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CN1102513C - 车辆的缓冲装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于车辆的可展开缓冲装置,在车翻倒的情况下提供一个打开的缓冲垫。通过存储能量的快速释放,采用阀件和其它吸气装置让空气进入缓冲垫中,使这个缓冲垫从收缩状态膨胀打开,车辆翻倒时由膨胀的缓冲垫触地,这样就避免损伤乘客。

Description

车辆的缓冲装置
技术领域
本发明涉及一个可展开缓冲垫,特别是一种用于保护轮椅车上的乘客不受伤害的可展开缓冲垫。
发明背景
在车的设计结构中,稳定性和车灵活性是一对矛盾,某些车在设计结构上可能缺少一定程度稳定性,这种结构的车容易翻倒,不管是由于碰撞、机械故障、突然在斜坡上转弯、操作失误,还是遇到路面高低不平的情况,它都不能解决稳定结构的问题。在这些情况下,必须要保护车上的乘客或载物,以使他们不因碰撞地面而引起损伤或破坏。
已知吸收或转移车辆运动中所具有的内在动能的方法,以此来保证车上的乘客不会向诸如地面的坚固物体碰撞的情况,常见的例子是汽车上的减震器,用压皱的金属和气囊的方式来吸收动能,气囊可以经过足够时间,在乘客的身体碰撞汽车方向盘或挡风玻璃造成各种损伤之前,使汽车乘客的机械能与囊中空气的压缩和再分布藕合在一起。
在汽车业中,采用高温化学方法来膨胀气囊。高温化学方法可以极其快速地膨胀气囊,但相对来说比较昂贵,并且频繁使用有毒化学品,其他的一些缺点是需要特殊培训,需要特殊维修工具和替换装置,还具有展开过量产生损伤力的危险。对于一个未封闭的车,例如轮椅车,用高温化学方法强制膨胀一个气囊既不实用也不安全,而且也是不必要的。其它已知的应用动能的方法是以车的一个辅助装置的方式,在迎面碰撞的情况下,它用膨胀一个伸缩气囊或其它缓冲垫来保护乘车人不受损伤。
发明概述
根据本发明的一个方面,实施例之一提供一个可展开的缓冲装置,用以保护非封闭式专用轮椅车的乘客不受损伤,此缓冲装置包括:(a)一个吸收能量的缓冲垫,具有一个内腔,以一种可以使缓冲垫离开车向外膨胀的形式和轮椅车装在一起;(b)一个将气体从缓冲垫的外部通过一个口引入到缓冲垫内腔中,从而对未充气状态下的缓冲垫进行充气的风机,其中,该口允许在充气之后使气体流出缓冲垫;(c)一台执行机构,用于不受乘客体重和位置的限制,在缓冲垫未充气的状态下,通过触发式将气体从缓冲垫的外部引入到缓冲垫内腔中;和(d)至少一个弹簧,设置在缓冲垫内,用于储存缓冲垫充气的机械能。在本发明的其他实施例中,这种缓冲垫也具有一个为膨胀缓冲垫存储能量的储能器,而且有至少一个抽气口使气流从缓冲垫的外面进入其内腔中。节流阀使气流只能沿从缓冲垫的外面进入其内腔的方向流动。
在本发明的另一个替代实施例中,储能器可以是一个存储机械能的弹簧,而且这个弹簧可以是一个可压缩件。在另外的替代实施例中,这个可展开缓冲垫可以和车辆安装在一起,使之向轮椅车的后面、前面和侧面膨胀。还有一些替代实施例中,缓冲垫配有一个用来使空气从缓冲垫的外部流入缓冲垫内腔的阀件,用来限制乘客侧向移动的多个气囊,一个用来将空气从缓冲垫外部吹入其内腔中的送气装置,以及一个为增加气体体积而将空气从缓冲垫的外部抽入缓冲垫内腔的风机。这个缓冲垫也可以配有一个在缓冲垫增压松开的锁紧机构。
附图简述
下面结合附图进行说明,以更好地理解本发明。附图中:
图1是本发明一个实施例使用的一种轮椅车的侧视图,在此示出一个位于收缩状态的可展开缓冲垫。
图2是图1所示轮椅车的侧视图,在此示出了这个可展开缓冲垫向后部分打开的状况。
图3是图1所示轮椅车的侧视图,图中示出了这个可展开缓冲垫向后全部打开的状况。
图4是图1所示轮椅车的侧视图,图中示出了这个可展开缓冲垫在触地前的状况。
图5是图1所示轮椅车的侧视图,图中示出了这个可展开缓冲垫触地时的状况。
图6是这个可展开缓冲垫位于收藏状态的立体图。
图7是这个可展开缓冲垫位于完全打开状态的立体图。
图8是本发明另一个实施例中的一个可展开缓冲垫的正视图,示意出全部打开的状况和局部图。
