电机式预紧装置及车辆的制作方法

本实用新型属于安全带技术领域，特别是涉及一种电机式预紧装置及车辆。

背景技术：

安全带是汽车上必备的安全装置，能够在车辆发生碰撞或紧急制动时，将乘员牢牢地拴在座椅上。一般的安全带由于织带缠绕间隙、织带与成员身体之间的间隙及织带本身的伸长率，在发生事故时，乘员仍有一定向前移动量。因此，为了减少车辆发生紧急状况时织带的拉出量，现在的安全带卷绕装置除了具备常规的机械传感式锁止装置外，通常还包括一个用于织带预拉紧的预紧装置，预紧装置与机械传感式锁止装置通常是独立工作的。

现有的预紧装置通常分为烟火式预紧装置及电机式预紧装置。

现有的烟火式预拉紧装置，在碰撞时，由ECU发出点火指令，气体发生器爆炸产生高压气体推动钢管内的预紧齿条运动，齿条的运动最终转化为卷绕轴绕织带卷绕方向上的旋转，进而能够在机械传感式锁止装置将卷绕轴锁止之前，消除使用者身上织带的松弛，实现预紧。这样减少了织带的拉出量，提高了安全性。

这种烟火式预拉紧装置由于采用引爆气体发生剂来驱动织带回卷，并不能重复使用，一旦引爆必然整体更换，因此成本较高，造成了其使用中的局限性。此外，鉴于结构上的限制，当车辆处于危险前期时该装置也不能通过主动施加织带预紧力来对驾乘人员进行提醒与警示。

现有的电机式预拉紧装置，在紧急情况下(例如通过雷达检测到即将发生前向碰撞)，电机旋转，并通过一机械地介于电机和卷绕轴之间的单向传动的离合器将旋转传递给卷绕轴，使卷绕轴向织带卷绕方向旋转，因而，最终将电机的旋转转化为卷绕轴绕织带卷绕方向上的旋转，进而能够在机械传感式锁止装置将卷绕轴锁止之前，消除使用者身上织带的松弛，同样，可以减少织带的拉出量。

但是，现有的电机式预紧装置，用于将电机的旋转传递至离合器齿轮的传动装置包括连接在电机的输出轴上的端面齿轮、与端面齿轮啮合的直齿轮及与直齿轮连接的蜗杆。离合器齿轮为与蜗杆啮合的蜗轮。

这样，现有的电机式预紧装置的端面齿轮、直齿轮、蜗杆及蜗轮(离合器齿轮)均需要加工齿结构，导致现有的电机式预紧装置结构复杂、加工难度大及成本高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有电机式预紧装置结构复杂及加工难度大的问题，提供一种电机式预紧装置及车辆。

为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供一种电机式预紧装置，包括固定连接在车身上的框架、可旋转地设置于所述框架上的卷带筒、设置在所述卷带筒一端的齿盘、与所述齿盘啮合的齿条、电机及连接在所述电机与齿条之间的曲轴连杆机构，所述卷带筒可卷绕和拉出其上缠绕的用于束缚乘客的织带，所述电机的旋转通过所述曲轴连杆机构的传递驱使所述齿条直线位移，所述齿条的直线位移带动所述齿盘及卷带筒一体地向织带的卷绕方向旋转。

可选地，所述曲轴连杆机构包括曲轴和连杆，所述曲轴的一端与所述电机的驱动轴固定连接，所述曲轴的另一端与所述连杆的一端转动连接，所述连杆的另一端与所述齿条的一端转动连接。

可选地，所述曲轴的另一端与所述连杆的一端通过一第一转动销转动连接，所述曲轴的另一端与所述连杆的一端通过一第二转动销转动连接，所述第一转动销、第二转动销及所述电机的驱动轴三者的中轴线平行。

可选地，所述曲轴、连杆及齿条在同一平面内。

可选地，所述电机固定安装在所述框架或车身上。

可选地，所述框架上设置有用于保持所述齿条直线位移的限位结构。

可选地，所述电机式预紧装置还包括电子控制单元及预紧传感器，所述电机的信号输入端与所述电子控制单元的信号输出端连接，所述电子控制单元的信号输入端与所述预紧传感器信号连接；

所述电子控制单元用于接收所述预紧传感器检测的信号，并根据上述信号判断车辆的行驶状态，并在判断得到当前车辆处于危险工况时，发出控制指令控制所述电机旋转。

可选地，所述预紧传感器包括纵向加速度传感器、横向加速度传感器、前向防撞雷达传感器、后向防撞雷达传感器、左向防撞雷达传感器、右向防撞雷达传感器、汽车角速度传感器、方向盘转角传感器和制动踏板位移传感器。

可选地，所述齿条在通常情况下与所述齿盘脱离。

根据本实用新型实施例的电机式预紧装置，电机的旋转通过曲轴连杆机构的传递驱使齿条直线位移，并由齿条的直线位移带动齿盘及卷带筒一体地向织带的卷绕方向旋转，以此实现织带预紧。相对于现有技术，只有齿盘需要加工齿结构，并且齿盘也不需要是蜗轮。因而，使得该电机式预紧装置结构简单、加工难度小及成本低。

