CN109050371A - 一种主动式后排乘员小腿约束装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主动式后排乘员小腿约束装置，包括：小腿支撑板，小腿支撑板整体上沿左右方向延伸，用于在汽车发生碰撞时约束后排乘员的左小腿和右小腿；数个直线伸缩构件，直线伸缩构件的前端设有用于与汽车前排座椅相连安装部，直线伸缩构件的后端与小腿支撑板铰接，且铰接轴线沿左右方向延伸；直线伸缩构件上安装有用于使直线伸缩构件具有伸长趋势的弹性件；直线伸缩构件上设有用于将直线伸缩构件锁定在收缩状态的锁定结构，且锁定结构在汽车发生碰撞时能够解除锁定状态，以使弹性件能够驱动直线伸缩构件伸长。本发明能够降低在汽车发生碰撞时后排乘员受伤害的风险。

Description

一种主动式后排乘员小腿约束装置

技术领域

本发明涉及汽车碰撞安全领域，具体涉及一种主动式后排乘员小腿约束装置。

背景技术

随着汽车安全技术的发展，汽车的安全问题越来越得到消费者的重视。然而目前各汽车制造商针对后排乘员的约束系统仅有三点式安全带。当汽车在发生正面碰撞时，由于后排乘员小腿缺乏脚踏板、膝部气囊、仪表板等有效支撑，导致后排乘员小腿向前位移量较大，进而带动后排乘员骨盆向前位移量过大，而乘员骨盆向前运动又会带动乘员上半身向前运动，最终导致后排乘员整体向前位移量较大。大量碰撞仿真分析及试验结果表明，后排乘员过度向前位移，会带来如下危害：乘员容易出现“下潜”现象，即三点式安全带腰带向上滑动导致勒腹；乘员小腿极易卡在前排座椅下方，造成小腿严重伤害且事故后无法顺利逃生；后排乘员头部容易撞上前排座椅靠背，导致头部严重伤害。

发明内容

本发明的目的是提出一种主动式后排乘员小腿约束装置，以降低在汽车发生碰撞时后排乘员受伤害的风险。

本发明所述的一种主动式后排乘员小腿约束装置，包括：小腿支撑板，所述小腿支撑板整体上沿左右方向延伸，用于在汽车发生碰撞时约束后排乘员的左小腿和右小腿；数个直线伸缩构件，所述直线伸缩构件的前端设有用于与汽车前排座椅相连安装部，所述直线伸缩构件的后端与所述小腿支撑板铰接，且铰接轴线沿左右方向延伸；所述直线伸缩构件上安装有用于使所述直线伸缩构件具有伸长趋势的弹性件；所述直线伸缩构件上设有用于将所述直线伸缩构件锁定在收缩状态的锁定结构，且所述锁定结构在汽车发生碰撞时能够解除锁定状态，以使所述弹性件能够驱动所述直线伸缩构件伸长。

进一步，所述小腿支撑板包括竖板部以及自所述竖板部的下边沿向前弯折的横板部。

进一步，所述小腿支撑板上包覆有缓冲层。

进一步，所述直线伸缩构件的后端设有用于限制所述小腿支撑板旋转角度的限位齿。

进一步，所述直线伸缩构件包括直线导向件和限制在所述直线导向件上且能够沿所述直线导向件做直线运动的滑动件，所述滑动件的后端向后伸出于所述直线导向件，所述滑动件的后端即为所述直线伸缩构件的后端，所述直线导向件的前端即为所述直线伸缩构件的前端。

进一步，所述直线导向件为管状件，所述滑动件包括设置在所述管状件内且与所述管状件滑动配合的滑块以及前端固定连接在所述滑块上的杆状件，所述管状件的后端设有用于防止所述滑块向后脱离所述管状件的内凸缘，所述杆状件的后端向后伸出于所述管状件，所述杆状件的后端即为所述滑动件的后端。

进一步，所述锁定结构包括固定安装在所述管状件上的电机以及与所述电机传动连接的阻挡齿，所述阻挡齿伸入所述管状件内并作用于所述滑块以使所述直线伸缩构件保持收缩状态，所述电机用于驱动所述阻挡齿运动以解除锁定状态。

进一步，锁定结构还包括用于在汽车发生碰撞时向所述电机的控制器发送执行信号的ECU模块。

进一步，所述弹性件为弹簧。

本发明在汽车发生碰撞时，能够主动且有效的约束后排乘员的左小腿和右小腿，降低了在汽车发生碰撞时后排乘员受伤害的风险。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为锁定结构的结构示意图；

