车辆紧急制动装置及其控制方法与流程

本发明属于车辆制动技术领域，具体涉及一种车辆紧急制动装置，还涉及一种车辆紧急制动装置的控制方法。

背景技术：

驾驶车辆是一种集体力、脑力、技术、责任于一体的综合劳动，而安全行车不仅是一项技术操作过程，驾驶员的身体健康状况、驾驶环境以及其它外部因素都是决定行车安全的主要因素，当驾驶员疲劳驾驶或身体突发疾病或者因车内乘客对驾驶员的正常操作进行干扰时，很容易造成车辆失控，为了减少对驾驶员的干扰，很多车辆，尤其是大型载客汽车都在驾驶员座位旁边加装了围挡，或直接将驾驶员座位进行封闭设计，这样无疑会减少外界对驾驶员的行车干扰，但是一旦因驾驶员身体状况突变，如疲劳驾驶或突发疾病等无法对车辆实施有效控制时，车辆不仅存在失控隐患，由于驾驶座位的隔离或封闭设计，车内乘客甚至都无法辅助驾驶员对车辆进行安全控制，比如修正正在失控车辆的行驶路线，或者进行刹车干预等，那么失控现象将必然发生，如何在驾驶员因疲劳驾驶或突发疾病或受外部环境干扰而无法对车辆实施有效控制时，通过一种有效的控制手段来避免车辆失控，或车辆失控后，能够有效降低车辆失控后，发生事故的严重程度，目前还没有很好的解决方法。

现有的车辆紧急制动装置，存在驾驶员因疲劳驾驶或突发疾病或受外部环境干扰而无法对车辆实施有效控制时，车辆不能够有效判别并立即做出紧急制动措施的问题，为此我们提出一种车辆紧急制动装置及其控制方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供车辆紧急制动装置及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的现有的车辆紧急制动装置，存在驾驶员因疲劳驾驶或突发疾病或受外部环境干扰而无法对车辆实施有效控制时，车辆不能够有效判别并立即做出紧急制动措施的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：车辆紧急制动装置，包括紧急按钮a、紧急按钮b、控制器、预警喇叭、制动执行器、计时控制器、摄像头、解除按钮、制动踏板、底板和伺服电机，所述制动踏板设置在所述底板的上方，所述伺服电机设置在所述底板的内部，所述底板内部固定设置有固定轴，所述固定轴外侧面套设有轴套和从动齿轮，所述从动齿轮与所述轴套固定连接，所述轴套外表面固定设置有挡板，所述挡板上端贯穿所述底板上表面并与所述制动踏板固定连接，所述从动齿轮下方设置有滑杆，所述滑杆上表面固定设置有齿条，所述从动齿轮与所述齿条相互啮合，所述底板内部固定设置有滑筒，所述滑筒内底壁固定设置有复位弹簧，所述滑杆一端伸入到所述滑筒内部并与所述复位弹簧固定连接，所述滑杆另一端上方设置有主动齿轮，所述主动齿轮与所述齿条相互啮合，且所述主动齿轮与所述伺服电机驱动连接。

优选的，所述滑杆的下方设置有支撑机构，所述支撑机构包括护板、托板和辊杆，所述辊杆设置在所述托板上方，所述护板固定设置在所述托板前后端面，所述辊杆两端可绕轴转动的嵌入到所述护板内侧壁。

优选的，所述滑杆的一端上表面设置有凹槽，所述凹槽位于所述从动齿轮的下方。

本发明还公开了一种车辆紧急制动装置的控制方法，包含如下步骤：

步骤一：所述紧急按钮a设置在靠近安全破窗锤的位置，所述紧急按钮b设置在驾驶员前方操作面板处，所述紧急按钮a和紧急按钮b与所述控制器通过导线连接；

步骤二：所述摄像头安装在驾驶员前方的车内顶壁处，并调整摄像头使摄像头正对驾驶员，所述摄像头与所述控制器通过导线连接；

步骤三：所述解除按钮安装在驾驶员前方的操作面板上，所述解除按钮与所述控制器通过导线连接；

步骤四：将所述预警喇叭安装在车内部顶端，所述预警喇叭与所述控制器通过导线连接；

步骤五：当驾驶员疲劳驾驶或突发疾病或车辆行驶中离开驾驶座位时，所述摄像头被触发并将信号传递至所述控制器，所述控制器向所述预警喇叭发出指令；

步骤六：所述预警喇叭与所述计时控制器通过导线连接，所述计时控制器设置有两个输出端，一个输出端与所述制动执行器通过导线连接，另一个输出端通过导线反馈至所述控制器；

步骤七：当乘客发现意外情况时，按下所述紧急按钮a，所述紧急按钮a向控制器传递信号，所述控制器向所述预警喇叭发出指令；

步骤八：所述预警喇叭接受所述控制器的指令后发出警报，并通过所述计时控制器进行计时，当计时达到设定时间时未有其它指令输入，所述计时控制器向所述制动执行器发出制动指令，所述制动执行器开始制动，当制动至车速为零时或脚踩制动踏板或驾驶员按下所述解除按钮，制动执行器停止工作，所述预警喇叭停止预警；

