CN203594970U

CN203594970U - 一种集成式安全气囊用充气装置

Info

Publication number: CN203594970U
Application number: CN201320678104.9U
Authority: CN
Inventors: 张建辉; 吴阳子
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2023-10-30

Abstract

本实用新型公开了一种集成式安全气囊用充气装置，包括充气灌、充气罐开启装置、导气装置、控制电路。所述的充气灌由罐体和密封盖焊接而成；所述的充气灌开启装置由压电材料环、撞针、压缩弹簧组成；所述的导气装置由设有气孔的压板和导气嘴组成；所述的控制电路由加速度传感器、中控器、开关构成。本实用新型的充气装置将充气罐开启装置与充气罐集成为一体，使得充气装置的结构紧密、抗干扰性强，能够实现多种工作状态下快速地、全自动地开启充气罐。其结构简单、操作方便、安全可靠、启动灵敏、可控性高、能够迅速地完成用于摩托车、电动自行车、海上救生等气囊服的充气，有效的提高了气囊服安全性能、促进了气囊服在安防领域的应用。

Description

一种集成式安全气囊用充气装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于摩托车气囊服、电动自行车气囊服、海上救生气囊服等气囊服充气的装置，尤其是一种采用压电材料环控制的充气装置，属于安防装置技术领域。

背景技术

随着科技的发展及人们水平的提高，出现了各种各样形式的交通工具，一定程度上方便了人们的日常生活，但是随之而来的一系列安全问题一直阻碍着交通工具的发展。摩托车及电动自行车作为一种实用性强的交通工具，受到广大驾驶者的青睐，但是摩托车及电动自行车由于自身结构简单，不具备完善的安全保障系统，故摩托车及电动自行车驾驶者的人身安全不能得到很好的保护。针对上述问题当前研究者开发了一种摩托车安全气囊服，驾驶者穿戴该种安全气囊服可以有效的保护自身的生命安全。

专利号为ZL200920270658.9提出了一种安全气囊服充气装置，其利用摩托车驾驶员骑摩托车碰到意外时，驾驶员弹射离开摩托车的拉力。通过拉力拉出设置于“楔状、滑轮挤压式充气罐”的剑把式插销（启动栓）。设置于塑料基座里面的两个滑轮。一边设固定轴，一边设于活动顶块上，当拉动剑把式插销时，固定轴滑轮顶住剑把式插销尾端，使剑把式插销尾端偏移挤压顶块滑轮，顶块挤压撞针。当对于剑把式插销的拉力达到15-20公斤时，剑把式插销被动拉出并脱离充气罐，同时撞针针尖击破气瓶盖，气瓶将CO2气体通过气阀阀门充入TPU气囊包，从而在极短的时间内完成气囊服的充气。

现有技术中的气囊服充气装置常依靠驾驶者在事故中扣拉充气装置的启动栓，从而开启充气灌完成气囊服充气，但是由于交通事故中的情况复杂多变及驾驶员处理紧急情况能力的差异，造成一些驾驶员不能及时的打开气囊服，同时现有技术中的气囊充气罐开启装置结构复杂、自动化程度低，进一步地影响了事故时气囊服的开启。上述问题的存在一定程度上影响了气囊服对使用者的安全保护，阻碍了气囊服的发展进程。

发明内容

技术问题

本实用新型要解决的技术是提供一种用于摩托车气囊服、电动自行车气囊服、海上救生气囊服等气囊服充气的装置，该充气装置采用控制电路控制充气罐开启装置开启，同时将充气罐开启装置与充气罐集成于一体，使得充气装置结构简单、启动灵敏、自动化程度高，可促进摩托车及电动自行车的安全气囊服的发展。

技术方案

为了解决上述的技术问题，本实用新型的集成式安全气囊用充气装置包括充气罐、充气罐开启装置、导气装置和控制电路，所述的充气罐由罐体和密封盖组成；所述的罐体内设有一杯状体，所述的杯状体开口的一端通过压板固定在密封盖上，杯状体封闭的一端设有一削弱区域；所述的充气罐开启装置包括撞针和压电材料环，沿撞针轴向采用过盈配合的方式固设于压电材料环的内环孔内，压电材料环的外环面固设于杯状体内，压电材料环通过导线连接于控制电路；所述的撞针的头部朝向所述削弱区域，撞针的尾部端设有一盲孔，所述的盲孔内设有一压缩弹簧；所述的压缩弹簧一端与盲孔的底部表面相接触，另一端与导气装置设有的压板内侧面相接触；所述的导气装置由压板中心处设有的多个气孔和导气嘴组成，导气嘴设于气孔所处的区域，所述的导气嘴固定于压板的外侧面，压板的内侧面处设有一密封件。

