CN1267305C - 安全带的预紧及吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全带的预紧及吸能装置，其包括安全带(51)和预紧机构(20、60)。在移动设备的机架(18)上设有至少一个接触式触发器(10)，所述接触式触发器(10)通过拉索(15)连接控制器(2)，当控制器(2)位于第一位置时，销子(28)插入活动杆元件(21)上的插孔(33)内，闭锁在带扣锁(54)中的安全带(51)位于正常固定位置。当控制器(2)位于第二位置时，销子(28)从插孔(33)内抽出，预紧机构(20、60)通过连接机构(50)张紧安全带(51)。

Description

安全带的预紧及吸能装置

技术领域

本发明涉及一种安全带的预紧及吸能装置，特别是一种用于驾驶员或乘客座椅上的安全带的预紧及吸能装置。

背景技术

在现有技术中，一般车辆驾驶员或乘客使用的安全带由卷收器、织带和锁扣组成，其中两点固定式仅限制乘员腰部的，称为腰带；两点固定式仅限制乘员上半身的称为肩带。三点固定式安全带同时限制乘员的腰部和上半身，这种三点固定式安全带通常称为腰肩联合安全带。

现有的安全带主要依靠织带的拉伸变形吸收能量，从而减少碰撞的强度，其中肩带的拉伸变形量可以达到40％。

常规使用的安全带的主要区别在于卷收器不相同。紧急锁止式安全带是目前广泛采用的一种安全带，这种安全带要求卷收器对织带拉出的加速度、车体减速度或两者皆反应敏感。对于常规的第一种卷收器，当车辆的减速度达到0.45g时，必须锁止。对于常规的第二种卷收器，当车辆的减速度达到0.8g时，必须锁止。对于第一种卷收器，在织带拉出方向上测量，当拉出加速度小于0.8g时，不得锁止。对于第二种卷收器，当拉出加速度小于1.0g时，不得锁止。由于复合敏感性紧急锁止式卷收器，带感加速度达到2.0g时，必须锁止，而且以上述锁止距离均不得超过50mm。

另一种近些年来发展的安全带是限力式安全带。在车辆发生撞击时，安全带常常能够施加很大的拉力，限制乘员的运动，特别是当撞击速度非常高，强度特别大时，安全带对乘员的作用力可以达到足以伤害人体的程度。限力式安全带就是在卷收器或锁扣部件上设置限力机构，当织带所受的作用力达到一定值时，允许卷收器或锁扣部件移动，从而使安全带的有效长度变长，防止织带拉力过大对人体造成伤害。

美国专利US5431448公开了一种用于机动车辆的三点式安全带系统，在此系统中，安全带的肩带部分7’与偏移拉杆8相配合。当车辆进入过大减速运动时，惯性块17朝向车辆的前进方向产生惯性位移，随着惯性块17位移，使棘爪15围绕枢轴16摆动，释放与偏移拉杆8形成一体的拉杆轴13，偏移拉杆8在压缩弹簧12的偏置作用下向上移动，由此引导安全带的肩带部分7’向上偏移，改变了肩带部分7’相对于车上人员的角度，从而提供最佳条件的保护。此专利文件中公开的技术内容在本文中作为参考。

与本发明相关的是一种预紧式安全带，通常，为了乘员的舒适，安全带的预紧力不能过大。但是，如果安全带与人体之间存在着间隙过大，在发生碰撞时，这种存在的间隙将减小安全带的有效作用范围，降低安全带的效能。预紧式安全带使用预紧器，当碰撞达到一定程度时，启动预紧器，带动锁扣回缩，或卷收器回转，使安全带缩短一定距离，有效消除人体与安全带之间的间隙，从而提高安全带的有效作用。

预紧式安全带通常是在普通安全带上增加预紧器构成，预紧器可以和锁扣连接在一起，也可以和卷收器结合在一起。常用的预紧器通常以火药作为动力，锁扣上方与织带相连接，锁扣的下方与预紧器内的活塞相连接。当发生碰撞时，安全带的预紧器由电子控制器触发，通过点火设备点燃预紧器中的火药，通过火药燃烧产生气体进入腔室内，推动活塞移动，从而向下拉动锁扣，消除安全带与人体之间的间隙。如果设置了安全气囊，则由智能控制器控制安全气囊弹出。当车辆发生碰撞时，智能控制器接收传感器发出的信号，经过识别计算后，发出指令使安全气囊弹出。

