CN108556789A

CN108556789A - 二级预紧安全带

Info

Publication number: CN108556789A
Application number: CN201810369146.1A
Authority: CN
Inventors: 朱峥
Original assignee: Jiangyin Daan Auto Parts Co Ltd
Current assignee: Jiangyin Daran automobile interior Technology Co., Ltd
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2018-09-21

Abstract

本发明涉及汽车安全带技术领域，公开了一种二级预紧安全带，包括外壳、织带、织带卷轴、回位扭簧、锁止机构和爆炸预紧装置，还包括电机预紧装置和预紧系统，电机预紧装置包括：预紧电机、预紧蜗杆和预紧蜗轮，预紧蜗杆的展开螺旋角β大于预紧蜗杆预紧蜗轮接触的摩擦角Φ；预紧系统包括车辆加速传感器和二级控制模块，一级预紧模块与电机预紧装置电连接；二级预紧模块与爆炸预紧装置电连接。通过预紧电机和一、二级预紧模块的设置，车辆在行驶过程中的行驶状态得到实时监控，人员不止是车辆在发生碰撞等破坏性危险时才得到保护，车辆在急刹过程中，一级的预紧模块也对人员进行保护，从而提高本装置整体的安全防护性能。

Description

二级预紧安全带

技术领域

本发明涉及汽车安全带技术领域，特别涉及一种二级预紧安全带。

背景技术

预紧式安全带(PRETENSIONER SEAT BELT)也称预缩式安全带。这种安全带的特点是当汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。预紧式安全带中起主要作用的卷收器与普通安全带不同，除了普通卷收器的收放织带功能外，还具有当车速发生急剧变化时，能够在0.1秒左右加强对乘员的约束力。

目前，公开号为CN1736774A的中国专利公开了一种机动车安全带收缩器的预紧器，包括其中设置有球导向件的外壳，装在外壳中通过球而旋转的接合器，与接合器啮合并与之一起旋转的小齿轮，以及设置在与小齿轮结合的凸轮部分与安全带卷绕器之间、用于使小齿轮与安全带卷绕器结合在一起的辊。车辆加速传感器传递信号给爆炸件，爆炸能量转变成旋转动能，从而传递到安全带卷绕器上。接着，安全带卷绕器快速而准确地收缩机动车的安全带，以将乘客的身体牢固地固定在座椅上。

上述预紧器在使用时，只有当车辆发生碰撞时，预紧器才会收缩安全带。车辆在行驶过程中，急刹也是常见的现象，急刹时，车辆上的人员在惯性作用下也会前倾，容易发生危险，但上述预紧器针对此情况无法对安全带进行预紧，安全防护性较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种二级预紧安全带，其具有安全防护性高的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种二级预紧安全带，包括外壳、织带、织带卷轴、回位扭簧、锁止机构和爆炸预紧装置，所述外壳包括设有回位扭簧的卷簧侧和与卷簧侧相对的机械侧，所述锁止机构设于机械侧，还包括电机预紧装置和预紧系统，电机预紧装置包括：