更进一步地，所述的削弱区域呈十字型。

更进一步地，所述的控制电路由依次串联的加速度传感器、中控器和开关组成，所述的加速度传感器安装于车身。

更进一步地，所述的压电材料环为环状压电叠堆或者压电陶瓷环，压电材料环至少由一片环状压电叠堆或者压电陶瓷环构成，所述的压电材料环在通电时作轴向的伸缩运动。

更进一步地，所述的压缩弹簧初始状态处于压缩预紧状态，其所施加的预紧力大于密封盖设有的十字削弱槽破坏所需要的作用力。

本实用新型的集成式充气装置，在低温环境下将干冰放置于罐体内，然后采用焊接的方式将密封盖焊接于罐体，待充气罐密封完全，在充气罐的外表面镀上一层惰性材料。在压电材料环内环孔内采用过盈配合的方式固设有一撞针，接着将固设有撞针的压电材料环外环面通过胶粘的方式固设于杯状体；同时在盲孔内放置一压缩弹簧，采用螺栓连接的方式将压板固定于充气灌，使得压缩弹簧处于压缩预紧状态，为了防止气体的泄漏，在压板与充气灌之间设有一密封件，其中压板设有的导气嘴与气囊服的进气口相连，最后给控制电路预设一个人体所能承受的安全加速度值。

当车辆与其他物体发生碰撞时，车辆的运行加速度发生巨变，固定于车身上的加速度传感器监测此时车辆的运行加速度并将该异常信号传递于中控器分析判定，若此时的加速度值超过所预设的加速度值，中控器启动控制电路，处于工作的状态控制电路向压电材料环施加一驱动电压，获得驱动电压的压电叠堆做轴向伸缩运动，从而释放撞针使得撞针处于解锁状态，处于解锁状态下的撞针在压缩弹簧预紧力的作用下撞破杯状体底部面设有的十字削弱槽，使充气灌内部处于高压状态下的CO₂通过气孔由导气嘴进入安全气囊服，快速地完全气囊服的充气。

有益效果

本实用新型的充气装置将充气罐开启装置与充气罐集成为一体，使得充气装置的结构紧密、抗干扰性强；同时采用加速度传感器监测车辆的实时加速度，通过控制电路控制撞针运动，能够实现多种工作状态下快速地、全自动地开启充气罐。该种充气装置结构简单、操作方便、安全可靠、启动灵敏、可控性高、能够迅速地完成气囊的充气，有效的提高了气囊安全性能、促进了气囊在安防领域的应用。

附图说明

图1为本实用新型充气装置总装配结构示意图；

图2为本实用新型充气装置充气罐的结构示意图；

图3为本实用新型充气装置撞针的结构示意图；

图4为本实用新型充气装置工作状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行进一步说明。

如图1所示，本实施例的集成式安全气囊用充气装置，包括充气灌、充气罐开启装置、导气装置和控制电路，所述的充气灌通过罐体1设有的第一凸缘11和密封盖3设有的第二凸缘33焊接密封，所述的密封盖3设有一杯状体32，所述的杯状体32底面中心处设有十字削弱槽31；所述的十字削弱槽31正设于充气罐开启装置设有的撞针4头部端，所述的撞针4外表面43加工成阶梯轴状，沿撞针4轴向采用过盈配合的方式将撞针4固设于压电材料环6的内环孔内，压电材料环6的外环面采用胶粘的方式固设于杯状体32，压电材料环6通过导线连接于控制电路11；所述的撞针4尾部端设有一盲孔42，所述的盲孔42内设有一压缩弹簧5；所述的压缩弹簧5一端与盲孔42的底部表面相接触，另一端与导气装置设有的压板9相接触，所述的压板9中心处设有多个气孔10，压板9上设有的气孔10的区域处设有一导气嘴12，所述的导气嘴12通过焊接的方式固定于压板9的外侧面，压板9的内侧面处设有一密封件7，所述的导气装置通过螺栓连接的方式固于充气灌；所述的控制电路11由相串联的速度传感器、中控器和开关组成，所述的加速度传感器安装于车身。

本实施例中的控制电路11通过导线与压电材料环6相连接，所述的压电材料环6由多片的压电材料环或者压电陶瓷环构成，压电材料环6至少包含有一片环状的压电叠堆或者压电陶瓷环构成，所述的压电材料环6在通电时作轴向的伸缩运动。所述控制电路11设有的加速传感器安装于车身用于检测车辆的运行加速度，预先给控制电路11预设一人体安全加速度值，中控器能够采集并分析加速度传感器所发送的信号判定该信号是否异常，从而控制是否给予压电材料环6施加驱动电压。

