專利名稱：基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于肢體殘障人士駕車輔助設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
新修訂的《機(jī)動(dòng)車駕駛證申領(lǐng)和使用規(guī)定》規(guī)定，從2010年4月I日起放寬殘疾人駕車的條件，特別是右下肢、雙下肢缺失或者喪失運(yùn)動(dòng)功能，但能夠自主坐立的殘疾人，可申請(qǐng)專用小型自動(dòng)擋載客汽車的準(zhǔn)駕車型的駕駛證。這不僅僅是給肢殘人的生活帶來便利，更重要的是給殘疾人帶來了平等權(quán)利，更加體現(xiàn)了社會(huì)對(duì)殘疾人的尊重。氣動(dòng)控制技術(shù)是一種基于空氣壓力傳感器發(fā)展起來的新興控制技術(shù)。目前，MITSUMI數(shù)字空氣壓力傳感器是小型氣動(dòng)控制系統(tǒng)傳感器中性能最為穩(wěn)定良好的傳感器。 它通過把偏差補(bǔ)正參數(shù)寫入內(nèi)裝EEPROM實(shí)現(xiàn)了無調(diào)整，因此不需要外部調(diào)整電路，分辨率高，控制精度高。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)，主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。對(duì)于無法用腳控制汽車剎車或油門踏板的肢體殘障人士，現(xiàn)有的肢體殘障人士駕車輔助設(shè)備是把剎車和油門踏板功能轉(zhuǎn)化為手動(dòng)功能，該方式仍無法擺脫對(duì)手的依賴，不僅增加了駕車難度，也給肢體殘障人士的駕車安全帶來隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有肢體殘障人士駕車輔助設(shè)備把剎車或油門踏板功能轉(zhuǎn)化為手動(dòng)功能，無法擺脫對(duì)手的依賴，增加了駕車難度和安全隱患的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)包括氣動(dòng)控制子系統(tǒng)、剎車踏板推拉子系統(tǒng)和油門踏板推拉子系統(tǒng)；剎車踏板推拉子系統(tǒng)安裝在剎車踏板上，油門踏板推拉子系統(tǒng)安裝在油門踏板上，氣動(dòng)控制子系統(tǒng)通過zigbee無線方式向剎車踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，剎車踏板推拉子系統(tǒng)通過改變剎車踏板位置控制剎車動(dòng)作的幅度；氣動(dòng)控制子系統(tǒng)通過zigbee無線方式向油門踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，油門踏板推拉子系統(tǒng)通過改變油門踏板位置控制汽車油門動(dòng)作的幅度。上述氣動(dòng)控制子系統(tǒng)包括第一電源單元、空氣數(shù)字壓力傳感器、第一中央處理器和zigbee無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊；第一電源單元分別與空氣數(shù)字壓力傳感器、第一中央處理器和zigbee無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊相連并向它們提供電能；空氣數(shù)字壓力傳感器的一端與車的氣體導(dǎo)管連接，其另一端與第一中央處理器連接，空氣數(shù)字壓力傳感器是MITSUMI數(shù)字空氣壓力傳感器，其檢測(cè)氣體導(dǎo)管內(nèi)的氣壓值，并將檢測(cè)到的氣壓值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量信號(hào)后傳送給第一中央處理器，第一中央處理器與zigbee無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊連接，其根據(jù)氣壓值的數(shù)字量信號(hào)向剎車踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，或者第一中央處理器根據(jù)氣壓值的數(shù)字量信號(hào)向油門踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令。上述油門踏板推拉子系統(tǒng)包括第一 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第二中央處理器、第一伺服氣缸控制器、第一伺服氣缸、第二電源單元和油門踏板推拉平臺(tái)；第二電源單元分別與第一 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第二中央處理器、第一伺服氣缸控制器和第一伺服氣缸相連并向它們提供電能；第二中央處理器通過第一 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊接收由氣動(dòng)控制子系統(tǒng)發(fā)來的對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，并根據(jù)該命令控制第一伺服氣缸控制器向第一伺服氣缸發(fā)出推拉動(dòng)作指令，第一伺服氣缸按照推拉動(dòng)作指令帶動(dòng)與其相連的油門踏板推拉平臺(tái)一起動(dòng)作，將油門踏板變換到相應(yīng)位置。