CN112027091A - 用于交通工具座椅的腿部伸展控制装置和系统 - Google Patents

Abstract

安全系统包括定位在飞机座椅附近的安全响应装置。安全响应装置可操作为展开从而控制飞机座椅的乘员的腿部的腿部伸展状态。触发系统可操作为当检测到减速时激活安全响应装置。安全响应装置能够可操作为将就座的乘员的腿部保持在未伸展的状态中，从而当发生快速减速时保护腿部免于伸展。安全响应装置能够可操作为以预定速率将就座乘员的腿部从未伸展的状态转变到伸展的状态。安全响应装置例如能够是安全气囊或踢板。该装置可以在展开后的预定时间自动返回到收起状态以允许从座椅和飞机离开。

Description

用于交通工具座椅的腿部伸展控制装置和系统

技术领域

背景技术

诸如飞机乘客座椅之类的交通工具座椅通常配备有座椅安全带和其他安全响应装置，例如展开以保护乘客的上身和头部的安全气囊。然而，乘客的腿部也容易受伤。就座的乘员的腿部在与乘客座椅前方的结构剧烈地接触或不接触的情况下都能受到伤害。

在碰撞或其他快速减速事件中，不受约束的腿部能够通过惯性向前伸展。这种动作的动能能够在股骨、膝关节、腰椎和身体的其他部位产生弯矩和应力，所有所述部位都可能受到伤害。在需要快速撤离飞机的情况下，对于腿部本身不是致命性的主要伤害能够减慢或阻止伤者的移动和逃生。

因此，需要在安全系统中进行改进以在快速减速和碰撞事件期间保护飞机座椅乘员的腿部。

发明内容

为了实现前述和其他优点，本文公开的发明方面针对一种用于保护飞机座椅的乘员的腿部的安全系统，该安全系统包括定位在飞机座椅附近的安全响应装置。该安全响应装置可操作为展开从而控制飞机座椅的乘员的腿部的腿部伸展状态。触发系统可操作为当检测到减速时激活安全响应装置。

在一些实施例中，安全响应装置可操作为：当被触发系统激活时，将就座的乘员的腿部保持在未伸展的状态中，从而当发生快速减速时保护腿部免于伸展。

在一些实施例中，安全响应装置在飞机座椅的腿托的前方展开安全气囊。

在一些实施例中，安全响应装置安装在飞机座椅上或飞机座椅的腿托前方的固定结构上。

在一些实施例中，安全响应装置为地板安装式，并且当安全响应装置处于其收起和未展开状态时，与飞机座椅前方的地板的表面齐平或在其下方。

在一些实施例中，安全响应装置从飞机座椅前方的地板展开踢板。

在一些实施例中，踢板被弹簧致动器偏置到升起的位置。

在一些实施例中，踢板通过绕其后端向后枢转而展开，该后端枢转地附接到地板。

在一些实施例中，踢板通过绕其前端向前枢转而展开。

在一些实施例中，安全响应装置能够通过惯性块而惯性展开，该惯性块响应于大于阈值量的减速而使踢板自动地向上枢转。

在一些实施例中，踢板的前端枢转地附接到地板。

在一些实施例中，安全响应装置在展开后自动收起踢板。

在一些实施例中，安全响应装置在展开后的预定时间自动收起踢板。

在一些实施例中，安全响应装置包括套箍，该套箍在飞机座椅的腿托的前方枢转地展开以接合座椅乘员的脚部或腿部。

在一些实施例中，安全响应装置包括位于飞机座椅的腿托的前方的脚趾锁扣。

在一些实施例中，安全响应装置在展开后使安全气囊自动放气。

在一些实施例中，安全响应装置可操作为：当被触发系统激活时，将就座的乘员的腿部以预定的速率从未伸展的状态转变到伸展的状态。

在一些实施例中，安全响应装置包括腿托安装的安全气囊。

在一些实施例中，安全响应装置包括将就座的乘员的腿部伸展到伸展的状态的安全气囊。

在一些实施例中，安全响应装置包括致动器，该致动器使飞机座椅的腿托枢转，从而将就座的乘员的腿部从未伸展的状态转变到伸展的状态。

附图说明

本文所公开的发明构思的实现在考虑下面的详细描述时可以更好地被理解。这样的描述参考了所包括附图，附图不必按比例绘制，并且为了清楚起见，其中一些特征可以被夸大，并且一些特征可以被省略或者可以被示意性地表示。附图中相同的附图标记可以表示并指代相同或相似的元件、特征或功能。在附图中：

