CN111098818A - 用于吸收乘客的膝盖的冲击能量的膝垫系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于吸收乘客的膝盖的冲击能量的膝垫系统，其设置有多级力载荷限制器。多级力载荷限制器包括三个力载荷限制器。第一力载荷限制器包括用于在车辆碰撞期间接收来自乘客的膝盖的冲击力的接触板。第二力载荷限制器包括用于通过允许相对旋转而扭转地变形的扭转偏转杆，第三力载荷限制器包括用于基于旋转臂的旋转在第二力载荷限制器中的扭转偏转杆旋转了预定角度之后进一步锁定旋转臂的旋转的锁定齿轮和凹锁定基部。因此，多级力载荷限制器可以在膝垫系统的旋转臂上产生较高的扭转力。

Description

用于吸收乘客的膝盖的冲击能量的膝垫系统

技术领域

本公开涉及一种用于在车辆碰撞期间保护乘客的膝盖的膝垫系统(knee bolstersystem)。更具体地，本公开涉及具有能够吸收冲击能量的多级力载荷限制器的膝垫系统。

背景技术

该部分中的这些陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。车辆通常设置有用于在发生碰撞时保护车辆乘客的膝盖的膝垫。膝垫通常安装在车辆的前仪表板上或附近，诸如安装在从前仪表板延伸的车辆的转向柱的任一侧上。在传统的膝垫系统中，冲击力可以通过简单的减震板吸收。因此，膝垫系统不足以完全吸收由乘客的膝盖施加的冲击力。

在车辆的碰撞事件期间，撞击膝垫的冲击力可能对坐在车辆的前座上的乘客造成严重伤害，因为传统的膝垫系统不能充分地吸收由乘客的膝盖施加的冲击力。因此，已开发并引入了各种类型的膝垫系统来避免对乘客的严重伤害。最近，已开发了一种用于控制膝垫相对于冲击力的偏转的膝垫系统。然而，我们已发现，用于控制膝垫的偏转的所引入的膝垫系统不足以在车辆的碰撞事件期间限制乘客的膝盖的侵入。

该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景的理解，并且因此其可能包含不构成本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开涉及一种用于在车辆的碰撞事件期间保护车辆乘客的膝盖的膝垫系统。

根据本公开的一种形式，一种用于车辆的具有固定装置的膝垫系统包括作为多级力载荷限制器的第一力载荷限制器、第二力载荷限制器和第三力载荷限制器。第一力载荷限制器包括旋转臂和接触板，旋转臂具有上部和下部，接触板联接到旋转臂的下部。接触板构造成在碰撞期间接收来自乘客的冲击力。第二力载荷限制器包括第一杆。第一杆的第一端部以非旋转的方式联接到固定装置，并且第一杆的第二端部以非旋转的方式联接到旋转臂。第一杆构造成通过允许相对旋转而扭转地偏转。第三力载荷限制器包括锁定齿轮和凹锁定基部。锁定齿轮和凹锁定基部以旋转的方式彼此联接，并且第三力载荷限制器构造成基于旋转臂的旋转在第二力载荷限制器中的第一杆旋转了预定角度之后锁定旋转臂。

根据本公开的一种形式，旋转臂的管状端部包括第一侧面和第二侧面，并且旋转臂的管状端部相对于固定装置根据纵向轴线枢转。第一杆的第二端部以非旋转的方式连接到旋转臂的第一侧面。旋转臂的第二侧面形成为用于与从第三力载荷限制器中的第二杆的外表面突出的锁定齿轮联接的凹锁定基部。第二杆的第二端部以非旋转的方式连接到第二固定装置。

