一种物品固定系统和带有该系统的交通工具 |
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| 申请号 | CN201710032523.8 | 申请日 | 2017-01-16 | 公开(公告)号 | CN106853787A | 公开(公告)日 | 2017-06-16 |
| 申请人 | 驭势科技(北京)有限公司; | 发明人 | 张玉新; 姜岩; | ||||
| 摘要 | 本 申请 公开了一种物品固定系统和安装了该物品固定系统的交通工具，其特征在于，包括：执行系统，用于对物品施加固定 力 ；传感系统，用于检测执行 信号 ；以及控制系统，其基于所述传感系统检测到的执行信号，控制所述执行系统向物品施加与执行信号相应的固定力。该系统可以用于交通工具尤其是 汽车 中，能够提高传统车和无人驾驶车辆的安全性和车辆用户体验。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种物品固定系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种物品固定系统和带有该系统的交通工具技术领域[0001] 本申请属于车辆技术领域，具体地涉及一种物品固定系统和带有该系统的交通工具，该物品固定系统具体地可以为提高交通工具如车辆内部放置物体的夹持安全性的自动夹持系统。 背景技术[0002] 随着人们生活水平的不断提高，对汽车的安全、舒适和外形美观等方面的要求也在不断提高，而汽车内的辅助装具对汽车安全性和乘坐舒适性有着重要的影响，如副仪表板上用来放置杯子的杯托、用于导航的手机支架以及其他用于存放物体的容器装置等。 [0003] 现有技术中，一般车辆内的杯托只能放置固定尺寸的杯子，当尺寸不同于该杯子尺寸时，就不能有效将杯子平稳地放置于杯托内，使用环境较单一。还有些杯托可以适应不同尺寸的杯子，如中国专利(CN205737118U)公开了一种汽车杯托及具有其的副仪表板、车辆，该副仪表板中的汽车杯托可容纳不同尺寸的杯子，使得该汽车杯托的使用环境多样化。但是，当该杯托承载不同尺寸的杯子时，其松紧度不容易得到保障，在汽车行进过程中，尤其是急刹车、急转弯等情况下，极易导致杯子滑落，干扰司机注意力，进而造成安全隐患。汽车中用于导航的手机支架、行驶记录仪支架等同样存在该问题。 [0004] 无人驾驶汽车在提升驾驶安全性、效率以及改善人们现代化生活品质方面存在很大的潜在优势，因此受到了世界各国的相关研究机构和公司的极大关注。在自动驾驶时代，消费者追求的是“安全而舒适的空间”。在未来的无人驾驶汽车中，很有可能会设置圆桌、办公桌或其他用途的平台，其上会防止各种杯子或其他物品。在自动驾驶过程中，车内人的注意力不会关注到外界世界以及车辆即将进行的加减速、转弯等操作，因此更不会注意杯子等物品是否会滑落，这也在一定程度上导致无人驾驶汽车用户体验的下降。发明内容 [0005] 针对现有技术的不足，本申请提供一种物品固定系统以及使用这种物品固定系统的交通工具。 [0006] 本申请具体包含如下技术方案： [0007] 实施方式1.一种物品固定系统，其包括： [0008] 执行系统，用于对物品施加固定力； [0010] 控制系统，其基于所述传感系统检测到的执行信号，控制所述执行系统向物品施加与执行信号相应的固定力。 [0011] 实施方式2.根据实施方式1的物品固定系统，其中 [0013] 所述控制系统基于所述人体距离传感器检测到的所述距离，控制所述执行系统以不同的固定力来使物品固定，其中，当所述距离为第一距离时，控制系统控制执行系统以第一固定力使物品固定，当所述距离为第二距离时，控制系统控制执行系统施加小于第一固定力的第二固定力，其中所述第二距离小于所述第一距离。 [0014] 实施方式3.