驾驶室保护装置及车辆的制作方法

1.本实用新型属于汽车零部件技术领域，更具体地说，是涉及一种驾驶室保护装置及车辆。


背景技术：

2.在汽车发生碰撞时，汽车车身壳体作为与外界碰撞接触的第一环节，其结构直接影响驾乘人员的安全。现在汽车的安全装置主要针对汽车正侧面发生碰撞，例如安全带、安全气囊、安全式头枕、疲劳驾驶座椅震动提醒等。但是车辆驾驶室顶盖受到撞击或重型货车侧翻压下车顶后，车顶部发生变形侵入驾乘人员头部空间后，会导致驾乘人员头部直接和变形车体之间挤压接触，挤压驾乘人员的头部位置，对驾乘人员的生命安全造成巨大威胁，严重损害驾乘人员的安全性。货车侧翻压到乘用车的惨案比比皆是。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种驾驶室保护装置及车辆，以解决现有技术中存在的车辆驾驶室顶盖受到撞击或下压后发生变形侵入驾乘人员头部空间，导致挤压驾乘人员的头部位置，对驾乘人员的生命安全造成巨大威胁的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种驾驶室保护装置，包括第一缓冲体、第二缓冲体、驱动组件和自锁撑杆，驱动组件设在第一缓冲体和第二缓冲体之间，用于驱动第一缓冲体和第二缓冲体产生相背运动，使第一缓冲体和第二缓冲体分别顶撑在车身上的目标位置；自锁撑杆两端分别与第一缓冲体和第二缓冲体连接，用以在第一缓冲体和第二缓冲体带动下，伸长至预设长度后自锁，对第一缓冲体和第二缓冲体进行支撑。
5.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，自锁撑杆为多个，且多个自锁撑杆围绕驱动组件设置。
6.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，自锁撑杆包括内套管、外套管和自锁组件，内套管一端滑动设置在外套管内，另一端与第二缓冲体连接，外套管与第一缓冲体连接，自锁组件设在内套管和外套管之间，以将内套管和外套管锁定。
7.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，外套管上设有锁孔和滑槽，内套管上设有容纳槽，自锁组件包括弹簧销，弹簧销一端设在容纳槽，另一端与滑槽滑动配合，并用于在运动至锁孔处后进入锁孔，将内套管和外套管锁定。
8.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，内套管内设有中心杆，弹簧销与中心杆连接或抵接；内套管和外套管之间至少环向设有多个弹簧销以及与弹簧销对应的锁孔、滑槽和容纳槽。
9.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，外套管内壁设有沿长度方向延伸的限位槽，内套管外壁上设有与限位槽滑动配合的限位块。
10.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，驱动组件包括气缸组件，气缸组件
两端分别与第一缓冲体和第二缓冲体连接。
11.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，气缸组件内的气体腔室为爆炸室。
12.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，驾驶室保护装置还包括激发组件和若干传感器，若干传感器设在车身上，并与激发组件连接，以检测车身的压力或角度变化，并将信号传递至激发组件，激发组件与气缸组件连接，以激发气缸组件的运动。
13.为实现上述目的，本实用新型又采用的技术方案是：提供一种车辆，包括车身和若干设在车身上的上述驾驶室保护装置。
14.本实用新型提供的驾驶室保护装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型在使用时，将第一缓冲体安装在车身的地板等目标位置上，并使第二缓冲体朝向车顶等目标位置，在需要进行支撑保护时，驱动组件启动并使得第二缓冲体顶住车顶，此时自锁撑杆在第二缓冲体的带动下伸长就位并自动锁定，使得长度不再缩短，对第一缓冲体和第二缓冲体进行支撑，进而对驾驶室进行支撑，增加驾驶室抗变形能力，降低车顶部发生变形侵入驾乘人员头部空间的可能，进而提升驾乘人员的安全性。
15.本实用新型提供的车辆的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型通过设置上述的驾驶室保护装置，对车身进行支撑，进而对驾驶室进行支撑，增加驾驶室抗变形能力，降低车顶部发生变形侵入驾乘人员头部空间的可能，进而提升驾乘人员的安全性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的车辆的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的驾驶室保护装置的结构示意图；
