CN108860177A - 一种列车碰撞中驾驶员安全保护气囊 - Google Patents

Abstract

一种列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其安装在列车控制台中，包括头部气囊缓冲垫、用于支撑头部气囊缓冲垫的头部气囊缓冲垫支撑部、胸部气囊缓冲垫和设置在胸部气囊缓冲垫侧面的胸部气囊辅助部分，头部气囊缓冲垫和胸部气囊辅助部分的侧面上均设有允许高压气体在气囊内充气后流出气囊的排气口，头部气囊缓冲垫和胸部气囊缓冲垫上均设有供高压气体进入的进气口，进气口连接有气体发生装置，头部气囊缓冲垫、头部气囊缓冲垫支撑部、胸部气囊缓冲垫和胸部气囊辅助部分内相对的两个表面之间均设有限制气囊膨胀展开时形状的若干个拉绳。本发明可有效防止在列车碰撞中控制台对驾驶员产生冲击伤害，可有效保护驾驶员头部和胸部，避免与控制台撞击受伤。

Description

一种列车碰撞中驾驶员安全保护气囊

技术领域

本发明涉及一种列车驾驶员安全保护装置，具体涉及一种列车碰撞中驾驶员安全保护气囊。

背景技术

现代列车安全保障水平已有大幅度提升，但列车事故仍无法完全避免。列车发生碰撞事故时，车辆大吨位冲击载荷引发驾驶员所承受的惯性力、冲击力超出人体耐受极限，且产生二次碰撞。与道路等其他交通事故所造成的人员损伤不同，列车驾驶员处于无约束状态，身体姿态复杂多变，驾驶员在二次碰撞中，头部和胸部与控制台接触，是导致轨道交通事故中驾驶员伤亡的主要因素。但是，目前列车驾驶室没有配备安全气囊，无法在列车事故中为驾驶员提供安全保护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种列车碰撞中驾驶员安全保护气囊,它可有效防止在列车碰撞中控制台对驾驶员产生冲击伤害，可有效保护驾驶员头部和胸部，避免与控制台撞击受伤。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其安装在列车控制台中，包括头部气囊缓冲垫、用于支撑头部气囊缓冲垫的头部气囊缓冲垫支撑部、胸部气囊缓冲垫和设置在胸部气囊缓冲垫侧面的胸部气囊辅助部分，所述头部气囊缓冲垫为驾驶员头部提供缓冲保护，所述胸部气囊缓冲垫可避免驾驶员与控制台侧面发生碰撞，所述头部气囊缓冲垫和胸部气囊辅助部分的侧面上均设有允许高压气体在气囊内充气后流出气囊的排气口，所述头部气囊缓冲垫和胸部气囊缓冲垫上均设有供高压气体进入的进气口，所述进气口连接有气体发生装置，所述头部气囊缓冲垫、头部气囊缓冲垫支撑部、胸部气囊缓冲垫和胸部气囊辅助部分内相对的两个表面之间均设有限制气囊膨胀展开时形状的若干个拉绳。

作为上述技术方案的进一步改进：所述气体发生装置与碰撞感应器耦合连接，便于其他发生装置接收碰撞感应器发出的信号来判断是否需要对气囊进行充气。

进一步的，所述胸部气囊缓冲垫和胸部气囊辅助部分之间设有接缝部分，将胸部气囊缓冲垫和胸部气囊辅助部分分开，所述接缝部分在胸部气囊缓冲垫内达到预设压力时能被撕裂使胸部气囊辅助部分充气，通过接缝部分可将胸部气囊缓冲垫和胸部气囊辅助部分连接在一起，共同使用一个气体发生装置，可提高气囊系统的生产、安装效率。

