CN106828396B - 一种安装在前排座椅后侧的安全气囊装置 - Google Patents

一种安装在前排座椅后侧的安全气囊装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，包括靠背横梁、直线滑块、反应板、靠背底板、反向齿轮、小行星轮、大行星轮、太阳轮和安全气囊等，用于保护后排乘员的安全气囊系统安装在前排座椅骨架的反应板上；当调节前排座椅靠背的角度时，齿轮系及齿条将运动传递给直连杆，通过直连杆的转动使反应板随着前排座椅靠背的转动而相对的转动，反应板有较小的位移，其与水平线的夹角保持在95度左右，安全气囊垂直于反应板展开。本发明能够使汽车发生正面碰撞时，后排安全气囊的展开方向始终正对着后排乘员，有较好的保护效果。避免由于前排座椅靠背角度的不同，导致安全气囊展开的方向不固定而造成对乘员的附加伤害。

Description

一种安装在前排座椅后侧的安全气囊装置
技术领域
本发明属于机动车被动安全研究领域，具体涉及一种安装在前排座椅后侧的安全气囊装置。
背景技术
随着我国机动车保有量的迅猛增长，导致交通事故频发，研究人员对大量事故数据和乘员安全性发展趋势分析发现，在汽车正面碰撞时，前排乘员由于有正面安全气囊的保护，伤害风险有所降低，而后排乘员仅依靠安全带的保护，伤害风险有明显增大趋势。因此，若能在车辆碰撞中加入安全气囊正面保护后排乘员，则可在降低安全带限力等级的情况下，避免发生二次碰撞，有效保护后排乘员。
针对目前后排乘员的约束系统，主要依靠安全带来保护而没有像前排乘员一样有正面安全气囊的保护。当车辆发生正面碰撞时，后排乘员由于巨大的惯性继续向前运动，即使有安全带的约束，后排乘员也很可能与前排座椅发生二次碰撞，造成严重伤害。而且，后排乘员由于没有正面安全气囊的保护，安全带的限力等级较高，乘员胸部伤害也较大。在中国专利申请号为CN201310230889.8文献中公开了一种汽车后排安全保护装置，即在前排座椅的靠背后面安装后排安全气囊，当车辆发生正面碰撞时，后排安全气囊点爆，展开后为扁球形或为柱形以缓冲乘员的头部、胸部运动，从而对后排乘员起到保护作用。该装置将后排安全气囊直接固定在前排座椅靠背上，未考虑到前排座椅靠背会因乘员的习惯不同而改变靠背角度，使得安全气囊的展开方向并不固定而起不到保护效果，且气囊的展开速度极高，不固定的展开方向可能会造成对乘员的附加伤害。
又如中国专利申请号为CN201420134229.X的文献中提出了一种汽车后排安全保护装置，该装置将安全气囊布置在汽车B柱、汽车顶衬或汽车后门内饰板前端，且安全气囊按照气囊爆破方向与乘员碰撞方向相垂直的方式安装，当车辆发生碰撞时，气囊的展开方向与乘员的碰撞方向相垂直，以此来保护后排乘员。该装置通过改变气囊的安装位置能够避开前排座椅转角的问题，但是这样的安装方式在气囊展开后没有一个稳定的受力点，会降低对后排乘员的保护效果，且若气囊展开不及时或对于离位乘员，此种展开方向因气囊极大的展开速度会对乘员形成巨大的剪切力，造成严重伤害。针对以上问题，本发明提出一种通过改进前排座椅靠背的方式，使安装在前排座椅后方的安全气囊展开角度固定，从正面保护后排乘员。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，主要包括前排座椅骨架、齿轮系、连杆和反应板等，从正面保护汽车后排乘员的安全。当车辆后排有乘员时，正面安全气囊设置开启状态，为了避免侵占后排乘员空间，当后排乘坐人员时，前排座椅靠背在与水平线夹角为90-110°角度内转动，所设计的装置是要保证在该角度范围内安全气囊始终正对着后排乘员的展开。当车辆后排没有乘员时，该安全气囊系统关闭，前排座椅靠背角度转动不受该装置影响。本发明装置避免了因前排座椅靠背角度的不同使得安全气囊展开的方向不固定而造成对乘员的附加伤害，为后排成员提供最佳的保护效果。
本发明的技术方案是：一种安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，包括靠背横梁、直线滑块、反应板、靠背底板、反向齿轮、小行星轮、大行星轮、太阳轮和安全气囊；
所述靠背横梁水平安装在座椅靠背上；所述靠背底板竖直固定安装在座椅靠背中间位置；所述太阳轮安装在座椅底座的下侧面板上，太阳轮固定不转动、并与小行星轮相啮合，小行星轮与大行星轮安装在座椅靠背的上侧面板上，大行星轮与反向齿轮相啮合，反向齿轮与齿条相啮合，齿条可上下滑动的安装在靠背底板中间；
