方向运动，由于活塞160是与钢丝绳120压接在一起的，活 塞160拉动钢丝绳120,实现预紧，当预紧结束后，钢丝绳120拉动活塞160反向运动时，C形环 151和C形环152与钢管180内壁有摩擦，活塞160回拉一段距离之后，活塞160上锥形面撑开C 形环151和C形环152,使C形环151和C形环152与钢管180压合，C形环151、C形环152的结构形 式能在与钢管180自锁时，周向同时受力锁止在当前位置。
[0055]如图11所示，本实用新型还提供了一种基于形状记忆合金的缓冲吸能式安全带预 紧装置的工作过程，包括如下步骤：
[0056] 步骤一、中央处理器通过车距传感器得到车辆与碰撞物的相对车距L，单位为km， 车速传感器得到车辆与碰撞物的相对车速V，单位为km/h，制动力传感器得到制动力F，单位 为N，对当前制动力力、车距、车速进行分析，对汽车是否会发生碰撞进行预判，当同时满足 以下任一条件时，汽车发生碰撞：
[0059]其中，S为安全距离
，tr为驾驶员的反应时间，单位为s，m为车 重，单位为kg，g为重力加速度，单位为m/s2，f汽车与地面摩擦系数，μ为路面附着系数，δ为 校正系数，1.08<δ<1.17;在本实施例中，δ = 1.13;
[0060]步骤二、处理器对碰撞环境进行分析判断，根据安全距离S及相对车距L的比值范 围，将预紧等级分为初级预紧、中级预紧及高级预紧三个预紧等级：
[0061 ]
预判为初级预紧；
[
，预判为中级预紧；
[0063]
预判为高级预紧；
[0064]步骤三:根据预紧等级，中央处理器闭合预紧装置的电源开关，此时，此时预紧装 置电源开关、车载电源、8根形状记忆合金丝200、金属片171、金属片172组成闭合回路，形状 记忆合金丝200受到电流激发后迅速产生收缩，实验表明，初级预紧时，将形状记忆合金丝 200通电加热到20°C~35°C，所需时间为28ms;中级预紧时，将形状记忆合金丝200通电加热 到50 °C~70 °C，所需时间为33ms;高级预紧时，将形状记忆合金丝200通电加热到85 °C~105 °C，所需时间为38ms;在本实施例中，选用NiTi形状记忆合金丝，在初级预紧时，将形状记忆 合金丝通电加热到20 °C，使NiTi形状记忆合金丝的等效割线刚度Ks为3. OIGPa，单圈循环耗 能Δ W为7.63MJ/V，等效阻尼|3为1.12% ;在中级预紧时，将形状记忆合金丝通电加热到60 °C，使NiTi形状记忆合金丝的等效割线刚度Ks为6.35GPa，单圈循环耗能Δ W为10.39MJ/m3， 等效阻尼1为〇. 72% ;在高级预紧时，将形状记忆合金丝通电加热到90°C，使NiTi形状记忆 合金丝的等效割线刚度Ks为8.56GPa，单圈循环耗能AW为12.93MJ/m 3,等效阻尼|3为 0.67%;通过对形状记忆合金丝200加热的温度不同，由于形状记忆合金丝200阻尼作用部 分吸收人体的冲击能量，从而减少人体的伤害，进而实现了不同的缓冲吸能；
[0065] 步骤四、预紧结束后，控制器断开电源，使形状记忆合金丝200停止加热。
[0066]在另一种实施例中，在步骤一，根据车辆与碰撞物的相对车速V与车辆自身的实际 车速Vo进行比较，将相对车距L进行修正：
[0067]当￥〇<￥时，相对车距L修正为修正相对车距1/，单位为km，此时I/ =Ln，n为修正系 数，〇·76<η<〇·93;在本实施例中，η=〇·85;
[0068] 当Vo 2 V时，相对车距L修正为修正相对车距I/，单位为km，此时 为修正系数，1.03 1.09;在本实施例中，η=1.04;
[0069] 其中，当％<￥时，处理器将预紧等级预判为高级预紧，此时，在步骤三中，控制器 控制预紧装置电源开关对形状记忆合金丝200进行通电加热至85°C~105°C;在本实施例 中，控制器控制预紧装置电源开关对形状记忆合金丝200进行通电加热至90°C。
[0070] 在另一种实施例中，当车辆自身的实际车速Vo为70 < Vo < 90km/h并且Vo 2 V时，根 据安全距离S及修正相对车距1/的比值范围，预紧等级判断如下：
，预判为初级预紧；
[0074]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中 所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言， 可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实 用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种基于形状记忆合金的缓冲吸能式安全带预紧装置，其特征在于，包括： 钢丝绳，其用于连接安全带的插锁固定点或者安全带的织带； 活塞，其与所述钢丝绳固定连接； 形状记忆合金，其一端固定于所述活塞端部，另一端固定不动； 处理器，其通过传感器的检测结果，控制对所述形状记忆合金进行通电。2. 如权利要求1所述的基于形状记忆合金的缓冲吸能式安全带预紧装置，其特征在于， 还包括:连接片，其与所述钢丝绳一端连接;用于与所述安全带的插锁固定点或者安全带的 织带固定连接。3. 如权利要求2所述的基于形状记忆合金的缓冲吸能式安全带预紧装置，其特征在于， 还包括:支撑板及钢管； 其中，所述支撑板与所述钢管的一端螺接，所述钢管的另一端固定于所述安全带的下 固定点，所述形状记忆合金的另一端固定连接所述下固定点；以及 所述活塞及所述形状记忆合金安装于所述钢管内，转轴夹固定在所述支撑板中，所述 钢丝绳绕过所述转轴夹与所述活塞相压接。4. 如权利要求3所述的基于形状记忆合金的缓冲吸能式安全带预紧装置，其特征在于， 在所述活塞锥形面上装配有两个C形环，其用于在预紧时，限定所述活塞的移动距离。5. 如权利要求3所述的基于形状记忆合金的缓冲吸能式安全带预紧装置，其特征在于， 所述形状记忆合金为多条NiTi形状记忆合金丝均匀排列，并且两端还分别连接金属片，用 于作为形状记忆合金的电极。6. 如权利要求3所述的基于形状记忆合金的缓冲吸能式安全带预紧装置，其特征在于， 所述活塞和所述钢管内壁螺纹连接，所述活塞能够在钢管内旋转产生位移;所述形状记忆 合金丝为多条NiTi形状记忆合金丝，所述形状记忆合金丝通过金属片与所述活塞连接；当 对所述NiTi形状记忆合金丝加热时，所述NiTi形状记忆合金丝扭转形成多股螺旋状聚集的 NiTi形状记忆合金束，从而带动所述活塞旋转移动。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于形状记忆合金的缓冲吸能式安全带预紧装置，包括：钢丝绳，其用于连接安全带的插锁固定点或者安全带的织带；活塞，其与所述钢丝绳相压接固定；形状记忆合金，其一端固定于所述活塞端部，另一端固定于安全带的下固定点；中央处理器，其分别与传感器及预紧装置电源开关相连，所述中央处理器通过所述传感器得到数据进行分析，控制所述预紧装置电源开关对所述形状记忆合金进行通电。本实用新型具有结构简单，可靠性好，成本低，控制灵敏，并且通过记忆合金的使用促进了车身轻量化有效实现。
【IPC分类】B60R22/46, B60R21/0134
【公开号】CN205273404
【申请号】CN201620053867
【发明人】沈传亮, 马晓宇, 吴志鹏, 郑国龙, 孙国超, 邱晟桐, 张君媛, 武栎楠, 周淼磊
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月20日