进一步的，所述头部气囊缓冲垫包括与驾驶员头部接触的头部气囊缓冲垫前表面、形成在头部气囊缓冲垫前表面相对侧的头部气囊缓冲垫后表面、与控制台上表面接触的头部气囊缓冲垫下表面及形成在头部气囊缓冲垫下表面相对侧的头部气囊缓冲垫上表面，所述进气口设置在头部气囊缓冲垫下表面上，所述拉绳固定在头部气囊缓冲垫前表面和头部气囊缓冲垫后表面之间进行约束，拉绳可限制头部气囊缓冲垫的展开形状，避免气囊垫展开时冲击驾驶员头部，为驾驶员头部提供最优保护。

进一步的，所述头部气囊缓冲垫支撑部内设有若干个长度不同且不可拉伸的拉绳，拉绳的两端分别固定在头部气囊缓冲垫支撑部内部的前表面和后表面上形成头部气囊缓冲垫支撑部的形状，驾驶员头部与头部气囊缓冲垫碰撞时，头部向下方产生旋转运动，头部气囊缓冲垫下方承受较大冲击力。利用拉绳构造截面为三角形的头部气囊缓冲垫支撑部，能够为头部气囊缓冲垫提供较稳定的支撑，避免头部气囊缓冲垫在撞击中倾倒而失去对驾驶员头部的保护作用。

进一步的，所述胸部气囊缓冲垫包括与驾驶员胸部接触的胸部气囊缓冲垫前表面、形成在胸部气囊缓冲垫前表面相对侧与控制台侧面接触的胸部气囊缓冲垫后表面、胸部气囊缓冲垫下表面及形成在胸部气囊缓冲垫下表面相对侧的胸部气囊缓冲垫上表面；所述进气口设置在胸部气囊缓冲垫后表面上；所述拉绳固定在胸部气囊缓冲垫前表面和胸部气囊缓冲垫后表面之间进行约束，拉绳可限制胸部气囊缓冲垫的展开形状，避免缓冲垫爆炸展开时冲击驾驶员胸部致伤。

进一步的，所述胸部气囊辅助部分数量为两个，并对称设置在胸部气囊缓冲垫的两侧；所述胸部气囊辅助部分内设有若干个长度不可拉伸的拉绳，所述拉绳两端分别固定在胸部气囊辅助部分内部的前表面和后表面上形成胸部气囊辅助部分的形状，对称设置的胸部气囊辅助部分可防止驾驶员在列车斜向碰撞中被甩出工作空间，与胸部气囊缓冲垫共同保护驾驶员胸部。

进一步的，所述胸部气囊缓冲垫和胸部气囊辅助部分同时进行充气，或者胸部气囊缓冲垫在胸部气囊辅助部分之前进行充气，通过调节接缝部分的强度可实现不同的充气顺序。

进一步的，所述排气口以开放的状态设置，排气口在头部气囊缓冲垫和胸部气囊辅助部分膨胀展开时排出气囊垫内的部分气体，避免气囊垫快速膨胀展开冲击驾驶员致伤。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明可在列车碰撞中，通过头部气囊缓冲垫和胸部气囊缓冲垫膨胀展开时在气囊内拉绳的约束下，可有效防止控制台对驾驶员产生冲击伤害，头部气囊缓冲垫和胸部气囊缓冲垫展开后分别保护驾驶员头部和胸部，避免与控制台撞击受伤；

2、本发明在头部气囊缓冲垫后设置截面为三角形的头部气囊缓冲垫支撑部，可在驾驶员头部撞击头部气囊缓冲垫时为头部气囊缓冲垫提供支撑，防止头部气囊缓冲垫受冲击后倾倒，保证头部气囊缓冲垫在驾驶员头部撞击的整个过程中提供缓冲保护；

3、本发明能够同时在列车正面或斜向碰撞中保护驾驶员，在胸部气囊缓冲垫的左右两侧对称设置两个胸部气囊辅助部分，可有效防止处于无约束状态下的驾驶员在向正前方或斜前方运动时被甩出工作空间或撞击控制台致伤的现象出现。

