儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统的制作方法

本实用新型涉及儿童安全座椅功能调节领域，尤其涉及一种儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统。

背景技术：

随着社会的发展，儿童乘坐私家汽车的几率急剧增加。汽车碰撞事故给儿童带来的伤害是巨大的，儿童的乘车安全逐渐引起人们的重视。

汽车儿童安全座椅属于儿童约束系统其中的一种，对避免碰撞事故中儿童死亡或严重损伤发挥着重要作用。普通的汽车儿童安全座椅，绝大部分都是独立的附加装置，只是起到了固定儿童身体，平时避免其行驶中碰撞损伤，发生事故时起到相应保护的作用。

而正常行驶中，儿童即使不使用儿童座椅，有成人陪护也能保证基本安全，而发生事故又是小概率事件，尤其是没有儿童乘坐时完全处于闲置状态，这就产生了一个座椅大部分时间处于可有可无浪费状态的问题，甚至被弃用。如何更大程度的发挥安全座椅的作用，提高安全座椅发挥功效的时间范围，就是急需要解决的一个问题。

除了市面上常见的普通安全座椅外，也有个别厂家开始推出带有智能控制功能的产品，但其纯功能性的提升点，未实现更大的发挥安全座椅功效的效果。比如，中国专利申请(申请号为2012102010511)公开了一种儿童安全座椅、儿童安全座椅自救系统及方法，儿童安全座椅上设有自救装置，包括控制器、识别感应系统和生命支持系统。该实用新型仅仅局限于极端意外情况下的生命保障领域。中国专利申请(申请号为2013100276572)提供了一种集成式汽车安全座椅高度调节方法及其装置，它属于汽车安全性设计领域。主要是为了汽车碰撞事故中减少儿童乘员损伤。还有申请号为2012105382427的中国专利申请，以及申请号为201410331191X的中国专利申请，均是从儿童固定方式、卡扣检测控制等方面进行了改进设计。

目前市场上的儿童安全座椅坐垫和靠背夹角为90°，无法与汽车座椅紧密贴合，导致在汽车制动乃至整车碰撞时儿童安全座椅会产生向前或者向后翻转的加速度，使得儿童安全座受力变大，需要上拉带或者支撑腿作为抗翻转扭矩的支撑。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统，通过儿童安全座椅的靠背调角器与isofix装置的联动调节，使儿童安全座椅靠背更紧密的贴合汽车座椅。

为实现上述技术效果，本实用新型公开了一种儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统，包括：

用于接收一关联于儿童安全座椅的isofix装置的第一监控信号以及一关联于儿童安全座椅的靠背的第二监控信号以生成操作指令的安全座椅控制单元；

用于根据所述操作指令控制所述isofix装置作动的第二监控信号第一驱动单元，信号连接于所述安全座椅控制单元；以及

用于根据所述操作指令控制所述靠背作动的第二驱动单元，信号连接于所述安全座椅控制单元。

所述儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统进一步的改进在于，所述第一驱动单元为isofix电机，驱动连接于所述isofix装置；所述第二驱动单元为调角器电机，驱动连接于调角器，所述调角器安装于儿童安全座椅的靠背与坐垫之间并用于控制所述靠背与所述坐垫之间的相对转动。

所述儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统进一步的改进在于，所述安全座椅控制单元通过监测所述isofix电机的电流信号以获得所述第一监控信号；

所述安全座椅控制单元通过监测所述调角器电机的电流信号以获得所述第二监控信号。

所述儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统进一步的改进在于，所述isofix装置包括安装支架及设于所述安装支架上的isofix接口，所述安装支架通过推杆安装于儿童安全座椅的坐垫上，并在所述推杆的作动下推拉所述安装支架沿所述坐垫滑移；所述第一驱动单元安装于所述坐垫上并驱动连接于所述推杆。

