng)度方向移動(dòng)的方式設(shè)于所述安全帶本體上。

進(jìn)一步地，所述控制單元沿著信號(hào)流動(dòng)方向依次包括放大電路、整流電路、濾波電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和邏輯控制器，其中所述放大電路與所述監(jiān)測(cè)單元相連，而所述邏輯控制器與所述提醒單元相連。

進(jìn)一步地，所述安全帶組件還包括信號(hào)傳輸單元，所述信號(hào)傳輸單元在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度時(shí)將操控信號(hào)發(fā)送給汽車控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述汽車控制系統(tǒng)包括汽車油門機(jī)構(gòu)、汽車制動(dòng)機(jī)構(gòu)和/或汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述心跳和/或呼吸特征信號(hào)包括心跳和/或呼吸頻率、心跳和/或呼吸信號(hào)波形、心跳和/或呼吸頻譜。

進(jìn)一步地，所述摩擦發(fā)電機(jī)是三層結(jié)構(gòu)、四層結(jié)構(gòu)或五層結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述壓電發(fā)電機(jī)是以氧化鋅、PZT或PVDF材料作為壓電體的壓電發(fā)電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述控制單元、提醒單元和/或信號(hào)傳輸單元設(shè)在所述安全帶本體上。

進(jìn)一步地，所述安全帶組件還包括能夠?yàn)樗霭踩珟ЫM件提供電能的電源模塊。

本實(shí)用新型的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件通過(guò)監(jiān)測(cè)單元來(lái)監(jiān)測(cè)駕駛者的心跳和/或呼吸特征信號(hào)，并依靠控制單元來(lái)判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，通過(guò)提醒單元在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度后進(jìn)行提醒，有效地避免了疲勞駕駛帶來(lái)的危害。

另外，本實(shí)用新型的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件通過(guò)監(jiān)測(cè)單元來(lái)監(jiān)測(cè)駕駛者的心跳和/或呼吸特征信號(hào)，并依靠控制單元來(lái)判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，通過(guò)信號(hào)傳輸單元將操控信號(hào)在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度時(shí)發(fā)送給汽車控制系統(tǒng)，以讓汽車進(jìn)行減速、制動(dòng)或靠邊停車等，進(jìn)一步避免疲勞駕駛帶來(lái)的危害。

此外，本實(shí)用新型的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，運(yùn)行安全可靠，便于實(shí)施推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件；

圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施二的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件的電路圖；

圖3顯示了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例三的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件；圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例二的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件的電路圖；圖3顯示了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例三的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件的電路圖。如圖1到圖3所示，該安全帶組件10包括安全帶本體1和設(shè)置在安全帶本體1上的用于監(jiān)測(cè)駕駛員的心跳和/或呼吸特征信號(hào)的監(jiān)測(cè)單元2、與監(jiān)測(cè)單元2相連的控制單元3，以及與控制單元3相連的提醒單元4。其中，控制單元3能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)單元2獲知駕駛員的心跳和/或呼吸特征信號(hào)，并根據(jù)駕駛員的心跳和/或呼吸特征信號(hào)來(lái)控制提醒單元4在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度后進(jìn)行提醒。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該安全帶組件10還包括信號(hào)傳輸單元5，詳見(jiàn)圖3，信號(hào)傳輸單元5能夠?qū)⒉倏匦盘?hào)在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度時(shí)發(fā)送給汽車控制系統(tǒng)，以讓汽車進(jìn)行減速、制動(dòng)或靠邊停車等，進(jìn)一步避免疲勞駕駛帶來(lái)的危害。其中，所謂的汽車控制系統(tǒng)20可包括汽車油門機(jī)構(gòu)、汽車制動(dòng)機(jī)構(gòu)和/或汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，使得該汽車控制系統(tǒng)20根據(jù)操控信號(hào)的指示進(jìn)行相應(yīng)響應(yīng)，如通過(guò)汽車油門機(jī)構(gòu)和/或汽車制動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)汽車進(jìn)行減速或制動(dòng)，通過(guò)汽車油門機(jī)構(gòu)和汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(或汽車制動(dòng)機(jī)構(gòu)和汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu))讓汽車靠邊停車。