附图说明

图1是本发明展开后的立体结构示意图；

图2是本发明展开后的侧视图；

图3是在列车正面碰撞时安全气囊弹出时的结构示意图；

图4是在列车正面碰撞中驾驶员与安全气囊接触时的结构示意图；

图5是在列车正面碰撞中安全气囊保护驾驶员不受伤害的结构示意图；

图6是在列车斜向碰撞时安全气囊弹出时的结构示意图；

图7是在列车斜向碰撞中驾驶员与安全气囊接触时的结构示意图；

图8是在列车斜向碰撞中安全气囊保护驾驶员不受伤害的结构示意图。

图例说明：

1、控制台；2、头部气囊缓冲垫；21、头部气囊缓冲垫前表面；22、头部气囊缓冲垫后表面；23、头部气囊缓冲垫下表面；24、头部气囊缓冲垫上表面；3、头部气囊缓冲垫支撑部；4、胸部气囊缓冲垫；41、胸部气囊缓冲垫前表面；42、胸部气囊缓冲垫后表面；43、胸部气囊缓冲垫下表面；44、胸部气囊缓冲垫上表面；5、胸部气囊辅助部分；6、排气口；7、进气口；8、气体发生装置；9、拉绳；10、碰撞感应器；11、接缝部分。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

如图1和图2所示，一种的列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其安装在列车控制台1中，包括头部气囊缓冲垫2、用于支撑头部气囊缓冲垫2的头部气囊缓冲垫支撑部3、胸部气囊缓冲垫4和设置在胸部气囊缓冲垫4侧面的胸部气囊辅助部分5，头部气囊缓冲垫2和胸部气囊辅助部分5的侧面上均设有允许高压气体在气囊内充气后流出气囊的排气口6，头部气囊缓冲垫2和胸部气囊缓冲垫4上均设有供高压气体进入的进气口7，进气口7连接有气体发生装置8，头部气囊缓冲垫2、头部气囊缓冲垫支撑部3、胸部气囊缓冲垫4和胸部气囊辅助部分5内相对的两个表面之间均设有限制气囊膨胀展开时形状的若干个拉绳9；排气口6在头部气囊缓冲垫2和胸部气囊辅助部分5膨胀展开时排出从气体发生装置8流入的气体，避免气垫快速膨胀展开时冲击驾驶员致伤；在头部气囊缓冲垫2和胸部气囊辅助部分5完全展开后，持续排出从气体发生装置8流入的气体，当驾驶员与驾驶员气囊系统碰撞时，延长驾驶员和驾驶员气囊系统的接触时间，降低冲击力，使头部气囊缓冲垫2和胸部气囊缓冲垫4以一定压力保护驾驶员。

本实施例中，气体发生装置8与碰撞感应器10耦合连接，碰撞感应器10可以设置为检测列车的碰撞，辨识撞击的位置、方向和强度。碰撞感应器10可以感知撞击过程中列车的运行方向和受撞击的位置及方向。碰撞感应器10可以辨识展开驾驶员气囊系统能否降低列车驾驶员与控制台1接触的冲击伤害。碰撞感应器10可以根据驾驶员相对于控制台1的位置、列车撞击的位置、方向和强度，判断驾驶员气囊系统膨胀展开的时间，从而有效降低驾驶员的碰撞伤害。碰撞感应器10与气体发生装置8耦合连接，当判断驾驶员气囊系统应当膨胀展开时，碰撞感应器10可以将点火信号传送给气体发生装置8，气体发生装置8可以通过在接收到点火信号后，燃烧或引爆燃料产生氮气，氮气进入驾驶员气囊系统后使各气囊缓冲垫膨胀展开。