在上述限力式和预紧式安全带中，而存在许多不足，其主要体现为：

1.安全带的预紧功能依靠传感器触发，由于传感器存在误触发的可能，例如车辆垂直于运动方向撞击低矮障碍物时，例如某些车辆驶过台阶的高度大于110毫米时，传感器就会被触发。

2.具有上述结构的安全带结构复杂，由于采用火药或炸药作为动力源，随着时间的推移，上述装置的可靠性降低。而且这种装置的制造难度比较大。

3.由于上述装置需要传感器及中央控制器，因此产品的价格昂贵。

4.在移动设备，例如车辆上采用上述安全带时，适配试验的费用高、周期长。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的缺陷，提供一种安全带的预紧及吸能装置，其包括安全带、预紧机构和吸能机构，在移动设备的机架上设有至少一个接触式触发器，所述接触式触发器通过连接件连接控制器，当控制器位于第一位置时，闭锁在带扣锁中的安全带位于正常固定位置，当控制器位于第二位置时，预紧机构通过连接机构张紧安全带。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述接触式触发器包括撞杆元件，撞杆元件可移动地支承在撞杆支架上，撞杆元件的一端是触发端，其另一端与杠杆的第一端铰接，所述杠杆的中部与杠杆支架铰接，所述杠杆的第二端与穿过限位器和弹簧的拉索的一端相连接，所述弹簧位于杠杆的第二端和限位器之间，所述限位器可摆动地支撑在杠杆支架上，所述撞杆支架和杠杆支架分别设置在移动设备的机架上，所述控制器包括张紧器和销子，所述张紧器固定在机架上。所述拉索的另一端穿过张紧器连接销子的一端。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述预紧机构包括外壳，所述外壳的一端设有后端盖，固定杆元件的一端借助吸能机构固定在后端盖上，固定杆元件与活动杆元件可移动配合，活动杆元件的一端从安装在外壳上的前端盖穿过向外延伸，在固定杆元件和与之配合的活动杆元件上具有套装的拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端借助销钉固定在固定杆元件上，所述拉伸弹簧的另一端通过定位销固定在活动杆元件上，从安装在外壳上的前端盖穿过向外延伸的活动杆元件的一端的端部过连接件与安全带的连接机构相互连接，在所述活动杆元件上设有插孔或凹槽，当控制器处于第一位置时，销子插入活动杆元件上的插孔内，当控制器处于第二位置时，销子从插孔内抽出。所述连接机构包括柔性绳，所述柔性绳的一端通过连接件连接活动杆元件，柔性绳绕过转向轮。柔性绳的另一端连接锁扣。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，在所述固定杆元件上设有棘齿，在所述活动杆元件上设有棘爪，在所述固定杆元件上设置的棘齿与在所述活动杆元件上的棘爪的配合结构是，棘齿与棘爪的配合允许活动杆元件能够朝向后端盖相对于固定杆元件移动。阻止活动杆元件朝向前端盖相对于固定杆元件移动。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，在所述固定杆元件上的棘齿设置在固定杆元件的沿纵向设置的槽的内侧表面之一，在所述活动杆元件上的棘爪与位于固定杆元件的沿纵向设置的槽的内侧表面之一上的棘齿相配合。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，在固定杆元件的沿纵向设置的槽的内侧相对表面上，分别设有对称的棘齿，在所述活动杆元件上的棘爪呈对称形状设置，各棘爪分别与位于固定杆元件的沿纵向设置的槽的相对内侧表面上的棘齿相配合。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述棘爪由弹性元件制成，即具有平直的中部和倾斜的两个端部，其横断面大致呈扩张的U形轮廓，所述棘爪的平直的中部位于开口销的开口内，所述开口销被固定在活动杆元件的端部。