一种长途货车防疲劳驾驶调节系统的制作方法

技术领域：

本发明涉及长途货车驾驶室的温湿度调节技术领域，更具体的说涉及一种长途货车防疲劳驾驶调节系统。

背景技术：

随着经济的发展和高速公路网的日益完善，长途货车越来越多。同时高速运输安全问题也逐渐的引起了人们的重视。一些货车司机为了获得更高的经济收入而疲劳驾驶、超载、超速，不仅影响自身安全，也威胁到高速路上的其他车辆，据公安部统计，每年货车引发的事故中因疲劳驾驶而引起的事故占比超过百分之六十，疲劳驾驶成为货车行驶中最危险的因素，而且因货车体积、质量大，疲劳驾驶所导致的事故往往为恶性事故，造成巨大的生命和财产损失。

另一方面，长途货车的驾驶员在行驶过程中，为了减少油耗、降低成本，驾驶员很少停车主动休息，由此导致疲劳驾驶之外，驾驶员长期处于坐姿状态，对身体颈椎、腰椎和内脏器官都具有严重损害，对男性驾驶员来讲，久坐还导致人体臀部和下体血流不畅，容易导致前列腺和股骨头方面的疾病，对女性驾驶员来讲，容易导致妇科和股骨头方面的疾病，综上，长途货车的行驶特性和驾驶习惯导致货车驾驶员的健康处于很恶劣的状况下，对健康和安全极为不利。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种长途货车防疲劳驾驶调节系统，该系统通过监控驾驶员身体的温度、湿度状况来调节驾驶室的周围环境和座椅的温湿度条件，来改善驾驶员健康状况的同时，超过公安交通管理部门规定的4小时即提醒驾驶员休息，防止疲劳驾驶造成车辆事故的发生。

本发明采用以下技术方案：

一种长途货车防疲劳驾驶调节系统，该系统主要包括方向盘温湿度监控系统、中央控制器、驾驶座调控系统和驾驶室温湿度调节系统，其中中央控制器通过can总线分别与方向盘温湿度监控系统、驾驶座调控系统、驾驶室温湿度调节系统连接，所述中央控制器实时接收方向盘温湿度监控系统测得的驾驶员手心温度和湿度数据，并据此评价驾驶员的身体状况，从而对驾驶座调控系统和驾驶室温湿度调节系统做出调整。

进一步地，方向盘温湿度监控系统包括温度传感器2和湿度传感器3，在方向盘下方设置有处理器，所述处理器构造为将温度传感器2和湿度传感器3感测得到的驾驶员手心的温度、湿度数据处理后发送至所述中央控制器。在一种优选实施例中，温度传感器2是多点电熔触点或线性红外传感器，所述多点电熔触点、线性红外传感器环向布置在方向盘的外表面上。进一步地，湿度传感器3为多个点式湿度传感器，所述多个点式湿度传感器均布于方向盘表面。

优选地，所述处理器中设置有存储器，所述存储器记录驾驶员驾驶第一小时内手心的温度和湿度数据，中央控制器根据存储器的数据与后来的时间内驾驶员温度和湿度数据做对比，通过偏离数值范围来监测驾驶员疲劳程度，并对驾驶室温湿度调节系统和驾驶座调控系统做出调整。

进一步地，在所述中央控制器中还设置有计时器、声音警报器和/或光影警报器，在驾驶员连续驾驶达到4小时或者通过监控驾驶员手心的温度和湿度数据判断出驾驶员已经处于疲劳状态时，利用声音和/或光影提醒驾驶员集中精力并驶入休息区休息调整。

进一步地，方向盘温湿度监控系统中还包括液晶显示模块，液晶显示模块设置于方向盘上，液晶显示模块与所述处理器连接，进一步优选地，中央控制器连接有显示装置和无线通讯装置，所述显示装置设置于仪表盘上方，用于显示驾驶室温湿度调节系统和/或驾驶座调控系统的运行状态以及身体感知部分的监测结果，以对驾驶员进行提醒，保证其身体健康。

