一种智能汽车方向盘制造技术

一种新型智能汽车方向盘，所述新型智能汽车方向盘包括构成方向盘本体的金属骨架、微元胞填充层和外表面蒙皮，酒精气体传感器，电阻应变片，转向轴连接配合杆，安全气囊，左侧多功能开关，右侧多功能开关，辐条多功能开关，控制器，状态提示灯和线束若干；所述微元胞填充层设置在方向盘本体内部；所述酒精气体传感器，电阻应变片和控制器设置在方向盘本体中的微元胞填充层内部，左侧多功能开关和右侧多功能开关套装在方向盘本体的左右两侧，辐条多功能开关设置在方向盘本体辐条的上面，状态提示灯设置在方向盘本体的外表面。该方向盘在获得执行可靠性和准确性的同时，操作快捷、简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车领域，具体的说涉及一种新型智能汽车方向盘。
技术介绍
随着汽车行业的不断发展，汽车已经成为人们日常生活不可或缺的重要交通工具。而随着汽车的普及，人们对汽车性能的要求也越来越高，在获得良好动力性和经济性的同时，还要求具备功能集成化程度高，操作方便快捷的新型多功能汽车方向盘。在现实生活中，汽车的部分控制装置的执行元件为杆系结构，其结构复杂，并且，外壳结构因为要根据手形制作以满足舒适性，所以外壳制造工艺繁琐，加工成本和模具成本比较高；另一方面在突发状况或心不在焉时很容易误操作。如果将这些杆系控制装置与方向盘做成一个整体，并设有提醒装置和防误操作装置，将有助于改善控制的准确性，及时性和快捷性，同时大大提高了方向盘的功能效率。此外，这些杆系控制装置不仅要在经常受到不同频率和大小的力的使用下能保持好原来的形状，同时，还要根据人体的手形制作在一定限度内保证舒服程度，也要具有一定的强度和弹性，防止结构破坏，影响指令的准确性和及时性。最重要的一点，随着汽车的大量增加，每年都会有成千上万的交通事故发生，而这些交通事故中有很大一部分来源于驾驶员的疲劳驾驶与醉酒驾驶，如果将方向盘的盘缘内部做成微元胞结构，通过检测微元胞的结构形变来反馈信号，判断并提醒驾驶员的行驶状态，将会有效避免这类交通事故的发生，保护驾驶员与行人的安全。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种新型智能汽车方向盘，该方向盘在获得执行可靠性和准确性的同时，且操作快捷简单，利用提醒装置与防误操作装置，让驾驶员可以安全驾驶；同时为了满足外圈骨架的强度、刚度要求，保证良好的握感，同时便于检测疲劳驾驶，该方向盘的盘缘内部做成微元胞填充结构。本专利技术的目的是这样实现的，该型智能汽车方向盘包括构成方向盘本体的金属骨架、微元胞填充层和外表面蒙皮，酒精气体传感器，电阻应变片，转向轴连接配合杆，安全气囊，左侧多功能开关，右侧多功能开关，辐条多功能开关，控制器，状态提示灯和线束若干；所述微元胞填充层设置在方向盘本体内部，微元胞填充层由呈密度梯度分布的一系列微元胞排列构成，所述微元胞为负泊松比微元胞；所述酒精气体传感器，电阻应变片和控制器设置在方向盘本体中的微元胞填充层内部，左侧多功能开关和右侧多功能开关套装在方向盘本体的左右两侧，辐条多功能开关设置在方向盘本体辐条的上面，状态提示灯设置在方向盘本体的外表面。所述控制器包括：用于处理各模块之间的关系并向各模块发出相应指令的MCU微控制器；用于采集开关信号的开关信号采集模块；用于供电的电源模块；用于驱动点亮OLED小灯的OLED灯驱动模块；用于连接汽车蓝牙装置并收发信号的蓝牙模块；用于检测驾驶员酒驾情况的酒精传感器模块、用于检测驾驶员疲劳驾驶情况的电阻应变片处理模块，用于采集模拟信号的模拟信号采集模块，本专利技术具有以下优点和积极效果：1.本专利技术通过设计一种新型的具有微元胞密度梯度分布的智能方向盘，具有较高的强度和刚度，一方面可以在不同大小和频率的力下很好地保持方向盘本体形状，另一方面可以保证良好的触感。2.