上述剎車踏板推拉子系統(tǒng)包括第二 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第三中央處理器、 第二伺服氣缸控制器、第二伺服氣缸、第三電源單元和剎車踏板推拉平臺(tái)；第三電源單元分別與第二 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第三中央處理器、第二伺服氣缸控制器和第二伺服氣缸相連并向它們提供電能；第三中央處理器通過第二 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊接收由氣動(dòng)控制子系統(tǒng)發(fā)來的對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，并根據(jù)該命令控制第二伺服氣缸控制器向第二伺服氣缸發(fā)出推拉動(dòng)作指令，第二伺服氣缸按照推拉動(dòng)作指令帶動(dòng)與其相連的剎車踏板推拉平臺(tái)一起動(dòng)作，將剎車踏板變換到相應(yīng)位置。第一中央處理器、第二中央處理器和第三中央處理器均為MSP430中央處理器。本實(shí)用新型的有益效果是肢體殘障的駕駛員能夠通過嘴控制對(duì)氣體導(dǎo)管呼出或吸入空氣力度的方式來代替用手或腳對(duì)汽車油門踏板或剎車踏板的傳統(tǒng)控制方式，從而完全解除了駕車過程中控制剎車或油門時(shí)對(duì)手和腳的依賴，降低駕車難度，增加安全性，可以輔助肢體殘障的駕駛員實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主地車輛駕駛。同時(shí)，該駕車輔助系統(tǒng)無需對(duì)現(xiàn)有自動(dòng)擋汽車的變速裝置進(jìn)行任何改造即可使用。

圖I是本實(shí)用新型基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型氣動(dòng)控制子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型油門踏板推拉子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本實(shí)用新型剎車踏板推拉子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I所示，本實(shí)用新型基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)包括氣動(dòng)控制子系統(tǒng)、剎車踏板推拉子系統(tǒng)和油門踏板推拉子系統(tǒng)；剎車踏板推拉子系統(tǒng)安裝在剎車踏板上，油門踏板推拉子系統(tǒng)安裝在油門踏板上，氣動(dòng)控制子系統(tǒng)通過zigbee無線方式向剎車踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，剎車踏板推拉子系統(tǒng)通過改變剎車踏板位置控制剎車動(dòng)作的幅度；氣動(dòng)控制子系統(tǒng)通過zigbee無線方式向油門踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，油門踏板推拉子系統(tǒng)通過改變油門踏板位置控制汽車油門動(dòng)作的幅度。如圖2所示，本實(shí)用新型的氣動(dòng)控制子系統(tǒng)包括第一電源單元、空氣數(shù)字壓力傳感器、第一中央處理器和zigbee無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊；第一電源單元分別向空氣數(shù)字壓力傳感器、第一中央處理器和zigbee無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊提供電能；空氣數(shù)字壓力傳感器是MITSUMI數(shù)字空氣壓力傳感器，其用于檢測(cè)氣體導(dǎo)管內(nèi)的氣壓值，并將檢測(cè)到的氣壓值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量信號(hào)后傳送給第一中央處理器，第一中央處理器根據(jù)氣壓值的數(shù)字量信號(hào)向剎車踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，剎車踏板推拉子系統(tǒng)通過改變剎車踏板位置控制剎車動(dòng)作的幅度；同時(shí)，第一中央處理器根據(jù)氣壓值的數(shù)字量信號(hào)向油門踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，油門踏板推拉子系統(tǒng)通過改變油門踏板位置控制汽車油門動(dòng)作的幅度。如圖3所示，本實(shí)用新型的油門踏板推拉子系統(tǒng)包括第一 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第二中央處理器、第一伺服氣缸控制器、第一伺服氣缸、第二電源單兀和油門踏板推拉平臺(tái)；第二電源單元分別向第一 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第二中央處理器、第一伺服氣缸控制器和第一伺服氣缸提供電能；第二中央處理器通過第一 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊·接收由氣動(dòng)控制子系統(tǒng)發(fā)來的對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，并根據(jù)該命令控制第一伺服氣缸控制器向第一伺服氣缸發(fā)出推拉動(dòng)作指令，第一伺服氣缸按照推拉動(dòng)作指令帶動(dòng)與其相連的油門踏板推拉平臺(tái)一起動(dòng)作，將油門踏板變換到相應(yīng)位置。