CN211809488U - 汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构，本实用新型的汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构，包括倾斜的水银惯性攀升管，所述水银惯性攀升管的管内为水银攀升通道，所述水银攀升通道内设置有水银截断阀芯，所述水银截断阀芯能使所述水银攀升通道被截断封堵；所述水银惯性攀升管的上端通过渐缩管一体化同轴心连通有电极管，所述电极管的内部为水银导电通道；保证了汽车受到低强度碰撞、汽车受到上下剧烈颠簸时，汽车被吊装、侧翻(非碰撞造成的缓慢侧翻)、拖拽等非剧烈碰撞的特殊场景下，汽车正常的刹车减速过程中都不会触发安全气囊，保证了安全气囊的可靠性。

Description

汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构

技术领域

本实用新型属于汽车安全领域。

背景技术

水银开关式碰撞传感器利用水银导电良好的特性制成，当汽车发生碰撞时，减速度将使水银产生惯性力；惯性力在水银运动方向上的分力会将水银抛向传感器电极，使两个电极接通，从而接通气囊点火器电路的电源；但是水银具有流动性，例如在强度较大的颠簸路段，其上下剧烈颠簸会时有可能会使水银发生震荡、飞溅至触发电极的现象，进而造成安全气囊错误触发造成事故；或是在汽车需要被吊装、侧翻(非碰撞造成的缓慢侧翻)、拖拽等非剧烈碰撞的特殊场景下，汽车的姿态发生改变后也会使水银流向电极进而触发安全气囊，造成安全气囊的错误触发现象；由于汽车安全气囊的触发是一次性的，若触发过一次必须要重新更换完整的安全系统，而且安全系统更换成本巨大，因此需要设计一种只有正常碰撞时才能触发气囊的传感器。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构，包括倾斜的水银惯性攀升管，所述水银惯性攀升管的管内为水银攀升通道，所述水银攀升通道内设置有水银截断阀芯，所述水银截断阀芯能使所述水银攀升通道被截断封堵；所述水银惯性攀升管的上端通过渐缩管一体化同轴心连通有电极管，所述电极管的内部为水银导电通道；

还包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极保持间距的设置在所述水银导电通道内，当水银导电通道内流过水银液体时，所述第一电极与第二电极电性连通。

进一步的，还包括水平的环形管，所述环形管的内外径与所述水银惯性攀升管的内外径相同；所述环形管与所述水银惯性攀升管一体化连接，所述环形管内的环形通道与所述水银惯性攀升管内的水银攀升通道连通，且所述环形管的环体中心线与所述水银惯性攀升管的轴线相交；

所述水银截断阀芯位于所述环形通道与所述水银攀升通道的连通处，水银截断阀芯包括左右对称的左活动筒体和右活动筒体，所述左活动筒体和右活动筒体的筒外壁均与所述环形管的管内壁滑动贴合，所述左活动筒体和右活动筒体均能沿所述环形管内的环形通道滑动；所述左活动筒体与右活动筒体在所述环形通道与所述水银攀升通道的连通处相互接触时，所述水银攀升通道被截断；左活动筒体与右活动筒体相互分离时，所述水银攀升通道为畅通状态。

进一步的，所述环形通道内左右对称设置有左弧形联动杆和右弧形联动杆，左弧形联动杆和右弧形联动杆的圆弧结构的圆心均与所述环形通道的轴心重合；

所述左弧形联动杆的逆时针端固定连接所述左活动筒体的左端壁；所述左弧形联动杆的顺时针端固定连接有左惯性球，所述左惯性球与所述环形通道内壁滑动配合，所述环形通道内壁还固定设置有左环形内缘，所述左环形内缘位于所述左惯性球与所述左活动筒体之间，所述左弧形联动杆穿过所述左环形内缘的左内圈，所述左弧形联动杆外侧还套设有左回位弹簧，所述左回位弹簧两端分别弹性顶压所述左环形内缘和左活动筒体的左端壁；

所述右弧形联动杆的顺时针端固定连接所述右活动筒体的右端壁；所述右弧形联动杆的逆时针端固定连接有右惯性球，所述右惯性球与所述环形通道内壁滑动配合，所述环形通道内壁还固定设置有右环形内缘，所述右环形内缘位于所述右惯性球与所述右活动筒体之间，所述右弧形联动杆穿过所述右环形内缘的右内圈，所述右弧形联动杆外侧还套设有右回位弹簧，所述右回位弹簧两端分别弹性顶压所述右环形内缘和右活动筒体的右端壁。