预紧电机，与预紧系统电连接并受预紧系统控制；

预紧蜗杆，与预紧电机的输出轴相连并由预紧电机带动转动；

预紧蜗轮，与织带卷轴相连并带动织带卷轴转动，预紧蜗轮与预紧蜗杆相啮合；预紧蜗杆的展开螺旋角β大于预紧蜗杆与预紧蜗轮接触的摩擦角Φ，其中tgΦ=µ，µ为摩擦系数；

所述预紧系统包括车辆加速传感器和二级控制模块，所述车辆加速传感器与二级控制模块相连，所述二级控制模块包括分析模块、一级预紧模块和二级预紧模块；

所述分析模块对车辆加速传感器的信号进行分析并根据分析情况将信号对应发送至一级预紧模块或二级预紧模块；

所述一级预紧模块与电机预紧装置电连接并对其运行进行控制；所述二级预紧模块与爆炸预紧装置电连接并对其运行进行控制。

通过采用上述技术方案，车辆在行驶过程中，车辆加速传感器对车辆的加速度进行检测，车辆的瞬间加速度可反应车辆的行驶状态。当车辆加速传感器检测到车辆发生急刹时，车辆加速传感器发送信号给一级预紧模块，一级预紧模块控制预紧电机启动。预紧电机通过预紧蜗杆带动预紧蜗轮发生转动，从而带动织带卷轴转动，将织带收回，消除人员与织带间余隙，达到预紧安全带的保护功能。急刹结束或隐患消除后，预紧电机反转，织带放松，减轻人员胸骨的压力负担。电机预紧和火药预紧不同，预紧电机可反复使用，节约成本。当车辆加速传感器检测到车辆发生碰撞时，车辆加速传感器发送信号给二级预紧模块，二级预紧模块启动。爆炸预紧装置启动，织带瞬间收紧，对人员进行预紧保护。通过预紧电机和一、二级预紧模块的设置，车辆在行驶过程中的行驶状态得到实时监控，人员不止是车辆在发生碰撞等破坏性危险时才得到保护，车辆在急刹过程中，一级的预紧模块也对人员进行保护，从而提高本装置整体的安全防护性能。通过预紧电机的设置，预紧电机可重复使用，节约成本。

织带正常使用时，织带卷轴转动会带动预紧蜗轮转动，传统的蜗轮蜗杆具有自锁功能，蜗轮一般不能带动蜗杆转动，为保证织带卷轴的正常使用，对蜗轮蜗杆的结构进行调整。预紧蜗杆的展开螺旋角β大于预紧蜗杆预紧蜗轮接触的摩擦角Φ的设置，消除蜗轮和蜗杆之间的自锁性，蜗轮也可带动蜗杆转动，从而满足织带卷轴的正常伸出和缩回。

本发明进一步设置为：所述预紧电机的输出轴与预紧蜗杆之间通过减速齿轮组进行连接，所述减速齿轮组至少包括与预紧电机的输出轴相连的齿轮一和与预紧蜗杆相连的齿轮二，齿轮一的直径小于齿轮二的直径。

通过采用上述技术方案，预紧电机通过齿轮一和齿轮二带动织带卷轴转动，齿轮一和齿轮二组成减速齿轮组，从而增大预紧电机的输出扭矩，提高预紧电机的驱动力，保证织带卷轴的转动和织带的收卷拉回。

本发明进一步设置为：所述卷簧侧上设有罩设在回位扭簧外的端盖，所述端盖上设有与回位扭簧外圈端部相卡接的卡板；

所述织带卷轴设有伸出卷簧侧的连接轴，所述连接轴上连有用于与回位扭簧内圈端部相卡嵌的固定端子，所述固定端子的中心开设有用于与连接轴相连的方形的连接孔，所述连接轴对应设为方形；

所述固定端子上开设有L形的固定槽，所述回位扭簧的两端设有卡勾分别与卡板和固定槽相连。

通过采用上述技术方案，织带拉出，织带带动织带卷轴转动，固定端子跟着转动。由于回位扭簧的外端与卡板相卡接，所以回位扭簧的外端无法转动，固定端子带动回位扭簧的内端发生转动，回位扭簧发生扭转，松开织带，回位扭簧复位通过固定端子带动织带卷轴转动，从而将织带收回。固定端子通过方形的连接孔与织带卷轴相连，结构简单，控制方便。回位扭簧以卡接的方式分别与端盖和固定端子相连，结构简单，便于安装。

