RU2570122C1 - Higher vehicle seat passive safety system for seat user - Google Patents

Higher vehicle seat passive safety system for seat user Download PDF

Info

Publication number
RU2570122C1
RU2570122C1 RU2014144561/11A RU2014144561A RU2570122C1 RU 2570122 C1 RU2570122 C1 RU 2570122C1 RU 2014144561/11 A RU2014144561/11 A RU 2014144561/11A RU 2014144561 A RU2014144561 A RU 2014144561A RU 2570122 C1 RU2570122 C1 RU 2570122C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seat
passenger
permanent magnets
inertia
magnet
Prior art date
Application number
RU2014144561/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Давид Михайлович Белый
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2014144561/11A priority Critical patent/RU2570122C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2570122C1 publication Critical patent/RU2570122C1/en

Links

Landscapes

  • Seats For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: claimed system comprises energy absorbing bumper and mechanism for control over limited displacement in direction of the forces of inertia and seat release. The seat is fitted by its bores at its lower props on two slide guides rigidly coupled with the body at the ends and provided with retainers of the seat initial and final positions with damping elements. Said retainers of the seat initial and final positions with damping elements are composed of circular axially magnetized permanent magnets fitted on slide guides and secured, by one surface, at the seat front or rear sides or, by axial bore, at the guide at the area of its attachment to the body. Each of said two aligned pairs of permanent magnets located ahead of the seat face each other by like poles and, behind the seat, by unlike poles.
EFFECT: simplified design, higher safety at accident.
1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности пассажирских транспортных средств.The invention relates to means of passive safety of passenger vehicles.

Известны пассажирские сиденья, снабженные механизмом изменения их продольного и углового положения относительно кузова транспортного средства в процессе сборки и регулировки, включающим салазки для закрепления каркаса сиденья, продольные направляющие, механизм перемещения салазок в виде ходового резьбового винта, продольные ползуны, стопорный механизм, регуляторы наклона спинки с кронштейнами поворота подушки и спинки сиденья друг относительно друга /см. патент РФ на изобретение №2225797, кл. B60N 2/07, 2002 [1]; патент РФ на изобретение №2290331, кл. B60N 2/07, 2008 [2]; патент РФ на полезную модель №47296, кл. В60N 2/02, 2/22, 2005 [3]/.Known passenger seats are equipped with a mechanism for changing their longitudinal and angular position relative to the vehicle body during assembly and adjustment, including a slide for securing the seat frame, longitudinal guides, a slide moving mechanism in the form of a threaded screw, longitudinal sliders, locking mechanism, backrest angle adjusters with brackets for turning the cushions and backrest relative to each other / cm. RF patent for the invention No. 2225797, cl. B60N 2/07, 2002 [1]; RF patent for the invention No. 2290331, cl. B60N 2/07, 2008 [2]; RF patent for utility model No. 47296, class. B60N 2/02, 2/22, 2005 [3] /.

Недостатками известных устройств является невозможность адаптивной перестройки своего положения в пространстве непосредственно в момент удара при столкновении транспортного средства и под действием удара и, как следствие, низкая эффективность при обеспечении безопасности.The disadvantages of the known devices is the impossibility of adaptively restructuring their position in space immediately at the time of impact in a collision of a vehicle and under the influence of an impact and, as a consequence, low efficiency while ensuring safety.

Известны также устройства безопасных сидений, обеспечивающие их адаптивное продольное перемещение и ограниченный подъем относительно кузова непосредственно в момент аварийного столкновения и приводимые в действие в результате удара либо путем включения специального датчика столкновения, связанного с силовым механизмом через блок управления /см. патент РФ на полезную модель №46231, кл. В60N 2/427, 2004 [4]/, либо путем осуществления кинематической связи бампера с механизмом управления ограниченным подъемом и перемещением пассажирских сидений, выполненным в виде штоков и гидроцилиндров /см. Иванов В.Н., Лялина В.А. Пассивная безопасность автомобиля, M.: "Транспорт", 1979, с. 274, рис. 12.54 [5].Safety seat devices are also known that provide their adaptive longitudinal movement and limited rise relative to the body immediately at the time of an emergency collision and are actuated as a result of an impact or by switching on a special collision sensor connected to the power mechanism via a control unit / cm. RF patent for utility model No. 46231, cl. B60N 2/427, 2004 [4] /, or by kinematically connecting the bumper with a mechanism for controlling the limited lifting and movement of passenger seats made in the form of rods and hydraulic cylinders / cm. Ivanov V.N., Lyalina V.A. Passive car safety, M .: "Transport", 1979, p. 274, fig. 12.54 [5].