所述齿条通过T式连杆与左右两边的直线滑块相连接，直线滑块可上下滑动的安装在靠背底板两侧，T式连杆使直线滑块沿着靠背底板两侧保持与齿条方向一致运动；
所述直线滑块上端分别与曲型连杆的一端铰接，曲型连杆的另一端分别与直连杆相铰接，直连杆的下端与靠背横梁铰接，直连杆的上端与反应板的上端铰接，反应板的下端与靠背横梁滑动副连接；
所述安全气囊安装在反应板上。
上述方案中，所述靠背底板为左右对称布置结构，左右两边各设计有直线滑轨，直线滑块可在直线滑轨上滑动；
所述靠背底板中间位置开一个U型滑槽，所述齿条安装在U型滑槽上，可在U型滑槽内上下滑动。
进一步的，所述直线滑轨上端安装有滑轨限位块。
上述方案中，所述靠背横梁呈左右对称布置结构，所述靠背横梁横向设计有两个对称布置的固定铰链，所述固定铰链的外侧上面安装有纵向布置的圆柱导轨；
所述直连杆的下端分别与靠背横梁上的固定铰链铰接，直连杆的下端绕固定铰链转动；
所述反应板下端与圆柱滑块铰接，所述圆柱滑块可沿圆柱导轨滑动；
通过所述直连杆的转动，反应板的上端与直连杆一同转动，反应板的下端与圆柱滑块一同沿着圆柱导轨作直线运动。
进一步的，所述圆柱导轨的两端分别安装有前限位块和后限位块。
进一步的，所述圆柱导轨的下面布置有加强筋。
上述方案中，所述座椅靠背与水平线夹角为90°～110°角度内转动，座椅靠背向后调节0～20°角度，所述反应板相应的转动角度和移动距离，使所述反应板与水平线的夹角始终保持不变。
进一步的，所述反应板与水平线的夹角始终保持在95°，竖直高度保持不变，水平方向的位移为100mm。
上述方案中，所述太阳轮通过太阳轮轴安装在座椅底座的下侧面板上。
上述方案中，小行星轮与大行星轮通过行星轮轴安装在座椅靠背的上侧面板201上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明装置能够使保护后排乘员的安全气囊始终正对着乘员展开，从正面提供保护，具有较好的保护效果，且不会受前排座椅靠背角度变化的影响，避免了气囊展开角度的不固定而造成对乘员的附加伤害。
2.本发明装置采用机械结构，不用附加任何驱动装置，在调节前排座椅靠背角度的同时，自行完成后排安全气囊的角度调节，稳定可靠，方便简单。
3.本发明调节前排座椅靠背的角度时，齿轮系及齿条将运动传递给连杆，通过连杆的转动使反应板随着前排座椅靠背的转动而相对的转动，反应板有较小的位移，其与水平线的夹角保持在95度左右，安全气囊垂直于反应板展开，安全气囊展开时能正对着后排乘员的胸部及面部位置，能很好的保护后排乘员。
附图说明
图1为本发明一实施方式的装置的轴测图；
图2为本发明一实施方式的执行机构的传动示意图；
图3为图1中靠背底板14及齿条3等部件结构示意图；
图4为图1中靠背横梁4及圆柱导轨10等部件结构示意图；
图5为本发明一实施方式的装置在座椅靠背与水平线的夹角为90°时的效果示意图；
图6为本发明一实施方式的装置在座椅靠背与水平线的夹角为100°时的效果示意图；
图7为本发明一实施方式的装置在座椅靠背与水平线的夹角为110°时的效果示意图。
图中：1.座椅底座；101.下侧面板；102.转轴；2.座椅靠背；201.上侧面板；3.齿条；4.靠背横梁；5.直线滑块；6.曲型连杆；7.反应板；8.直连杆；9.前限位块；10.圆柱导轨；11.后限位块；12.圆柱滑块；13.T式连杆；14.靠背底板；1401.直线滑轨；1402.滑轨限位块；1403.U型滑槽；15.反向齿轮；16.小行星轮；17.大行星轮；18.太阳轮；19.固定铰链；20.加强筋；21.反向齿轮轴；22.行星轮轴；23.太阳轮轴；24.安全气囊；25.假人；26.后排座椅。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1和图2所示为本发明所述安装在前排座椅后侧的安全气囊装置的一种实施方式，所述安装在前排座椅后侧的安全气囊装置包括一种安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，包括靠背横梁4、直线滑块5、反应板7、靠背底板14、反向齿轮15、小行星轮16、大行星轮17、太阳轮18和安全气囊24。
本发明装置的结构设计主要集中在座椅靠背2上，座椅靠背2安装在座椅底座1上，可绕转轴102转动，进行角度调节。所述靠背底板14竖直固定安装在座椅靠背2中间位置；所述太阳轮18通过太阳轮轴23安装在座椅底座1的下侧面板101上，太阳轮18固定不转动、并与小行星轮16相啮合，小行星轮16与大行星轮17行星轮轴22安装在座椅靠背2的上侧面板201上，大行星轮17与反向齿轮15相啮合，反向齿轮15与齿条3相啮合，齿条3安装在靠背底板14中间的U型滑槽1403上。当座椅靠背2向后调节角度时，小行星轮16绕太阳轮18转动，小行星轮16的转动通过同轴的行星轮轴22传递给大行星轮17，再通过反向齿轮15将大行星轮17的转动转化为齿条3的直线运动。反向齿轮15改变齿条的运动方向，使齿条3沿着U型滑槽1403向上运动。