进一步的，左弧形联动杆和右弧形联动杆的弧长相同，且所述左弧形联动杆和右弧形联动杆的圆心角的取值范围均为80°至100°。

进一步的，所述左活动筒体的左端壁和右活动筒体的右端壁上分别设置有若干第一气压平衡孔和若干第二气压平衡孔。

进一步的，还包括气压平衡管，所述气压平衡管的两端将所述左惯性球两侧的环形通道相互连通。

有益效果：本实用新型的结构简单，该防错机构实现四个方向的独立传感器，传感器的结构特征保证了汽车受到低强度碰撞、汽车受到上下剧烈颠簸时，汽车被吊装、侧翻(非碰撞造成的缓慢侧翻)、拖拽等非剧烈碰撞的特殊场景下，汽车正常的刹车减速过程中都不会触发安全气囊，保证了安全气囊的可靠性。

附图说明

附图1为本装置的整体结构示意图；

附图2为本装置的正视图；

附图3为本装置的俯视图；

附图4为四个传感器的分布示意图；

附图5为“前碰撞水银开关传感器”的结构示意图；

附图6为附图5的立体结构示意图；

附图7为附图6的剖开结构示意图；

附图8为附图7的惯性活动球限位内缘处的放大示意图；

附图9为附图6的前部分结构示意图；

附图10为环形管第一剖开结构示意图；

附图11为环形管第二剖开结构示意图；

附图12为环形管第三剖开结构示意图；

附图13左活动筒体和右活动筒体相互靠紧时的示意图；

附图14为左活动筒体和右活动筒体相互分离时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

在高档汽车上，车体受到前后侧的碰撞与受到左右侧部的猛烈碰撞所要触发的安全气囊是不一样的，例如前部受到碰撞需要启动方向盘附近的气囊，而侧部受到碰撞则需要启动车窗附近的安全气囊，因此系统需要单独判定前后左右四个方向的碰撞，本实施例采用四个独立的传感器来实现，每一个传感器的触发对应一个方向的碰撞，具体如附图1至14所示的汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构，包括水平安装在汽车上的传感器底座27，传感器底座27上安装有前碰撞水银开关传感器20.2、后碰撞水银开关传感器20.4、左碰撞水银开关传感器20.1和右碰撞水银开关传感器20.1；前碰撞水银开关传感器20.2、后碰撞水银开关传感器20.4、左碰撞水银开关传感器20.1和右碰撞水银开关传感器20.1以传感器底座27的轴心为中心呈圆周阵列分布；

本实施例的传感器底座27为盘体结构，传感器底座27的盘体结构沿周向方向还成圆周阵列设置有法兰孔29，这样用于水平固定在汽车的底盘上；本实施例的传感器底座27的上方还同轴心设置有环形支架26，环形支架26通过若干支撑柱(25)与传感器底座27固定连接，环形支架26通过四个支撑臂25分别与前碰撞水银开关传感器20.2、后碰撞水银开关传感器20.4、左碰撞水银开关传感器20.1和右碰撞水银开关传感器20.1支撑连接，四个传感器稳定的支撑在传感器底座27上；

当车体的前侧、后侧、左侧、右侧分别受到猛烈碰撞时，会相应的触发前碰撞水银开关传感器20.2、后碰撞水银开关传感器20.4、左碰撞水银开关传感器20.1和右碰撞水银开关传感器20.1；本实施例的前碰撞水银开关传感器20.2、后碰撞水银开关传感器20.4、左碰撞水银开关传感器20.1和右碰撞水银开关传感器20.1的结构均相同，且前碰撞水银开关传感器20.2、后碰撞水银开关传感器20.4、左碰撞水银开关传感器20.1和右碰撞水银开关传感器20.1分别朝前后左右四个方位布置；

前碰撞水银开关传感器20.2、后碰撞水银开关传感器20.4、左碰撞水银开关传感器20.1和右碰撞水银开关传感器20.1中的任意一个均包括呈平滑圆弧倾斜上升的水银惯性爬升管10，水银惯性爬升管10的管内为水银惯性爬升通道9，水银惯性爬升通道9中还填充有惰性气体，水银惯性爬升通道9内的下部分填装有一团液体水银7；由于四个传感器的除了方位不一致外其他结构都是一样的，为了简介描述，下文中以“前碰撞水银开关传感器20.2”为例进行介绍：

