[其他]防瞌睡安全装置

说明书

本发明是供需要注意监视环境或机器仪表的人员，如发电站控制台或雷达值班人员，特别是各种车辆、飞机、船舶的驾驶员使用的防止工作中疲倦瞌睡的安全保护装置。

在《铁路合作组织通讯》杂志一九七八年第三期第十二页所公开的那一类安全装置中，使用可见光小灯泡作信号源，信号接收部分易受各种外界可见光和电磁干扰而产生误动作，依靠双眼两套取样装置同时取样才能避免外界可见光单侧干扰，而对于从输入端侵入的外界电磁干扰仍不能排除，还增加了眼镜的重量和结构的复杂。并且该装置灵敏度低，对眼睫毛运动不能取样，只能摄取眼皮遮断光线的信号。光源灯泡的白炽光和发热对人的眼睛也带来不适，干扰人的视觉，同时能量消耗也大。

本发明的任务是针对上述安全装置的缺陷，设计一种灵敏度高、工作可靠、不受外界干扰、信号能量低、结构简单并且对人的眼睛无害的防瞌睡安全装置。

本发明采用调制光脉冲驱动近红外发光元件作为不可见光信号发射源，接收的眼皮动作信号经解调电路筛选滤掉干扰信号，从而用单套取样装置摄取单眼动作信号即可，并且提高了信号传感灵敏度。在信号分析部分并列设置两套时间参量电路，可以分别调定计量瞌睡和呆滞两种信号时间。另外在眼镜框架上设有信号元件支架和鼻夹位置的调整装置，可以根据不同人的眼鼻位置进行调节并定位。

用下面的实施例结合附图对发明特征作进一步说明。

图1    为防瞌睡安全装置方框图。

图2    为眼睛框架结构示意图。

其中图1电路方框（Ⅰ）内的部分是安装在眼镜上的眨眼信号取样电路。信号发射元件（1）采用近红外发光二极管，用硅光敏三极管作信号接收器（2）。如图2所示，用一对信号发射与接收元件（1）和（2）固定在支架（9）上，使元件（1）和（2）分别位于一只眼睛的左右两侧，相互对置，使信号发射接收光路同眼皮的运动相交叉，利用眨眼时红外光束的接收或阻断摄取眼皮动作信号。

图1中方框（Ⅱ）部分是信号分析电路，由脉冲振荡源（6）、筛选解调电路（3）、时间参量开关（4）、（5）等部分组成。

图中（6）为脉冲振荡源，是由集成块组成的简单的施密特振荡器，其振荡频率为10μs，幅度为10V，经整形之后输出频率为10ms、幅度10V、脉冲宽度20μs的脉冲信号。经过放大后的脉冲信号控制红外发光元件（1）工作，发出频率为10ms、幅度10V、脉宽20μs的不可见调制脉冲光。

由信号发射元件（1）发出的不可见脉冲光，经摄取眼皮动作信号后被光敏元件（2）接收，经放大后与振荡源（6）发出的另一路调制脉冲信号同时输入筛选解调电路（3），经对比选择将侵入接收元件（2）的一切非调制脉冲信号－包括来自外界的各种频普的可见光和其他电磁干扰完全滤掉。采用这种筛选解调电路有效地保证了设备工作的可靠性，并且可以仅用单独一套信号取样装置，简化了眼镜的附加结构。

由于采用调制脉冲光技术，保证了信号具有高灵敏度的传感作用，对人的眼睫毛动作也可以清晰地摄取。在经常振动的工作场所，也可以保持信号摄取的灵敏度和一致性。同时还可以尽量减小发射信号的耗电功率，以至于在信号取样电路（1）和（2）之间用常规电表实际上计量不到电流，使得信号发射与接收元件（1）和（2）的容量和体积可以选择得很小。这进一步有利于眼镜结构的简化和重量的减轻，减小带眼镜人的不适感觉，同时保证信号光对人的面部和眼睛视觉不造成任何损害和干扰。

人在疲倦的时候除可能发生瞌睡－持续闭眼状态外，还可能表现为呆滞－睁眼而眼皮长时间无动作，这同样可能失去视觉反应。为了避免各种丧失视觉的危险，同时与正常的眨眼间隔时间相区别，本装置特别设置了两套时间参量开关电路（4）和（5），分别计量瞌睡和呆滞信号的时间，并与调定的时间参量进行比较。选择时间参量可以根据需要由几秒到两分钟内任意调整。其中控制瞌睡闭眼的信号时间参量，根据一般人正常的眨眼间隔时间可以调定得较短，比如不得超过5秒钟，另一套控制呆滞的信号时间参量可以根据不同人员的实际情况调定得稍长。

来自取样电路（Ⅰ）的眼皮动作脉冲信号经解调电路（3）筛选放大后转化为信号电平。正常的眨眼信号不断输入使得时间参量开关电路（4）和（5）中的电容上的信号电平不断放电，以不断清除和重新记录眨眼间隔时间。当闭眼信号时间超过调定的瞌睡时间参量，或者睁眼持续时间超过调定的呆滞时间参量，电路就自动发出报警控制信号或驱动安全执行电路。