CN113859170A - 一种限力工况动态可调的主动预紧安全带卷收器及减速机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种限力工况动态可调的主动安全带卷收器及减速机构，所述的卷收器包括框架、芯轴；所述的芯轴一端安装有减速机构；所述的减速机构的外端安装电机；所述的芯轴外周缠绕有织带；所述的框架上设置有控制器；所述的控制器针对不同工况状态产生不同的输出信号，该输出信号触发电机旋转输出扭矩，减速机构接收电机的输出扭矩后进行减速增扭后传递给芯轴和定轴，从而控制芯轴上织带力大小。其优点表现在；通过设置控制器、电机、减速机构之间配合，使得减速机构能够正反转，针对性的将各个工况状态过程中的织带力实时动态调整，同时采用同轴布置的方式，结构简单紧凑，电机驱动效率高，减速器传动效率高且机构简单，成本更低。

Description

一种限力工况动态可调的主动预紧安全带卷收器及减速机构

技术领域

本发明涉及卷收器技术领域，具体地说是一种高效率且高负载能力的减速机构，及其应用于限力工况动态可调的主动预紧安全带卷收器。

背景技术

随着汽车自动紧急制动系统(AEB)的强制安装和普及，由于紧急制动而导致车内乘员坐姿离位，存在安全气囊无法提供有效保护，甚至造成乘员严重伤害的风险。研究表明，为避免上述风险，电机驱动的主动预紧安全带需要提供800N以上的预紧力。然而，现有技术的最大预紧力通常在200-400N的范围。

减速机构的传动效率是制约现有技术最大预紧力的核心因素之一。例如；CN104039607B、CN107635834B、CN111216675A，在传统爆燃式预紧限力安全带的基础上，增加直流电机、减速机构、离合器等部件。其中，减速机构通常采用2-3级平行轴齿轮副、行星齿轮、和蜗轮蜗杆等结构，减速比一般在40-60左右，结构复杂、零件多、传动效率低，电机扭矩损耗显著。

现有技术的减速机构也存在负载能力不足的问题。为实现800N以上的预紧力，减速机构需要能够承受约30Nm的载荷。基于渐开线的圆柱齿型的减速机构负载能力取决于齿根的剪切强度，由于材料成本和外形尺寸限制，现有技术的减速器负载能力通常低于10Nm。此外，随着汽车智能安全技术的发展，需要针对不同碰撞工况和乘客身材坐姿等因素，对安全带限力等级进行动态调整，以便最大限度地降低人体承受的约束载荷和损伤风险。专利文献CN202110383280.9提供了一种利用电机驱动实现限力等级动态调整的方法，实施案例中采用了行星齿轮减速器，也同样存在结构复杂、成本高、负载能力不足的问题。

综上所述，亟需一种高传动效率、高负载能力、结构简单、成本低的减速机构，并应用于主动预紧安全带卷收器，实现高预紧力和限力等级动态调整。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种高传动效率、高负载能力、结构简单、成本低的减速机构，并应用于主动预紧安全带卷收器，实现高预紧力和限力等级动态调整。

本发明的再一目的是：提供一种减速机构。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是；

一种限力工况动态可调的主动安全带卷收器，所述的卷收器包括框架、电机、减速机构、芯轴、定轴、控制器、卷簧及锁止机构；所述的电机安装在框架一侧；所述的框架上设置有定子支架；所述的转子支架固定在电机上；所述的减速机构布置在定子支架的内部空间；所述的芯轴安装在框架内部，沿轴向对接设置有第一扭力杆和第二扭力杆；所述的芯轴一端铆接定轴，外周缠绕织带，另一端和输出轮铆接；所述第一扭力杆两端分别与减速机构输出轮和芯轴中部利用花键刚性连接；所述第二扭力杆两端分别与芯轴中部和定轴通过花键刚性连接；所述定轴与安装在框架另一侧的卷簧及锁止机构建立连接；所述控制器设置在框架上部，根据不同工况状态发出相应的指令，控制电机旋转方向及输出扭矩，经过减速机构减速增扭后传递给芯轴和定轴，从而控制芯轴正反转，以及织带预紧力大小；当发生碰撞时，控制器可以通过调整电机的堵转和断电状态，控制第一扭力杆所承受的扭矩，从而实现限力工况的动态调整。

