本发明专利技术涉及柔性执行设备，具体公开了一种基于气动肌肉的气动模块，包括气动肌肉(1)和气体发生器(2)，所述气体发生器(2)的主体部分内置于所述气动肌肉(1)的开口端以封闭所述气动肌肉(1)的内腔，从而形成集成气动模块，所述气体发生器(2)能够产生高压气体，以使得所述气动肌肉(1)的内部气压增大而产生轴向收缩，并且该气体发生器(2)密封且保持增大的气压。此外，本发明专利技术还涉及一种主动式头枕和被动安全装置。该气动模块将气体发生器集成于气动肌肉中，使得该气动模块更加小型化、集成化、响应快速化。速化。速化。
【技术实现步骤摘要】
基于气动肌肉的气动模块、主动式头枕和被动安全装置
[0001]本专利技术涉及柔性执行设备，具体地，涉及一种基于气动肌肉的气动模块。此外，本专利技术还涉及一种主动式头枕和被动安全装置。
技术介绍
[0002]研究显示，因追尾碰撞引发的交通事故的比例居高不下，且被追尾车辆内乘员所受的损伤90％以上是颈部挥鞭损伤。发生追尾碰撞时，高速前进的机动车急剧刹车，或在停车后突然受到后方高速行驶的车辆撞击，乘车人由于身体猛然向前运动，头颈部后仰继而前倾，发生过伸展及过屈曲性运动，发生脊椎脱位，造成挫伤、出血，产生颈部挥鞭损伤。
[0003]针对上述问题，本领域技术人员采用了多种技术方案以免追尾时乘员发生颈部挥鞭损伤，主要通过座椅的靠背和头枕的结构设计来限制追尾碰撞时头部相对上躯干向后的运动，进而保护颈部。根据对追尾碰撞的进一步研究，乘员头部接触头枕的时间从55ms到90ms不等，因此主动式头枕的设计通常要保证从碰撞后开始的60ms内，主动头枕能够完全展开，而电机无法满足60ms内的解锁并展开，传统的液压驱动和气动驱动因系统要求复杂也很难应用与头枕中。因此，现有技术的主动式头枕的触发方式大致包括如下类型：(1)纯机械触发；(2)气体发生器触发；(3)电磁铁触发。
[0004]但是，上述现有技术的主动式头枕，在实际应用中无一例外地无法起到较好地防护效果，有些甚至会由于误触等原因影响乘员正常驾驶。
[0005]例如，对于纯机械触发的主动式头枕，其主要依靠碰撞后乘员躯干惯性力挤压靠背，将尾碰时人体躯干压迫座椅的能量转换为靠背或头枕的保护运动。但是，此种结构的占用空间较大、重量较重，而且，机械触发是依靠碰撞后乘员躯干惯性力挤压靠背，导致机械触发天然存在触发延迟，以及惯性力差别导致的不触发和误触发等诸多风险，此外，机械触发保护效果受乘员体征(身高/体重)、坐姿、尾碰撞严重程度等诸多因素的影响，不同条件下保护效果差别较大，可靠性不高。
[0006]对于气体发生器触发的主动式头枕，其主要通过点电子控制单元(ECU)，激发微型气体发生器(MGG)燃烧产生压缩气体，压缩气体使得解锁机构解锁，解锁后预紧弹簧推动头枕向前运动。但是，此种结构一方面占用空间较大、重量较重，另一方面，由于预紧弹簧的预紧力较大，长期处于在预紧弹簧施压下的解锁塑料件，其可能因内应力过大而失效，导致头枕无法触发或误触发，不但无法保障乘员的人身安全，甚至可能由于误触发引发意外。
[0007]对于电磁铁触发的主动式头枕，电磁铁触发利用线圈电磁感应产生的电磁力来触发解锁机构，解锁后，预紧弹簧驱动头枕运动部向头部运动。此种结构与气体发生器触发的主动式头枕具有相同的问题，即预紧弹簧的预紧力较大，使得长期处于在预紧弹簧施压下的解锁塑料件因内应力过大而失效。
[0008]综合上述对现有技术中各类主动式头枕的分析可以看出，尽管本领域技术人员设计了多种主动式头枕，但是基本所有的主动式头枕，都存在结构复杂、重量大、成本高的问题，而且防护效果均不理想，有些甚至影响正常驾驶或者造成更为严重的驾驶意外，不能及
时为乘员提供有效保护。
[0009]有鉴于此，需要设计一种新型的主动式头枕。
技术实现思路
[0010]本专利技术第一方面所要解决的技术问题是提供一种基于气动肌肉的气动模块，该气动模块将气体发生器集成于气动肌肉中，使得该气动模块更加小型化、集成化、响应快速化。
[0011]本专利技术第二方面所要解决的技术问题是提供一种主动式头枕，该主动式头枕结构简单，响应速度快，成本低。
[0012]本专利技术第三方面所要解决的技术问题是提供一种被动安全装置，该被动安全装置结构简单，响应速度快，成本较低，能够较好地保障乘员的人身安全。
[0013]为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供一种基于气动肌肉的气动模块，包括气动肌肉和气体发生器，所述气体发生器的主体部分内置于所述气动肌肉的开口端以封闭所述气动肌肉的内腔，从而形成集成气动模块，所述气体发生器能够产生高压气体，以使得所述气动肌肉的内部气压增大而产生轴向收缩，并且该气体发生器密封且保持增大的气压。
[0014]优选地，所述气动肌肉包括弹性膜片，所述弹性膜片的两端分别连接输出端头和进气端头，所述气体发生器容置于所述进气端头内部。
