一种安全带智能调节系统及其电磁夹、拉伸识别装置、拉伸缓冲器、安全带插座的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于各类交通工具或其他须系带安全带设施的安全带智能调节系统，实现安全带调节无操作化。系统能够识别驾乘人员对安全带状态的需要，并自动实施控制。主要功能如下:安全带调节无操作化;有碰撞危险提前使安全带自动恢复预紧;发生紧急刹车或发生碰撞时能使安全带适当缓伸缓缩以避免、减轻交通事故、安全带对人体的伤害。
【背景技术】
[0002]交通工具安全带在交通事故中发挥保护人体安全作用的同时，回卷力直接作用人体带来种种隐患:一是压迫人体产生不适感，长期系带安全带不利人体健康;二是长时间系带安全带加重驾乘疲劳;三是其他安全带调节装置操作繁琐；四是因上述原因驾乘人员不愿系带安全带;五是因上述原因而为驾乘安全带来严重隐患。
[0003]为解决这些问题，各国人士都在致力于解决这一问题。现有相关专利众多，但许多因不实用等原因而没有被交通工具制造商和驾乘人员普遍使用。
[0004]现有的同类装置或专利设计中，各类简单机械夹具，其共同缺陷是不实用:比如操作频繁，上、下交通工具都需要操作夹子，否则安全带不能正常拉出或回收;有的操作手势相对复杂，单手不能完成，操作需要转身，不能实现行驶过程中随时调节。此外，纯机械装置无提前恢复预紧功能，待发生碰撞再试图恢复预紧明显太迟，因为剧烈碰撞时人体已经将安全带拉紧，根本无法实现恢复预紧效果。
[0005]本发明全面解决了以上问题，实现了无操作智能化控制，能够在既有交通工具上增置，也能适用于新车配置。具有兼容性、稳定性好，安装简便，造价低等等优势。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是实现安全带松紧全自动调节，有碰撞危险时提前使安全带自动恢复预紧，发生紧急刹车或发生碰撞时能使安全带适当缓伸缓缩以避免、减轻交通事故、安全带对人体的伤害。功能如下:1、安全带调节无操作化；2、交通工具行驶过程中能够轻松调节；3、电磁夹精巧细致，可内置或外置于交通工具墙壁或其他位置，不占驾乘空间；4、适用于所有需配备安全带的设施;5、造价低、安装方便、简单实用;6、交通工具有碰撞危险时提前恢复预紧以更好保护人身安全;7、拉伸缓冲器在交通工具等设施发生碰撞时能避免、减轻安全带对人体的伤害;8、系统采用节能模式。
[0007]以汽车为例:
当驾乘人员坐上汽车座椅时，安全带可以自由拉动，像未装本装置一样；
驾乘人员将安全带插入插扣，并调节安全带适当松紧后，电动夹自动将安全带锁紧，解除安全带回卷力对人体的作用力；
当驾乘人员坐上汽车座椅，经过2分钟(可自由设定)仍未插入安全带，说明驾乘人员有意不系带安全带或虽在座椅上但汽车并不行驶，控制电路断电，实现节省电能;再需系带或调节安全带时，正常拉动安全带即可；
汽车行驶中，驾乘人员已经系上安全带，但需再次调节时，只需拉动安全带，调节完毕电动夹自动锁闭；
汽车在行驶中有碰撞危险时，安全带提前自恢复预紧状态以保护人身安全；
汽车发生碰撞时，安全带拉伸缓冲器能够使安全插座在限位内适当缓伸再缓缩，有效避免、减轻安全带对人体的伤害。
【附图说明】
[0008]本智能系统中的各组成部分不特指何种类型实现同类功能，各附图及相关解释仅为说明需要。本发明适用于各类需系带座椅安全带的设施，但为方便起见，一般以汽车为例予以说明。以下是各附图的名称:
