彈簧驅動式主動響應頭枕制造技術

本實用新型專利技術公開了一種用于追尾碰撞頭頸部保護的彈簧驅動式主動響應頭枕。在車輛行進過程中，自車速度傳感器和安裝在汽車后端的測距傳感器實時采集數據，控制系統對各傳感器的輸入信號按設定程序進行計算處理。若實測車距小于由處理單元計算所得的安全車距，則控制系統控制直動吸入式電磁鐵作用，產生較大的電磁吸力，釋放預緊彈簧，實現頭枕活動部分的快速前移。該主動響應式頭枕機構可以提前判斷追尾碰撞，結構簡單，導引機構摩擦力小，響應速度快，造價低廉，便于推廣普及。?（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種汽車座椅系統頭枕部分的機構，用于減少追尾碰撞過程中乘客頭部與汽車頭枕之間的水平距離，進而有效地保護頭頸部，屬于汽車內飾設備

技術介紹
隨著汽車保有量的日益增加，交通事故及其所造成的損失也隨之加劇。據悉，1900年全球有統計記錄的汽車交通事故損失為1370億美元，1993年達到5000億美元。我國2002年發生的773173次交通事故中，死亡109381人，受傷562074人，直接經濟損失高達33億元。汽車追尾事故占總交通事故的30%以上，追尾最容易引發頭部頸部受傷，有統計表明，26%的追尾事故中頭頸部會受傷，受傷的主要原因在于追尾事故中，前車受到來自后方的撞擊，車內乘員由于慣性會產生劇烈的后仰動作，人體軀干部分受座椅和靠背的保護·而很少受傷，但頭部一般距離頭枕較遠，強大的沖擊會使頭部甩向后方，牽動頸部被拉伸或扭曲，直至撞到頭枕，然后頭部又像鞭梢一樣被頸部加速甩向前方，頭頸部因承受巨大的沖擊和變形而造成損傷，嚴重時可危及生命，這就是人們常稱的“揮鞭傷”。實驗表明，即使低速情況下發生碰撞，由于車輛加速的力量全部擠壓在人脆弱的頸部，也會發生頸部受傷。避免上述傷害的最直接方法是采用主動式安全頭枕系統。國內外現有的主動式頭枕可以分為兩類。第一種是強動式頭枕，其核心是一種純機械系統，如李爾公司的一代和二代頭枕，李爾公司第一代主動式安全頭枕利用肩膀擠壓座椅靠背的力量達到頭枕前移的效果。而在第二代主動式安全頭枕中，李爾公司重新設計了頭枕，在后擦碰發生時以盆骨擠壓座椅的聯動機構，在聯動機構的作用下，頭枕同時向上向前快速移動，達到適當位置，最大限度地防止頭部猛烈后仰，從而達到保護駕駛員和乘客的頭部和頸部安全的目的；再如大眾公司輝騰的AKS，利用一個彎形杠桿的轉動讓頭枕向上向前移動。該類頭枕的特點在于在動作完成后，頭枕能自動回復到原來位置，以備下次使用；另外，頭枕都是在碰撞發生之時才啟動，頭枕前移的速度和距離取決于碰撞強度，如果結構設計稍有偏差，可能導致頭枕的前移與乘員頭部的后仰相撞，反而加重頭頸部的損傷。第二種是激活式頭枕，如CN201824996U公開的內置安全氣囊的主動式頭枕裝置；CN 100569562C公開的機電結合式主動頭枕裝置；US2005127726A1公開的機械電磁結合式主動頭枕裝置。該類頭枕的特點在于頭枕系統具有完整的感知、控制和執行等子系統，具有較強的智能性和主動性；但氣囊式頭枕只能一次性使用，電機驅動式頭枕的響應速度取決于電機本身，機械電磁結合式頭枕結構復雜，成本高，不便于在中低檔車型上推廣，而且頭枕啟動之后還需要用專門的工具進行復位，目前只有少量的高檔車型使用此種主動式安全頭枕。
技術實現思路
本技術的目的，開發基于彈簧驅動的主動響應式頭枕，在碰撞發生之前可實現頭枕前部的快速水平移動，從而減少乘客頭頸部的揮鞭仰角，以達到最佳保護乘客頭頸部的效果。為實現本技術的目的，本汽車頭枕裝置包括通用的高度調節機構和棘輪調整機構，用于頭枕活動部分向前移動的滑車導軌導引機構和驅動彈簧，用于釋放導引機構的直動吸入式電磁鐵，以及用于檢測碰撞發生并及時作出反應的控制系統。本技術的具體技術方案為，包括滑車I、導軌I、直動吸入式電磁鐵、固定框架、彈簧擋板、驅動彈簧、頭板、導軌II、滑車II、限位銷I和限位銷II，所述固定框架為U型槽狀，下端與棘輪調整機構的框架通過螺栓固定聯接，固定框架兩側對稱布置導軌I和導軌II，導軌I、導軌II通過螺栓與固定框架聯接，滑車I和滑車II分別與導軌I和導軌II通過滾珠進行滑動；所述頭板與滑車I和滑車II的一端通過螺栓聯接，頭板再與頭枕活動部分固定聯接；所述彈簧擋板與固定框架的槽底固定聯接，驅動彈簧由彈簧擋板和頭板上下約束，由固定框架兩側左右約束，直動吸入式電磁鐵固定在固定框架的槽底外側；所述限位銷I和限位銷II分別與導軌I和導軌II固連；所述直動吸入式電磁鐵主要由滑桿、彈簧、夕卜殼、線圈、鐵芯、擋圈和蓋板組成。線圈纏繞在鐵芯上，鐵芯左右分別與蓋板和外殼固定聯接，蓋板與外殼固定聯接，彈簧套在滑桿上，滑桿插入鐵芯之后由擋圈固定其一端。高度調節機構和棘輪調整機構沿用公開號為CN 101508257A的類似結構，只是將 棘輪調整機構直接安裝在與垂直高度調節桿固聯的水平支承桿上。棘輪調整機構框架上開有兩個螺紋孔，用于和固定框架的聯接，以此框架為支撐，設計出頭枕前移的驅動機構，機構的頭板聯接至頭枕的活動部分。為了讓頭枕在后碰撞發生之時能迅速前移到位，以實現在毫秒級時間內有效保護頭頸部的目的，本技術的控制系統采用車輛行進中實時檢測判斷的手段，隨時監控跟車與自車的行進狀況，計算安全車距，并進行安全車距與行車間距的對比，如果檢測到碰撞將要發生，則立即啟動直動吸入式電磁鐵，促使頭枕前移，達到保護頭頸部的目的。為了釋放對滑車I的限位，本技術專門設計了直動吸入式電磁鐵，該直動吸入式電磁鐵采用小電阻線圈，瞬間吸力大，當碰撞傳感器接收到后碰撞信號時，電磁鐵通電，產生足夠的電磁吸力將滑桿吸入，從而釋放對滑車I的限位，最終觸發頭枕迅速前移。為了減少頭枕前移過程中的摩擦，本技術的導引部分采用滑車配導軌，滑車與導軌之間采用滾珠滑動，將摩擦力降至最低，實現頭枕活動部分的快速前移。為了實現碰撞發生后的頭枕復位，本技術在一側滑車尾部開有斜槽，無需借助外部工具即可輕松實現頭枕的快速復位。為了降低頭枕的設計成本，便于在所有車型上普及使用，本頭枕的控制系統在原有汽車自車速度傳感器的基礎上，增加了部分軟件和硬件，處理硬件采用了價格低廉的單片機系統。也可以將速度傳感器作為單獨的一部分與控制系統安裝在一起，這樣頭枕整個系統便是單獨的一塊，通用性更好，安裝和更換比較簡單。本技術將簡單的彈簧驅動機構和滑車導軌導引機構結合在一起，并通過控制系統進行有效控制，其中控制系統可提前判斷追尾發生，進而完成對電磁鐵的啟動；頭枕導引機構摩擦力小，安裝方便，傳遞效率高；直動吸入式電磁鐵瞬間作用力大，能對導引機構進行迅速釋放。因此，該主動響應式頭枕響應速度快，結構簡單，造價低廉，便于推廣普及。附圖說明圖I為主動頭枕在正常狀態下的三維示意圖。圖2為主動頭枕在追尾事故發生時的三維示意圖。圖3為正常狀態下直動吸入式電磁鐵與滑車I的相對位置狀態。圖4為追尾事故發生時直動吸入式電磁鐵與滑車I的相對位置狀態。圖5為主動頭枕正常狀態下的限位示意圖。圖6為主動頭枕追尾狀態下的限位示意圖。圖7為沿圖6中線A-A剖視后的直動吸入式電磁鐵結構示意圖。圖8為主動頭枕控制系統的工作原理框圖。圖中1支撐桿；2水平支承桿；3滑車I ;4直動吸入式電磁鐵；5導軌I ;6固定框 架；7彈簧擋板；8驅動彈簧；9頭板；10導軌II ;11滑車II ; 12棘輪調整機構；13豎直調節桿，14限位銷I、15限位銷II，16滑桿、17彈簧、18外殼、19線圈、20鐵芯、21擋圈、22蓋板。具體實施方式下面參照附圖詳細描述本專利技術的具體實施方式。如圖f 2所示，本技術的高度調節機構包括豎直調節桿13、支撐桿I、水平支承桿2。豎直調節桿13和支撐桿I的上端與水平支承桿2固定聯接，豎直調節桿13和支撐桿I的下端安插在座椅靠背的上端部，引領整個本文檔來自技高網...