步骤九：所述预警喇叭接受所述控制器的指令后发出警报，并通过所述计时控制器进行计时，当计时达到设定时间之前车速为零或脚踩制动踏板或驾驶员按下所述解除按钮时，制动执行器停止工作，所述预警喇叭停止预警；

优选的，所述解除按钮内部设置有发光灯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过设置带有紧急按钮和摄像头的制动装置，便于第一时间通过主动和被动的两种方式启动制动执行器，降低车速或停止车辆，降低可能发生的事故的危险性，设置预警喇叭，给司机和乘客发出警告信息，使得乘客第一时间坐稳扶好，提醒司机作出有效的措施维持车辆平稳运行。

(2)当有突发情况触发预警喇叭并达到指定时长时，伺服电机启动，带动主动齿轮转动，通过主动齿轮与齿条的相互啮合实现滑杆向滑筒内部移动，挤压复位弹簧的同时带动从动齿轮转动，进而带动制动踏板向下移动，等同于驾驶员脚踩制动踏板进行刹车，当触发解除按钮时，伺服电机立即停止做功，滑杆的复位弹簧的作用下立即复位，使得从动齿轮与凹槽相对应，从动齿轮只受制动踏板的单独作用，不再受伺服电机的影响，便于司机重新操作驾驶车辆。

(3)设置支撑机构，通过护板和托板对滑杆进行固定，通过辊杆减少滑杆移动时的阻力，设置发光灯，当预警喇叭触发时，发光灯同步亮起，便于提醒司机判断现场状况后快速找到解除按钮做出下一步处理措施。

附图说明

图1为本发明的原理图结构示意图；

图2为本发明的制动执行器结构示意图；

图中：101、紧急按钮a；102、紧急按钮b；2、控制器；3、预警喇叭；4、制动执行器；5、计时控制器；6、摄像头；7、解除按钮；8、制动踏板；9、挡板；10、轴套；11、从动齿轮；12、底板；13、滑筒；14、复位弹簧；15、滑杆；16、固定轴；17、凹槽；18、支撑机构；181、护板；182、托板；183、辊杆；19、齿条；20、伺服电机；21、主动齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：车辆紧急制动装置，包括包括紧急按钮a101、紧急按钮b102、控制器2、预警喇叭3、制动执行器4、计时控制器5、摄像头6、解除按钮7、制动踏板8、底板12和伺服电机20，制动踏板8设置在底板12的上方，伺服电机20设置在底板12的内部，底板12内部固定设置有固定轴16，固定轴16外侧面套设有轴套10和从动齿轮11，从动齿轮11与轴套10固定连接，轴套10外表面固定设置有挡板9，挡板9上端贯穿底板12上表面并与制动踏板8固定连接，从动齿轮11下方设置有滑杆15，滑杆15上表面固定设置有齿条19，从动齿轮11与齿条19相互啮合，底板12内部固定设置有滑筒13，滑筒13内底壁固定设置有复位弹簧14，滑杆15一端伸入到滑筒13内部并与复位弹簧14固定连接，滑杆15另一端上方设置有主动齿轮21，主动齿轮21与齿条19相互啮合，且主动齿轮21与伺服电机20驱动连接，当有突发情况触发预警喇叭3并达到指定时长时，伺服电机20启动，带动主动齿轮21转动，通过主动齿轮21与齿条19的相互啮合实现滑杆15向滑筒13内部移动，挤压复位弹簧14的同时带动从动齿轮11转动，进而带动制动踏板8向下移动，等同于驾驶员脚踩制动踏板8进行刹车，当触发解除按钮7时，伺服电机20立即停止做功，滑杆15的复位弹簧14的作用下立即复位，使得从动齿轮11与凹槽17相对应，从动齿轮11只受制动踏板8的单独作用，不再受伺服电机20的影响，便于司机重新操作驾驶车辆。

本实施例中，优选的，滑杆15的下方设置有支撑机构18，支撑机构18包括护板181、托板182和辊杆183，辊杆183设置在托板182上方，护板181固定设置在托板182前后端面，辊杆183两端可绕轴转动的嵌入到护板181内侧壁，通设置支撑机构18，通过护板181和托板182对滑杆15进行固定，通过辊杆183减少滑杆15移动时的阻力。

本实施例中，优选的，滑杆15的一端上表面设置有凹槽17，凹槽17位于从动齿轮11的下方，设置凹槽17，当滑杆15自动复位后，从动齿轮11位于凹槽17中，从动齿轮11与齿条19互不接触，方便司机通过制动踏板8进行制动。