本实施例中，胸部气囊缓冲垫4和胸部气囊辅助部分5之间设有接缝部分11，接缝部分11在胸部气囊缓冲垫4内达到预设压力时能被撕裂使胸部气囊辅助部分5充气；胸部气囊缓冲垫4和胸部气囊辅助部分5利用缝合形成的接缝部分11隔开，接缝部分11设置为将胸部气囊缓冲垫4和胸部气囊辅助部分5分开的间隔部分，在胸部气囊缓冲垫4内达到一定预设压力时使胸部气囊辅助部分5充气。当胸部气囊缓冲垫4内达到预设压力，接缝部分11便被撕裂，使得气体从胸部气囊缓冲垫4流入胸部气囊辅助部分5。当接缝部分11撕裂时，胸部气囊辅助部分5充气。接缝部分11的材料可以是高压气体能够撕裂的任何材料(例如织物材料)。由于接缝部分11的面积较大，一旦高压气体使接缝部分11撕裂，胸部气囊辅助部分5便会立即充气，这使得胸部气囊缓冲垫4和胸部气囊辅助部分5可以有效运用于列车正面及斜向撞击中保护驾驶员。

本实施例中，头部气囊缓冲垫2包括与驾驶员头部接触的头部气囊缓冲垫前表面21、形成在头部气囊缓冲垫前表面21相对侧的头部气囊缓冲垫后表面22、与控制台1上表面接触的头部气囊缓冲垫下表面23及形成在头部气囊缓冲垫下表面23相对侧的头部气囊缓冲垫上表面24，进气口7设置在头部气囊缓冲垫下表面23上，进气口7用于将气体发生装置8产生的高压气体排入头部气囊缓冲垫2内，拉绳9固定在头部气囊缓冲垫前表面21和头部气囊缓冲垫后表面22之间进行约束，为了避免头部气囊缓冲垫2在爆炸展开时冲击驾驶员头部，若干个拉绳9可以在头部气囊缓冲垫2内分开固定在左右、上下位置，若干个拉绳9的长度可以相同，若干个拉绳9固定在头部气囊缓冲垫前表面21和头部气囊缓冲垫后表面22的中间位置，避免头部气囊缓冲垫2膨胀展开时冲击驾驶员头部致伤；在头部气囊缓冲垫2的侧面形成可以流出气体的排气口6，排气口6以开放的状态设置。排气口6在头部气囊缓冲垫2展开时排出从气体发生装置8流入的气体，防止头部气囊缓冲垫2快速膨胀展开冲击驾驶员头部。在头部气囊缓冲垫2完全展开后，持续排出气体，当驾驶员头部与头部气囊缓冲垫2碰撞时，延长撞击接触时间，降低冲击力。

本实施例中，驾驶员头部与头部气囊缓冲垫2接触碰撞时，需要在头部气囊缓冲垫后表面22的后侧设置头部气囊缓冲垫支撑部3，以支撑头部气囊缓冲垫2，防止头部气囊缓冲垫2向后翻倒而失去对驾驶员头部的保护作用。头部气囊缓冲垫支撑部3与头部气囊缓冲垫后表面22之间设置进气口7，允许头部气囊缓冲垫支撑部3和头部气囊缓冲垫2同时充气展开，一旦气体发生装置8产生的高压气体进入头部气囊缓冲垫2，头部气囊缓冲垫支撑部3也会立即充气；头部气囊缓冲垫支撑部3内设有若干个不可拉伸的拉绳9，拉绳9的两端分别固定在头部气囊缓冲垫支撑部3内部的前表面和后表面上形成头部气囊缓冲垫支撑部3的形状；若干个拉绳9的长度可以不同，以实现期望的头部气囊缓冲垫支撑部3的理想形状。

