CN105235566A - 用于追尾碰撞后颈部防护的汽车头枕结构 - Google Patents

Abstract

本发明公布了用于追尾碰撞后颈部防护的汽车头枕结构，包括气缸、控制模块以及框体，框体滑动设置在头枕内，在框体的开放端设置有支撑块，所述支撑块与气缸的输出端连接，在与输出端相对的气缸端部上安装有调节杆，连杆的一端与调节杆铰接，连杆的另一端安装有活动块，在框体正对调节杆的内侧壁上开有两个梯形槽；支撑块内上开设有空腔，在空腔内填充有弹性橡胶，在支撑块远离气缸输出端一侧的侧壁上设置有弧形接触面。后方的车辆与本车的间距处于安全值范围内时，控制模块直接控制气缸回缩，即气缸输出端带动支撑块向后移动，使得支撑块复位，无需手动操作，实现头枕防护与汽车安全系统的同步，加强汽车驾驶安全的可靠系数。

Description

用于追尾碰撞后颈部防护的汽车头枕结构

技术领域

本发明涉及智能化汽车主动安全系统，具体是指用于追尾碰撞后颈部防护的汽车头枕结构。

背景技术

交通事故的形态分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞以及行人碰撞。其中追尾碰撞因其无法预测性而导致其发生概率偏高。因此，在汽车安全研究中，在规划汽车乘员的保护策略时针对上述形态中的追尾碰撞，虽然造成乘车人员致命伤害和车体的严重变形均相对较小，但仍会对前车乘员造成颈部挥鞭伤。

现有技术中颈部保护以座椅系统为主，保护原理是通过座椅系统的靠背和头枕限制在追尾碰撞时头部相对与上躯干向后的运动，进而减小挥鞭伤的风险。市场上常见的主动头枕一般为纯机械结构，主要有两种，一是靠乘员与座椅的相对运动推动和头枕相连的连杆机构，进而推动头枕靠近乘员的头部，如SAAB主动头枕，在碰撞过程中，乘员由于惯性向后压迫座椅，通过空间连杆机构启动头枕，但是该技术方案存在较大的缺陷，即在利用碰撞的能量启动头枕机构时，头枕机构的响应时间长，即在头枕起到作用之前，挥鞭伤就已经发生；二是靠碰撞能量触发头枕，由弹簧驱动，头枕机构虽然运动可逆，但不能自行收拢，需要外部施加作用力以使其复位，操作麻烦，无法使用与智能化的主动安全系统。

发明内容

本发明的目的在于提供用于追尾碰撞后颈部防护的汽车头枕结构，实现对追尾碰撞的提前预判，及时启动对乘员颈部进行保护的机制，进而避免挥鞭伤的发生。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

用于追尾碰撞后颈部防护的汽车头枕结构，包括固定在头枕内的气缸、与气缸电连接的控制模块以及与支撑块两端连接且横截面为U形的框体，所述框体滑动设置在头枕内，在所述框体的开放端设置有支撑块，所述支撑块与气缸的输出端连接，在与输出端相对的气缸端部上安装有调节杆，还包括两个连杆，所述连杆的一端与调节杆铰接，连杆的另一端安装有活动块，在框体正对调节杆的内侧壁上开有两个与活动块相配合的梯形槽；所述支撑块内上开设有空腔，且在该空腔内填充有弹性橡胶，在所述支撑块远离所述气缸输出端一侧的侧壁上设置有与颈部相适应的弧形接触面。本发明工作时，与气缸电连接的控制模块直接和汽车主动安全系统连通，即在位于汽车后方的车辆与本车的距离处于一个危险值范围内时，控制模块直接将命令传输至气缸，此时气缸的输出端伸张，带动支撑块向前移动，使得支撑块向乘员头部靠近，进而实现提前限制在追尾碰撞时头部相对与上躯干向后的运动，避免碰撞发生时气缸的启动不及时而导致的挥鞭伤发生；当位于汽车后方的车辆与本车的间距处于一个安全值范围内时，控制模块直接控制气缸回缩，即气缸输出端带动支撑块向后移动，进而使得乘员的头部以及支撑块复位，无需手动操作，实现头枕防护与汽车安全系统的同步，进而加强汽车驾驶安全的可靠系数。