进一步地，所述驾驶座调控系统包括驾驶座本体21和驾驶座靠背22，在驾驶座下方设置有换热装置24，换热装置24可以对空气或循环水流进行加热或制冷，换热装置24与其下方驾驶座控制器25连接，驾驶座控制器25通过can总线与中央控制器连接，在驾驶座下方设置有管道26，管道26分别与位于驾驶座本体内部的环形管道一27和位于驾驶座靠背22内部的环形管道二28连接，环形管道一27和环形管道二28上分别设置有电磁阀(图中未示出)，所述电磁阀分别与驾驶座控制器25进行连接，驾驶座控制器25可以根据方向盘外侧温度传感器2和湿度传感器3获得数据对环形管道一27和环形管道二28中气流开关以及气流/水流大小进行控制，以适应驾驶员的不同身体状态进行调节；在方向盘外侧温度传感器2和湿度传感器3检测到驾驶员手心处温度和/或湿度超出设定阈值后，中央控制器向驾驶座控制器25发出制冷/制热的控制信号，换热装置24将制冷/制热后的空气/水流经驾驶座本体下方的管道26流向位于驾驶座本体内部的环形管道一27和/或位于驾驶座靠背22内部的环形管道二28，从而对驾驶员臀部和/或背部的温度进行调节，在驾驶员疲劳驾驶时，刺激驾驶员集中注意力/适时休息，在驾驶员久坐且尚未疲劳时，增强驾驶员的舒适度，保护驾驶员的身体健康。

在一种优选实施方式中，在驾驶座本体上还设置有温湿度感应器29，温湿度感应器29与驾驶座控制器25连接，驾驶座控制器25可以根据温湿度感应器29所测得驾驶员臀部的温度/湿度分布独立进行换热装置24的开/关和流体调节，从而通过环形管道一27对驾驶员臀部的驾驶座本体进行温度调节，保证用户臀部的温度处于人体健康阈值以内。

在一些实施例中，驾驶座靠背22还设置有温度换能器30，温度换能器30位于或者大致位于驾驶座靠背22的中央，使得在驾驶员坐在椅子中时这些温度换能器30接触驾驶员的背部，温度换能器将测得的温度数值传递至驾驶座控制器25，驾驶座控制器25根据温度换能器测得的温度数值与正常阈值进行比较，从而控制换热装置24单独对环形管道二28中流体进行调节。

在一种实施方式中，位于驾驶座本体内部的环形管道一27和位于驾驶座靠背22内部的环形管道二28内部采用循环水进行驾驶座本体、驾驶座靠背22的温度调节，换热装置24除换热器外还设置有循环泵和水舱，换热器用于对水舱中水进行制冷或加热，采用该方式，制冷或加热效果更好，噪音更低，缺陷是座椅重量略大，不利于座椅的移动。

进一步地，所述驾驶室温湿度调节系统包括空调控制器34、电加热器35、加湿器33和制冷系统，其中空调控制器34分别与电加热器35、加湿器33和制冷系统进行电连接，空调控制器34通过can总线与中央控制器连接，在方向盘外侧设置的温度传感器2、湿度传感器3检测到驾驶员手心处温度和/或湿度超出设定阈值后，和/或温度换能器31、32测得的温度数值、温湿度感应器29测得的温湿度数据超出设定阈值后，空调控制器34自动响应中央控制器的控制信号，从而控制电加热器35、加湿器33或制冷系统启动，配合驾驶座调控系统的同步运行，从而进行驾驶室环境的加热/制冷，和/或加湿。

本发明带来的有益效果是：本发明的长途货车防疲劳驾驶调节系统运行过程中，通过方向盘外侧温度传感器2、湿度传感器3测得的驾驶员手心的温湿度数据以及驾驶座中温度换能器31、32测得的温度数值、温湿度感应器29测得的温湿度数据，随时测量驾驶员身体及周边环境的温度、湿度状况，并进行比较和数据分析，从而控制驾驶室温湿度调节系统和驾驶座调控系统的运行，防止驾驶员疲劳驾驶，给驾驶员创造健康、舒适、安全的驾驶室环境，具有良好的市场应用前景。