在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元3可通過(guò)監(jiān)測(cè)單元2來(lái)獲知駕駛員的心跳和/或呼吸特征信號(hào)，并將其與各自預(yù)設(shè)特征信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)其與預(yù)設(shè)特征信號(hào)不匹配時(shí)，說(shuō)明駕駛員已達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度，屬于疲勞駕駛，控制單元3控制提醒單元4和信號(hào)傳輸單元5進(jìn)行對(duì)應(yīng)工作，而當(dāng)其與預(yù)設(shè)特征信號(hào)相匹配時(shí)，說(shuō)明駕駛員未達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度，屬于非疲勞駕駛，控制單元3無(wú)需控制提醒單元4和信號(hào)傳輸單元5。其中，所述預(yù)設(shè)特征信號(hào)可根據(jù)駕駛員不同年齡、性別、身高體重等情況或醫(yī)學(xué)中正常人的正常心跳和/或呼吸具體情況進(jìn)行設(shè)置，例如可以設(shè)置心跳頻率70-80次/分，優(yōu)選75次/分，呼吸頻率16-20次/分，優(yōu)選18次/分。上述僅以心跳頻率和呼吸頻率作為特征信號(hào)示例進(jìn)行描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以采用其它的信號(hào)特征進(jìn)行判斷，例如心跳和/或呼吸信號(hào)波形、心跳和/或呼吸頻譜。

在另一個(gè)實(shí)施例中，控制單元3也可設(shè)置為當(dāng)其判斷的心跳和/或呼吸特征信號(hào)與預(yù)設(shè)特征信號(hào)不匹配時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到最大預(yù)設(shè)時(shí)間(即將此時(shí)定義是駕駛員已達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度)時(shí)，例如，最大預(yù)設(shè)時(shí)間為20min，則控制單元3控制提醒單元4在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度后進(jìn)行提醒，同時(shí)控制單元3可將操控信號(hào)通過(guò)信號(hào)傳輸單元5發(fā)送給汽車控制系統(tǒng)20，以讓汽車進(jìn)行減速、制動(dòng)或靠邊停車等。

也就是說(shuō)，本實(shí)用新型實(shí)施例的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件10通過(guò)監(jiān)測(cè)單元2來(lái)監(jiān)測(cè)駕駛者的心跳和/或呼吸特征信號(hào)，并依靠控制單元3來(lái)判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，通過(guò)提醒單元4在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度后進(jìn)行提醒，還可以進(jìn)一步通過(guò)信號(hào)傳輸單元5將操控信號(hào)在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度時(shí)發(fā)送給汽車控制系統(tǒng)20，以讓汽車進(jìn)行減速、制動(dòng)或靠邊停車等，進(jìn)而有效地避免了疲勞駕駛帶來(lái)的危害。

