张拉整体结构碰撞安全系统的制作方法

本发明涉及一种碰撞安全系统。

背景技术：

安全气囊是汽车常用的一种被动防撞措施，当汽车遭受的碰撞达到设定的烈度时，气囊控制系统就会开启预储气源或引爆产气药剂快速产生气体，使安全气囊瞬间充气弹出，在乘员的身体与运动前方的车内零部件之间形成缓冲保护层。安全气囊自上世纪中页面世以来，点火类气囊因体积小、响应快的优点而占据了主导地位，并且在产气药剂、气囊材料和控制电气诸多方面不断精益求精，已经到达这个技术方向上相当高的水平，但始终没法绕开与生俱来的短板——产气装置和气囊组件一次性使用，核心部件的可靠性过度依赖原厂高标准的生产和质检条件，成本较高，而且，经过烈度没有达到设定标准的碰撞之后，如果相关部件的外观有所变形或安装状态有所变动，性能是否已经受到影响，用户自己甚至是汽修厂都没法自助检验、调试，要保证可靠性就必须更换核心部件，在使用上不够便利和经济，此外，还存在乘员被窒息或烫伤的隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种张拉整体结构碰撞安全系统，采用刚性件、张拉件或它们的组合构建成张拉整体承力结构来代替气囊的作用，启动可以不用点火和爆炸，避免乘员被窒息和烫伤，使用非一次性材料制作，安装好之后可以反复检验、调试，在生产、使用和维修各环节上方便又经济，有受保护对象的动量作为最后的启动保障，可靠性更高。

本发明的缓冲元件包括可以用来组建张拉整体结构的刚性件、张拉件或它们的组合，安装在载具上，或佩戴在被保护对象身上，或设置在被保护对象的运动路线上，可以在外力或自身弹力的作用下摆动、移动、旋转、变形、回弹、展开或绷紧而形成张拉整体承力结构，或者在撤销外力的约束后可以回弹形成张拉整体承力结构，结构因为缓冲元件本身有弹性或者连接有弹力部件而具有缓冲作用；系统带有类型包括但不限于伺服电机或储气罐的驱动装置，或者，缓冲元件以载具的动力装置来驱动缓冲作用，或者，缓冲元件以受保护对象的动量作驱动力，或者，前述驱动方式的两种以上结合使用；缓冲元件的状态包括常开状态，或者，系统带有控制装置来控制缓冲元件的启动。

本发明的刚性件包括长杆，启动时多个单元由折叠收束状态沿着纵向运动并以辐射状展开把张拉件绷紧，形成占据有非密闭空间的缓冲屏障。

本发明的刚性件包括长杆，启动后其两端可以相向运动，使中段部位弯曲或对折而外拱形成缓冲屏障。

本发明的刚性件包括薄片材料，可以在自然状态下保持平展的形状，而在驱动力的作用下能变形而形成缓冲屏障，或者，在约束力的作用下保持平展的形状，撤销约束力后能自动回卷形成缓冲屏障，屏障区域的形状包括但不限于圆筒状、半圆筒状、拱桥状、蛋壳状或它们的组合。

本发明的刚性件包括带有曲线轮廓的曲杆、环状构件、片状构件或回旋弹簧状构件，多个单元叠加排列，可以伏倒收束、外翻展开，或者可以在排列方向以平移或伸缩方式收束或展开。