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述吸能机构包括吸能管，所述吸能管由筒状部分、圆锥或倾斜部分和连接部分构成，所述圆锥或倾斜部分位于筒状部分和连接部分之间，所述连接部分穿过后端盖，借助销钉连接固定杆元件。外壳的底部具有对称分布的凸出物，在凸出物中具有通孔，以便将外壳固定在机架上，所述移动设备包括车辆、航天或航空器。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述吸能管的筒状部分的自由端设有凸缘，在吸能管的外侧设有套装的弹簧元件，所述弹簧元件的一端与凸缘相靠，弹簧元件的另一端抵靠在后端盖的外侧。设有多个接触式触发器，将其分别设置在移动设备的前端、后端或两侧。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述拉索是钢丝绳，柔性绳是钢丝绳、缆绳或索链。拉索的一端还连接安全气囊的触发开关。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述预紧装置包括外壳，所述外壳的一端设有前端盖，在前端盖内侧设有沿外壳的轴向延伸的定位元件，在前端盖中设有和吸能管的连接部分相对应的穿孔。阻挡元件位于定位元件的自由端的外侧，所述阻挡元件与吸能管的一端相互连接，在所述阻挡元件与位于前端盖内侧附近的弹簧座之间设有压缩弹簧。吸能管的连接部分与柔性绳的连接件相互连接。在所述连接件上设有插孔或凹槽。当控制器处于第一位置时，销子插入连接件上的插孔或凹槽内，当控制器处于第二位置时，销子从插孔或凹槽内抽出。所述连接机构包括柔性绳，所述柔性绳的一端与连接件连接。柔性绳绕过转向轮。柔性绳的另一端连接锁扣。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，前端盖与位于外壳内的、沿轴向延伸的定位元件形成一体。沿定位元件的纵向设有棘齿。在连接部分上设有固定元件，由固定元件固定至少一个棘爪，所述棘爪与定位元件上的棘齿相互配合，使得阻挡元件能够朝向远离定位元件的自由端的方向移动，同时使得与阻挡元件相连接的吸能管能够朝向远离前端盖的方向移动，并且阻止与上述移动反方向的运动。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述定位元件是杆状或者套筒状元件，其可拆卸地固定在前端盖的内侧，将棘齿设置在杆状或者套筒状定位元件的与棘爪相配合的表面上。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述棘齿被设置在杆状或者套筒状定位元件的沿纵向设置的槽的内侧表面。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，在所述杆状或者套筒状定位元件的沿纵向设置的槽的相对内侧表面上，具有沿槽的纵向轴线对称设置的棘齿。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述杆状或者套筒的定位元件的沿纵向设置的槽相对于吸能管的中心线对称设置。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述棘爪由弹性元件制成，其具有平直的中部和倾斜的两个端部，其横断面大致呈扩张的U形轮廓，所述棘爪的平直的中部位于固定元件的定位槽内，相对于吸能管的中心线，在固定元件的定位槽内，具有两个对称设置的棘爪。固定元件中设有通孔，通孔的形状与吸能管的连接部分的形状相适应。吸能管的连接部分穿过固定元件的通孔，使固定元件套装在吸能管的连接部分。

