CN103419731A - 一种安全防护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全防护装置，安装在汽车或火车上，包括安全气囊和车体，其特征是：将安全气囊安装在车体的外部，所述车体的外部是指车体的左侧面或右侧面或顶部或火车的两节车厢之间的连接部位或相邻部位或火车公知安装能量吸收装置的部位或车体变形区域；所述安全气囊是公知安全气囊或在公知安全气囊上安装有人工控制器，所述人工控制器通过导线连接点火器，点火器与气体发生器相连。

Description

一种安全防护装置及方法

一、技术领域

本发明属于汽车或火车行车安全防护技术领域。

二、背景技术

安全气囊一般由传感器(sensor)、电控单元(ECU)、气体发生器(inflator)、气囊(bag)、续流器(clockspring)等组成，通常气体发生器和气囊等做在一起构成气囊模块(airbag module)。传感器感受汽车碰撞强度，并将感受到的信号传送到控制器，控制器接收传感器的信号并进行处理，当它判断有必要打开气囊时，立即发出点火信号以触发气体发生器，气体发生器接收到点火信号后，迅速点火井产生大量气体给气囊充气。

自上世纪80年代开始逐步在民用车辆上采用之后，安全气囊时下已经成为了非常重要的汽车被动安全设备，安全气囊的数量已经成为衡量车辆安全性的参照之一。媒体曝光汽车安全气囊不作为导致伤亡事故日益增多，六省市消协建议尽快出台汽车安全″气囊国家标准″以便于消费者与厂商打官司时″有法可依″。实际上，作为安全驾驶中最后一根稻草的″安全气囊″并非万能的，实验室撞击的结果也并不能拿到现实中来对照——气囊的弹开不能简单地以车辆损坏程度判断。根据实验室中的汽车碰撞测试可知，安全气囊打开需要合适的速度和碰撞角度。只有车辆的正前方左右大约60°之间位置、垂直撞击在固定的物体上，速度高于30公里/时(这里所说的速度不是我们通常意义上所理解的车速，而是在试验室中车辆相对固定障碍物碰撞的速度，实际碰撞中汽车的速度高于试验速度)，安全气囊才可能打开。而现实生活中很多碰撞发生不满足这些条件。在一些事故中，例如轿车与没有后部防护装置的卡车发生钻入性追尾事故，或轿车碰撞护栏再翻车事故，或发生车身侧面碰撞等，这样的事故往往没有车身前部的直接撞击，主要是车身上部和侧面发生碰撞，碰撞车身部位的刚度很小，虽然车舱发生了很大的变形，造成了车内乘员受伤或死亡，但是由于碰撞部位不对，安全气囊也不能打开；还有一些是因为汽车碰撞的并非碰撞试验中所谓的″固定的刚性物体″，而是撞在绿化带、金属围栏以及树木上，这些属于″可变物体″，撞击角度也非垂直，也会导致安全气囊不会打开。在许多情况下，虽然汽车所遭受的撞击非常严重，需要打开安全气囊，但是，由于机器判断的缺陷，导致安全气囊不能打开，遭受很大的损失。有些汽车的副驾驶气囊设有有手动开关，但是，手动开关自己能锁定安全气囊，使气囊不能打开，却不能人为来控制打开安全气囊。在很多情况下，如果车上人员能够在发生碰撞之前，靠手动或脚动来提前打开安全气囊，就可以将损害降至最低，因此，发明一种通过人工控制，靠手动或脚动来提前打开安全气囊的装置，是十分有必要和具有优势的。

目前，汽车用的安全气囊多是安装在汽车的内部，这对于轿车是具有优势的，然而，对于非轿车类车型，比如：大中型客运或货运汽车来说，当发生车祸或碰撞时，更多的伤害来自于汽车的侧翻或发生翻滚时所产生的。近年来，已经发生多起校车碰撞翻滚事故，对车内人员及财产造成了巨大的损害，因此，设计一种在汽车的侧翻或发生翻滚时能够有效保护汽车及车内人员及财产的安全气囊装置，是十分有效和具有优势的。