Недостатками данных устройств является предельная сложность и громоздкость гидравлических, электромеханических и т.п. силовых механизмов, блоков управления и регулирования для связи ударовоспринимающего бампера с сиденьями, что также обуславливает увеличение постоянной времени срабатывания устройства и, соответственно, снижение степени защиты пассажиров.The disadvantages of these devices is the extreme complexity and cumbersome hydraulic, electromechanical, etc. power mechanisms, control and regulation units for connecting the shock-absorbing bumper with the seats, which also leads to an increase in the response time of the device and, accordingly, a decrease in the degree of protection of passengers.

Кроме того, известны устройства, обеспечивающие как автоматический угловой поворот сидений в горизонтальной плоскости непосредственно в момент аварийного столкновения со взаимной силовой компенсацией /см. патент на полезную модель №93052, кл. B60N 2/42, 2006 [6]/, так и автоматическое опрокидывание сидений в вертикальной плоскости за счет обеспечения связи бампера при помощи поршневой системы с гидравлическими цилиндрами и гидросистемы /см. [5]; а.с. СССР №1039764, кл. B60R 21/08, B60N 1/08, 1982 [7]/.In addition, devices are known for providing automatic angular rotation of seats in the horizontal plane immediately at the time of an emergency collision with mutual force compensation / cm. Utility Model Patent No. 93052, class. B60N 2/42, 2006 [6] /, as well as automatic tipping of seats in a vertical plane due to the connection of the bumper using a piston system with hydraulic cylinders and a hydraulic system / cm. [5]; A.S. USSR No. 1039764, cl. B60R 21/08, B60N 1/08, 1982 [7] /.

Недостатками данных устройств также является предельная сложность их конструкций и, как следствие, низкие надежность, технологичность и степень обеспечения безопасности.The disadvantages of these devices is also the extreme complexity of their designs and, as a result, low reliability, manufacturability and degree of safety.

Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является система пассивной безопасности пользователей сиденьем пассажирского автотранспортного средства, содержащая энергопоглощающий бампер, кинематически связанный с механизмом управления ограниченным перемещением сиденья по направляющим салазкам в направлении действия сил инерции, включающим смонтированные на бампере демпфирующую и упругофрикционную втулки и шток, шарнирно связанный через двуплечий рычаг с тягой привода для фиксатора начального и конечного положений сиденья, взаимодействующего с его направляющими салазками и состоящего из установленного в жестко связанной с кузовом направляющей ползуна с пальцем для взаимодействия с двухступенчатой профилированной выемкой, равной ходу перемещения сиденья /см. а.с. СССР №943036, кл. B60R 19/02, B60N 1/00, 1981 [8]/, и принятая за прототип.The closest device of the same purpose to the present invention in terms of essential features is a passive safety system for users of a passenger vehicle seat, comprising an energy-absorbing bumper kinematically coupled to a mechanism for controlling the limited movement of the seat along the guide rails in the direction of action of inertia, including damping mounted on the bumper and elastofriction bushings and rod articulated through a two-arm lever with a pull second latch actuator for the initial and final position of the seat cooperating with its guide carriage and composed of a set is rigidly connected to the body of the slider with the guide finger to a two-stage interaction with the profiled recess, the course of displacement equal to the seat / cm. A.S. USSR No. 943036, class B60R 19/02, B60N 1/00, 1981 [8] /, and adopted as a prototype.

Данное устройство обеспечивает в момент удара перемещение сиденья с пассажиром в направлении действия сил инерции при одновременном демпфировании, что приводит к снижению величины замедлений действующих на пассажира инерционных перегрузок при торможении и, как следствие, к повышению уровня безопасности.This device provides, at the time of impact, the seat and passenger moving in the direction of inertia forces while damping, which reduces the amount of deceleration of the inertial overloads acting on the passenger during braking and, as a result, increases the level of safety.

Недостатками устройства-прототипа является предельная сложность конструкции кинематической связи бампера с сиденьем и механизма управления перемещением сиденья и его фиксацией в начальном и конечном положениях, что обуславливает снижение надежности конструкции, увеличение постоянной времени срабатывания при ударе и, соответственно, частичному снижению уровня безопасности.The disadvantages of the prototype device are the extreme design complexity of the kinematic connection of the bumper with the seat and the mechanism for controlling the movement of the seat and its fixation in the initial and final positions, which leads to a decrease in the reliability of the structure, an increase in the response time during an impact and, accordingly, a partial decrease in the level of safety.

Сущность изобретения заключается в создании предельно простой по конструкции системы безопасности пользователя сиденьем транспортного средства, имеющей при этом высокую надежность и степень защиты пассажиров при сильных столкновениях транспортного средства за счет осуществления в процессе удара адаптивного взаимного пространственного изменения положений элементов конструкции под действием возникающих при ударе сил инерции.The essence of the invention lies in creating an extremely simple in design safety system for the user of a vehicle seat, which has high reliability and degree of protection of passengers in case of strong collisions of a vehicle due to the implementation of an adaptive mutual spatial change in the position of structural elements under the action of inertia forces during impact .

Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение его надежности и степени безопасности пассажиров при аварии.The technical result is a simplification of the design of the device, increasing its reliability and the degree of safety of passengers in an accident.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной системе пассивной безопасности пользователя сиденьем транспортного средства, содержащей энергопоглощающий бампер и механизм управления ограниченным перемещением в направлении действия сил инерции и фиксацией пассажирского сиденья, свободно надетого отверстиями в нижних его стойках на две направляющие салазок, жестко связанные по концам с кузовом, снабженные фиксаторами начального и конечного положений сиденья с демпфирующими элементами, особенность заключается в том, что фиксаторы начального и конечного положений сиденья с демпфирующими элементами выполнены в виде кольцевых, аксиально намагниченных постоянных магнитов, свободно надетых на направляющие салазок и закрепленные либо одной плоскостью на передней или задней сторонах сиденья, либо осевым отверстием на направляющей в зоне ее крепления к кузову, при этом каждая из двух соосных пар постоянных магнитов, расположенных спереди сиденья, обращена друг к другу одноименными полюсами, а сзади сиденья - разноименными, физико-механические и конструктивные параметры двух задних пар постоянных магнитов выбраны из условия развития ими суммарной тяговой силы взаимного контактного притяжения F ¯ м а г .

Figure 00000001
, превосходящей или уступающей по величине силе инерции F ¯ э к с п . и
Figure 00000002
и F ¯ а . т . и
Figure 00000003
, F ¯ а . т . и > F м а г . F э к с п . и
Figure 00000004
, действующей на сиденье вместе с пассажиром, соответственно при максимальной величине линейных ускорений a э к с п . max
Figure 00000005
, возникающих в моменты торможения транспортного средства при рабочих режимах его эксплуатации, обуславливающих равновесное стационарное состояние сиденья, и при минимальной величине линейных ускорений a а . т . min
Figure 00000006
, опасных для пассажира, возникающих при аварийных торможениях транспортного средства в экстремальных режимах его эксплуатации, обуславливающих перемещение сиденья вперед в направлении действия сил инерции, где F э к с п . и = m a э к с п . max
Figure 00000007
; F а . т . и = m a а . т . min
Figure 00000008
; m - масса сиденья с пассажиром; Fмаг.=B2Sмlм/(8Моlз); B - остаточная индукция на оси постоянного магнита; Mо - магнитная постоянная; Sм - площадь сечения магнита; lм - толщина магнита; lз - длина воздушного зазора.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known system of passive safety of the user with a vehicle seat comprising an energy-absorbing bumper and a mechanism for controlling limited movement in the direction of action of inertia forces and fixing the passenger seat, freely worn with holes in its lower racks on two slide rails, rigidly connected at the ends with the body, equipped with clamps for the initial and final positions of the seat with damping elements and, the peculiarity lies in the fact that the latches of the initial and final positions of the seat with damping elements are made in the form of annular, axially magnetized permanent magnets freely put on the slide rails and fixed either by one plane on the front or rear sides of the seat, or by an axial hole on the guide in the area of its attachment to the body, with each of the two coaxial pairs of permanent magnets located in front of the seat facing each other with the same poles, and behind the seat with opposite poles , the physico-mechanical and structural parameters of the two rear pairs of permanent magnets are selected from the condition that they develop the total traction force of mutual contact attraction F ¯ m but g .
Figure 00000001
superior or inferior in magnitude to the force of inertia F ¯ uh to from P . and
Figure 00000002
and F ¯ but . t . and
Figure 00000003
, F ¯ but . t . and > F m but g . F uh to from P . and
Figure 00000004
acting on the seat with the passenger, respectively, with a maximum value of linear accelerations a uh to from P . max
Figure 00000005
arising at the time of braking of the vehicle during the operating modes of its operation, causing the equilibrium stationary state of the seat, and with a minimum value of linear accelerations a but . t . min
Figure 00000006
dangerous to the passenger arising from emergency braking of the vehicle in extreme operating conditions, causing the seat to move forward in the direction of inertia, where F uh to from P . and = m a uh to from P . max
Figure 00000007
; F but . t . and = m a but . t . min
Figure 00000008
; m is the mass of the seat with the passenger; F mag. = B 2 S m l m / (8M about l s ); B - residual induction on the axis of the permanent magnet; M o - magnetic constant; S m - the cross-sectional area of the magnet; l m is the thickness of the magnet; l s - the length of the air gap.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображена предлагаемая система на виде на салон транспортного средства сбоку без его боковой стенки.The invention is illustrated in the drawing, which schematically depicts the proposed system in a view of the vehicle side view without its side wall.

