仿生独立穴式救生舱的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种仿生独立穴式救生舱，其构成包括壳体和内部的弹性气囊及柔软纺织物。所述壳体由上下两部分组合而成，所述上部壳体的运动变位用于实现所述发明通道的打开或关闭，所述下部分壳体内设置有座椅和密度较大的附件，下部分壳体外设置有用于固定吸能拉脱延时的底座，所述弹性气囊和柔软编织物具有吸能减震满足人的舒适度之功能。紧急情况下内部人与救生舱之间的自由空间被气囊膨胀填充对人体各部位实施合理的安全保护，底座及壳体形变缓冲吸能。本发明的优点是：运动意外的情况下所述发明被关闭锁定构成密闭穴室，人在其中被相对隔离形成独立舒适的空间，内柔外刚可吸能减震，能耐冲击阻燃隔热漂浮等凸显对生命科学守护的救生功能。
【专利说明】仿生独立穴式救生舱
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种运行安全防护装置，是一种运动载体上对乘客可以全程实施安全保护具有舒适功能的独立休闲座舱，具有吸能减震、耐撞击阻燃防火维护生命安全的穴式自救装置。
【背景技术】
[0002]经过对民用航空事故进行长期调查分析，客机起飞和着陆的事故发生率分别为25.1%和45.3%，占总事故发生率的70.4%，而死伤人数中60%是因坠机后旅客座椅损坏导致旅客受碰撞造成的。这是1980年前后的分析结果，正是因为关键时刻生命的肉体直接对抗刚性物体势必出现不对等的破坏结果，众多车祸和空难佐证无论是何种碰撞方式对人的威胁都是巨大的，生命是很脆弱的，就是没有死亡也难免伤残。到目前为止车辆、民用飞机旅客座椅还没有更好的防护功能。随着高铁、航空业的发展提速，人们出行更加方便快捷，运动安全越来越受到人们的关注。无论车辆还是飞机不测情况下旅客的伤亡是非常痛心的，也是人们出行最大的心理障碍。提高乘客出行的安全系数是人们最大的愿望，更是航运业的终极目标。近期汽车行业NHTSA发起了新一轮的测试活动，根据相关领域的最新知识和研究成果，采用改进型假人的伤害标准来进行试验。汽车安全领域的大多数重大改进都是针对汽车前部和后部撞击来进行的，但所有汽车事故中有30%是侧面撞击引起的，并且汽车事故导致的所有严重伤亡中有40 %是来自侧面撞击。为此许多汽车制造商已经针对这些统计数据(以及由此产生的新标准)做出回应，纷纷加固车门、车门框架、底板和车顶等部分，这显然与“变形吸能缓冲”相背离，但当前，提供侧气囊的汽车则代表了乘员保护方面的新潮流。工程人员表示，有效侧气囊的设计工作远比前部气囊的困难得多。这是因为正面撞击产生的一部分能量可以被保险杠、发动机盖和发动机吸收，撞击能量大约需要30-40毫秒才能传递到车内乘员身上。而在侧面撞击中，把乘员和另一辆车隔开的只有相对较薄的车门和几厘米的空隙。这意味着车门气囊必须能够在短短的五六毫秒内做出反应。事实证明运载工具速度指标、撞击加速度、方向等因素导致各种碰撞具有极大地不确定性，对生命极大威胁的要素在于肉体与刚性体的相对空间，这是惯性冲击量要素:Σ F.t =人体动量的改变量；显然研究控制人体自由度将与生命安全息息相关。让有限的自由空间具有较大的缓冲时间只有柔性贴近吸能防护降低人体加速度是全面构建生命安全屏障的有效条件，再利用安装连接变形吸能其预防性保护安全效果会大幅提升。
[0003]本发明人认为，运动中的伤亡事故最根本原因是人体动量瞬间发生改变，没有足够长的缓冲时间造成加速度过载超过人体及器官的耐受能力，人体直接与刚性物体碰撞缺失柔性可乎和延时减速缓冲，人体直接面对恶劣环境无能自救。为此尽量约束自身，努力保护头部和重要器官，借助吸能装置营造相对安全独立的生存空间将冲量控制在人的耐受范围，延长火灾环境中生存时间是所述发明的终极追求。