本发明的其特征在于缓冲元件包括收束成细长条的长杆或拉带，启动后可以在横向展开、并在纵向绷紧，阻挡在被保护对象碰撞后可能的运动方向。

本发明的刚性件包括长杆组合成的伸缩臂，一端固定，另一端可以纵向伸缩。

本发明的刚性件包括串联子，多个串联子在张拉件的作用下可以在轴向串联组合成直杆或拱形杆。

本发明带有抗刺层来预防缓冲元件意外散乱或把人扎伤，或者，缓冲元件的末端向内弯曲隐藏或带有防护帽。

本发明同时还具有遮阳或装饰功能，或作为可穿戴装备，有佩戴装置来佩戴在使用者或被保护物体的身上。

附图说明

图1是长杆纵移实施例；

图2是长杆的定位压盘；

图3是长杆折弯实施例；

图4是片材折弯实施例；

图5是旋转实施例；

图6是平移实施例；

图7是拉伸绷紧实施例；

图8是伸缩臂实施例；

图9是串联子实施例。

具体实施方式

本发明的缓冲元件包括可以用来组建张拉整体结构的刚性件、张拉件或它们的组合，安装在载具上，或佩戴在被保护对象身上，或设置在被保护对象的运动路线上，可以在外力或自身弹力的作用下摆动、移动、旋转、变形、回弹、展开或绷紧而形成张拉整体承力结构，或者在撤销外力的约束后可以回弹形成张拉整体承力结构，结构因为缓冲元件本身有弹性或者连接有弹力部件而具有缓冲作用；系统带有类型包括但不限于伺服电机或储气罐的驱动装置，或者，缓冲元件以载具的动力装置来驱动缓冲作用，或者，缓冲元件以受保护对象的动量作驱动力，或者，前述驱动方式的两种以上结合使用；缓冲元件的状态包括常开状态，或者，系统带有控制装置来确定缓冲元件的启动时机。图1和图2所示的是缓冲元件安装在方向盘位置的实施例。方向盘1、定位压盘2和转向柱5固定连接，滑块3可以相对于外罩4和转向柱5在轴向移动，多条有折弯回弹性的长杆9的一端在滑块3上周向分布固定安装，杆身穿过定位压盘2上处于不同半径位置的滑槽11a、11b或11c，另一端用拉带8相互连接，外边覆盖有防刺层10和软包7。当滑块3向里移动时，长杆9收束在外罩4的内腔，防刺层10和软包7可以收束在方向盘1中间的内凹位置。当滑块3向外移动时，长杆9在定位压盘2的引导下向四周辐射展开，拉带8被绷紧，不同组的长杆9的外端分布在不同的半径位置，长杆9和拉带8共同构建成带有非密闭空间的缓冲屏障，防刺层10可以预防长杆9意外散乱或扎伤人并加强缓冲屏障的抗压能力，而软包7起到塑形作用并作为对外友好的接触界面。外罩4本身作为气缸外壳，通过与其一端连接的阀门6可以注入或排出气体来控制滑块3的位置，同时还可以起到缓冲作用，有供气装置与阀门6连接，其类型包括但不限于储气罐、风机。长杆9也可以是没有折弯回弹性的刚性直杆，其里端与滑块3转动连接，可以在径向摆动来收束或展开，拉带8采用弹性材料制作或者滑块3内侧连接有弹力装置而使系统具有缓冲能力。除了采用储气罐作为动力，系统中也可以设置有类型不限于伺服电机的动力装置，或者，滑块3通过传动机构与载具的动力装置连接，以载具的动力装置来驱动，或者，滑块3通过传动机构与固定受保护对象的安全带连接，使滑块3的位移量与受保护对象的位移量正相关，以受保护对象在碰撞后的惯性动量来驱动，或者，两种以上驱动方式结合使用，特别是以受保护对象的惯性动量作为最后的驱动保障，在碰撞发生时其它类型的驱动方式优先启动，一旦出现电气故障、气路故障或别的原因无法启动时，缓冲装置在最后关头会随着受保护对象的位移量增大而充分展开。用来连接滑块3与动力装置的传动机构可以是系统内专门配备的装置，也可以是系统外的装置，类型包括但不限于拉线、推杆、丝杠、气动装置、液动装置或电动装置。在图1实施例中，以长杆9作为缓冲元件的刚性件，其运动的方式是在纵向运动然后在径向伸展，在其它实施例中刚性件的类型也可以包括但不限于曲杆、环状构件、片状构件、异形构件、回旋弹簧状构件、拉带、拉线或张拉膜，由收束状态进入预备状态的运动方式包括但不限于摆动、移动、旋转、变形、回弹、展开或绷紧，刚性件也可以采用强制压迫的方式处于收束状态，撤销约束力后自动回弹形成缓冲屏障。在本实施例中，缓冲元件展开后会影响乘员的常规操作或行动，所以需要处于常闭状态，在碰撞后才启动进入开启状态，需要设置有控制装置，而有的实施例中，缓冲元件展开后不影响乘员的常规操作或行动，可以处于常开状态，因此，控制装置的配备根据需要来决定，可以配备专门的控制装置来控制缓冲元件的启动，其类型包括但不限于传感器、电控单元ecu、手动装置或遥控装置，或者，采用系统外的装置，例如采用被保护对象的安全带来控制，或者，不配备控制装置。为了动态调节缓冲力，避免对被保护对象的反作用力过大，部分实施例配置有智能控制装置来动态调节与缓冲元件连接的弹力部件的弹力大小。