Система пассивной безопасности пользователя сиденьем транспортного средства 1 /на рисунке сидящий на сиденье пассажир не показан/, включающая энергопоглощающий бампер 2 и механизм управления ограниченным перемещением внутри салона 3 в направлении действия сил инерции и фиксации пассажирского сиденья 4, свободно надетого отверстиями 5 в его нижних стойках 6 на две направляющие 7 салазок /на рисунке показана только одна, близрасположенная к нам направляющая/, жестко связанные по концам с кузовом 8. При этом механизм управления перемещением и фиксацией пассажирского сиденья 4 снабжен фиксаторами начального и конечного положений сиденья 4 с демпфирующими элементами, выполненными в виде кольцевых, аксиально намагниченных постоянных магнитов 9, 10, 11, 12, свободно надетых на направляющие 7 салазок /на рисунке показаны магниты 9÷12 на одной 7 из двух направляющих/ и закрепленных одной плоскостью на передней /магнит 10/ или задней /магнит 11/ сторонах сиденья 4, либо осевым отверстием на направляющей 7 спереди /магнит 9/ или сзади /магнит 12/ сиденья 4 в зоне крепления направляющей 7 к кузову 8. Причем каждая из двух соосных пар постоянных магнитов, расположенных спереди сиденья 9 /магниты 9 и 10/ обращены друг к другу одноименными полюсами, взаимно отталкиваясь, а сзади сиденья 4 /магниты 11 и 12/ - разноименными полюсами, взаимно притягиваясь. Физико-механические и конструктивно-технологические параметры двух задних пар постоянных магнитов 11 и 12 /геометрические размеры, материал, намагниченность, объем, остаточная индукция, площадь сечения, толщина, длина воздушного зазора и т.п./ выбраны из условия развития ими суммарной тяговой силы взаимного контактного притяжения F ¯ м а г .

Figure 00000001
, превосходящей или уступающей по величине силе инерции F ¯ э к с п . и
Figure 00000002
и F ¯ а . т . и
Figure 00000003
, то есть подчиняющейся условию F ¯ а . т . и > F м а г . F э к с п . и / 1 /
Figure 00000009
, действующей на сиденье 4 вместе с пассажиром, соответственно при максимальной величине линейных ускорений a э к с п . max
Figure 00000010
, возникающих в моменты торможения транспортного средства при рабочих режимах его эксплуатации, обуславливающих разновесное стационарное состояние сиденья 4, и при минимальной величине линейных ускорений a а . т . min
Figure 00000011
, опасных для пассажира, возникающих при аварийных торможениях транспортного средства в экстремальных режимах его эксплуатации, обуславливающих перемещение сиденья 4 вперед в направлении действия сил инерции, где F э к с п . и = m a э к с п . max
Figure 00000007
; F а . т . и = m a а . т . min
Figure 00000008
; m - масса сиденья 4 с пассажиром; F м а г . = B 2 S м l м / ( 8 M o l з ) / 2 /
Figure 00000012
; B - остаточная индукция на оси постоянного магнита; Мо - магнитная постоянная; Sм - площадь сечения магнита; lм - толщина магнита; lз - длина воздушного зазора между примыкающими друг к другу задними парами постоянных магнитов 11 и 12.Passive safety system for the user of the vehicle seat 1 / the passenger sitting on the seat is not shown /, including the energy-absorbing bumper 2 and the mechanism for controlling limited movement inside the cabin 3 in the direction of inertia and fixing the passenger seat 4, freely worn with holes 5 in its lower pillars 6 on two rails 7 of the slide / in the figure there is only one guide, located close to us /, rigidly connected at the ends with the body 8. At the same time, the movement control mechanism and fixing the passenger seat 4 is equipped with latches for the initial and final positions of the seat 4 with damping elements made in the form of annular, axially magnetized permanent magnets 9, 10, 11, 12, freely mounted on the slide rails 7 / magnets 9 ÷ 12 are shown on the figure 7 from two guides / and fixed by one plane on the front / magnet 10 / or rear / magnet 11 / sides of the seat 4, or by an axial hole on the guide 7 in front / magnet 9 / or rear / magnet 12 / seat 4 in the area of the guide 7 to the body 8. Pr than each of the two coaxial pairs of permanent magnets arranged on front seats 9 / magnets 9 and 10 / facing each other with the same poles mutually pushing and rear seats 4 / magnets 11 and 12 / - unlike poles are mutually attracted. The physico-mechanical and structural-technological parameters of the two rear pairs of permanent magnets 11 and 12 / geometric dimensions, material, magnetization, volume, residual induction, cross-sectional area, thickness, length of the air gap, etc. / are selected from the conditions of development of the total traction mutual contact forces F ¯ m but g .
Figure 00000001
superior or inferior in magnitude to the force of inertia F ¯ uh to from P . and
Figure 00000002
and F ¯ but . t . and
Figure 00000003
that is, subject to the condition F ¯ but . t . and > F m but g . F uh to from P . and / one /
Figure 00000009
acting on the seat 4 together with the passenger, respectively, with a maximum value of linear accelerations a uh to from P . max
Figure 00000010
arising at the moments of braking of the vehicle during the operating modes of its operation, causing the equilibrium stationary state of the seat 4, and with a minimum value of linear accelerations a but . t . min
Figure 00000011
dangerous to the passenger arising from emergency braking of the vehicle in extreme operating conditions, causing the seat 4 to move forward in the direction of inertia, where F uh to from P . and = m a uh to from P . max
Figure 00000007
; F but . t . and = m a but . t . min
Figure 00000008
; m is the mass of the seat 4 with the passenger; F m but g . = B 2 S m l m / ( 8 M o l s ) / 2 /
Figure 00000012
; B - residual induction on the axis of the permanent magnet; M o - magnetic constant; S m - the cross-sectional area of the magnet; l m is the thickness of the magnet; l s - the length of the air gap between adjacent to each other rear pairs of permanent magnets 11 and 12.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.