目前，设计人员主要将思维聚焦在了有效地降低撞击时造成的损害，因此，已有的车外安全气囊全部设计在了汽车的前部、底部或尾部，且见于文字记载的只有安装在小型轿车上，而大中型车辆的车外安全气囊却从不见记载，其目的主要是为了减轻直接碰撞时所产生的直接伤害，其不足之处是忽略了汽车翻滚或坠入悬崖或落水所造成二次伤害，然而，在很多情况下，尤其是大中型客货运汽车，例如：今年以来多次发生的校车事故，这种二次伤害要比直接碰撞造成的一次伤害损失要大得多。如果我们能及时的设计出防止这种伤害的安全气囊装置，就能挽救许许多多人的生命及财产损失，因此，发明这样一种防止二次伤害的安全装置是具有重大的社会意义和经济效益的，是具有重大技术进步的。

列车防碰撞采用能量吸收装置和在车体端部设置变形区域降低碰撞作用力的设计原理，车体的防碰撞设计采用两级或多级能量吸收系统，能量吸收装置作为第一级可恢复使用的变形装置组成，低速碰撞时主要由它来吸收碰撞能量，车体变形区域作为第二级由不可恢复的弹性变形材料制成，高速碰撞时主要由它来吸收大碰撞能量，车体变形区域或者和车体做成一体，或者安装在车体结构的端部。其不足之处是当碰撞发生时，两种装置仍不能完全吸收碰撞能量，车体变形较大，给车内乘员带来较大伤害。

发生于2011年7月23日的甬温动车事故，给了人们十分深刻的教训。由于火车技术领域与汽车技术领域差异巨大，因此，火车领域的技术人员很难有将汽车领域的技术，应用在火车技术领域的思维方式，因此，在汽车上已经应用了30多年的安全气囊至今没有在火车上应用，尤其是用于车体外的安全气囊；也许人们会有这样的疑问，“火车的动量非常巨大，安全气囊也能解决这个问题吗？答案是肯定的，安全气囊采用现在的超强度材料，如：超强度橡胶、塑料、纤维植物等是完全可以承受远远大于用于火车上所需要的强度的”。如果我国的动车上能及早的安装上安全气囊，那么，甬温动车事故中，能够挽救多少人的生命及财产损失，那是显而易见的。因此，在火车上安装安全气囊用来减少碰撞造成的损失以及用来防止二次伤害是十分有必要和优势的，是具有巨大技术进步的。安全气囊本身即是能量吸收装置又可以起到弹性变形材料的作用，且其在降低列车的减速率方面，效果更优，成本更低，安全气囊既可以作为二者的替代品也可以作为增加的辅助装置，使列车更加安全。

为了不再发生类似于甬温那样的动车事故，为了使我们的校车能够给孩子们提供一个更加安全的行车保障，发明一种更加安全的防护装置是我们必须尽快解决的一个任务。

三、发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种安全防护装置。确切地说，是增加了人工操作功能的安全气囊，是增加了可以通过手动或脚动功能用来打开的安全气囊。

本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种安全防护装置。确切地说，提供一种用于减轻二次伤害的汽车或火车上的安全气囊。

一种安全防护装置，安装在汽车或火车上，其特征是：在公知安全气囊上安装有人工控制器，所述人工控制器通过导线连接点火器，点火器与气体发生器相连。

当遇到紧急情况时，操作人员可以通过人工控制器，向点火器发出点火信号，点火器触发气体发生器，气体发生器接收到点火信号后，迅速点火并产生大量气体给气囊充气。

为了防止误操作，人工控制器上可以安装保险装置，例如：可以设置好，控制器采用选装的方式，只有旋转达到一整圈或一整圈以上是，才有效果，或者，可以采用提拉式，只有当提拉到一定高度才可以启动；这种保险设置可以有很多方法，凡是可以起到本发明保险作用的装置，都在本发明保护范围。

本发明所述公知安全气囊是原理与现有公知汽车安全气囊相同。当用于车外安全气囊时，其各种材料强度和相应技术碰撞指标可以有所变化。本发明的人工控制器可以和自动安全气囊同时兼容起作用，哪一个先启动点火信号，哪一个就起作用。