如圖4所示，本實(shí)用新型的剎車踏板推拉子系統(tǒng)包括第二 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第三中央處理器、第二伺服氣缸控制器、第二伺服氣缸、第三電源單元和剎車踏板推拉平臺(tái)；第三電源單元分別向第二 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第三中央處理器、第二伺服氣缸控制器和第二伺服氣缸提供電能；第三中央處理器通過第二 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊接收由氣動(dòng)控制子系統(tǒng)發(fā)來的對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，并根據(jù)該命令控制第二伺服氣缸控制器向第二伺服氣缸發(fā)出推拉動(dòng)作指令，第二伺服氣缸按照推拉動(dòng)作指令帶動(dòng)與其相連的剎車踏板推拉平臺(tái)一起動(dòng)作，將剎車踏板變換到相應(yīng)位置。第一中央處理器、第二中央處理器和第三中央處理器均為MSP430中央處理器，第一電源單元采用3v電源，第二電源單元和第三電源單元都采用車載12v電源。在肢體殘障的駕駛員借助本實(shí)用新型的輔助系統(tǒng)駕駛自動(dòng)擋汽車時(shí)，先將汽車啟動(dòng)并手動(dòng)掛好前進(jìn)檔或倒車檔，然后用嘴對(duì)準(zhǔn)車內(nèi)的氣體導(dǎo)管呼出或吸入空氣，從而改變和控制氣體導(dǎo)管內(nèi)的壓力。氣動(dòng)控制子系統(tǒng)內(nèi)的MITSUMI數(shù)字空氣壓力傳感器檢測(cè)氣體導(dǎo)管內(nèi)的氣壓值，并將檢測(cè)到的氣壓值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量信號(hào)后傳送給第一中央處理器，當(dāng)肢體殘障的駕駛員向氣體導(dǎo)管內(nèi)呼入空氣時(shí)，氣壓值數(shù)字量信號(hào)為正值，當(dāng)駕駛員從氣體導(dǎo)管吸出空氣時(shí)，氣壓值數(shù)字量信號(hào)為負(fù)值；第一中央處理器對(duì)氣壓值的數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和運(yùn)算，第一中央處理器根據(jù)正壓力值的數(shù)字量信號(hào)生成對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令；同樣地，第一中央處理器還根據(jù)負(fù)壓力值的數(shù)字量信號(hào)生成對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令；氣動(dòng)控制子系統(tǒng)利用zigbee無線通訊方式向油門踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，油門踏板推拉子系統(tǒng)通過改變油門踏板位置控制汽車油門動(dòng)作的幅度；同樣地，氣動(dòng)控制子系統(tǒng)利用zigbee無線通訊方式向剎車踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，剎車踏板推拉子系統(tǒng)通過改變剎車踏板位置控制汽車剎車動(dòng)作的幅度。每次當(dāng)肢體殘障的駕駛員停止向氣體導(dǎo)管內(nèi)呼入或吸出空氣，即氣體導(dǎo)管內(nèi)的氣壓自動(dòng)回歸到與大氣壓力一致時(shí)，氣動(dòng)控制子系統(tǒng)也同時(shí)不再繼續(xù)發(fā)出任何控制命令，剎車踏板推拉子系統(tǒng)或油門踏板推拉子系統(tǒng)都停止推拉動(dòng)作，此時(shí)汽車的油門踏板或剎車踏板會(huì)在自身機(jī)械彈力機(jī)構(gòu)作用下，回歸到不受外力時(shí)的初始位置。 肢體殘障的駕駛員可以通過這種用嘴控制氣壓值正負(fù)和大小的方式代替用手或腳對(duì)汽車油門踏板或剎車踏板的傳統(tǒng)控制方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)擋汽車無級(jí)變速的自主駕駛控制。
權(quán)利要求1.基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括氣動(dòng)控制子系統(tǒng)、剎車踏板推拉子系統(tǒng)和油門踏板推拉子系統(tǒng)；剎車踏板推拉子系統(tǒng)安裝在剎車踏板上，油門踏板推拉子系統(tǒng)安裝在油門踏板上，氣動(dòng)控制子系統(tǒng)通過Zigbee無線方式向剎車踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，剎車踏板推拉子系統(tǒng)通過改變剎車踏板位置控制剎車動(dòng)作的幅度；氣動(dòng)控制子系統(tǒng)通過zigbee無線方式向油門踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，油門踏板推拉子系統(tǒng)通過改變油門踏板位置控制汽車油門動(dòng)作的幅度。