如实施方式1或2所述的物品固定系统，其中所述固定力为夹持力，所述执行系统为夹持装置；或者所述固定力为吸附力，所述执行系统为吸附装置。 [0015] 实施方式4.如实施方式1或2所述的物品固定系统，还包括：切换开关，其能够被操作以使控制系统切换为在不考虑所述传感系统的检测结果的情况下，执行如下操作中的一个或多个：以大于第一固定力的第三固定力使物品固定；以第二固定力使物品固定。 [0016] 实施方式5.如实施方式1或2所述的物品固定系统，其中所述传感系统包括加速度传感器，其中所述控制系统还配置为当加速度传感器感应到的加速度的绝对值大于1米/平方秒，例如大于2米/平方秒或大于4米/平方秒时，控制执行系统执行如下操作：以第四固定力使物品固定，而不论传感系统中其他传感器的检测结果如何，其中所述第四固定力的大小足以使得物品在当前加速度下固定于所述执行系统。 [0017] 实施方式6.如实施方式1或2所述的物品固定系统，其中所述执行系统为选自以下的至少一种：夹持装置，磁吸式固定系统，及其组合。 [0018] 实施方式7.如实施方式1或2所述的物品固定系统，其中所述执行系统为选自以下的至少一种：杯托，手机夹持器，导航仪夹持器，文件夹持器，和笔夹持器。 [0019] 实施方式8.如实施方式2所述的物品固定系统，其中所述第一固定力是指使物品牢固固定于执行系统从而不易取下物品的力，例如为大于或等于物品的重力的0.2倍，大于或等于物品的重力的0.4倍，或者大于或等于物品重力的0.5倍，或者大于或等于物品重力的1倍，或者大于或等于物品重力的2倍；第二固定力是指使物品松散固定于执行系统从而便于从执行系统上取下该物品的力，例如为小于物品重力的2倍，小于物品重力的1倍，或者小于物品重力的0.5倍，或者小于物品重力的0.4倍，小于物品的重力的0.2倍，或者小于物品重力的0.1倍。 [0020] 实施方式9.如实施方式2所述的物品固定系统，其中第一距离为人体离物品较远的距离，例如为大于或等于5厘米，大于或等于10厘米，大于或等于20厘米，或者大于或等于30厘米；第二距离为人体离物品较近的距离，例如为小于5厘米，小于10厘米，小于20厘米，或者小于30厘米。 [0021] 实施方式10.如实施方式1所述的物品固定系统，其中所述传感系统为能够实现识别遮挡的传感器。 [0022] 实施方式11.如实施方式1所述的物品固定系统，其中所述传感系统为热释电传感器、光线距离传感器、或者光电开关。 [0023] 实施方式12.如实施方式4所述的物品固定系统，其中所述切换开关选自以下的任一种：声控开关、按钮式开关或其他能够实现信号通断的开关装置。 [0024] 实施方式13.根据实施方式1或2的物品固定系统，其中所述的执行系统为机电式夹持装置，通过切换内部电动机构，对物体施加不同的固定力，从而实现夹持和释放。 [0025] 实施方式14.如实施方式4所述的物品固定系统，其中所述物品为饮料瓶或饮料罐，所述执行系统为杯托，所述第三固定力的大小使得：能够单手拧开或者拧紧所述饮料瓶，或者能够单手打开饮料罐。 [0026] 实施方式15.一种交通工具，其安装有实施方式1-14中任一项所述的物品固定系统。 [0028] 实施方式17.根据实施方式15或16的交通工具，其中所述交通工具为汽车。 [0029] 本申请的技术方案的优点在于，提出了新型物品固定系统，其能够响应外部执行信号对物品进行合适的固定。该系统可以用于交通工具中。该系统尤其是可以用作车辆内放置物体的夹持安全性的自动夹持装置，利用自动感应或切换开关，控制车内的杯托、手机支架或其他容器装置对相应物体的夹持力度，使其在用车人不希望使用相应物体时，该物体安全稳固地得到固定，不会因为车辆的激烈动作导致滑落，而在需要使用时又能够方便地取下，进而能够提高传统车和无人驾驶车辆的安全性和车辆用户体验。