CN103448584A

CN103448584A - 一种用于追尾碰撞下自适应的智能型平动吸能座椅

Info

Publication number: CN103448584A
Application number: CN2013104120949A
Authority: CN
Inventors: 周青; 赖兴华; 张晓伟; 张盼盼; 夏勇
Original assignee: Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University
Current assignee: Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: CN103448584B

Abstract

本发明涉及一种用于追尾碰撞下自适应的智能型平动吸能座椅。该智能型平动吸能座椅在发生事故时，安装在座椅上碰撞传感器根据检测到的碰撞程度将信息传送至处理装置，处理装置处理后将指令传送到电机并控制电机运转，进而带动滑动块的滑动，当碰撞传感器检测到尾撞程度为高速尾撞时，电机驱动，带动滑动块滑动，滑动块挤压吸能钢片使得吸能钢片发生塑性变形，进一步提高约束平台力，实现座椅稳定的后滑以保护乘员颈部免受伤害。本发明的智能型平动吸能座椅适用低速尾撞、中速尾撞、高速尾撞三种工况，并对于高速尾撞能提供较大的约束平台力。

Description

一种用于追尾碰撞下自适应的智能型平动吸能座椅

技术领域

本发明主要涉及一种用于追尾碰撞下自适应的智能型平动吸能座椅，属于汽车主动安全技术领域。

背景技术

追尾碰撞事故是道路上最常见的碰撞形式之一，虽然其造成的乘员致命伤害相对较小，但由追尾碰撞事故造成的颈部挥鞭伤导致的社会性支出却比较大。挥鞭伤是指在追尾碰撞中，乘员颈部的挥鞭运动造成的损伤。目前关于其损伤机理还不明确，但普遍认为减少乘员的躯干和头部的相对运动能减少挥鞭损伤，同时已有汽车厂商基于这种认识生产出降低挥鞭伤的座椅，并在碰撞中证明有效。目前市场上现有的追尾碰撞乘员颈部保护座椅存在保护形式单一、保护性能欠佳及普遍适用性较差等缺点。

如专利CN2010102008438公开了一种用于追尾碰撞的颈部保护的平动吸能座椅，对乘员颈部保护起到了一定作用，但也存在一些不足，如：a、适用的工况单一，只能适用中低速尾撞，对于高速尾撞不能提供较大的约束平台力。b、保护性能单一，对于车辆发生二次碰撞，座椅会向前滑动，极易引起乘员其他伤害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于追尾碰撞下自适应的智能型平动吸能座椅。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能型平动吸能座椅，包括头枕、靠背、椅垫、与所述椅垫固定连接的滑动导轨、与汽车地板固定连接的固定导轨、调节座椅前后位置的滑道锁止机构以及对称设置在所述平动吸能座椅两侧的平动吸能机构，每个所述平动吸能机构包括锁销板、固定设置在所述锁销板上的固定圆柱、固定设置在所述锁销板上且位于所述固定圆柱正后方的限速挡板、固定设置在所述滑动导轨上且位于所述固定圆柱和所述限速挡板之间的牵引圆柱、吸能钢片，所述牵引圆柱与所述限速挡板相抵触，所述吸能钢片的一端绕过所述固定圆柱与所述牵引圆柱相连而所述吸能钢片的另一端悬空，在所述锁销板上还固定设有钢片挡板，所述吸能钢片紧贴所述钢片挡板，所述锁销板具有与所述滑动导轨的竖直板平行的安装板，所述固定圆柱、所述限速挡板、所述钢片挡板均设置在所述安装板上，每个所述平动吸能机构还包括固定设置在所述安装板上的电机、由所述电机驱动转动的齿轮、滑动设置在所述安装板上并由所述齿轮的转动带动滑动的滑动块，所述滑动块具有二个工作位置，当处于第一工作位置时，所述滑动块挤压所述吸能钢片而使所述吸能钢片发生塑性变形或弹性变形，当处于第二工作位置时，所述滑动块不对所述吸能钢片产生挤压作用力。

所述固定圆柱包括位于所述牵引圆柱前方的第一固定圆柱、位于所述限速挡板后方的第二固定圆柱，所述钢片挡板包括靠近所述第一固定圆柱设置的第一钢片挡板、靠近所述第二固定圆柱设置的第二钢片挡板，所述第一固定圆柱、所述第二固定圆柱均位于所述吸能钢片的同一侧，所述第一钢片挡板、所述第二钢片挡板均位于所述吸能钢片的另一侧。