并且，气缸固定在头枕内部，而与输出端相对的另一端端部上安装调节杆，两个连杆与调节杆铰接，而活动块滑动设置在梯形槽内，即能在气缸输出端伸出时，支撑块带动框体一并向前移动，能够保证支撑块在受到冲击后，框体可为支撑块以及支撑块提供有力支撑，在增大支撑块受力部分的承力范围的同时，防止支撑块或是气缸的输出端因受力集中出现损伤。其中，两个活动块与梯形槽之间的配合，可直接限定框体以及支撑块的前后移动位移大小，即当活动块移动至活动槽的极限位置时，支撑块的前进或是后退的位移达到最大化，即保证气缸输出端的移动位移固定，避免支撑块的伸出位移过大而降低乘员颈部防护的效果，同时减少支撑块在复位时不彻底而造成乘员的驾驶或是乘车舒适度降低。更进一步地，支撑块的外壁直接与乘员颈部接触，即弧形接触面移动至与颈部接触后，头枕对乘员的颈部保护程序便开始启动，而弧形接触面可在最大程度上增加颈部的舒适度，而在支撑块内部填充有大量的弹性橡胶，可在追尾碰撞发生后直接对乘员颈部因惯性而产生的运动进行限制，进而避免乘员挥鞭伤的发生。

进一步地，在所述调节杆末端安装有弹簧，所述弹簧与框体正对调节杆一侧的内壁连接。支撑块或是框体在移动至其自身的极限位置时会产生一定冲击，该冲击效果会直接体现在连杆或是活动块与活动槽之间，严重时会直接导致连杆或是活动块受损，因此，安装在调节杆与框体侧壁之间的弹簧可保证支撑块或是框体在移动至接近其极限位置时将其自身的冲击力缓冲一部分，使得支撑块的移动速度相对平缓而不会出现骤然加速或是减速的情况，实现延长头枕使用寿命的目的。

进一步地，所述弹簧为扭转弹簧。作为优选，在气缸输出端回缩过程中，支撑块与框体的移动较为缓慢，但同时会出现沿气缸输出端径向方向上的小幅摆动，则本发明选用扭转弹簧，可承受在其径向或是偏离径向方向上的作用应力，在框体间断出现摆动的状态下对其产生缓冲作用，同时保证其稳定性能。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明当位于汽车后方的车辆与本车的间距处于一个安全值范围内时，控制模块直接控制气缸回缩，即气缸输出端带动支撑块向后移动，进而使得乘员的头部以及支撑块复位，无需手动操作，实现头枕防护与汽车安全系统的同步，进而加强汽车驾驶安全的可靠系数；

2、本发明安装在调节杆与框体侧壁之间的弹簧可保证支撑块或是框体在移动至接近其极限位置时将其自身的冲击力缓冲一部分，使得支撑块的移动速度相对平缓而不会出现骤然加速或是减速的情况，实现延长头枕使用寿命的目的；

3、本发明选用扭转弹簧，可承受在其径向或是偏离径向方向上的作用应力，在框体间断出现摆动的状态下对其产生缓冲作用，同时保证其稳定性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1-支撑块、2-气缸、3-框体、4-调节杆、5-连杆、6-梯形槽、7-活动块、8-弹簧、9-控制模块、10-弹性橡胶、11-弧形接触面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例包括固定在头枕内的气缸2、与气缸2电连接的控制模块9以及与支撑块1两端连接且横截面为U形的框体3，所述框体3滑动设置在头枕内，在所述框体3的开放端设置有支撑块1，所述支撑块1与气缸2的输出端连接，在与输出端相对的气缸2端部上安装有调节杆4，还包括两个连杆5，所述连杆5的一端与调节杆4铰接，连杆5的另一端安装有活动块7，在框体3正对调节杆4的内侧壁上开有两个与活动块7相配合的梯形槽6；所述支撑块1内上开设有空腔，且在该空腔内填充有弹性橡胶10，在所述支撑块1远离所述气缸2输出端一侧的侧壁上设置有与颈部相适应的弧形接触面11；在所述调节杆4末端安装有弹簧8，所述弹簧8与框体3正对调节杆4一侧的内壁连接。