图1是在地板安装式实施例中、包括了与乘客座椅一起使用的、在座椅的腿托的前方展开的腿部伸展控制安全气囊的安全系统的侧视图；

图2是在座椅安装式实施例中、包括了使用中的、在座椅的腿托的前方展开的腿部伸展控制安全气囊的安全系统的侧视图；

图3是在舱壁安装式实施例中、包括了使用中的、在座椅的腿托的前方展开的腿部伸展控制安全气囊的安全系统的侧视图；

图4是在向前枢转的实施例中、包括了在座椅的腿托的前方展开的腿部伸展控制踢板的安全系统的侧视图；

图5是在向后枢转的实施例中、包括了在座椅的腿托的前方展开的腿部伸展控制踢板的安全系统的侧视图；

图6是根据惯性展开的实施例、包括了在座椅的腿托的前方收起的腿部伸展控制踢板的安全系统的侧视图；

图7是具有示出为展开的腿部伸展控制踢板的、图6的安全系统的侧视图；

图8是在腿托安装的实施例中、包括了处于收起状态中的腿部伸展控制安全气囊的安全系统的侧视图；

图9是具有示出为展开的腿部伸展安全气囊的、图8的安全系统的侧视图；

图10是在腿托安装的实施例中、包括了在收起状态中示出的腿部伸展控制致动器的安全系统的侧视图；

图11是具有示出为展开的腿部伸展控制致动器的、图10的安全系统的侧视图；

图12是在脚趾锁扣实施例中、包括了安装在座椅的腿托上的腿部伸展约束件装置的安全系统的侧视图；

图13是在小腿部接合实施例中、包括了腿部伸展约束件装置的安全系统的俯视图；

图14是在另一个座椅安装的实施例中、包括了在乘客腿部之间展开的腿部伸展控制安全气囊的安全系统的俯视图；

图15是在多乘客实施例中、包括了在多名乘客的腿部前方展开的腿部伸展控制安全气囊的安全系统的俯视图；并且

图16是根据本公开的表示触发系统的电路图，该触发系统可操作为当确定关键惯性事件时激活一个或更多个安全响应装置。

具体实施方式

以下结合附图所阐述的描述旨在是对所公开主题的各种说明性实施例的描述。结合每个说明性实施例描述了特定的特征和功能；然而，对本领域技术人员显而易见的是，可以在没有那些特定特征和功能中的每一个的情况下实践所公开的实施例。除非明确声明或方面、特征或功能与实施例不兼容的情况，以下结合一个实施例所描述的方面、特征和功能旨在适用于以下所描述的其他实施例。

在各种实施例中，安全系统在飞机碰撞或其他减速事件期间将保护乘客腿部的安全响应装置展开。安全响应装置限制、防止、控制或影响飞机乘客座椅的乘员的腿部伸展状态。安全响应装置能够从乘客座椅区域的地板、座椅或其他固定结构展开，其中术语“地板”通常是指地板、底座、平板、家具或其他结构。未伸展的腿部伸展状态指的是，对应于膝盖弯曲且小腿部与大腿的角度接近九十度、或例如八十度至一百度的就座者的典型腿部位置，膝盖和小腿部(胫部)在脚踝上方几乎垂直。伸展的腿部伸展状态指的是，对应于斜躺或躺着的人的抬高的腿的位置，脚踝相对于膝盖向前伸展，膝盖相对于未伸展的状态伸直。

在一些示例中，如图1-7和图12-15中所示，限制或防止了在交通工具碰撞或其他快速减速事件期间乘客腿部从未伸展的状态的移动或重新定位。例如，安全气囊、踢板或其他移动限制装置能够从飞机地板、乘客座椅和/或飞机舱壁或乘客座椅附近的其他结构自动展开。本文所描述的、限制或防止腿部伸展的安全响应装置可用于防止可能由抖动或腿部伸展入前方结构或抵靠前方结构而引起的伤害。本文所述的展开的安全响应装置防止乘客腿部在诸如碰撞的减速事件期间剧烈地向前伸展、甩动和/或与座椅前方的结构。这些安全响应装置可操作为将就座的乘员的腿部保持在未伸展的状态，从而在发生快速减速时保护腿部免于伸展。

在其他示例中，如图8-11中所示，通过积极地施加移动控制，将座椅乘员的腿部伸展状态从未伸展转变到伸展，以在快速减速事件中将腿部设置在有利于安全的位置中。例如，腿部能够可控制地且安全地向前伸展并设置在目的位置中，否则惯性将使得腿部突然发生甩动或抖动动作。在不互斥的实施例中，安全响应装置能够防止在减速事件期间小腿部的向前摆动；并且安全响应装置能够在碰撞或其他减速事件中以控制的方式提早抬起和伸展座椅乘员的腿部，以减少腿部关节的冲击负荷。例如，无限后靠座椅的腿托能够在滑行、起飞和着陆(TTOL)期间升起，使得乘员的腿部在减速事件期间已处于伸展位置中，以防止腿部的动态伸展所引起的冲击负荷。

