CN212890229U - 一种基于磁控的自适应限力型安全带卷收器及安全带组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于磁控的自适应限力型安全带卷收器，其包括：卷带筒，其被设置为：当抽拉安全带时，卷带筒能够绕着其中心轴转动；限力杆，其与卷带筒固定连接，以随着卷带筒的转动而转动，以产生机械扭矩；导电环，其固定设置在卷带筒的轴向方向的端部，以随着卷带筒的转动而转动；磁铁组件，其固定的设于导电环的外围；其中，当卷带筒转动带动导电环转动时，导电环切割磁铁组件产生磁感线，以产生感应电流，磁铁组件的磁场同时对导电环产生反向洛伦兹力，以产生磁控阻力，所述磁控阻力与机械扭矩叠加以吸收碰撞能量。此外，本实用新型还公开了一种安全带组件，其包括上述自适应限力型安全带卷收器以及安全带，安全带缠绕于所述卷带筒上。

Description

一种基于磁控的自适应限力型安全带卷收器及安全带组件

技术领域

本实用新型涉及一种安全带卷收器及安全带组件，尤其涉及一种自适应限力型安全带卷收器及安全带组件。

背景技术

随着新版中国新车评价规程(CNCAP)的逐步推广和实施，针对于汽车车辆测试的碰撞场景越来越多样，碰撞工况越来越细分，对车辆驾被动安全驾乘人员保护的要求也越来越高。

为了应对越来越高的驾乘人员的保护需求，汽车安全带作为车辆发生碰撞时的第一道安全防线，针对其性能柔性的要求也越来越高。常规限力型安全带卷收器的限力等级无法调整，通常会带来以下问题：由于安全带的限力等级按照驾乘人员体型正太分布中占比最多的中等标准体型乘员的耐受力设计，当体型较小的驾乘人员佩戴安全带发生碰撞事故时，较大的限力等级会导致体型较小的乘员肩膀和胸部肋骨受到较大的冲击，从而受伤严重。

目前，部分安全带厂商已经着手对安全带限力进行改进，其通过微气体发生器推动相应的离合机构控制不同限力等级的两根限力杆叠加组合参与碰撞能量吸收，能够实现两种固有限力等级的切换。但是该方法仍然存在以下缺点：(1)散件多，制造工艺复杂，零件成本较高；(2)固有的两种等级的限力杆组合数量有限，无法根据不同体型驾乘人员的耐受力设置合适的限力等级；(3)针对不同的车型，双级限力的切换策略制定需要其他传感器的支持，同时参数标定工作需要耗费大量时间和精力，成本较高。

基于此，针对现有汽车安全带存在的缺陷，期望获得一种新型的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器及安全带组件，该自适应限力型安全带卷收器及安全带组件可以对驾乘人员进行更优的保护。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于磁控的自适应限力型安全带卷收器，该自适应限力型安全带卷收器结构简单且成本较低，其可以根据不同使用驾乘人员体型和不同碰撞强度的自适应限力大小切换，有助于提高安全约束系统在实际碰撞中的表现，对驾乘人员进行更优的保护。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种基于磁控的自适应限力型安全带卷收器，其包括：

卷带筒，其被设置为：当抽拉安全带时，卷带筒能够绕着其中心轴转动；

限力杆，其与所述卷带筒固定连接，以随着卷带筒的转动而转动，以产生机械扭矩；

导电环，其固定设置在所述卷带筒的轴向方向的端部，以随着卷带筒的转动而转动；

磁铁组件，其固定的设于所述导电环的外围；

其中，当卷带筒转动带动导电环转动时，所述导电环切割磁铁组件产生磁感线，以产生感应电流，所述磁铁组件的磁场同时对导电环产生反向洛伦兹力，以产生磁控阻力，所述磁控阻力与机械扭矩叠加以吸收碰撞能量。

在本实用新型所述的方案中，设计了一种包括卷带筒，限力杆，导电环和磁铁组件的自适应限力型安全带卷收器，其结构简单且成本较低。该自适应限力型安全带卷收器通过对现有传统限力型卷收器进行简单的改进，实现卷收器不同限力等级的无级切换，无需标定双级限力离合机构切换参数就能根据不同安全带使用者的体型和碰撞激烈程度完成限力等级的自适应切换，有助于提高安全约束系统在实际碰撞中的表现，对驾乘人员进行更优的保护。