作为一种优选的技术方案，所述的卷收器配备有主动驾驶辅助系统和智能无人驾驶系统；所述的主动驾驶辅助系统和卷收器之间连接有车辆CAN总线；通过CAN总线接收智能安全域控制器的不同指令，并相应地调节织带预紧力；控制器从车辆CAN总线接收到相应工作模式指令后，控制器中的微处理器基于算法确定三相交流电流，驱动电机、减速机构和芯轴，对乘员施加相应的织带力；电机的通过减速机构实现扭矩提升，并可实现不同工况状态下的电机正转、反转：当车辆处于正常行驶状态时安全域控制器输出“舒适模式”指令，卷收器控制器控制电机转动释放织带，降低织带束缚力至10N以下；当车辆存在潜在事故风险或驾驶员处于疲劳驾驶状态时，安全域控制器输出“提醒模式”指令，卷收器控制器控制电机快速正反转，以60N的预紧力反复抽拉震动织带，或阶梯性提高织带预紧力，提醒驾驶员采取应对措施；当车辆处于紧急刹车或转向的工况状态时，安全域控制器输出“乘员支持模式”的指令，卷收器控制器控制电机迅速收紧织带，提供200-400N的预紧力，确保乘员维持安全的姿态。当上述危险解除后，安全域控制器输出“危险解除”指令，所述的卷收器恢复“舒适模式”状态。

作为一种优选的技术方案，所述的驱动电机包括防尘罩、转子支架、磁铁以及矽钢片；所述的磁铁为环状结构；所述的矽钢片安装在磁铁内部；所述的磁铁固定安装在转子支架上；所述的转子支架内接在防尘罩中；所述的转子支架中设置有六角花型连接孔。

作为一种优选的技术方案，所述的减速机构包括双摆线轮、固定轮以及输出转轮；所述的双摆线轮包括第一外齿轮和第二外齿轮；所述的第一外齿轮的一侧设置有偏心传递轮；所述的偏心传递轮的端面上设置有六角花形连接头；所述的六角花形连接头的中心线与双摆线轮的中心线之间呈偏心设置；所述的固定轮内壁设置有第一内齿；所述的输出转轮上设置有第二内齿；所述的第一内齿与第一外齿轮相匹配；所述的第二内齿与第二外齿轮相匹配；所述的六角花形连接头与六角花型连接孔相匹配。

作为一种优选的技术方案，所述的第一外齿轮和第二外齿轮的齿数相等，且第一外齿轮和第二外齿轮之间齿数相等；所述的第一内齿和第二内齿的齿数相等，且第一内齿和第二内齿之间的齿数相差一个。

作为一种优选的技术方案，所述的六角花形连接头的中心线与双摆线轮的中心线之间呈偏心设置；所述的固定轮两端面还设置有滚动轴承。

作为一种优选的技术方案，当车辆处于正常行驶的工况状态时，控制器输出正常行驶的控制信号，电机转动，略微释放织带，降低织带束缚力；当车辆处于存在潜在风险点的工况状态时，控制器输出提醒模式的控制信号控制电机正反转。可以实现反复抽拉震动织带；当车辆处于紧急刹车织带或转向的工况状态时，控制器输出提醒模式的输出信号并控制电机转动迅速收紧织带。

作为一种优选的技术方案，当车辆处于碰撞不可避免的工况状态时，控制器输出预碰撞模式的输出信号并控制电机转动最大力度地回收织带，即当车辆处于碰撞不可避免的工况状态时，安全域控制器根据雷达、摄像头等传感器感知的碰撞工况和乘员身材坐姿等因素，提前500-1000ms输出“预碰撞模式”和“碰撞模式”指令，卷收器控制器控制电机转动最大力度地回收织带，提供800N以上的预紧力。“碰撞模式”指令包含限力等级的优化调整，当事故发生后，卷收器控制器通过控制电机过载堵转或断电空转状态，调节第一扭力杆提供的扭矩，实现不同的限力工况等级。