本实施例中，胸部气囊缓冲垫4包括与驾驶员胸部接触的胸部气囊缓冲垫前表面41、形成在胸部气囊缓冲垫前表面41相对侧与控制台1侧面接触的胸部气囊缓冲垫后表面42、胸部气囊缓冲垫下表面43及形成在胸部气囊缓冲垫下表面43相对侧的胸部气囊缓冲垫上表面44；进气口7设置在胸部气囊缓冲垫后表面42上，用于将气体发生装置8产生的高压气体排入胸部气囊缓冲垫4内；拉绳9固定在胸部气囊缓冲垫前表面41和胸部气囊缓冲垫后表面42之间进行约束，为了防止胸部气囊缓冲垫4在爆炸展开时冲击驾驶员胸部；若干个拉绳9可以在胸部气囊缓冲垫4内分开固定在左右、上下位置，拉绳9的长度可以相同，若干个拉绳9固定在胸部气囊缓冲垫前表面41和胸部气囊缓冲垫后表面42的中间位置，避免胸部气囊缓冲垫4膨胀展开时冲击驾驶员胸部。在胸部气囊辅助部分5的侧面形成可以流出气体的排气口6，排气口6以开放的状态设置。排气口6在胸部气囊缓冲垫4展开时排出从气体发生装置8流入的气体，防止胸部气囊缓冲垫4快速膨胀展开冲击驾驶员胸部。在胸部气囊缓冲垫4完全展开后，持续排出气体，当驾驶员胸部与胸部气囊缓冲垫4碰撞时，延长撞击接触时间，降低冲击力。

本实施例中，当列车发生斜向撞击时，车辆会产生摇头旋转运动，由于列车驾驶员处于无约束状态，驾驶员会相对于控制台1发生斜向位移，并撞击控制台1。因此，在列车斜向碰撞时，需要设置胸部气囊辅助部分5包裹驾驶员，阻止驾驶员继续运动并防止其被甩出工作空间；胸部气囊辅助部分5数量为两个，并对称设置在胸部气囊缓冲垫4的两侧，使得胸部气囊辅助部分5能够在列车发生各种斜向碰撞时为驾驶员提供缓冲保护；胸部气囊辅助部分5内设有若干个不可拉伸的拉绳9，拉绳9两端分别固定在胸部气囊辅助部分5内部的前表面和后表面上形成胸部气囊辅助部分5的形状；若干个拉绳9的长度可以不同，以实现期望的胸部气囊辅助部分5的理想形状。

本实施例中，胸部气囊缓冲垫4和胸部气囊辅助部分5同时进行充气，或者胸部气囊缓冲垫4在胸部气囊辅助部分5之前进行充气。

列车正面碰撞中驾驶员与本实施例中的安全保护气囊的相互作用过程如附图3至附图5所示，碰撞感应器10检测到列车发生碰撞时，胸部气囊缓冲垫4、胸部气囊辅助部分5、头部气囊缓冲垫2和头部气囊缓冲垫支撑部3迅速弹出；在列车碰撞初始时刻驾驶员身体向前方移动，驾驶员胸部与胸部气囊缓冲垫4接触，胸部气囊缓冲垫4为驾驶员提供缓冲保护，避免其与控制台1的侧面碰撞；驾驶员胸部被胸部气囊缓冲垫4限制不再向前移动后，驾驶员头部由于惯性力作用向前发生旋转运动，此时头部气囊缓冲垫2接住驾驶员头部，为驾驶员头部提供缓冲保护，避免其继续向前旋转撞击控制台1的上表面。

列车发生斜向碰撞时驾驶员与本实施例中的安全保护气囊的相互作用过程如附图6至附图8所示，碰撞感应器10检测到列车发生碰撞时，胸部气囊缓冲垫4、胸部气囊辅助部分5、头部气囊缓冲垫2和头部气囊缓冲垫支撑部3迅速弹出，驾驶员身体向斜前方移动，驾驶员胸部与胸部气囊缓冲垫4和胸部气囊辅助部分5接触，胸部气囊缓冲垫4和胸部气囊辅助部分5联合为驾驶员提供缓冲保护，避免其与控制台1的侧面碰撞，胸部气囊辅助部分5将驾驶员身体包裹防止其向外被甩出工作空间而受伤；驾驶员胸部被胸部气囊缓冲垫4和胸部气囊辅助部分5限制不再向前移动后，驾驶员头部由于惯性力作用向前发生旋转运动，此时头部气囊缓冲垫2接住驾驶员头部，为驾驶员头部提供缓冲保护，避免其继续向前旋转撞击控制台1的上表面。