根据本公开的一种形式，凹锁定基部包括凹槽，并且锁定齿轮包括突起。第三力载荷限制器中的突起和凹槽的接合阻止了旋转臂的进一步旋转。

根据本公开的一种形式，旋转臂的下部包括止动垫，并且接触板包括面向止动垫的表面上的止动件，并且止动垫构造成通过与止动件接触来停止接触板的变形。

根据本公开的另一种形式，锁定齿轮和凹锁定基部各自具有圆盘形状，并且锁定齿轮固定地附接到旋转臂的第二侧面，并且凹锁定基部固定地附接到第二固定装置。锁定齿轮至少包括位于锁定齿轮的第一表面上的旋钮，并且凹锁定基部至少包括位于面向锁定齿轮的第一表面的配合表面上的孔。锁定齿轮的旋钮插入到凹锁定基部的孔中，并且锁定接收器包括连接在孔之间以用于增加旋转臂的旋转运动的阻力的狭窄通道。

根据本公开的一种形式，膝垫系统可操作成从乘客的一个膝盖或两个膝盖接收冲击力并且以对应于三个力水平的三个阶段抵抗冲击力，这三个力水平包括第一水平、高于第一水平的第二水平、以及高于第二水平的第三水平。在第一阶段中，第一力载荷限制器变形以抵抗第一水平处的冲击力，并且在第二阶段中，第一力载荷限制器的变形包括第二力载荷限制器的变形以在第二水平处提供阻力。此外，在第三阶段中，第一力载荷限制器的变形引起第三力载荷限制器的旋转，以在第三水平处提供阻力。第三力载荷限制器阻止旋转臂由于高于第三水平的任何力的进一步旋转。

根据本公开的另一种形式，一种用于车辆的具有固定装置的膝垫系统包括作为多级力载荷限制器的第一力载荷限制器、第二力载荷限制器和第三力载荷限制器。第一力载荷限制器包括旋转臂和接触板，旋转臂具有上部和下部，接触板联接到旋转臂的下部。接触板构造成在碰撞期间接收来自乘客的冲击力。第二力载荷限制器包括第一杆。第一杆的第一端部以非旋转方式联接到固定装置，并且第一杆的第二端部以非旋转方式联接到固定装置。另外，第一杆构造成通过允许相对旋转而扭转地偏转。第三力载荷限制器包括扭转圆柱体。扭转圆柱体包括以旋转的方式联接的锁定齿轮和凹锁定基部，并且扭转圆柱体构造成基于旋转臂的旋转在第二力载荷限制器中的第一杆旋转了预定角度之后锁定旋转臂。锁定齿轮至少包括旋钮，并且凹锁定基部至少包括用于接收旋钮的孔。

根据本公开的一种形式，凹锁定基部中的孔的数量比锁定齿轮的旋钮的数量至少多一个，并且凹锁定基座中的更多孔被定义为额外孔。凹锁定基部中的额外孔的直径较小，以用于阻止锁定齿轮的旋转。

根据本公开的一种形式，每个孔通过用于当锁定齿轮相对于凹锁定基部旋转时增加阻力的狭窄通道连接。

根据本公开的一种形式，膝垫系统构造成用于通过在每个力载荷限制器中累积扭转力来对旋转臂产生较高的扭转力。

根据本公开的另一种形式，一种用于通过用于车辆的具有固定装置的膝垫系统吸收冲击能量的方法包括以下步骤：通过接触板接收来自乘客的冲击力；使接触板变形，直到接触板与旋转臂的止动垫接触为止；通过允许根据第一杆的纵向轴线的相对旋转而使第一杆扭转地偏转；以及基于旋转臂的旋转在第一杆扭转偏转了预定角度之后锁定旋转臂的旋转。膝垫系统构造成通过累积从第一、第二和第三力载荷限制器的每个阶段接收的冲击力来吸收冲击能量。

从本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。每个人都应该理解，在此给出的描述和具体示例仅用于说明的目的，而并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图描述通过示例的方式给出的本公开的各种形式，其中：