在本发明提供的另一种安全带的预紧及吸能装置中，所述压缩弹簧是螺旋弹簧。阻挡元件可拆卸地固定在吸能管的端部。拉索的一端还连接安全气囊的触发开关。

采用本发明提供的安全带的预紧及吸能装置，使安全带的预紧及吸能装置构造得到简化，将电子传感器和中央控制器替换为直接触发式的触发器，以及由机械零件构成的控制器。将触发器安置在多个位置，并联在一起，只要移动设备的某个位置变形达到一定程度，即可触发预紧装置，从而加大了安全带的有效行程。由于设置了吸能管，安全带受到较大作用力时，吸能管发生变形，吸收部分作用力，从而降低通过安全带作用在人体上的冲击力。本发明提供的安全带的预紧及吸能装置的其它优点还包括提高了有效使用该装置的可靠性，由于只有移动设备的变形达到一定程度，本发明提供的安全带的预紧及吸能装置才会被触发，减少了传感器被误触发的可能性。由于本发明的安全带的预紧及吸能装置全部采用机械结构因此简化了结构、降低了制造成本。而且，将本发明提供的安全带的预紧及吸能装置与安全气囊的开关相联接时，触发器在预紧安全带的同时，还触发安全气囊工作。

附图说明

图1是本发明的安全带的预紧及吸能装置的结构示意图；

图2是本发明的安全带的预紧及吸能装置中预紧机构的一个实施例的剖视图；

图3是本发明的安全带的预紧及吸能装置中预紧机构的另一个实施例的剖视图；

图4是沿着图3中IV-IV剖面线所示的预紧机构中的活动杆元件和固定杆元件相互配合的局部放大的视图；

图5是本发明的安全带的预紧及吸能装置的另一个实施例的结构示意图；

图6是图5所示本发明的安全带的预紧及吸能装置的实施例的剖视图；

图7是图5和6所示本发明的安全带的预紧及吸能装置的实施例的局部详细构造的俯视的剖视图，其中为了描绘清楚，拆去了部分零部件；

图8是预紧及吸能装置的实施例的局部详细构造的俯视的剖视图。

具体实施方式

如附图1所示，其描绘了本发明的一个优选实施例，在这个实施例中提供的安全带的预紧及吸能装置安装在汽车上，其中描绘出了三个接触式触发器10，将它们分别设置在汽车的前端和两侧。将所述接触式触发器10分别安装在汽车的机架18上。所述接触式触发器10通过拉索15连接控制器2。在此实施例中，所述接触式触发器10包括撞杆元件11，撞杆元件11可移动地支承在撞杆支架16上，撞杆元件11的一端是触发端，其另一端与杠杆12的第一端铰接。所述杠杆12的中部与杠杆支架17铰接。所述杠杆12的第二端与穿过限位器14和弹簧13的拉索15的一端相连接。所述拉索15的另一端穿过张紧器9连接销子28的一端。在优选的实施例中，拉索15是具有柔性的钢丝绳。

所述弹簧13位于杠杆12的第二端和限位器14之间，所述限位器14可摆动地支撑在杠杆支架17上，所述撞杆支架16和杠杆支架17分别设置在汽车的机架18上。所述控制器2包括张紧器9和销子28。所述张紧器9固定在机架18上。

参照附图2，其中预紧机构20包括外壳38，其底部具有对称分布的凸出物48，在凸出物48中具有通孔49，以便将外壳38固定在汽车的机架18上。所述外壳38的一端设有后端盖34。固定杆元件36的一端借助固定件40固定在后端盖34上。固定杆元件36与活动杆元件21可移动配合，活动杆元件21的一端从安装在外壳38上的前端盖25穿过向外延伸。在固定杆元件36和与之配合的活动杆元件21上具有套装的拉伸弹簧37，所述拉伸弹簧37的一端借助销钉35固定在固定杆元件36上，所述拉伸弹簧37的另一端通过定位销24固定在活动杆元件21上。从安装在外壳38上的前端盖25穿过向外延伸的活动杆元件21的一端的端部过连接件27与安全带51的连接机构50相互连接。在所述活动杆元件21上设有插孔或凹槽33，销子28可以插入活动杆元件21上的插孔33内，或者从插孔33内抽出。

所述连接机构50包括柔性绳55，所述柔性绳55的一端通过连接件27连接活动杆元件21，柔性绳55绕过转向轮52，柔性绳的另一端连接锁扣54。在优选的实施例中，柔性绳55是钢丝绳、缆绳或索链。

如图4清楚所示，在此优选的实施例中，在所述固定杆元件36上设有棘齿31。将棘齿31设置在固定杆元件36的沿纵向设置的槽的内侧相对表面上，所述棘齿31沿纵向对称设置。在所述活动杆元件21上设有具有弹性的棘爪30。棘爪30呈对称形状设置，即具有平直的中部和倾斜的两个端部，其横断面大致呈扩张的U形轮廓。所述棘爪30的平直的中部位于开口销29的开口内，所述开口销29被固定在活动杆元件21的端部。各棘爪30分别与位于固定杆元件36的沿纵向设置的槽的相对内侧表面上的棘齿31相配合。

在所述固定杆元件36上设置的棘齿31与在所述活动杆元件21上的棘爪30的配合结构是，棘齿31与棘爪30的配合允许活动杆元件21能够朝向后端盖34相对于固定杆元件36移动。阻止活动杆元件21朝向前端盖25相对于固定杆元件36移动。

在图2所示的优选实施例中，所述吸能机构40包括吸能管43。该吸能管43由筒状部分46、圆锥或倾斜部分45和连接部分44构成。所述圆锥或倾斜部分45位于筒状部分46和连接部分44之间。所述连接部分44穿过后端盖34，借助销钉35连接固定杆元件36。

在图3所示的优选实施例中，所述吸能管43的筒状部分46的自由端设有凸缘47，在吸能管43的外侧设有套装的弹簧元件41，所述弹簧元件41的一端与凸缘47相靠，弹簧元件41的另一端抵靠在后端盖34的外侧。在吸能管43上套装弹簧元件41的作用是一方面增加吸能管43的缓冲吸能作用，另一方面在吸能缓冲作用结束时，起定位件的作用。专业人员可以明白，弹簧元件41可以是螺旋弹簧，蝶形弹簧、弹性橡胶或类似物。