进一步地，在本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中，上述导电环为导电铜环。

进一步地，在本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中，上述磁铁组件包括永磁铁。

进一步地，在本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中，所述磁铁组件包括电磁铁。

进一步地，在本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中，还包括框架，所述卷带筒可转动地设于所述框架内。

进一步地，在本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中，还包括侧盖，其与所述框架的端部可拆卸连接。

进一步地，在本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中，所述磁铁组件固定设于所述侧盖的内壁上。

相应地，本实用新型的另一目的在于提供一种安全带组件，该安全带组件可以根据不同使用驾乘人员体型和不同碰撞强度的自适应限力大小切换，有助于提高安全约束系统在实际碰撞中的表现，实现对驾乘人员进行更优的保护。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种安全带组件，其包括上述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器以及安全带，其中安全带缠绕于所述卷带筒上。

本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器及安全带组件相较于现有技术具有如下所述的优点和有益效果：

本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器结构简单且成本较低，其通过导电体切割磁感线产生的洛伦兹阻力叠加限力杆产生的机械扭矩以吸收碰撞能量。该基于磁控的自适应限力型安全带卷收器可以根据不同使用驾乘人员体型和不同碰撞强度的自适应限力大小切换，有助于提高安全约束系统在实际碰撞中的表现，对驾乘人员进行更优的保护。

该自适应限力型安全带卷收器结构简单且成本较低，其可以根据不同使用驾乘人员体型和不同碰撞强度的自适应限力大小切换，有助于提高安全约束系统在实际碰撞中的表现，对驾乘人员进行更优的保护

相应地，本实用新型所述的安全带组件也同样具有上述的优点以及有益效果。

附图说明

图1为本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器在一种实施方式下的结构示意图。

图2为图1所示基于磁控的自适应限力型安全带卷收器的结构分解示意图。

图3为图1所示基于磁控的自适应限力型安全带卷收器在一种视角下的部分结构示意图。

图4为图3所示基于磁控的自适应限力型安全带卷收器在另一视角下的部分结构示意图。

图5示意性地显示了本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中磁控阻力的产生机理。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器及安全带组件做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本实用新型的技术方案构成不当限定。

图1为本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器在一种实施方式下的结构示意图。

图2为图1所示基于磁控的自适应限力型安全带卷收器的结构分解示意图。

如图1和图2所示，在本实施方式中，本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器可以包括：侧盖1、磁铁组件2、导电环3、卷带筒4、卷簧5、卷簧盖6、限力杆7、框架8和锁止侧9。其中，限力杆7的一端和卷带筒4固定连接，限力杆7的另一端和锁止侧9固定连接；卷带筒4可转动地设于框架8内；侧盖1和锁止侧9与框架8的端部可拆卸连接，磁铁组件2固定设置于侧盖1的内壁上。

在该实施方式中，磁铁组件2、导电环3、卷带筒4、卷簧5、卷簧盖6和限力杆7均设置位于框架8的结构内，侧盖1和锁止侧9可以分别与框架8的两侧匹配，可以采用螺纹连接的方式，实现侧盖1和锁止侧9与框架8的可拆卸连接。

需要说明的是，在本实施方式中，导电环3为导电铜环，磁铁组件2选用磁力较强的永磁体。当然在一些其他的实施方式中，磁铁组件2也可以选用电磁铁。

图3为图1所示基于磁控的自适应限力型安全带卷收器在一种视角下的部分结构示意图。

图4为图3所示基于磁控的自适应限力型安全带卷收器在另一视角下的部分结构示意图。

如图3和图4所示，同时结合参考图1可知，在本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中，在本实施方式中，导电环3固定设置在卷带筒4的轴向方向的端部，磁铁组件2固定的设置于导电环3的外围，其固定在侧盖1的内壁，并且与卷簧5和卷簧盖6同轴心。

需要说明的是，在本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中，当碰撞发生时，驾乘人员会带动安全带往外抽拉，卷带筒4能够绕着其中心轴旋转转动，卷带筒4可以带动限力杆7转动，从而产生机械扭矩，参与碰撞能量吸收。与此同时，导电环3随着卷带筒4的转动而转动，导电环3可以切割磁铁组件2磁场中的磁感线，产生感应电流，磁铁组件2中的磁场同时会对导电环3产生反向洛伦兹力，以产生磁控阻力，磁控阻力与限力杆7产生的机械扭矩叠加以吸收碰撞能量。