图3为本发明的工作示意图。

图中：1—基座；2—管状件；3—滑块；4—杆状件；5—弹簧；6—内凸缘；7—过孔；8—阻挡齿；9—小腿支撑板；10—铰接座；11—铰接轴；12—限位齿；13—缓冲层；14—竖板部；15—横板部；16—ECU模块；17—ECU接口；18—容纳槽；19—输出轴；20—前排座椅；21—小腿；22—脚部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的一种主动式后排乘员小腿约束装置，包括：小腿支撑板9，小腿支撑板9整体上沿左右方向延伸，用于在汽车发生碰撞时约束后排乘员的左小腿和右小腿；数个直线伸缩构件，直线伸缩构件的前端设有用于与汽车前排座椅20相连安装部，直线伸缩构件的后端与小腿支撑板9铰接，且铰接轴线沿左右方向延伸；直线伸缩构件上安装有用于使直线伸缩构件具有伸长趋势的弹性件，弹性件可以为弹簧5；直线伸缩构件上设有用于将直线伸缩构件锁定在收缩状态的锁定结构，且锁定结构在汽车发生碰撞时能够解除锁定状态，以使弹性件能够驱动直线伸缩构件伸长。直线伸缩构件伸长时，其两端的间距增大，弹性件伸长；直线伸缩构件收缩时，其两端的间距减小，弹性件收缩。小腿支撑板9整体上沿左右方向延伸，以适应后排乘员的各种姿态，减小了小腿支撑板9与后排乘员的小腿21错开的可能性。锁定结构可以与汽车主ECU相连以控制解锁时机。

在本实施例中，小腿支撑板9包括竖板部14以及自竖板部14的下边沿向前弯折的横板部15。可以利用竖板部14来约束后排乘员的小腿21向前的运动，利用横板部15来约束后排乘员的脚部22向上的运动，后排乘员的小腿21包括左小腿和右小腿。

在本实施例中，小腿支撑板9上包覆有缓冲层13，缓冲层13和小腿支撑板9之间可以通过粘贴的方式固定连接在一起，缓冲层13用于与后排乘员的小腿21和脚部22接触，以起到缓冲作用，缓冲层13可以由EPP泡沫制成。

在本实施例中，直线伸缩构件的后端设有用于限制小腿支撑板9旋转角度的限位齿12。

在本实施例中，直线伸缩构件包括直线导向件和限制在直线导向件上且能够沿直线导向件做直线运动的滑动件，滑动件的后端向后伸出于直线导向件，滑动件的后端即为直线伸缩构件的后端，直线导向件的前端即为直线伸缩构件的前端。进一步，直线导向件为管状件2，滑动件包括设置在管状件2内且与管状件2滑动配合的滑块3以及前端固定连接在滑块3上的杆状件4，管状件2的后端设有用于防止滑块3向后脱离管状件2的内凸缘6，内凸缘6围成一个供杆状件4穿过的过孔7，杆状件4的后端向后伸出于管状件2，杆状件4的后端即为滑动件的后端，弹簧5在管状件2内，且弹簧5的前端抵在管状件2前端部上，弹簧5的后端抵在滑块3上。

在本实施例中，如图2所示，锁定结构包括固定安装在管状件2上的电机以及与电机传动连接的阻挡齿8，阻挡齿8伸入管状件2内并作用于滑块3以使直线伸缩构件保持收缩状态，电机用于驱动阻挡齿8运动以解除锁定状态。

具体实施时，可在管状件2的管壁上设置用于容纳阻挡齿8的容纳槽18，阻挡齿8的根部通过枢接轴枢接在容纳槽18内，可利用电机的输出轴19作为枢接轴且枢接轴和阻挡齿8固定连接在一起，即可利用电机带动阻挡齿8旋转，以驱动阻挡齿8收入容纳槽18内。亦可将阻挡齿8设置成沿管状件2径向滑动的结构，可通过齿条齿轮结构将电机的旋转运动转换为齿条的直线运动，阻挡齿8和齿条相连即可通过电机来驱动阻挡齿8滑离管状件2的内腔，释放滑块3。

在本实施例中，锁定结构还包括用于在汽车发生碰撞时向电机的控制器发送执行信号的ECU模块16。控制器是与电机匹配使用的元件，有一些电机本身就集成有控制器，控制器用于接收信号并控制电机的启动和关停。ECU模块16上可以设置ECU接口17，可利用ECU接口17来连接汽车主ECU。ECU模块16的具体实现方式可以参考汽车的气囊ECU模块。

在本实施例中，竖板部14上可以设置朝前的铰接座10，铰接座10上设置铰接轴11，在杆状件4的后端部设置与铰接轴11配合的铰接孔，可利用铰接轴11将铰接座10和杆状件4铰接在一起，铰接轴11的中心轴线即为铰接轴线，每根杆状件4的后端部设有两个限位齿12，一个限位齿12位于铰接座10的顺时针转动的路径上，另一个限位齿12位于铰接座10逆时针转动的路径上，利用两个限位齿12便可限定铰接座10的转动范围，也就是限制小腿支撑板9旋转角度。进一步，两个限位齿12均为弹性件，能够起到一定的缓冲作用，例如采用弹簧钢片来形成限位齿12。