本发明进一步设置为：所述预紧蜗轮设于卷簧侧上，所述预紧蜗轮与回位扭簧之间设有隔板。

通过采用上述技术方案，隔板对预紧蜗轮和回位扭簧进行分隔，防止相互干涉。

本发明进一步设置为：所述爆炸预紧装置设于机械侧上，所述织带卷轴内设有带动织带卷轴转动且可进行扭转的限力轴，所述限力轴一端与卷簧侧连接，另一端与爆炸预紧装置连接。

通过采用上述技术方案，车辆发生碰撞时，预紧装置启动，带动织带卷轴反向转动将织带部分收回于织带卷轴上，将人员“拉”向座椅，增大人员方向盘之间的距离，增大人员的碰撞距离，对人员进行保护。锁止机构启动，防止织带进一步被拉出，对人员进行保护，避免人员与方向盘发生撞击。此时，织带卷轴与机械侧连接的端部被锁紧，由于预紧装置位于机械侧，卷簧侧只有回位扭簧，因此卷簧侧没有被锁紧。织带对人员施加压力时，织带本身也受到人员对织带的压力，当织带所受的压力大于限力轴发生扭转的扭力时，由于限力轴与卷簧侧连接的端部是自由可转动的，而限力轴与机械侧连接的端部是固定的，此时限力轴发生扭转，织带卷轴发生转动，织带放出。人员得到保护，人员不会因织带对人员的压力过大而导致织带对人员造成压伤。

本发明进一步设置为：所述爆炸预紧装置包括管状导管、球链和球轮，球轮与织带卷轴相连，球链由若干锁止球构成设于管状导管内，管状导管的一端内设有火药，另一端指向球轮，所述火药爆炸，锁止球从管状导管内打出推动球轮转动。

通过采用上述技术方案，爆炸预紧装置启动时，火药被点燃，发生爆炸，产生大量气体推动球链在管状导管内运动，锁止球从管状导管的端部打出。锁止球途径球轮时，由于球槽的作用，锁止球对球轮造成撞击从而带动球轮转动，球轮带动收卷辊转动，从而将织带收回拉紧。通过火药和球链进行预紧，响应速度较快，安全性能较高。

本发明进一步设置为：所述机械侧外罩设有防护壳，所述防护壳上设有导槽，所述导槽一端与管状导管指向球轮的端部相连，所述防护壳在导槽另一端设有用于放置锁止球的放置腔。

通过采用上述技术方案，锁止球从管状导管内打出后，沿导槽运动，推动球轮转动，最后落入放置腔内。导槽对锁止球的运动路径进行限定，防止锁止球跑偏。

本发明进一步设置为：所述锁止球为铝球。

通过采用上述技术方案，锁止球质量较轻，便于滚动。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过预紧电机和一、二级预紧模块的设置，车辆在行驶过程中的行驶状态得到实时监控，车辆在急刹过程中，一级预紧模块对人员进行保护；车辆发生碰撞时，二级预紧模块对人员进行保护，从而提高本装置整体的安全防护性能；

2、通过爆炸预紧装置位于机械侧的位置设置，改变传统的爆炸预紧装置的放置位置，爆炸预紧装置启动后，织带卷轴由于限力轴的设置仍可发生转动，从而减少织带对人员的压力，防止织带将人体勒伤。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例中预紧系统的系统流程图；

图3为实施例中电机预紧装置的结构示意图；

图4为实施例中回位扭簧和端盖的连接示意图；

图5为实施例中回位扭簧和织带卷轴的连接示意图；

图6为实施例的剖视示意图；

图7为实施例中爆炸预紧装置的结构示意图。

图中：1、外壳；11、卷簧侧；12、机械侧；13、端盖、131、卡板；14、隔板；15、防护壳；151、导槽；16、放置腔；2、织带；3、织带卷轴；31、连接轴；32、固定端子；321、连接孔；322、固定槽；33、限力轴；4、回位扭簧；41、卡勾；5、锁止机构；6、爆炸预紧装置；61、管状导管；62、球链；621、锁止球；63、球轮；7、电机预紧装置；71、预紧电机；72、预紧蜗杆；73、预紧蜗轮；81、车辆加速传感器；82、二级控制模块；821、分析模块；822、一级预紧模块；823、二级预紧模块；91、齿轮一；92、齿轮二。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