图1是根据本公开的附接到车辆中的横向构件的膝垫系统的透视图；

图2是根据本公开的膝垫系统的第二和第三力载荷限制器的细节图；

图2A是根据本公开的另一种形式的膝垫系统的第二和第三力载荷限制器的细节图；

图2B是沿着图2A的线2B-2B截取的图2A的导向支架的剖视图，并且图2C是沿着图2A的线2C-2C截取的图2A的固定支架的剖视图；

图3是根据本公开的膝垫系统的透视图；

图4是根据本公开的第一力载荷限制器的下部的车横向视图；

图5是根据本公开的第一力载荷限制器的下部的俯视图；

图6是根据本公开的第三力载荷限制器的锁定齿轮和凹锁定基部的细节图。

图7是图6的锁定齿轮和凹锁定基部的分解图；

图7A是根据本公开的另一种形式的图6的锁定齿轮和凹锁定基部的分解图；

图8是根据本公开的其他形式的膝垫系统的透视图；

图9是根据本公开的其他形式的图8中的第三力载荷限制器的锁定齿轮的透视图；

图10是根据本公开的其他形式的图9中的第三力载荷限制器的凹锁定基部的透视图；

图11(a)至图11(d)是根据本公开的膝垫系统的操作过程的透视图；

图12(a)和图12(b)是图11(d)中的第三力载荷限制器的操作过程的细节图；以及

图13示出了本公开的膝垫系统中的第一、第二和第三力载荷限制器中的每个中的总载荷力的图表。

本文描述的附图仅用于说明目的，而决非旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，而决非旨在限制本公开或其应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

参照图1，示出了用于安装在车辆(未示出)内的膝垫10。如本领域技术人员已知和理解的，膝垫10固定到车辆的横向构件12并且定向成使得膝垫10能够朝向车辆的乘客舱延伸，从而在车辆碰撞期间乘客的一个膝盖或两个膝盖被强制移动到由膝垫10占据的车辆区域中的情况下保护车辆乘客的膝盖。横向构件12可以是车架的一部分、连接到车架的刚性构件、或其他支撑构件。在一种形式中，横向构件12是横梁。如图1和图2所示，膝垫10可以通过诸如夹板18(clamping strap)的各种连接装置固定到车辆中的横向构件12。

在图1中，膝垫10包括作为多级力载荷限制器的第一力载荷限制器20、第二力载荷限制器40和第三力载荷限制器60。具有多级力载荷限制器的膝垫10可以根据车辆中乘客的不同大小来控制乘客的膝盖的力限制。此外，多级力载荷限制器可以满足各种碰撞规定，诸如对于各种乘客大小的正面碰撞(联邦机动车辆安全标准，FMVSS 208)或NCAP(新车碰撞测试)。相应地，本公开中的具有多级力载荷限制器的膝垫10可以不需要在各种车辆之间进行调整。

参考图3，第一力载荷限制器20包括具有上部22和下部23的旋转臂21。旋转臂21由钢制成。然而，根据本公开的其他形式，可以实施其他合适的材料。旋转臂21的管状端部24包括用于以非旋转方式与第二力载荷限制器40连接的第一侧面25、以及用于以旋转方式与第三力载荷限制器60联接的第二侧面26。旋转臂21的第一侧面25和第二侧面26是圆柱形，并且分别与第二力载荷限制器40和第三力载荷限制器60接合。然而，根据本公开的其他形式，可以实施用于旋转臂21的管状端部24的其他合适形状。

如图3和图5所示，当膝垫10安装在车辆中时，旋转臂21的下部23可以根据膝垫10的位置和/或角度弯曲，以用于有效地限制乘客的膝盖力。然而，根据本公开的其他形式，旋转臂21的其他合适的几何形状可以基于其中放置有膝垫10的车辆中的空间来实施。旋转臂21的底部边缘27固定地附接到接触板30。接触板30通常与旋转臂21一体地形成为单个件。如图3和图5所示，接触板30由金属板制成。然而，根据本公开的其他形式，可以实施其他合适的材料。另外，接触板30在车横向方向上通常比旋转臂21更宽，以用于允许接触板30在车辆的碰撞事件期间在接触板30的更大区域中与乘客的膝盖接触。

在图4中，旋转臂21的下部23与接触板30之间的连接区域29在车横向视图中大致为U形。连接区域29的U形设计被构造成在车辆的碰撞事件期间接触板30被乘客的膝盖撞击时允许接触板30变形并接触旋转臂21的止动垫28。此外，接触板30被构造成当乘客的膝盖撞击膝垫10时接收由乘客的膝盖施加的冲击载荷。