如本文所述的展开的装置可以在使用后例如在飞机碰撞之后可以缩回或脱离以协助离开，在飞机碰撞之后展开的装置不应阻碍撤离。例如，安全气囊可以在展开后不久(例如在预定时间之后)自动放气，以免减慢或阻碍乘客从交通工具(如飞机)撤离或逃生。在各种示例中，安全响应装置可以是静态的或动态展开的。

如本文所述的安全响应装置可以用于斜角的座椅布置中，其中不受约束的腿部或身体的甩动运动能够造成伤害。在使用中，本文所描述的装置及其在这些描述范围内的等同物和变体能够在碰撞或其他减速事件期间控制、限制或防止移动以减少潜在的伤害。此外，本文所述的装置和系统能够在乘员将以其他方式接触前方结构而导致撞击伤害的情景中保护免受潜在的伤害。本文所述的装置和系统还可以适用于飞机和航空航天业以外的其他行业。

根据这些描述的安全响应装置可以包括加速度传感器或由其激活以触发展开。此外或可替代地，安全响应装置可以直接或间接地与飞机内的本机安全系统连接。这样的安全系统可以包括控制模块，该控制模块被编程为在检测到碰撞或其他突然减速事件时向安全响应装置发送触发信号。触发信号可以使安全响应装置激活和/或展开，从而控制、限制或防止下肢和其他身体部位的移动。

传感器冗余、鉴别电路和/或控制器编程可以用于鉴别例如由于设备振动、轻微撞击或加速以及不需要安全装置响应的其他未诊断的事件所接收到的瞬时的、错误的或虚假的传感器信号。诸如延迟之类的可调节参数可以用于在潜在触发事件(例如，从传感器接收到信号)之后交叉检查或确认传感器信号。实施此类确认措施以避免不必要地触发安全响应装置，同时在发生经验证的关键惯性事件(例如飞机的快速减速或碰撞)时确保安全响应装置展开。

在一些附图中，展开的安全响应装置示出为安全气囊。安全气囊可以通过填充有由触发的快速化学反应(例如叠氮化钠(NaN₃)与硝酸钾(KNO₃)产生氮气的反应)所释放的气体来展开。例如，在图1-3中的每一个中安装了安全气囊装置，以在触发时展开乘客座椅前方的安全气囊和就座的乘员的未伸展的腿部，以限制或防止在关键事件期间乘客的小腿部向前的腿部伸展移动。展开后不久，安全气囊可以自动放气。

具体地在图1中，在飞机碰撞或其他减速事件期间用于保护乘客腿部的安全系统包括安装在飞机乘客座椅12前方的地板安装式安全气囊装置10。安全气囊装置10在乘客座椅的腿托13和就座的乘员的小腿部16的前方展开安全气囊装置14，从而在关键事件期间限制或防止小腿部向前的腿部伸展移动。在收起状态中的安全气囊装置10能够保持与地板18的表面齐平或低于该表面、低轮廓、不可见且不碍事直到展开为止，以免绊倒并保持与环境(例如飞机的客舱)相一致的外表。可以使用标签、信息性图形和其他标记来通知乘客需要将保持未展开的安全气囊装置上方的区域没有行李和其他个人物品。

在图1中，控制模块或触发系统11包括有安全气囊装置10或与之可操作的通信，并且当检测到碰撞或其他突然减速事件时，该控制模块或触发系统可操作地向安全响应装置发送触发信号。此外，参照图2-15本文中所描述的每个安全系统都能够包括与相应的安全响应装置可操作地通信的这种控制模块或触发系统。图16描绘了表示安全响应触发系统100的电路图，在非限制性示例中，该安全响应触发系统在至少一些示例性实施方式中被并入到图1-15的安全响应装置中的每一个中。

在图2中，将座椅安装式安全气囊装置10布置成展开乘客座椅12的腿托和就座的乘员的小腿部16的前方的安全气囊14，从而限制或防止在关键事件期间小腿部的向前的腿部伸展移动。在收起状态中的安全气囊14能够保持与地板18的表面齐平或低于该表面、低轮廓、不可见且不碍事直到展开为止。可以使用标签或信息性图形来通知乘客，需要将未展开安全气囊装置上方的区域保持没有行李和其他个人物品。可以使用标记来指导乘客保持未展开的安全气囊装置上方的区域没有行李和其他个人物品。

在图3中，安全气囊装置10安装在乘客座椅12的腿托的前方的固定结构20中或上方，以在就座的乘员的小腿部16的前方展开安全气囊14。固定结构20可以例如表示在飞机的乘客舱区域或乘客套间之间、或飞机机身的舱壁之间的分隔壁。在收起状态中的安全气囊装置10能够保持与壁表面齐平或在其后方、或者以其他方式保持在外观上与环境视觉上一致。可以使用标记来指导乘客保持座椅和固定结构之间的区域没有行李和其他个人物品，以在需要展开的事件中安全地允许对安全气囊适当充气。