一种二级预紧安全带，如图1，包括外壳1、织带2、织带卷轴3、回位扭簧4和锁止机构5。

如图1，外壳1包括两个侧面，一个为卷簧侧11，一个为机械侧12，织带卷轴3设于卷簧侧11和机械侧12之间。回位扭簧4设于卷簧侧11，锁止机构5设于机械侧12。机械侧12设有爆炸预紧装置6，卷簧侧11设有电机预紧装置7。

如图1，爆炸预紧装置6和电机预紧装置7构成二级的预紧模式。其中，当车辆发生急刹等容易导致人员前倾容易受轻伤的状况时，电机预紧装置7启动，控制织带2回收，将人员拉紧紧缚于座椅上，对人员进行预紧保护。当车辆发生碰撞等破坏性的危险时，包装预紧装置启动，控制织带2迅速收回，将人员拉紧紧缚于座椅上，对人员进行预紧保护。传统的预紧安全带往往只有爆炸预紧，对人员的保护措施不够完善，本装置通过二级的预紧模式对人员进行预紧保护，保护措施较为完善，能够应对的情况较多，从而提高本装置的安全性能。

如图2，爆炸预紧装置6和电机预紧装置7受预紧系统控制。预紧系统包括车辆加速传感器81和二级控制模块82，二级控制模块82包括分析模块821、一级预紧模块822和二级预紧模块823。车辆加速传感器81对车辆的加速度进行实施检测，并将检测结果发送给分析模块821，分析模块821对检测结果进行分析判断，并根据检测结果传递信号给一级预紧模块822或二级预紧模块823。其中，一级预紧模块822与电机预紧装置7电连接，并对电机预紧装置7的启停进行控制；二级预紧模块823与爆炸预紧装置6电连接，并对爆炸预紧装置6的启动进行控制。

如图2，车辆在行驶过程中，车辆加速传感器81对车辆的加速度进行检测，车辆的瞬间加速度可反应车辆的行驶状态。当车辆加速传感器81检测到车辆发生急刹时，车辆加速传感器81发送信号给一级预紧模块822，一级预紧模块822控制电机预紧装置7启动。电机预紧装置7和爆炸预紧装置6不同，电机预紧装置7可反复使用，节约成本。当车辆加速传感器81检测到车辆发生碰撞时，车辆加速传感器81发送信号给二级预紧模块823，二级预紧模块823启动。爆炸预紧装置6启动，织带2（见图1）瞬间收紧，对人员进行预紧保护。通过电机预紧装置7、一级预紧模块822和二级预紧模块823的设置，车辆在行驶过程中的行驶状态得到实时监控，人员不止是车辆在发生碰撞等破坏性危险时才得到保护，车辆在急刹过程中，一级预紧模块822也对人员进行保护，从而提高本装置整体的安全防护性能。

如图3，电机预紧装置7包括预紧电机71、预紧蜗轮73和预紧蜗杆72。预紧蜗杆72与预紧电机71的输出轴相连，预紧蜗轮73与织带卷轴3相连并带动织带卷轴3转动。预紧蜗杆72和预紧蜗轮73相啮合。预紧蜗杆72的展开螺旋角β大于预紧蜗杆72预紧蜗轮73接触的摩擦角Φ，其中tgΦ=µ，µ为摩擦系数。织带2（见图1）正常使用时，织带卷轴3转动会带动预紧蜗轮73转动，传统的蜗轮蜗杆具有自锁功能，蜗轮一般不能带动蜗杆转动，为保证织带卷轴3的正常使用，对蜗轮蜗杆的结构进行调整。预紧蜗杆72的展开螺旋角β大于预紧蜗杆72预紧蜗轮73接触的摩擦角Φ的设置，消除蜗轮和蜗杆之间的自锁性，蜗轮也可带动蜗杆转动，从而满足织带3的正常伸出和缩回。