在图5中，接触板30包括在旋转臂21和接触板30之间在连接区域29的底端34处的狭窄部分31。接触板30的狭窄部分31还构造成当乘客的膝盖撞击膝垫10时使接触板30易于变形。接触板30还包括止动件33，止动件33附接到面向旋转臂21的止动垫28的表面32。止动件33通常与接触板30一体地形成为单个件。然而，根据本公开的其他形式，止动件33可以作为单个件附接到接触板30。接触板30上的止动件33构造成当乘客的膝盖撞击接触板30时通过与旋转臂21的止动垫28接触来停止接触板30的变形。

返回来参考图3，第二力载荷限制器40包括第一杆41，第一杆41以非旋转方式与旋转臂21的第一侧面25接合。在图3中，例如，第一杆41大体为圆柱形或管状并且由钢制成。然而，根据本公开的其他形式，可以实施第一杆41的其他合适的形状和/或材料。在第一杆41的第一端部42处，非旋转地固定有附接到车辆的横向构件12的固定装置14。(参照图1和图2)。如上所述，第一杆41的第二端部43非旋转地固定到旋转臂21的第一侧面25。相应地，第一杆41的两个端部42、43以非旋转方式牢固地固定。

在图1至图3中，导向件16在第一杆41的第二端部43的邻近位置处与第一杆41旋转地连接，以用于支撑第一杆41。通常，导向件16固定地附接到车辆的横向构件12。因此，当第一力载荷限制器20的旋转臂21旋转时，由于第一杆41的第一端部42不可旋转地固定并且第一杆41的第二端部43也关于旋转臂21的第一侧面25不可旋转地固定，第一圆柱形杆41扭转地偏转。

如上所述，在图3中，第二力载荷限制器40的第一杆41通过允许两个端部42、43之间围绕纵向轴线X的相对旋转而扭转地偏转。第一圆柱形杆41根据纵向轴线X与第一力载荷限制器20的旋转臂21的旋转轴线同心。这样，第一杆41构造成通过其相对旋转或扭转变形来控制力载荷极限，并且吸收在车辆碰撞期间乘客的膝盖的一些冲击能量。根据本公开的其他形式，第一杆41可以是具有扭转变形的其他设计，诸如扭杆或扭转弹簧141。

根据本公开的另一种形式，扭转弹簧141作为第一杆41在图8中示出。如图8所示，扭转弹簧141的第一端部142和第二端部143分别不可旋转地固定到固定装置14和旋转臂21的第一侧面25。如上所述，因此，当第一力载荷限制器20的旋转臂21旋转时，扭转弹簧141根据纵向轴线X扭转地偏转，并且吸收在车辆的碰撞事件期间由乘客的膝盖施加的力。

返回来参考图3，第三力载荷限制器60包括第二杆61，第二杆61具有锁定齿轮62。另外，旋转臂21的第二侧面26形成为用于以旋转方式与锁定齿轮62联接的凹锁定基部63。(也参见图6)。如图3和图6所示，第二杆61是杆状或管状并且由钢制成。此外，第二杆61根据纵向轴线X与第二力载荷限制器40的第一杆41同心。根据本公开的其他形式，可以实施第二杆61的其他合适的形状和/或材料。

在图3和图6中，第二杆61的第二端部65以非旋转方式牢固地固定到第二固定装置14'。第二固定装置14'也固定地附接到车辆的横向构件12上。(参见图1和图2)。如图7A所示，根据本公开的另一种形式，第二杆61'的第二端部65'形成为用于以非旋转方式与固定支架17联接的六边形形状。(参见图2A和图2C)。另外，固定支架17直接附接到车辆的横向构件12。(参见图2A)。返回来参考图3和图6，第二杆61的第一端部64包括锁定齿轮62，锁定齿轮62从第二杆61的外表面66突出。第二杆61的锁定齿轮62可旋转地联接到形成在旋转臂21的第二侧面26上的凹锁定基部63。因此，具有凹锁定基部63的旋转臂21构造成根据纵向轴线X相对于第二圆柱形杆61可旋转地移动。此外，第二导向件16'在第二杆61的第一端部64附近的位置处与第二杆61旋转地联接，以用于支撑第二杆61。通常，第二导向件16'固定地附接到车辆的横向构件12。(参照图1和图2)。