图9是本发明一个替代实施例中的一个位于部分打开状态的后缓冲垫的侧视图。
图10A是图1所示轮椅车的主视图。
图10B是图1所示本发明一个实施例使用的这种轮椅车的主视图,在此示出了一个可展开缓冲垫向侧面部分打开的状况。
图10C是图1所示本发明一个实施例使用的这种轮椅车的主视图,在此示出了一个可展开缓冲垫向侧面全部打开的状况。
图10D是图1所示本发明一个实施例使用的这种轮椅车的主视图,在此示出了一个可展开缓冲垫向侧面触地时的状况。
优选实施例的详细说明
现参照图1至图5,在这些图中相同部件用相同的附图标记表示,侧视图中轮椅车用附图标记10来表示,它示意出轮椅车后翻动作进展的阶段。而本发明可应用于多种类型的运输车辆,应用于专用轮椅车仅仅作为一个例子在此作一介绍。1997年12月30日授权的美国专利No.5,701,965介绍了这样一种运输车的特例,说明书引入此专利作为参考。参见图1,图中示出轮椅车10支撑在横向布置的一对车轮12上而接触地面,本发明研究的可展开缓冲装置用附图标记14来表示,以收缩状态示在图1中,靠铰链16安装在椅架18上。万一轮椅车遇到快速加速的情况,就车轮而言,就会沿方向20后退,这就有必要防止由于车后退翻倒造成乘客22受损伤的情况发生,同样也有必要防止由于车向前翻倒或向侧面翻倒造成乘客22受损伤的情况发生。在一个优选实施例中,为轮椅车10配置一个或多个可展开缓冲装置14。
图1示出可展开缓冲装置14的结构件24和26,它们置于收回位置,件24和件26相邻放置。结构件24和26由坚固材料制成,例如金属材料。按照本发明的一个实施例,它们安装在一起,按常规操作车10时,一个反弹力会使它们绕铰链16后转分离。譬如通过安装在铰链16内部的一个弹性金属带卷就可以提供弹力,或者采用其它机械行业已知的方法来提供这个弹力。压缩弹簧的势能只是一个用于展开缓冲装置而存储能量的例子。在本发明的另一个优选实施例中提供的是压缩气体,如压缩空气,作为蓄能器或蓄气器用以膨胀打开可展开缓冲装置。
图2示出由于沿方向20的加速力而产生了最初阶段的车后翻状况,现参照图2进行说明。通过监控车轮12位置角度和车轮驱动电机(图中未示出)转矩的监控器(图中未示出)或通过多个倾斜测量感应器中的一个感应器测定出倾斜或倾斜度时,开始打开缓冲装置14,并且释放弹力以使结构件24和26绕铰链16分离。也可以配备一些其它结构件。这样使缓冲垫28打开,并充气。空气从周围大气中或从压缩气体的容器中经过一系列阀件40(图8中示出)进入缓冲垫28里,可以使用一个风机32(如图8所示)将空气抽进缓冲垫28中,同时该风机也作为一个压力调节器在气体泄漏期间借助于它来保持缓冲垫28中的压力,但也允许大量的空气从缓冲垫中泄漏,由此产生排气量来消耗动能。另外,在缓冲垫28中由膨胀产生的压力可以用于打开一个锁紧机构27,例如电磁锁,它可使缓冲垫28保持折叠形状。在一个优选实施例中,使用两个止回阀,用通过阀件40的气流来控制膨胀缓冲垫28所需要的能量。
在一个替代实施例中,缓冲垫28最初保持在内部真空状态,检测倾斜或倾斜度提供打开锁紧机构之用,例如锁紧机构27,在正常操作车辆时,锁紧机构可预防打开阀件40。
现参照图3介绍,示出缓冲垫28已完全打开,结构件24和26也完全绕铰链16分开。图4示出轮椅车10朝后向地面进一步倾斜的状况,由已打开的缓冲垫28来吸收撞击力,而通过椅架18和头托垫30来支撑保护乘客22。图5示出,轮椅车10向后倾斜,缓冲垫28和地面接触,通过压缩和重新分布缓冲垫28内部的空气吸收了冲击能。通过全关闭或部分关闭阀件40(图8所示)来调控缓冲垫28内部气体的泄漏。
图6示出用铰链16把可展开缓冲装置14安装在椅架18上,可展开缓冲装置14处于收缩状态。为了使膨胀速度比阀件40(图8所示)供气膨胀快的多,在一个实施例中配备一个电风扇32,当测出倾斜或倾斜度达到所规定的值时它送风到缓冲垫28中,缓冲垫28开始膨胀。图7示出可展开缓冲装置14全打开的状态。
现参照图8进行说明,可展开缓冲装置14处于全打开状态,并示出止回阀40和电风扇32的位置。