作为一种优选的技术方案，当车辆处于发生碰撞的工况状态时，控制器输出碰撞模式的输出信号并控制电机转动收紧织带，且织带力大小自适应可调。

为实现上述第二个目的，本发明采用的技术方案是：

一种减速机构，所述的减速机构包括双摆线轮、偏心传递轮：所述的偏心轮安装在双摆线轮的一端；所述的减速机构通过双摆线轮全滚动的方式传递效率，且通过共轭形式啮合提高负载能力，从而提高卷收器预紧力大小。

作为一种优选的技术方案，所述的减速机构还包括固定轮以及输出转轮；所述的双摆线轮包括第一外齿轮和第二外齿轮；所述的第一外齿轮的一侧设置有偏心传递轮；所述的偏心传递轮的端面上设置有六角花形连接头；所述的六角花形连接头的中心线与双摆线轮的中心线之间呈偏心设置；所述的固定轮内壁设置有第一内齿；所述的输出转轮上设置有第二内齿；所述的第一内齿与第一外齿轮相匹配；所述的第二内齿与第二外齿轮相匹配。

本发明优点在于；

1、本发明的一种限力工况动态可调的主动安全带卷收器，通过设置控制器、电机、减速机构之间配合，使得减速机构能够正反转，针对性的将各个工况状态过程中的织带力实时动态调整，同时采用同轴布置的方式，结构简单紧凑，电机驱动效率高，减速器传动效率高且机构简单，成本更低；同时利用两级双摆线减速机构，可显著降低电机扭矩损耗，提高电机预紧力。

附图说明

附图1是本发明的一种限力工况动态可调的主动安全带卷收器的结构示意图。

附图2是本发明的一种限力工况动态可调的主动安全带卷收器的拆卸示意图。

附图3是电机的结构示意图。

附图4是电机的拆卸示意图。

附图5是减速机构的结构示意图。

附图6是减速机构的拆卸状态示意图。

附图7是减速机构在工作状态下的平面示意图。

附图8是减速机构在工作状态下的一侧结构示意图。

附图9是减速机构在工作状态下的另一侧结构示意图。

附图10是减速机构与框架之间的连接结构示意图。

附图11(a)是本发明的主动安全带卷收器的第一种限力值分布示意图。

附图11(b)是本发明的主动安全带卷收器的第二种限力值分布示意图。

附图11(c)是本发明的主动安全带卷收器的第三种限力值分布示意图。

附图11(d)是本发明的主动安全带卷收器的第四种限力值分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示；

1.框架 2.芯轴

3.电机 31.防尘罩

32.转子支架 33.磁铁

34.矽钢片 35.六角花型连接孔

4.减速机构 41.双摆线轮

411.第一外齿 412.第二外齿

42.固定轮 421.第一内齿

43.输出转轮 431.第二内齿

44.六角花形连接头 45.滚动轴承

46.铆压片 47.偏心传递轮

5.定轴 6.控制器

请参照图1和图2，图1是本发明的一种限力工况动态可调的主动安全带卷收器的结构示意图。图2是本发明的一种限力工况动态可调的主动安全带卷收器的拆卸示意图。一种限力工况动态可调的主动安全带卷收器；所述的卷收器包括框架1、芯轴2；所述的芯轴2安装在框架1上；所述的芯轴2一端安装有减速机构4；所述的减速机构4的外端安装电机3；所述的芯轴2另一端安装定轴5；所述的芯轴2内设置有第一扭力杆和第二扭力杆；所述的第一扭力杆和第二扭力杆对接在一起；所述的第一扭力杆和减速机构4建立连接；所述第二扭力杆和定轴5建立连接；所述的芯轴2外周缠绕有织带；所述的框架1上设置有控制器6；所述的控制器6针对不同工况状态产生不同的输出信号，该输出信号触发电机3旋转输出扭矩，减速机构4接收电机3的输出扭矩后进行减速增扭后传递给芯轴2和定轴5，从而控制芯轴2上织带力大小。