根據(jù)本實(shí)用新型，監(jiān)測(cè)單元3包括摩擦發(fā)電機(jī)和/或壓電發(fā)電機(jī)。提醒單元4包括振動(dòng)器、報(bào)警燈、移動(dòng)終端(手機(jī)或電腦等)和/或蜂鳴器等。其中，報(bào)警燈和/或蜂鳴器能夠通過(guò)聲或光報(bào)警，以在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度后提出預(yù)警，降低行車危險(xiǎn)；手機(jī)能夠通過(guò)聲音、光和文字提醒等方式直接提醒駕駛?cè)艘呀?jīng)進(jìn)入了疲勞駕駛狀態(tài)，容易產(chǎn)生危險(xiǎn)，請(qǐng)盡快停止休息或減速慢行等；振動(dòng)器既可以與駕駛員直接接觸，并通過(guò)自身振動(dòng)來(lái)提醒駕駛員，也可以促使駕駛員座椅進(jìn)行振動(dòng)以提醒駕駛員。此外，可以設(shè)置為駕駛員要想讓該提醒停止，需要停車后開(kāi)車門或重新啟動(dòng)汽車，這樣更加有效。所述信號(hào)傳輸單元5優(yōu)選是近程通訊模塊，如藍(lán)牙模塊或紅外模塊，當(dāng)然也可是USB接口等。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)單元2包括摩擦發(fā)電機(jī)和/或壓電發(fā)電機(jī)。其中，摩擦發(fā)電機(jī)和/或壓電發(fā)電機(jī)在外力(如駕駛員胸部的擠壓)作用下發(fā)生形變，從而及時(shí)準(zhǔn)確地感知駕駛員的心臟跳動(dòng)和/或呼吸振動(dòng)，并對(duì)于駕駛員的心臟跳動(dòng)和/或呼吸振動(dòng)產(chǎn)生交流脈沖電，并將該交流脈沖電傳送給控制單元3，以便控制單元3精準(zhǔn)地控制提醒單元4。為了增加駕駛員使用時(shí)的舒適度，監(jiān)測(cè)單元2優(yōu)選是摩擦發(fā)電機(jī)，且該摩擦發(fā)電機(jī)是柔性摩擦發(fā)電機(jī)。為了提高監(jiān)測(cè)單元2在監(jiān)測(cè)時(shí)的精準(zhǔn)度，監(jiān)測(cè)單元2設(shè)于安全帶本體1的朝向人體的一側(cè)，以盡可能地降低監(jiān)測(cè)單元2與人體之間的距離。在此基礎(chǔ)之上，監(jiān)測(cè)單元2優(yōu)選位于安全帶本體1上的與駕駛員的胸部相接觸的區(qū)域，以便進(jìn)一步地提高監(jiān)測(cè)單元2在監(jiān)測(cè)時(shí)的精準(zhǔn)度。鑒于不同駕駛員之間身高體型存在差異，為了確保每個(gè)駕駛員使用時(shí)監(jiān)測(cè)單元2都能與其胸部進(jìn)行準(zhǔn)確且近距離的接觸，監(jiān)測(cè)單元2最好以能夠沿著安全帶本體1的長(zhǎng)度方向移動(dòng)的方式設(shè)于安全帶本體1上。例如，監(jiān)測(cè)單元2可通過(guò)套在安全帶本體1上環(huán)形結(jié)構(gòu)與安全帶本體1相連，以便其可沿著安全帶本體1的長(zhǎng)度方向移動(dòng)。

所述摩擦發(fā)電機(jī)至少包含構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)表面，并且所述摩擦發(fā)電機(jī)至少具有構(gòu)成信號(hào)輸出端的第一電極層和第二電極層，所述構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)表面中的至少一個(gè)表面上設(shè)有凸起陣列結(jié)構(gòu)。所述凸起陣列結(jié)構(gòu)為多個(gè)凸點(diǎn)按照矩形或菱形排列構(gòu)成，或者為多個(gè)帶狀結(jié)構(gòu)按照幾何排列設(shè)置在所述至少一個(gè)表面的兩側(cè)、四角、四周邊緣或整個(gè)表面上。為了進(jìn)一步提高摩擦發(fā)電機(jī)和/或壓電發(fā)電機(jī)在監(jiān)測(cè)時(shí)的精準(zhǔn)度，所述摩擦發(fā)電機(jī)優(yōu)選是三層結(jié)構(gòu)、四層結(jié)構(gòu)或五層結(jié)構(gòu)，而所述壓電發(fā)電機(jī)優(yōu)選是以氧化鋅、PZT或PVDF材料作為壓電體的壓電發(fā)電機(jī)。當(dāng)然容易理解是，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)具體需要對(duì)摩擦發(fā)電機(jī)和壓電發(fā)電機(jī)進(jìn)行選擇，此處不做特別限制。

在圖2所示的實(shí)施例中，控制單元3沿著信號(hào)流動(dòng)方向依次包括放大電路31、整流電路32、濾波電路33、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路34和邏輯控制器35，所述邏輯控制器34例如可選為PLC或CPU。其中放大電路31與監(jiān)測(cè)單元2相連，而邏輯控制器35與提醒單元4相連。圖3所示的實(shí)施例是在圖2所示實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，將信號(hào)輸出單元5也連接于邏輯控制器35。放大電路31的輸入端與監(jiān)測(cè)單元2的輸出端相連，用于放大監(jiān)測(cè)單元2輸出的心跳和/或呼吸特征信號(hào)。整流電路32的輸入端與放大電路31的輸出端相連，用于將放大電路31輸出的放大后的心跳和/或呼吸特征信號(hào)進(jìn)行整流處理。濾波電路33的輸入端與整流電路32的輸出端相連，用于濾除整流電路32輸出的心跳和/或呼吸特征信號(hào)中的干擾雜波。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路34的輸入端與濾波電路33的輸出端相連，用于將濾波電路33輸出的模擬心跳和/或呼吸特征信號(hào)轉(zhuǎn)換為邏輯控制器35能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。邏輯控制器35的輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路34的輸出端相連，用于判斷模數(shù)轉(zhuǎn)換電路34輸出的數(shù)字信號(hào)特征是否與預(yù)設(shè)特征信號(hào)相匹配，當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路34輸出的電信號(hào)與預(yù)設(shè)特征信號(hào)不匹配時(shí)由邏輯控制器35輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，以控制提醒單元4和信號(hào)輸出單元5。

