专利名称：智能交通指挥手套的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种智能交通指挥装置，特别涉及一种能让人准确识别禁止和通行交通信号的智能交通指挥手套。
背景技术：
随着科学技术的不断发展，电子化、电脑化的信号控制系统不断得到普及和应用，交通指挥信号控制装置不断推成出新。目前，大多数交警用手势指挥或鸣哨指挥，而一般交通人员的手势指挥不能让人准确区分与判断，给驾驶员和行人造成识别困难，容易造成错误判断，影响交通通行。在雨、雾、雪天或遇特殊任务，需要在夜间排堵、疏导人群，尤其是在夜晚能见度低 的情况下，单靠人工手势指挥，一般不能让远处的人准确区分与判断。通常为了醒目，交警一般采用印有反光条的白色手套指挥交通，但是在夜晚达不到醒目的效果。给驾驶员和行人造成识别困难，容易造成错判误判，导致安全事故。另外，由于交警所处的工作环境较为恶劣，道路上弥漫着大量有害气体，频繁使用哨子不仅效率低下，而且非常容易造成指挥人员大脑缺氧、晕眩、呼吸道感染等，进而影响交通指挥人员的身体健康，给交警的生命安全带来不利因素。基于目前研究的交通指挥手套仅仅停留在设计反光条形状和采用新型反光材料上，虽然在一定程度上改善了驾驶员和行人的识别清晰度，但是并没有实质性地解决指挥过程中指挥员与驾驶员、行人之间的关系问题。因此，非常有必要发明一种智能高效，识别容易、准确，且不会影响交通指挥人员非常有必要发明一种智能高效，识别容易、准确，且不会影响交通指挥人员身体健康的交通指挥装置。
发明内容
本发明为克服现有技术存在的上述不足，提供了一种使用方便、有利于让驾驶员和行人对交通指挥人员手势信号准确判断从而能更好地保障交通指挥人员生命安全的智能交通指挥手套。根据本发明的智能交通指挥手套，主要包括以下组件I.双色发光二极管(LED)系统。由镓(Ga)与砷(AS)、磷⑵的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，其中磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光。双色发光二极管内部是两个管芯，本发明中采用红、绿LED单体，其内部封装有红色发光芯片和绿色发光芯片。包含三个引出线，由红色和绿色两管共阳(或阴)连接而成，正向通电发一种光，反向通电发另一种光。电路板由若干个独立的点阵发光点拼接而成，可以是圆形，在彩色点阵中，每一个发光点由红、绿两个颜色的LED单体组成，通过点亮不同的LED单体，使该发光点呈现不同的颜色。2.电源系统。包括电池、开关以及插口三部分电池可以采用液态锂离子电池，具有放电平稳、循环寿命长、无记忆效应、制备工艺简单等优点，此外，锂离子电池的能量密度很高，容量是同重量的镍氢电池的I. 5 2倍，而且具有很低的自放电率；开关设置在电池外壳上，用于接通和切断电路；插口设置成插座形式，固定在电池外壳上。3.重力感应系统。重力感应器是一种新型的传感器，根据压电效应的原理工作，通过测量内部一片重物(重物和压电片做成一体)在重力正交两个方向上的分力大小来判定水平方向。采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器，与采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点，完成从重力变化到电信号的转换。通过对力敏感的传感器，感受手套在变换姿势时作用的重力的变化来感应电信号，使电触点接通不同电路，从而实现红、绿色交替显示的功能。根据本发明的智能交通指挥手套，包括手套本体，手套本体上的掌心部位设置电路板，电路板上分布有双色发光二极管，双色发光二极管外部设置灯罩，电路板和手套本体之间设置重力感应装置，也可以设置在手套本体背面，手套本体、双色发光二极管和重力感应装置封装成整体，手套本体的背面还印有反光条，手套本体的手腕处固定有电源总成和开关。