Согласно устройству-прототипу /[8], стр. 5 описания/ перемещение сиденья 4 вперед в направлении действия сил инерции на S=0,2 м в процессе аварийного торможения /столкновения транспортного средства с жестким препятствием/ на скорости 48 км/час = 13,3 м/с позволяет снизить замедление, то есть действующее на пассажира тормозящее ускорение с 1000 g ≈ 10000 м/с2 до 50 g ≈ 500 м/с2, то есть примерно в 20 раз, и, соответственно, увеличить /растянуть/ время ударного взаимодействия с t=0,0015 с до t1=0,03 с. Следует отметить, что заявителем экспериментально и теоретически были подтверждены вышеуказанные цифры, и при создании предлагаемого им устройства он ориентировался на получение тех же самых параметров /но, естественно, другими средствами/. Более того, как показывают испытания, при использовании ремней безопасности именно линейные ускорения порядка 50 g ≈ 500 м/с2 и более начинают представлять опасность для пассажира вследствие возможности получения травм со стороны ремней безопасности, поэтому эти ускорения и использованы в качестве значений a а . т . min

Figure 00000011
. Те же испытания, проведенные заявителем, показывают, что при торможении транспортных средств в рабочих /номинальных/ режимах эксплуатации без возникновения чрезвычайных ситуаций максимальная величина линейных ускорений a э к с п . max
Figure 00000010
может достигать величин порядка 8 g ≈ 80 м/с2. Согласно предложению заявителя до достижения ускорениями таких величин сиденье 4 должно оставаться в равновесном стационарном состоянии, а ударные нагрузки в случаях малоинтенсивных столкновений поглощаются энергопоглощающим бампером 2. В этом случае выполняется правая часть условия /1/ F м а г . F э к с п . и
Figure 00000013
, когда суммарная тяговая сила Fмаг. взаимного контактного магнитного притяжения двух пар магнитов 11, 12, обращенных друг к другу разноименными полюсами, превосходит максимальные силы инерции F э к с п . и = m a э к с п . max
Figure 00000007
в рабочих режимах эксплуатации, пытающихся сдвинуть сиденье 4 с пассажиром вперед по направляющим 7 салазок. Формула /2/ получена для подбора физико-механических и конструктивно-технологических параметров постоянных магнитов 11, 12 для обеспечения заданного значения силы Fмаг. при использовании работы /Ю.М. Пятина "Проектирование элементов измерительных приборов", М.: "Высшая школа", 1977, стр. 167-171 [9]/. Естественно, что при контакте магнитов 11 и 12 значение силы F ¯ м а г .
Figure 00000014
максимально, в этом случае, что подтверждается экспериментом, при контакте значение длины воздушного зазора lз в /2/ следует брать порядка 0,1 мм, что примерно соответствует технологической величине зазора при контакте из-за высоты неровностей, неплоскостности и т.п. В случаях аварийных торможений в экстремальных режимах при столкновениях значительной интенсивности, когда ускорения торможения достигают величины a а . т . min
Figure 00000011
, а сила инерции F а . т . и = m a а . т . min
Figure 00000015
значений, больших Fмаг. /левая часть неравентсва /I//, обе пары магнитов 11, 12 отрываются друг от друга и сиденье 4 смещается влево до приближения постоянных магнитов 10 к 9 с преодолением расстояния S=0,2 м, как и в устройстве-прототипе [8]. Обращение магнитов 9 и 10 одноименными полюсами друг к другу позволяет в момент их стремления к контакту за счет магнитных сил отталкивания осуществить мощное демпфирование, погасить силы динамического удара сиденья 4, преобразовать эти силы в энергию магнитного поля, добиться за счет магнитного демпфирования максимально плавного механического воздействия ремней безопасности при торможении на пассажира. Изменением уровня намагниченности постоянных магнитов 9, 10, их остаточной индукции и т.