请参照图3和图4，图3是电机3的结构示意图。图4是电机3的拆卸示意图。所述的驱动电机3包括防尘罩31、转子支架32、磁铁33以及矽钢片34；所述的磁铁33为环状结构；所述的矽钢片34安装在磁铁33内部；所述的磁铁33固定安装在转子支架32上；所述的转子支架32内接在防尘罩31中；所述的转子支架32中设置有六角花型连接孔35。

请参照图5-图7，图5是减速机构4的结构示意图。图6是减速机构4的拆卸状态示意图。图7是减速机构4在工作状态下的平面示意图。图8是减速机构4在工作状态下的一侧结构示意图。图9是减速机构4在工作状态下的另一侧结构示意图。所述的减速机构4包括双摆线轮41、固定轮42以及输出转轮43；所述的双摆线轮41包括第一外齿411轮和第二外齿412轮；所述的第一外齿411轮的一侧设置有偏心传递轮47；所述的偏心传递轮47的端面上设置有六角花形连接头44；所述的六角花形连接头44的中心线与双摆线轮41的中心线之间呈偏心设置；所述的固定轮42内壁设置有第一内齿421；所述的输出转轮43上设置有输出转轮431；所述的第一内齿421与第一外齿411轮相匹配；所述的输出转轮431与第二外齿412轮相匹配；所述的固定轮42两端面还设置有滚动轴承45。

所述的第一外齿411轮和第二外齿412轮的齿数相等，且第一外齿411轮和第二外齿412轮之间齿数相等；所述的第一内齿421和输出转轮431的齿数相等，且第一内齿421和输出转轮431之间的齿数相差一个。

请参照图10，图10是减速机构4与框架1之间的连接结构示意图。所述的减速机构4上还设置有铆压片46；所述的减速机构4与框架1之间通过铆压片46进行铆压连接的。

所述的卷收器配备有主动驾驶辅助系统(ADAS)；所述的主动驾驶辅助系统和卷收器之间连接有车辆CAN总线；控制器6从车辆CAN总线接收到相应工作模式指令后，控制器6中的微处理器基于算法确定最优三相交流电流，驱动电机3、减速机构4和芯轴2，对乘员施加相应的织带力；电机3的通过减速机构4实现扭矩提升，并可实现不同工况状态下的电机3正转、反转。具体如下。

当车辆处于正常行驶的工况状态时，控制器6输出正常行驶的控制信号，电机3转动，略微释放织带，降低织带束缚力，该织带力大小为小于20N。提高乘员的舒适感；

当车辆处于存在潜在风险点的工况状态时，控制器6输出提醒模式的控制信号控制电机3正反转。可以实现反复抽拉震动织带，该织带力的大小为20-60N；提醒驾驶员采取应对措施；

当车辆处于紧急刹车织带或转向的工况状态时，控制器6输出提醒模式的输出信号并控制电机3转动迅速收紧织带，该织带力的大小为100-200N。有效克服该工况状态所产生的纵向和侧向加速度，避免乘员发生过度前倾或侧倾运动。

当车辆处于碰撞不可避免的工况状态时，控制器6输出预碰撞模式的输出信号并控制电机3转动最大力度地回收织带，该织带力的大小为500-800N。在惯性力作用下乘员上体前移，将乘员调整到最佳姿态，以便充分发挥安全气囊等约束系统的保护效果。

当车辆处于发生碰撞的工况状态时，控制器6输出碰撞模式的输出信号并控制电机3转动收紧织带，该织带力的大小为2000-4000N，且织带力大小自适应可调，根据碰撞强度，约束乘员的动态响应，防止二次碰撞并实时调整织带力有效控制胸部载荷，避免严重损伤。

