CN104590203A - 一种具有自动检测功能的安全带 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种具有自动检测功能的安全带，包括织带，套在织带上可滑动连接的扣环，设置在车体内的卷收器，固定在车体内卷收器正上方的带环，以及固定在坐垫上远离卷收器的侧面上的扣环座；还包括安全带继电器，磁铁和霍尔开关，霍尔开关固定在第一连接件上与织带的接触面上，霍尔开关的输出端连接至安全带继电器的控制端，安全带继电器的两个触点端分别与点火开关的点火输出端和起动机继电器的控制端连接；磁铁固定在织带上与第一连接件的接触面上，织带拉伸并通过扣环卡接在扣环座上时，磁铁能够移动至霍尔开关的位置。该安全带当检测到驾驶员系好安全带后才能正常启动汽车，可以监督驾驶员在系好安全带后才能上路，提高驾驶的安全性。

Description

一种具有自动检测功能的安全带

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及具有自动检测功能的安全带。

背景技术

汽车交通安全分为主动安全与被动安全。汽车安全带属于被动安全，它是在事故发生后用于保护驾乘人员，降低驾乘人员所受的伤害。但是现在很多驾驶者认为安全带的牵制降低了我们驾驶的乐趣，使得驾驶舒适感大打折扣，于是很多驾驶者往往不系安全带就上路，这是一种非常不安全的做法，给自己带来了一定的安全隐患。

虽然现在交警同志们通过罚款与扣分来提醒或者督促驾驶者系好安全带，但仍然有许多驾驶者抱着侥幸心理，认为自己可以躲得过交警同志们的责罚。目前现有技术还没有一种有效的手段来督促驾驶员在系好安全带后才能上路，提高驾驶的安全性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所解决的问题在于，提供一种具有自动检测功能的安全带，能够自动检测安全带是否系好，用于督促驾驶员在系好安全带后才能上路，提高驾驶的安全性。

为解决上述技术问题，实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有自动检测功能的安全带，包括织带，套在织带上可滑动连接的扣环，设置在车体内的卷收器，固定在车体内卷收器正上方的带环，以及固定在坐垫上远离卷收器的侧面上的扣环座；所述织带一端设置在卷收器内，另一端从卷收器伸出向上延伸穿过带环后，向下延伸并固定在坐垫靠近卷收器的侧面上；织带能够拉伸并通过扣环卡接在扣环座上；带环整体由水平设置的圆柱型的第一连接件和半环状的第二连接件封闭而成，带环的第二连接件固定在车体内，织带以紧贴第一连接件外表面滑动的方式穿过带环连接；还包括安全带继电器，磁铁和霍尔开关，霍尔开关固定在第一连接件上与织带的接触面上，霍尔开关的输出端连接至安全带继电器的控制端，安全带继电器的两个触点端分别与点火开关的点火输出端和起动机继电器的控制端连接，安全带继电器的接地端接地；磁铁固定在织带上与第一连接件的接触面上；织带拉伸并通过扣环卡接在扣环座上时，磁铁能够移动至霍尔开关的位置。

进一步，所述磁铁为多个，且沿所述织带的长度方向并列设置。

进一步，还包括处理电路，所述霍尔开关的电源端连接至5伏电源，霍尔开关的接地端接地，霍尔开关的输出端连接至处理电路的信号输入端，处理电路的信号输出端与NPN三极管的基极连接，NPN三极管的发射极接地，NPN三极管的集电极连接至绝缘栅型P沟道场效应管的栅极，NPN三极管的集电极通过上拉电阻连接至5伏电源，绝缘栅型P沟道场效应管的漏极连接至12伏电源，绝缘栅型P沟道场效应管的源极连接至所述安全带继电器的控制端。

进一步，还包括电源转换电路，电源转换电路的输入端连接至12伏电源，电源转换电路的输出端输出5伏电源；电源转换电路的输入端通过一整流电路连接至稳压芯片的输入端，稳压芯片的输出端为所述电源转换电路的输出端。

进一步，所述整流电路包括整流二极管，整流电阻以及整流电容；整流二极管的阳极作为整流电路的输入端，整流电阻和整流电容并联形成并联支路；并联支路串联在整流二极管的阴极与地线的回路中。

进一步，所述整流二极管的阳极的前端还串联有保险管。

进一步，所述整流电路还包括发光二极管，发光二极管与所述整流电阻串联形成所述并联支路的一支路。

进一步，所述稳压芯片的输出端并联滤波电容后形成所述电源转换电路的输出端。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

在起动机继电器的控制端与点火开关之间增加一安全带继电器，使得安全带继电器闭合时，点火开关才能正常控制起动机继电器的断开和闭合，能够正常控制起动机启动。安全带继电器断开时，起动机继电器始终为断开状态，起动机一直保持在不工作状态。织带在拉伸至扣环卡接在扣环座后，磁铁能够移动至霍尔开关的位置，霍尔开关能够感应到磁铁带来的磁场变化，霍尔开关内部的输出晶体管闭合，输出闭合信号给安全带继电器，驱动安全带继电器闭合，点火开关能够正常控制起动机启动。当织带没有系好，扣环没有卡接在扣环座时，霍尔开关没有感应到磁铁带来的磁场变化，安全带继电器始终不被触发，起动机一直保持在不工作状态，汽车不能启动。该安全带通过霍尔开关与安全带继电器的双重检测结构，当检测到驾驶员系好安全带后才能正常启动汽车，可以监督驾驶员在系好安全带后才能上路，提高驾驶的安全性。