附图说明

图1是本发明一种长途货车防疲劳驾驶调节系统的整体结构示意图；

图2是本发明方向盘的结构示意图；

图3是本发明驾驶座调控系统的外形结构示意图；

图4是本发明驾驶座调控系统的内部装置结构示意图；

图5是本发明驾驶室温湿度调节系统的结构示意图。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

如图1所示，为本发明的长途货车防疲劳驾驶调节系统，该系统主要包括方向盘温湿度监控系统、中央控制器、驾驶座调控系统和驾驶室温湿度调节系统，其中中央控制器通过can总线分别与方向盘温湿度监控系统、驾驶座调控系统、驾驶室温湿度调节系统连接。如图2所示，方向盘温湿度监控系统包括温度传感器2和湿度传感器3，在一种优选实施例中，温度传感器2是多点电熔触点(图中未示出)，其环向布置在方向盘的外表面上，多点电熔触点克服了原来的单一触点迟钝、使用不便的缺陷。在另一种优选实施例中，所述温度传感器2为线性红外传感器，如图2所示，其环向布置在方向盘的外表面上，从而当驾驶员握住方向盘时由所述红外传感器2感测驾驶员手心的温度。进一步地，湿度传感器3为多个点式湿度传感器，所述多个点式湿度传感器均布于方向盘表面，从而可以实时监测驾驶员手心的温度和湿度状况。进一步地，在方向盘下方设置有处理器，所述处理器构造为将温度传感器2和湿度传感器3感测得到的驾驶员手心的温度、湿度数据处理后发送至所述中央控制器。所述中央控制器优选可设置于方向盘下方或者仪表盘右侧位置，或者驾驶座靠背等容易安置的位置，中央控制器通过can总线与所述处理器连接，实时接收处理器传送的驾驶员手心温度和湿度数据，并据此评价驾驶员的身体状况，从而对驾驶座调控系统和驾驶室温湿度调节系统做出调整。优选地，所述处理器中设置有存储器，所述存储器可记录驾驶员驾驶第一小时内手心的温度和湿度数据，中央控制器根据存储器的数据与后来的时间内驾驶员温度和湿度数据做对比，通过偏离数值范围来监测驾驶员疲劳程度，并对驾驶室温湿度调节系统和驾驶座调控系统做出调整，例如，降低驾驶室内和座椅内部的温度，来使驾驶员精力更为集中，防止疲劳驾驶。

进一步地，在所述中央控制器中还设置有计时器、声音警报器和/或光影警报器，在驾驶员连续驾驶达到4小时或者通过监控驾驶员手心的温度和湿度数据判断出驾驶员已经处于疲劳状态时，利用声音和/或光影提醒驾驶员集中精力并驶入休息区休息调整。

进一步地，方向盘温湿度监控系统中还包括液晶显示模块，液晶显示模块可以设置于方向盘上，液晶显示模块与所述处理器连接，可以随时显示驾驶员的手心温度、湿度信息，用于驾驶员随时查看自身的身体状态。

进一步优选地，中央控制器连接有显示装置和无线通讯装置，所述显示装置设置于仪表盘上方，优选地，显示装置采用液晶显示器，用于显示驾驶室温湿度调节系统和/或驾驶座调控系统的运行状态以及身体感知部分的监测结果，或者同时显示用户的身体温度、湿度数据，以对驾驶员进行提醒，保证其身体健康。

如同日常普通货车一样，本发明的驾驶座调控系统包括驾驶座本体21和驾驶座靠背22，为了对驾驶座本体温度进行调节，如图3-4所示，在驾驶座下方设置有换热装置24，换热装置24可以对空气或循环水流进行加热或制冷，换热装置24与其下方驾驶座控制器25连接。驾驶座控制器25通过can总线与中央控制器连接。

如图3-4所示，在驾驶座下方设置有管道26，管道26分别与位于驾驶座本体内部的环形管道一27和位于驾驶座靠背22内部的环形管道二28连接，环形管道一27和环形管道二28上分别设置有电磁阀(图中未示出)，所述电磁阀分别与驾驶座控制器25进行连接，驾驶座控制器25可以根据方向盘外侧温度传感器2和湿度传感器3获得数据对环形管道一27和环形管道二28中气流开关以及气流/水流大小进行控制，以适应驾驶员的不同身体状态进行调节。