所述滑动块位于所述第一钢片挡板和所述第二钢片挡板之间。

所述滑动块具有与所述齿轮啮合的齿条。

所述滑动导轨上设有平板导槽，所述锁销板上设有导板，所述导板设置在所述平板导槽内，所述平板导槽的两端设有前限位块和后限位块，所示导板的后端与所述后限位块相抵触。

所述导板的前端设有销轴，所述平板导槽的前端设有用于卡住所述销轴的销孔。

所述销孔内设有弹簧，所述弹簧的一端与所述滑动导轨相连，所述弹簧的另一端与所述销轴相连。

所述智能型平动吸能座椅还包括控制系统，所述控制系统包括安装在所述智能型平动座椅上的用于测试汽车尾撞程度的碰撞传感器、安装在所述智能型平动座椅底部的用于测试乘员体重的压力传感器、对所述碰撞传感器及所述压力传感器的信息进行处理然后将指令传送到所述电机而控制所述电机运转的处理装置。

由于上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的平动吸能座椅上的平动吸能机构采用滑动块挤压吸能钢片使吸能钢片产生塑性变形，使得在汽车发生高速尾撞时，提供较大约束平台力，实现座椅稳定的后滑以保护乘员颈部免受伤害。同时该平动吸能座椅也适用于低速尾撞和中速尾撞。

本发明的平动吸能座椅维修成本低，适用于多种工况，便于大范围推广。

附图说明

图1为本发明的智能型平动吸能座椅的整体结构图；

图2为本发明的智能型平动吸能座椅滑道部分锁止状态示意图；

图3为图2中A处放大示意图；

图4为本发明的智能型平动吸能座椅滑道部分非锁止状态示意图；

图5为本发明的智能型平动吸能座椅的吸能钢片未吸能状态示意图；

图6为本发明的智能型平动吸能座椅的吸能钢片吸能状态示意图；

图7为本发明的智能型平动吸能座椅的销孔示意图；

图8为本发明的智能型平动吸能座椅的销轴示意图；

图9为本发明的智能型平动吸能座椅的工作原理图；

图中：1、头枕；2、靠背；3、椅垫；4、滑动导轨；5、固定导轨；6、锁止机构；7、调节手柄；8、限速挡板；9、牵引圆柱；10、吸能钢片；11、安装板；12、电机；13、齿轮；14、滑动块；15、齿条；16、第一固定圆柱；17、第二固定圆柱；18、第一钢片挡板；19、第二钢片挡板；20、平板导槽；21、前限位块；22、后限位块；23、导板；24、销轴；25、销孔；26、复位件。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

如附图1~8所示，一种用于追尾碰撞下自适应的智能型平动吸能座椅，包括头枕1、靠背2、椅垫3、与椅垫3固定连接的滑动导轨4、与汽车地板固定连接的固定导轨5、调节座椅前后位置的滑道锁止机构6、调节座椅前后位置的调节手柄7以及对称设置在平动吸能座椅两侧的平动吸能机构，每个平动吸能机构包括锁销板、固定设置在锁销板上的固定圆柱、固定设置在锁销板上且位于固定圆柱正后方的限速挡板8、固定设置在滑动导轨4上且位于固定圆柱和限速挡板8之间的牵引圆柱9、吸能钢片10，牵引圆柱9与限速挡板8相抵触，吸能钢片10的一端绕过固定圆柱与牵引圆柱9相连而吸能钢片10的另一端悬空，在锁销板上还固定设有钢片挡板，吸能钢片10紧贴钢片挡板。锁销板具有与滑动导轨4的竖直板平行的安装板11，固定圆柱、限速挡板8、钢片挡板均设置在安装板11上。每个平动吸能机构还包括固定设置在安装板11上的电机12、由电机12驱动转动的齿轮13、滑动设置在安装板11上并由齿轮13的转动带动滑动的滑动块14，滑动块14上具有与齿轮13相啮合的齿条15，滑动块14具有二个工作位置，当处于第一工作位置时，滑动块14挤压吸能钢片10而使吸能钢片10发生塑性变形或弹性变形以提供更大的约束平台力，当处于第二工作位置时，滑动块14不对吸能钢片10产生挤压。

