CN204870645U - 一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置，所述快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置，包括座椅本体，所述头枕与两支撑杆相连，两支撑杆与一U形支架相连；所述U形支架的下端与一烟火式驱动器相连，通过烟火式驱动器的推杆能够推动头枕向上及向前移动。本实用新型响应快，从而能够有效限制碰撞发生时头部、颈部向后的活动范围，避免或减轻头部和颈部受伤。

Description

一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车座椅防护装置，尤其涉及一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置。

背景技术

交通事故统计数据显示，汽车后碰撞是一种主要交通事故形态，在后碰撞中，极易导致车内乘员的颈部受损，需要花费高昂的治疗费用，造成了很高的社会代价。2008年底欧洲正式将座椅挥鞭伤试验列入到E-NCAP评价体系，并将此部分结果纳入到成人乘员保护评定中。2009年初，日本NASVA组织将后碰撞颈部保护试验作为单独的一个部分引入到J-NCAP评价体系。中国NCAP也于2012年7月增加了挥鞭伤试验和及相关评价。基于以上背景，开展座椅的后碰撞颈部防护研究，以减轻挥鞭伤对乘员的伤害，具有重要的意义。

研究显示在汽车后碰撞中，头后间隙是影响乘员挥鞭伤至关重要的因素，通过尽量减小头后间隙和适当提升头枕高度，将可以有效防范挥鞭伤，减轻对乘员颈部的伤害。减少挥鞭伤伤害的最直接方法是采用主动式安全头枕系统。为此，有人设计了汽车座椅头枕防护装置，如CN102407789B公开的“电磁驱动式碰撞主动响应头枕及其控制方法”，其头枕通过电磁驱动完成头枕前移，以保护乘员颈部。CN101734181B公开了“车辆的主动式头枕装置及其执行器”其主要通过弹簧对头枕进行控制，使头枕在车辆发生碰撞时向前弹出，以保护乘员颈部。CN103192749A公开了“一种汽车座椅主动头枕装置”，其发生碰撞时，头枕迅速触发并停留在触发结束后位置，不会因乘车者重复挤压触发机构使得头枕前后重复运动，对颈部造成二次伤害。

但上述装置，都存在一个共同的问题，就是响应速度慢，由于碰撞发生通常在一瞬间完成，因此如果头枕不能在瞬间弹出，不但不能对颈部进行保护，反而会对颈部造成二次伤害。并且现有的保护装置结构都较为复杂，需要精确的配合才能完成动作，使用成本也较高。因此，当前仍需不断改进头枕的触发装置与控制机构，以解决响应较慢、系统成本较高、事故发生后维修替换成本较高等问题。如何快速触发头枕向前向上运动，从而限制头部、颈部向后的活动范围，防止或降低头颈部受伤的机会一直是本领域的技术人员的研究重点。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于怎样解决现有头枕保护装置响应较慢，结构复杂，制作成本较高，使用成本较高的问题，提供一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置，响应快，从而能够有效限制碰撞发生时头部、颈部向后的活动范围，避免或减轻头部和颈部受伤。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置，包括座椅本体，所述座椅本体包括坐垫、靠背和头枕，所述靠背具有靠背骨架，该靠背骨架包括两侧杆、与两侧杆上端相连的上横梁、以及与两侧杆下部相连的下横梁；其特征在于：所述头枕与两等长的支撑杆相连，在两支撑杆上分别套设有一可滑动的套管，所述套管通过旋转铰链与靠背骨架的上横梁转动连接；两支撑杆的上端与头枕相连，下端与一U形支架相连；所述U形支架的上端为开放端，下端为封闭端，该U形支架的上端与两支撑杆固定连接，下端与一烟火式驱动器相连；