一般来讲，随季节变化，夏天等炎热气候下，需要进行制冷，在冬季气候条件下，尤其是东北等酷寒环境，换热装置24可以进行制热。进一步地，在方向盘外侧温度传感器2和湿度传感器3检测到驾驶员手心处温度和/或湿度超出设定阈值后，中央控制器向驾驶座控制器25发出制冷/制热的控制信号，换热装置24将制冷/制热后的空气/水流经驾驶座本体下方的管道26流向位于驾驶座本体内部的环形管道一27和/或位于驾驶座靠背22内部的环形管道二28，从而对驾驶员臀部和/或背部的温度进行调节，在驾驶员疲劳驾驶时，刺激驾驶员集中注意力/适时休息，在驾驶员久坐且尚未疲劳时，增强驾驶员的舒适度，保护驾驶员的身体健康。进一步地，驾驶座控制器25与货车自带电源装置电连接(图中未示出)。在一种实施例中，例如，在炎热的夏季，在方向盘外侧温度传感器2检测到驾驶员手心处温度超出设定阈值后，中央控制器向驾驶座控制器25发出制冷的无线信号，驾驶座控制器25通过换热装置24向环形管道一27和/或环形管道二28吹出冷风/或推送冷却水流，来降低驾驶员的体温，当方向盘外侧温度传感器2检测到驾驶员手心处温度恢复正常后，驾驶座控制器25关闭换热装置24。

在一种优选实施方式中，驾驶座调控系统采用空气进行换热时，换热装置24为一微型空调机。驾驶座调控系统采用水流进行换热时，换热装置24除换热器外还设置有循环泵和水舱。

在一种优选实施方式中，在驾驶座本体上还设置有温湿度感应器29，温湿度感应器29与驾驶座控制器25连接，驾驶座控制器25可以根据温湿度感应器29所测得驾驶员臀部的温度/湿度分布独立进行换热装置24的开/关和流体调节，从而通过环形管道一27对驾驶员臀部的驾驶座本体进行温度调节，保证用户臀部的温度处于人体健康阈值以内。

在一些实施例中，驾驶座靠背22还设置有温度换能器30，温度换能器30位于或者大致位于驾驶座靠背22的中央，使得在驾驶员坐在椅子中时这些温度换能器30接触驾驶员的背部。例如，一对温度换能器31、32可以设在驾驶座靠背22上离驾驶座靠背22的顶侧和底侧大致相同距离的位置处，同时这两个温度换能器31、32关于将驾驶座靠背22大致平分的靠背中线大致居中，使得两个温度换能器31、32中的第一温度换能器31布置在靠背中线的左边(例如，更靠近驾驶座靠背22的左侧)并且这两个温度换能器30的中的第二温度换能器32布置在靠背中线的右边(例如，更靠近驾驶座靠背22的右侧)。利用本领域技术人员已知的技术，可以使用来自温度换能器30的测量结果来确定各个温度换能器31、32中的每一个的位置处的温度。例如，在温度换能器30包括热电偶的情况下，使用本领域技术人员已知的技术，可以使用来自温度换能器30中的每一个的电压(v)测量结果来确定各个温度换能器30中的每一个的位置处的温度。温度换能器31、32将测得的温度数值传递至驾驶座控制器25，在一种实施方式中，驾驶座控制器25可以根据温度换能器31、32测得的温度数值与正常阈值进行比较，从而控制换热装置24单独对环形管道二28中流体进行调节，从而控制驾驶员的背部温度/湿度环境。

进一步地，驾驶座控制器25将温度换能器31、32测得的温度数值以及温湿度感应器29测得的温湿度数据发送至中央控制器，中央控制器对温度换能器31、32测得的温度数值、温湿度感应器29测得的温湿度数据以及方向盘外侧温度传感器2、湿度传感器3随时测量获得驾驶员身体的温度、湿度数据，并进行比较和数据分析，从而综合判断驾驶员的身体状况，进而更为精确的控制驾驶室温湿度调节系统和驾驶座调控系统，增强驾驶室环境的舒适性。进一步地，中央控制器对温度换能器31、32测得的温度数值、温湿度感应器29测得的温湿度数据可以通过显示器随时进行显示，以利于驾驶员随时掌握自身的健康信息。