2.如權(quán)利要求I所述的基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述氣動(dòng)控制子系統(tǒng)包括第一電源單元、空氣數(shù)字壓力傳感器、第一中央處理器和zigbee無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊；第一電源單元分別與空氣數(shù)字壓力傳感器、第一中央處理器和zigbee無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊相連并向它們提供電能；空氣數(shù)字壓力傳感器的一端與車的氣體導(dǎo)管連接，其另一端與第一中央處理器連接，空氣數(shù)字壓力傳感器檢測(cè)氣體導(dǎo)管內(nèi)的氣壓值，并將檢測(cè)到的氣壓值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量信號(hào)后傳送給第一中央處理器，第一中央處理器與zigbee無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊連接，其根據(jù)氣壓值的數(shù)字量信號(hào)向剎車踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，或者根據(jù)氣壓值的數(shù)字量信號(hào)向油門踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令。
3.如權(quán)利要求2所述的基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)，其特征在于所述的空氣數(shù)字壓力傳感器是MITSUMI數(shù)字空氣壓力傳感器。
4.如權(quán)利要求I所述的基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述的油門踏板推拉子系統(tǒng)包括第一 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第二中央處理器、第一伺服氣缸控制器、第一伺服氣缸、第二電源單元和油門踏板推拉平臺(tái)；第二電源單元分別與第一 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第二中央處理器、第一伺服氣缸控制器和第一伺服氣缸相連并向它們提供電能；第二中央處理器通過第一 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊接收由氣動(dòng)控制子系統(tǒng)發(fā)來的對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，并根據(jù)該命令控制第一伺服氣缸控制器向第一伺服氣缸發(fā)出推拉動(dòng)作指令，第一伺服氣缸按照推拉動(dòng)作指令帶動(dòng)與其相連的油門踏板推拉平臺(tái)一起動(dòng)作，將油門踏板變換到相應(yīng)位置。
5.如權(quán)利要求I所述的基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述的剎車踏板推拉子系統(tǒng)包括第二 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第三中央處理器、第二伺服氣缸控制器、第二伺服氣缸、第三電源單元和剎車踏板推拉平臺(tái)；第三電源單元分別與第二 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊、第三中央處理器、第二伺服氣缸控制器和第二伺服氣缸相連并向它們提供電能；第三中央處理器通過第二 zigbee無線數(shù)據(jù)接收模塊接收由氣動(dòng)控制子系統(tǒng)發(fā)來的對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，并根據(jù)該命令控制第二伺服氣缸控制器向第二伺服氣缸發(fā)出推拉動(dòng)作指令，第二伺服氣缸按照推拉動(dòng)作指令帶動(dòng)與其相連的剎車踏板推拉平臺(tái)一起動(dòng)作，將剎車踏板變換到相應(yīng)位置。
6.如權(quán)利要求2或4或5所述的基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng),其特征在于所述的第一中央處理器、第二中央處理器和第三中央處理器均為MSP430中央處理器。
專利摘要本實(shí)用新型基于氣動(dòng)控制技術(shù)的肢體殘障人士駕車輔助系統(tǒng)屬于肢體殘障人士駕車輔助設(shè)備領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括氣動(dòng)控制子系統(tǒng)、剎車踏板推拉子系統(tǒng)和油門踏板推拉子系統(tǒng)；氣動(dòng)控制子系統(tǒng)通過zigbee無線方式向剎車踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)剎車踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，剎車踏板推拉子系統(tǒng)通過改變剎車踏板位置控制剎車動(dòng)作的幅度；氣動(dòng)控制子系統(tǒng)通過zigbee無線方式向油門踏板推拉子系統(tǒng)傳送對(duì)油門踏板位置進(jìn)行推拉變換的控制命令，油門踏板推拉子系統(tǒng)通過改變油門踏板位置控制汽車油門動(dòng)作的幅度。本實(shí)用新型可輔助肢體殘障人士實(shí)現(xiàn)獨(dú)立駕車，降低駕車難度，增加安全性，且對(duì)現(xiàn)有自動(dòng)擋汽車的變速裝置無需改造即可使用。
文檔編號(hào)B60K26/02GK202557299SQ201220212810
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者張化勛, 張超, 鄒稷, 王曉麗, 魏巍, 唐笑雨 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春大學(xué)