所述儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统进一步的改进在于，所述系统进一步包括：

用于实时监测所述推杆与所述安装支架之间的拉力变化以形成所述第一监控信号的拉力传感器，连接于所述推杆与所述安装支架之间；

用于实时监测所述靠背的压力变化以形成所述第二监控信号的压力传感器，设于儿童安全座椅的靠背上。

所述儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统进一步的改进在于，所述系统进一步包括

用于实时监测所述安装支架的位移变化以形成所述第一监控信号的位移传感器，固定于所述推杆的固定段上，所述位移传感器上滑设有感应滑杆，所述感应滑杆连接于所述安装支架；

用于实时监测所述靠背的压力变化以形成所述第二监控信号的压力传感器，设于儿童安全座椅的靠背上的压力传感器。

所述儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统进一步的改进在于，所述调角器电机的第一端固定连接于儿童安全座椅的靠背，所述调角器电机的第二端设有驱动转轮，所述驱动转轮上开设有形状适配于调角器的芯轴的异形插孔，所述芯轴插设于所述异形插孔中并随所述驱动转轮的转动而转动，以带动所述调角器转动。

所述儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统进一步的改进在于，所述安全座椅控制单元包括：

用于接收所述第一监控信号和所述第二监控信号的信号接收模块；

用于按照既定规则进行分析处理以生成操作指令的信号处理模块，连接于所述信号接收模块；以及

用于输出所述操作指令的信号输出模块，连接于所述信息处理模块。

所述儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统进一步的改进在于，所述安全座椅控制单元还包括：

用于记录所述第一监控信号和第二监控信号的信息储存模块，连接于所述信号处理模块；

用于向外发送所述信息储存模块中记录的所述第一监控信号和第二监控信号的无线通信模块，连接于所述信息储存模块；

所述无线通信模块进一步通过网络连接于汽车的车载电脑或网络云服务平台。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：儿童安全座椅与汽车座椅通过isofix装置连接，通过调节儿童安全座椅的靠背角度，使得儿童安全座椅的靠背与汽车座椅靠背紧密贴合，使得儿童安全座椅与汽车座椅形成刚性连接，在整车制动乃至碰撞时，儿童安全座椅调角器结构与汽车座椅调角器结构共同作用，起到与上拉带或者支撑腿同样抗翻转作用，两组调角器的作用力，能够使儿童得到更好的保护。

附图说明

图1为本实用新型儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统的示意图。

图2为本实用新型系统的功能模块示意图。

图3为本实用新型系统的局部放大示意图。

图4为本实用新型系统中的第二驱动单元与调角器的示意图。

图5为本实用新型系统中的调角器的示意图。

图6～8为本实用新型系统中isofix装置联动靠背的操作图。

图9～11为本实用新型系统中靠背联动isofix装置的操作图。

图12为本实用新型系统中的拉力传感器的安装结构示意图。

图13为本实用新型系统中的拉力传感器的安装结构的分解示意图。

图14为本实用新型系统中的位移传感器的安装结构示意图。

图15为本实用新型系统中的位移传感器的安装结构的分解示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

本实用新型主要提供了一种儿童安全座椅的安全监测系统，能够根据儿童乘车时儿童安全座椅上的状态采集模块对车内环境以及儿童生命体征状态进行判断分析，来提醒家长，孩子当前的状况，并可以与车载电脑交互来调整车内环境。

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

首先，参阅图1～3所示，本实用新型儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统主要由一安全座椅控制单元13及信号连接于该安全座椅控制单元13的第一驱动单元14及第二驱动单元15组成。

其中，isofix装置(International Standards Organization FIX，儿童安全座椅固定系统)，是一个关于在汽车中安置儿童座椅的新标准，其作用是在于使儿童座椅的安装变得快速而简单，刚性连接，会更安全，配备isofix的儿童座椅就可以轻易地固定至汽车的isofix接口中，增加安全性。

本实用新型中的isofix装置包括安装支架16及设于安装支架16上的isofix接口161，安装支架16通过推杆162安装于儿童安全座椅的坐垫的坐垫骨架21上，安装支架16的两侧滑设于坐垫骨架21的两侧，并在推杆162的作动下推拉安装支架16沿坐垫骨架21滑移。推杆装置162可采用齿条联动装置或液压驱动装置。isofix接口161固定于汽车座椅的isofix对接口中。