本例中，固定圆柱包括位于牵引圆柱9前方的第一固定圆柱16、位于限速挡板8后方的第二固定圆柱17，钢片挡板包括靠近第一固定圆柱16设置的第一钢片挡板18、靠近第二固定圆柱17设置的第二钢片挡板19，第一固定圆柱16、第二固定圆柱17均位于吸能钢片10的同一侧，第一钢片挡板18，第二钢片挡板19均位于吸能钢片10的另一侧。滑动块14位于第一钢片挡板18和第二钢片挡板19之间，且第一钢片挡板18、第二钢片挡板19与滑动块14位于吸能钢片10的同侧。

本例中，滑动导轨4上设有平板导槽20，锁销板上设有导板23，导板23设置在平板导槽20内，平板导槽20的两端设有前限位块21和后限位块22，导板23的后端与后限位块22相抵触。平板导槽20的长度范围为50mm~100mm。为了进一步使得座椅在后滑到极限位置时能够停止以防止座椅前移造成其他伤害，设计了销轴24加以锁定，销轴24设置在导板23的前端，平板导槽20的前端设置有用于卡住销轴24的销孔25，销孔25为弧形，且在销孔25内设置有弹簧，弹簧的一端与滑动导轨4相连，弹簧的另一端与销轴24相连，正常情况下弹簧处于伸长状态，当导板23前端的销轴24运动到销孔25位置时被其卡住，这样可保证座椅不会前移，即使汽车发生二次碰撞也能阻止座椅前移，起到更好的保护。

本发明的智能型平动吸能座椅还包括控制系统，控制系统包括安装在智能型平动座椅上的用于测试汽车尾撞程度的碰撞传感器、安装在智能型平动座椅底部的用于测试乘员体重的压力传感器、对碰撞传感器及压力传感器的信息进行处理然后将指令传送到电机而控制电机运转的处理装置。

本发明的具体工作过程：

图2~4为本发明的智能型平动吸能座椅滑道部分锁止状态及非锁止状态示意图。拨动调节手柄7当由锁止状态（如附图2所示）调节到非锁止状态（如附图5所示），此时固定导轨5和滑动导轨4可相对滑动，乘员根据需要，向前或向后移动至预期位置，然后释放调节手柄7，锁止机构6具有复位件26且锁止机构6在复位件26的作用下复位回到锁止状态。在位置调节过程在，牵引圆柱9与限速挡板18相抵触，导板23的后端与后限位块22相抵触，这样在调节座椅位置过程中，能始终保持锁销板与滑动导轨4一起前后运动。

图5~6为本发明的智能型平动吸能座椅的吸能钢片未吸能及吸能状态示意图。当车辆处于中速尾撞时，平动吸能机构启动，限速挡板8发生弹性或塑性变形，牵引圆柱9带动吸能钢片10绕第一固定圆柱16转动发生塑性变形而吸收系统动能，实现座椅后滑，但因是中速尾撞，无需增加额外的约束平台力；当车辆处于高速尾撞时，此时单靠吸能钢片10的一次塑性变形是不够的，为了提高约束平台力，此时控制系统给驱动电机12送去信号，触发电机12旋转带动齿轮13转动进而带动滑动块14运动挤压吸能钢片10发生二次塑性变形，这样可明显提高系统的约束平台力，从而实现座椅稳定的后滑以保护乘员颈部免受伤害。碰撞完后，只需将电机12反转撤回滑动块14更换吸能钢片10即可。