所述烟火式驱动器包括上端开放下端封闭的气缸壳体，在气缸壳体内设有一能沿其轴向滑动的活塞，所述活塞与一推杆相连，该推杆的下端与活塞相连，上端从气缸壳体的开放端伸出，在活塞与气缸壳体封闭端之间的密闭空腔内设有烟火发生器；在气缸壳体的下部对应烟火发生器的底端位置设有电子触发器，通过该电子触发器能够将气缸壳体内的烟火发生器引爆；所述气缸壳体的下端与靠背骨架的下横梁固定连接，上端向靠背后侧方向倾斜，使烟火式驱动器以设定角度倾斜设置；

所述U形支架的下端与烟火式驱动器的推杆的上端转动连接，通过该推杆能够推动头枕向上及向前移动。

进一步地，所述U形支架的下端朝靠背前侧方向弯曲。

进一步地，在气缸壳体的开放端设有限位缸盖，该限位缸盖与气缸壳体可拆卸连接；在活塞与限位缸盖之间设置有预压紧的复位弹簧，所述复位弹簧套设于推杆上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、结构简单，制作方便，制作成本低廉，头枕与靠背骨架的连接方便，稳定性好。

2、驱动部分采用烟火式驱动器，通过点燃烟火发生器（如火药等），即可瞬间产生较高气压，从而推动活塞及推杆移动，进而推动头枕向上并向前移动；当后碰撞发生后的10-20ms内便能够实现头枕向上并向前快速运动，增大乘员头部与头枕的接触面积并减小乘员头部与头枕的距离，切实为乘员提供快速高效的保护。

3、使用一次后，只需通过推杆将活塞从气缸壳体内拉出，然后装上烟火发生器（火药等）即可再次使用，从而使使用成本低廉。

4、基于该实用新型设计，通过设定不同的安装角度（即烟火式驱动器的安装角度），可控制头枕在X、Z向的移动量，以满足不同类型座椅的设计需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为碰撞发生前头枕的状态图。

图3为碰撞发生后头枕的状态图。

图4为烟火式驱动器的结构示意图。

图5为本实用新型控制方法的原理框图。

图中：1—头枕，2—靠背骨架，3—支撑杆，4—套管，5—旋转铰链，6—U形支架，7—烟火式驱动器，71—气缸壳体，72—活塞，73—推杆，74—烟火发生器，75—限位缸盖，76—复位弹簧，77—通孔。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：参见图1至图4，一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置，包括座椅本体，所述座椅本体包括坐垫、靠背和头枕1，所述靠背具有靠背骨架2，该靠背骨架2包括两侧杆、与两侧杆上端相连的上横梁、以及与两侧杆下部相连的下横梁。所述头枕1与两等长的支撑杆3相连，在两支撑杆3上分别套设有一可滑动的套管4，所述套管4通过旋转铰链5（轴承等）与靠背骨架2的上横梁转动连接；从而使支撑杆3能够上下移动同时能够绕上横梁转动。两支撑杆3的上端与头枕1相连，下端与一U形支架6相连。所述U形支架6的上端为开放端，下端为封闭端，该U形支架6的上端与两支撑杆3固定连接，下端与一烟火式驱动器7相连；且所述U形支架6的下端朝靠背前侧方向弯曲，这样，当烟火式驱动器7推动U形支架6时，支撑杆3除向上移动外，同时向前转动，从而更好地与乘员头部相贴合，以保护头部和颈部。

所述烟火式驱动器7包括上端开放下端封闭的气缸壳体71，在气缸壳体71内设有一能沿其轴向滑动的活塞72，所述活塞72与一推杆73相连，该推杆73的下端与活塞72相连，上端从气缸壳体71的开放端伸出；在气缸壳体71的开放端设有限位缸盖75，通过所述限位缸盖75决定活塞72及推杆73的运动行程（亦决定头枕1的运动行程），该限位缸盖75与气缸壳体71可拆卸连接，具体实施时限位缸盖75与气缸壳体71采用螺纹连接的方式相连；在活塞72与限位缸盖75之间设置有预压紧的复位弹簧76，所述复位弹簧76套设于推杆73上；该复位弹簧76有助于日常使用中（烟火式驱动器7未启动过程中）头枕1处于固定状态，减少振动与噪声产生。