本实施例中的压板9中心区域设有一定数量的气孔10，压板9背离撞针4的外表面上焊接有一导气嘴12，导气嘴12完全覆盖气孔10区域，导气嘴12与气囊服的进气嘴相连。

如图1、图2所示，本实施例中，罐体1采用冲压的方法加工制作，所述的密封盖3中心部位设有一杯状体32，同时在杯状体32的底部面上加工一十字削弱槽31，在低温环境下将干冰2置于罐体1内，采用焊接的方式将密封盖3设有的第二凸缘33焊接于罐体1设有的第一凸缘11，从而实现充气灌的密封，为了长时间的保存充气灌，在充气灌外表面镀有一层惰性材料。

如图3所示，本实施例中，撞针4的一端为圆锥体41，所述的圆锥体41正对于密封盖3设有的十字削弱槽31，撞针4的另一端设有一盲孔42，盲孔42内设有一压缩弹簧5，撞针4外表面43加工成阶梯轴状，将撞针4外表面43通过过盈配合的方式固设于的压电材料环6的内环孔内，然后将固设有撞针4的压电材料环6的外环面通过胶粘的方式固定于密封盖3设有的杯状体32内。

以下结合图1、图4说明本实施例的充气装置的工作过程：

首先，在低温环境下将干冰2放置于罐体1，然后采用焊接的方式将密封盖3焊接于罐体1，待充气灌密封完全，在充气灌的外表面镀上一层惰性材料。在撞针4外表面43固设于压电材料环6的内环孔内，接着将压电材料环6的外环面通过胶粘的方式固定于杯状体32，同时在盲孔42内放置一压缩弹簧5，采用螺栓连接的方式将压板9固定于充气灌，使得压缩弹簧5处于压缩预紧状态，所预设的预紧力大于密封盖3设有的十字削弱槽31破坏所需要的作用力，其中压板9设有的导气嘴12与气囊服的进气口相连，为了防止气体的泄漏，在压板8与充气灌之间设有一密封件7，最后给控制电路预设一个人体所能承受的安全加速度值，其初始工作状态示意图如图1所示。

当车辆与其他物体发生碰撞时，车辆的运行加速度发生巨变，固定于车身上的加速度传感器监测此时车辆的运行加速度并将该异常信号传递于中控器分析判定，若此时的加速度值超过所预设的加速度值，中控器启动控制电路11，处于工作的状态控制电路11向压电材料环6施加一驱动电压，获得驱动电压的压电材料环6作轴向伸缩运动，从而释放撞针4使得撞针4处于解锁状态，处于解锁状态下的撞针4在压缩弹簧5预紧力的作用下撞破杯状体32底部面设有的十字削弱槽31，使充气灌内部处于高压状态下的CO₂通过气孔10由导气嘴12进入安全气囊服，快速地完全气囊服的充气，其工作状态示意图如图4所示。

Claims

1.一种集成式安全气囊用充气装置，包括充气罐、充气罐开启装置、导气装置和控制电路，其特征在于，所述的充气罐由罐体（1）和密封盖（3）组成；所述的罐体（1）内设有一杯状体（32），所述的杯状体（32）开口的一端通过压板（9）固定在密封盖（3）上，杯状体（32）封闭的一端设有一削弱区域；所述的充气罐开启装置包括撞针（4）和压电材料环（6），沿撞针（4）轴向采用过盈配合的方式固设于压电材料环（6）的内环孔内，压电材料环（6）的外环面固设于杯状体（32）内，压电材料环（6）通过导线连接于控制电路（11）；所述的撞针（4）的头部朝向所述削弱区域，撞针（4）的尾部端设有一盲孔（42），所述的盲孔（42）内设有一压缩弹簧（5）；所述的压缩弹簧（5）一端与盲孔（42）的底部表面相接触，另一端与导气装置设有的压板（9）内侧面相接触；所述的导气装置由压板（9）中心处设有的多个气孔（10）和导气嘴（12）组成，导气嘴（12）设于气孔（10）所处的区域，所述的导气嘴（12）固定于压板（9）的外侧面，压板（9）的内侧面处设有一密封件（7）。

2.如权利要求1所述的集成式安全气囊用充气装置，其特征在于，所述的削弱区域呈十字型。

3.如权利要求1所述的集成式安全气囊用充气装置，其特征在于，所述的控制电路（11）由依次串联的加速度传感器、中控器和开关组成，所述的加速度传感器安装于车身。

4.如权利要求1所述的集成式安全气囊用充气装置，其特征在于，所述的压电材料环（6）为环状压电叠堆或者压电陶瓷环，压电材料环（6）至少由一片环状压电叠堆或者压电陶瓷环构成，所述的压电材料环（6）在通电时作轴向的伸缩运动。

5.如权利要求1所述的集成式安全气囊用充气装置，其特征在于，所述的压缩弹簧（5）初始状态处于压缩预紧状态，其所施加的预紧力大于密封盖（3）设有的十字削弱槽（31）破坏所需要的作用力。