控制單元3、提醒單元4和信號(hào)傳輸單元5均可不設(shè)置在安全帶本體1上。不過(guò)，優(yōu)選的是，控制單元3設(shè)置在安全帶本體1上，且提醒單元4和信號(hào)傳輸單元5也設(shè)置在安全帶本體1上。即，當(dāng)該安全帶組件10包括控制單元3、提醒單元4而不包括信號(hào)傳輸單元5時(shí)，控制單元3和提醒單元4均設(shè)在安全帶本體1上；當(dāng)該安全帶組件10包括控制單元3、提醒單元4和信號(hào)傳輸單元5，控制單元3、提醒單元4和信號(hào)傳輸單元5均設(shè)在在安全帶本體1上。通過(guò)這種方式，使得該安全帶組件10成為相對(duì)于汽車獨(dú)立的個(gè)體，易于已售出的汽車以更換的方式來(lái)直接使用該安全帶組件10。

在本實(shí)施例中，安全帶組件10還包括為該安全帶組件10提供電能的電源模塊6。電源模塊6主要為控制單元3、提醒單元4和信號(hào)傳輸單元5供電。監(jiān)測(cè)單元2是摩擦發(fā)電機(jī)和/或壓電發(fā)電機(jī)，摩擦發(fā)電機(jī)和/或壓電發(fā)電機(jī)無(wú)需電源便可產(chǎn)生電信號(hào)。其中，電源模塊6可以為鋰電池、鎳氫電池、超級(jí)電容等儲(chǔ)能元件，也可以為車載電源或車載發(fā)電機(jī)。優(yōu)選地，安全帶組件10還包括用于控制電源模塊6是否輸出電能的電源開(kāi)關(guān)(未示出)，以控制電源模塊6是否向相應(yīng)的元器件供電。電源開(kāi)關(guān)可選是手動(dòng)開(kāi)關(guān)、計(jì)時(shí)開(kāi)關(guān)或感應(yīng)開(kāi)關(guān)。例如，當(dāng)感應(yīng)開(kāi)關(guān)感知汽車車門已開(kāi)啟時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)切入關(guān)閉狀態(tài)，使得電源模塊6不向相應(yīng)的元器件供電，但當(dāng)感應(yīng)開(kāi)關(guān)感知汽車車門已關(guān)閉時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)切入打開(kāi)狀態(tài)，使得電源模塊6向相應(yīng)的元器件供電。其中，所述的電源開(kāi)關(guān)屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的產(chǎn)品，在此不再詳述。

綜上可知，本實(shí)用新型實(shí)施例的能夠防止疲勞駕駛的安全帶組件10通過(guò)監(jiān)測(cè)單元2來(lái)監(jiān)測(cè)駕駛者的心跳和/或呼吸特征信號(hào)，并依靠控制單元3來(lái)判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，通過(guò)提醒單元4在駕駛員達(dá)到預(yù)設(shè)疲勞程度后進(jìn)行提醒，進(jìn)而有效地避免了疲勞駕駛帶來(lái)的危害。

本實(shí)用新型中所提到的各種模塊、電路均為由硬件實(shí)現(xiàn)的電路，雖然其中某些模塊、電路集成了軟件，但本實(shí)用新型所要保護(hù)的是集成軟件對(duì)應(yīng)的功能的硬件電路，而不僅僅是軟件本身。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求和說(shuō)明書的范圍當(dāng)中。