作为一种实现方式，主动式后排乘员小腿约束装置的前端设有一个基座1以形成上述的安装部；在实际使用时，主动式后排乘员小腿约束装置利用基座1固定安装在前排座椅20的骨架上，主动式后排乘员小腿约束装置可隐藏在前排座椅20的座椅包络面内，可随前排座椅20移动或旋转；ECU模块16可以通过焊接的方式或螺栓紧固的方式固定连接在基座1上，管状件2的前端可以通过焊接的方式或螺栓紧固的方式固定连接在基座1上或ECU模块16上。

本发明运用在汽车上时，当汽车发生碰撞碰撞强度且满足执行条件，ECU模块16便发出执行指令以使电机开始运行，电机驱动阻挡齿8迅速收回，弹簧5推动滑块3向后运动，滑块3带动杆状件4将小腿支撑板9向后推出。如图3所示，当后排乘员的小腿21与小腿支撑板9表面的缓冲层13接触后，小腿支撑板9可根据小腿21的姿态在小范围内进行旋转，以便缓冲层13与小腿21更贴合，增加了接触面积以便尽可能减少小腿21受力。此时小腿21继续向前运动，则弹簧5会被压缩以吸收小腿21的动能。一方面，当汽车发生前碰撞时，在碰撞前期，后排乘员的小腿21便被小腿支撑板9约束且弹簧5能吸收小腿21动能，大大降低了后排乘员的小腿21的向前移动量，从而减小了后排乘员整体向前移动量，故降低了后排乘员发生“下潜”的风险和小腿21被卡在前排座椅20下方的风险，从而降低了小腿21受严重伤害、影响事故后乘员逃生以及后排乘员的头部与前排座椅20发生二次碰撞的风险。另一方面，当汽车被追尾时，主动式后排乘员小腿约束装置能大大减缓小腿21向前和向上的运动，能够限制后排乘员的骨盆相对于后排座椅向后运动，进而限制后排乘员的背部相对于后排座椅的靠背的过量滑动，降低了发生严重挥鞭伤的可能性。

Claims (9)

1.一种主动式后排乘员小腿约束装置，其特征在于，包括：小腿支撑板，所述小腿支撑板整体上沿左右方向延伸，用于在汽车发生碰撞时约束后排乘员的左小腿和右小腿；数个直线伸缩构件，所述直线伸缩构件的前端设有用于与汽车前排座椅相连安装部，所述直线伸缩构件的后端与所述小腿支撑板铰接，且铰接轴线沿左右方向延伸；所述直线伸缩构件上安装有用于使所述直线伸缩构件具有伸长趋势的弹性件；所述直线伸缩构件上设有用于将所述直线伸缩构件锁定在收缩状态的锁定结构，且所述锁定结构在汽车发生碰撞时能够解除锁定状态，以使所述弹性件能够驱动所述直线伸缩构件伸长。

2.根据权利要求1所述的主动式后排乘员小腿约束装置，其特征在于：所述小腿支撑板包括竖板部以及自所述竖板部的下边沿向前弯折的横板部。

3.根据权利要求1所述的主动式后排乘员小腿约束装置，其特征在于：所述小腿支撑板上包覆有缓冲层。

4.根据权利要求1所述的主动式后排乘员小腿约束装置，其特征在于：所述直线伸缩构件的后端设有用于限制所述小腿支撑板旋转角度的限位齿。

5.根据权利要求1所述的主动式后排乘员小腿约束装置，其特征在于：所述直线伸缩构件包括直线导向件和限制在所述直线导向件上且能够沿所述直线导向件做直线运动的滑动件，所述滑动件的后端向后伸出于所述直线导向件，所述滑动件的后端即为所述直线伸缩构件的后端，所述直线导向件的前端即为所述直线伸缩构件的前端。

6.根据权利要求5所述的主动式后排乘员小腿约束装置，其特征在于：所述直线导向件为管状件，所述滑动件包括设置在所述管状件内且与所述管状件滑动配合的滑块以及前端固定连接在所述滑块上的杆状件，所述管状件的后端设有用于防止所述滑块向后脱离所述管状件的内凸缘，所述杆状件的后端向后伸出于所述管状件，所述杆状件的后端即为所述滑动件的后端。

7.根据权利要求6所述的主动式后排乘员小腿约束装置，其特征在于：所述锁定结构包括固定安装在所述管状件上的电机以及与所述电机传动连接的阻挡齿，所述阻挡齿伸入所述管状件内并作用于所述滑块以使所述直线伸缩构件保持收缩状态，所述电机用于驱动所述阻挡齿运动以解除锁定状态。

8.根据权利要求7所述的主动式后排乘员小腿约束装置，其特征在于：所述锁定结构还包括用于在汽车发生碰撞时向所述电机的控制器发送执行信号的ECU模块。

9.根据权利要求1所述的主动式后排乘员小腿约束装置，其特征在于：所述弹性件为弹簧。