п. можно подобрать практически любые силы демпфирования /диссипационные силы/ практически без влияния на остальные характеристики устройства.According to the prototype device / [8], page 5 of the description / moving the seat 4 forward in the direction of inertia at S = 0.2 m during emergency braking / collision of a vehicle with a hard obstacle / at a speed of 48 km / h = 13 , 3 m / s allows reducing deceleration, i.e., braking acceleration acting on a passenger from 1000 g ≈ 10,000 m / s 2 to 50 g ≈ 500 m / s 2 , i.e. approximately 20 times, and, accordingly, increase / extend / shock interaction time from t = 0.0015 s to t 1 = 0.03 s. It should be noted that the applicant experimentally and theoretically confirmed the above figures, and when creating the device proposed by him, he focused on obtaining the same parameters / but, of course, by other means /. Moreover, as tests show, when using seat belts, it is linear accelerations of the order of 50 g ≈ 500 m / s 2 and more that begin to pose a danger to the passenger due to the possibility of injuries from the seat belts, therefore these accelerations were used as values a but . t . min
Figure 00000011
. The same tests conducted by the applicant show that when braking vehicles in operating / rated / operating modes without emergency, the maximum value of linear accelerations a uh to from P . max
Figure 00000010
can reach values of the order of 8 g ≈ 80 m / s 2 . According to the applicant’s proposal, until the accelerations reach such values, the seat 4 must remain in an equilibrium stationary state, and shock loads in cases of low-intensity collisions are absorbed by the energy-absorbing bumper 2. In this case, the right-hand side of condition / 1 / F m but g . F uh to from P . and
Figure 00000013
when the total traction force F mag. mutual contact magnetic attraction of two pairs of magnets 11, 12 facing each other with opposite poles, exceeds the maximum inertia forces F uh to from P . and = m a uh to from P . max
Figure 00000007
in operating modes of operation, trying to move the seat 4 with the passenger forward along the slide rails 7. Formula / 2 / was obtained for the selection of physicomechanical and structural-technological parameters of permanent magnets 11, 12 to ensure a given value of the force F mag. when using the work Pyatina "Designing the elements of measuring instruments", Moscow: Higher School, 1977, p. 167-171 [9] /. Naturally, when the magnets 11 and 12 are in contact, the value of the force F ¯ m but g .
Figure 00000014
the maximum, in this case, as confirmed by the experiment, when contacting, the value of the air gap length l s in / 2 / should be taken on the order of 0.1 mm, which approximately corresponds to the technological value of the gap during contact due to the height of irregularities, non-flatness, etc. In cases of emergency braking in extreme conditions during collisions of significant intensity, when the braking acceleration reaches a but . t . min
Figure 00000011
, and the force of inertia F but . t . and = m a but . t . min
Figure 00000015
values large F mag. / the left side of the inequality / I //, both pairs of magnets 11, 12 are torn apart and the seat 4 is shifted to the left until the permanent magnets 10 to 9 approach the distance S = 0.2 m, as in the prototype device [8] . The reversal of magnets 9 and 10 with the same poles to each other allows, at the time of their striving for contact, due to magnetic repulsive forces, to carry out powerful damping, to extinguish the forces of dynamic impact of the seat 4, to convert these forces into magnetic field energy, and to achieve the most smooth mechanical impact due to magnetic damping seat belts when braking on a passenger. By changing the magnetization level of the permanent magnets 9, 10, their residual induction, etc. you can pick up almost any damping force / dissipation forces / with virtually no effect on the other characteristics of the device.

Пример реализации устройства.An example implementation of the device.

