ПЕРЧАТКА С ДАТЧИКАМИ ДАВЛЕНИЯ

Устройство относится к способам или устройствам для измерения сил, например удара, работы, механической мощности или вращающего момента, предназначенные для специальных целей (G01L 5/00), в частности для измерения усилия, приложенного к органам управления, например транспортных средств (G01L 5/22). Результаты измерений, полученные устройством, могут быть использованы в научных исследованиях в области эргономики и разработки методологии влияния дорожных условий на поведение водителей с целью повышения безопасности дорожного движения.
Предлагается устройство для получения цифровых данных о степени давления рук водителя на рулевое колесо транспортного средства в виде перчатки с датчиками давления.
Известны устройства для измерения усилия, приложенного к органам управления. Устройство для измерения усилия, приложенного к ручке управления летательного аппарата (Авторское свидетельство СССР №993061, G01L 5/22, 30.01.1983) содержит ручной привод и криволинейный монорельс с зубчатой рейкой, связанной с приводом и записывающим устройством, а монорельс выполнен так, что форма кривой его средней линии соответствует заданной траектории движения ручки. Однако такое устройство не позволяет определить силу давления рук водителя на органы управления безрельсового транспортного средства.
Известно другое устройство для измерения усилия на рычаге ручного управления летательного аппарата (Авторское свидетельство СССР SU 1605723 А1, 20.12.2000), содержащее качалку, соединенную с датчиком усилия и механизмом перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, качалка выполнена в виде подвижной части и неподвижного основания, шарнирно соединенных между собой, а датчик усилия жестко соединен с подвижной частью качалки, ось вращения которой совмещена с осью вращения рычага ручного управления. Однако и такое устройство не позволяет получить данные о величине давления рук водителя на рулевое колесо транспортного средства.
Известны устройства, позволяющие получать информацию о наличии давления на рулевое колесо автомобильного средства. Так, интеллектуальная перчатка для водителя транспорта, препятствующая дремоте за рулем, позволяет оперативно учитывать психофизиологическое состояние водителя, моторики его действий при управлении транспортом (RU 2466794 С1, опубликовано 10.07.2012). Предложена интеллектуальная перчатка для водителя транспорта, препятствующая дремоте за рулем, содержащая размещенные в корпусе микроконтроллер, связанные с ним орган управления, звуковой сигнализатор и аккумуляторная батарея источника питания, оболочку перчатки из тканого материала с тыльной и пальцево-ладонной стенками, датчик электродермальной активности, имеющий электроды, установленные на внутренней поверхности пальцево-ладонной стенки оболочки с возможностью гальванической связи с кожным покровом руки водителя и подключенные к сигнальным входам микроконтроллера, управляющий выход которого подключен к звуковому сигнализатору, отличающаяся тем, что дополнительно содержит связанный с микроконтроллером датчик освещенности, микрофон шумовой обстановки, трехкоординатный акселерометр, сигнальный RGB-светодиод, блок памяти, USB-порт для подключения к зарядному устройству или персональному компьютеру, звуковой сигнализатор содержит генератор звуковой информации с динамиком, тактильный вибрационный сигнализатор, орган управления включает кнопку подтверждения бдительности, сенсорный регулятор индивидуальной чувствительности, сенсорный регулятор громкости звуковой информации динамика, при этом тактильный вибрационный сигнализатор выполнен в виде вибромотора и прикреплен к внутренней поверхности пальцево-ладонной стенки оболочки с возможностью контакта с боковой поверхностью основной фаланги второго пальца со стороны первого межпальцевого промежутка, а кнопка подтверждения бдительности прикреплена на той же боковой поверхности со стороны средней фаланги второго пальца дистальнее вибрационного сигнализатора с возможностью нажатия кнопки первым пальцем той же руки.
Однако указанное устройство не позволяет определять величину давления рук водителя на рулевое колесо.
Известна перчатка виртуальной реальности (RU 176660 U1, опубликовано 24.01.2018), в качестве датчиков использованы сенсоры IMU, расположенные с тыльной стороны ладони, содержащие акселерометр, магнетометр, гироскоп, при этом сенсоры IMU расположены на предпоследних фалангах всех пальцев, причем один сенсор дополнительно расположен у основания большого пальца и еще один сенсор расположен на уровне запястья; причем со стороны ладони дополнительно на последних фалангах всех пальцев перчатки установлены с подключением к микропроцессору тактильные элементы, выполненные с возможностью передачи ощущений тепла и холода.
Указанное устройство не позволяет измерять величину давления рук на испытуемый объект.
Решение поставленной задачи возможно, вмонтировав известные датчики давления в перчатку (интернет ресурс http://www.metronic.ru/). Однако известные датчики имеют значительные размеры, препятствующие установке на ладонной, тыльной части и в межпальцевом пространстве перчаток в значительных количествах.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является ТАКТИЛЬНЫЕ ДАТЧИКИ И МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКТИЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ, US 20180243924, опубликовано 08.09.2016 (прототип).
Описан тактильный датчик, содержащий эластомерную мембрану, имеющую канал, образованный в нем, жидкость проводящий материал, расположенный в канале, и электроды, электрически соединенные с жидким электропроводным материалом, достаточным для формирования растягивающегося электронного тактильного датчика, в котором растягивающийся электронный тактильный датчик может быть растянут более чем на 50% по меньшей мере в двух осевых направлениях от состояния покоя к состоянию растяжения. Описаны методика изготовления тактильных датчиков, включающий получение формы для закрепления множества нитей в параллельной первой плоскости и второй плоскости; литье материала в формы; застывания отверждаемого материала для формирования мембраны; извлечение множества нитей из мембраны в виде микрофлюидных каналов в мембране; и образование мембраны посредством введения токопроводящей жидкости в микрофлюидные каналы мембраны.
Однако указанный прототип позволяет в большей части измерять деформацию поверхности, созданную некоторым множеством тактильных датчиков, нежели величину давления, прилагаемую к системе тактильных датчиков. Кроме того, предлагаемый метод весьма сложен для технологического исполнения.
Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемое устройство в виде перчатки с встроенными датчиками давления (Фиг. 1).
Предлагаемое устройство состоит из перчатки (1, Фиг. 1), на поверхности расположены датчики давления (2, Фиг. 1). Датчики давления (Фиг. 2) состоят из эластичной водостойкой капсулы (3, Фиг. 2), заполненной токопроводящей жидкостью (4, Фиг. 2), причем на противоположных сторонах капсулы размещены гибкие электроды (5, Фиг. 2). К электродам прикреплены электрические проводники (6, Фиг. 2).
Цель полезной модели - упрощение конструкции датчика давления.
Устройство работает следующим образом. При обхвате руками водителя рабочего органа транспортного средства, в частности, обода рулевого колеса в предлагаемой перчатке, в местах соприкосновения поверхности перчатки с рабочим органом в соответствующих датчиках давления (Фиг. 2), изменяется расстояние между электродами (5, Фиг. 2). К электрическим проводникам (6, Фиг. 2) подводят переменный электрический ток высокого напряжения. В результате изменяется электрическое сопротивление токопроводящей жидкости в датчике давления, по величине такого изменения определяют величину давления рук водителя на органы управления транспортного средства.