所述的电机3的工作模式分为预紧回收织带和限力释放织带两个工作状态；其中预紧回收织带是可逆过程，限力释放织带是不可逆过程。具体如下；

在预紧回收织带状态下，转速为空载最大转速，此时提供织带回收力为零；随着织带力不断上升，转速下降，织带力调节范围可以满足不同工况的需求；进入碰撞模式时，电机3处于过载堵转状态，转速为零且提供峰值扭矩，永磁电机3允许持续20s的过载堵转状态，通常碰撞过程为100-200ms，可以满足工况使用需求。

电机3的限力释放织带的工作状态取决于实际的碰撞强度。在碰撞阶段，两根限力杆相互独立为芯轴2提供限力值，当锁止棘爪与支架齿形啮合后，锁止侧端盖和芯轴2停止转动，由于乘员惯性力导致的织带载荷超过剪切销的承载能力后，剪切销断裂，芯轴2开始转动，带动限力杆转动，提供限力值F2；此时，通过控制电机3与芯轴2的相对转动速度，另一根限力杆可以给芯轴2提供不同的限力值F1，实现下图四种不同的限力特性。

如图11(a)所示，中断电机3的驱动电流，芯轴2反向带动电机3同步转动，电机3侧限力杆不产生塑性变形，因此提供的限力值F1＝0，仅锁止侧限力杆提供力值F2，即Fmin＝F2。

当发生剧烈碰撞或乘员体重较重时，如图11(b)所示，电机3始终处于过载堵转状态，确保两根限力杆和同时发生塑性变形，提供最大的限力值Fmax＝F1+F2。

当碰撞强度适中时，如图11(c)所示，可实现两级递减限力特性。在0-t1区间电机3处于堵转状态，电机3侧限力杆产生塑性变形，提供限力值为F1，此阶段的限力值由两根限力杆共同提供，Fmax＝F1+F2；超过t1时刻后，电机3解除堵转状态，迅速与芯轴2同步转动，相对转动速度为零，电机3侧限力杆不产生塑性变形，为芯轴2提供的力值F1＝0，从而总的限力值降低为F2。此外，切换时刻t1可以根据控制策略实时调整。

类似的，也可以实现如图11(d)所示的两级递增限力特性。在0-t1区间，电机3处于断电状态，与芯轴2同步转动，仅锁止侧限力杆提供限力F2；t1时刻开始，控制器6给电机3施加电流，迅速降低电机3的转速进入过载堵转状态，此时两根限力杆同时提供限力值Fmax＝F1+F2。

该实施例需要说明的是；

本实施的核心是解决预紧力大小问题，使得预紧力大小在800N以上，从而实现通过安全带来防止乘员离位，而预紧力的大小影响因素有两方面：一方面是传动效率；另一方面是负载能力。而传动效率与滑动摩擦有关；负载能力与剪切应力有关，下文将具体描述。

所述的芯轴2一端安装有减速机构4；所述的减速机构4的外端安装电机3；所述的芯轴2另一端安装定轴5；所述的芯轴2内设置有第一扭力杆和第二扭力杆；所述的第一扭力杆和第二扭力杆对接在一起；所述的第一扭力杆和减速机构4建立连接；所述第二扭力杆和定轴5建立连接；所述的芯轴2外周缠绕有织带。该设计的效果是；通过在芯轴2和电机3之间设置有减速机构4，能够将电机3输出的扭矩通过减速机构4增扭减速的作用，从而传递给芯轴2，方便控制芯轴2转动、传动效率高，使得减速机构4能够承受30NM的载荷，满足预紧力在800N以上的需求。而现有的减速机构4中，大都采用平行齿轮副或者行星齿轮副的传动形式，它们都是基于渐开线的齿，但它存在的问题是：齿跟齿之间采用的滑动摩擦，且完全靠齿根的强度，存在有剪切的应力，这样齿轮会掰断。即现有的渐开线的齿，其一采用滑动摩擦，从而影响传动效率的问题；其二，在强度方面，采用的是剪切应力，进行影响负载能力的问题。