本专利技术通过检测微元胞的结构形变来反馈信号，判断并提醒驾驶员的行驶状态，当驾驶员疲劳驾驶时，施加给方向盘的力的大小和形式将会产生大致五种变化，即应力过大，应力过小，单手离开，双手离开，应变区域过多，其中单手离开和双手离开由布置在车上的位置传感器检测，应变区域过多是指两只手臂压在方向盘上，具体表现为受力的应变片增多，应力过大是指一只手臂横放在方向盘上，具体表现为受力的应变片应变增大，应力过小是指双手仍正常握着方向盘，但是由于疲劳，握力小于限定值，具体表现为应变片应变减小。这五种情况都会触发警报，即车里的喇叭响，提醒驾驶员要做适当休息。当驾驶员醉酒驾驶时，酒精气体传感器经过吸收驾驶员呼出的气体，由酒精传感器模块进行处理检测酒精浓度，再由MCU判断是否属于酒驾范围，进而通过蓝牙通道传至ECU和BCM发出相应动作，若汽车未启动，则不让汽车启动，若发动机启动了但是没有车速，则不让其驱动，若发动机启动了而且有车速，则限速，打双闪。3.本专利技术所述的智能方向盘多功能开关装置的滚轮结构，可以通过滚轮的左右滑动，实现档位的转换，同时有文字和图像对档位信息进行补充说明，并且设有状态提示灯，用来显示和提醒各档位的工作状态。4.本专利技术为了方便驾驶员对档位工作状态进行实时观察，设计了一种状态指示灯，其位于方向盘本体外表面，具体定位在方向盘摆正位置时的上半圈，共十二个状态指示灯，对称分布于两侧，左侧状态指示依次为左转向灯、右转向灯、远光灯、近光灯、雾灯，前窗喷水，右侧依次为，前窗雨刷，后窗喷水，后窗雨刷，前窗预热，后窗预热，车窗升降，相应功能的指示灯上刻有表达该功能的文字或图像，状态指示灯的触发效果为当多功能开关模块旋转至相应命令档位时，状态指示灯进入闪烁状态，当功能已经执行时，状态指示灯进入常亮状态，并且由于前窗喷水，前窗雨刷，后窗喷水，后窗雨刷，前窗预热，后窗预热存在调节问题，所以其状态灯有渐变趋势，如预热温度越高，其状态指示灯越红。5.本专利技术所述的智能方向盘多功能开关装置的实现效果由状态提示灯进行指示并提醒，而且设置有工作位置，便于防止误操作。6.本专利技术为了使滚轮的滚动流畅，滚动滚轮时手感良好，实时准确地进行档位转换，方向盘本体外边面蒙皮与档位按钮均采用塑料或复合材料制成，中间滚轮是由橡胶材料制成；本专利技术为了便于驾驶员观察与操作，在各档位上表面刻有相应的图像或文字，清晰易懂。7.本专利技术为了保证驾驶员的交通安全，设置了检测酒驾的酒精气体传感器和感受疲劳驾驶的电阻应变片。酒精气体传感器经过吸收驾驶员呼出的气体，由酒精传感器模块进行处理检测酒精浓度，再由MCU判断是否属于酒驾范围，进而通过蓝牙通道传至ECU和BCM发出相应动作，若汽车未启动，则不让汽车启动，若发动机启动了但是没有车速，则不让其驱动，若发动机启动了而且有车速，则限速，打双闪。电阻应变片则是通过巡检电路的巡检，传至信号处理电路处理，再由MCU做出疲劳判断，通过蓝牙通道传至BCM，利用喇叭对驾驶员进行提醒。8.本专利技术新型智能汽车方向盘可以实时显示当前汽车车灯，档位，雨刷，暖风的工作状态，并且以文字或图像的形式直观表达，此外，设置工作位置、先旋后推或拉的操作方式以防误操作，并利用外表面蒙皮内部微结构的结构形变检测疲劳驾驶等不安全现象，同时该装置结构简单可靠，重量较轻，既具有舒服的触感，进一步推广其在用户中的应用。附图说明：图1为本专利技术的正视图。图2为本专利技术图1的俯视图。图3为本专利技术图2的局部剖视图。图4为本专利技术的信号响应机制的流程图。图5为本专利技术左转向灯档实现功能的流程图。图6为本专利技术右转向灯档实现功能的流程图。图7为本专利技术近光灯档实现功能的流程图。图8为本专利技术远光灯档实现功能的流程图。图9为本专利技术雾光档实现功能的流程图。图10为本专利技术组合档实现功能的流程图。图11为本专利技术车窗升降实现功能的流程图。图12为本专利技术车窗预热实现功能的流程图。图13为本专利技术雨刷和喷水实现功能的流程图。图14为本专利技术检测的不安全行驶项目。图15为本专利技术疲劳驾驶的检测方式。图16为本专利技术检测疲劳驾驶实现功能的流程图。图17为本专利技术检测醉酒驾驶实现功能的流程图。