下面参照附图1～3，详细描述此优选实施例的运行过程。

在附图1～3中描绘了控制器2处于第一位置时的状态，此时销子28插入活动杆元件21上的插孔33内，闭锁在带扣锁54中的安全带51位于正常固定位置。

在本发明所述的优选实施例中，在汽车车体的前端A处和两侧B、C处分别设有一个接触式触发器10。当汽车在发生碰撞时，由于被撞击部分发生变形，触动触发器10的撞杆11，撞杆11推动杠杆12摆动，从而拉动拉索15，由拉索15将销子28从插孔33中拔出。此时控制器2处于第二位置(未图示)。由于拉伸弹簧37在安装过程中已经处于拉紧状态，当销子28被拔出时，拉伸弹簧37收缩，拉动通过定位销24连接的活动杆元件21，使活动杆元件21相对于固定杆元件36朝向后端盖34的方向移动。此时由于活动杆元件21和固定杆元件36之间的棘爪30和棘齿31相互配合，活动杆元件21只能沿轴向朝着后端盖34的方向移动。活动杆元件21相对于固定杆元件36朝向前端盖25方向的移动被阻止。随着拉伸弹簧37收缩，活动杆元件21朝向后端盖34方向移动，柔性绳55绕过转向轮52，牵引安全带51的带扣锁54向下移动。由于拉伸弹簧37的收缩速度非常快，通常收缩过程只有几毫秒，使得安全带51迅速向下移动，从而使安全带的卷收器迅速锁止，接着收紧安全带，将驾驶员或乘客紧紧束缚在座椅上，由此消除安全带和驾驶员或乘客身体之间的间隙，达到预紧效果。随后，由于惯性作用驾驶员或乘客的身体继续向前运动，此时安全带51的卷收器已经被锁止，安全带51已经不能从卷收器中拉出，那么驾驶员或乘客的身体向前方的运动就只能拉动安全带的带扣锁54向上运动。当带扣锁54向上运动时，拉动柔性绳55，柔性绳55绕过转向轮52，牵引活动杆元件21朝向前端盖25方向移动，由于活动杆元件21和固定杆元件36之间的棘爪30和棘齿31之间的配合，活动杆元件21与固定杆元件36一同朝向前端盖25的方向移动，此时连接在固定杆元件36端部的吸能机构40产生作用，即，圆锥或倾斜部份45从尺寸较小部份向尺寸较大部份逐渐产生变形，使变形部分穿过后端盖34中的通道。由于吸能管43产生变形，吸收部分冲击能量，从而减少了驾驶员或乘客的身体受到的冲击能量。

在附图5～7中描绘了另一个预紧及吸能装置60的实施例，其中所述预紧及吸能装置60包括外壳38’，所述外壳38’的一端设有前端盖25’，在前端盖25’内侧设有沿外壳38’的轴向延伸的定位元件69，所述定位元件69与前端盖25’形成一体。在前端盖25’中设有和吸能管43’的连接部分44’相对应的穿孔76。

阻挡元件61位于定位元件69的自由端的外侧，所述阻挡元件61与吸能管43’的一端相互连接，阻挡元件61可拆卸地固定在吸能管43’的端部。在所述阻挡元件61与位于前端盖25’内侧附近的弹簧座71之间设有压缩弹簧64，在此优选的实施例中，所述弹簧64是螺旋弹簧。

吸能管43’的连接部分44’与柔性绳55的连接件78相互连接。在所述连接件78上设有插孔或凹槽33’。当控制器2处于第一位置时，销子28插入连接件78上的插孔或凹槽33’内。当控制器2处于第二位置时，销子28从插孔或凹槽33’内抽出。

在吸能管43’的连接部分44’上设有固定元件75，其中设有通孔79，该通孔79的形状与吸能管43’的连接部分44’的形状相适应。吸能管43’的连接部分44’穿过固定元件75的通孔79，使固定元件75套装在吸能管43’的连接部分44’。

在图6所示的实施例中，在固定元件75的定位槽内，具有两个对称设置的棘爪30。沿定位元件69的纵向设有棘齿68，所述棘爪30与定位元件69上的棘齿68相互配合，使得阻挡元件61能够朝向远离定位元件69的自由端的方向移动，同时使得与阻挡元件61相连接的吸能管43’能够朝向远离前端盖25’的方向移动，并且阻止与上述移动反方向的运动。