另外，通过齿条长度、曲轴连杆机构尺寸的不同设计，可实现该电机式预紧装置对织带的不同预紧量。并且，该电机式预紧装置能够重复使用，可以降低使用、维护成本。

另一方面，本实用新型实施例提供一种车辆，其包括上述的电机式预紧装置。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的电机式预紧装置的侧视图(电机未启动)；

图2是本实用新型一实施例提供的电机式预紧装置的立体图；

图3是本实用新型一实施例提供的电机式预紧装置的侧视图(电机启动之后)。

说明书中的附图标记如下：

1、框架；2、卷带筒；3、齿盘；4、齿条；5、电机；51、电机的驱动轴；6、曲轴连杆机构；61、曲轴；62、连杆；7、第一转动销；8、第二转动销。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型一实施例提供的电机式预紧装置，包括通过螺栓及焊接等方式固定连接在车身上的框架1、可旋转地设置于所述框架1上的卷带筒2、设置在所述卷带筒2一端的齿盘3、与所述齿盘3啮合的齿条4、电机5及连接在所述电机5与齿条4之间的曲轴连杆机构6。所述卷带筒2可卷绕和拉出其上缠绕的用于束缚乘客的织带。所述电机5固定安装在所述框架1或车身上。

如图2所示，所述电机5的旋转通过所述曲轴连杆机构6的传递驱使所述齿条4直线位移，所述齿条4的直线位移带动所述齿盘3及卷带筒2一体地向织带的卷绕方向旋转。所述齿盘3固定连接或一体形成在所述卷带筒2的一端。为了保持齿条4的直线位移，齿条4只能有一个方向的平移自由度。因而，可以在框架1上设置有用于保持所述齿条4直线位移的限位结构(图中未示出)。即位结构例如可以是限位板，通过限位板与齿条4的设置有齿的一面的相对面接触可以限制齿条4只有一个方向的平移自由度。

在一实施例中，如图1及图2所示，所述曲轴连杆机构6包括曲轴61和连杆62，所述曲轴61的一端与所述电机5的驱动轴51固定连接(或一体形成)，所述曲轴61的另一端与所述连杆62的一端通过第一转动销7转动连接，所述连杆62的另一端与所述齿条4的一端通过第二转动销8转动连接。

如图1及图2所示，所述第一转动销7、第二转动销8及所述电机5的驱动轴51三者的中轴线平行。这样，所述曲轴61、连杆62及齿条4在同一平面内，构成平面运动副。

在一实施例中，所述电机式预紧装置还包括电子控制单元及预紧传感器，所述电机5的信号输入端与所述电子控制单元的信号输出端连接，所述电子控制单元的信号输入端与所述预紧传感器信号连接；所述电子控制单元用于接收所述预紧传感器检测的信号，并根据上述信号判断车辆的行驶状态，并在判断得到当前车辆处于危险工况时，发出控制指令控制所述电机5旋转。

可选地，所述预紧传感器包括纵向加速度传感器、横向加速度传感器、前向防撞雷达传感器、后向防撞雷达传感器、左向防撞雷达传感器、右向防撞雷达传感器、汽车角速度传感器、方向盘转角传感器和制动踏板位移传感器。

本实用新型实施例提供的电机式预紧装置，其工作原理如下：

通常情况下，如图1所示，所述齿条4与所述齿盘3脱离。当车辆即将发生碰撞、追尾、侧滑或侧翻等危险事故时，电子控制单元在接收预紧传感器的检测信号后，对信号经过逻辑判断后将会发出控制信号。如果认为车辆处于危险工况，则会发出控制指令，控制电机5顺时针转动一个角度(例如60°)，通过曲轴连杆机构6的传递，带动齿条4沿直线前移，齿条4开始与卷带筒2上的齿盘3啮合(如图3所示)，进而通过所述齿条4的直线位移带动所述齿盘3及卷带筒2一体地向织带的卷绕方向旋转，带动织带回卷，完成安全带的预紧。

当预紧传感器检测到车辆恢复到安全行驶状态，电子控制单元会发出相应的指令，控制电机5逆时针转动一个角度(例如60°)，通过曲轴连杆机构6的传递，带动齿条4沿直线后移，齿条4与所述齿盘3脱离啮合，回复到图1所示的状态，为下次的预紧做准备。

根据本实用新型实施例的电机式预紧装置，电机的旋转通过曲轴连杆机构的传递驱使齿条直线位移，并由齿条的直线位移带动齿盘及卷带筒一体地向织带的卷绕方向旋转，以此实现织带预紧。相对于现有技术，只有齿盘需要加工齿结构，并且齿盘也不需要是蜗轮。因而，使得该电机式预紧装置结构简单、加工难度小及成本低。

另外，通过齿条长度、曲轴连杆机构尺寸的不同设计，可实现该电机式预紧装置对织带的不同预紧量。并且，该电机式预紧装置能够重复使用，可以降低使用、维护成本。

另外，曲轴连杆机构并不限于图1中所示的结构，也可以在曲轴与连杆之间增加中间连杆而实现类似的功能。

另一方面，本实用新型实施例提供一种车辆，其包括上述的电机式预紧装置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。