第一驱动单元14采用isofix电机，安装于isofix装置上并驱动连接于isofix装置的推杆162，通过该isofix电机的作动来驱动推杆162做伸缩运动，以推拉安装支架16带动isofix接口161伸出或缩进，如图1和图3所示。

再配合图4和图5所示，第二驱动单元15采用调角器电机，驱动连接于儿童安全座椅的调角器23，儿童安全座椅的调角器23安装于儿童安全座椅的靠背与坐垫之间并用于控制靠背与坐垫之间的相对转动。该调角器电机的第一端固定连接于儿童安全座椅的靠背22，该调角器电机的第二端设有驱动转轮，驱动转轮上开设有形状适配于调角器23的芯轴231的异形插孔152，本实施例中的异形插孔152为方形孔，芯轴231为方形轴。芯轴231插设于该异形插孔152中并随驱动转轮的转动而转动，以带动调角器23转动，从而带动儿童安全座椅的靠背22与坐垫骨架21之间的相对转动，达到调整靠背22的角度的效果。

其中，调角器是一种安装于汽车座椅上，实现座椅靠背角度调节的装置。该装置一般由椅背联接板、椅座联接板、核心件、手轮或调节手柄、回复弹簧等部分组成(在一些低成本座椅中，一般将椅背联接板，椅座联接板整合到靠背骨架和座椅骨架上)。按角度调节的连续性可分为有级调节调角器和无级调节调角器。

安全座椅控制单元13(Electronic Control Unit，电子控制单元，简称ECU)通过监测isofix电机的电流信号以获得所述第一监控信号，通过监测调角器电机的电流信号以获得第二监控信号。

安全座椅控制单元13在接收到第一监控信号和第二监控信号，按照既定规则进行分析处理，以生成操作指令。

第一驱动单元14信号连接于安全座椅控制单元13，用于根据安全座椅控制单元13生成的操作指令控制isofix装置作动；

第二驱动单元15信号连接于安全座椅控制单元13，用于根据安全座椅控制单元13生成的操作指令控制靠背22作动。

进一步的，本实用新型系统中的安全座椅控制单元13由以下功能模块组成，主要包括：

一信号接收模块131，用于接收关联于isofix装置的第一监控信号以及一关联于靠背的第二监控信号；

一信号处理模块132，连接于信号接收模块131，用于按照既定规则进行分析处理，以生成操作指令；

一信号输出模块133，连接于信息处理模块132，用于输出信号处理模块132生成的操作指令；

一信息储存模块134，连接于信号处理模块132，用于记录isofix装置和靠背作动到特定位置时所对应的第一监控信号和第二监控信号；

一无线通信模块135，连接于信息储存模块134，用于向外发送信息储存模块中记录的第一监控信号和第二监控信号；

其中，无线通信模块135进一步通过网络连接于汽车的车载电脑(Electronic Control Unit，电子控制单元，简称ECU)或网络云服务平台，以便通过wifi、蓝牙、zigbee(网络协议)、GPRS等互联网、物联网数据传输方式进行信息交互。

安全座椅控制单元中还设有报警模块(图中未显示报警模块)，报警模块连接于信号处理模块，用于检测第一监控信号和第二监控信号的参数超出安全范围时的危机信号，并在检测到危机信号后向外发送报警信息。可通过在儿童安全座椅上安装报警器(如喇叭或警示灯)来检测报警模块发送的报警信息，并发出报警，通知监护人员；或者可将该报警模块连接于无线通信模块，利用无线通信模块将来自于报警模块的报警信息连同信息储存模块中的力学参数一起打包发送至汽车的车载电脑或网络云服务平台。

下面以三个具体的实施例来介绍本实用新型儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统的实现原理。

实施例1：

人为启动isofix电机，以驱动isofix装置的推杆推出，推杆将isofix装置推出任意位置，此时isofix电机启动，发出电流信号形成第一监控信号，向外输出该第一监控信号；安全座椅控制单元(ECU)接收到该第一监控信号，自动启动调角器电机，驱动调角器转动，将儿童安全座椅的靠背向后调节，当儿童安全座椅的靠背紧贴汽车座椅靠背时，调角器电机会产生堵转现象并产生堵转电流(该堵转电流远大于调角器电机的工作电流)，ECU通过检测调角器电机的堵转电流可以判断儿童安全座椅的靠背调节到正确位置。