在活塞72与气缸壳体71封闭端之间的密闭空腔内设有烟火发生器74；在气缸壳体71的下部对应烟火发生器74的底端位置设有电子触发器，通过该电子触发器能够将气缸壳体71内的烟火发生器74引爆；以在极短的时间内爆炸，瞬间产生向外的推力推动活塞72移动。所述气缸壳体71的下端与靠背骨架2的下横梁固定连接，上端向靠背后侧方向倾斜，使烟火式驱动器7以设定角度倾斜设置；这样，当推杆73推动U形支架6时，U形支架6除向上移动外，同时向后移动，从而使头枕1向上并向前移动，从而更好地与乘员头部相贴合，进一步保护头部和颈部。

所述U形支架6的下端与烟火式驱动器7的推杆73的上端转动连接，通过该推杆73能够推动头枕1向上及向前移动；加工过程中，在推杆73的上端沿其径向设有一通孔77，所述推杆73通过该通孔77套设在U形支架6的下端，实现U形支架6与推杆73的可转动连接。

参见图5，一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置的控制方法，包括如下步骤：

1）将后碰撞传感器和车载ECU相连，以采集后碰撞信号；同时，将电子触发器与车载ECU相连，以通过车载ECU控制电子触发器的触发；

2）车载ECU启动并进行自检，若ECU检测到电子点火器出现故障，则进行报警并显示故障码，反之则采集后碰撞传感器信号；若未检测到碰撞信号，则重复自检；

3）当ECU检测到后碰信号后，判断碰撞速度变化，当碰撞速度变化量（△V）大于等于10km/h时（其中，ECU控制单元基于加速度信号积分获取速度变化信息），ECU向电子触发器发送触发信号，引爆烟火式驱动器7并推动头枕1向上并向前移动。

采用本方法对主动防护头枕装置进行保护控制，通过检测后碰撞强度（即△V的大小），能够更好地控制装置的触发点，避免产生误触发，从而提高装置的运行稳定性。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置，包括座椅本体，所述座椅本体包括坐垫、靠背和头枕，所述靠背具有靠背骨架，该靠背骨架包括两侧杆、与两侧杆上端相连的上横梁、以及与两侧杆下部相连的下横梁；其特征在于：所述头枕与两等长的支撑杆相连，在两支撑杆上分别套设有一可滑动的套管，所述套管通过旋转铰链与靠背骨架的上横梁转动连接；两支撑杆的上端与头枕相连，下端与一U形支架相连；所述U形支架的上端为开放端，下端为封闭端，该U形支架的上端与两支撑杆固定连接，下端与一烟火式驱动器相连；

所述烟火式驱动器包括上端开放下端封闭的气缸壳体，在气缸壳体内设有一能沿其轴向滑动的活塞，所述活塞与一推杆相连，该推杆的下端与活塞相连，上端从气缸壳体的开放端伸出，在活塞与气缸壳体封闭端之间的密闭空腔内设有烟火发生器；在气缸壳体的下部对应烟火发生器的底端位置设有电子触发器，通过该电子触发器能够将气缸壳体内的烟火发生器引爆；所述气缸壳体的下端与靠背骨架的下横梁固定连接，上端向靠背后侧方向倾斜，使烟火式驱动器以设定角度倾斜设置；

所述U形支架的下端与烟火式驱动器的推杆的上端转动连接，通过该推杆能够推动头枕向上及向前移动。

2.根据权利要求1所述的一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置，其特征在于：所述U形支架的下端朝靠背前侧方向弯曲。

3.根据权利要求1所述的一种快速响应的汽车座椅主动防护头枕装置，其特征在于：在气缸壳体的开放端设有限位缸盖，该限位缸盖与气缸壳体可拆卸连接；在活塞与限位缸盖之间设置有预压紧的复位弹簧，所述复位弹簧套设于推杆上。