在图3和图6中，当第二力载荷限制器40中的第一杆41的扭转变形达到对应于旋转臂21的预定角度(即旋转臂的管状端部的预定旋转)的特定程度时，第二杆61的锁定齿轮62与凹锁定基部63接合，以用于防止旋转臂21的进一步旋转。因此，锁定齿轮62和凹锁定基部63彼此互锁，并且互锁接合能够产生旋转臂21的较高扭转力，因为累积了第二载荷限制器40和第三载荷限制器60中的扭转力。

根据本公开的一种示例性形式，如图6和图7所示，锁定齿轮62形成为第二杆61的外表面66上的突起67，并且凹锁定基部63形成为旋转臂21的管状端部24中的第二侧面26上的凹槽68。第二杆61的突起67最初与凹锁定基部63的凹槽68接合。因此，具有凹槽68的凹锁定基部63根据锁定齿轮62的突起67相对于纵向轴线X旋转地移动了旋转臂21的预定角度。在第一杆41旋转了预定角度之后，突起67与凹槽68的边缘69接触，并且旋转臂21的旋转运动停止。因此，第三力载荷限制器60防止旋转臂21的进一步旋转并且锁定旋转臂21的旋转运动。

图8至图10示出了膝垫系统110的另一示例性形式。膝垫110大体上能够如上文参照图1至图7所述地构造并且提供了本公开的全部优点。在这方面，图8中的膝垫110类似于图1至图7的形式的膝垫10。然而，膝垫110包括不同的第三力载荷限制器160。

如图8至图10所示，第三力载荷限制器160包括扭转圆柱体161。扭转圆柱体161大体是具有较大直径的圆盘形状并且由钢制成。然而，根据本公开的其他形式，可以实施扭转圆柱体161的其他合适的形状和/或材料。如图8所示，扭转圆柱体161包括彼此接合的第一部分164和第二部分165。

在图9至图10中，扭转圆柱体161的第一部分164被定义为至少包括旋钮172的锁定齿轮162。扭转圆柱体161的第二部分165被定义为凹锁定基部163。如图9所示，从第一部分164的第一表面169突出的旋钮172是圆柱形。在图9中，例如，五个圆柱形旋钮172从第一部分164的第一表面169突出，第一部分164面向扭转圆柱体161的第二部分165。然而，根据本公开的其他形式，可以实施旋钮172的其他合适的形状或数量。旋钮172根据第一部分164的圆周线彼此以空间171放置。第一部分164固定地连接到旋转臂21的管状端部24上的第二侧面26，并且扭转圆柱体161根据纵向轴线X与旋转臂21的管状端部24同心。因此，当旋转臂21根据纵向轴线X旋转时，扭转圆柱体161的第一部分164随着旋转臂21一起旋转。

扭转圆柱体161的凹锁定基部163至少包括用于接收第一部分164的锁定齿轮162的锁定接收器166。如图10所示，面向第一部分164的第一表面169的第二部分165的配合表面170上的锁定接收器166至少包括孔167。在图10中，每个孔167分别通过狭窄通道168连接。连接在每个孔167之间的狭窄通道168构造成当旋转臂21旋转了预定角度时产生阻力。根据锁定齿轮162的形状或布置，可以改变锁定接收器166的构造或布置。另外，凹锁定基部163通过固定装置14'利用夹板18或其他附接方法固定地附接到横向构件12。(参照图8)。

