基于视野范围的主动式座椅调节器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于视野范围的主动式座椅调节器，设于汽车驾驶舱内，包括设于舱内的座椅自动调节按钮、主控模块、驾驶员就坐到位检测模块、驾驶员面部位置检测模块、座椅横向驱动模块、座椅纵向驱动模块、驾驶员体重检测模块、头枕调节模块、座椅锁定模块。本实用新型提供的主动式座椅调节器，可基于视野范围主动调节汽车座椅位置，具有智能化、自动化程度高，响应速度快，使用便捷等特点。
【专利说明】
基于视野范围的主动式座椅调节器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基于视野范围的主动式座椅调节器。【背景技术】
[0002]目前，汽车用座椅有两种调节方式，方式一:通过搬动手柄，利用人力和弹簧力量进行控制的机械调节方式，属于一种传统的非自动化的调节方式;方式二:通过按钮控制的电动调节方式，配合人为参与，属于一种半自动化的调节方式。这两种方式都要依赖驾驶员的自我估计、感觉来确定座椅位置，导致座椅调节过程复杂，摆脱不了人为参与。
[0003]由于两种调节方式都不能快速确定座椅合理的空间位置，不能使驾驶员快速获得理想的利于安全驾驶的驾驶视野;另外人为参与调节，也难以快速确定座椅合理的空间位置，因而忽略这一细节，导致驾驶员因以不科学的坐姿长时间驾驶而造成腕部、颈部、肩部、 胯部疲劳性损伤。【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种基于视野范围的主动式座椅调节器，可基于视野范围主动调节汽车座椅位置，具有智能化、自动化程度高，响应速度快，使用便捷等特点。
[0005]为实现上述技术方案，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]—种基于视野范围的主动式座椅调节器，设于汽车驾驶舱内，包括设于舱内的座椅自动调节按钮、主控模块、驾驶员就坐到位检测模块、驾驶员面部位置检测模块、座椅横向驱动申吴块、座椅纵向驱动申吴块、驾驶员体重检测申吴块、头枕调节申吴块、座椅锁定申吴块；
[0007]所述座椅自动调节按钮耦接于主控模块，用于向主控模块发送启动信息;所述驾驶员就坐到位检测模块耦接于主控模块，用于向主控模块反馈舱内驾驶员就坐到位信息； 所述驾驶员面部位置检测模块耦接于主控模块，所述主控模块依据启动信息和驾驶员就坐到位信息调节驾驶员面部位置检测模块的位置使其指向驾驶员面部，所述驾驶员面部位置检测模块向主控模块反馈驾驶员面部的空间位置信息；
[0008]所述座椅横向驱动模块、座椅纵向驱动模块均耦接于主控模块，所述主控模块依据驾驶员面部的空间位置信息、及预设于主控模块内的汽车后视镜、前挡风玻璃的大小和位置信息控制座椅横向驱动模块、座椅纵向驱动模块驱动座椅横向、纵向移动；
[0009]所述驾驶员体重检测模块、头枕调节模块均耦接于主控模块，所述驾驶员体重检测模块向主控模块反馈驾驶员的体重信息，所述主控模块依据驾驶员的体重信息控制头枕调节模块调节头枕的位置；[〇〇1〇]所述座椅锁定模块耦接于主控模块，用于锁定座椅的位置。[〇〇11]优选的，还包括设于舱内顶部的顶部红外测距传感器、设于方向盘下方的膝部红外测距传感器，所述顶部红外测距传感器、膝部红外测距传感器均耦接于主控模块，向主控模块反馈座椅调节过程中驾驶员头部与膝部的空间信息。
[0012]优选的，还包括耦接于主控模块的方向盘调节器，用于调节方向盘的位置。
[0013]优选的，所述主控模块为DSP。
[0014]优选的，驾驶员就坐到位检测模块包括设于座椅椅背的背部压敏元件、设于头枕的头枕压敏元件和设于踏板的踏板压敏元件;所述背部压敏元件、头枕压敏元件和踏板压敏元件均耦接于主控模块。
[0015]优选的，所述驾驶员面部位置检测模块包括P丽调制电路、光耦隔离电路、步进电机控制器、步进电机、减速齿轮组和激光测距仪；
[0016]所述步进电机控制器依次通过光耦隔离电路、PWM调制电路耦接于主控模块，所述激光测距仪通过步进电机、减速齿轮组调节位置。[〇〇17]优选的，所述座椅横向驱动模块为设于座椅底部的座椅平移电机，所述座椅纵向驱动模块为设于座椅底部的调节千斤顶。