19.图3为本实用新型实施例提供的驾驶室保护装置的自锁组件部位的剖视结构示意图；
20.图4为实用新型实施例提供的驾驶室保护装置的控制部分的整体架构图。
21.其中，图中各附图标记如下：
22.10、第一缓冲体；20、第二缓冲体；30、驱动组件；
23.40、自锁撑杆；41、内套管；42、外套管；43、中心杆；44、锁孔；
24.45、滑槽；46、容纳槽；47、弹簧销；48、限位槽；49、限位块；
25.50、传感器；60、车身。
具体实施方式
26.为了使本实用新型所要解决的技术问题、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详细说明。应当理解，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.需要进一步说明的是，本实用新型的附图和实施方式主要对本实用新型的构思进行描述说明，在该构思的基础上，一些连接关系、位置关系、动力机构、供电系统、液压系统及控制系统等的具体形式和设置可能并未没有描述完全，但是在本领域技术人员理解本实用新型的构思的前提下，本领域技术人员可以采用熟知的方式对上述的具体形式和设置予以实现。
28.当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
29.方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
31.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
32.现对本实用新型提供的驾驶室保护装置及车辆进行说明。
33.如图1及图2所示，本实用新型第一实施方式提供的驾驶室保护装置，包括第一缓冲体10、第二缓冲体20、驱动组件30和自锁撑杆40，驱动组件30设在第一缓冲体10和第二缓冲体20之间，用于驱动第一缓冲体10和第二缓冲体20产生相背运动，使第一缓冲体10和第二缓冲体20分别顶撑在车身上的目标位置；自锁撑杆40两端分别与第一缓冲体10和第二缓冲体20连接，用以在第一缓冲体10和第二缓冲体20带动下，伸长至预设长度后自锁，对第一缓冲体10和第二缓冲体20进行支撑。
34.本实施例提供的驾驶室保护装置，与现有技术相比，在使用时，将第一缓冲体10安装在车身的地板等目标位置上，并使第二缓冲体20朝向车顶等目标位置，在需要进行支撑保护时，驱动组件30启动并使得第二缓冲体20顶住车顶，此时自锁撑杆40在第二缓冲体20的带动下伸长就位并自动锁定，使得长度不再缩短，对第一缓冲体10和第二缓冲体20进行支撑，进而对驾驶室进行支撑，增加驾驶室抗变形能力，降低车顶部发生变形侵入驾乘人员头部空间的可能，进而提升驾乘人员的安全性。
35.如图1至图3所示，本实用新型在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式
如下：
36.自锁撑杆40为多个，且多个自锁撑杆40围绕驱动组件30设置，以保持受力平衡，起到更好、更稳定的支撑作用。
37.自锁撑杆40包括内套管41、外套管42和自锁组件，内套管41一端滑动设置在外套管42内，另一端与第二缓冲体20连接，外套管42与第一缓冲体10连接，自锁组件设在内套管41和外套管42之间，以将内套管41和外套管42锁定。
38.外套管42上设有锁孔44和滑槽45，内套管41上设有容纳槽46，自锁组件包括弹簧销47，弹簧销47一端设在容纳槽46，另一端与滑槽45滑动配合，并用于在运动至锁孔44处后进入锁孔44，将内套管41和外套管42锁定。
39.具体地，弹簧销在自锁撑杆40内未展开时，一直处于压缩状态，弹簧销47包括弹子和弹性件，弹子的至少一端及弹性件设在容纳槽46内，弹性件与弹子端部抵接或连接，以向弹子提供向外的推力，弹子另一端与滑槽45滑动配合，并用于在运动至锁孔44处后进入锁孔44，将内套管41和外套管42锁定。弹性件包括弹簧、弹片或弹性件中的一种或多种。
40.内套管41内设有中心杆43，弹簧销47与中心杆43连接或抵接；内套管41和外套管42之间至少环向设有多个弹簧销47以及与弹簧销47对应的锁孔44、滑槽45和容纳槽46。设置中心杆43能够便于自锁组件的安装，同时能增加内套管41端部的强度，设有多个弹簧销47有利于提升自锁的稳定性。
41.同时，外套管42内壁设有沿长度方向延伸的限位槽48，内套管41外壁上设有与限位槽48滑动配合的限位块49，以对外套管42与内套管41之间的相对转动进行限位，避免自锁组件因外套管42与内套管41之间的相对转动而失效。
42.本实用新型针对车辆驾驶室顶盖以及侧向发生冲击的情况下，可以满足瞬时动作保证驾驶室壳体的刚性，最大程度减小驾驶室顶盖的变形量，降低驾乘人员头部受到碰撞带来的风险