[0004]假如在汽车、火车飞机上借鉴“蚕穴”仿生原理构建独立的生命安防空间，在运动意外的情况下尽可能降低人体加速度，降低人体与硬质材料的相对速度，利用安防空间变形、缓冲材料吸能减震，借鉴桑蚕穴模式设计的“仿生独立穴式救生舱”能将人适时关闭进去，形成一个安全舒适休闲抗撞击的耐受空间，在高速运动及高空飞行中若突遇不测，依靠其结构特性降低人体冲量利用耐撞吸能绝热智能化服务保障系统来最大限度地呵护生命必将意义重大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是解决该领域以上现有技术存在的问题，并为此提供一种既可满足常态使用又可实施紧急避险具有自救功能的仿生独立穴式救生舱装置。
[0006]本发明的技术方案是:
[0007]一种仿生独立穴式救生舱，其构成包括壳体和内部的弹性气囊及柔软纺织物；所述壳体由上下两部分组合而成，所述上部壳体的运动变位用于实现所述发明通道的打开或关闭，下部分壳体外设置有用于安装的多功能底座；
[0008]所述发明分车用和机载，所述上部壳体可以变位实现救生舱的打开和关闭，下部分壳体内设置有座椅和密度较大的附件，包括应急使用的微型电源、正压气源、声光报警器、卫星定位器、安全气囊系统，顶部设置有减速伞。所述防撞化学气囊在所述发明底座被拉脱前在壳体外被充气，安全气囊系统点燃“固体推进剂”与固体火箭助推器同理，可瞬间为防撞化学气囊充气以减震吸能并进一步锁定上下两部分壳体。所述发明(机载)在高空抛出后在失重信号和空气阻力同时作用下救生减速伞会自动弹出打开。
[0009]所述发明的底座(图3)设置有六方位液压作动筒、弹簧和“X型N型”吸能支撑由球型关节副、中心减震筒与链接盘铰接，可以分类应对吸收不同的冲击载荷能量。底盘固定在机舱地板上，拉脱冲击强度极限值依据人的过载加速度耐限确定在16g左右，球座副、弹簧副、地板链接销、六方位液压作动筒等在加速度过载时对仿生独立穴式救生舱适时产生吸能缓冲体现所述发明对内部人体的保护效果。所述作动筒就是一个能拉伸和压缩的双向吸能器。底座“X型N型”结构支撑可以吸收由地板传向座椅的部分过载。为使座椅能适应不同强度的地板，吸能器须在不同的条件下工作吸收座椅受到动载惯性能量，相应作动筒活塞适时动作阻尼缓冲，底座结构同步配合所述发明立轴绕底座中心点摆动一个角度实施阻尼缓冲控制座椅与旅客16g载荷向前冲击峰值运动。向前16g动载脉冲的剩余能量，则由弹簧和“X型N型”刚性框架的底座结构所承受，当座椅解除动载以后，底座仍能保持完好或结构完整无损。这一过程除弹簧变形、作动筒活塞移动外，旅客仍保持一个正常的坐姿，仅比初始位置偏转倾斜一个不大的角度；
[0010]所述壳体由上下两部分组合而成，关闭以后密封稳定可靠，构成一个密闭休闲空间，可以是旋转体或组合立体结构。所述的上部壳体的运动变位用于实现所述发明通道的打开或关闭并锁定。
[0011]所述气囊在内部空间分区位设置经电磁阀控制面板可以单独选定充气，如腿部、臀部、背部、腰部、肩部、颈部、头部、两侧、前部、脚部等对应的防护气囊垫；所述气囊气路可全选、分选、被选定后改变对应电磁阀状态满足需求。所述仿生独立穴式救生舱其内部各区域如靠背、扶手壳体等具有科学的人体工程结构设计特性依据人体各器官对直线加速度和旋转角加速度的耐受程度科学地选定所述发明的构件材质和呵护生命的安全强度和刚度。经编织物与各部件交联整合以极端情况不伤及人体为原则最大限度地保护生命，其设计的理论参考依据来自行业碰撞试验和飞机起飞着陆正常飞行加速度指标；