同理，人为启动调角器电机，以驱动调角器转动，带动儿童安全座椅的靠背转动，此时调角器电机发出电流信号以形成第二监控信号，向外输出该第二监控信号；安全座椅控制单元(ECU)接收到该第二监控信号，自动启动isofix电机，调整isofix装置的推杆的伸出长度，当儿童安全座椅的靠背紧贴汽车座椅靠背时，isofix电机会产生堵转现象并产生堵转电流(该堵转电流远大于isofix电机的工作电流)，ECU通过判断isofix电机的堵转电流可知isofix装置的推杆是否达到正确的伸出长度。

实施例2：

配合图6～11所示，提供一拉力传感器110，该拉力传感器110连接于isofix装置的推杆与其安装支架之间的拉力传感器，用于实时监测推杆与安装支架之间的拉力变化以形成第一监控信号；

提供一压力传感器120，该压力传感器120设于儿童安全座椅的靠背上的压力传感器，用于实时监测靠背受汽车座椅靠背作用而产生的压力变化以形成所述第二监控信号。

配合图12和图13所示，拉力传感器17布置在isofix装置的推杆162与安装支架16之间，拉力传感器17的两端有螺柱，推杆前端设有螺纹孔，通过螺纹与拉力传感器17一端固定，安装支架16上设有圆孔，拉力传感器17另一端螺柱穿过该圆孔，使用螺母与安装支架16固定。

结合图6～8所示，人为启动推杆，推杆将安装支架推出任意位置，如图6至图7的作动图所示，触发拉力传感器110发送第一监控信号；安全座椅控制单元(ECU)接收到该第一监控信号，自动启动调角器电机，驱动调角器23转动，将儿童安全座椅的靠背22向后调节，当儿童安全座椅的靠背22紧贴汽车座椅靠背20时，设置在靠背22上的压力传感器120受到汽车座椅靠背20的作用，发出第二监控信号；ECU通过检测靠背22上设置的压力传感器120发出的第二监控信号，可以判断儿童安全座椅靠背调节到正确位置，而后向调角器电机再发送一停止作动的操作指令，停止调角器的转动，如图8所示，完成isofix装置对靠背22的联动调节。

再结合图9～11所示，人为调节启动调角器电机，如图9至图10的作动图所示，触发压力传感器120发送第二监控信号；安全座椅控制单元(ECU)接收到该第二监控信号，自动启动isofix电机，驱动isofix装置的推杆推出，以调整isofix装置的推杆的伸出长度；当儿童安全座椅的靠背22紧贴汽车座椅靠背20时，拉力传感器110检测推杆与安装支架间的拉力，并向外发出第一监控信号；ECU接收该第一监控信号并通过判断拉力传感器110测得的拉力可知推杆是否达到正确的伸出长度，而后向isofix电机再发生一停止作动的操作指令，停止推杆作动，如图11所示，完成靠背22对isofix装置的联动调节。

在本实施例中，还可采用将isofix电机电连接于安全座椅控制单元(ECU)，利用isofix电机启动时发出的电流信号直接触发ECU，ECU自动启动调角器电机，以进行后续调角器调节。同理，可采用将调角器电机电连接于安全座椅控制单元(ECU)，利用调角器电机启动时发出的电流信号直接触发ECU，ECU自动启动isofix电机，以进行后续isofix装置调节。本实施例中的压力传感器也可设置在汽车座椅上，只要将压力传感器设置在儿童安全座椅与汽车座椅的接触面即可。

实施例3：

提供一位移传感器，该位移传感器18固定于isofix装置推杆162的固定段上，位移传感器18上滑设有感应滑杆181，感应滑杆181连接于安装支架16，用于实时监测安装支架16的位移变化以形成第一监控信号；

