一种安全带智能预紧锁止装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种安全带智能预紧锁止装置及其使用方法，该装置包括动力输入机构、驱动机构和卷收机构；该装置能保证在车辆不发生危险时和普通安全带一样能够自由伸缩，而一旦判断车辆发生危险或有发生危险的可能，安全带机构的控制单元将发出预紧信号、预警信号和锁止信号，此时安全带将会被反方向回卷收紧，减少乘员与安全带之间的松弛量，同时利用电控锁止机构将安全带的抽拉功能锁止，防止因乘员的身体前冲惯性再把安全带拉出而导致的松弛量增加。也防止车辆减速度过大时，安全松弛量和间隙会使乘员与车内硬质物体发生二次碰撞，或被甩出安全带甚至被甩出车辆而发生极度危险状况，以此提高对乘员的安全保护能力。

【技术实现步骤摘要】
一种安全带智能预紧锁止装置及其使用方法
本专利技术属于汽车工程
，具体来说涉及一种安全带智能预紧锁止装置及其使用方法。
技术介绍
汽车安全带能够在汽车发生碰撞、侧倾、甩尾或其它危险状况时将驾乘人员约束在座椅上，防止人员被甩出车外或与车内其他硬质物体发生二次碰撞，从而起到约束保护作用，安全带是汽车必不可少的约束装置。普通的汽车安全带机构能够在车辆发生紧急碰撞而产生剧烈减速度时对人员起到约束作用，但起作用的可靠性并不高，其主要原因是：汽车发生剧烈危险碰撞的时间极短，因此需要安全带在0.1秒内将乘员约束在座椅上，但由于普通汽车安全带有结构不足，佩戴安全带之后乘员身体与安全带之间存在60～120mm的松弛间隙，这个间隙主要是安全带与乘员松弛的衣物之间产生的，这个间隙也是为了保证乘员佩戴安全之后身体能够有一定的自由活动空间，提高舒适性。但是，一旦车辆发生碰撞，这个间隙松弛量不能可靠地保证安全带对乘员的安全约束作用，可靠性不够高。特别是，安全带对于婴儿、儿童和其他特殊乘员的有效约束的可靠性更低。因此，国内外汽车安全带技术标准都对安全的结构和性能提出了更高的要求，如：国内GB-14166-1993汽车安全带性能要求和试验方法标准和美国联邦机动车安全标准FMVSS208法规，这些法规中都对乘员的保护以及为降低对婴儿、儿童和其他特殊乘员由安全带松弛而引发的危险事故提出了更多的技术要求，例如：增加安全带卷收器卷簧的弹性系数以减少松弛量，增加车感锁止机构和带感锁止机构以减少碰撞过程中安全带与乘员之间的松弛量。但这些技术要求仍无法使得安全带具有判断“是否需要预紧，是否需要锁止，是否需要提醒乘员”等功能，确少实时性和智能性。目前汽车上采用的预紧式汽车安全带主要为一种爆燃式预收紧安全带，主要由电子控制装置和爆燃预紧机构组成。当电子控制单元判断需要预紧时，由电子控制单元向爆燃式气体发生器发出点燃指令，气体发生器在极端时间内被点燃，在导管型气缸内产生大量高压气体，通过活塞带动传动机构回卷安全带，达到预紧安全带的作用。这种爆燃式预紧安全带机构一旦因车辆危险状况而发生一次回卷，整个机构将不能重复使用，引爆后必须整体更换，因此成本较高。同时，爆燃式预紧安全带回卷安全带过程中的回卷力主要由气体发生器和气体导管结构决定，回卷力的大小、回卷持续时间和回卷行程不好控制。爆燃式预紧安全带在回卷过程中也没有锁止机构，一旦回卷过程结束，乘员的惯性前冲力仍可能再次抽拉安全带而脱离约束。因此爆燃式预紧安全带仍存在智能化程度不高，结构复杂，回卷和预计效果不理想，使用和维护成本较高，可靠性差等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述