其次，通过设置有第一扭力杆，实现将电机3输出的扭矩传递给芯轴2，方便控制织带；通过设置第二扭力杆，便于将将电机3输出的扭矩传递给定轴5，定轴5上设置有棘爪，在力矩的惯性作用下，棘爪会向外摆出，从而使得棘爪在惯性力的作用下向外摆出，并与支架的啮合齿形成锁止，从而实现了电控锁止，操控性好。

所述的框架1上设置有控制器6；所述的控制器6针对不同工况状态产生不同的输出信号，该输出信号触发电机3旋转输出扭矩，减速机构4接收电机3的输出扭矩后进行减速增扭后传递给芯轴2和定轴5，从而控制芯轴2上织带力大小。该设计的效果是；通过控制器6、减速机构4以及电机3之间的配合，通过调节电机3转速，能够实现在各个工况状态对织带力实时动态调整；其次，电机3、芯轴2以及减速机构4之间同轴分布，轴向尺寸小，结构简单且紧凑。

所述的卷收器配备有主动驾驶辅助系统；所述的主动驾驶辅助系统和卷收器之间连接有车辆CAN总线；控制器6从车辆CAN总线接收到相应工作模式指令后，控制器6中的微处理器基于算法确定三相交流电流，驱动电机3、减速机构4和芯轴2，对乘员施加相应的织带力；电机3的通过减速机构4实现扭矩提升，并可实现不同工况状态下的电机3正转、反转。该设计的效果是；主动驾驶辅助系统用于识别各个工况状态下的车身信号，并通过车辆CAN总线传递给控制器6，控制器6接接收信号进行处理后发出相应工作模式的指令信号，将车身的各个工况状态进行识别，精准化程度高；其次，织带力大小通过微处理器的相关算法进行计算，能够对扭矩进行量化；另外，通过改变电流方向，就能控制电机3的正反转，即能控制减速机构4的正反转，能够满足不同状态的工况需求，同时避免因减速机构4无法反向驱动而会严重干扰烟火式预紧器和限力装置的工作过程。

所述的驱动电机3包括防尘罩31、转子支架32、磁铁33以及矽钢片34；所述的磁铁33为环状结构；所述的矽钢片34安装在磁铁33内部；所述的磁铁33固定安装在转子支架32上；所述的转子支架32内接在防尘罩31中；所述的转子支架32中设置有六角花型连接孔35。该设计的效果是；能够输出一个比较大的主转扭矩，即和传统的直流电机3相比，提供更大的主转扭矩；其次，具体工作原理如下；磁铁33与矽钢片34在通电状态下产生磁场，在磁场力作用下发生旋转，从而带动转子支架32旋转，因转子支架32的六角花型连接孔35与减速机构中的六角花形连接头44是连接在一起的，从而实现将扭矩从电机3像减速机构4的传递。

所述的减速机构4包括双摆线轮41、固定轮42以及输出转轮43；所述的双摆线轮41包括第一外齿411轮和第二外齿412轮；所述的第一外齿411轮的一侧设置有偏心传递轮47；所述的偏心传递轮47的端面上设置有六角花形连接头44；所述的六角花形连接头44的中心线与双摆线轮41的中心线之间呈偏心设置；所述的固定轮42内壁设置有第一内齿421；所述的输出转轮43上设置有输出转轮431；所述的第一内齿421与第一外齿411轮相匹配；所述的输出转轮431与第二外齿412轮相匹配。该设计的效果是；通过设置双摆线轮41，即设置第一外齿411轮与第二外齿412轮，在运转时实现了双级摆速，减速比增大，同时增大了扭矩；其次，通过设置偏心齿轮，便于双摆线轮41提供驱动作用力，使得双摆线轮41能够摆动起来。另外，减速机构4通过双摆线轮全滚动的方式传递效率，且通过共轭形式啮合提高负载能力，从而提高预紧力大小，具体如下:

第一、采用纯滚动的方式，啮合的过程是在滚动，在运作过程是点到下一个点滚过去，传动效率高。而现有技术中是滑动的，滑到一定时会脱离。即本实施例中的减速机构4，采用的滚动方式传递效率，传递效率高，从而使得预紧力满足工况需求。