“前碰撞水银开关传感器20.2”的水银惯性爬升通道9的下端设置有环形的惯性活动球限位内缘5，水银惯性爬升通道9内同轴心活动设置有惯性活动球6，惯性活动球6的外径与水银惯性爬升通道9内径的尺寸是一致的，具体是惯性活动球6与水银惯性爬升通道9内壁滑动配合，本实施例的惯性活动球6采用滚筒抛光的方法精密抛光的钢球，其惯性活动球6的表面粗糙度达Ra0.01μm，这样保证了惯性活动球6在水银惯性爬升通道9内顺畅活动，保证传感器的可靠性，惯性活动球6能沿水银惯性爬升通道9活动，惯性活动球6位于一团液体水银7与惯性活动球限位内缘5之间，一团液体水银7在重力作用下始终挤压惯性活动球6，使惯性活动球6同轴心顶靠在惯性活动球限位内缘5上；本实施例的惯性活动球限位内缘5为橡胶或硅胶材质，惯性活动球6将水银惯性爬升通道9的下端封堵。

水银惯性爬升管10的上端一体化同轴心连通有水银惯性攀升管12，水银惯性攀升管12的管内为水银攀升通道11，水银攀升通道11内设置有水银截断阀芯23，水银截断阀芯23能使水银攀升通道11被截断封堵；水银惯性攀升管12的上端通过渐缩管21一体化同轴心连通有电极管20，电极管20的内部为水银导电通道14；水银惯性爬升管10的下端通过弯管4一体化连通有竖向的负压竖管2，负压竖管2的内部为负压腔3，初始状态下负压腔3内为填充有惰性气体的常压腔，惯性活动球6沿水银惯性爬升通道9向上瞬间活动后会使负压腔3而产生负压；水银导电通道14的上端通过回流管8连通负压腔3；

还包括安全气囊控制器18，安全气囊控制器18引出的第一电极19和第二电极15电性连通时会触发安全气囊控制器18，第一电极19和第二电极15保持间距的设置在水银导电通道14内，当水银导电通道14内流过水银液体时，第一电极19与第二电极15电性连通。

还包括水平的环形管22，环形管22的内外径与水银惯性攀升管12的内外径相同；环形管22与水银惯性攀升管12一体化连接，环形管22内的环形通道41与水银惯性攀升管12内的水银攀升通道11连通，且环形管22的环体中心线与水银惯性攀升管12的轴线相交；

水银截断阀芯23位于环形通道41与水银攀升通道11的连通处，水银截断阀芯23包括左右对称的左活动筒体23.1和右活动筒体23.2，本实施例的左活动筒体23.1和右活动筒体23.2不是标准的直筒结构，而是弯曲的筒体结构，具体是该左活动筒体23.1和右活动筒体23.2的筒外壁均与环形管22的管内壁滑动贴合，左活动筒体23.1和右活动筒体23.2均能沿环形管22内的环形通道41滑动；左活动筒体23.1与右活动筒体23.2在环形通道41与水银攀升通道11的连通处相互接触时，水银攀升通道11被截断；左活动筒体23.1与右活动筒体23.2相互分离时，水银攀升通道11为畅通状态；环形通道41内左右对称设置有左弧形联动杆33和右弧形联动杆34，左弧形联动杆33和右弧形联动杆34的圆弧结构的圆心均与环形通道41的轴心重合；左弧形联动杆33和右弧形联动杆34的弧长相同，且左弧形联动杆33和右弧形联动杆34的圆心角的取值范围均为80°至100°；

左弧形联动杆33的逆时针端固定连接左活动筒体23.1的左端壁39；左弧形联动杆33的顺时针端固定连接有左惯性球35，左惯性球35与环形通道41内壁滑动配合，环形通道41内壁还固定设置有左环形内缘63，左环形内缘63位于左惯性球35与左活动筒体23.1之间，左弧形联动杆33穿过左环形内缘63的左内圈61，左弧形联动杆33外侧还套设有左回位弹簧31，左回位弹簧31两端分别弹性顶压左环形内缘63和左活动筒体23.1的左端壁39；右弧形联动杆34的顺时针端固定连接右活动筒体23.2的右端壁40；右弧形联动杆34的逆时针端固定连接有右惯性球36，右惯性球36与环形通道41内壁滑动配合，环形通道41内壁还固定设置有右环形内缘64，右环形内缘64位于右惯性球36与右活动筒体23.2之间，右弧形联动杆34穿过右环形内缘64的右内圈62，右弧形联动杆34外侧还套设有右回位弹簧32，右回位弹簧32两端分别弹性顶压右环形内缘64和右活动筒体23.2的右端壁40。

为了保证环形通道41内的任意部位的气压平衡，防止环形通道41内部不同地方的气压差对右惯性球36和左惯性球35的运动造成较大的干扰，而且由于传感器的内部有水银液体，因此还要保证环形通道41相对于外界是完全隔绝的，本实施例的左活动筒体23.1的左端壁39和右活动筒体23.2的右端壁40上分别设置有若干第一气压平衡孔37和若干第二气压平衡孔37；还包括气压平衡管24，气压平衡管24的两端将左惯性球35两侧的环形通道41相互连通，在该结构下，保证了环形通道41内的任意部位都是相互连通的，不会发生气压差的问题，而且并没有与外界连通，进而不用担心水银蒸汽泄漏的问题；