所述齿条3的上端通过T式连杆13将其与左右两边的直线滑块5相连接，直线滑块5可上下滑动的安装在靠背底板14两侧的直线滑轨1401上，T式连杆13使直线滑块5沿着靠背底板14两侧保持与齿条3方向一致运动。
所述直线滑块5上端分别与曲型连杆6的一端铰接，曲型连杆6的另一端分别与直连杆8中间偏下部位相铰接，直连杆8的下端与靠背横梁4上的固定铰链19铰接，直连杆8的上端与反应板7的上端铰接，实现反应板7的角度及位置的调节，且不发生干涉。反应板7的下端与靠背横梁4滑动副连接。所述安全气囊24安装在反应板7上。
图3所示，所述靠背底板14为左右对称布置结构，左右两边各设计有直线滑轨1401，直线滑块5可在直线滑轨1401上滑动；所述直线滑轨1401上端安装有滑轨限位块1402，滑轨限位块1402限制直线滑块5滑动的最大位移，同时也限制了座椅靠背2转动的最大角度。所述靠背底板14中间位置开一个U型滑槽1403，所述齿条3安装在U型滑槽1403上，可在U型滑槽1403内上下滑动。
如图4所示，所述靠背横梁4一方面使得座椅靠背2的结构更加可靠，同时也作为安全气囊24展开时的主要受力机构。所述靠背横梁4所有部件呈左右对称布置结构，所述靠背横梁4横向设计有两个对称布置的固定铰链19，所述固定铰链19的外侧上面安装有纵向布置的圆柱导轨10；所述圆柱导轨10与圆柱滑块12相配合，圆柱滑块12与反应板7下端铰接，可沿圆柱导轨10滑动。所述圆柱导轨10的两端分别安装有前限位块9和后限位块11。限制圆柱滑块12运动的最大位置，在圆柱导轨10下面布置有加强筋20，增加结构的可靠性。
所述固定铰链19与直连杆8的一端铰接，直连杆8的另一端与反应板7的上端铰接，当直连杆8绕固定铰链19转动时，反应板7的上端与直连杆8一起绕固定铰链19进行转动，与此同时，反应板7的下端与圆柱滑块12沿着圆柱导轨10进行滑动，安全气囊24安装在反应板7上。
以下结合图5-7阐述本发明装置的针对前排座椅靠背不同的角度时，安全气囊展开角度调节的具体实施过程：
当后排有乘员时，将安全气囊24设置为开启状态。参见图5，为装置的初始位置，此时反应板7与水平线的夹角约95°，安全气囊24展开时能正对着后排乘员的胸部及面部位置。当前排乘员向后调节座椅靠背2时，座椅靠背2会沿着座椅底座1的转轴102向后转动，同时安装在座椅靠背2的上侧面板201上的小行星轮16沿着固定安装在座椅底座1的下侧面板101上的太阳轮18作圆周运动，且绕着行星轮轴22转动，并通过行星轮轴22将运动传递给安装在同轴的大行星轮17，实现了传动比的改变。反向齿轮15与齿条3相啮合，大行星轮17通过反向齿轮15将运动传递给齿条3，通过反向齿轮15改变了齿条3的运动方向，实现了座椅靠背2向后调节时，齿条3沿着U型滑槽1403向上运动，且将转动转变为直线运动。齿条3的主体部分较长，上端连接T式连杆13，通过T式连杆13将运动传递给左右两边的直线滑块5，使直线滑块5在直线滑轨1401上的运动与齿条3的运动保持一致。曲型连杆6的一端与直线滑块5铰接，另一端与直连杆8中间偏下部位铰接。当直线滑块5向上运动时，曲型连杆6的一端与直线滑块5向上作直线运动，另一端推动直连杆8绕着固定铰链19转动。反应板7的上端与直连杆8的另一端铰接，下端与圆柱滑块12铰接。在曲型连杆6的推动下，直连杆8与反应板7的上端一同绕着固定铰链19转动，反应板7的下端与圆柱滑块12一同沿着圆柱导轨10作斜向上的直线运动。
图6、图7分别为座椅靠背与水平线夹角为100°和110°时的位置，本装置实现座椅靠背2向后调节0～20°角度内，安装气囊的反应板7相应的转动一定角度和移动一段距离，使得反应板7与水平线的夹角始终保持在95°左右，误差在2°内，竖直高度几乎保持不变，水平方向的位移约100mm左右。由于车辆后排空间位置较大，因此水平方向上的位移可以忽略不计，最终使安全气囊的展开方向始终正对着后排乘员。
座椅靠背9从一定角度向初始位置调节时，装置的运动原理相同，运动方向相反。