刚性件包括长杆，启动时多个单元由折叠收束状态在纵向运动并以辐射状展开把张拉件绷紧，形成占据有非密闭空间的缓冲屏障。如图1和图2所示，方向盘1、定位盘2和转向柱5固定连接，滑块3可以相对于外罩4和转向柱5在轴向移动，多条有弹性的长杆9的一端在滑块3上周向分布固定连接，杆身穿过定位压盘2上处于不同半径位置的滑槽11a、11b和11c，另一端用拉带8相互连接，外边覆盖有防刺层10和软包7。当滑块3向里移动时，长杆9收束在外罩4的内腔，防刺层10和软包7可以收束在方向盘1中间的内凹位置。当滑块3向外移动时，长杆9在定位压盘2的引导下向四周辐射展开，拉带8被绷紧，不同组的长杆9的外端分布在不同的半径位置，形成多层结构，不同的层在末端各自独立或相互牵连，长杆9和拉带8共同构建成带有非密闭空间的带有弹性的整体承力结构。滑槽11a、11b和11c也可以处在同一直径位置，形成只有一个缓冲层的结构。长杆9也可以是没有折弯回弹性的刚性直杆，其里端与滑块3转动连接，可以在径向摆动来收束或展开，滑块3内侧连接有弹力装置而使系统具有缓冲能力。如果长杆9以笔直的状态收束，那么滑块3的行程就不能小于长杆9的长度，为了缩短行程，滑块3相对于定位压盘2可以转动，使长杆9以螺旋形状收束。为了提高传动装置的灵敏度，在传动中间环节设置行程放大装置。

在图3的实施例中，有折弯回弹性的长杆14，两端分别与连接块13固定连接，连接块13与拉线12固定连接，拉线12内有可活动的线芯，其一头与另一端的连接块13固定连接，向相反方向拉拽拉线12的线芯时，长杆14两端的连接块13相向运动，长杆14被折弯后在横向有缓冲作用；多条长杆14在平面上或圆周面上并排组合，相互之间用张拉件连接，弯曲后可以分别形成栅栏式、笼式张拉整体结构，长杆14的排列方式不限于前面列举的两种方式；长杆14也可以采用没有折弯回弹性的材料制作，分成在相互铰接可以对折的两段，拉线12的线芯上连接有拉力弹簧，或者用弹性材料制作，使整体结构有横向缓冲作用。