При m=150 кг, a э к с п . max = 80 м / с 2

Figure 00000016
, a а . т . min = 500 м / с 2
Figure 00000017
вычисляем F э к с п . и = 1200 Н
Figure 00000018
, F а . т . и = 75000 Н
Figure 00000019
. При следующих параметрах постоянных магнитов 11 и 12 B=0,8 Тл, lм = 2 см = 0,02 м, Sм = 6 см2 = 6·10-4 м2, lз = 0,1 мм = 0,1·10-3 м, Мо=4π·10-7 Гн/м из формулы /2/ получим Fмаг.=7700 Н, то есть условие /1/ 75000>7700≥1200 выполняется.When m = 150 kg a uh to from P . max = 80 m / from 2
Figure 00000016
, a but . t . min = 500 m / from 2
Figure 00000017
calculate F uh to from P . and = 1200 N
Figure 00000018
, F but . t . and = 75,000 N
Figure 00000019
. With the following permanent magnet parameters 11 and 12, B = 0.8 T, l m = 2 cm = 0.02 m, S m = 6 cm 2 = 6 · 10 -4 m 2 , l z = 0.1 mm = 0 , 1 · 10 -3 m, M o = 4π · 10 -7 GN / m from the formula / 2 / we get F mag. = 7700 N, that is, the condition / 1/75000> 7700≥1200 is satisfied.

Предлагаемое устройство характеризуется предельной простотой, высокой надежностью и позволяет максимально повысить безопасность пассажиров при аварии. Устройство универсально, может быть использовано практически при любых типах транспортных средств, в том числе воздушных, водных и т.п., позволяет исключить любые сложные механизмы управления и регулирования, гидравлические, электромеханические, электромагнитные и т.п., и приводится в действие непосредственно от тех же инерционных сил при аварийном торможении, которые и представляют опасность.The proposed device is characterized by extreme simplicity, high reliability and can maximize the safety of passengers in an accident. The device is universal, can be used with almost any type of vehicle, including air, water, etc., eliminates any complex control and regulation mechanisms, hydraulic, electromechanical, electromagnetic, etc., and is directly driven from the same inertial forces during emergency braking, which are dangerous.

Claims (1)

Система пассивной безопасности пользователя сиденьем транспортного средства, содержащая энергопоглощающий бампер и механизм управления ограниченным перемещением в направлении действия сил инерции и фиксацией пассажирского сиденья, свободно надетого отверстиями в нижних его стойках на две направляющие салазок, жестко связанные по концам с кузовом, снабженные фиксаторами начального и конечного положений сиденья с демпфирующими элементами, отличающаяся тем, что фиксаторы начального и конечного положений сиденья с демпфирующими элементами выложены в виде кольцевых, аксиально намагниченных постоянных магнитов, свободно надетых на направляющие салазок и закрепленных либо одной плоскостью на передней или задней сторонах сиденья, либо осевым отверстием на направляющей в зоне ее крепления к кузову, при этом каждая из двух соосных пар постоянных магнитов, расположенных спереди сиденья, обращена друг к другу одноименными полюсами, а сзади сиденья - разноименными, физико-механические и конструктивные параметры двух задних пар постоянных магнитов выбраны из условия развития ими суммарной тяговой силы взаимного контактного притяжения
Figure 00000020
, превосходящей или уступающей по величине силе инерции
Figure 00000021
и
Figure 00000022
,
Figure 00000023
, действующей на сиденье вместе с пассажиром, соответственно при максимальной величине линейных ускорений
Figure 00000024
, возникающих в моменты торможения транспортного средства при рабочих режимах его эксплуатации, обуславливающих равновесное стационарное состояние сиденья, и при минимальной величине линейных ускорений
Figure 00000025
, опасных для пассажира, возникающих при аварийных торможениях транспортного средства в экстремальных режимах его эксплуатации, обуславливающих перемещение сиденья вперед в направлении действия сил инерции, где
Figure 00000026
;
Figure 00000027
; m - масса сиденья с пассажиром; Fмаг.=B2Smlm/(8Mol3); B - остаточная индукция на оси постоянного магнита; Mo - магнитная постоянная; Sм - площадь сечения магнита; lm - толщина магнита; l3- длина воздушного зазора.
Passive safety system for the user with a vehicle seat, containing an energy-absorbing bumper and a mechanism for controlling limited movement in the direction of inertia and fixing the passenger seat, freely fitted with holes in its lower racks on two slide rails rigidly connected at the ends with the body, equipped with clamps for the initial and final seat positions with damping elements, characterized in that the latches of the initial and final positions of the seat with damping elements The entrances are laid out in the form of annular, axially magnetized permanent magnets, freely put on the slide rails and fixed either with one plane on the front or rear sides of the seat, or with an axial hole on the guide in the area of its attachment to the body, each of which is two coaxial pairs of permanent magnets, located in front of the seat, facing each other with the same poles, and behind the seat - opposite, physico-mechanical and structural parameters of the two rear pairs of permanent magnets are selected from the conditions of development tions of the total pulling force of mutual attraction of contact
Figure 00000020
superior or inferior in magnitude to the force of inertia
Figure 00000021
and
Figure 00000022
,
Figure 00000023
acting on the seat with the passenger, respectively, with a maximum value of linear accelerations
Figure 00000024
arising at the time of braking of the vehicle during the operating modes of its operation, causing the equilibrium stationary state of the seat, and with a minimum value of linear accelerations
Figure 00000025
dangerous to the passenger arising from emergency braking of the vehicle in extreme operating conditions, causing the seat to move forward in the direction of inertia, where
Figure 00000026
;
Figure 00000027
; m is the mass of the seat with the passenger; F mag. = B 2 S m l m / (8M o l 3 ); B - residual induction on the axis of the permanent magnet; M o is the magnetic constant; S m - the cross-sectional area of the magnet; l m is the thickness of the magnet; l 3 - the length of the air gap.
RU2014144561/11A 2014-11-05 2014-11-05 Higher vehicle seat passive safety system for seat user RU2570122C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014144561/11A RU2570122C1 (en) 2014-11-05 2014-11-05 Higher vehicle seat passive safety system for seat user