工作时，与气缸2电连接的控制模块9直接和汽车主动安全系统连通，即在位于汽车后方的车辆与本车的距离处于一个危险值范围内时，控制模块9直接将命令传输至气缸2，此时气缸2的输出端伸张，带动支撑块1向前移动，使得支撑块向乘员头部靠近，进而实现提前限制在追尾碰撞时头部相对与上躯干向后的运动，避免碰撞发生时气缸2的启动不及时而导致的挥鞭伤发生；当位于汽车后方的车辆与本车的间距处于一个安全值范围内时，控制模块9直接控制气缸2回缩，即气缸2输出端带动支撑块1向后移动，进而使得乘员的头部以及支撑块复位，无需手动操作，实现头枕防护与汽车安全系统的同步，进而加强汽车驾驶安全的可靠系数。更进一步地，支撑块1的外壁直接与乘员颈部接触，即弧形接触面11移动至与颈部接触后，头枕对乘员的颈部保护程序便开始启动，而弧形接触面11可在最大程度上增加颈部的舒适度，而在支撑块1内部填充有大量的弹性橡胶10，可在追尾碰撞发生后直接对乘员颈部因惯性而产生的运动进行限制，进而避免乘员挥鞭伤的发生。

并且，气缸2固定在头枕内部，而与输出端相对的另一端端部上安装调节杆4，两个连杆5与调节杆4铰接，而活动块7滑动设置在梯形槽6内，即能在气缸2输出端伸出时，支撑块1带动框体3一并向前移动，能够保证支撑块1在受到冲击后，框体3可为支撑块1以及支撑块提供有力支撑，在增大支撑块1受力部分的承力范围的同时，防止支撑块1或是气缸2的输出端因受力集中出现损伤。其中，两个活动块7与梯形槽6之间的配合，可直接限定框体3以及支撑块1的前后移动位移大小，即当活动块7移动至活动槽的极限位置时，支撑块1的前进或是后退的位移达到最大化，即保证气缸2输出端的移动位移固定，避免支撑块1的伸出位移过大而降低乘员颈部防护的效果，同时减少支撑块1在复位时不彻底而造成乘员的驾驶或是乘车舒适度降低。

支撑块1或是框体3在移动至其自身的极限位置时会产生一定冲击，该冲击效果会直接体现在连杆5或是活动块7与活动槽之间，严重时会直接导致连杆5或是活动块7受损，因此，安装在调节杆4与框体3侧壁之间的弹簧8可保证支撑块1或是框体3在移动至接近其极限位置时将其自身的冲击力缓冲一部分，使得支撑块1的移动速度相对平缓而不会出现骤然加速或是减速的情况，实现延长头枕使用寿命的目的。

作为优选，在气缸2输出端回缩过程中，支撑块1与框体3的移动较为缓慢，但同时会出现沿气缸2输出端径向方向上的小幅摆动，则本实施例选用扭转弹簧8，可承受在其径向或是偏离径向方向上的作用应力，在框体3间断出现摆动的状态下对其产生缓冲作用，同时保证其稳定性能。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.用于追尾碰撞后颈部防护的汽车头枕结构，包括固定在头枕内的气缸（2）、与气缸（2）电连接的控制模块（9）以及与支撑块（1）两端连接且横截面为U形的框体（3），所述框体（3）滑动设置在头枕内，其特征在于：在所述框体（3）的开放端设置有支撑块（1），所述支撑块（1）与气缸（2）的输出端连接，在与输出端相对的气缸（2）端部上安装有调节杆（4），还包括两个连杆（5），所述连杆（5）的一端与调节杆（4）铰接，连杆（5）的另一端安装有活动块（7），在框体（3）正对调节杆（4）的内侧壁上开有两个与活动块（7）相配合的梯形槽（6）；所述支撑块（1）内上开设有空腔，且在该空腔内填充有弹性橡胶（10），在所述支撑块（1）远离所述气缸（2）输出端一侧的侧壁上设置有与颈部相适应的弧形接触面（11）。

2.根据权利要求1所述的用于追尾碰撞后颈部防护的汽车头枕结构，其特征在于：在所述调节杆（4）末端安装有弹簧（8），所述弹簧（8）与框体（3）正对调节杆（4）一侧的内壁连接。

3.根据权利要求2所述的用于追尾碰撞后颈部防护的汽车头枕结构，其特征在于：所述弹簧（8）为扭转弹簧。