本发明的工作原理：

如图9所示为本发明的智能型平动吸能座椅的工作原理图。一般滑动块14的初始位置设置为与吸能钢片10相接触但不对吸能钢片10产生挤压作用力。当乘员正常乘坐座椅时，此时位于座椅底部的压力传感器立即测出乘员的体重G，若G小于等于75Kg时，则滑动块14不移动；若G大于75Kg时，则电机12驱动滑动块14向吸能钢片10的方向运动5mm，使得滑动块14对吸能钢片10产生一定的挤压作用力而使吸能钢片10产生弹性变形但不至于使吸能钢片10发生塑性变形。然后乘员根据需求拨动调节手柄7向前或向后移动座椅至预期位置，释放调节手柄7，座椅锁止。当汽车发生碰撞时，若碰撞传感器检测到车辆发生低速尾撞时，即牵引圆柱9与限速挡板8间的作用力F低于限速挡板8提供的力的阈值，则座椅不后滑电机12不驱动；若发生中速碰撞时，即F大于该阈值，则座椅后滑电机12不驱动；若发生高速尾撞时，即F远大于该阈值，则座椅后滑且电机12驱动滑动块14进一步向吸能钢片10方向运动，导致吸能钢片10发生塑性变形，以获得较大的约束平台力吸收系统动能。当座椅向后滑动到最大距离时，位于导板23前端的销轴24被平板导槽20前端的销孔25卡住以锁住座椅向前滑动，避免乘员受到其它伤害。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智能型平动吸能座椅，包括头枕、靠背、椅垫、与所述椅垫固定连接的滑动导轨、与汽车地板固定连接的固定导轨、调节座椅前后位置的滑道锁止机构以及对称设置在所述平动吸能座椅两侧的平动吸能机构，每个所述平动吸能机构包括锁销板、固定设置在所述锁销板上的固定圆柱、固定设置在所述锁销板上且位于所述固定圆柱正后方的限速挡板、固定设置在所述滑动导轨上且位于所述固定圆柱和所述限速挡板之间的牵引圆柱、吸能钢片，所述牵引圆柱与所述限速挡板相抵触，所述吸能钢片的一端绕过所述固定圆柱与所述牵引圆柱相连而所述吸能钢片的另一端悬空，在所述锁销板上还固定设有钢片挡板，所述吸能钢片紧贴所述钢片挡板，其特征在于，所述锁销板具有与所述滑动导轨的竖直板平行的安装板，所述固定圆柱、所述限速挡板、所述钢片挡板均设置在所述安装板上，每个所述平动吸能机构还包括固定设置在所述安装板上的电机、由所述电机驱动转动的齿轮、滑动设置在所述安装板上并由所述齿轮的转动带动滑动的滑动块，所述滑动块具有二个工作位置，当处于第一工作位置时，所述滑动块挤压所述吸能钢片而使所述吸能钢片发生塑性变形或弹性变形，当处于第二工作位置时，所述滑动块不对所述吸能钢片产生挤压作用力。

2.根据权利要求1所述的智能型平动吸能座椅，其特征在于，所述固定圆柱包括位于所述牵引圆柱前方的第一固定圆柱、位于所述限速挡板后方的第二固定圆柱，所述钢片挡板包括靠近所述第一固定圆柱设置的第一钢片挡板、靠近所述第二固定圆柱设置的第二钢片挡板，所述第一固定圆柱、所述第二固定圆柱均位于所述吸能钢片的同一侧，所述第一钢片挡板、所述第二钢片挡板均位于所述吸能钢片的另一侧。

3.根据权利要求2所述的智能型平动吸能座椅，其特征在于，所述滑动块位于所述第一钢片挡板和所述第二钢片挡板之间。

4.根据权利要求1所述的智能型平动吸能座椅，其特征在于，所述滑动块具有与所述齿轮啮合的齿条。

5.根据权利要求1所述的智能型平动吸能座椅，其特征在于，所述滑动导轨上设有平板导槽，所述锁销板上设有导板，所述导板设置在所述平板导槽内，所述平板导槽的两端设有前限位块和后限位块，所示导板的后端与所述后限位块相抵触。

6.根据权利要求5所述的智能型平动吸能座椅，其特征在于，所述导板的前端设有销轴，所述平板导槽的前端设有用于卡住所述销轴的销孔。

7.根据权利要求6所述的智能型平动吸能座椅，其特征在于，所述销孔内设有弹簧，所述弹簧的一端与所述滑动导轨相连，所述弹簧的另一端与所述销轴相连。

8.根据权利要求1所述的智能型平动吸能座椅，其特征在于，所述智能型平动吸能座椅还包括控制系统，所述控制系统包括安装在所述智能型平动座椅上的用于测试汽车尾撞程度的碰撞传感器、安装在所述智能型平动座椅底部的用于测试乘员体重的压力传感器、对所述碰撞传感器及所述压力传感器的信息进行处理然后将指令传送到所述电机而控制所述电机运转的处理装置。