在图6和7所示的实施例中，所述定位元件69是套筒元件，其可拆卸地固定在前端盖25’的内侧。专业人员都知道，也可以采用杆状元件(未图示)作为定位元件69。所述棘齿68被设置在套筒状定位元件69的沿纵向设置的槽77的内侧表面。所述棘齿68沿着槽77的纵向轴线，对称设置在所述套筒状定位元件69的沿纵向设置的槽77的相对内侧表面上。在图6中可以清楚看到，套筒状定位元件69的沿纵向设置的槽77相对于吸能管43’的中心线82对称设置。

如图6和7所示，弹性元件制成的棘爪30的平直的中部被固定在固定元件75的定位槽内。

如图5所示，拉索15的一端还连接安全气囊的触发开关80。

下面参照附图5～7，详细描述此优选实施例的运行过程。

在附图5～7中描绘了控制器2处于第一位置时的状态，此时销子28插入连接件78上的插孔33’内，闭锁在带扣锁54中的安全带51位于正常固定位置。

在此优选实施例中，在汽车车体的前端A处和两侧B、C处分别设有一个接触式触发器10。当汽车在发生碰撞时，由于被撞击部分发生变形，触动触发器10的撞杆11，撞杆11推动杠杆12摆动，从而拉动拉索15，由拉索15将销子28从插孔33’中拔出。此时控制器2处于第二位置(未图示)。由于压缩弹簧64在安装过程中已经处于压缩状态，当销子28时被拔出时，压缩弹簧64伸展，由压缩弹簧64推动阻挡元件61朝向远离外壳的端部方向移动，并且由阻挡元件61牵引吸能管43’朝向远离前端盖25’内侧的方向移动。此时由于定位元件69和固定元件75中的棘齿68和棘爪30相互配合，套装在吸能管43’上的固定元件75只能沿着轴向朝向远离前端盖25’的方向移动。吸能管43’和套装在其上的固定元件75相对于定位元件69朝向前端盖25’方向的移动被阻止。随着压缩弹簧64伸展，吸能管43’和套装在其上的固定元件75进一步朝向远离前端盖25’的方向移动，柔性绳55绕过转向轮52，牵引安全带51的带扣锁54向下移动。由于压缩弹簧64的伸展速度非常快，通常伸展过程只有几毫秒，使得安全带51迅速向下移动，从而使安全带的卷收器迅速锁止，接着收紧安全带，将驾驶员或乘客紧紧束缚在座椅上，由此消除安全带和驾驶员或乘客身体之间的间隙，达到预紧效果。随后，由于惯性作用驾驶员或乘客的身体继续向前运动，此时安全带51的卷收器已经被锁止，安全带51已经不能从卷收器中拉出，那么驾驶员或乘客的身体向前方的运动就只能拉动安全带的带扣锁54向上运动。当带扣锁54向上运动时，拉动柔性绳55，柔性绳55绕过转向轮52，牵引吸能管43’朝向前端盖25’方向移动，由于定位元件69和固定元件75之间的棘齿64和棘爪30之间的配合，固定元件75被定位于其相对于定位元件69的所在位置。由于固定元件75套装在吸能管43’上，吸能管43’穿过固定元件75中的孔朝向前端盖25’的方向移动，此时预紧及吸能机构60产生作用，即，圆锥或倾斜部份45从尺寸较小部份向尺寸较大部份逐渐产生变形，同时压缩弹簧64变形，使吸能管43’的变形部分穿过固定元件75中的孔。由于吸能管43’产生变形，和压缩弹簧64变形，从而吸收部分冲击能量，从而减少了驾驶员或乘客的身体受到的冲击能量。

显而易见，对于本专业的普通技术人员来说本发明提供的安全带的预紧及吸能装置不仅能够安装在车辆上，还可以安装在具有座椅的、使用安全带的移动设备上，例如航天或航空器，以及游乐场所的运行设备。

前面所述的实施例仅仅是对本发明进行说明，本发明请求保护的构思和范围都记载在本发明的权利要求书中。

Claims (18)

1.一种安全带的预紧及吸能装置，其包括安全带(51)和预紧机构(20、60)，在移动设备的机架(18)上设有至少一个接触式触发器(10)，其特征是：所述接触式触发器(10)通过连接件(15)连接控制器(2)，当控制器(2)位于第一位置时，闭锁在带扣锁(54)中的安全带(51)位于正常固定位置，当控制器(2)位于第二位置时，预紧机构(20)通过连接机构(50)张紧安全带(51)。

