用于驾驶员在汽车急刹时的安全保护装置的制作方法

本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种用于驾驶员在汽车急刹时的安全保护装置。

背景技术：
当前，随着汽车加速性能的提高，使得汽车行驶地越来越快；也使得汽车在紧急制动时，汽车的运动状态难以改变,即车速很难在短暂的时间内减小到零。因为，当前的车辆制动装置主要通过控制车轮的转速，即减小车辆的转速；而车轮转动连接在车辆底盘上，车辆上的其他零部件安装在底盘上，从而通过车轮与马路间的摩擦力来降低整辆车的车速。为了确保汽车能够有效地刹停以降低事故发生率，或事故中人员及车辆的受损程度，而仅凭现有的车辆刹车系统还不能完全满足需求，需要设计新的结构以快速减小车辆在急刹过程中的车速。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种能够快速地减慢车辆在急刹时的车速的用于驾驶员在汽车急刹时的安全保护装置。本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的用于驾驶员在汽车急刹时的安全保护装置：包括用于安装车辆上座椅的承重板和用于与车辆上底盘连接的基座，所述的承重板通过压爪与基座连接；所述的承重板下表面设有第一直线齿条，基座上表面设有第二直线齿条，第一直线齿条与第二直线齿条通过齿轮啮合传动；所述的基座上设有用于承重板限位的夹持装置；所述的承重板下表面设有供第一直线齿条滑动的第一滑槽，第一滑槽的长度大于第一直线齿条的长度；所述的基座上表面设有供第二直线齿条滑动的开口槽，开口槽的长度大于第二直线齿条的长度；所述的夹持装置是指，基座上设有容置承重板的U形支架，且基座内设有供U形支架上下移动的空腔，且空腔内设有用于U形支架上下滑动时限位的台阶面；基座内设有用于驱动U形支架上下移动的驱动装置；所述的驱动装置包括可正反转的电机、用于开启和关闭电机的开关装置、螺杆、传动螺母和锁紧螺母，且U形支架上设有供螺杆穿过的台阶孔；开关装置设置在汽车内的方向盘上，且与电机电连接；电机固定连接在基座内，螺杆与电机输出轴连接；传动螺母位于台阶孔内，且传动螺母与螺杆螺旋传动；锁紧螺母与台阶孔旋合以限定传动螺母。作为一种优选，所述的第一直线齿条有两条，两条第一直线齿条对称设置在承重板的两侧；所述的第二直线齿条有两条，两条第二直线齿条对称设置在基座的两侧；所述的齿轮有多个，且多个齿轮两两一组，每组齿轮通过传动轴连接。作为一种优选，所述的第一直线齿条和第二直线齿条两侧均设有用于防止齿轮从第一直线齿条与第二直线齿条之间滑离的挡块。作为一种优选，所述的压爪一端与承重板上表面滑动连接，另一端通过螺钉与基座固定连接。作为一种优选，所述的压爪一端与承重板上表面滑动连接是指，压爪下表面设有弧形凸块，承重板上表面设有供弧形凸块滑动的第二滑槽。作为一种优选，所述的U形支架内壁与第一直线齿条端部抵紧或脱开。作为一种优选，所述的第一直线齿条与第一滑槽通过燕尾槽滑动连接。作为一种优选，所述的基座在开口槽内设有导杆，导杆一端通过环形凸起与开口槽内壁抵紧，另一端通过调节螺母与开口槽内壁抵紧；第二直线齿条套接在导杆上，且第二直线齿条长度方向与导杆轴线一致；第二直线齿条一端与导杆上环形凸起之间设有第一压簧，第二直线齿条另一端与调节螺母之间设有第二压簧；第一压簧和第二压簧均套接在导杆上；所述的基座上设有用于压紧导杆上的环形凸起和调节螺母的压板。本发明中的汽车在急刹时，驾驶员可以通过开关装置来开启或关闭驱动装置以驱动U形支架下降，从而解除U形支架对承重板的约束；承重板、座椅以及坐在座椅上的乘客在惯性的作用下会沿着汽车的行驶方向滑动，即承重板获得一个与汽车行驶方向相同的惯性力；但是，承重板下表面的第一直线齿条通过与齿轮啮合传动，而齿轮又同时与基座上的第二直线齿条啮合传动，从而实现一个换向的作用，即将承重板上获得的惯性力作用到基座上是一个与汽车行驶方向相反的作用力。总的来说，通过本装置的增设可以在更短的时间内将车辆的速度降为零以避免车辆与前车追尾；或者，减小车辆在与前车追尾时的车速，从而减小车辆与前车追尾时的撞击力，减小车辆的受损程度，从而降低驾驶员的受伤程度，即提高驾驶员在急刹时的安全性。