【技術保護點】
彈簧驅動式碰撞主動響應頭枕，其特征在于，包括滑車Ⅰ（3）、導軌Ⅰ（5）、直動式吸入式電磁鐵（4）、固定框架（6）、彈簧擋板（7）、驅動彈簧（8）、頭板（9）、導軌Ⅱ（10）、滑車Ⅱ（11）、限位銷Ⅰ（14）、限位銷Ⅱ（15）；所述固定框架（6）的下端與棘輪調整機構（12）的框架通過螺栓固定聯接，固定框架（6）為U型槽狀，固定框架（6）兩側對稱布置導軌Ⅰ（5）和導軌Ⅱ（10），所述導軌Ⅰ（5）、導軌Ⅱ（10）通過螺栓與固定框架（6）聯接，滑車Ⅰ（3）和滑車Ⅱ（11）分別與導軌Ⅰ（5）和導軌Ⅱ（10）通過滾珠進行滑動；所述頭板（9）與滑車Ⅰ（3）和滑車Ⅱ（11）的一端通過螺栓聯接，所述頭板（9）與頭枕活動部分固定聯接；所述彈簧擋板（7）與固定框架（6）的槽底固定聯接，驅動彈簧（8）由彈簧擋板（7）和頭板（9）上下約束，由固定框架（6）兩側左右約束，直動吸入式電磁鐵（4）固定在固定框架（6）的槽底的外側；所述限位銷Ⅰ（14）和限位銷Ⅱ（15）分別與導軌Ⅰ（5）和導軌Ⅱ（10）固連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹小琴，朱喜行，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：實用新型
國別省市：