如图9-图10所示，锁定齿轮162的每个旋钮172插入到锁定接收器166的每个孔167中。接收每个旋钮172的每个孔167的直径大小和每个旋钮172的直径大小基本上相同，以用于很好地装配到孔167中。在锁定接收器166的结构中，凹锁定基部163中的孔167的数量比锁定齿轮162的旋钮172的数量至少多一个。未与任何旋钮172接合的至少多一个孔被定义为额外孔173。根据第二力载荷限制器40中的旋转臂21的预定旋转角度，可以确定额外孔173的数量。在图10中，例如，锁定接收器166具有三个额外孔173，并且额外孔173的直径大小小于非额外孔167的直径大小。因此，由于该端部处的锁定接收器166中的具有较小直径大小的额外孔173，凹锁定基部163构造成在第一杆41旋转了预定角度之后锁定旋转臂21的旋转。然而，根据本公开的其他形式，可以实施旋钮172和包括额外孔173的孔167的其他合适的直径大小，以用于停止旋转臂21的旋转。

返回来参考图8和图10，锁定齿轮162和扭转圆柱体161的凹锁定基部163彼此可旋转地联接，以用于允许旋转臂21旋转预定角度。另外，由于凹锁定基部163上的孔167之间的狭窄通道168，扭转圆柱体161构造成用于在锁定齿轮162和凹锁定基部163之间产生旋转阻力。如上所述，由于扭转力利用第二力载荷限制器40累积在第三力载荷限制器160中，因此膝垫110的第三力载荷限制器160是最高级别的力载荷限制器之一。因此，具有第三力载荷限制器160的膝垫110能够阻止较大尺寸的乘客的膝盖的侵入。

根据本公开的另一示例性形式，第一部分164和第二部分165的布置可转换其位置，使得第一部分164作为锁定齿轮162固定地附接到第二固定装置14'，并且第一部分165作为凹锁定基部163固定地连接到旋转臂21的管状端部24上的第二侧面26。

返回来参考图1和图2，固定装置14、14'和导向件16、16'是圆柱形的并且分别与第二力载荷限制器40和第三力载荷限制器60同轴地联接。然而，在本公开的其他形式中，根据联接的第一杆41和第二杆61来实施固定装置14、14'和导向件16、16'的其他合适形状。固定装置14、14'和导向件16、16'通过焊接或夹板18固定地附接到车辆的横向构件12。然而，根据本公开的其他形式，可以实施其他合适的附接装置，诸如紧固元件。因此，本公开中的膝垫10、110固定地安装到车辆的横向构件12。

根据本公开的另一形式，图2A至图2C示出了固定支架17和导向支架19，它们在没有夹板18的情况下直接附接到车辆的横向构件12。例如，固定支架17和导向支架19通过螺钉构件(未示出)穿过附接孔11附接到横向构件12。每个固定支架17分别以非旋转方式与第一杆41'的第一端部42'和第二杆61'的第二端部65'联接。如图2C所示，例如，固定支架17的形状是用于以非旋转方式与第一杆41'和第二杆61'牢固地固定的六边形13。因此，第一杆41'的第一端部42'和第二杆61'的第二端部65'形成为用于装配到固定支架17中的相同形状(例如，六边形)。另外，导向支架19直接附接到车辆的横向构件12，如图2A中所示。导向支架19形成为用于以旋转方式引导第一杆41'和第二杆61'的圆形15，如图2B中所示。

图11示出了膝垫系统10的操作过程80。如图11(a)所示，当乘客的膝盖在车辆的碰撞事件期间与接触板30接触时，接触板30由于乘客的膝盖撞击所施加的冲击力F而变形。在图11(b)中，当接触板30的止动件33与旋转臂21的止动垫28接触时，接触板30的变形停止。之后，在图11(c)中，旋转臂21与第二力载荷限制器40的第一杆41接合，并且旋转臂21由于第一杆41的扭转偏转而旋转。在第一杆41旋转变形了旋转臂21的预定角度之后，如图11(d)、图12(a)和图12(b)所示，通过锁定齿轮62和凹锁定基部63之间的接合来停止旋转臂21的旋转运动。因此，锁定齿轮62锁定旋转臂21的旋转。