其中，在U形支架解除对承重板约束的瞬间，承重板沿着汽车前进的方向继续行驶，直到承重板上的第一滑槽右端部抵着第一直线齿条右端部；并且，承重板上的惯性力通过齿轮啮合传动传递到第二直线齿条时，第二直线齿条通过其中一端的压簧可以吸收掉一部分传动过程中的冲击，使得从承重板开始运动开始到将承重板上的惯性力传递到底座过程中的冲击变为柔性冲击。因此，本发明提供一种能够快速地减慢车辆在急刹时的车速的用于驾驶员在汽车急刹时的安全保护装置。通过U形支架的设置可以确保汽车在正常行驶时，承重板不会相对于基座发生相对移动；只有U形支架解除了对承重板的约束，承重板才能相对于基座发生相对移动；而采用U形的支架正好可以限定承重板前后两端，而承重板左右两端则可以通过压爪来限定，这样就确保了汽车在正常行驶时，承重板不会相对于基座发生移动；也就是说，只有当U形支架解除了对承重板的约束，承重板可以沿着自身上表面的第二滑槽长度方向相对于压爪和基座发生滑动；通过电机作为动力源来驱动螺杆转动，再通过螺杆与传动螺母的螺旋传动以驱动传动螺母上升和下降，进而带动U形支架上升或下降，可以有效地对承重板进行限位和解除限位。通过两组第一直线齿条与第二直线齿条的搭配设置可以提高承重板在滑动过程中的稳定性，也能够分散承重板受力时的着力点；其中，齿轮两两一组，再通过传动轴连接可以提高两条第一直线齿条同步移动，避免两条第一直线齿条在移动过程中发生错位，间接地提高承重板移动的稳定性。通过挡块的设置可以避免齿轮受到轴向力时所引起的齿轮从第一直线齿条与第二直线齿条之间的间隙内脱离，即通过挡块的设置可以确保齿轮始终与第一直线齿条、第二直线齿条啮合传动。通过压爪的连接可以保证承重板相对于基座发生相对位移，即承重板的第一直线齿条可以相对于基座上的第二直线齿条发生相对移动。通过弧形凸块与第二滑槽的配合可以起到一个导向的作用，确保承重板沿着第二滑槽的长度方向滑移，提高承重板和第一直线齿条移动方向的确定性。U形支架下降抵靠到空腔内的台阶面之后，通过U形支架的内壁与第一直线齿条的端部抵紧可以起到对第一直线齿条限位的作用，进而防止承重板继续移动。第一直线齿条与第一滑槽通过燕尾槽滑动连接，可以防止第一直线齿条在滑动过程中从承重板上掉落，即保证第一直线齿条始终贴着承重板滑动。导杆的设置可以给第二直线齿条的移动提供导向的作用，防止第二直线齿条在传动过程中发生滑偏的现象；而第一压簧和第二压簧的设置可以减小传动过程中的冲击，起到缓冲的作用，即避免由于承重板上的惯性力太大，通过齿轮传递到第二直线齿条时的瞬时冲击过大而引起齿轮与第二直线齿条发生轮齿折断的现象，进而引起传动失效。此外，通过调节螺母与导杆旋合可以方便导杆安装到开口槽内，即通过导杆穿插到第二直线齿条后再放置到开口槽内，通过旋转调节螺母使得导杆两端分别抵靠在开口槽的两端；通过压板的设置可以保证传动过程中，导杆不会从开口槽内脱落。附图说明图1为本发明用于驾驶员在汽车急刹时的安全保护装置的剖视图。图2为本发明用于驾驶员在汽车急刹时的安全保护装置的截面图。图3为本发明用于驾驶员在汽车急刹时的安全保护装置中承重板移动后的状态图。图中所示：1、承重板，2、基座，3、压爪，4、第一直线齿条，5、第二直线齿条，6、齿轮，7、传动轴，8、挡块，9、螺钉，10、弧形凸块，11、第二滑槽，12、U形支架，13、空腔，14、台阶面，15、电机，16、螺杆，17、传动螺母，18、锁紧螺母，19、台阶孔，20、第一滑槽，21、开口槽，22、导杆，23、环形凸起，24、调节螺母，25、第一压簧，26、第二压簧，27、压板。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。如图1所示，本发明用于驾驶员在汽车急刹时的安全保护装置包括用于安装车辆上座椅的承重板1和用于与车辆上底盘连接的基座2，所述的承重板1通过压爪3与基座2连接；所述的承重板1下表面设有第一直线齿条4，基座2上表面设有第二直线齿条5，第一直线齿条4与第二直线齿条5通过齿轮6啮合传动；所述的基座2上设有用于承重板1限位的夹持装置；所述的承重板1下表面设有供第一直线齿条4滑动的第一滑槽20，第一滑槽20的长度大于第一直线齿条4的长度，即第一直线齿条4两端与第一滑槽20之间留有间隙；所述的基座2上表面设有供第二直线齿条5滑动的开口槽21，开口槽21的长度大于第二直线齿条5的长度，即第二直线齿条5两端与开口槽21之间留有间隙。