本发明的优势：

当遇到紧急情况下，如果车上人员能够提前预料到即将发生的碰撞，或者，当碰撞发生时安全气囊由于种种原因没能打开时，可以通过人工控制的方式将安全气囊打开。这样，就可以避免由于安全气囊没能打开而造成的伤害。另外，对于车外的安全气囊来说，人工控制就显得尤为重要。例如：可以将人工控制器安装在车内，安全气囊安装在车体外，如果是大型客车落入水中，就有可能普通公知安全气囊不能打开，这时，就可以通过人工控制器将安全气囊打开，还可以防止汽车沉入水底。

长期以来，由于技术人员的惯性思维，安全气囊一直是安装在小型轿车上的，且主要是安装在车体内部，虽然有些技术人员也设计了小型轿车车体外部的安全气囊，主要是安装在了车体的前部或后部或底部，但终因效果不理想或作用不大而一直没有真正被应用，分析原因，实际应用当中，主要是这样设计的安全气囊对小型轿车的保护作用不够强大，其次，就是小型轿车安装车外安全气囊的必要性和意义不够强大。并且，其不足之处还在于，其安装位置也不能有效的起到防护作用。

然而，由于技术人员的惯性思维，人们忽略了这样一个事实，那就是，车外安全气囊对大、中型客、货汽车或火车来说，是意义非常重大的，是能够避免重大伤亡事故的一个十分有效的技术手段，由于对大、中型客、货汽车或火车来说，最主要的伤害不是碰撞时直接造成的伤害，而是在碰撞后，车体的翻滚挤压以及车内物品的相互碰撞所带来的，或者，对于落水的汽车来说，最主要的伤害是汽车的快速沉入水中所带来的伤害，这样来说，设计一种车体外部使用的安全防护装置就能够最大的减轻这些伤害，且这些安全气囊的设计安装位置正确与否，对减轻伤害来说，也是非常重要的。为了便于叙述，本发明中定义：小型轿车为A型车，除小型轿车之外的任意车型为B型车，包括但不限于大、中型客、货汽车。本发明中所述火车，可以是任意类型火车或列车，包括但不限于动车组或内燃机车或电动机车或高速列车等。

一种安全防护装置，安装在汽车或火车上，包括安全气囊和车体，其特征是：将安全气囊安装在车体的外部，所述车体的外部是指车体的左侧面或右侧面或顶部或火车的两节车厢之间的连接或相邻部位或火车的公知安装能量吸收装置部位或车体变形区域。

所述两节车厢之间的连接或相邻部位，可以是在车厢的外部，也可以是在车厢的内部。

本发明所述安全气囊是公知汽车用安全气囊或本发明中增加了人工操作功能的安全气囊。所述车体可以是指A型车或B型车或火车。

优选的，所述车体是指B型车或火车。因为，无论从经济效益还是保护作用来说，本发明对B型车或火车来说，都具有巨大的优势或作用。

优选的，所述车体是指火车，所述安全气囊是安装在火车的两节车厢之间的连接部位或相邻部位；可以在每一节车厢上都安装上安全气囊，这样，当火车发生碰撞事故时，两节车厢之间的安全气囊打开，气囊和气囊之间相撞，可以有效的避免车厢之间的互相挤压所造成的伤害。而且，安全气囊上还有放气孔，可以通过放气来有效的释放车厢之间的互相挤压的能量。

优选的，所述安装位置在车体的左侧面或右侧面的上半部分或高度在车体的1/2部位以上或顶部。这样，就能有效地化解车体翻滚时所具有的能量。

所述安全气囊是一个或一个以上，优选的。可以采用多个安全气囊，分布式安装在车体的不同位置，这样，既节省材料成本，防护效果也最优。

当然，本发明所述安全气囊也可以安装在车体的前部或后部或底部，只是安全防护效果不如安装在左侧面或右侧面或顶部。安装位置的不同，直接导致防护效果的巨大差异。

按其功能来说，本发明名称还可以是：一种防止落水的安全防护装置或一种防止翻滚的安全防护装置或一种防止二次伤害的安全防护装置。

一种安全防护方法，安装在汽车或火车上，其特征是：在公知安全气囊上安装有人工控制器，人工控制器通过导线连接点火器，点火器与气体发生器相连；当遇到紧急情况时，操作人员可以通过人工控制器，向点火器发出点火信号，点火器触发气体发生器，气体发生器接收到点火信号后，迅速点火并产生大量气体给气囊充气。