以“前碰撞水银开关传感器20.2”为例，具体的安全气囊触发过程和该结构这样设计的目的如下：

由于本结构中左活动筒体23.1和右活动筒体23.2的外壁与环形通道41的内壁之间相互滑动时会产生一定的摩擦力，会造成一定的干扰，进而无法精确地得出左活动筒体23.1和右活动筒体23.2因右惯性球36和左惯性球35惯性运动而相互分离的阈值，因此在本方案中不以左活动筒体23.1与右活动筒体23.2的相互分离作为汽车受到的碰撞强度的触发阈值；而是以灵敏性更高的液体水银因惯性的抛出高度作为触发安全气囊的触发阈值；具体的思路如下：

汽车正常的刹车减速过程中：左惯性球35和右惯性球36所形成的向前的惯性力无法克服左回位弹簧31和右回位弹簧32的回弹力，左惯性球35和右惯性球36不会在环形通道41内活动，从而使左活动筒体23.1与右活动筒体23.2仍然处于相互同轴心接触的状态，此时水银攀升通道11处于被截断的状态；

汽车受到上下剧烈颠簸时：此时水银惯性爬升通道9内的一团液体水银7会发生上下震荡，可能会发生飞溅的现象，但是由于此时并没受到前后碰撞，左惯性球35和右惯性球36不会在环形通道41内活动，从而使左活动筒体23.1与右活动筒体23.2仍然处于相互同轴心接触的状态，此时水银攀升通道11处于被截断的状态，水银惯性爬升通道9内的一团液体水银7不能通过水银攀升通道11，从而此状态下水液体银无法到达水银导电通道14内，无法触发安全气囊；

汽车被吊装、侧翻(非碰撞造成的缓慢侧翻)、拖拽等非剧烈碰撞的特殊场景下：此状态下汽车整体姿态发生了改变，由于水银是液体，此状态下水银惯性爬升通道9内的一团液体水银7会在重力作用下向水银攀升通道11流动，但是由于此时并没受到前后碰撞，左惯性球35和右惯性球36不会在环形通道41内活动，从而使左活动筒体23.1与右活动筒体23.2仍然处于相互同轴心接触的状态，此时水银攀升通道11处于被截断的状态，水银惯性爬升通道9内的一团液体水银7不能通过水银攀升通道11，从而此状态下水液体银无法到达水银导电通道14内，无法触发安全气囊；

汽车受到低强度碰撞(碰撞强度达到预设触发阈值的60％至70％左右时)：左惯性球35和右惯性球36足够克服左回位弹簧31和右回位弹簧32的回弹力，左惯性球35和右惯性球36在惯性左右下瞬间进行向前运动一段距离，从而在左弧形联动杆33和右弧形联动杆34的带动下使左活动筒体23.1与右活动筒体23.2瞬间相互分离，从而使水银攀升通道11为畅通状态；但是由于碰撞强度没有达到预设的阈值，水银惯性爬升通道9内的一团液体水银7在惯性力的作用下仍然无法顺利抛向渐缩管21所在高度，进而无法到达，因在此状态下水银也无法到达水银导电通道14内，从而也无法触发安全气囊；

汽车受到高强度碰撞(碰撞强度达到或超过预设触发阈值的100％)时：左惯性球35和右惯性球36远远足够克服左回位弹簧31和右回位弹簧32的回弹力，左惯性球35和右惯性球36在惯性左右下瞬间进行向前运动一段距离，从而在左弧形联动杆33和右弧形联动杆34的刚性带动下使左活动筒体23.1与右活动筒体23.2瞬间相互分离，从而使水银攀升通道11为畅通状态；由于碰撞强度达到了预设的阈值，水银惯性爬升通道9内的一团液体水银7在向前的惯性力的作用下瞬间沿水银惯性爬升通道9上抛至穿过水银攀升通道11，并到达渐缩管21内；与此同时，惯性活动球6也在向前的惯性作用下也会沿水银惯性爬升通道9的路径前进一段距离，从而使负压腔3内瞬间形成负压，水银惯性爬升通道9内瞬间形成正压，从而在回流管8的作用下使水银导电通道14内形成负压，到达渐缩管21内的水银液体在惯性和气压差的综合作用下瞬间流过水银导电通道14到达回流管8内，从而使第一电极19与第二电极15电性连通，第一电极19和第二电极15电性连通后迅速触发安全气囊控制器18，从而实现开启安全气囊。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构，其特征在于：包括倾斜的水银惯性攀升管(12)，所述水银惯性攀升管(12)的管内为水银攀升通道(11)，所述水银攀升通道(11)内设置有水银截断阀芯(23)，所述水银截断阀芯(23)能使所述水银攀升通道(11)被截断封堵；所述水银惯性攀升管(12)的上端通过渐缩管(21)一体化同轴心连通有电极管(20)，所述电极管(20)的内部为水银导电通道(14)；