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014144561/11A RU2570122C1 (en) 2014-11-05 2014-11-05 Higher vehicle seat passive safety system for seat user

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2570122C1 true RU2570122C1 (en) 2015-12-10

Family

ID=54846448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014144561/11A RU2570122C1 (en) 2014-11-05 2014-11-05 Higher vehicle seat passive safety system for seat user

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2570122C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186070U1 (en) * 2018-02-02 2018-12-28 Лев Георгиевич Делюсто ENERGY-ABSORBING CAR FRAME

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1039764A1 (en) * 1982-04-09 1983-09-07 Kazancheev Vladimir N Vehicle safety seat
RU2200099C2 (en) * 2000-02-16 2003-03-10 Смирнов Борис Леонидович Method to protect driver at head-on collision and overturning of car
DE102004007171A1 (en) * 2004-02-13 2005-09-01 Paley, Anatoly, Prof. Impact absorbing mounting for passenger seat especially in passenger vehicle has floor mounted support rails with integral springs
RU93052U1 (en) * 2009-10-19 2010-04-20 Игорь Иванович Исупов ENERGY-ABSORBING STRIKE DEVICE FOR THE SAFE TRANSPORT OF PEOPLE PREFERREDLY BY PASSENGER VEHICLES

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1039764A1 (en) * 1982-04-09 1983-09-07 Kazancheev Vladimir N Vehicle safety seat
RU2200099C2 (en) * 2000-02-16 2003-03-10 Смирнов Борис Леонидович Method to protect driver at head-on collision and overturning of car
DE102004007171A1 (en) * 2004-02-13 2005-09-01 Paley, Anatoly, Prof. Impact absorbing mounting for passenger seat especially in passenger vehicle has floor mounted support rails with integral springs
RU93052U1 (en) * 2009-10-19 2010-04-20 Игорь Иванович Исупов ENERGY-ABSORBING STRIKE DEVICE FOR THE SAFE TRANSPORT OF PEOPLE PREFERREDLY BY PASSENGER VEHICLES

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186070U1 (en) * 2018-02-02 2018-12-28 Лев Георгиевич Делюсто ENERGY-ABSORBING CAR FRAME

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8091692B2 (en) Fluid-filled cellular solids for controlled
CN103072497B (en) Vehicle child safety seat and the method improving passenger safety
CN102381163B (en) For the roof assembly of self-propelled vehicle
KR101653308B1 (en) An anti-crash seat and an aircraft
US7918501B1 (en) Vehicle safety seat
WO2013111167A1 (en) A safety device for a vehicle seat. a frame for said seat and a vehicle comprising said device.
CN109703762B (en) Helicopter crash-resistant seat based on magnetorheological damper
RU2570122C1 (en) Higher vehicle seat passive safety system for seat user
CN103448583A (en) Novel seat anti-diving energy-absorbing device
CN106394457A (en) Active protection device
CA2892155C (en) Child safety seat
CA2775789C (en) Webbing adjuster for a seat belt assembly
JP2020062996A (en) Vehicle seat
US20130152775A1 (en) Blast mitigation seat for a land vehicle
RU164265U1 (en) USER SAFETY SYSTEM VEHICLE SEAT
CN104755329A (en) Device for locking a strap in a child car seat and child car seat comprising such a locking device
RU2569880C1 (en) Higher vehicle seat safety system for seat user
RU2585186C1 (en) Vehicle seat user safety system
RU2602127C1 (en) Vehicle seat user safety system
CN113060057B (en) Lightning protection damping seat capable of adjusting lifting
CN104723916B (en) Collision buffering device of automobile seat
CN105292047B (en) The safety belt of magnetorheological force-limiting device control
RU155539U1 (en) PASSENGER VEHICLE SALON
RU2514999C1 (en) Vehicle shock absorber
RU157272U1 (en) USER SAFETY SYSTEM VEHICLE SEAT

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161106