技术介绍
中所提出的普通安全带和爆燃式安全带存在的缺点问题，提供一种安全带智能预紧锁止装置。该装置能保证在车辆不发生危险时和普通安全带一样能够自由伸缩，乘员可根据自身需要调整安全带的位置和松弛量，保证佩戴舒适性。一旦多种传感器经过数据融合计算后，判断车辆发生危险或有发生危险的可能，安全带机构的控制单元将发出预紧信号、预警信号和锁止信号，此时安全带将会被反方向回卷收紧，减少乘员与安全带之间的松弛量，于此同时利用电控锁止机构将安全带的抽拉功能锁止，防止因乘员的身体前冲惯性再把安全带拉出而导致的松弛量增加。也防止车辆减速度过大时，安全松弛量和间隙会使乘员与车内硬质物体发生二次碰撞，或被甩出安全带甚至被甩出车辆而发生极度危险状况，以此提高对乘员的安全保护能力。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种安全带智能预紧锁止装置，包括动力输入机构、驱动机构和卷收机构；所述动力输入机构包括预紧电机、二级传动齿轮和带齿轮蜗杆，所述预紧电机的输出齿轮与所述二级传动齿轮相啮合，所述二级传动齿轮与所述带齿轮蜗杆的齿轮部分相啮合；所述驱动机构包括驱动齿轮和锁止机构，所述驱动齿轮与所述带齿轮蜗杆的蜗杆部分相啮合，所述驱动齿轮一侧形成凸出的驱动齿轮毂，所述驱动齿轮毂的外圆周形成有若干轮毂槽；所述锁止机构环绕所述驱动齿轮毂设置，包括弹簧座、回位弹簧、驱动卡爪和电磁线圈，所述弹簧座安装于所述轮毂槽内，其上连接回位弹簧，回位弹簧上端连接驱动卡爪，所述驱动卡爪上外部环绕设置电磁线圈；所述卷收机构包括壳体、卷收轴和安全带，所述卷收轴通过卷收轴轴承安装于所述壳体上，所述卷收轴一侧连接输入内齿轮、另一侧连接常规卷收锁止轴，所述驱动齿轮毂及其上安装的锁止机构同轴安装于所述输入内齿轮的内侧，所述卷收轴的轴身缠绕安全带。在上述技术方案中，所述轮毂槽的数量为4，相邻轮毂槽间隔90度设置。在上述技术方案中，所述驱动卡爪采用金属材质，优选为铁芯。在上述技术方案中，所述常规卷收锁止轴包括安全带卷簧、带感锁止机构和车感锁止机构。在上述技术方案中，所述预紧锁止装置还包括控制单元，所述控制单元包括预紧电机控制器和锁止机构控制器，所述预紧电机控制器控制预紧电机的输出，所述锁止机构控制器控制电磁线圈的电源输入。一种安全带智能预紧锁止装置的使用方法，如下所述：一、预紧模式高度危险发生之前预先收紧安全带：通过控制单元控制锁止机构的驱动卡爪伸出，并控制预紧电机输出动力，从而卷收安全带，将安全带与乘员身体之间的松弛量减少到0；二、预警模式中度危险发生之前反复卷收安全带：通过控制单元控制锁止机构的驱动卡爪伸出，并向预紧电机发送脉冲控制信号，间断性地收紧安全带与驾驶员身体之间的松弛量，“拍打”驾驶员身体，以警示驾驶员有危险情况；三、普通模式没有危险或危险状态解除时，通过控制单元控制预紧电机和电磁线圈和的电源断电，在常规卷收锁止轴的作用下转换为普通安全带的功能。本专利技术的优点和有益效果为：1.本专利技术提供的一种安全带智能预紧锁止装置，利用车辆加速度传感器、横摆角速度传感器、前后向毫米波雷达、方向盘转角传感器、制动踏板行程传感器、车辆水平位置传感器等进行车辆实时状态监测，通过多传感器数据融合进行车辆危险状态识别，提高安全带和整车的智能化水平。2.