当后排没有乘员时，为避免浪费，该安全气囊系统处于关闭状态。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，其特征在于，包括靠背横梁(4)、直线滑块(5)、反应板(7)、靠背底板(14)、反向齿轮(15)、小行星轮(16)、大行星轮(17)、太阳轮(18)和安全气囊(24)；
所述靠背横梁(4)水平安装在座椅靠背(2)上；所述靠背底板(14)竖直固定安装在座椅靠背(2)中间位置；所述太阳轮(18)安装在座椅底座(1)的下侧面板(101)上，太阳轮(18)固定不转动、并与小行星轮(16)相啮合，小行星轮(16)与大行星轮(17)安装在座椅靠背(2)的上侧面板(201)上，大行星轮(17)与反向齿轮(15)相啮合，反向齿轮(15)与齿条(3)相啮合，齿条(3)可上下滑动的安装在靠背底板(14)中间；
所述齿条(3)通过T式连杆(13)与左右两边的直线滑块(5)相连接，直线滑块(5)可上下滑动的安装在靠背底板(14)两侧，T式连杆(13)使直线滑块(5)沿着靠背底板(14)两侧保持与齿条(3)方向一致运动；
所述直线滑块(5)上端分别与曲型连杆(6)的一端铰接，曲型连杆(6)的另一端分别与直连杆(8)相铰接，直连杆(8)的下端与靠背横梁(4)铰接，直连杆(8)的上端与反应板(7)的上端铰接，反应板(7)的下端与靠背横梁(4)滑动副连接；
所述安全气囊(24)安装在反应板(7)上。
2.根据权利要求1所述的安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，其特征在于，所述靠背底板(14)为左右对称布置结构，左右两边各设计有直线滑轨(1401)，直线滑块(5)可在直线滑轨(1401)上滑动；
所述靠背底板(14)中间位置开一个U型滑槽(1403)，所述齿条(3)安装在U型滑槽(1403)上，可在U型滑槽(1403)内上下滑动。
3.根据权利要求2所述的安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，其特征在于，所述直线滑轨(1401)上端安装有滑轨限位块(1402)。
4.根据权利要求1所述的安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，其特征在于，所述靠背横梁(4)呈左右对称布置结构，所述靠背横梁(4)横向设计有两个对称布置的固定铰链(19)，所述固定铰链(19)的外侧上面安装有纵向布置的圆柱导轨(10)；
所述直连杆(8)的下端分别与靠背横梁(4)上的固定铰链(19)铰接，直连杆(8)的下端绕固定铰链(19)转动；
所述反应板(7)下端与圆柱滑块(12)铰接，所述圆柱滑块(12)可沿圆柱导轨(10)滑动；
通过所述直连杆(8)的转动，反应板(7)的上端与直连杆(8)一同转动，反应板(7)的下端与圆柱滑块(12)一同沿着圆柱导轨(10)作直线运动。
5.根据权利要求4所述的安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，其特征在于，所述圆柱导轨(10)的两端分别安装有前限位块(9)和后限位块(11)。
6.根据权利要求4所述的安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，其特征在于，所述圆柱导轨(10)的下面布置有加强筋(20)。
7.根据权利要求1所述的安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，其特征在于，所述座椅靠背(2)与水平线夹角为90°～110°角度内转动，座椅靠背(2)向后调节0～20°角度，所述反应板(7)相应的转动角度和移动距离，使所述反应板(7)与水平线的夹角始终保持不变。
8.根据权利要求6所述的安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，其特征在于，所述反应板(7)与水平线的夹角始终保持在95°，竖直高度保持不变，水平方向的位移为100mm。
9.根据权利要求1所述的安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，其特征在于，所述太阳轮(18)通过太阳轮轴(23)安装在座椅底座(1)的下侧面板(101)上。
10.根据权利要求1所述的安装在前排座椅后侧的安全气囊装置，其特征在于，小行星轮(16)与大行星轮(17)通过行星轮轴(22)安装在座椅靠背(2)的上侧面板(201)上。
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