CN102114823A - 脑电波式防撞安全帽带 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种兼具主动、被动特性的汽车安全装置,属汽车安全设备领域。该装置在座椅头枕的位置装有安全带收紧装置,安全带的外露端通过锁扣和插销连接安全帽,安全帽的帽檐装有脑电波传感器,脑电波传感器通过信号线连接到微电脑的输入端,微电脑的输出连接汽车的发动机转速电控机构和刹车的电控机构。本发明能实时监测驾驶员行为异常,及时提示并减速或刹车;能够保护使用人员头部安全,防止车祸时驾乘人员颈椎损伤;与安全气囊相比具有成本低,可靠性好的特点。

Description

脑电波式防撞安全帽带
技术领域
[0001] 本发明涉及一种汽车安全装置,属于交通安全设备领域。 背景技术
[0002] 行车安全是汽车驾驶首先考虑的因素。对于汽车的安全装置而言,分为主动安全 装置和被动安全装置。目前所有汽车都已配置安全带和座椅头枕,通常在座椅上配置的是 三点式安全带,用来将人的身体定位在座椅上。现有汽车虽然配置了安全带,但当车祸发生 时,头部受惯性力作用仍然会受到重创,为此部分汽车设置了安全气囊。但安全气囊存在如 下缺陷:1.安全气囊由于某些产品质量不过关,在车祸发生时,无法及时打开;2.高速撞车 时,安全气囊即使打开,驾驶员的头部仍然会重重的撞击到安全气囊上,然后弹回,在这一 过程会造成颈椎受损,医学上称之为颈椎挥鞭性损伤,严重的造成高位截瘫。因此在交通事 故中影响驾乘人员日后康复最大的因素是颈椎挥鞭性损伤。
[0003] 如何解决汽车安全气囊存在的缺陷,在车祸发生时,能够提高保护效果;同时,能 够主动实时监测驾驶员的驾驶行为的装置是极其重要的课题。该安全装置应具有以下特 点:1.能够及时主动发现驾驶员行为异常,并及时进行提示或刹车;2.能够保护驾驶员和 其他乘车人员头部安全,防止车祸时驾乘人员颈椎发生挥鞭性损伤;3.成本低,可靠性好。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种脑电波式防撞安全帽带,可以替代安全气 囊,能够及时发现驾驶员行为异常,并及时提示或刹车;能够保护驾驶员和其他乘车人员头 部安全,防止车祸时驾乘人员颈椎发生挥鞭性损伤;成本低,可靠性好。
[0005] 解决本发明的技术问题所采用的技术方案是:在座椅头枕的位置装有安全带收紧 装置,安全带的外露端通过锁扣和插销连接安全帽,安全帽的帽檐装有脑电波传感器,脑电 波传感器通过信号线连接到微电脑的输入端,微电脑的输出连接汽车的发动机转速电控机 构和刹车的电控机构。
[0006] 本发明的具体技术方案还包括:
[0007] 安全带收紧装置采用在安全带卷轴上安装回卷弹簧的复位机构;安全带收紧装置 的外壳截面为一端大于另一端的椭圆形,外壳内壁设置有楔形卡槽,安全带卷轴上装有带 卡槽轮盘,安全带卷轴装入滑动槽中,滑动槽的一端靠外壳大椭圆端,另一端靠外壳小椭圆 端,滑动槽中装有将安全带卷轴压向大椭圆端的支承弹簧。
[0008] 安全带收紧装置的安全带卷轴外周通过弧形的缓冲弹片连接同轴心的外层缓冲 卷轴套,安全带的内置固定端连接在缓冲卷轴套上所设的安全带固定卡槽上。