Claims (9)

1.一种列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其安装在列车控制台(1)中，包括头部气囊缓冲垫(2)、用于支撑头部气囊缓冲垫(2)的头部气囊缓冲垫支撑部(3)、胸部气囊缓冲垫(4)和设置在胸部气囊缓冲垫(4)侧面的胸部气囊辅助部分(5)，所述头部气囊缓冲垫(2)和胸部气囊辅助部分(5)的侧面上均设有允许高压气体在气囊内充气后流出气囊的排气口(6)，所述头部气囊缓冲垫(2)和胸部气囊缓冲垫(4)上均设有供高压气体进入的进气口(7)，所述进气口(7)连接有气体发生装置(8)，所述头部气囊缓冲垫(2)、头部气囊缓冲垫支撑部(3)、胸部气囊缓冲垫(4)和胸部气囊辅助部分(5)内相对的两个表面之间均设有限制气囊膨胀展开时形状的若干个拉绳(9)。

2.根据权利要求1所述的列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其特征在于：所述气体发生装置(8)与碰撞感应器(10)耦合连接。

3.根据权利要求1所述的列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其特征在于：所述胸部气囊缓冲垫(2)和胸部气囊辅助部分(5)之间设有接缝部分(11)，所述接缝部分(11)在胸部气囊缓冲垫(4)内达到预设压力时能被撕裂使胸部气囊辅助部分(5)充气。

4.根据权利要求1所述的列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其特征在于：所述头部气囊缓冲垫(2)包括与驾驶员头部接触的头部气囊缓冲垫前表面(21)、形成在头部气囊缓冲垫前表面(21)相对侧的头部气囊缓冲垫后表面(22)、与控制台(1)上表面接触的头部气囊缓冲垫下表面(23)及形成在头部气囊缓冲垫下表面(23)相对侧的头部气囊缓冲垫上表面(24)，所述进气口(7)设置在头部气囊缓冲垫下表面(23)上，所述拉绳(9)固定在头部气囊缓冲垫前表面(21)和头部气囊缓冲垫后表面(22)之间进行约束。

5.根据权利要求1所述的列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其特征在于：所述头部气囊缓冲垫支撑部(3)内设有若干个长度不同且不可拉伸的拉绳(9)，拉绳(9)的两端分别固定在头部气囊缓冲垫支撑部(3)内部的前表面和后表面上形成头部气囊缓冲垫支撑部(3)的形状。

6.根据权利要求1所述的列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其特征在于：所述胸部气囊缓冲垫(4)包括与驾驶员胸部接触的胸部气囊缓冲垫前表面(41)、形成在胸部气囊缓冲垫前表面(41)相对侧与控制台(1)侧面接触的胸部气囊缓冲垫后表面(42)、胸部气囊缓冲垫下表面(43)及形成在胸部气囊缓冲垫下表面(43)相对侧的胸部气囊缓冲垫上表面(44)；所述进气口(7)设置在胸部气囊缓冲垫后表面(42)上；所述拉绳(9)固定在胸部气囊缓冲垫前表面(41)和胸部气囊缓冲垫后表面(42)之间进行约束。

7.根据权利要求1所述的列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其特征在于：所述胸部气囊辅助部分(5)数量为两个，并对称设置在胸部气囊缓冲垫(4)的两侧；所述胸部气囊辅助部分(5)内设有若干个长度不可拉伸的拉绳(9)，所述拉绳(9)两端分别固定在胸部气囊辅助部分(5)内部的前表面和后表面上形成胸部气囊辅助部分(5)的形状。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其特征在于：所述胸部气囊缓冲垫(4)和胸部气囊辅助部分(5)同时进行充气，或者胸部气囊缓冲垫(4)在胸部气囊辅助部分(5)之前进行充气。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的列车碰撞中驾驶员安全保护气囊，其特征在于：所述排气口(6)以开放的状态设置。