需要注意的是，洛伦兹力(磁控阻力)F＝Q×V×B。其中，Q表示带点粒子的电荷量，其正比于电流大小，导电层的电阻越小，在同等电压的情况下，产生的电流越大，则产生的阻力也越大；V表示磁场中带电粒子切割磁感线的速度，其正比于导电铜环与磁铁组件的相对线速度，速度越快，则产生的阻力越大；B表示磁感应强度，与磁铁组件本身磁场强度和磁体与导电层之间的磁缝隙有关，磁场强度越大，则磁控阻力越大，磁缝隙越小，则磁控阻力越大。由此可见，为了提高磁控阻力获得更好的保护效果，应尽可能的减小导电环3与磁铁组件2之间的间隙，同时尽可能选用磁力较强的磁铁组件。

综上所述可以看出，对于本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器来说，其具有卷带筒、限力杆、导电环和磁铁组件，即可以实现本实用新型的目的。然而，为了对上述组件进行稳定的夹持，保护本实用新型自适应限力型安全带卷收器组件，以使得本技术方案具有更优的实施效果，优选地，本技术方案还可以包括有侧盖、卷簧、卷簧盖、框架和锁止侧。

图5示意性地显示了本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中磁控阻力的产生机理。

如图5所示，在本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器中，当卷带筒转动带动导电环转动时，导电环会切割磁铁组件磁场中的磁感线，导电环切割磁场中磁感线会产生瞬时感应电流。感应电流会在导电层中形成涡流，在磁场中运动的导体导电环有会产生与相对运动方向相反的洛伦兹阻力，产生磁控阻力。

需要注意的是，本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器能够应用于汽车中，其可以与安全带配合组成安全带组件，安全带组件中的安全带缠绕于自适应限力型安全带卷收器的卷带筒上。

当车辆发生碰撞时，架乘人员体型较小或者碰撞能量较轻时，安全带被拉出量较小，拉出速度较慢，则产生的磁控阻力就比较小，架乘人员的肩膀和胸部承受的载荷就比较轻。而当架乘人员体型较大或者碰撞能量较大时，安全带被拉出量较多，拉出速度较快，则产生的磁控阻力就比较大，安全带能够实现非常可靠的保护架乘人员。

综上所述可以看出，本实用新型所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器结构简单且成本较低，其可以根据不同使用驾乘人员体型和不同碰撞强度的自适应限力大小切换，有助于提高安全约束系统在实际碰撞中的表现，对驾乘人员进行更优的保护。

相应地，本实用新型所述的安全带组件也同样具有上述的优点以及有益效果。

需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本实用新型的具体实施例。显然本实用新型不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本实用新型公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于磁控的自适应限力型安全带卷收器，其特征在于，包括：

卷带筒，其被设置为：当抽拉安全带时，卷带筒能够绕着其中心轴转动；

限力杆，其与所述卷带筒固定连接，以随着卷带筒的转动而转动，以产生机械扭矩；

导电环，其固定设置在所述卷带筒的轴向方向的端部，以随着卷带筒的转动而转动；

磁铁组件，其固定的设于所述导电环的外围；

其中，当卷带筒转动带动导电环转动时，所述导电环切割磁铁组件产生磁感线，以产生感应电流，所述磁铁组件的磁场同时对导电环产生反向洛伦兹力，以产生磁控阻力，所述磁控阻力与机械扭矩叠加以吸收碰撞能量。

2.如权利要求1所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器，其特征在于，所述导电环为导电铜环。

3.如权利要求1所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器，其特征在于，所述磁铁组件包括永磁铁。

4.如权利要求1所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器，其特征在于，所述磁铁组件包括电磁铁。

5.如权利要求4所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器，其特征在于，还包括框架，所述卷带筒可转动地设于所述框架内。

6.如权利要求5所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器，其特征在于，还包括侧盖，其与所述框架的端部可拆卸连接。

7.如权利要求6所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器，其特征在于，所述磁铁组件固定设于所述侧盖的内壁上。

8.一种安全带组件，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一项所述的基于磁控的自适应限力型安全带卷收器以及安全带，所述安全带缠绕于所述卷带筒上。

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