本专利技术提供的一种安全带智能预紧锁止装置，不改变传统汽车安全带机构的结构，只需增加部分零部件，与车辆的其他控制系统共享传感器数据，因此部件组成简单，成本低、结构巧妙，控制过程简单，工作可靠。3.本专利技术提供的一种安全带智能预紧锁止装置，不仅具有普通安全带的所有功能，同时能够根据车辆的危险状态进行预紧安全带，预紧的同时通过锁止机构将安全带锁住，乘员的前冲惯性力无法抽拉安全带，因此能在各种危险状况时将乘员安全约束在座椅上。危险状态解除时，控制单元解除安全带预紧力的同时解除锁止机构，恢复普通安全带的功能，对安全带起到适时、可靠、智能、可重复性预紧的作用。4.本专利技术提供的一种安全带智能预紧锁止装置，保留普通安全带的带感锁止机构和车感锁止机构的同时，增加预紧锁止机构，能起到适时锁紧和适时放松的作用，增加了安全带的预紧的可靠性和智能性。附图说明图1为一种安全带智能预紧锁止装置整体结构示意图。图2为驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全带智能预紧锁止装置，其特征在于：包括动力输入机构、驱动机构和卷收机构；/n所述动力输入机构包括预紧电机、二级传动齿轮和带齿轮蜗杆，所述预紧电机的输出齿轮与所述二级传动齿轮相啮合，所述二级传动齿轮与所述带齿轮蜗杆的齿轮部分相啮合；/n所述驱动机构包括驱动齿轮和锁止机构，所述驱动齿轮与所述带齿轮蜗杆的蜗杆部分相啮合，所述驱动齿轮一侧形成凸出的驱动齿轮毂，所述驱动齿轮毂的外圆周形成有若干轮毂槽；所述锁止机构环绕所述驱动齿轮毂设置，包括弹簧座、回位弹簧、驱动卡爪和电磁线圈，所述弹簧座安装于所述轮毂槽内，其上连接回位弹簧，回位弹簧上端连接驱动卡爪，所述驱动卡爪上外部环绕设置电磁线圈；/n所述卷收机构包括壳体、卷收轴和安全带，所述卷收轴通过卷收轴轴承安装于所述壳体上，所述卷收轴一侧连接输入内齿轮、另一侧连接常规卷收锁止轴，所述驱动齿轮毂及其上安装的锁止机构同轴安装于所述输入内齿轮的内侧，所述卷收轴的轴身缠绕安全带。/n

【技术特征摘要】
1.一种安全带智能预紧锁止装置，其特征在于：包括动力输入机构、驱动机构和卷收机构；
所述动力输入机构包括预紧电机、二级传动齿轮和带齿轮蜗杆，所述预紧电机的输出齿轮与所述二级传动齿轮相啮合，所述二级传动齿轮与所述带齿轮蜗杆的齿轮部分相啮合；
所述驱动机构包括驱动齿轮和锁止机构，所述驱动齿轮与所述带齿轮蜗杆的蜗杆部分相啮合，所述驱动齿轮一侧形成凸出的驱动齿轮毂，所述驱动齿轮毂的外圆周形成有若干轮毂槽；所述锁止机构环绕所述驱动齿轮毂设置，包括弹簧座、回位弹簧、驱动卡爪和电磁线圈，所述弹簧座安装于所述轮毂槽内，其上连接回位弹簧，回位弹簧上端连接驱动卡爪，所述驱动卡爪上外部环绕设置电磁线圈；
所述卷收机构包括壳体、卷收轴和安全带，所述卷收轴通过卷收轴轴承安装于所述壳体上，所述卷收轴一侧连接输入内齿轮、另一侧连接常规卷收锁止轴，所述驱动齿轮毂及其上安装的锁止机构同轴安装于所述输入内齿轮的内侧，所述卷收轴的轴身缠绕安全带。


2.根据权利要求1所述的一种安全带智能预紧锁止装置，其特征在于：所述轮毂槽的数量为4，相邻轮毂槽间隔90度设置。


3.根据权利要求1所述的一种安全带智能预紧锁止装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫光辉，郑永贤，刘霞，张帆，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心，
类型：发明
国别省市：天津;12