优选地，电路板可以具有LED像素模组，LED像素模组具有焊接于电路板的LED单体。LED单体可以为红、绿双色LED单体，在双色LED单体内部封装有红色发光芯片和绿色发光芯片，电源正向接通显示红色，反向接通显示绿色。优选地，电源总成包括充电电池，电源总成的外壳上设置插孔和开关。充电电池可以是液态锂离子电池。优选地，重力感应装置利用压电效应，将感应到的重力转换为电信号，在手套变换姿势时，通过感应到的作用重力的变化，实现红、绿色交替显示的功能。重力感应装置可以包括压电片、前置放大器和电磁继电器。电磁继电器可以包括电磁铁、衔铁、触点和弹簧。与现有技术相比，本发明的有益效果体现在I.本发明便于交通人员的携带和指挥，更有利于让驾驶员和行人对交通指挥人员手势信号的准确判断，绿灯行、红灯停，结构简单、设计合理。2、本发明的重力感应系统感应灵敏，通过手势完成从重力变化到电信号的转换，实现红、绿灯交替显示，智能高效，识别度好，准确度高。3、本发明电源使用时间更长，而且通过开关、插头和插孔的设置，使交警指挥人员使用更为安全可靠，方便省心。
图Ia是本发明的电路控制原理的流程图。图Ib是本发明的电路控制原理的电路图。图2a是发出停止通行信号时重物与压电片的结构定向示意图。图2b是发出允许通行信号时重物与压电片的结构定向示意图。图3a是红绿双色发光二极管的示意图。图3b是红绿双色发光二极管的电路符号图。图4是本发明的三脚彩色发光二级管的电路原理图。图5是本发明的锂电池充放电原理示意图。图6a是未极化时晶体内部电荷分布示意图。
图6b是极化时晶体内部电荷分布示意图。图7a是本发明的压电传感器的等效电路图。图7b是本发明的压电传感器的等效放大电路图。图8是本发明的电磁继电器断开时的工作原理图。图9是本发明的电磁继电器通电时的工作原理图。图10是本发明手套的背面和掌心面的效果图。附图标记I.重物；2压电片；3. 二极管；4.引脚；5.电阻；6.电磁铁；7.衔铁；8.弹簧；9.触点；10.腕带；11.手套背面；12.掌心面；13.电源连成和开关；14.反光条；15.电路板。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本发明的基本原理参见图Ia和lb。本发明的实施是通过手势变化引起感应到的物体作用重力的改变，将双色LED系统、电源系统、重力感应系统三个子系统有机结合成一个整体，从而实现红(R)、绿(G)灯电路交替连通的目的。传感器一端的插头插入电源的插孔，打开电源开关，当手臂水平伸向正前方、掌心朝外、四指垂直朝上时，重物与压电片的结构方向如图2a所示，压电片上的压力为零，继电器断开，点阵二极管显示红色，发出停止通行的信号；当手掌绕手腕顺时针转90°，即掌心朝外、四指水平朝右时，重物与压电片的结构方向如图2b，此时重物对压电片有竖直向下的压力，产生电信号闭合继电器开关，连通绿灯电路，点阵二极管显示绿色，发出通行的信号。为了更好地理解本发明，现在详细介绍本发明的工作原理。双色二极管发光原理其中的红、绿LED单体为内部封装有红色发光芯片和绿色发光芯片的LED单体，红、绿双色发光二极管是一种三端变色发光二极管，共有三个引出线，由红色和绿色两管共阳(或阴)连接而成，外形图和电路符号见图3a和3b，其中K代表阴极。点阵二极管的线路连接将所有的二极管红灯和绿灯分别并联，并且每个二极管串联一个电阻，调节通过二极管的电流，避免超过二极管的正常工作电流而烧坏元件，具体电路原理简图见图4所示。由于采用了红、绿LED单体，较之传统的全部采用单色LED要节省很多发光芯片并减小了电路板面积，同时发光芯片少可以提高制程中的良率，使得成本得以降低。锂离子电池原理使用锂碳化合物做负极，锂化过渡金属氧化物作正极，液体有机溶液或固体聚合物作为电解液。在充放电过程中，锂离子在电池正极和负极之间往返流动。电化学反应方程式为
LixC +LixMyO^C + Li MyCK(LixC为锂碳化合物，LLxMyOz为锂化过渡金属氧化物)如图5所示，放电时，Li+由电池负极通过电解液流向正极并被吸收，正极为富锂态。充电时，过程正好相反，Li+从正极脱出并嵌入负极晶格，正极处于贫锂态。为保持电荷的平衡，充放电过程中应有相同数量的电子经外电路传递，锂离子电池具有高的电池单体电压、高的比能量和能量密度，可以说是当前比能量最高的电池，工作稳定。重力传感系统主要包括三个装置一压电片、前置放大器以及电磁继电器。压电效应原理当晶体受到 某固定方向外力的作用时，内部就产生电极化现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变，具体原理见图6a和6b所示。具有“压电效应”的晶体称为压电晶体，常用的压电晶体有石英、压电陶瓷等，本重力传感系统上的压电式压力传感器就是利用石英作为压电材料具有的压电效应制成的。