[0018]优选的，驾驶员体重检测模块为设于座椅椅面上的体重压力传感器。
[0019]优选的，所述头枕调节模块为设于头枕处的头枕高度、角度调节器。
[0020]通过采取上述技术方案，当驾驶员进入驾驶舱后，按下座椅自动调节按钮，系统的头部、胯部(背部)、踏板压敏元件检测到驾驶员已经按规定方式就坐，启动顶部红外测距装置检测驾驶员头部距离驾驶舱顶部的距离，并将信息传回主控芯片，主控芯片生成PWM脉冲，调整步进电机，带动与步进电机连接的齿轮组旋转，使激光测距仪指向驾驶员的头部， 通过对驾驶员的面部进行扫描和识别，从而得到驾驶员面部中心的精确空间位置，综合身高、面部中心位置，以及汽车后视镜、前挡风玻璃的的大小和位置，来计算出最良好的座椅位置，获得最佳的视野范围；再综合驾驶员体重信息，选择座椅最有利与健康的倾斜角度和头枕的高度。膝部红外测距传感器和顶部红外测距传感器用来监测座椅调节过程中，调节完毕后头部、腿部具有合理活动空间。最后通过驱动控制器来实现座椅、方向盘的自动调节，以期达到与驾驶员的最优配合。当调节完成后，给与座椅位置自锁电路控制信号，锁定座椅。至此完成调节过程。【附图说明】
[0021]图1是一个实施例中主动式座椅调节系统的框图；
[0022]图2是一个实施例中主动式座椅调节器的示意图；[〇〇23]图3是一个实施例中驾驶员面部位置检测模块的结构图。【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。[〇〇25]参照图1，在一个实施例中，一种基于视野范围的主动式座椅调节系统，包括DSP 2812系统主电路、光耦隔离电路、步进电机控制电路、模拟信号调理电路、数字信号滤波放大电路、座椅位置自锁电路。其中，DSP 2812主控器EVA口连接至光耦合隔离电路，光耦合隔离电路连接至步进电机电机控制器，步进电机控制器连接至步进电机。DSP 2812EVB 口连接至座椅调节控制器、方向盘调节控制器，之后两者在连接至座椅平移电机、座椅垂直调节千斤顶、调角电机、头枕高度调节电机、方向盘调节器。激光测距检测调理电路、红外测距检测调理电路通过数字I/O口连接至主控器DSP 2812。各种压敏元件、压力传感器、位置传感器通过模拟信号调理电路连接至DSP 2812的ADCINT口。座椅位置自锁电路连接至主控制器DSP 2812、驱动电路、座椅锁定器。
[0026]参照图2,在一个实施例中，一种基于视野范围的主动式座椅调节器，设于汽车驾驶舱内，包括设于舱内的座椅自动调节按钮(图中未示出)、DSP 2812、由背部压敏元件、头枕压敏元件、踏板压敏元件的驾驶员就坐到位检测模块、由步进电机控制器、步进电机、减速齿轮组和激光测距仪构成的驾驶员面部位置检测模块、座椅平移电机、调节千斤顶、体重压力传感器、头枕高度、角度调节器、顶部红外测距传感器、膝部红外测距传感器、座椅锁定丰旲块。
[0027]第一步，当驾驶员坐进驾驶座椅后，头部、背部、油门踏板的压敏元件将感应信号送到DSP 2812，DSP 2812判断驾驶员是否按标准方式做好;座椅跨部传感器将驾驶员的体重信号送到DSP 2812ADCINT模数转换引脚;顶部红外传感器将驾驶员的大致身高信息转化为数字量传回I/O口。第二步，根据第一步得到的信息，DSP 2812的EVA口输出P丽信号用来驱动步进电机的旋转，带动激光测距仪扫描驾驶员面部，进行面部识别和测量，并将信号送回DSP 2812的I/O口，DSP 2812对数据进行分析得出面部中心点位置，通过公式计算出座椅的空间位置信息。第三部，EVB 口生成HVM波来依次驱动座椅平移电机、座椅垂直千斤顶、座椅调节电机、座椅头枕电机、方向盘调节器来完成调节。
[0028]参照图3，在一个实施例中，激光扫描仪通过齿轮组与步进电机相接，本本实施例中优选为两相步进电机，DSP 2812有4个通用定时器，4个通用定时器分别产生4路独立的 PWM波形，选用其中1路T1PWM通过光耦隔离电路连接至步进电机控制器，利用步进电机控制器来驱动步进电机的工作。步进电机带动齿轮组旋转，通过减速齿轮组的作用，激光扫描仪的旋转分辨率增加，使得测量更加精确。通过计数步进电机获得的正负脉冲个数，即可求取激光扫描仪相对于初始化位置的仰角变化量a。激光扫描仪在电机步进的同时，测取与驾驶员面部之间的距离L。利用扫描仪的仰角变化量a和单个步进距离时测取的L，计算并绘制出一个驾驶员的面部点阵图，利用算法，求得驾驶员面部中心的空间坐标A(a，b，c)，其中算法可参照现有的算法。[〇〇29]在一个实施例中，胯部的压力传感器和顶部的红外测距元件连接至滤波放大电路，在通过I/O口实现与DSP 2812的连接，来测量驾驶员的体重信息t和身高信息h。