图18为本专利技术蓝牙模块实现功能的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型智能汽车方向盘，其特征在于：所述新型智能汽车方向盘包括构成方向盘本体的金属骨架(1)、微元胞填充层(2)和外表面蒙皮(3)，酒精气体传感器(4)，电阻应变片(5)，转向轴连接配合杆(6)，安全气囊(7)，左侧多功能开关(8)，右侧多功能开关(9)，辐条多功能开关(10)，控制器(11)，状态提示灯(12)和线束若干；所述微元胞填充层(2)设置在方向盘本体内部，微元胞填充层(2)由呈密度梯度分布的一系列微元胞排列构成，所述微元胞为负泊松比微元胞；所述酒精气体传感器(4)，电阻应变片(5)和控制器(11)设置在方向盘本体中的微元胞填充层(2)内部，左侧多功能开关(8)和右侧多功能开关(9)套装在方向盘本体的左右两侧，辐条多功能开关(10)设置在方向盘本体辐条(13)的上面，状态提示灯(12)设置在方向盘本体的外表面。

【技术特征摘要】
2016.07.25 CN 20162078712241.一种新型智能汽车方向盘，其特征在于：所述新型智能汽车方向盘包括构成方向盘本体的金属骨架(1)、微元胞填充层(2)和外表面蒙皮(3)，酒精气体传感器(4)，电阻应变片(5)，转向轴连接配合杆(6)，安全气囊(7)，左侧多功能开关(8)，右侧多功能开关(9)，辐条多功能开关(10)，控制器(11)，状态提示灯(12)和线束若干；所述微元胞填充层(2)设置在方向盘本体内部，微元胞填充层(2)由呈密度梯度分布的一系列微元胞排列构成，所述微元胞为负泊松比微元胞；所述酒精气体传感器(4)，电阻应变片(5)和控制器(11)设置在方向盘本体中的微元胞填充层(2)内部，左侧多功能开关(8)和右侧多功能开关(9)套装在方向盘本体的左右两侧，辐条多功能开关(10)设置在方向盘本体辐条(13)的上面，状态提示灯(12)设置在方向盘本体的外表面。2.根据权利要求1所述的一种新型智能汽车方向盘，其特征在于：所述控制器(11)包括：用于处理各模块之间的关系并向各模块发出相应指令的MCU微控制器(11-1)；用于采集开关信号的开关信号采集模块(11-2)；用于供电的电源模块(11-3)；用于驱动点亮OLED小灯的OLED灯驱动模块(11-4)；用于连接汽车蓝牙装置并收发信号的蓝牙模块(11-5)；用于检测驾驶员酒驾情况的酒精传感器模块(11-6)、用于检测驾驶员疲劳驾驶情况的电阻应变片处理模块(11-7)，用于采集模拟信号的模拟信号采集模块(11-8)；其中：开关信号采集模块(11-2)包括开关信号采集电路，电源模块(11-3)包括供电电路，通过线束连接到汽车低压供电系统，OLED灯驱动模块(11-4)包括OLED灯驱动电路，酒精传感器模块(11-6)包括供电电路和传感器信号处理电路，将处理过的信号传至MCU的AD接口，电阻应变片处理模块(11-7)包括信号巡检电路和信号处理电路，巡检电路是巡检二十四个电阻应变片的，然后由信号处理电路处理，将处理过的信号传至MCU的AD接口，模拟信号采集模块(11-8)包括供电电路和信号滤波电路，将经过滤波的电压值传至MCU的AD接口。3.根据权利要求1所述的一种新型智能汽车方向盘，其特征在于：所述酒精气体传感器(4)安装在方向盘摆正时方向盘中间轴线与盘缘的下方交点处，用于检测驾驶员酒驾；所述电阻应变片(5)布置于方向盘外表面圆周四个45°的方向上，沿盘缘共布置二十四个，每16mm布置一个，用于检测驾驶员疲劳驾驶。4.根据权利要求1所述的一种新型智能汽车方向盘，其特征在于：所述左侧多功能开关(8)的执行元件是一环形橡胶滚轮，其套装于方向盘本体左侧偏上部位，可360°旋转，其执行动作为先绕其自身轴线将相应功能键旋至工作位置，再向前推或者向后拉即触发功能，其上分布有三个档位，呈长方体状，其中转向灯挡位于档位结构正中间，处于工作位置，向上推为左转向灯挡，向下拉为右转向灯挡，往左滚动为近光远光档，向上推为近光挡，向下拉为远光挡，往右滚动依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：马芳武，赵颖，张鹏，梁鸿宇，吴量，张斌，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22