[发明专利]一种带有触觉感知的智能人机交互方向盘装置和应用方法

摘要

本发明公开了一种带有触觉感知的智能人机交互方向盘装置，包括方向盘装置、ECU和柔性感知层；其中，所述柔性感知层套设安装在所述方向盘装置的方向盘上，所述方向盘装置和所述柔性感知层分别与所述ECU电性连接；本发明在传统方向盘的基础上添加柔性感知层，采集驾驶者的触感信息，通过触觉结合听觉和视觉的方式将信息传递给驾驶员，为驾驶员提供兼顾智能化，效率化和安全化的驾驶辅助，对安全驾驶和交通安全有着十分重大的意义。

主权项

1.一种带有触觉感知的智能人机交互方向盘装置，其特征在于，包括方向盘装置、ECU和柔性感知层；其中，所述柔性感知层安装在所述方向盘装置上，所述方向盘装置和所述柔性感知层分别与所述ECU电性连接；所述方向盘装置包括方向盘、联轴器、转矩传感器和转角传感器、反馈电机和电池盒；其中，所述电池盒与所述方向盘固定连接；所述联轴器和所述反馈电机的主动轴固定连接，所述联轴器和所述方向盘分别与传动轴两端进行连接；所述转矩传感器和所述转角传感器安装在所述传动轴中部，与所述ECU电性连接；所述反馈电机通过支撑装置与车架固定，与所述ECU电性连接；所述柔性感知层包括柔性基底、凸起层和触觉传感器；其中，所述柔性基底设置多个触觉传感器安装槽，所述凸起层密封固定在所述柔性基底上端面，且与所述触觉传感器安装槽构成密闭腔体；所述触觉传感器安装槽底部粘接固定所述触觉传感器，多个所述触觉传感器构成触觉传感器阵列；所述凸起层受力后，作用于所述触觉传感器阵列和所述柔性基底，所述触觉传感器阵列中受力的所述触觉传感器将压力信号传输到所述ECU，所述ECU将信号处理得到握力分布信息；所述触觉传感器包括保护层、上电路板、上电极板、介质层、下电极板、下电路板和电极导线；其中，所述保护层与所述下电路板构成容纳腔体；所述上电路板、所述上电极板、所述介质层和所述下电极板均位于所述容纳腔体内；所述介质层上下端面对应设置所述上电极板与所述下电极板，所述上电极板和所述下电极板对应的设置在所述上电路板和所述下电路板上，并且所述上电极板和所述下电极板连接所述电极导线，引出至容纳腔体外；所述触觉传感器为电容传感器，依据电容计算公式C＝εS/d检测所述柔性感知层的受力变化；当最外层所述凸起层受外力，所述保护层所受法向力压迫所述上电路板和所述介质层，所述介质层采用PDMS材质，表面带有凹槽微结构和弹性特质，所述上电极板与所述下电极板受压迫靠近，极距d降低，则电容增大，引起电信号变化；所述保护层所受切向力会推动所述上电极板相对所述下电极板水平方向移动，减小所述上电极板与所述下电极板正对面积S，则电容减小，引起电信号变化；所述柔性感知层产生的电信号经调制解调传输到所述ECU进行处理，得到触觉信号。