本申请的独特优势还在于，当执行系统4紧固地夹持带有瓶盖的瓶子时，用车人利用切换开关1常闭执行系统4，用车人在该固定系统的帮助下只用一只手即可开启被固定的瓶子。附图说明 [0030] 为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。 [0031] 图1是本申请的一种物品固定系统在车内布置的总体示意图。 [0033] 图3是本申请的一种物品固定系统的执行系统为杯托时的一种示例。 [0034] 图4是本申请的一种物品固定系统的执行系统杯托时的另一种示例。 [0035] 图5是本申请的一种物品固定系统的执行系统杯托时的第三种示例。 [0036] 图6是本申请的一种物品固定系统的执行系统为手机或者导航仪的支架时的一种示例。 [0037] 图7是本申请的一种物品固定系统的一种示例的系统图。 [0038] 图8是本申请的一种物品固定系统的执行系统为手机或导航仪支架时的一种示例的系统图。 具体实施方式[0039] 为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。 [0040] 本申请涉及一种物品固定系统，其包括传感系统，控制系统和执行系统，其中所述传感系统能够感应人体是否靠近；控制系统能够根据传感系统的感应结果，控制执行系统运作，具体包括：当传感系统的感应结果为人体靠近时，执行系统执行松开操作，使得便于从执行系统上取走被固定的物品或者将待固定的物品放置到执行系统上；当传感系统的感应结果为人体远离时，执行系统执行固定操作，使得执行系统上的物品被固定。在一些实施方式中，所述物品固定系统还包括切换开关，所述切换开关能够使控制系统切换为执行如下操作中的一个或多个：执行松开操作；执行固定操作，其中以上操作不考虑传感系统的感应结果。在一些实施方式中，所述物品固定系统还包括加速度传感系统，所述控制系统还配置为当加速度传感系统感应到的加速度的绝对值大于或等于0.5米/平方秒时，大于或等于1米/平方秒时，例如大于或等于2米/平方秒时，大于或等于3米/平方秒时，控制执行系统执行固定操作，而不考虑传感系统的感应结果。所述执行系统为选自以下的至少一种：夹持装置，磁吸式固定系统，及其组合。例如，所述执行系统可以是杯托，手机夹持器，文件夹持器，和笔夹持器中的任一种。 [0041] 在本申请中，加速度传感器具有本领域技术人员通常理解的含义。加速度传感器是指一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式加速度传感器、电感式加速度传感器、应变式加速度传感器、压阻式加速度传感器、压电式加速度传感器等。 [0042] 本申请提供一种物品固定系统，其特征在于，包括：执行系统，用于对物品施加固定力；传感系统，用于检测执行信号；以及控制系统，其基于所述传感系统检测到的执行信号，控制所述执行系统向物品施加与执行信号相应的固定力。该系统是一种新型物品固定系统，其能够响应外部执行信号对物品进行合适的固定。这种系统特别适合于交通工具中需要方便的固定和取下物品的情形。 [0043] 在一些实施方式中，所述传感系统包括人体距离传感器，其用于检测人体与所述执行系统的距离；以及 [0044] 所述控制系统基于所述人体距离传感器检测到的所述距离，控制所述执行系统以不同的固定力来使物品固定，其中，当所述距离为第一距离时，控制系统控制执行系统以第一固定力使物品固定，当所述距离为第二距离时，控制系统控制执行系统施加小于第一固定力的第二固定力，其中所述第二距离小于所述第一距离。 [0045] 在本申请中，人体距离传感器也可以称为人体传感器，其具有本领域技术人员通常理解的含义，其又称为人体接近传感器或者无触点接近传感器，是理想的电子开关量传感器，其在金融工商、自助银行、ATM监控人体接近报警等领域有广泛应用。