所述的座椅在汽车急刹的瞬间，会产生一个惯性力，这个惯性力经过第一直线齿条4、齿轮6和第二直线齿条5的换向之后，会对基座2产生一个与汽车行驶方向相反的作用力，该惯性力还与乘坐在座椅上的乘客重量有关，乘客重量越大则座椅及乘客产生的惯性力就越大，从而作用到基座1上的反作用力也越大。此外，所述的用于驾驶员在汽车急刹时的安全保护装置还能用于汽车内其他的部件安装，如所述的车辆上的座椅可以替换为发动机、气缸、变速器等等；此外，对于翻斗车来说，还可以将用于载货的翻斗连接在承重板1上以加强翻斗车的制动效果。所述的夹持装置是指，基座2上设有容置承重板1的U形支架12，且基座2内设有供U形支架12上下移动的空腔13，且空腔13内设有用于U形支架12上下滑动时限位的台阶面14；基座2内设有用于驱动U形支架12上下移动的驱动装置。所述的U形支架12采用分体式结构，可以由一根水平放置的横杆、两根竖直放置的竖杆组成，两根竖杆分别与横杆的两端部连接，采用分体式结构可以方便U形支架12装配到基座2上的空腔13内；所述的驱动装置包括可正反转的电机15、用于开启和关闭电机15的开关装置、螺杆16、传动螺母17和锁紧螺母18，且U形支架12上设有供螺杆16穿过的台阶孔19；开关装置设置在汽车内的方向盘上，且与电机15电连接；电机15固定连接在基座2内，螺杆16与电机15输出轴连接；传动螺母17位于台阶孔19内，且传动螺母17与螺杆16螺旋传动；锁紧螺母18与台阶孔19旋合以限定传动螺母17。其中，传动螺母17是指设有内螺纹孔的一种螺母；锁紧螺母18是指一种设有外螺纹的螺母；台阶孔19是指在一个盲孔的轴向贯穿一个通孔，盲孔的直径比通孔直径大，且盲孔与通孔同轴线，而在盲孔与通孔的交界处形成一个台阶面，传动螺母17就位于该台阶面与锁紧螺母18之间；而锁紧螺母18则与盲孔的上端口旋合以锁紧传动螺母17。所述的第一直线齿条4有两条，两条第一直线齿条4对称设置在承重板1的两侧；所述的第二直线齿条5有两条，两条第二直线齿条5对称设置在基座2的两侧；所述的齿轮6有多个，且多个齿轮6两两一组，每组齿轮6通过传动轴7连接。所述的齿轮6两两一组是指同一组的两个齿轮6同时转动连接在传动轴7上，两个齿轮6的轴线与传动轴7重合，而传动轴7两端分别位于两组第一直线齿条4与第二直线齿条5之间的间隙内，如图2所示。所述的第一直线齿条4和第二直线齿条5两侧均设有用于防止齿轮6从第一直线齿条4与第二直线齿条5之间滑离的挡块8。所述的挡块8对称设置在第一直线齿条4和第二直线齿条5的两侧，如图2所示。所述的压爪3一端与承重板1上表面滑动连接，另一端通过螺钉9与基座2固定连接。所述的压爪3一端与承重板1上表面滑动连接是指，压爪3下表面设有弧形凸块10，承重板1上表面设有供弧形凸块10滑动的第二滑槽11，如图2所示。所述的U形支架12内壁与第一直线齿条4端部抵紧或脱开，这是指U形支架12在驱动装置带动下移后U形支架12左端的竖杆可以抵住由于惯性而滑来的第一直线齿条4左端部，进而防止第一直线齿条4和承重板1继续滑动，如图3所示。所述的第一直线齿条4与第一滑槽20通过燕尾槽滑动连接。所述的基座2在开口槽21内设有导杆22，导杆22一端通过环形凸起23与开口槽21内壁抵紧，另一端通过调节螺母24与开口槽21内壁抵紧；第二直线齿条5套接在导杆22上，且第二直线齿条5长度方向与导杆22轴线一致；第二直线齿条5一端与导杆22上环形凸起23之间设有第一压簧25，第二直线齿条5另一端与调节螺母24之间设有第二压簧26；第一压簧25和第二压簧26均套接在导杆22上；所述的基座2上设有用于压紧导杆22上的环形凸起23和调节螺母24的压板27。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明权利要求之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。