图1是安全带智能调节系统结构示意图；
图2是电磁夹(电动夹的一种)锁闭状态的外观三视图；
图3是电磁夹解锁状态的外观主视图；
图4是电磁夹的原理图(主面剖视图)；
图5是滚轮和触碰开关组合的安全带拉伸识别装置工作原理图；
图6是电磁夹(带开关)示意图；
图7是控制条件为LKA的控制电路原理图；
图8是控制条件为CKA的控制电路原理图；
图9是控制条件为CKA+GYQ的控制电路原理图；
图10是控制条件为LKA+CKA的控制电路原理图；
图11是控制条件可选择设置的控制电路原理图A;
图12是LKJ同等替换LKA和HFJ4，HXJ同等替换HXJ和ZBJ的互替电路原理图；
图13是控制条件可选择设置的控制电路图B(该为图11运用图12同等替换而成)；
图14是图13删除电动夹状态控制辅助电路HFJ、子电路LKJ和CKA2装置的电路原理图； 图15是图14删除电动夹状态控制辅助电路HFJ3的电路原理图；
图16是多组接点式安全带插座示意图；
图17是物理伸缩体为夹片的电磁夹原理图；
图18是物理伸缩体为弹力橡胶的电磁夹原理图；
图19是物理伸缩体为拉伸弹簧的电磁夹原理图；
图20是物理伸缩体为压缩弹簧的杠杆型电磁夹原理图；
图21是物理伸缩体为夹片的杠杆型电磁夹原理图；
图22是物理伸缩体为磁铁的杠杆型电磁夹原理图；
图23是物理伸缩体和活动夹层合一的电磁夹原理图；
图24是安全带插座拉伸缓冲器的外观三视图；
图25是安全带插座拉伸缓冲器工作原理图；
图26是各控制电路集成或模块化示意图；
图27是活动夹层和电磁铁合一的电磁夹原理图； 图28是活动夹层和能被磁力吸附的物体合一的电磁夹原理图；
图29是作用力F的示意图；
图30是控制条件可选择设置的控制电路图C。
[0009]图1为安全带智能调节系统示意图。图1中，I为安全带吊环或交通工具的安全带拉伸出口；2为安全带拉伸意图识别装置，本说明书以活动滚轮与触碰开关组合为例，但也可以是触碰开关或其他同类功能装置;3为安全带;4为安全带插扣;5为安全带插座，本说明设其常闭接点在插口插入时断开，常开接点在插口插入时闭合;6为安全带插座拉伸缓冲器;7为电动夹，本说明设电动夹为电磁型电动夹(以下简称电磁夹)，但系统中的电动夹不特指何种类型电动夹;8为控制电路装置，本说明以继电器电路为例，但控制电路的关键是电路运行的逻辑关系，实现技术可以多种，并不特指继电器电路;9为安全带卷收器;10为信息采集元件。
[0010]图2为电磁夹(电动夹的一种)锁闭状态的外观三视图。电磁型电动夹不限应用于安全带调节，可以应用于其他领域。本说明中在电磁夹方面涉及安全带的叙述，仅为说明本发明实施需要。图2中，11为安全带通道，本说明中所有安全带通道在无安全带穿过的情况下锁闭时仅为一条密贴缝;12为活动夹层。
[0011]图3为电磁夹解锁状态的外观主视图，其俯视图、侧视图同图2。13为安全带通道。
[0012]图4为电磁夹的主面剖视图，上图为电磁夹常态，下图为电磁铁工作状态。14为活动夹层，活动夹层应包含受磁力作用能产生位移的物质。15为伸缩活动柱，16为物理伸缩体，该附图以压缩弹簧为例，17为电磁夹外壳，18为安全带通道，电磁夹锁闭时安全带通道仅为一条密贴缝(未导入安全带时)，19为电磁铁，20为安全带通道。电磁夹可内置或外置于汽车墙壁。