刚性件包括薄片材料，可以在自然状态下保持平展的形状，而在驱动力的作用下能变形而形成缓冲屏障，或者，在约束力的作用下保持平展的形状，撤销约束力后能自动回卷形成缓冲屏障，屏障区域的形状包括但不限于圆筒状、半圆筒状、拱桥状、蛋壳状或它们的组合。如图4，刚性元件是折弯可回弹的薄片材料24，在拉线23的张拉作用下由平展状态圈曲成半圆筒状，在径向有缓冲作用。形成的张拉整体结构可以是单片结构，也可以是多片或多层结构。薄片材料24也可以采用不能折弯回弹的材料制作，分成相互铰接可以对折的两片，拉线23本身有弹性或者连接有弹性装置而使整体结构有缓冲作用。薄片材料24也可以是在约束力的作用下保持平展的形状，撤销约束力后能自动回卷形成缓冲屏障。屏障区域的形状包括但不限于圆筒状、半圆筒状、拱桥状、蛋壳状或它们的组合。

刚性件包括带有曲线轮廓的曲杆、环状构件、片状构件、异形构件或回旋弹簧状构件，多个单元叠加排列，可以伏倒收束、外翻展开，或者可以在排列方向以平移或伸缩方式收束或展开。如图5，刚性件是半圆形的环状构件25，起底部固定，在拉线26的作用下可以如图5a所示伏倒收束，或如图5b所示外翻展开。如图6，环状构件25在拉线26的作用下可以在排列方向以平移或伸缩方式收束或展开。

参照图7，缓冲元件包括拉带21，关闭状态下如图7a所示收束成细长状隐藏在座椅旁边，启动后随着其两端在拉力装置的作用下分别沿着滑轨20和滑轨22移动而伸展、绷紧，阻挡在被保护对象碰撞后可能的运动方向，如图7b所示；拉带21的端部连接有卷收装置，或者滑轨20和滑轨22之间有交叉角度，在由起点向终点的方向上相互的距离逐渐变大，使拉带21展开的同时被绷紧；拉带21本身有弹性，或者端部连接有弹性装置，使形成的张拉结构有缓冲作用；拉带21也可以换成多条长杆组合成的结构。

如图8，多个长杆17组合成平行四边形结构的伸缩臂，整体结构包含一条或两条以上的伸缩臂，不同的伸缩臂的纵轴相互不平行以增加抗压能力；伸缩臂一端的交叉两杆中，一杆固定，另一杆与拉线18连接，通过拉线18来控制伸缩臂的纵向伸缩动作；拉线18本身有弹性或连接有弹簧19来使系统有缓冲作用；伸缩臂的自由端外边覆盖有抗刺层、塑形层、缓冲层或它们的组合16。

参照图9，刚性件包括环形的串联子28，拉线29从多个串联子28的中心孔穿过把它们串联起来，末端有防脱扣27，第一个串联子28固定不动，拉线29处于松懈状态时，串联子28不相互挤压，如图9a所示，拉线29收紧时，串联子28相互挤压形成直杆，如图9b所示；以串联子28形成的直杆为支柱组成整体张拉结构，顶端连接有塑形层、缓冲层或它们的组合；串联子28或者拉线29采用弹性材料制作，包括但不限于气弹簧或橡胶绳，或者，拉线29连接有弹性装置，使拉线29收紧后形成的张拉整体结构具有缓冲作用。每一组串联子28也可以是首尾两个固定，在拉线29收紧时形成拱形杆。串联子28也可以是以环形构件为基础在径向组合、变形而得到的多孔形状，每一组串联子28采用多条拉线29来控制。

如图1，本发明的带有抗刺层10来预防缓冲元件意外散乱或把人扎伤，或者，长杆9的末端向内弯曲隐藏或带有防护帽。抗刺层10采用的材料包括但不限于芳纶纤维、聚乙烯或碳纤维软质织物。

本安全装置可以用于载人车辆上时，驾驶员位置以外的实施例，例如靠边乘员的侧面、副驾的前面、后排乘员的前面，可以做成窗帘或软包内饰的造型，外表有装饰颜色、纹理或图案，使其同时还具有遮阳或装饰功能，或作为可穿戴装备，有佩戴装置来佩戴在使用者或被保护物体的身上，除了用于汽车碰撞防护，还可以应用于空降、救援和医护领域。