[0012]所述发明(机载类)在高空抛出以后在失重信号和空气阻力同时作用下救生减速伞会自动弹出打开，内部通讯、音响、声光报警、正压气源供气、定位器工作、照明等所述发明的一切电力供应依靠底座内的微型电源，所述救生减速伞只适用于飞机。
[0013]所述的仿生独立穴式救生舱壳体主材为低密度工程材料，具有优良的耐撞吸能效果，所有附件及人进入以后确保重心在下部，具有“不倒翁”特性自然正立整体密度小于水的密度。
[0014]本发明的有益效果是:在汽车、火车、飞机等运载装备上设置能够克服现有技术条件的缺陷，可以在紧急状态运动意外的情况下仿生独立穴式救生舱自动关闭锁定内部自由空间被分区填充对人体实施科学防护，消减过载加速度对人的冲击威胁，人在其中被相对隔离形成独立舒适的空间，依靠其内柔外刚、吸能减震耐冲击、阻燃隔热和漂浮等特性为守护生命创造可能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]附图是本发明的结构示意图。
图1是仿生独立穴式救生舱的棱柱体结构形式图。
图2是仿生独立穴式救生舱的旋转体结构形式图。
图3是仿生独立穴式救生舱的底座结构形式图。
图4是仿生独立穴式救生舱的减震气囊结构形式图。
图5是仿生独立穴式救生舱的曲线旋转体结构形式图。
【具体实施方式】
[0016]为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图以及实施例对本发明的技术方案作以详细说明。
[0017]参照附图1，所述的仿生独立穴式救生舱其结构形式为棱柱体组合，包括上壳体6下壳体2和底座3组装定位杆7三部分。所述的上壳体6主要用于头部和肩部的防护，定位杆7用于上下两部分的连接整合是关闭、打开的导杆。所述的下壳体2主要用于人体下半身的防护及附件存储，上壳体内空间5和下壳体内空间4铺设有不同形状的气囊(图4)和柔性减震层、装饰层等，内空间环周分布的气囊(图4)用于吸能缓冲减震防护人体安全，所述气囊(图4)均设置有进气接头I和节流放气阀2，主材为优选的橡胶制品弹性好耐老化。所述底座3用于形变吸收过载加速度冲量；
[0018]参照附图2，所述仿生独立穴式救生舱其结构形式为旋转体组合。所述旋转体组合为上壳体6与下壳体2的套装结合体，下壳体2底部设置有底座3。所述上壳体6与下壳体2两部分都设置有“U”型开口，上下两壳体内外套装配合后由轨道槽7定位可以实现内外两部分绕立轴线回转，实现内外旋转体“U”型开口的重叠和错开进而让所述发明具有打开和关闭功能。底座室I内设置有质量偏大的部件及对外连接机构。仿生航空救生舱内部设置座椅9紧邻座椅铺设有气囊、柔性减震层、装饰层等，内空间环周分布不同形状的气囊(图4)用于减震。所述两类结构形式“仿生独立穴式救生舱”组合装配以后均具有打开、关闭和锁定功能以保证人的进出和安全，终极目的就是能将人适时关闭进去，形成一个安全舒适休闲抗撞击的独立空间。图1和图2是典型的棱柱体和旋转体的基本形式，无论形状如何变化，其关闭以后形成一个独立安全可以承受加速度过载的密封单元，抗冲击、耐火能在水上漂浮的特征不会改变。
[0019]参照附图3，所述底座安装板上设置有固定孔3，中部设置弹簧液压组合式作动筒5，绕中心对称设置有液压作动筒I及配套弹簧6，支撑架2为“N”型吸能架，弹簧液压组合式作动筒5和液压作动筒I及配套弹簧6还有“N”型支撑架2在吸能减震过程中会先后依次起作用，各自的动作甚至被破坏用于吸收人体不同级别的过载加速度冲量，各部件具有标准化通用性互换性；