前置放大器由于压电元件受力后产生的电荷量极其微弱，因此需要通过前置放大器来放大电压信号，压电式传感器的前置放大器有电压放大器和电荷放大器两种，本系统采用的是电压放大器。所用电压放大器就是高输入阻抗的比例放大器，其电路比较简单，电荷放大器以电容作负反馈，压电传感器的等效电路和等效放大电路如图7a和7b所示，其中Ce表示等效电容，Re表示绝缘电阻，A表示放大器。电磁继电器利用输入电路内的电信号在电磁铁铁芯与衔铁间产生的吸力作用而工作的。电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点、弹簧等组成，见图8。其实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。本系统中电磁继电器的触点采用转换型(Z型)，这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。当交警指挥人员作出通行的手势时，压电材料由于受到外力作用而产生压电效应，通过前置放大器将电信号输入到继电器，在线圈两端产生一定的电压，线圈就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合，接通绿灯电路，显示绿灯，其原理图见图9。当交警指挥人员作出停止通行手势时，压电材料没有受到外力作用，从而不会发生压电效应，此时继电器线圈断电，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放，导通红灯电路，显示红灯，其原理图见图8，这样吸合、释放，导致电路的导通、切断，从而达到了红、绿灯交替显示的目的。如图10所示，其中显示了手套的背面和掌心面。在掌心面12设置有电路板15，在手套背面11上设置有发光条14，用于指示通行和禁止通行的信号。手套本体的手腕处设有腕带10，其上固定有电源总成和开关13。虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种交通指挥手套，包括手套本体，其特征在于所述手套本体上的掌心部位设置电路板，所述电路板上分布有双色发光二极管，所述双色发光二极管外部设置灯罩，电路板和手套本体之间设置重力感应装置，所述手套本体、所述双色发光二极管和所述重力感应装置封装成整体，所述手套本体的背面还印有反光条，所述手套本体的手腕处固定有电源总成和开关。
2.根据权利要求I所述的交通指挥手套，其特征在于所述电路板具有LED像素模组，所述LED像素模组具有焊接于所述电路板的LED单体。
3.根据权利要求2所述的交通指挥手套，其特征在于所述LED单体为红、绿双色LED单体，在所述双色LED单体内部封装有红色发光芯片和绿色发光芯片，电源正向接通显示红色，反向接通显示绿色。
4.根据权利要求I所述的交通指挥手套，其特征在于所述电源总成包括充电电池，所述电源总成的外壳上设置插孔和开关。
5.根据权利要求I所述的交通指挥手套，其特征在于所述重力感应装置利用压电效应，将感应到的重力转换为电信号，在所述手套变换姿势时，通过感应到的作用力的变化，实现红、绿色交替显示的功能。
6.根据权利要求I所述的交通指挥手套，其特征在于所述重力感应装置包括压电片、前置放大器和电磁继电器。
7.根据权利要求I所述的交通指挥手套，其特征在于所述电磁继电器包括电磁铁、衔铁、触点和弹簧。
8.根据权利要求4所述的交通指挥手套，其特征在于所述充电电池是液态锂离子电池。
全文摘要
本发明涉及一种交通指挥手套，包括手套本体，手套本体上的掌心部位设置分布有双色发光二极管的电路板，双色发光二极管外部设置灯罩，电路板和手套本体之间设置重力感应装置，手套本体、双色发光二极管和重力感应装置封装成整体，手套本体的背面还印有反光条，手套本体的手腕处固定有电源总成和开关。根据本发明的交通指挥手套不仅便于携带和使用，而且智能高效、识别度好，使交警指挥人员使用更为安全可靠，方便省心。本发明可以应用于交通指挥的技术领域。
文档编号G08G1/09GK102945612SQ201210415318
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者董满生, 田雪飞, 侯超群, 逄焕平 申请人:合肥工业大学