[0009] 缓冲卷轴套位于安全带卷轴的中部,两个带卡槽轮盘固定在缓冲卷轴套的两侧, 外壳内壁的楔形卡槽设置在对应带卡槽轮盘移动行程的范围,支承弹簧的一端抵压在滑 动槽端部的弹簧底座上,另一端通过与滑动槽成滑移连接的支承滑动块抵压在安全带卷轴 上。[0010] 座椅头枕内设有收藏腔,安全带收紧装置的整体安装在收藏腔内与椅靠背的钢架 固定;安全帽的帽檐设置有调节扣,帽檐后方通过连接带来连接锁扣,再连接于安全带外露 端的插销;在座椅头枕的后侧设置有安全帽存放袋;座椅侧面装有信号线固定柱,信号线 挂在上面。
[0011] 驾驶汽车之前,可以根据使用者头部大小调节帽檐的松紧调节扣,然后将插销可 以插入锁扣内固紧,戴上安全帽。汽车行驶后,随着头部较低速度的运动,安全带可以自由 伸长,在回卷弹簧的作用下,会回位收缩。座椅头枕中央中缝位置设有收藏孔,安全帽上的 连接带、锁扣及插销可以全部回缩至收藏腔内,使头部感觉舒适。安全带收紧装置外壳与固 定板焊接,安全带收紧装置设有固定孔,可通过螺栓与座椅钢架固定在一起。在正常行驶 时,头部的运动有一定的活动范围和活动规律。安全带缠绕在缓冲卷轴套上,缓冲卷轴套通 过缓冲弹片与安全带卷轴相连接,安全带卷轴固定连接着回卷弹簧作为安全带的收放复位 机构。由于安全帽的帽檐装有脑电波传感器,该传感器可将疲劳驾驶状态的脑电波信号传 输至微电脑中并在显示装置显示出来,对驾驶员的驾驶状态进行监测。当驾驶员疲劳驾驶 时,微电脑中与储存的正常驾驶状态电信号于此时的进行信号对比,并根据对比情况适时 向发动机转速电控机构、刹车电控机构发出相应的动作指令。
[0012] 主动安全保护功能:如果驾驶员处于疲劳驾驶状态,那么头脑处于抑制状态,脑电 波便和清醒状态的脑电波不同,经过对脑电波信号放大,送入微电脑进行分析。如果发现处 于疲劳驾驶后,微电脑给出声光提示和语音警示,提示无效后(脑电波信号仍无改变),则 控制微电脑发出指令,降低发动机转速,如果情况仍无改变则强行停机。
[0013] 被动安全保护功能:当突然发生车祸时,驾驶员的整个身体向前抛出,座椅安全带 和安全帽的安全带同时起作用,拉紧人的身体和头部,避免头部撞击到方向盘或玻璃上。由 于人体的头部和身体被同步拉紧,停止向前运动,使得头部与身体几乎无相对运动,这样就 彻底地避免了颈椎发生挥鞭性损伤。该功能与安全气囊的功能一致,但造价远低于安全气 囊。安全气囊的工作过程是在打开后又要立刻放气,用于尽量避免颈椎发生挥鞭性损伤,而 这种复杂的工作过程对于安全气囊的生产质量、可靠性、工艺提出了极高的要求,因此无法 降低生产成本。
[0014] 本电磁感应式安全帽带的保护工作过程为:①机械保护。头部处于高速运动时,安 全带被急速拉出,其收紧装置内的带齿卷轴轮盘加速转动,因受到安全带的向外拉出的作 用力,整个带齿卷轴轮盘克服卷轴支承弹簧的弹力向外运动,其外圆周上的卡齿便卡入安 全带收紧装置外壳上设置的楔形内壁卡槽内,使带卡槽轮盘被锁死,安全带也就被锁紧。锁 紧后,缓冲卷轴套通过缓冲弹片还会与安全带卷轴之间有少量缓冲运动,避免了头部受到 激烈冲击;②电脑程序保护。电脑通过对传感器传输进来的驾驶员脑电波进行检测,当发现 处于疲劳驾驶时,会发出指令,降低发动机转速,或者强行停机。
[0015] 不使用安全帽带时,可将锁扣内的插销拔除,其结构可参照传统的三点式安全带 锁扣,再将安全帽放入到座椅背的后的安全帽存放袋内即可。
[0016] 本发明的有益效果是:解决了汽车安全气囊存在的缺陷,成本极低。具有:1.能够 及时发现驾驶员行为异常,并及时提示或刹车;2.能够保护驾驶员和其他乘车人员头部安 全,防止车祸时驾乘人员颈椎发生挥鞭性损伤。附图说明