提供一压力传感器，该压力传感器设于儿童安全座椅的靠背上的压力传感器，用于实时监测靠背的压力变化以形成第二监控信号；

配合图14和图15所示，位移传感器18通过固定块19与推杆162的固定段固定，推杆162的固定段固定在坐垫骨架上，推杆162的伸缩段可伸缩地设于其固定段中并连接于安装支架16，固定块19与推杆162以及位移传感器18过盈配合，位移传感器18的感应滑杆181的前端设有一段螺纹，isofix装置的安装支架16上设有圆孔，感应滑杆181穿过该圆孔，安装支架16前后通过两个螺纹进行紧固定。

人为启动推杆，推杆162将安装支架16推出任意位置，触发位移传感器18，发出第一监控信号，ECU在接收到该第一监控信号后，自动启动调角器电机，将儿童安全座椅靠背向后调节，当儿童安全座椅靠背紧贴汽车座椅靠背时，ECU通过检测靠背上设有的压力传感器的压力值，可以判断儿童安全座椅靠背调节到正确位置。

人为调节启动调角器电机，ECU自动启动isofix电机，调整推杆伸出长度，当儿童安全座椅靠背紧贴汽车座椅靠背时，ECU通过判断位移传感器测得安装支架的位移量当安装支架不再产生位移，可知推杆伸达到正确的伸出长度。

在本实施例中，还可采用将isofix电机电连接于安全座椅控制单元(ECU)，利用isofix电机启动时发出的电流信号直接触发ECU，ECU自动启动调角器电机，以进行后续调角器调节。同理，可采用将调角器电机电连接于安全座椅控制单元(ECU)，利用调角器电机启动时发出的电流信号直接触发ECU，ECU自动启动isofix电机，以进行后续isofix装置调节。本实施例中的压力传感器也可设置在汽车座椅上，只要将压力传感器设置在儿童安全座椅与汽车座椅的接触面即可。

本实用新型涉及儿童安全座椅功能调节领域，具体来说是通过儿童安全座椅的靠背角度与isofix装置伸出长度的联动调节，使儿童安全座椅靠背更紧密的贴合汽车座椅，通过探测儿童安全座椅调角器电机电流(扭矩)或者两者接触面的压力传感器或者isofix装置的拉力传感器，并将数据输入给儿童安全座椅的ECU(安全座椅控制单元)，计算出汽车座椅靠背给予儿童座椅最佳的支撑力和相应的支撑位置，儿童安全座椅ECU进行形位分析，判断最佳的乘坐状态和保护模式，并将数据输出给车载电脑、云平台、移动终端、儿童安全座椅应急中心等，保护儿童在使用过程中遇到一般制动、紧急制动、被动制动乃至整车碰撞时的安全以及舒适性。例如数据可以控制整车的安全气囊爆破或者儿童安全座椅安全气囊的爆破范围，紧急情况时可以控制前座椅或者后座椅的姿态，乃至车窗的开合等。

isofix装置的伸出长度可采用电动isofix测得，通过儿童座椅电动靠背和电动isofix共同调节可以将儿童座椅靠背调节到任意角度的同时还可以将儿童座椅的靠背或者调角器与汽车座椅刚性结合(儿童座椅靠背部分区域及isofix共同与汽车座椅在任意角度与汽车座椅靠背，及isofix固定钢丝刚性连接，通过对调角器及isofix推杆电机电流的监控转化为电流的监控可以确定是否刚性连接到位置，来决定isofix的伸出长度和靠背的仰角)，加强汽车座椅的刚性，在受到外力冲击时，降低整椅变形程度，同时也减少对儿童座椅的冲击。

下面结合具体的实施例，对本实用新型一种儿童安全座椅isofix与靠背联动调节的系统的具体实现方法做详细的介绍，其实现方法具体包括如下步骤：

S001：提供一安全座椅控制单元，在接收一关联于isofix装置的第一监控信号以及一关联于靠背的第二监控信号后，按照既定规则进行分析处理，以生成操作指令；

S002：提供一第一驱动单元，根据所述操作指令驱动所述isofix装置作动；以及

S003：提供一第二驱动单元，根据所述操作指令驱动儿童安装座椅的调角器作动，使儿童安全座椅的靠背与坐垫之间发生相对转动。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。