第二、因是采用共轭形式，同时具有两三个齿进行啮合，而且不是剪切应力，而是压应力，使得啮合面积大，这样在偏心轮的作用下受力方向是垂直压。当它停止转动时，是直接在挤压接触面，当在挤压接触面时，因整个双摆线轮仅仅具有九个外齿，这样在圆周上不再像其它行星，齿圈上有六十个齿，然后每个齿的齿数小于1。这样，齿就非常小，而受力均在这几个点上，存在剪切力，且接触面积小，容易掰断。即本实施例中的减速机构4，受力模式改变，由原来的剪切模式变成挤压模式，还有增加了接触面积，增加了承载能力，使得预紧力满足工况需求。

所述的第一外齿411轮和第二外齿412轮的齿数相等，且第一外齿411轮和第二外齿412轮之间齿数相等；所述的第一内齿421和输出转轮431的齿数相等，且第一内齿421和输出转轮431之间的齿数相差一个。该设计的效果是；双摆线轮41上无需设置任何销轴孔或扇形孔，其内外齿轮间啮合面积更大，对零件强度要求更低，因此能够制造出低速比大功率的减速机构4，同时还具有零件数量少，零件寿命也更高等优势，整个减速器与卷收器同轴布置，所需结构空间小，更适于主流卷收器主流设计需求。

所述的六角花形连接头44的中心线与双摆线轮41的中心线之间呈偏心设置；所述的固定轮42两端面还设置有滚动轴承45。该设计的效果是；使得偏心驱动轮与双摆线轮41之间的中心线呈偏心分布，当双摆线轮41上的六角花形连接头44与电机3模块上的六角花型连接孔35相连接时，实现了电机3模块向减速机构之间的扭矩传递，同时确保偏心驱动轮与电机3模块的扭矩输出端的中心线是同轴设计的，这样在动力传递时，实现偏心传递，便于触发双摆线轮41启动；其次，滚动轴承45设计，减少了摩擦力，用于对双摆线轮41上固定轮42提供支撑作用，防止双摆线轮41的约束下导致摆线轮滑动。

当车辆处于正常行驶的工况状态时，控制器6输出正常行驶的控制信号，电机3转动，略微释放织带，降低织带束缚力；当车辆处于存在潜在风险点的工况状态时，控制器6输出提醒模式的控制信号控制电机3正反转。可以实现反复抽拉震动织带；当车辆处于紧急刹车织带或转向的工况状态时，控制器6输出提醒模式的输出信号并控制电机3转动迅速收紧织带。该设计的效果是；实现了对正常行驶的工况状态，潜在风险点的工况状态以及车辆处于紧急刹车织带或转向的工况状态等，针对性的控制电机3在各个工况状态的转速，从而实现各个工况状态的织带力调节。

当车辆处于碰撞不可避免的工况状态时，控制器6输出预碰撞模式的输出信号并控制电机3转动最大力度地回收织带。该设计的效果是；在该工况状态下，获得相应的织带力，同时在预碰撞状态，迅速消除织带间隙，加工乘员调整到最佳状态，以便充分发挥安全气囊等约束系统的保护效果。

当车辆处于发生碰撞的工况状态时，控制器6输出碰撞模式的输出信号并控制电机3转动收紧织带，且织带力大小自适应可调。该设计的效果是；根据碰撞强度，约束乘员动态响应，防止二次碰撞，并实时调整织带力有效控制胸部载荷，避免严重受伤。