还包括第一电极(19)和第二电极(15)，所述第一电极(19)和第二电极(15)保持间距的设置在所述水银导电通道(14)内，当水银导电通道(14)内流过水银液体时，所述第一电极(19)与第二电极(15)电性连通。

2.根据权利要求1所述的汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构，其特征在于：还包括水平的环形管(22)，所述环形管(22)的内外径与所述水银惯性攀升管(12)的内外径相同；所述环形管(22)与所述水银惯性攀升管(12)一体化连接，所述环形管(22)内的环形通道(41)与所述水银惯性攀升管(12)内的水银攀升通道(11)连通，且所述环形管(22)的环体中心线与所述水银惯性攀升管(12)的轴线相交；

所述水银截断阀芯(23)位于所述环形通道(41)与所述水银攀升通道(11)的连通处，水银截断阀芯(23)包括左右对称的左活动筒体(23.1)和右活动筒体(23.2)，所述左活动筒体(23.1)和右活动筒体(23.2)的筒外壁均与所述环形管(22)的管内壁滑动贴合，所述左活动筒体(23.1)和右活动筒体(23.2)均能沿所述环形管(22)内的环形通道(41)滑动；所述左活动筒体(23.1)与右活动筒体(23.2)在所述环形通道(41)与所述水银攀升通道(11)的连通处相互接触时，所述水银攀升通道(11)被截断；左活动筒体(23.1)与右活动筒体(23.2)相互分离时，所述水银攀升通道(11)为畅通状态。

3.根据权利要求2所述的汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构，其特征在于：所述环形通道(41)内左右对称设置有左弧形联动杆(33)和右弧形联动杆(34)，左弧形联动杆(33)和右弧形联动杆(34)的圆弧结构的圆心均与所述环形通道(41)的轴心重合；

所述左弧形联动杆(33)的逆时针端固定连接所述左活动筒体(23.1)的左端壁(39)；所述左弧形联动杆(33)的顺时针端固定连接有左惯性球(35)，所述左惯性球(35)与所述环形通道(41)内壁滑动配合，所述环形通道(41)内壁还固定设置有左环形内缘(63)，所述左环形内缘(63)位于所述左惯性球(35)与所述左活动筒体(23.1)之间，所述左弧形联动杆(33)穿过所述左环形内缘(63)的左内圈(61)，所述左弧形联动杆(33)外侧还套设有左回位弹簧(31)，所述左回位弹簧(31)两端分别弹性顶压所述左环形内缘(63)和左活动筒体(23.1)的左端壁(39)；

所述右弧形联动杆(34)的顺时针端固定连接所述右活动筒体(23.2)的右端壁(40)；所述右弧形联动杆(34)的逆时针端固定连接有右惯性球(36)，所述右惯性球(36)与所述环形通道(41)内壁滑动配合，所述环形通道(41)内壁还固定设置有右环形内缘(64)，所述右环形内缘(64)位于所述右惯性球(36)与所述右活动筒体(23.2)之间，所述右弧形联动杆(34)穿过所述右环形内缘(64)的右内圈(62)，所述右弧形联动杆(34)外侧还套设有右回位弹簧(32)，所述右回位弹簧(32)两端分别弹性顶压所述右环形内缘(64)和右活动筒体(23.2)的右端壁(40)。

4.根据权利要求3所述的汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构，其特征在于：左弧形联动杆(33)和右弧形联动杆(34)的弧长相同，且所述左弧形联动杆(33)和右弧形联动杆(34)的圆心角的取值范围均为80°至100°。

5.根据权利要求4所述的汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构，其特征在于：所述左活动筒体(23.1)的左端壁(39)和右活动筒体(23.2)的右端壁(40)上分别设置有若干第一气压平衡孔(37)和若干第二气压平衡孔(37)。

6.根据权利要求5所述的汽车安全气囊的碰撞传感器的触发防错机构，其特征在于：还包括气压平衡管(24)，所述气压平衡管(24)的两端将所述左惯性球(35)两侧的环形通道(41)相互连通。

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