如图3，预紧电机71的输出轴与预紧蜗杆72之间通过减速齿轮组进行连接，减速齿轮组至少包括与预紧电机71的输出轴相连的齿轮一91和与预紧蜗杆72相连的齿轮二92，齿轮一91的直径小于齿轮二92的直径。齿轮一91和齿轮二92组成减速齿轮组，从而增大预紧电机71的输出扭矩，提高预紧电机71的驱动力，保证织带卷轴3的转动和织带2的收卷拉回。

如图1和图3，预紧蜗轮73设于卷簧侧11上，预紧蜗轮73与回位扭簧4之间设有隔板14，防止相互干涉。

如图3和图4，卷簧侧11上罩设有端盖13，端盖13上设有卡板131，回位扭簧4的外端和内端都设有卡勾41，回位扭簧4的外端与卡板131相连。

如图5，回位扭簧4的内端通过固定端子32与织带卷轴3相连。织带卷轴3的端部伸出卷簧侧11为连接轴31，连接轴31设为方形，固定端子32上开设有与连接轴31相匹配的方形的连接孔321，连接轴31插进连接孔321内，连接轴31转动带动固定端子32转动，结构简单。固定端子32上开设有L形的固定槽322，回位扭簧4的内端卡嵌于固定槽322内。织带2正常拉出，织带卷轴3带动固定端子32转动，回位扭簧4外端固定，内端扭转，回位扭簧4产生扭力。松开织带2，回位扭簧4复位带动固定端子32转动，将织带2（见图1）收回。

如图6，爆炸预紧装置6设于机械侧12上，织带卷轴3内设有带动织带卷轴3转动且可进行扭转的限力轴33，限力轴33一端与卷簧侧11连接，另一端与爆炸预紧装置6连接。

如图6，车辆发生碰撞时，爆炸预紧装置6启动，带动织带卷轴3反向转动将织带2（见图1）部分收回于织带卷轴3上，将人员“拉”向座椅，增大人员方向盘之间的距离，增大人员的碰撞距离，对人员进行保护。锁止机构5启动，防止织带2（见图1）进一步被拉出，对人员进行保护，避免人员与方向盘发生撞击。此时，织带卷轴3与机械侧12连接的端部被锁紧，由于预紧装置位于机械侧12，卷簧侧11只有回位扭簧4，因此卷簧侧11没有被锁紧。织带2（见图1）对人员施加压力时，织带2（见图1）本身也受到人员对织带2（见图1）的压力，当织带2（见图1）所受的压力大于限力轴33发生扭转的扭力时，由于限力轴33与卷簧侧11连接的端部是自由可转动的，而限力轴33与机械侧12连接的端部是固定的，此时限力轴33发生扭转，织带卷轴3发生转动，织带2（见图1）放出。人员得到保护，人员不会因织带2（见图1）对人员的压力过大而导致织带2（见图1）对人员造成压伤。

如图7，爆炸预紧装置6包括管状导管61、球链62和球轮63，球轮63与织带卷轴3相连，球链62由若干锁止球621构成设于管状导管61内，管状导管61的一端内设有火药，另一端指向球轮63，火药爆炸，球链62从管状导管61内打出推动球轮63转动，从而将织带2（见图1）收回进行预紧。锁止球621为铝球，质量较轻，便于锁止球621的滚动。

如图7，机械侧12外罩设有防护壳15，防护壳15上设有导槽151，导槽151一端与管状导管61指向球轮63的端部相连，防护壳15在导槽151另一端设有用于放置锁止球621的放置腔16。

具体实施过程，车辆在行驶过程中，车辆加速传感器81对车辆的加速度进行检测，车辆的瞬间加速度可反应车辆的行驶状态。车辆加速度传感器发送信号给一级预紧模块822或二级预紧模块823，电机预紧装置7或爆炸预紧装置6启动，将织带2收回进行预紧保护。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种二级预紧安全带，包括外壳（1）、织带（2）、织带卷轴（3）、回位扭簧（4）、锁止机构（5）和爆炸预紧装置（6），所述外壳（1）包括设有回位扭簧（4）的卷簧侧（11）和与卷簧侧（11）相对的机械侧（12），所述锁止机构（5）设于机械侧（12），其特征在于：还包括电机预紧装置（7）和预紧系统，电机预紧装置（7）包括：