一种车辆紧急制动装置的控制方法，包含如下步骤：

步骤一：紧急按钮a101设置在靠近安全破窗锤的位置，紧急按钮b102设置在驾驶员前方操作面板处，紧急按钮a101和紧急按钮b102与控制器2通过导线连接；

步骤二：摄像头6安装在驾驶员前方的车内顶壁处，并调整摄像头6使摄像头6正对驾驶员，摄像头6与控制器2通过导线连接；

步骤三：解除按钮7安装在驾驶员前方的操作面板上，解除按钮7与控制器2通过导线连接；

步骤四：将预警喇叭3安装在车内部顶端，预警喇叭3与控制器2通过导线连接；

步骤五：当驾驶员疲劳驾驶或突发疾病或车辆行驶中离开驾驶座位时，摄像头6被触发并将信号传递至控制器2，控制器2向预警喇叭3发出指令；

步骤六：预警喇叭3与计时控制器5通过导线连接，计时控制器5设置有两个输出端，一个输出端与制动执行器4通过导线连接，另一个输出端通过导线反馈至控制器2；

步骤七：当乘客发现意外情况时，按下紧急按钮a101，紧急按钮a101向控制器2传递信号，控制器2向预警喇叭3发出指令；

步骤八：预警喇叭3接受控制器2的指令后发出警报，并通过计时控制器5进行计时，当计时达到设定时间时未有其它指令输入，计时控制器5向制动执行器4发出制动指令，制动执行器4开始制动，当制动至车速为零时或脚踩制动踏板8或驾驶员按下解除按钮7，制动执行器4停止工作，预警喇叭3停止预警；

步骤九：预警喇叭3接受控制器2的指令后发出警报，并通过计时控制器5进行计时，当计时达到设定时间之前车速为零或脚踩制动踏板8或驾驶员按下解除按钮7时，制动执行器4停止工作，预警喇叭3停止预警；

本实施例中，优选的，解除按钮7内部设置有发光灯，通过设置发光灯，当预警喇叭3触发时，该发光灯同步亮起，便于提醒司机判断现场状况后进行下一步操作，防止慌乱中找不到解除按钮7而造成不必要的损失。

本发明的工作原理及使用流程：

当监控到驾驶员疲劳驾驶、突发疾病或者离开座位时，摄像头直接向控制器传递危险信号，触发预警喇叭3，同时乘客可以直接触按紧急按钮1，紧急按钮1触发后，预警喇叭3马上发出声音预警，当预警喇叭3响起后，驾驶员没有触按解除按钮7，且计时控制器5达到设定的时长后，控制器2立即向制动执行器下达减速指令，制动执行器4接受到减速指令后，立即执行制动做工，以使车辆自动减速，控制器2引出一根车速信号线与can总线的车速信号线对接，实时读取原车的车速信息，当该装置的预警喇叭3发出紧急报警声音提醒后，驾驶员如果确认该预警是因乘客误触而导致，或驾驶员确认自己能够主动操作车辆减速时，可立即触按解除按钮7，以停止报警，制动执行器4停止工作，当车速为零或脚踩制动踏板8时，信号传递至控制器2，并通过控制器2向制动执行器4发出停止工作指令，同时预警喇叭3停止预警，将预警喇叭3安装在车顶，便于第一时间发出警报，提醒司机和乘客坐稳扶好，以避免自动减速装置在对车辆进行减速做工时，造成乘客摔倒或挤压事件的发生，紧急按钮a101和紧急按钮b102分别设置在靠近安全破窗锤的位置和驾驶员前方操作面板处，必要时司机也能够触发该按钮，或提醒乘客触发该紧急按钮，，乘客区的紧急按钮a101安装在靠近安全破碎窗的位置，便于乘客第一时间找到该按钮，且该位置相对较高，避免了小孩子调皮误碰该按钮，摄像头6安装在驾驶员前方的车内顶壁处，方便摄像头6监控驾驶员的坐姿和位置，使得摄像头6能够第一时间发现危险情况并触发预警喇叭3；

当有突发情况触发预警喇叭3并达到指定时长时，伺服电机20启动，带动主动齿轮21转动，通过主动齿轮21与齿条19的相互啮合实现滑杆15向滑筒13内部移动，挤压复位弹簧14的同时带动从动齿轮11转动，进而带动制动踏板8向下移动，等同于驾驶员脚踩制动踏板8进行刹车，当触发解除按钮7时，伺服电机20立即停止做功，滑杆15的复位弹簧14的作用下立即复位，使得从动齿轮11与凹槽17相对应，从动齿轮11只受制动踏板8的单独作用，不再受伺服电机20的影响，便于司机重新操作驾驶车辆；

当系统识别到本车车速为0公里/小时时，车辆紧急制动装置处于屏蔽状态，此时即便触发紧急按钮a101或紧急按钮b102、或摄像头6识别到驾驶员休息、离开座位等，系统的报警及制动减速功能也不会被触发；

通过设置支撑机构18，通过护板181和托板182对滑杆15进行固定，通过辊杆183减少滑杆15移动时的阻力。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。