[0020]参照附图4，所述气囊均设置有进气接头I和节流放气阀2，主材硫化橡胶制品具有弹性好耐老化等优良的耐化学性能，其充气体现快进慢出的缓释特性，对所述发明的内部空间具有良好的填充效果同时满足人体的舒适度。
[0021]参照附图5，所述仿生独立穴式救生舱的外壳为旋转体结构，属于锥面上壳体2与球面下壳体3的套装结合体，上壳体2双层锥面上设置旋转面“U”型开口进而满足打开和关闭功能。下壳体3底部设置有底座7，所述底座7的结构在附图3中作了说明。底座室4内设置有锂电池、呼吸气源储罐、防撞击的化学气囊气体发生器等质量偏大的部件及柱形减震气囊6等附件。仿生航空救生舱内部设置座椅5紧邻座椅铺设有气囊、柔性减震层、装饰层等，内空间环周分布设置不同形状的气囊(图4)用于充气减震，顶部还设置有螺旋桨装置I及减速伞装置8供高空抛投减速救生需求。
[0022]本发明的如此设置，可使所述的仿生独立穴式救生舱无论形状如何其目的就是形成一个独立的密封单元重心偏低密度小于水的密度并具有几何受力的稳定性，当险情出现的时候，则可以通过所述发明内部预置的微型电源、正压气源、声光报警器、卫星定位器，呼吸气储罐、化学防撞发生器、化学气囊、顶部设置的减速伞等来维持生命达到避险目的。
[0023]本发明的工作原理及使用方法如下:
[0024](I)将本发明的仿生独立穴式救生舱安装在汽车、火车、轮船和飞机上，形成网络连接控制、供给模式，营造舒适独立的安静空间满足独立休息的需求，同时具备紧急情况下防撞自救的功能。当意外发生所述发明首先是(a)锁定上下两部分壳体形成仿生独立穴式救生舱独立单元关闭模式，同时(b)所述发明内部的气囊被充气消除内部人体与所述发明内壁的自由空间，人体各部位被相对固定防护。(C)所述底座各部件形变吸能减震应对吸收过载加速度冲量。如果更大的过载能量将会破坏底座与飞机的连接甚至被拉脱抛离。(d)机载类型的所述发明一旦被抛出机体以后其惯性信号源风阻将会启动减速伞打开。
[0025](2)所述发明的仿生独立穴式救生舱其形式可以是单人穴位、双人穴位和三人穴位，无论那一种结构其内部设置的气囊及柔性填充物都是独立消除每一个穴位的自由空间实现对人体的科学约束防撞击保护。
[0026](3)所述的仿生独立穴式救生舱结构空间尺寸可以按身高、胖瘦常规体型和异常体型设计制造以满足各种群体的舒适度。
[0027]本发明的仿生独立穴式救生舱，与现有技术相比，具有以下优点:
[0028](I)运动意外的情况下所述发明被关闭锁定，人在其中被相对隔离形成独立舒适的空间，内柔外刚吸能减震，能耐冲击阻燃隔热水中能漂浮等凸显对生命科学守护的救生之功能。危险情况下增加了生存的几率，大大降低伤残率。[0029](2)所述发明改变现有的“座位”概念，不但营造了独立安静舒适的空间而且可以提高旅途休息的舒适性和安全性，既可以防范意外伤害还可以防范一些治安案件有利于旅途的“集装式”管理。
[0030](3)所述发明改变现有的旅客行为，独立空间具有隐私性和排他性，中心管理系统通讯服务点对点目标清晰，乘务员对每一个个体的管理监控、服务通告均可以实现计算机自动管理。减少个体之间的相互影响和矛盾摩擦，可以规范旅客在交通载体上的个人习惯，提升出行素质。
[0031](4)所述发明的打开和关闭有自己决定选择自由，休息时和紧急情况下关闭是安全的需要也是设置它的意义所在和终极目的。
[0032]本发明的仿生独立穴式救生舱，既考虑正常情况下的独立舒适的个体需求,还重点考虑了运动避险的需求，降低了人们对高速运动的“恐惧感”解除了紧张和忧虑，“生命只有一次、防范胜于救灾”，为保护生命提高生命质量创新设计创造可能，造福人类再多的投入都是必须的。