电磁夹外壳17用于固定电动夹零部件，形成安全带通道的装置;活动夹层14在弹簧16和伸缩活动柱15的推动下能与电磁夹外壳上层密贴，能够受电磁力影响发生位移的夹片，可设安全带保护层，本说明以平滑优质铁片为例;压缩弹簧16因受压能够产生推力，推力经伸缩活动柱传递至活动夹层足以使安全带被稳固夹柱，安全带无法回收。受电磁铁电磁力能够进一步收缩;伸缩活动柱15能够在一定范围内自由伸缩，传递弹簧推力作用于活动夹层14，传递电磁铁电磁力使弹簧压缩，并使活动夹层14回收；电磁铁19由外壳或由外壳和其他元件固定，固定方式不限，固定力大于弹簧的推力，并有稳定性。电磁铁19用于控制电磁夹的状态，通过电能控制能够使其他部件发生空间位移，当活动夹层与电磁夹外壳上层密贴时，电磁铁对活动夹层的吸力大于压缩弹簧推力，足以使活动夹层收回，收回空间应满足安全带自由伸缩需要;安全带通道20是安全带导轨，为安全带的拉收提供空间。
[0013]图4中的物理伸缩体16和伸缩活动柱15可用弹簧、弹性橡胶、夹片、永磁、电磁、橡皮筋、气压、液压、油压、电磁等等具有弹力、收缩力、吸力、排斥力特性的物体或装置实现功能替换。具有弹力、收缩力(夹力)、吸力、排斥力特性的物质或装置均为本发明所称物理伸缩体。物理伸缩体的作用是能向活动夹层产生作用力或直接使电动夹处于一种常态，常态通常为锁闭状态，但也可以是解锁状态。物理伸缩体和电磁铁的安装位置和数量无特殊限制，如单物理伸缩体，双侧为电磁铁。
[0014]电磁夹的物理伸缩体替换举例如图17-23。图17-23中，上图为锁闭状态，下图为解锁状态。无标记组件与图4或其他相似图的相似组件相同。图17-19中，51为夹片，类似文件夹的功能;52为弹力橡胶。图19为常开型电磁夹的举例图，53为拉伸弹簧(可用橡皮筋等具有收缩力物体或装置代替)，电磁铁工作时(上图)电磁夹锁闭。但图19的53如果改为压缩弹簧，且将安全带通道改在活动夹层的上面，则电磁夹成为常锁型，可见常开或常锁不是电磁夹的特征。图20-21为通过杠杆原理实现转换的电磁夹原理图，54为活动杠杆，56为安全带。图22为双磁型电磁夹，57为永磁，但也可用电磁替换，57和19的位置可互换。图23为物理伸缩体和活动夹层合一的电磁夹，58为能被磁力吸附的物体。物理伸缩体的材料或装置种类繁多，无需也无法一一列举，均属于本发明保护范围。
[0015]图27为活动夹层和电磁铁合一的电磁夹，该图的57为永磁，58为能被磁力吸附但无磁力的物体，59为电磁铁，当57或59与19密贴面极性相同时，电磁铁19工作时产生排斥力使电磁夹改变状态。
[0016]图28为活动夹层和能被磁力吸附的物体合一的电磁夹，该图的57可以是永磁或电磁铁，58为能被磁力吸附但无磁力的物体，59为电磁铁，当57或59与19密贴面极性相同时，电磁铁19工作时产生排斥力使电磁夹改变状态。
[0017]综上，电磁夹的特征是:电磁夹的特征是:至少有一个电磁铁，至少有一个能被磁力吸引或排斥的物体，电磁铁和能被磁力吸引或排斥的物体中至少有一种为电磁夹外壳所固定，电磁铁或能被磁力吸引或排斥的物体或活动夹层中至少有一种是可以移动的。此外，电磁夹可以有至少有一个物理伸缩体，至少有一个活动夹层或活动杠杆，物理伸缩体通过活动夹层或活动杠杆使电磁夹处于一种常态(锁闭或解锁)，受电磁力影响时活动夹层或活动杠杆空间位置发生改变，使电磁夹处于另一种状态(锁闭或解锁)。
[0018]图5为滚轮和触碰开关组合的安全带拉伸识别装置工作原理图，安全带拉伸识别装置简称拉伸识别装置。可以把滚轮更换为非滚动装置或直接由触碰开关触点代替。本智能系统中的安全带拉伸识别