本发明所述公知安全气囊是原理与现有公知汽车安全气囊相同。当用于车外安全气囊时，其各种材料强度和相应技术碰撞指标可以有所变化。本发明的人工控制器可以和自动安全气囊同时兼容起作用，哪一个先启动点火信号，哪一个就起作用。

一种安全防护方法，用于汽车或火车上，包括安全气囊和车体，其特征是：将安全气囊安装在车体的外部，所述车体的外部是指车体的左侧面或右侧面或顶部或火车的两节车厢之间的连接或相邻部位或火车的公知安装能量吸收装置部位或车体变形区域。

本发明所述安全气囊是公知安全气囊或本发明中增加了人工操作功能的安全气囊。

所述车体可以是指A型车或B型车或火车。

优选的，所述车体是指B型车或火车。因为，无论从经济效益还是保护作用来说，本发明对B型车或火车来说，都具有巨大的优势或作用。

优选的，所述车体是指火车，所述安全气囊是安装在火车的两节车厢的连接部位或相邻部位；可以在每一节车厢上都安装上安全气囊，这样，当火车发生碰撞事故时，两节车厢之间的安全气囊打开，气囊和气囊之间相撞，可以有效的避免车厢之间的互相挤压所造成的伤害。

优选的，所述安装位置在车体的左侧面或右侧面的上半部分或高度在车体的1/2部位以上或顶部。这样，就能有效地化解车体翻滚时所具有的能量。

所述安全气囊是一个或一个以上，优选的。可以采用多个安全气囊，分布式安装在车体的不同位置，这样，既节省材料成本，防护效果也最优。

本发明所述安全气囊上还有放气孔，当安全气囊打开式，放气孔可以自动打开，从而缓释碰撞所产生的能量。

当然，本发明所述安全气囊也可以安装在车体的前部或后部或底部，只是安全防护效果不如安装在左侧面或右侧面或顶部。

由于现有汽车没有安装车外安全气囊的设计，本发明还需要设计安装座，所述安装座是将安全气囊安装在车外的装置。

按其功能来说，本发明名称还可以是：一种防落水的安全防护装置或一种防翻滚的安全防护装置或一种防止二次伤害的安全防护装置。

本发明所述车体可以分为六个面：分别为：前面/部；后面/部；左侧面/部；右侧面/部；顶面/部，底面/部。

本发明的有益效果是：

本发明应用在火车上产生了意想不到的优势：长期以来火车领域的技术人员一直致力于当火车发生碰撞时怎样减小车厢与车厢之间的相互挤压所带来的二次伤害或车厢翻滚时所造成的二次伤害，且研究的方向主要集中在了改变或提高车厢材料的性能和车厢的结构上，到目前位置，这种方法既耗费了大量的成本，也没有达到人们所要求的效果。然而，人们忽略了可以使用安全气囊的方法，这样既节约成本，且安全防护效果又好。本发明克服了长期以来人们研究方向的偏见，采用了在火车的两节车厢的连接部位或相邻部位安装安全气囊的方法，成功的解决了这一问题且降低了成本造价，具有巨大的优势。当两节车厢相互挤压时，安全气囊可以很大的缓冲这种挤压力，且安全气囊上有放气孔，因此，也可以通过放气的方法释放相互挤压的能量，从而减小二次伤害。

本发明应用在汽车或火车上：本发明克服了人们的视而不见的惯性思维。安全气囊应用在轿车车内已经数十年了，却一直没有人提出可以应用在B型车或车体外面或火车上，如果能及时应用上，那么这些年频繁发生的校车事故以及发生于2011年7月23日的甬温动车事故，就可以避免很多巨大的伤害事故，正是由于这种视而不见的偏见，给了人们十分深刻的教训。本发明安装在车体的外表面，当车体发生翻滚时，安全气囊就会自动或人工打开，首先接触地面的就是安全气囊，就会缓冲这种震动能量，从而减小二次伤害。