本发明的一种限力工况动态可调的主动安全带卷收器，通过设置控制器6、电机3、减速机构4之间配合，使得减速机构4能够正反转，针对性的将各个工况状态过程中的织带力实时动态调整，同时采用同轴布置的方式，结构简单紧凑，电机3驱动效率高，减速器传动效率高且机构简单，成本更低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种限力工况动态可调的主动安全带卷收器，其特征在于，所述的卷收器包括框架、芯轴；所述的芯轴安装在框架上；所述的芯轴一端安装有减速机构；所述的减速机构的外端安装电机；所述的芯轴另一端安装定轴；所述的芯轴内设置有第一扭力杆和第二扭力杆；所述的第一扭力杆和第二扭力杆对接在一起；所述的第一扭力杆和减速机构建立连接；所述第二扭力杆和定轴建立连接；所述的芯轴外周缠绕有织带；所述的框架上设置有控制器；所述控制器根据不同工况状态发出相应的指令，控制电机旋转方向及输出扭矩，经过减速机构减速增扭后传递给芯轴和定轴，从而控制芯轴正反转，以及织带预紧力大小；当发生碰撞时，控制器可以通过调整电机的堵转和断电状态，控制第一扭力杆所承受的扭矩，从而实现限力工况的动态调整。

2.根据权利要求1所述的主动安全带卷收器，其特征在于，所述的卷收器配备有主动驾驶辅助系统；所述的主动驾驶辅助系统和卷收器之间连接有车辆CAN总线；控制器从车辆CAN总线接收到相应工作模式指令后，控制器中的微处理器基于算法确定三相交流电流，驱动电机、减速机构和芯轴，对乘员施加相应的织带力；电机的通过减速机构实现扭矩提升，并可使减速机构实现不同工况状态下的电机正转、反转。

3.根据权利要求2所述的主动安全带卷收器，其特征在于，所述的驱动电机包括防尘罩、转子支架、磁铁以及矽钢片；所述的磁铁为环状结构；所述的矽钢片安装在磁铁内部；所述的磁铁固定安装在转子支架上；所述的转子支架内接在防尘罩中；所述的转子支架中设置有六角花型连接孔。

4.根据权利要求1或3所述的主动安全带卷收器，其特征在于，所述的减速机构包括双摆线轮、固定轮以及输出转轮；所述的双摆线轮包括第一外齿轮和第二外齿轮；所述的第一外齿轮的一侧设置有偏心传递轮；所述的偏心传递轮的端面上设置有六角花形连接头；所述的六角花形连接头的中心线与双摆线轮的中心线之间呈偏心设置；所述的固定轮内壁设置有第一内齿；所述的输出转轮上设置有第二内齿；所述的第一内齿与第一外齿轮相匹配；所述的第二内齿与第二外齿轮相匹配。

5.根据权利要求4所述的主动安全带卷收器，其特征在于，所述的第一外齿轮和第二外齿轮的齿数相差4个，且第一内齿轮和第二外内轮之间齿数相差4个；所述的第一内齿和第一外齿之间齿数相差一个，且第二内齿和第二外齿之间的齿数相差一个。

6.根据权利要求5所述的主动安全带卷收器，其特征在于，所述的六角花形连接头的中心线与双摆线轮的中心线之间呈偏心设置；所述的固定轮两端面还设置有滚动轴承。

7.根据权利要求2所述的主动安全带卷收器，其特征在于，所述第一扭力杆两端分别与减速机构输出轮和芯轴中部利用花键刚性连接；所述第二扭力杆两端分别与芯轴中部和定轴通过花键刚性连接。

8.一种减速机构，其特征在于，所述的减速机构包括双摆线轮、偏心传递轮：所述的偏心轮安装在双摆线轮的一端；所述的减速机构通过双摆线轮全滚动的方式传递效率，且通过共轭形式啮合提高负载能力，从而提高卷收器预紧力大小。

9.根据权利要求8所述的减速机构，其特征在于，所述的减速机构还包括固定轮以及输出转轮；所述的双摆线轮包括第一外齿轮和第二外齿轮；所述的第一外齿轮的一侧设置有偏心传递轮；所述的偏心传递轮的端面上设置有六角花形连接头；所述的六角花形连接头的中心线与双摆线轮的中心线之间呈偏心设置；所述的固定轮内壁设置有第一内齿；所述的输出转轮上设置有第二内齿；所述的第一内齿与第一外齿轮相匹配；所述的第二内齿与第二外齿轮相匹配。

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