附图说明

图1为汽车中坐垫的背面示意图。

图2为本实施例中安全带的电路图。

图3为本实施例中处理电路的电路图。

图4为本实施例中电源转换电路的电路图。

具体实施方式

现有为汽车起动系统包括有点火开关，起动机继电器以及起动机。点火开关的点火输出端与起动机继电器的控制端连接，起动机继电器的触点端与蓄电池正极与起动机连接。汽车起动时，通常使用钥匙触发点火开关，使得点火开关的点火输出端输出高电平，触发起动机继电器闭合，蓄电池给起动机供电，起动机启动。本发明提供了一个结合现有的起动系统的安全带，使得驾驶员只有在系好安全带后才能启动汽车，可以监督驾驶员在系好安全带后才能上路，提高驾驶的安全性。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

如图1~4所示，具有自动检测功能的安全带，包括织带2，套在织带2上可滑动连接的扣环6，设置在车体内的卷收器3，固定在车体内卷收器正上方的带环4，以及固定在坐垫1上远离卷收器的侧面上的扣环座5；所述织带2一端设置在卷收器3内，另一端从卷收器3伸出向上延伸穿过带环4后，向下延伸并固定在坐垫1靠近卷收器的侧面上；织带能够拉伸并通过扣环卡接在扣环座上；带环4整体由水平设置的圆柱型的第一连接件和半环状的第二连接件封闭而成，带环的第二连接件固定在车体内，织带2以紧贴第一连接件外表面滑动的方式穿过带环连接；还包括安全带继电器J1，磁铁S和霍尔开关H，霍尔开关H固定在第一连接件上与织带的接触面上，霍尔开关的输出端连接至安全带继电器的控制端，安全带继电器J1的两个触点端分别与点火开关K的点火输出端和起动机继电器J2的控制端连接，安全带继电器J1的接地端接地GND；磁铁S固定在织带上与第一连接件的接触面上，织带拉伸并通过扣环卡接在扣环座上时，磁铁能够移动至霍尔开关的位置。

图2中M为起动机，点火开关K集成有4路开关，分别用于实现点火，停车，搭铁以及部分小功率用电。该安全带只有在织带拉伸至一定距离并扣环卡接在扣环座上时，霍尔开关感应到磁铁带来的磁场变化，其输出端输出相应的电平控制安全带继电器闭合，汽车才能点火。由于在织带拉伸的过程中，霍尔开关感应到的磁场忽大忽小，或由于周围有磁场变换，霍尔开关输出的信号有干扰，，给起动机继电器发出错误的信号，错误地控制起动机继电器闭合或断开。因此增加安全带继电器，起到隔离、抗干扰性好、信号传输稳定等优点。电源采用原本安装在汽车内蓄电池，不需要提供外部电源，操作方便。

由于驾驶员高矮胖瘦体型不一，所以不同的驾驶员系好安全带后，织带拉伸的程度都不一样，因此所述磁铁为多个，且沿所述织带的长度方向并列设置。这样只要霍尔开关检测到任一个磁铁时，都认为安全带时系好的，都可以正常启动汽车。

还包括处理电路U2，所述霍尔开关的电源端连接至5伏电源5V，霍尔开关的接地端接地，霍尔开关的输出端连接至处理电路U2的信号输入端Key4，处理电路U2的信号输出端Key与NPN三极管Q2的基极连接，NPN三极管Q2的发射极接地，NPN三极管Q2的集电极连接至绝缘栅型P沟道场效应管Q1的栅极，NPN三极管Q2的集电极通过上拉电阻连接至5伏电源，绝缘栅型P沟道场效应管Q1的漏极连接至12伏电源12V，绝缘栅型P沟道场效应管Q1的源极连接至所述安全带继电器的控制端。

本实施例中，NPN三极管作为电压开关使用，通过控制基极电流达到控制集电极电流或发射极电流的目的。当key脚输出高电平时，Q2导通，Q2的集电极为低电平，当key脚输出低电平时，Q2不导通，Q2的集电极为高电平。此处的NPN也可以换成PNP三极管，二者只是极性相反。绝缘栅型P沟道场效应管同样作为电压开关使用，使用时可以全开通或全关闭。它的输出电流决定于输入端电压的大小，基本上不需要输入端提供电流。当Q2不导通时，Q1导通，Q2导通时，Q1不导通，也可以换成绝缘栅型N沟道场效应管，二者只是极性相反。