2.按照权利要求1所述安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述接触式触发器(10)包括撞杆元件(11)，撞杆元件(11)可移动地支承在撞杆支架(16)上，撞杆元件(11)的一端是触发端，其另一端与杠杆(12)的第一端铰接，所述杠杆(12)的中部与杠杆支架(17)铰接，所述杠杆(12)的第二端与穿过限位器(14)和弹簧(13)的拉索(15)的一端相连接，所述弹簧(13)位于杠杆(12)的第二端和限位器(14)之间，所述限位器(14)可摆动地支撑在杠杆支架(17)上，所述撞杆支架(16)和杠杆支架(17)分别设置在移动设备的机架(18)上，所述控制器(2)包括张紧器(9)和销子(28)，所述张紧器(9)固定在机架(18)上，所述拉索(15)的另一端穿过张紧器(9)连接销子(28)的一端。

3.按照权利要求1或2所述安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述预紧机构(20)包括外壳(38)，所述外壳(38)的一端设有后端盖(34)，固定杆元件(36)的一端借助吸能机构(40)固定在后端盖(34)上，固定杆元件(36)与活动杆元件(21)可移动配合，活动杆元件(21)的一端从安装在外壳(38)上的前端盖(25)穿过向外延伸，在固定杆元件(36)和与之配合的活动杆元件(21)上具有套装的拉伸弹簧(37)，所述拉伸弹簧(37)的一端借助销钉(35)固定在固定杆元件(36)上，所述拉伸弹簧(37)的另一端通过定位销(24)固定在活动杆元件(21)上，从安装在外壳(38)上的前端盖(25)穿过向外延伸的活动杆元件(21)的一端的端部过连接件(27)与安全带(51)的连接机构(50)相互连接，在所述活动杆元件(21)上设有插孔或凹槽(33)，当控制器(2)处于第一位置时，销子(28)插入活动杆元件(21)上的插孔(33)内，当控制器(2)处于第二位置时，销子(28)从插孔(33)内抽出，所述连接机构(50)包括柔性绳(55)，所述柔性绳(55)的一端通过连接件(27)连接活动杆元件(21)，柔性绳(55)绕过转向轮(52)，柔性绳的另一端连接锁扣(54)。

4.按照权利要求3所述安全带的预紧及吸能装置，其特征是：在所述固定杆元件(36)上设有棘齿(31)，在所述活动杆元件(21)上设有棘爪(30)，在所述固定杆元件(36)上设置的棘齿(31)与在所述活动杆元件(21)上的棘爪(30)的配合结构是，棘齿(31)与棘爪(30)的配合允许活动杆元件(21)能够朝向后端盖34相对于固定杆元件(36)移动，阻止活动杆元件(21)朝向前端盖(25)相对于固定杆元件(36)移动。

5.按照权利要求4所述安全带的预紧及吸能装置，其特征是：在所述固定杆元件(36)上的棘齿(31)设置在固定杆元件(36)的沿纵向设置的槽的内侧表面之一，在所述活动杆元件(21)上的棘爪(30)与位于固定杆元件(36)的沿纵向设置的槽的内侧表面之一上的棘齿(31)相配合。

6.按照权利要求5所述安全带的预紧及吸能装置，其特征是：在固定杆元件(36)的沿纵向设置的槽的内侧相对表面上，分别设有对称的棘齿(31)，在所述活动杆元件(21)上的棘爪(30)呈对称形状设置，各棘爪(30)分别与位于固定杆元件(36)的沿纵向设置的槽的相对内侧表面上的棘齿(31)相配合。

7.按照权利要求6所述安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述棘爪(30)由弹性元件制成，其具有平直的中部和倾斜的两个端部，其横断面大致呈扩张的U形轮廓，所述棘爪(30)的平直的中部位于开口销(29)的开口内，所述开口销(29)被固定在活动杆元件(21)的端部。

8.按照权利要求3所述安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述吸能机构(40)包括吸能管(43)，所述吸能管(43)由筒状部分(46)、圆锥或倾斜部分(45)和连接部分(44)构成，所述圆锥或倾斜部分(45)位于筒状部分(46)和连接部分(44)之间，所述连接部分(44)穿过后端盖(34)，借助销钉(35)连接固定杆元件(36)，外壳(38)的底部具有对称分布的凸出物(48)，在凸出物(48)中具有通孔(49)，以便将外壳(38)固定在机架(18)上，所述移动设备包括车辆、航天或航空器。