预紧电机（71），与预紧系统电连接并受预紧系统控制；

预紧蜗杆（72），与预紧电机（71）的输出轴相连并由预紧电机（71）带动转动；

预紧蜗轮（73），与织带卷轴（3）相连并带动织带卷轴（3）转动，预紧蜗轮（73）与预紧蜗杆（72）相啮合；预紧蜗杆（72）的展开螺旋角β大于预紧蜗杆（72）与预紧蜗轮（73）接触的摩擦角Φ，其中tgΦ=µ，µ为摩擦系数；

所述预紧系统包括车辆加速传感器（81）和二级控制模块（82），所述车辆加速传感器（81）与二级控制模块（82）相连，所述二级控制模块（82）包括分析模块（821）、一级预紧模块（822）和二级预紧模块（823）；

所述分析模块（821）对车辆加速传感器（81）的信号进行分析并根据分析情况将信号对应发送至一级预紧模块（822）或二级预紧模块（823）；

所述一级预紧模块（822）与电机预紧装置（7）电连接并对其运行进行控制；所述二级预紧模块（823）与爆炸预紧装置（6）电连接并对其运行进行控制。

2.根据权利要求1所述的二级预紧安全带，其特征在于：所述预紧电机（71）的输出轴与预紧蜗杆（72）之间通过减速齿轮组进行连接，所述减速齿轮组至少包括与预紧电机（71）的输出轴相连的齿轮一（91）和与预紧蜗杆（72）相连的齿轮二（92），齿轮一（91）的直径小于齿轮二（92）的直径。

3.根据权利要求1所述的二级预紧安全带，其特征在于：所述卷簧侧（11）上设有罩设在回位扭簧（4）外的端盖（13），所述端盖（13）上设有与回位扭簧（4）外圈端部相卡接的卡板（131）；

所述织带卷轴（3）设有伸出卷簧侧（11）的连接轴（31），所述连接轴（31）上连有用于与回位扭簧（4）内圈端部相卡嵌的固定端子（32），所述固定端子（32）的中心开设有用于与连接轴（31）相连的方形的连接孔（321），所述连接轴（31）对应设为方形；

所述固定端子（32）上开设有L形的固定槽（322），所述回位扭簧（4）的两端设有卡勾（41）分别与卡板（131）和固定槽（322）相连。

4.根据权利要求1所述的二级预紧安全带，其特征在于：所述预紧蜗轮（73）设于卷簧侧（11）上，所述预紧蜗轮（73）与回位扭簧（4）之间设有隔板（14）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的二级预紧安全带，其特征在于：所述爆炸预紧装置（6）设于机械侧（12）上，所述织带卷轴（3）内设有带动织带卷轴（3）转动且可进行扭转的限力轴（33），所述限力轴（33）一端与卷簧侧（11）连接，另一端与爆炸预紧装置（6）连接。

6.根据权利要求5所述的二级预紧安全带，其特征在于：所述爆炸预紧装置（6）包括管状导管（61）、球链（62）和球轮（63），球轮（63）与织带卷轴（3）相连，球链（62）由若干锁止球（621）构成设于管状导管（61）内，管状导管（61）的一端内设有火药，另一端指向球轮（63），所述火药爆炸，锁止球（621）从管状导管（61）内打出推动球轮（63）转动。

7.根据权利要求6所述的二级预紧安全带，其特征在于：所述机械侧（12）外罩设有防护壳（15），所述防护壳（15）上设有导槽（151），所述导槽（151）一端与管状导管（61）指向球轮（63）的端部相连，所述防护壳（15）在导槽（151）另一端设有用于放置锁止球（621）的放置腔（16）。

8.根据权利要求6所述的二级预紧安全带，其特征在于：所述锁止球（621）为铝球。