具体实施时，如果霍尔开关的驱动端接地的话，则霍尔开关感应到磁场变化启动时，霍尔开关的输出端输出低电平，为了方便后面驱动安全带继电器，增加了处理电路，将接收到来自霍尔开关的输出端的信号进行翻转，则霍尔开关启动时，处理电路将来自霍尔开关的输出端的低电平转换为高电平，传输给安全带继电器。除此之外，处理电路也可以是非门电路。为了防止短路，处理电路的输入端通过电阻R2上拉至5V，绝缘栅型P沟道场效应管Q1的漏极通过串联R4连接至12伏电源12V。为了限制流入NPN三极管Q2的基极的电流的大小，处理电路U2的信号输出端Key通过串联电阻R5与NPN三极管Q2的基极连接。为了分压限流，绝缘栅型P沟道场效应管Q1的源极通过串联R6连接至所述安全带继电器的控制端。R1、R2、R4、R5、R6的电阻值均为10K。

还包括电源转换电路，电源转换电路的输入端连接至12伏电源，电源转换电路的输出端输出5伏电源；电源转换电路的输入端通过一整流电路连接至稳压芯片的输入端Vin，稳压芯片的输出端Vout为所述电源转换电路的输出端。由于本发明的安全带采用了两个电源，12V和5V，其中12V电源可以直接在车上的外接插口中获得，而5V电源为常用电子器件的供电电源，需要电源装换电路进行转换。具体实施时，稳压芯片可为LM7805型号，

所述整流电路包括整流二极管D1，整流电阻R1以及整流电容；整流二极管的阳极作为整流电路的输入端，整流电阻和整流电容并联形成并联支路；并联支路串联在整流二极管的阴极与地线的回路中。为了更好地保护电源转换电路，所述整流二极管的阳极的前端还串联有保险管F1，保险管的最大承受电流为10A。

所述整流电路还包括发光二极管，发光二极管与所述整流电阻R1串联形成所述并联支路的一支路。发光二极管供驾驶员直观地了解到安全带供电的情况，发光二极管亮说明安全带正常供电，发光二极管灭说明安全带没有正常供电。

所述稳压芯片的输出端并联滤波电容后形成所述电源转换电路的输出端。滤波电容可以有电解电容和普通电容，用于过滤稳压芯片输出的信号中的杂波。如图4所示，从左到右的电容依次为2.2uF的电解电容，0.1uF的普通电容，2.2uF的电解电容，0.1uF的普通电容。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种具有自动检测功能的安全带，包括织带，套在织带上可滑动连接的扣环，设置在车体内的卷收器，固定在车体内卷收器正上方的带环，以及固定在坐垫上远离卷收器的侧面上的扣环座；所述织带一端设置在卷收器内，另一端从卷收器伸出向上延伸穿过带环后，向下延伸并固定在坐垫靠近卷收器的侧面上；织带能够拉伸并通过扣环卡接在扣环座上；其特征在于，带环整体由水平设置的圆柱型的第一连接件和半环状的第二连接件封闭而成，带环的第二连接件固定在车体内，织带以紧贴第一连接件外表面滑动的方式穿过带环连接；还包括安全带继电器，磁铁和霍尔开关，霍尔开关固定在第一连接件上与织带的接触面上，霍尔开关的输出端连接至安全带继电器的控制端，安全带继电器的两个触点端分别与点火开关的点火输出端和起动机继电器的控制端连接，安全带继电器的接地端接地；磁铁固定在织带上与第一连接件的接触面上；织带拉伸并通过扣环卡接在扣环座上时，磁铁能够移动至霍尔开关的位置。

2.如权利要求1所述的具有自动检测功能的安全带，其特征在于，所述磁铁为多个，且沿所述织带的长度方向并列设置。

3.如权利要求1所述的具有自动检测功能的安全带，其特征在于，还包括处理电路，所述霍尔开关的电源端连接至5伏电源，霍尔开关的接地端接地，霍尔开关的输出端连接至处理电路的信号输入端，处理电路的信号输出端与NPN三极管的基极连接，NPN三极管的发射极接地，NPN三极管的集电极连接至绝缘栅型P沟道场效应管的栅极，NPN三极管的集电极通过上拉电阻连接至5伏电源，绝缘栅型P沟道场效应管的漏极连接至12伏电源，绝缘栅型P沟道场效应管的源极连接至所述安全带继电器的控制端。

4.如权利要求3所述的具有自动检测功能的安全带，其特征在于，还包括电源转换电路，电源转换电路的输入端连接至12伏电源，电源转换电路的输出端输出5伏电源；电源转换电路的输入端通过一整流电路连接至稳压芯片的输入端，稳压芯片的输出端为所述电源转换电路的输出端。

5.如权利要求4所述的具有自动检测功能的安全带，其特征在于，所述整流电路包括整流二极管，整流电阻以及整流电容；整流二极管的阳极作为整流电路的输入端，整流电阻和整流电容并联形成并联支路；并联支路串联在整流二极管的阴极与地线的回路中。

6.如权利要求5所述的具有自动检测功能的安全带，其特征在于，所述整流二极管的阳极的前端还串联有保险管。

7.如权利要求5所述的具有自动检测功能的安全带，其特征在于，所述整流电路还包括发光二极管，发光二极管与所述整流电阻串联形成所述并联支路的一支路。

8.如权利要求4所述的具有自动检测功能的安全带，其特征在于，所述稳压芯片的输出端并联滤波电容后形成所述电源转换电路的输出端。