[0030]在一个实施例中，利用测量求取的体重t、身高h和面部空间坐标A(a，b，c)信息计算出，驾驶员座椅的最佳空间位置，从而得到最佳的驾驶视野，并根据人体工程学的原理调节座椅倾斜角度，从而得到最佳的驾驶坐姿，避免错误坐姿带来的慢性疾病。利用DSP 2812 来控制座椅的平移电机、调角电机、垂直调节千斤顶、头部靠枕伸缩调节电机、方向盘调节器。同时将位置传感器、膝部红外测距仪和顶部红外测距的测量信息传回主控芯片DSP 2812，监测调整是不是合理，保证腿部，头部的合理活动空间。
[0031]本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
【主权项】
1.一种基于视野范围的主动式座椅调节器，设于汽车驾驶舱内，其特征在于，包括设于 舱内的座椅自动调节按钮、主控模块、驾驶员就坐到位检测模块、驾驶员面部位置检测模 块、座椅横向驱动模块、座椅纵向驱动模块、驾驶员体重检测模块、头枕调节模块、座椅锁定 丰旲块；所述座椅自动调节按钮耦接于主控模块，用于向主控模块发送启动信息；所述驾驶员 就坐到位检测模块耦接于主控模块，用于向主控模块反馈舱内驾驶员就坐到位信息;所述 驾驶员面部位置检测模块耦接于主控模块，所述主控模块依据启动信息和驾驶员就坐到位 信息调节驾驶员面部位置检测模块的位置使其指向驾驶员面部，所述驾驶员面部位置检测 模块向主控模块反馈驾驶员面部的空间位置信息；所述座椅横向驱动模块、座椅纵向驱动模块均耦接于主控模块，所述主控模块依据驾 驶员面部的空间位置信息、及预设于主控模块内的汽车后视镜、前挡风玻璃的大小和位置 信息控制座椅横向驱动模块、座椅纵向驱动模块驱动座椅横向、纵向移动；所述驾驶员体重检测模块、头枕调节模块均耦接于主控模块，所述驾驶员体重检测模 块向主控模块反馈驾驶员的体重信息，所述主控模块依据驾驶员的体重信息控制头枕调节 模块调节头枕的位置；所述座椅锁定模块耦接于主控模块，用于锁定座椅的位置。2.根据权利要求1所述的基于视野范围的主动式座椅调节器，其特征在于，还包括设于 舱内顶部的顶部红外测距传感器、设于方向盘下方的膝部红外测距传感器，所述顶部红外 测距传感器、膝部红外测距传感器均耦接于主控模块，向主控模块反馈座椅调节过程中驾 驶员头部与膝部的空间信息。3.根据权利要求1所述的基于视野范围的主动式座椅调节器，其特征在于，还包括耦接 于主控模块的方向盘调节器，用于调节方向盘的位置。4.根据权利要求1所述的基于视野范围的主动式座椅调节器，其特征在于，所述主控模 块为DSP。5.根据权利要求1所述的基于视野范围的主动式座椅调节器，其特征在于，驾驶员就坐 到位检测模块包括设于座椅椅背的背部压敏元件、设于头枕的头枕压敏元件和设于踏板的 踏板压敏元件;所述背部压敏元件、头枕压敏元件和踏板压敏元件均耦接于主控模块。6.根据权利要求1所述的基于视野范围的主动式座椅调节器，其特征在于，所述驾驶员 面部位置检测模块包括PWM调制电路、光耦隔离电路、步进电机控制器、步进电机、减速齿轮 组和激光测距仪；所述步进电机控制器依次通过光耦隔离电路、PWM调制电路耦接于主控模块，所述激光 测距仪通过步进电机、减速齿轮组调节位置。7.根据权利要求1所述的基于视野范围的主动式座椅调节器，其特征在于，所述座椅横 向驱动模块为设于座椅底部的座椅平移电机，所述座椅纵向驱动模块为设于座椅底部的调 节千斤顶。8.根据权利要求1所述的基于视野范围的主动式座椅调节器，其特征在于，驾驶员体重 检测模块为设于座椅椅面上的体重压力传感器。9.根据权利要求1所述的基于视野范围的主动式座椅调节器，其特征在于，所述头枕调 节模块为设于头枕处的头枕高度、角度调节器。
【文档编号】B60N2/04GK205589021SQ201620459501
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】周美兰, 李松, 严文淼, 吴磊磊, 张小明
【申请人】哈尔滨理工大学