9.按照权利要求8所述安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述吸能管(43)的筒状部分(46)的自由端设有凸缘(47)，在吸能管(43)的外侧设有套装的弹簧元件(41)，所述弹簧元件(41)的一端与凸缘(47)相靠，弹簧元件(41)的另一端抵靠在后端盖(34)的外侧，将接触式触发器(10)分别设置在移动设备的前端、后端或两侧。

10.按照权利要求3所述安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述拉索(15)钢丝绳，柔性绳(55)是钢丝绳、缆绳或索链，拉索(15)的一端还连接安全气囊的触发开关(80)。

11.按照权利要求1或2所述的安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述预紧机构(60)包括外壳(38’)，所述外壳(38’)的一端设有前端盖(25’)，在前端盖(25’)内侧设有沿外壳(38’)的轴向延伸的定位元件(69)，在前端盖(25’)中设有和吸能管(43’)的连接部分(44’)相对应的穿孔(76)，阻挡元件(61)位于定位元件(69)的自由端的外侧，所述阻挡元件(61)与吸能管(43’)的一端相互连接，在所述阻挡元件(61)与位于前端盖(25’)内侧附近的弹簧座(71)之间设有压缩弹簧(64)，吸能管(43’)的连接部分(44’)与柔性绳(55)的连接件(78)相互连接，在所述连接件(78)上设有插孔或凹槽(33’)，当控制器(2)处于第一位置时，销子(28)插入连接件(78)上的插孔或凹槽(33’)内，当控制器(2)处于第二位置时，销子(28)从插孔或凹槽(33’)内抽出，所述连接机构(50)包括柔性绳(55)，所述柔性绳(55)的一端通过连接件(27)连接活动杆元件(21)，柔性绳(55)绕过转向轮(52)，柔性绳的另一端连接锁扣(54)。

12.按照权利要求11所述的安全带的预紧及吸能装置，其特征是：前端盖(25’)与位于外壳(38’)内的、沿轴向延伸的定位元件(69)形成一体，沿定位元件(69)的纵向设有棘齿(68)，在连接部分(44’)上设有固定元件(75)，由固定元件(75)固定至少一个棘爪(30)，所述棘爪(30)与定位元件(69)上的棘齿(68)相互配合，使得阻挡元件(61)能够朝向远离定位元件(69)的自由端的方向移动，同时使得与阻挡元件(61)相连接的吸能管(43’)能够朝向远离前端盖(25’)的方向移动，并且阻止与上述移动反方向的运动。

13.按照权利要求12所述的安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述定位元件(69)是杆状或者套筒状元件，其可拆卸地固定在前端盖(25’)的内侧，将棘齿(68)设置在杆状或者套筒状定位元件(69)的与棘爪(30)相配合的表面上。

14.按照权利要求13所述的安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述棘齿(68)被设置在杆状或者套筒状定位元件(69)的沿纵向设置的槽(77)的内测表面。

15.按照权利要求14所述的安全带的预紧及吸能装置，其特征是：在所述杆状或者套筒状定位元件(69)的沿纵向设置的槽(77)的相对内侧表面上，具有沿槽(77)的纵向轴线对称设置的棘齿(68)。

16.按照权利要求15所述的安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述杆状或者套筒的定位元件(69)的沿纵向设置的槽(77)相对于吸能管(43’)的中心线(82)对称设置。

17.按照权利要求15所述的安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述棘爪(30)由弹性元件制成，其具有平直的中部和倾斜的两个端部，其横断面大致呈扩张的U形轮廓，所述棘爪(30)的平直的中部位于固定元件(75)的定位槽内，相对于吸能管(43’)的中心线(82)，在固定元件(75)的定位槽内，具有两个对称设置的棘爪(30)，固定元件(75)中设有通孔(79)，通孔(79)的形状与吸能管(43’)的连接部分(44’)的形状相适应，吸能管(43’)的连接部分(44’)穿过固定元件(75)的通孔(79)，使固定元件(75)套装在吸能管(43’)的连接部分(44’)。

18.按照权利要求11所述的安全带的预紧及吸能装置，其特征是：所述压缩弹簧(64)是螺旋弹簧，阻挡元件(61)可拆卸地固定在吸能管(43’)的端部，拉索(15)的一端还连接安全气囊的触发开关(80)。

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