[0033]本发明的仿生独立穴式救生舱，对所需的运动载体不限，内部的装饰物材料不限，设计的形状、尺寸、打开关闭方式不限，设计的宗旨属于“蚕穴仿生”独立封闭式安全救生装置，所述发明对运载工具的乘坐“座椅”赋予科学的创意既具有很好的舒适度又具有卓越的安全防护救生功能。
[0034]以上参照附图和实施例对本发明的仿生独立穴式救生舱进行了描述，该描述是示意性的，没有限制性。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的启示下，为了实现同样的技术目的，还可以对本发明的结构进行某些调整或改变，从而形成新的技术方案。特别需要指出的是，只要不脱离本发明的发明宗旨，所有显而易见的修改或技术要素的等同替换，均包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种仿生独立穴式救生舱，其构成包括壳体和内部的弹性气囊及柔软纺织物；所述壳体由上下两部分组合而成，所述两部分经操作锁定后构成密闭穴室。所述上部壳体的运动变位用于实现所属新型通道的打开或关闭，所述的仿生独立穴式救生舱壳体主材为低密度工程材料附耐火装饰材料，内部填充蜂窝状保温材料具备耐冲击、吸能减震、绝热等功能。所述弹性气囊和柔软编织物具有吸能减震满足人的舒适度之功能。临人体向外分布内衬层、织物层、常压气囊层、座椅骨架、蜂窝状耐温层、金属壳体。各层选用不同的材质满足防护需要。紧急情况下人与救生舱之间的内部自由空间被气囊膨胀填充对人体各部位实施合理的安全保护。自动控制状态下气囊被气源充气同时节流释放清新正压空气。所述气囊具有节流、膨胀稳压、缓冲吸能并节流放气供人呼吸所需，保持舱内空气处于正压状态，气体品质压力参数满足乘客需求。所述的仿生独立穴式救生舱内部配置有音响、照明、独立的呼吸系统等。 所述发明下部分壳体内设置有座椅和密度较大的附件，下部分壳体外设置有用于安装的底座；所述底座(图3)设置有六方位液压作动筒、弹簧和“X型N型”吸能支撑由球型关节副、中心减震筒与链接盘铰接，可以分类应对吸收不同的冲击载荷能量。所述发明外顶部和环形区间设置防撞化学气囊。所述发明底部有微型电源、正压气源、声光报警器、卫星定位器，机载类顶部还设置有减速伞。
2.根据权利要求1所述的仿生独立穴式救生舱，其特征是，所述壳体由上下两部分组合而成，经操作锁定后构成密闭穴室。所述上部壳体的运动变位用于实现所述发明通道的打开或关闭。
3.根据权利要求1所述的仿生独立穴式救生舱,其特征是,所述的壳体主材为低密度工程材料附耐火装饰材料，内部填充蜂窝状保温材料具备耐冲击、吸能减震、绝热等功能。
4.根据权利要求1所述的仿生独立穴式救生舱，其特征是，所述气囊具有节流、膨胀稳压、缓冲吸能并节流放气供人呼吸所需，保持舱内空气处于正压状态。
5.根据权利要求1所述的仿生独立穴式救生舱，其特征是，所述下部分壳体内设置有座椅和密度较大的附件，下部分壳体外设置有用于安装的底座。
6.根据权利要求1所述的仿生独立穴式救生舱，其特征是，所述的底座设置有六方位液压作动筒、弹簧和“X型N型”吸能支撑由球型关节副、中心减震筒与链接盘铰接，可以分类应对吸收不同的冲击载荷能量。
7.根据权利要求1所述的仿生独立穴式救生舱，其特征是，所述发明外顶部和环形区间设置防撞化学气囊。
8.根据权利要求1所述的仿生独立穴式救生舱，其特征是，所述底部有微型电源、正压气源、声光报警器、卫星定位器，机载类顶部还设置有减速伞。
【文档编号】B64D25/00GK103507959SQ201310321372
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】朱志强 申请人:朱志强