图9示出本发明的一个替代实施例,其中后缓冲垫42和椅架18安装在一起。缓冲垫42是一个可展开的装置,和以上有关可展开缓冲装置14的说明一样,采用同一方式运作。后缓冲垫42具有一个或多个弹簧装置(图中未示出),当测出紧急倾斜时,弹簧就会弹出一波纹管以辅助吸收能量来保护乘客22不受损伤,或是替代可展开缓冲装置14承受冲击,或是辅助可展开缓冲装置14来承受冲击。在图9示出的实施例中,示意出可展开缓冲装置14在铰链16处和椅架18安装在一起。
现参照图10A至10D进行说明,这些图是轮椅车的主视图,这里只作举例,其它车辆也属于所附权利要求的范围内。更详细的参看图10A,在正常操作车时,按图示乘客坐在轮椅车10中。图10B示出车侧向倾斜的开始阶段,例如车由于地面不平坦可能发生的现象,现参照图10B对此进行说明。参考向后倾斜的情况,采用上述的方式之一测出倾斜或倾斜度时,缓冲装置就开始膨胀,储能器动作使缓冲垫28绕轴16打开。采用抽气或压力送气的方式将空气或其它气体送进缓冲垫28的内腔中。在本发明的一个实施例中,为了更快地充气膨胀缓冲垫28,配有一个吸气装置(未在图中示出)以增加气体输送量,例如输送周围空气。图10C示出缓冲装置14完全膨胀起来的状况。图10D示出轮椅车10侧面完全翻倒的状态,缓冲垫28和地面接触,由于缓冲垫28内部空气,或其他气体的压缩和再分布使冲击能被吸收。
本发明所述的实施例目的仅在于举例说明。本领域的技术人员可进行各种各样的改变和改进。所有这样的结构改变和改进都属于所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种可展开缓冲装置,用以保护非封闭式专用轮椅车的乘客不受损伤,此缓冲装置包括:
(a)一个吸收能量的缓冲垫,具有一个内腔,以一种可以使缓冲垫离开车向外膨胀的形式和轮椅车装在一起;
(b)一个将气体从缓冲垫的外部通过一个口引入到缓冲垫内腔中,从而对未充气状态下的缓冲垫进行充气的风机,其中,该口允许在充气之后使气体流出缓冲垫;
(c)一台执行机构,用于不受乘客体重和位置的限制,在缓冲垫未充气的状态下,通过触发将气体从缓冲垫的外部引入到缓冲垫内腔中;和
(d)至少一个弹簧,设置在缓冲垫内,用于储存缓冲垫充气的机械能。
2.按权利要求1所述的可展开缓冲装置,其特征为,所述弹簧是一个可压缩件。
3.按权利要求1所述的可展开缓冲装置,其特征为,所述缓冲垫和轮椅车相连接,让缓冲垫可以向车后面膨胀打开。
4.按权利要求1所述的可展开缓冲装置,其特征为,所述缓冲垫和轮椅车相连,让缓冲垫可以向车前面膨胀打开。
5.按权利要求1所述的可展开缓冲装置,其特征为,所述缓冲垫和轮椅车相连,让缓冲垫可以向车侧面膨胀打开。
6.按权利要求1所述的可展开缓冲装置,其特征为,响应专用轮椅车达到的至少一个所规定的倾斜和一个所规定的倾斜度,所述执行机构触发,将缓冲垫外部的空气引入到缓冲垫内腔中。
7.按权利要求1所述的可展开缓冲装置,其特征为,所述执行机构包括一个锁紧机构,将缓冲垫保持在收缩状态。
8.按权利要求7所述的可展开缓冲装置,其特征为,所述锁紧机构是一个电磁锁。
9.按权利要求7所述的可展开缓冲装置,其特征为,当缓冲垫增压时所述锁紧机构松开。
10.一种可展开缓冲装置,用以保护非封闭式专用轮椅车的乘客不受损伤,此缓冲装置包括:
(a)一个吸收能量的缓冲垫,具有一个内腔,以一种可以使缓冲垫离开车向外膨胀的形式和轮椅车装在一起,所述缓冲垫包括至少一个口,用于使气体能够在缓冲垫外部和缓冲垫内腔之间双向流动;和
(b)一个将气体从缓冲垫的外部通过一个口引入到缓冲垫内腔中从而对缓冲垫进行充气的风机,其中该口允许在充气之后使气体流出缓冲垫;和
(c)一台执行机构,用于响应专用轮椅车的一特定倾斜和一特定倾斜度两者中的至少一个而触发,从而把环境气体从缓冲垫的外部引入到其内腔中。
11.按权利要求10所述的可展开缓冲装置,其特征为,所述缓冲垫包括多个气囊,用于限制乘客的横向运动。
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