一般而言，人体距离传感器探测人体接近距离远近可调，可调节半径为(约)0-5米，在本申请中一般使用的距离在0-20cm的范围内。 [0046] 根据物品固定系统使用的具体环境和用途，可以设定不同的第一距离，在大于或等于该距离时，物品固定系统以较牢固的固定力固定物品，当小于该距离时，触发执行系统执行松开操作。该系统可以用于交通工具中。该系统尤其是可以用作车辆内放置物体的夹持安全性的自动夹持装置，利用自动感应，控制车内的杯托、手机支架或其他容器装置对相应物体的夹持力度，使其在用车人不希望使用相应物体时，该物体安全稳固地得到固定，不会因为车辆的激烈动作导致滑落，而在需要使用时又能够方便地取下，进而能够提高传统车和无人驾驶车辆的安全性和车辆用户体验。 [0047] 在本申请中，执行系统的具体种类没有限制。在一些实施方式中，所述固定力为夹持力，所述执行系统为夹持装置；或者所述固定力为吸附力，所述执行系统为吸附装置。 [0048] 在一些实施方式中，所述的物品固定系统还包括：切换开关，其能够被操作以使控制系统切换为在不考虑所述传感系统的检测结果的情况下，执行如下操作中的一个或多个：以大于第一固定力的第三固定力使物品固定；以第二固定力使物品固定。在采用切换开关的情况下，可以实现一些特殊功能。比如，当执行系统4紧固地夹持带有瓶盖的瓶子时，用车人利用切换开关1常闭执行系统4，用车人在该固定系统的帮助下只用一只手即可开启被固定的瓶子，而不必要求助他人，或者使用双手。 [0049] 在一些实施方式中，所述传感系统包括加速度传感器，其中所述控制系统还配置为当加速度传感器感应到的加速度的绝对值大于1米/平方秒，例如大于2米/平方秒或者大于4米/平方秒时，控制执行系统执行如下操作：以第四固定力使物品固定，而不论传感系统中其他传感器的检测结果如何，其中所述第四固定力的大小足以使得物品在当前加速度下固定于所述执行系统。采用了加速度传感器之后，选择在接收到大的加速度的情况下才给予被固定的物品以足够大的固定力，将第一固定力设定为适当大小的固定力，而不是在通常的固定模式下就将第一固定力设定为最大的固定力，这样既可以使物品随时都得到比较好的固定，又可以节省能耗。 [0050] 在一些实施方式中，所述执行系统为选自以下的至少一种：夹持装置，磁吸式固定系统，及其组合。 [0051] 在一些实施方式中，所述执行系统为选自以下的至少一种：杯托，手机夹持器，导航仪夹持器，文件夹持器，和笔夹持器。 [0052] 在一些实施方式中，所述第一固定力是指使物品牢固固定于执行系统从而不易取下物品的力，例如为大于或等于物品的重力的0.2倍，大于或等于物品的重力的0.4倍，或者大于或等于物品重力的0.5倍，或者大于或等于物品重力的1倍，或者大于或等于物品重力的2倍；第二固定力是指使物品松散固定于执行系统从而便于从执行系统上取下该物品的力，例如为小于物品重力的2倍，小于物品重力的1倍，或者小于物品重力的0.5倍，或者小于物品重力的0.4倍，小于物品的重力的0.2倍，或者小于物品重力的0.1倍。在固定系统的实际使用中，物品遭受到的加速度的绝对值一般在约1至20米每平方秒，因此，需要其重量的0.1至2倍范围内的夹持力才能对抗该加速度，从而使得物品不跌落。 [0053] 在一些实施方式中，第一距离为人体离物品较远的距离，例如为大于或等于5厘米，大于或等于10厘米，大于或等于20厘米，或者大于或等于30厘米。第二距离为小于第一距离的人体离物品较近的距离，例如为小于5厘米，小于10厘米，小于20厘米，或者小于30厘米。对于不同的物品，可能第一距离会有所不同，因此，该距离可以根据具体的应用领域进行具体的设置。 [0054] 在一些实施方式中，所述传感系统为能够实现识别遮挡的传感器。 [0055] 在一些实施方式中，所述传感系统为热释电传感器、光线距离传感器、或者光电开关。 [0056] 在一些实施方式中，所述切换开关选自以下的任一种：声控开关、按钮式开关或其他能够实现信号通断的开关装置。 [0057] 在一些实施方式中，所述的执行系统为机电式夹持装置，通过切换内部电动机构，对物体施加不同的固定力，从而实现夹持和释放。 [0058] 在一些实施方式中，所述物品为饮料瓶或饮料罐，所述执行系统为杯托，所述第三固定力的大小使得：能够单手拧开或者拧紧所述饮料瓶，或者能够单手打开饮料罐。 [0059] 本申请还提供一种交通工具，其安装有本申请所述的任一项物品固定系统。 [0060] 在一些实施方式中，所述物品固定系统的切换开关安装于交通工具的方向盘或者其他靠近用户的位置上，便于用户操作。 [0061] 在一些实施方式中，所述交通工具为汽车。 [0062] 实施例 [0063] 下面结合附图对本申请的技术方案做更加具体的解释，应该理解，实施例仅用于说明本申请的技术方案，并不是对本申请技术方案的限制。 [0064] 图1和2示出了本申请一种物品固定系统以及包含其的汽车的实施例。如图2中所示，该物品固定系统主要包括传感系统2、控制系统3和执行系统4，还包括与传感系统1并联的切换开关1，其中，传感系统2感知是否有手掌靠近执行系统4，控制系统3通过检测传感系统2和切换开关1的状态信号，对执行系统4发出相应控制信号；执行系统4为物体夹持装置或吸附装置，通过接受控制系统3传来的信号，执行物体的夹持力度的变化。 [0065] 图1是包含该物品固定系统的汽车的示意图，其中示出了该物品固定系统在汽车里的一种安装方式。具体地，如图1和图3所示，所述的执行系统4为磁吸式杯托401，并配有与磁吸式杯托401进行相互吸附的专用杯子402，所述的传感系统2安装在磁吸式杯托401附近，即手掌接触专用杯子402前必经的路径上；当手掌远离专用杯子402时，磁吸式杯托401和专用杯子402牢固地吸附在一起；当手掌靠近专用杯子402时，触发传感系统2向控制系统3发出解锁信号，控制系统3进而向磁吸式杯托401发出解除吸附磁力信号，手掌能够轻松地取下专用杯子402。切换开关1安装在车内靠近用车人的位置，例如安装在方向盘上，用车人随时可以通过控制切换开关1对磁吸式杯托401的吸附磁力进行加载和解除。切换开关1可以是声控开关101、按钮式开关102或其他能够实现信号通断的开关装置。传感系统2可以是光线距离传感器201、光电开关202或其他能够实现识别遮挡的传感器。如图4所示，专用杯子402还可以替换为专用杯套403，专用杯套403夹持各种不同形状的杯子和瓶子。如图5所示，所述的执行系统4可以为机电式夹持装置404，通过切换内部电动机构，对物体进行夹持和释放。上述机电式夹持装置404、夹持装置405可以是气动式、机械手式、制动蹄式等各种机械式夹持机构。 [0066] 当执行系统4紧固地夹持带有瓶盖的瓶子时，用车人利用切换开关1常闭执行系统4，用车人只用一只手即可拧开该瓶体被紧固的瓶子的瓶盖，而不是双手放开方向盘去拧开瓶盖，或让车上的其他人帮助拧开瓶盖。 [0067] 执行系统4还可以是其他物体的承载平台，对相应物体进行预先吸附，在手掌靠近时释放吸附力，方便用车人取用相应物体。 [0068] 如图6所示，执行系统4还可以是夹持手机或者导航仪的夹持装置，其接收控制系统的信号对所夹持的物品如手机或者导航仪进行夹持和释放。 [0069] 图7示出了本申请的一种物品固定系统的一种示例的系统图。从该图中可以看出，该物品固定系统包括按钮式开关102，光电开关202，控制系统3和执行系统4，其中控制系统3包括处理器301，输入/输出模块302，CAN303(CAN总线/控制器区域网络，Controller Area Network)，存储器304，磁盘305，和其他模块306，执行系统4包括磁吸式杯托401。被固定的物品是专用杯套403。