图13是示出了膝垫系统10的性能的测试数据的图表90。作为示例，图表90示出了膝垫系统10的每个力载荷限制器中累积的力载荷值。力载荷水平91示出了图11(a)的阶段，其中接触板30的变形刚刚开始。力载荷水平92示出了图11(b)的阶段，其中接触板30的变形由于第一力载荷限制器20中的止动垫28而停止。力载荷水平93示出了图11(c)的阶段，其中第一杆41通过第二力载荷限制器40中的扭转偏转而吸收冲击能量。最后，力载荷水平94示出了图11(d)、图12(a)和图12(b)的阶段，其中锁定齿轮锁定旋转臂21的旋转运动。因此，第三力载荷限制器60通过累积在旋转臂21上产生较高的扭转力。例如，每个力载荷值的优选范围在第一力载荷限制器20中为0.5kN～1.0kN，在第二力载荷限制器40中为2.0kN～4.0kN，并且在第三载荷限制器60中为3.0kN～6.0kN。

已出于说明和描述的目的给出了以上对本公开的各种形式的描述。其并非旨在穷举或将本公开限制于所公开的精确形式。鉴于上述教导，可以进行许多修改或变化。选择和描述所讨论的形式以提供对本公开的原理及其实际应用的最佳说明，从而使本领域的普通技术人员能够以各种形式和适合于预期的特定用途的各种修改来利用本公开。当根据它们公平、合法和公正地授权的范围进行解释时，所有这些修改和变化都落在由所附权利要求确定的本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种用于车辆的具有固定装置的膝垫系统，所述膝垫系统包括：

第一力载荷限制器，所述第一力载荷限制器包括：

旋转臂，所述旋转臂具有上部和下部，以及

接触板，所述接触板联接到所述旋转臂的所述下部，所述接触板构造成在碰撞期间接收来自乘客的冲击力；

第二力载荷限制器，所述第二力载荷限制器包括第一杆，所述第一杆的第一端部以非旋转的方式联接到所述固定装置，并且所述第一杆的第二端部以非旋转的方式联接到所述旋转臂，所述第一杆构造成通过允许所述第一杆的所述第一端部和所述第二端部之间的相对旋转而扭转地偏转；以及

第三力载荷限制器，所述第三力载荷限制器包括以旋转的方式彼此联接的锁定齿轮和凹锁定基部，并且所述第三力载荷限制器构造成基于所述旋转臂的旋转在所述第二力载荷限制器中的所述第一杆旋转了预定角度之后锁定所述旋转臂。

2.根据权利要求1所述的膝垫系统，其中，所述旋转臂的管状端部包括第一侧面和第二侧面，并且所述旋转臂的所述管状端部相对于所述固定装置根据纵向轴线枢转。

3.根据权利要求2所述的膝垫系统，其中，所述第一杆的所述第二端部以非旋转的方式连接到所述旋转臂的所述第一侧面。

4.根据权利要求2所述的膝垫系统，其中，所述旋转臂的所述第二侧面形成为用于与从所述第三力载荷限制器中的第二杆的外表面突出的所述锁定齿轮联接的所述凹锁定基部。

5.根据权利要求4所述的膝垫系统，其中，所述第二杆的第二端部以非旋转的方式连接到第二固定装置。

6.根据权利要求1所述的膝垫系统，其中，所述凹锁定基部包括凹槽，并且所述锁定齿轮包括突起。

7.根据权利要求6所述的膝垫系统，其中，所述第三力载荷限制器中的所述突起和所述凹槽的接合阻止了所述旋转臂的进一步旋转。

8.根据权利要求1所述的膝垫系统，其中，所述旋转臂的所述下部包括止动垫，并且所述接触板包括面向所述止动垫的表面上的止动件，并且其中，所述止动垫构造成通过与所述止动件接触来停止所述接触板的变形。

9.根据权利要求5所述的膝垫系统，其中，所述锁定齿轮和所述凹锁定基部各自具有圆盘形状，并且所述锁定齿轮固定地附接到所述旋转臂的第二侧面，并且所述凹锁定基部固定地附接到所述第二固定装置。