在图4-5中，展开的安全响应装置被示出为安全气囊。每个地板安装式踢板装置22安装在乘客座椅的腿托的前方，以从就座的乘员的脚部17前方的地板18向上展开踢板23。通过将踢板23定位在乘客的脚部的前方，在关键事件期间展开时，限制或防止了小腿部的向前的腿部伸展移动。在收起状态中的踢板23能够保持与地板18齐平或低于该表面、低轮廓、不可见且不碍事直到展开为止。因此，踢板能够具有平坦的上表面以匹配地板。

踢板23通过铰链可枢转地附接到地板18，并且在展开时向上枢转。图4示出了为使踢板23向前枢转而安装的踢板装置22，在这种情况下，踢板的前端枢转地附接到地板。图5示出了为使踢板23向后枢转而安装的踢板装置22，在这种情况下，踢板的后端枢转地附接到地板18。在每种情况中，踢板23能够通过不同实施例中的不同致动器类型的力而展开。

在一些示例中，踢板装置22包括其他致动器类型，例如烟火装置。例如，在一些行业中被称为引爆管的烟火药能够通过来自加速度传感器或检测关键事件的安全系统的触发信号进行电点火。在所示的示例中，踢板装置22包括弹簧致动器或其他偏置部件。所示的踢板23被弹簧24偏置到枢转地升起展开位置，该弹簧随着踢板23的展开而扩张。在踢板23的收起状态中，弹簧被压缩。锁扣、闩锁或其他可释放的机构将踢板23保持为收起的并且与地板表面齐平，直到满足释放条件为止。在机械触发的示例中，踢板装置22由惯性致动机构释放，该惯性致动机构例如在关键事件水平减速期间打开闩锁。在另一个示例中，螺线管致动器打开闩锁，允许弹簧扩张以展开踢板23。

通过在展开的踢板上施加向下的力，偏置部件可以复位到踢板装置的偏置状态和收起状态，因此使踢板23枢转地返回到收起的和闩锁的位置。踢板装置22可以在触发事件后的预定时间自动重置到其收起状态。自动返回到收起状态可以有利地允许乘客撤离而不受从机舱的地板外展开的任何地板安装式的移动限制装置的阻碍。

图6和7示出了作为可惯性展开的踢板装置30的安全响应装置。地板安装式踢板装置30安装在乘客座椅12的腿托的前方，以在就座的乘员的脚部17前方展开踢板31，从而限制或防止关键事件期间小腿部的向前的腿部伸展移动。在收起状态中(图6)的踢板装置30能够保持与地板18的表面齐平或低于该表面、低轮廓、不可见且不碍事直到展开为止。

踢板装置30包括承载了踢板31的后方主装置33。主装置的前端枢转地安装至固定结构，例如机身底层地板框架元件。当发生大于阈值的减速时，用作惯性块的压载物34通过惯性力使后方主装置自动地向上和向前枢转，从而将踢板装置30展开到展开状态(图7)。这使得在就座的乘员的脚部17的前方升起踢板31。踢板装置30随着减速的平息而自动返回到收起状态(图6)。踢板装置30包括可枢转地附接到地板的前扳手板35，当踢板装置展开时，该前扳手板封闭地板18与主装置33的前端之间的前间隙。

图8-11示出了安全响应装置，当其展开时将就座的乘员的腿部移动到惯性会以其他方式突然迫使它们的位置，使得腿部在减速事件期间已处于伸展位置以防止由腿部的动态伸展所引起的冲击负荷。这些安全响应装置可操作为将就座的乘员的腿部以预定速率从未伸展的状态转变到伸展的状态。

图8和9分别示出了在收起状态中和膨胀的展开状态中所示的、作为腿托安装的安全气囊34的安全响应装置。在图8和9中，安全气囊34将向前移动施加到就座的乘员的小腿部16，从而使得腿部伸展到更向前的、升起的和伸展的位置，以在快速减速事件中有利于安全。安全气囊34在腿托与腿部之间展开(图9)，从而使腿部以预定速率伸展。

图10和11分别示出了在收缩的收起状态和伸展的展开状态中所示的、作为腿托安装的致动器36的安全响应装置。在图10和11中，致动器通过枢转腿托13将向前移动施加到就座的乘员的小腿部。致动器的后端枢转地连接到座椅框架或其他固定结构。致动器的前端枢转地连接到枢转腿托13。线性致动器36能够是在触发时扩张的充气气缸、或是线性伸展的电动螺线管装置、或是其他线性伸展的致动器。当致动器36伸展时，腿托13以预定速率从接近垂直的更低位置(图10)向上枢转至更高的相对升起的且向后倾斜的位置(图11)。