[0015]具体地，所述气体发生器与所述进气端头卡接连接、螺纹连接或通过紧固件连接。
[0016]作为一种具体地结构形式，所述气体发生器内部设有气体发生剂，所述气体发生器与点火器连接以通过所述点火器引燃所述气体发生剂。
[0017]本专利技术第二方面提供一种主动式头枕，包括头枕、控制系统、传动结构和第一方面任一项技术方案所述的基于气动肌肉的气动模块，所述控制系统能够触发所述气体发生器，以使得所述气动肌肉的内部气压增大，从而驱动所述气动肌肉轴向收缩，所述气动肌肉与所述传动结构连接，所述传动结构能够将所述气动肌肉轴向收缩产生的拉力转化为驱动所述头枕移动至设定位置的驱动力。
[0018]优选地，所述控制系统包括传感器和控制器，所述传感器能够将发生追尾碰撞的信号反馈至所述控制器，所述控制器能够进一步触发所述气体发生器以使得所述头枕移动至所述设定位置。
[0019]作为一种具体地结构形式，所述传动结构包括固定支架和剪叉式伸缩机构，所述剪叉式伸缩机构包括剪叉架，所述剪叉架包括至少一个剪叉单元，每个所述剪叉单元包括两根交叉设置且中部相互铰接的连杆，所述剪叉架靠近所述头枕的一侧形成第一铰接端和第二铰接端，所述第一铰接端和第二铰接端分别铰接一根连杆并组成平行四边形结构，所述平行四边形结构靠近所述头枕的一端与所述头枕铰接，所述剪叉架靠近所述固定支架的一侧形成滑动端和第三铰接端，所述第三铰接端与所述固定支架铰接，所述气动肌肉的一端与所述固定支架连接，另一端与所述第三铰接端连接。
[0020]优选地，所述固定支架上设有导向机构以引导所述气动肌肉的收缩。
[0021]进一步优选地，所述导向机构包括横杆和设置于所述固定支架的两侧的滑轨，所述横杆穿过所述气动肌肉和滑轨并且与所述剪叉式伸缩机构的滑动端连接。
[0022]本专利技术第三方面提供一种被动安全装置，包括运动部、传动结构和第一方面技术方案中任一项所述的基于气动肌肉的气动模块，所述传动结构能够将所述气动肌肉轴向收缩产生的拉力转化为驱动所述运动部移动的驱动力。
[0023]具体地，所述运动部为发动机盖板、安全带或座椅的坐垫。
[0024]在本专利技术的基础技术方案中，气体发生器的主体部分内置于所述气动肌肉的开口端以封闭所述气动肌肉的内腔，从而形成集成气动模块，气体发生器能够产生高压气体，以使得所述气动肌肉的内部气压增大而产生轴向收缩，并且通过气体发生器密封气动肌肉的开口端，保持气动肌肉内部的气压。本专利技术的气动模块，其直接将气体发生器集成在气动肌肉一端，触发气体发生器而产生高温高压气体直接驱动气动肌肉，使得该气动模块结构简单，更加小型化、集成化、响应快速化、触发稳定。
[0025]有关本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于气动肌肉的气动模块，其特征在于，包括气动肌肉(1)和气体发生器(2)，所述气体发生器(2)的主体部分内置于所述气动肌肉(1)的开口端以封闭所述气动肌肉(1)的内腔，从而形成集成气动模块，所述气体发生器(2)能够产生高压气体，以使得所述气动肌肉(1)的内部气压增大而产生轴向收缩，并且该气体发生器(2)密封且保持增大的气压。2.根据权利要求1所述的基于气动肌肉的气动模块，其特征在于，所述气动肌肉(1)包括弹性膜片(13)，所述弹性膜片(13)的两端分别连接输出端头(11)和进气端头(12)，所述气体发生器(2)容置于所述进气端头(12)内部。3.根据权利要求2所述的基于气动肌肉的气动模块，其特征在于，所述气体发生器(2)与所述进气端头(12)卡接连接、螺纹连接或通过紧固件连接。4.根据权利要求1所述基于气动肌肉的气动模块，其特征在于，所述气体发生器(2)内部设有气体发生剂(21)，所述气体发生器(2)与点火器(22)连接以通过所述点火器(22)引燃所述气体发生剂(21)。5.一种主动式头枕，其特征在于，包括头枕(3)、控制系统、传动结构和权利要求1至4中任一项所述的基于气动肌肉的气动模块，所述控制系统能够触发所述气体发生器(2)，以使得所述气动肌肉(1)的内部气压增大，从而驱动所述气动肌肉(1)轴向收缩，所述气动肌肉(1)与所述传动结构连接，所述传动结构能够将所述气动肌肉(1)轴向收缩产生的拉力转化为驱动所述头枕(3)移动至设定位置的驱动力。6.根据权利要求5所述的主动式头枕，其特征在于，所述控制系统包括传感器和控制器，所述传感器能够将发生...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，
申请(专利权)人：诺创汽车科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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