在一种实施方式中，位于驾驶座本体内部的环形管道一27和位于驾驶座靠背22内部的环形管道二28内部采用循环水进行驾驶座本体、驾驶座靠背22的温度调节，换热装置24除换热器外还设置有循环泵和水舱，换热器用于对水舱中水进行制冷或加热，采用该方式，制冷或加热效果更好，噪音更低，缺陷是座椅重量略大，不利于座椅的移动。

如图5所示，本发明的长途货车防疲劳驾驶调节系统中驾驶室温湿度调节系统包括空调控制器34、电加热器35、加湿器33和制冷系统，其中空调控制器34分别与电加热器35、加湿器33和制冷系统进行电连接，空调控制器34通过can总线与中央控制器连接，在方向盘外侧设置的温度传感器2、湿度传感器3检测到驾驶员手心处温度和/或湿度超出设定阈值后，和/或温度换能器31、32测得的温度数值、温湿度感应器29测得的温湿度数据超出设定阈值后，空调控制器34自动响应中央控制器的控制信号，从而控制电加热器35、加湿器33或制冷系统启动，配合驾驶座调控系统的同步运行，从而进行驾驶室环境的加热/制冷和/或加湿。

如图5所示，本发明驾驶室温湿度调节系统的制冷系统包括有水箱41、循环水泵42、电动三通阀43、风冷换热器44、换热盘管45、室内循环风机46、蒸发器47、压缩机48和冷凝器49，水箱41的出口利用管道连接循环水泵42后与电动三通阀43的进口端相连接，电动三通阀43的一个出口端与蒸发器47的水流入口端连接，另一个出口端连接风冷换热器44后与蒸发器47的水流出口端汇合并连接换热盘管45后与水箱41的进口相连接。蒸发器47、压缩机48、冷凝器49和节流阀50通过制冷管路依次循环连接；水箱41、循环水泵42、电动三通阀43、风冷换热器44和换热盘管45组成冷冻水循环系统。室内循环风机46与换热盘管45之间为热交换配合，冷凝风机51为风冷换热器44和冷凝器49提供散热。

所述制冷系统中，循环水泵42、电动三通阀43、室内循环风机46、压缩机48、冷凝风机51等均与空调控制器34进行电连接。在驾驶室环境温度较高时，电动三通阀43连通循环水泵42和蒸发器47，此时，冷冻水在循环水泵42的作用下从水箱41进入蒸发器47而降温，然后送入换热盘管45，最后通过管路回到水箱41；在环境温度较低时，电动三通阀11连通循环水泵42和风冷换热器44，此时，冷冻水在循环水泵42的作用下从水箱41进入风冷换热器44而降温，然后送入换热盘管45，最后通过管路回到水箱41；驾驶室环境内空气在室内循环风机46的作用下经过换热盘管45，与流经换热盘管45的冷冻水进行热交换而降低温度，最终达到实现驾驶室环境温度的控制。

在一种优选实施方式中，加湿器33为超声波加湿器。

本发明的长途货车防疲劳驾驶调节系统运行过程中，通过对温度换能器31、32测得的温度数值、温湿度感应器29测得的温湿度数据以及方向盘外侧温度传感器2、湿度传感器3随时测量驾驶员身体周边环境的温度、湿度进行比较和数据分析，从而控制驾驶室温湿度调节系统和驾驶座调控系统的运行，通过改变座椅和驾驶室内部的温湿度，避免驾驶员疲劳驾驶，并改善驾驶员的驾驶环境和身体状况，保证安全的同时也保护了驾驶员的身体健康，具有良好的市场应用前景。

应该理解，尽管参考其示例性的实施方案，已经对本发明进行具体地显示和描述，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不背离由权利要求书所定义的本发明的精神和范围的条件下，可以在其中进行各种形式和细节的变化，可以进行各种实施方案的任意组合。