图12示出了作为座椅安装式脚部接合约束件40的安全响应装置，该座椅安装式脚部接合约束件在乘客座椅12的腿托的前方具有脚趾锁扣42。脚部接合约束件40可以是可主动展开或静止的。在可展开的示例中，脚趾锁扣42从收起位置向上枢转到所示的展开位置。脚趾锁扣42可以脱离或缩回以便乘客离开。脚部约束件40和脚趾锁扣42保持就座的乘员的脚部17小腿部16处于未伸展的状态中，并在关键事件期间限制或防止小腿部的向前移动。

图13示出了作为座椅安装式腿部接合约束件系统的安全响应装置，所述座椅安装式腿部接合约束件系统具有接合乘客座椅的腿托前方的脚部17和/或小腿部16的套箍44。这将小腿部限制在腿托13与套箍44之间。套箍44可以是可主动展开的或静态的。在可展开的示例中，在展开时朝向乘客腿部16向内枢转。套箍44可以脱离或缩回以便乘客离开。套箍44将就座的乘员的腿部16保持在未伸展的状态，并且在关键事件期间限制或防止小腿部的向前的腿部伸展移动。套箍44的轮廓可以大致对应于乘客的小腿部。

图14示出了作为座椅安装式安全气囊装置的安全响应装置，所述座椅安装式安全气囊装置布置成在乘客座椅12的腿托和就座的乘员的小腿部16前方展开安全气囊14，从而限制或防止在关键事件期间小腿部的向前的腿部伸展移动。安全气囊装置能够例如安装在座椅的腿托13中或在座椅盘下方以在乘客的腿部的前方展开安全气囊14。

图15示出了作为安全气囊装置的安全响应装置，所述安全气囊装置布置成在多个相邻乘客座椅12的腿托和对应的就座的乘员的小腿部16的前方展开安全气囊14，从而限制或防止在关键事件期间小腿部的向前的腿部伸展移动。安全气囊装置能够例如安装在座椅附近的固定结构中，例如端部架、乘客舱壁或套间侧壁。

上述安全响应装置中的每一个可以在由关键事件触发后的预定时间自动重置为收起的、未充气的或未展开状态。自动返回到未展开状态可以有利地允许乘客不受任何空间限制(例如充气的安全气囊或从地板展开的踢板的空间限制)的阻碍而离开。

每个上述安全响应装置能够包括控制模块或触发系统或与该控制模块或触发系统可操作地通信，当检测到碰撞或其他突然减速事件时，该控制模块或触发系统可操作地向安全响应装置发送触发信号。图16描绘了根据本公开的表示安全响应触发系统100的电路图。触发系统100可操作为在加速度脉冲至少在可调节持续时间阈值内达到或超过预定幅度阈值时以激活前述安全响应装置。触发系统100能够根据幅度和持续时间阈值响应于关键的惯性事件，同时对具有较小幅度或持续时间的加速度脉冲进行鉴别。触发系统100包括一个或更多个安全响应装置，该一个或更多个安全响应装置通过接收由诸如电池的DC电源102提供的电压差所触发。作为选择性地完成闭合DC电路的需要，图1中示出了两个导电路径，沿着该两个导电路径从电源电连接到安全响应装置。第一路径被称为高侧路径104并且第二路径被称为低侧路径106，它们分别根据电源的正电(+)和负电(-)相对DC电压电平来命名。在这些描述的范围内的变体包括相对DC电压电平相反的示例。

此外，这些描述涉及触发系统100的DC电源102侧(通常作为上游)，以及安全响应装置110(通常作为下游)，而不必涉及通常定义为与电子在电路或导体段中的流动方向相反的电流流动方向。从这个意义上讲，高侧路径104和低侧路径106具有相应的由开关装置所描绘的上游和下游部分，所述开关装置选择性地将电压“信号”从电源102的下游传播到安全响应装置110。

还应当理解，根据图16的安全响应触发系统的物理实施方式以及其本文中描述不需要如关于设置真实部件的附图中那样出现。本领域技术人员认识到，根据电路图的等效电路能够在物理几何形状和构造上变化。特别地，上游到下游的连通性或传播为了说明的目的在图16中通常从左到右出现，而没有暗示安全响应触发系统的物理实施方式根据这个方式。

此外，术语信号在本文中被广泛地用于指代连通性，如在闭合电路条件下对于电压传播和电流流动。在这种意义上，例如，电池能够被描述为向开关提供信号，并且当开关处于导通状态时，开关将信号从电池传播到下游装置。

在图16中，DC电源102与安全响应装置之间的第一或高侧开关装置112选择性地将高侧路径104的上游部分114电连接到高侧路径104的下游部分116。类似地，DC电源102与安全响应装置110之间的第二或低侧开关装置122选择性地将低侧路径106的上游部分124电连接到低侧路径106的下游部分126。当通过低侧开关装置122和高侧开关装置112同时产生连续性或连接从而对安全响应装置110施加电压差时，完成了触发安全响应装置110的电路。