对于落水汽车而言，当汽车落入水中时，安全气囊就会自动或人工打开，安全气囊产生的浮力就会托住汽车不会下沉，使车内的乘客就有充分的时间逃生，从而减小二次伤害。

本发明虽有多个独立权利要求，但是，同属于一个总的技术构思。

四、附图说明：

图1是本发明实施例一所述增加了人工操作功能的安全气囊原理图

图2是本发明实施例二所述将安全气囊安装在校车的左侧面或右侧面的原理示意图

图3是本发明实施例三所述将安全气囊安装在火车两节车厢之间的原理示意图

图4是本发明实施例四所述将安全气囊安装在火车两节车厢之间的另一安装方式原理示意图

附图标志

1人工控制器  2连接导线  3点火器  4气体发生器  5安全气囊

6车体前面/部  7车体顶面/部  8车体左或右面/部  9车体后面/部

10车体底面/部  11安全气囊  12车体高度的1/2处分界线  13前车厢

14后车厢  15两节车厢的连接部位  16安全气囊

五、具体实施方式

实施例一：

如图1所示，在公知安全气囊上安装有人工控制器，所述人工控制器通过导线连接点火器，点火器与气体发生器相连。

实施例二：

如图2所示，本实施例采用分布式安装方法，将安全气囊安装在校车的左侧面、右侧面及顶部，在左侧面和右侧面高度的1/2处分别各安装一排，每排五个安全气囊。

同样，在左、右侧面接近顶部的部位个分别各安装一排，每排五个安全气囊。

在顶部均匀分布式安装九个安全气囊。

安装方式采用公知的安装方式即可。

当汽车侧翻滚时，两侧面和顶部的安全气囊就会打开，安全气囊就会先与地面接触，起到缓冲的作用。

实施例三：

如图3所示，所述安全气囊是安装在火车的两节车厢的连接部位或相邻部位；可以在每一节车厢上都安装上安全气囊。

实施例四：

如图4所示，所述安全气囊是安装在火车的两节车厢的连接部位或相邻部位；当火车发生碰撞事故时，两节车厢之间的安全气囊就会打开，从而抵消两节车厢之间的挤压力度，减小车体的变形，缓释挤压能量。

Claims (10)

1.一种安全防护装置，安装在汽车或火车上，其特征是：在公知安全气囊上安装有人工控制器，所述人工控制器通过导线连接点火器，点火器与气体发生器相连；所述安全气囊是一个或一个以上。

2.根据权利要求1所述一种安全防护装置，其特征是：所述人工控制器上安装有保险装置。

3.一种安全防护装置，安装在汽车或火车上，包括安全气囊和车体，其特征是：将安全气囊安装在车体的外部，所述车体的外部是指车体的左侧面或右侧面或顶部或火车的两节车厢之间的连接或相邻部位或火车公知安装能量吸收装置的部位或车体变形区域；所述安全气囊是公知安全气囊或在公知安全气囊上安装有人工控制器，所述人工控制器通过导线连接点火器，点火器与气体发生器相连。

4.根据权利要求3所述一种安全防护装置，其特征是：所述车体是A型车或B型车或火车。

5.根据权利要求3所述一种安全防护装置，其特征是：所述安装位置在车体的左侧面的上半部分或右侧面的上半部分或高度在车体的1/2部位以上或顶部。

6.根据权利要求3所述一种安全防护装置，其特征是：所述安全气囊是一个或一个以上，分布式安装在车体的不同位置。

7.一种安全防护方法，应用在汽车或火车上，其特征是：在公知安全气囊上安装有人工控制器，所述人工控制器通过导线连接点火器，点火器与气体发生器相连；当遇到紧急情况时，操作人员可以通过人工控制器，向点火器发出点火信号，点火器触发气体发生器，气体发生器接收到点火信号后，迅速点火并产生大量气体给气囊充气；所述安全气囊是一个或一个以上。

8.根据权利要求7所述一种安全防护方法，其特征是：所述人工控制器上安装有保险装置。

9.一种安全防护方法，应用在汽车或火车上，包括安全气囊和车体，其特征是：将安全气囊安装在车体的外部，所述车体的外部是指车体的左侧面或右侧面或顶部或火车的两节车厢之间的连接或相邻部位或火车公知安装能量吸收装置的部位或车体变形区域；所述安全气囊是公知安全气囊或在公知安全气囊上安装有人工控制器，所述人工控制器通过导线连接点火器，点火器与气体发生器相连。

10.根据权利要求9所述一种安全防护方法，其特征是：所述安全气囊是一个或一个以上，分布式安装在车体的不同位置。

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