[0017] 图1为本发明的外观使用状态图;
[0018] 图2为本发明的安全帽与安全带的外观示意图;
[0019] 图3为本发明安全带收紧装置外观示意图;
[0020] 图4为本发明安全带收紧装置主视剖面图;
[0021] 图5为本发明安全带收紧装置侧视剖面图;
[0022] 图6为本发明整体结构示意图;
[0023] 图7为本发明的电控原理示意图。
[0024] 图1〜7中:1.遮阳,2.帽檐,3.脑电波传感器,4.座椅头枕,5.安全带收紧装 置,6.调节扣,7.连接带,8.锁扣,9.插销,10.固定板,11.外壳,12.安全带出口,13.安全 带,14.固定孔,15.缓冲卷轴套,16.带卡槽轮盘,17.支承弹簧,18.滑动槽,19.弹簧底座, 20.支承滑动块,21.楔形卡槽,22.缓冲弹片,23.安全带卷轴,24.信号线,25.回卷弹簧, 26.回卷弹簧固定端,27.外壳内腔,28.信号线固定柱,29.安全带固定卡槽,30.安全帽存 放袋,31.收藏腔,32.微电脑。
具体实施方式
[0025] 参见各图,帽檐2上安装脑电波传感器3,帽檐2设有松紧调节扣6,可以根据使用 者头部大小进行调节,帽檐2后方设有连接带7,连接带7尾端安装锁扣8,与之对应的插销 9可以方便地插入和取出,插销9与安全带13连接固紧,插销9同时作为信号线24的插座。 脑电波传感器3用信号线24连接,该信号线长度有一段余量,置入座椅靠背内的空腔中,一 端固定于线信号线固定柱28上,另一端利用重力自然垂下。根据头部后脑勺位置座椅靠背 的座椅头枕4中缝位置设置收藏腔31,在回卷弹簧25的作用下,连接带7、装锁扣8及插销 9可以全部回缩至收藏腔31内,使头部感觉舒适。安全带收紧装置5安装在B形座椅头枕 4的后下方,安全带收紧装置外壳11与固定板10焊接,固定板10上设有固定孔14,可通过 螺栓与座椅钢架固定在一起。安全带收紧装置5设有安全带出口 12,安全带13的内置末端 固定于缓冲卷轴套15上的安全带固定卡槽29内,安全带13缠绕在缓冲卷轴套15上。缓 冲卷轴套15通过弧形的缓冲弹片22与安全带卷轴23连接。缓冲卷轴套15的两侧为带卡 槽轮盘16,该卷轴的两端嵌入到支承滑动块20内,支承滑动块20被嵌入至滑动槽18内,可 沿滑动槽18自由滑动,滑动槽18靠外壳的楔形缩小端安装有弹簧底座19,支承弹簧17抵 压在支承滑动块20与弹簧底座19之间。安全带收紧装置外壳11的椭圆截面具有前小后 大的楔形结构,内壁设有楔形卡槽21,带卡槽轮盘16与回卷弹簧25的一端固定,带卡槽轮 盘16与安全带卷轴23固定连接。脑电波传感器的信号线24穿过安全带收紧装置外壳到 座椅靠背内空腔中与信号线固定柱28相连,另一部分线自然垂下,脑电波信号传输至微电 脑32及显示装置内。座椅背后设有安全帽存放袋30,当不用时可以方便收储。
[0026] 驾驶汽车之前,可以根据使用者头部大小进行调帽檐节松紧调节扣6,将插销9可 以插入锁扣8内固紧,然后戴上安全帽。汽车行驶后,随着头部的运动,安全带可以自由伸 长,在回卷弹簧25的作用下,可自由会收缩,信号线24随安全带13 —起运动,在重力的作 用下回缩。座椅头枕4中央中缝位置设有收藏腔31,连接带7、装锁扣8及插销9可以全部 回缩至收藏腔31内,使头部感觉舒适。安全带收紧装置5安装在B形座椅头枕4的下方,安全带收紧装置外壳11与固定板10焊接,安全带收紧装置设有固定孔14,可通过螺栓与座 椅钢架固定在一起。在正常行驶时,头部的运动有一定的活动范围和活动规律,由于安全带 13缠绕在缓冲卷轴套15上,缓冲卷轴套15通过缓冲卷轴的缓冲弹片22与