包括惯性开关电路132和延迟装置134的开关控制子系统130控制高侧开关装置112和低侧开关装置122的连通状态。在开关装置的上游，惯性开关电路132包括至少一个传感器，例如可操作为检测加速度脉冲的加速度传感器。两个传感器被示出并且被称为第一传感器136和第二传感器138，表示了能够包含任何数量的传感器。这两个传感器136和138被示出以彼此电串联连接或关系的方式布置，以确保由惯性开关电路132所传送的信号或任何连通性中的冗余性。惯性开关电路132能够包括传感器和根据所使用的传感器类型的驱动电路。

传感器136和138可操作为检测传感器所连接或耦接到的结构的速度变化，例如乘客座椅的部件、飞机客舱中的结构或飞机整体的其他结构例如机身和框架元件。传感器可操作为检测高G力事件，并且可以包括多轴加速度计、陀螺仪和磁力计等的任意组合。在一些实施方式中，可以将加速度计配置为测量特定方向上的加速度的量，可以将陀螺仪配置为测量方向或相对速度的变化，并且磁力计测量磁场的变化，该磁场的变化能够用于确定磁力计所连接到的元件的绝对方向。因为可以使用加速度计、陀螺仪和磁力计来测量惯性运动的不同特征，所以传感器输出可以被组合到由惯性开关电路132所发出或所产生的输出或连通性、或以其他方式对其做出贡献。

在特定的构思示例中，第一传感器136和第二传感器138是通常保持在非导通状态的球和弹簧类型加速开关，其中弹簧使球从导电位置偏置。当通过大于预定的幅度阈值的加速度来致动时，这样的开关实现了导电状态，并且当加速度减小到阈值以下时，这种开关返回到非导电状态。每个这样的传感器的幅度阈值例如能够通过弹簧的弹簧常数和通过装置的几何形状来预定。在这样的装置中，作为惯性块的球抵抗弹簧的力移动到导电位置，通过以下来提供连通性：或是通过穿过球的直接导电、或是通过惯性事件期间以其他方式使用球接合或致动开关。因此，能够通过选择所使用的加速度传感器或通过调节加速度传感器来预先确定幅度阈值。响应于惯性事件的两个或更多个传感器的串联连接的益处是，仅当信号路径中的所有传感器响应于加速事件同时处于导电状态时，信号或连通性才通过串联连接传递。

惯性开关电路132的上游输入140通过高侧路径104的上游部分114电连接至DC电源102。在致动惯性开关电路132中的所有串联连接的传感器时，惯性开关电路132提供从惯性开关电路132的输入到输出的连通性。惯性开关电路132的第一输出142被布线或连接到高侧开关装置112。惯性开关电路132的第二输出144被布线或连接到可调节延迟装置134，并且延迟装置134的下游被布线或连接到低侧开关装置122。

低侧开关装置122的上游的第一输入146通过低侧路径106的上游部分电连接到DC电源102。低侧开关装置122的第二输入148电连接到延迟装置134的输出150。低侧开关装置122的输出通过低侧路径106的下游部分126布线到下游的安全响应装置110。在图16中表示了具有多个门控开关154的低侧开关装置122，所述门控开关中的每一个与下游的安全响应装置110处于特定的对应关系并且与其相应的电通信。门控开关154通常保持在非导通状态，并当通过延迟装置134在第二输入处、接收到来自惯性开关电路132的第二输出的连通性或信号时切换为导通状态。门控开关154能够是例如由延迟装置134的输出150所门控的场效应晶体管(FET)。

低侧路径106的下游部分126能够为如图16中明确所示的单个电导路径，或在各种实施例中能够包括与单独安全响应装置110或其预定的组相一一对应的多个通道。类似地，高侧路径104的下游部分116能够是如图16中明确示出的单个导电路径，或在各种实施例中能够包括与单独安全响应装置110或其预定的组相一一对应的多个通道。

高侧开关装置112的上游的第一输入118通过高侧路径104的上游部分114电连接到DC电源102。高侧开关装置112的第二输入120电连接到惯性开关电路132的第一输出142。高侧开关装置112的输出通过高侧路径104的下游部分116布线到下游的安全响应装置110。高侧开关装置112在高侧路径104的上游部分114与下游部分116之间通常保持在非导通状态。然而，在从惯性开关电路132的第一输出142接收到连通性或信号时，高侧开关装置112被切换到导通状态。