43.如图1和图2所示，本实用新型在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：
44.第一缓冲体10和第二缓冲体20均为板件，以便于对车体更为均匀地施加顶撑力量，并便于安装连接。
45.驱动组件30包括气缸组件，气缸组件两端分别与第一缓冲体10和第二缓冲体20连接，以在发生碰撞时能够快速响应，将第一缓冲体10和第二缓冲体20支撑到位。
46.气缸组件内的气体腔室为爆炸室，爆炸室内通过化学反应的方式，在碰撞的瞬时产生可以驱动气缸组件动作的的推力，以满足快速响应的功能要求。
47.驾驶室保护装置还包括激发组件和若干传感器50，若干传感器50设在车身上，并与激发组件连接，以检测车身的压力或角度变化，并将信号传递至激发组件，激发组件与气缸组件连接，以激发气缸组件的运动。激发组件可以是含有控制器的点火装置、混合装置等，以激发气缸组件内的气体爆炸膨胀，进而推动气缸组件运动，使得第一缓冲体10和第二缓冲体20支撑到位。
48.进一步地，传感器50可以是压力传感器和陀螺仪传感器。为避免车辆受压导致车身变形，可以在车身上设置若干压力传感器，压力传感器与激发组件连接，以在车身受压时触发激发组件。同时为避免车辆侧翻导致车身变形，可以在车身上设置若干陀螺仪传感器，
陀螺仪传感器与激发组件连接，以在车身侧翻时触发激发组件。
49.通过接收顶盖和立柱的压力传感器信号，计算车辆驾驶室壳体刚度是否可以支撑驾驶室，保证安全形变；接收陀螺仪传感器信号，检测车辆是否发生翻转。车辆安装新型驾驶室保护装置后，必须参照车辆的参数进行标定基础数据。
50.具体地，压力传感器可以分别设置在车身壳体顶盖、前立柱、中立柱和后立柱上。车辆上部压力传感器受到超过顶盖的支持力时，保护装置在极短的时间里发生z轴位移驱动保护装置z轴移动将支撑杆推向车辆顶盖，分担前立柱、中立柱，后立柱的受力，以减小顶盖的变形。
51.当驾驶室顶盖受到外界冲击力时，驾驶室顶盖的受力状态变化为f
压
》f
立柱
。外界对驾驶室顶盖的压力远大于驾驶室立柱对顶盖的支持力，使得顶盖瞬间变形，压下驾乘人员，造成驾乘人员伤亡。
52.带有上述的驾驶室保护装置的车身壳体，当驾驶室顶盖受到外界冲击力时，此时驾驶室保护装置启动，瞬间支撑驾驶室顶盖。驱动组件30、自锁撑杆40和车身的驾驶室壳体立柱三者共同承担，外界对驾驶室顶盖的压力，减小顶盖变形量，保证了驾驶室的上部空间从而保护驾乘人员的生命健康安全。
53.本实用新型能解决车辆发生翻滚、车上部侧面受到巨大冲击时，车辆结构变形导致驾乘人员头部被车辆变形结构挤压的问题，从而保护驾乘人员生命安全，减小驾乘人员伤亡的事故发生
54.在一种具体实施例中，本实用新型的控制过程如下，通过物理开关下达开启关闭功能指令，保护装置功能开关请求信号通过lin线传达至bcm，bcm将保护装置功能开关信号通过can总线发送给cem，cem将信号再转发至escm，escm在驾驶室保护装置功能开启前提下，接收传感器压力信号、陀螺仪倾角信号等，接着将信号处理后传递至pcm和rocm，pcm和rocm判断车辆是否翻转和上部是否受到挤压；若判断出车辆发生翻转或上部受到挤压，则向cem传递对应的信号，cem接收到信号后发送指令信号给escm，escm控制开启驾驶室保护装置，并将保护装置功能状态反馈至ip以进行显示。驾驶室保护装置整体架构如图4所示。其中缩写含义如下：
55.ccsm：中央控制开关模块central control switch module(集成驾驶室保护装置功能开关)
56.lin：本地互联网络local interconnect network
57.bcm：车身控制器body control unit
58.pcm：压力传感器控制模块pressure control module
59.rocm：翻转控制模块roliing-over control system
60.ip：仪表instrument panel
61.cem：中央电控模块central electronic module
62.escm：紧急安全保护模块emergency safe column module
63.如图1所示，本实用新型第二实施方式提供的车辆，包括车身60和若干设在车身60上的上述驾驶室保护装置。
64.本实用新型提供的车辆，与现有技术相比，通过设置上述的驾驶室保护装置，对车身60进行支撑，进而对驾驶室进行支撑，增加驾驶室抗变形能力，降低车顶部发生变形侵入
驾乘人员头部空间的可能，进而提升驾乘人员的安全性。
65.以上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。
66.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
67.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。