实际上，杯套403没有限制，可以采用任何与杯托相适应的设计，只要执行系统能够对该杯套施加满足要求的固定力即可。在此系统中，102为切换开关，该切换开关可以有三个状态，状态1是正常模式，控制系统3根据光电开关202检测到的信号控制控制系统对杯套施加固定力。当光电开关未被遮挡时，表明存在不人体靠近，于是控制系统控制执行系统以第一固定力使物品固定；当光电开关被遮挡时，表明存在人体靠近，于是控制系统控制执行系统施加小于第一固定力的第二固定力，从而使得能够比较容易地取走被固定的物品，或者比较容易地放置要固定的物品。状态2是高固定力状态，在这种状态下，执行系统将高于第一固定力的第三固定力施加至被固定的物品，该第三固定力足够高的情况下，被固定的物品是饮料瓶的情况下，使用者可以在该固定系统的帮助下单手开启瓶盖。状态3是低固定力状态，在这种状态下，控制系统不再考虑传感系统检测的结果，使执行系统仅将小的固定力施加至被固定物品。 [0070] 图8是本申请的一种物品固定系统的执行系统为手机或导航仪支架时的一种示例的系统图。从该图中可以看出，该物品固定系统包括声控开关101，光线距离传感器201，控制系统3和执行系统4，其中控制系统3包括处理器301，输入/输出模块302，CAN303(CAN总线/控制器区域网络，Controller Area Network)，存储器304，磁盘305，和其他模块306，执行系统4包括夹持装置405。被固定的物品是手机。在此系统中，101为切换开关，该切换开关可以有三个状态，状态1是正常模式，控制系统3根据光线距离传感器201检测到的信号控制控制系统对杯套施加固定力。当光线距离传感器201未检测到在预定范围内的人体时，表明存在不人体靠近，于是控制系统控制执行系统以第一固定力使物品固定；当光线距离传感器201被遮挡时，表明存在人体靠近，于是控制系统控制执行系统(即夹持装置405)施加小于第一固定力的第二固定力，从而使得能够比较容易地取走被固定的物品，或者比较容易地放置要固定的物品。状态2是高固定力状态，在这种状态下，执行系统将高于第一固定力的第三固定力施加至被固定的物品，该第三固定力足够高的情况下，即使车辆发生比较大的震动，手机也不会从夹持装置上跌落下来。状态3是低固定力状态，在这种状态下，控制系统不再考虑传感系统检测的结果，使执行系统仅将小的固定力施加至手机。 [0071] 需要说明的是，本申请的物品固定系统中的传感器系统还可以包括加速度传感器，在加速度传感器检测到存在较大的加速度绝对值时，控制系统直接控制执行系统施加较高的固定力，以避免被固定的物品在较大的加速度下跌落。术语较大的加速度绝对值是指加速度的绝对值为大于1米/平方秒(例如大于2米/平方秒或者大于4米/平方秒)。一般而言，交通工具的加速度不会大于20米/平方秒。在加速度传感器检测到较大的加速度绝对值时，无论切换开关处于何种状态，无论传感系统的其它传感器检测到何种检测结果，为了防止被固定的物品跌落，控制系统都直接控制执行系统施加较高的固定力，以避免被固定的物品在较大的加速度下跌落。在受控于加速度传感器的信号的情况下，固定力应该大于或者等于对抗该加速度所需的力。采用了加速度传感器之后，选择在接收到大的加速度的情况下才给予被固定的物品以足够大的固定力，将第一固定力设定为适当大小的固定力，而不是在通常的固定模式下就将第一固定力设定为最大的固定力，这样既可以使物品随时都得到比较好的固定，又可以节省能耗。本申请可以用于传统有人驾驶汽车，替代现有的杯托、手机导航支架以及其他容器装置等，也可以用于无人驾驶汽车内各种物体盛放及夹持装置，在无人驾驶过程中，保证各物体的稳固固定。在发生车辆碰撞及其他事故时，预先固定的相应车内物体不会到处乱飞，避免了用车人的二次伤害。 |
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