在至少一个实施例中，与低侧开关装置122类似的高侧开关装置112具有多个门控开关，所述门控开关中的每一个与下游的安全响应装置110处于特定的对应关系并且与其电通信。至少高侧开关装置112的其他实施例在这些描述的范围内。在任何实施例中，在开关控制子系统130的控制下通过高侧开关装置112沿着高侧路径104、以及在开关控制子系统的控制下通过低侧开关装置122沿着低侧路径106提供了从电源装置102到每个安全响应装置110的可切换连通性。通过低侧开关装置122和高侧开关装置112两者或其中之一能够提供对每个安全响应装置110有利的单独开关控制。在所示的安全响应触发系统100的实施例中，低侧开关装置122明确示出为具有与安全响应装置110一一对应并且电通信的多个门控开关154，以表示至少低侧开关装置122为每个安全响应装置或其分组提供了有利的单独开关控制。

延迟装置134通常从惯性开关电路132的第二输出150接收信号，并且后续在时间延迟期满时，将该信号传播或将对应的生成信号发送到低侧开关装置122，以提示从低侧路径106的上游部分124到下游部分126的导通状态。时间延迟的计数在从惯性开关电路132接收到信号时开始。时间延迟具有可调节的持续时间。因此，由延迟装置134向低侧开关装置122发送的信号滞后于惯性开关电路132接收的信号可调节的时间延迟。例如通过在生产后测试期间修改电阻器的值能够调节时间延迟，以根据所使用的特定安全响应装置110以及如何对其进行使用来确保所需的预定时间。

当低侧开关装置122和高侧开关装置112同时处于导通状态时，安全响应装置110被激活或触发，从而允许了同时沿着高侧路径104和低侧路径106的连通性。这限定了从电源102到安全响应装置110的完整电路，对安全响应装置110施加电压差，从而激活安全响应装置110。延迟装置134相对于高端开关装置112的第二输入120在低侧开关装置122的第二输入148中引入时间延迟，以防止在惯性开关电路132的输出处出现瞬时错误或虚假信号的情况下触发安全响应装置110。在惯性开关电路132处开始的、具有的持续时间小于由延迟装置134引入的时间延迟的任何连通性或信号都将由于在时间延迟期满之前、在高侧开关装置112处的信号已经期满而在低侧和高侧开关装置的第二输入处产生非并发信号，以防止安全响应装置110激活。

多个安全响应装置110可以一次或以期望的顺序被单独或成组地触发。如图16中以阵列156形式所示的安全响应装置110表示能够使用任何数量的安全响应装置。安全响应装置110能够是任何类型的装置，其响应于具有提供或协助乘客或设备的安全性和安全的积极响应的相应的触发信号。例如，安全响应装置110能够包括在一些行业中被称为引爆管的烟火致动器，并且因此除其他部件外，还可以包括电点燃的烟火药。小的烟火致动器通常能够施加巨大的力(数十磅或数百磅)并实现低至几毫秒的致动速度。安全响应装置110能够为或能够包括其他类型的致动器，例如线性螺线管。线性螺线管能够在短时间段内施加巨大的力来响应所施加的电流，并且能够在一些实施方式中在不替换的情况下被重复使用。

图16中的安全响应装置110能够为以上参考图1-15所述的任何和所有安全响应，分别包括：图1-3的安全气囊装置10；图4-5的踢板装置22；图6-7的踢板装置30；图8-9的安全气囊34；图10-11的致动器36；图12的脚部接合约束件40和脚趾锁扣42；图13的具有套箍44的腿部接合约束件系统；以及图14和15的安全气囊14和15。

如图1中所示，可以提供指示器160以向用户、安装者或维护技术人员警告或通知例如安全响应触发系统100和/或单独的安全响应装置110的操作状态。指示器160可以例如包括光发射器，诸如与安全响应装置110一一对应的LED，以可视地指示每个装置的状态。在图16中，指示器160示出为通过相应的连接器与安全响应装置阵列156的上游的并与其并联的、低侧路径106和高侧路径104的下游部分126和116电连接。

如图16中所示，还能够提供诊断子系统162作为板载或远程系统。诊断子系统162能够显示、记录、中继和/或分析由指示器160提供的相同信息以及附加信息。诊断子系统162被示出连接到安全响应装置阵列156的上游的、低侧路径106的下游部分126。在其他实施例中，诊断子系统162还与触发系统100的其他部件通信，以便允许利用其他或所有其他部件上的状态信息。这可以是特别有利的，以允许分析与安全响应装置110中的一个或更多个的任何触发有关的事件，并允许分析触发没有适当发生的任何事件。

通过调节由延迟装置134引入的时间延迟，触发系统100能够用于各种应用中，并且与所有均具有不同的时间要求的各种安全响应装置类型一起使用。而且，各种类型的加速开关能够用在惯性开关电路132中，并且它们的变化的时间响应功能能够通过调节时间延迟来适应，通过这些变化的时间响应功能，鉴别虚假事件以防止不期望的安全响应装置激活。可调节的时间延迟限定了通过调节所预定的持续时间阈值，通过该持续时间阈值确定关键的惯性事件，并且通过该持续时间阈值鉴别更短持续时间的加速度脉冲。在惯性开关电路132处开始的、具有的持续时间少于时间延迟的任何连通性或信号将在开关装置处产生非并发信号，以阻止安全响应装置110的激活。相对于点火安全气囊，触发系统100提供了可替代的且更安全的方法，例如以阈值加速度幅度而不考虑持续时间的方法。