10.根据权利要求9所述的膝垫系统，其中，所述锁定齿轮至少包括位于所述锁定齿轮的第一表面上的旋钮，并且所述凹锁定基部至少包括位于面向所述锁定齿轮的所述第一表面的配合表面上的孔。

11.根据权利要求10所述的膝垫系统，其中，所述锁定齿轮的所述旋钮插入到所述凹锁定基部的所述孔中，并且锁定接收器包括连接在所述孔之间以用于增加所述旋转臂的旋转运动的阻力的狭窄通道。

12.根据权利要求1所述的膝垫系统，其中，所述膝垫系统能操作成接收来自乘客的一个膝盖或两个膝盖的冲击力并以对应于三个力水平的三个阶段抵抗所述冲击力，所述三个力水平包括第一水平、高于所述第一水平的第二水平、以及高于所述第二水平的第三水平，其中，在第一阶段中，所述第一力载荷限制器变形以抵抗所述第一水平处的冲击力，其中，在第二阶段中，所述第一力载荷限制器的变形包括第二力载荷限制器的变形以在所述第二水平处提供阻力，并且其中，在第三阶段中，所述第一力载荷限制器的变形引起所述第三力载荷限制器的旋转以在所述第三水平处提供阻力。

13.根据权利要求12所述的膝垫系统，其中，所述第三力载荷限制器阻止所述旋转臂由于高于所述第三水平的任何力的进一步旋转。

14.一种用于车辆的具有固定装置的膝垫系统，所述膝垫系统包括：

第一力载荷限制器，所述第一力载荷限制器包括：

旋转臂，所述旋转臂具有上部和下部，以及

接触板，所述接触板联接到所述旋转臂的所述下部，所述接触板构造成在碰撞期间接收来自乘客的冲击力；

第二力载荷限制器，所述第二力载荷限制器包括第一杆，所述第一杆的第一端部以非旋转的方式联接到所述固定装置，并且所述第一杆的第二端部以非旋转的方式联接到所述旋转臂，所述第一杆构造成通过允许所述第一杆的所述第一端部和所述第二端部之间的相对旋转而扭转地偏转；以及

第三力载荷限制器，所述第三力载荷限制器包括扭转圆柱体，所述扭转圆柱体包括以旋转的方式联接的锁定齿轮和凹锁定基部，并且所述扭转圆柱体构造成基于所述旋转臂的旋转在所述第二力载荷限制器中的所述第一杆旋转了预定角度之后锁定所述旋转臂，

其中，所述锁定齿轮至少包括旋钮，并且所述凹锁定基部至少包括用于接收所述旋钮的孔。

15.根据权利要求14所述的膝垫系统，其中，所述凹锁定基部中的所述孔的数量比所述锁定齿轮的所述旋钮的数量至少多一个，并且所述凹锁定基部中的更多孔被定义为额外孔。

16.根据权利要求15所述的膝垫系统，其中，所述凹锁定基部中的所述额外孔的直径较小，以用于阻止所述锁定齿轮的旋转。

17.根据权利要求14所述的膝垫系统，其中，每个孔通过用于当所述锁定齿轮相对于所述凹锁定基部旋转时增加阻力的狭窄通道连接。

18.根据权利要求14所述的膝垫系统，其中，所述膝垫系统构造成用于通过在每个力载荷限制器中累积扭转力来对所述旋转臂产生较高的扭转力。

19.一种用于通过根据权利要求1至18中任一项所述的用于车辆的具有固定装置的膝垫系统吸收冲击能量的方法，所述方法包括以下步骤：

通过接触板接收来自乘客的冲击力；

使所述接触板变形，直到所述接触板与旋转臂的止动垫接触为止；

通过允许根据所述第一杆的纵向轴线的相对旋转而使第一杆扭转地偏转；以及

基于所述旋转臂的旋转在所述第一杆扭转偏转了预定角度之后锁定所述旋转臂的旋转。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述膝垫系统构造成通过累积从第一力载荷限制器、第二力载荷限制器和第三力载荷限制器的每个阶段接收的冲击力来吸收冲击能量。

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