[0027] 如果驾驶员处于疲劳驾驶状态,那么头脑处于抑制状态,脑电波便和清醒状态的 脑电波不同,该脑电波信号被放大,送入微电脑进行分析。当微电脑中预先设定的程序发现 驾驶员处于疲劳驾驶后,会控制微电脑给出声光提示或语音警示,提示无效后(头部运动 规律电信号无改变),则发出指令,降低发动机转速,如果脑电波信号仍无改变则强行停机, 实现主动安全保护。本装置采用脑电波监测,则准确度更高。
[0028] 当突然发生车祸时,头部处于高速运动,安全带被急速拉出,安全带收紧装置内的 带卡槽轮盘随之加速转动,因为这时安全带受到的向外拉力很突然也很大,整个带卡槽轮 盘会带动安全带卷轴克服支承弹簧的弹力向外运动,由于安全带收紧装置的外壳结构为前 小后大,具有楔型结构,带卡槽轮盘向外移动便卡入外壳上对应的楔形卡槽内,使得带卡槽 轮盘被锁死,安全带随之被锁紧。锁紧后,缓冲卷轴套通过缓冲弹片与缓冲卷轴之间还会微 微转动,安全带可以得到一小段缓冲运动,避免头部受到冲击,起到了被动安全保护作用。
[0029] 不使用安全帽带时,可将锁扣内的插销拔除,其结构与传统的三点式安全带锁扣 相同,可自动收回安全带和插销,然后再将安全帽放入到座椅背的后的安全帽存放袋内即 可。

Claims (5)

1. 一种脑电波式防撞安全帽带,其特征在于:在座椅头枕的位置装有安全带收紧装 置,安全带的外露端通过锁扣和插销连接安全帽,安全帽的帽檐装有脑电波传感器,脑电波 传感器通过信号线连接到微电脑的输入端,微电脑的输出连接汽车的发动机转速电控机构 和刹车的电控机构。
2.根据权利要求1所述的脑电波式防撞安全帽带,其特征在于:安全带收紧装置采用 在安全带卷轴上安装回卷弹簧的复位机构;安全带收紧装置的外壳截面为一端大于另一端 的椭圆形,外壳内壁设置有楔形卡槽,安全带卷轴上装有带卡槽轮盘,安全带卷轴装入滑动 槽中,滑动槽的一端靠外壳大椭圆端,另一端靠外壳小椭圆端,滑动槽中装有将安全带卷轴 压向大椭圆端的支承弹簧。
3.根据权利要求2所述的脑电波式防撞安全帽带,其特征在于:安全带收紧装置的安 全带卷轴外周通过弧形的缓冲弹片连接同轴心的外层缓冲卷轴套,安全带的内置固定端连 接在缓冲卷轴套上所设的安全带固定卡槽上。
4.根据权利要求3所述的脑电波式防撞安全帽带,其特征在于:缓冲卷轴套位于安全 带卷轴的中部,两个带卡槽轮盘固定在缓冲卷轴套的两侧,外壳内壁的楔形卡槽设置在对 应带卡槽轮盘移动行程的范围,支承弹簧的一端抵压在滑动槽端部的弹簧底座上,另一端 通过与滑动槽成滑移连接的支承滑动块抵压在安全带卷轴上。
5.根据权利要求3所述的脑电波式防撞安全帽带,其特征在于:座椅头枕内设有收藏 腔,安全带收紧装置的整体安装在收藏腔内与椅靠背的钢架固定;安全帽的帽檐设置有调 节扣,帽檐后方通过连接带来连接锁扣,再连接于安全带外露端的插销;在座椅头枕的后侧 设置有安全帽存放袋;座椅侧面装有信号线固定柱,信号线挂在上面。
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