惯性开关电路132鉴别低于预定的幅度阈值的加速度脉冲。与低侧开关装置122和高侧开关装置112配合的时间延迟装置134对寿命短于可调节持续时间阈值的加速度脉冲进行鉴别。因此，仅当根据幅度和持续时间阈值确定了关键惯性事件时，才激活了安全响应装置110，同时针对更小的幅度和持续时间加速度脉冲进行鉴别。触发系统100因此有效地滤除了由小的偶然撞击和其他与非撞击相关的加速度所引起的短时振动，同时通过激活安全响应装置110确保了触发系统100以预定的响应来对关键的惯性事件进行响应。

如所示的触发系统能够有利地由电池供电并且在待机模式下不消耗来自电池的功率，指的是一种静止，在该静止中，在惯性开关电路132处没有加速度脉冲超过加速度传感器的幅度阈值。假设没有或几乎没有发生关键的惯性事件，触发系统能够因此在安装后具有长的使用寿命。

尽管前面的描述仅通过示例的方式提供了本发明的实施例，但是可以预见，其他实施例可以执行相似的功能和/或实现相似的结果。任何和所有这样的等同实施例和示例都在本发明的范围内，并且旨在由所附权利要求书覆盖。

Claims (20)

1.一种用于保护飞机座椅的乘员的腿部的安全系统，所述安全系统包括：

定位在飞机座椅附近的安全响应装置，所述安全响应装置可操作为展开从而控制所述飞机座椅的乘员的腿部的腿部伸展状态；以及

触发系统，所述触发系统可操作为当检测到减速时激活所述安全响应装置。

2.根据权利要求1所述的安全系统，其中，所述安全响应装置可操作为：当被触发系统激活时，将就座的乘员的腿部保持在未伸展的状态中，从而当发生快速减速时保护所述腿部免于伸展。

3.根据权利要求2所述的安全系统，其中，所述安全响应装置在飞机座椅的腿托的前方展开安全气囊。

4.根据权利要求3所述的安全系统，其中，所述安全响应装置安装在飞机座椅上或安装在乘客座椅的腿托的前方的固定结构上。

5.根据权利要求3所述的安全系统，其中，所述安全响应装置为地板安装式，并且当所述安全响应装置处于其收起和未展开状态时，与飞机座椅前方的地板的表面齐平或在其下方。

6.根据权利要求2所述的安全系统，其中，所述安全响应装置从飞机座椅前方的地板展开踢板。

7.根据权利要求6所述的安全系统，其中，所述踢板被弹簧致动器偏置到升起的位置。

8.根据权利要求6所述的安全系统，其中，所述踢板通过绕其后端向后枢转而展开，所述后端枢转地附接到地板。

9.根据权利要求6所述的安全系统，其中，所述踢板通过绕其前端向前枢转而展开。

10.根据权利要求9所述的安全系统，其中，所述安全响应装置能够通过惯性块而惯性展开，所述惯性块在发生大于阈值的减速时使踢板自动地向上枢转。

11.根据权利要求6所述的安全系统，其中，所述踢板的前端枢转地附接到地板。

12.根据权利要求6所述的安全系统，其中，所述安全响应装置在展开后自动收起踢板。

13.根据权利要求6所述的安全系统，其中，所述安全响应装置在展开后的预定时间自动收起踢板。

14.根据权利要求2所述的安全系统，其中，所述安全响应装置包括套箍，所述套箍在飞机座椅的腿托的前方枢转地展开以接合座椅乘员的脚部或腿部。

15.根据权利要求2所述的安全系统，其中，所述安全响应装置包括位于飞机座椅的腿托的前方的脚趾锁扣。

16.根据权利要求2所述的安全系统，其中，所述安全响应装置在展开后使安全气囊自动放气。

17.根据权利要求1所述的安全系统，其中，所述安全响应装置可操作为：当被触发系统激活时，将就座的乘员的腿部以预定的速率从未伸展的状态转变到伸展的状态。

18.根据权利要求17所述的安全系统，其中，所述安全响应装置包括腿托安装的安全气囊。

19.根据权利要求17所述的安全系统，其中，所述安全响应装置包括将就座的乘员的腿部伸展到伸展的状态的安全气囊。

20.根据权利要求17所述的安全系统，其中，所述安全响应装置包括致动器，所述致动器使飞机座椅的腿托枢转，从而将就座的乘员的腿部从未伸展的状态转变到伸展的状态。

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