本发明专利技术涉及一种车辆乘员约束装置、车辆座椅组件及车辆。车辆乘员约束装置包括环境感知模块、风险预判模块、控制模块及约束模块，约束模块用于安装在目标车辆的座椅上并包括至少一个多节约束臂单元；环境感知模块用于获取道路环境信息；风险预判模块用于根据道路环境信息判断目标车辆是否存在碰撞风险；控制模块用于当目标车辆存在碰撞风险时控制多节约束臂单元转动直至与目标车辆内的乘员的肩部紧密贴合。该车辆乘员约束装置能够改善乘员胸部的变形，使得胸部受力相比安全带更加均匀，且乘员的下潜运动的趋势也极大降低，也不需要在驾驶过程中全时刻对乘员施加约束，而是在适当的时刻对乘员施加约束，极大地改善乘员的驾乘舒适性。适性。适性。
【技术实现步骤摘要】
车辆乘员约束装置、车辆座椅组件及车辆
[0001]本专利技术涉及汽车被动安全
，特别是涉及一种车辆乘员约束装置、车辆座椅组件及车辆。
技术介绍
[0002]在汽车的被动安全领域中，匹配良好乘员约束系统能够大幅减轻乘员损伤程度，降低事故发生时的乘员伤亡率。目前大部分车辆上所装配的车辆约束系统主要包括三点式安全带、安全气囊和座椅，该类的车辆约束系统虽然可以起到较好的约束保护效果，但是三点式安全带不仅会造成胸部约束力过于集中，导致胸腔变形，增加肋骨骨折风险，而且三点式安全带在约束过程中也有可能发生乘员下潜运动，下潜运动中安全带腹带会侵入乘员腹部，造成腹部损伤。
[0003]为了解决三点式安全带会造成胸部约束力过于集中的问题，包括美国福特、德国梅赛德斯奔驰、日本本田等很多汽车厂商已经研发出气囊式安全带，其作用原理是与安全气囊类似，在碰撞发生的过程中，通过快速充气将安全带原来的带状形态扩展成柱状形态，由此在碰撞时增大安全带与乘员胸部的接触面积，进而降低安全带集中载荷对乘员胸部结构造成的危害。另外，为了解决由于乘员下潜导致的安全带腹带侵入乘员腹部的问题，很多人也研究了防止乘员下潜的装置，在碰撞时该装置限制乘员髋部和臀部的向前、向下移动，其具体实施方式包括在坐垫前部增加加强结构，或是改变坐垫部分结构的刚度等。
[0004]以上提到的相关技术能够改善安全带的约束缺陷，但是并不能从根本上去除安全带造成的危险，例如利用可膨胀式安全带涉及到气体充气，安全带扩展等因素，很有可能由于安全带气囊扩展不及时或者在错误的时间撑开，造成对乘员的伤害。同时可膨胀式安全带降低了安全带的可重复利用率，提升了安全带更换的成本。防下潜机构也是存在安全带腹带入侵造成的危险。因此以上技术本质上都是由于安全带这种约束构型的不足而产生的。
[0005]除此之外，在自动驾驶汽车中，由于受到车内空间不足以及现有车辆碰撞预警功能还不能够实现对多方向碰撞的准确预警，现有的安全带配合安全气囊的约束系统需要对乘员全时刻施加约束，极大地降低了乘员驾乘的舒适性。
技术实现思路
[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种车辆乘员约束装置、车辆座椅组件及车辆。
[0007]一种车辆乘员约束装置，所述车辆乘员约束装置包括：环境感知模块、风险预判模块、控制模块及约束模块，其中所述约束模块用于安装在目标车辆的座椅上并包括至少一个多节约束臂单元；
[0008]所述环境感知模块用于获取并向所述风险预判模块发送道路环境信息；
[0009]所述风险预判模块用于根据所述道路环境信息判断所述目标车辆是否存在碰撞
风险，之后将判断结果发送给所述控制模块；
[0010]所述控制模块用于当所述目标车辆存在碰撞风险时控制所述多节约束臂单元转动，直至所述多节约束臂单元与所述目标车辆内的乘员的肩部紧密贴合。
[0011]在其中一个实施例中，所述多节约束臂单元包括：设置在所述座椅上的安装壳、多个约束臂以及多个可正、反转的驱动电机；
[0012]相邻两个所述约束臂之间及最内侧的所述约束臂与所述安装壳之间均铰接，且铰接处设置有导向轮；
[0013]所述驱动电机设置在所述安装壳上并与所述控制模块电连接，所述驱动电机的输出端通过控制线缆与对应的所述导向轮之间配合形成封闭的控制回路，以控制对应的所述约束臂展开或收拢。
[0014]在其中一个实施例中，外侧的所述约束臂与对应的所述驱动电机间的所述控制线缆也缠绕于与外侧的所述约束臂相邻的内侧所有所述约束臂对应的所述导向轮上。
[0015]在其中的一个实施例中，所述驱动电机与所述约束臂的数目均为n个，所述驱动电机按照由上至下的方向进行有序排布，所述约束臂按照由内至外的方向进行有序排布，且第m个所述驱动电机与第m个所述约束臂所对应的所述导向轮间配合形成所述控制回路，m为1至n的所有整数。
[0016]在其中一个实施例中，所述车辆乘员约束装置还包括：与所述控制模块电连接的锁紧模块；
[0017]所述锁紧模块包括抱闸，所述抱闸用于在所述约束臂与所述乘员的肩部紧密贴合时将所述驱动电机锁止。
[0018]在其中一个实施例中，所述多节约束臂单元的数目为两个，所述多节约束臂单元分布在所述座椅的左、右两侧。
[0019]在其中一个实施例中，所述约束模块还包括：调节单元，所述调节单元用于调节两个所述多节约束臂单元间的距离。
[0020]在其中一个实施例中，所述约束模块还包括：与所述控制模块、所述调节单元电连接的肩宽获取单元；
[0021]所述肩宽获取单元用于获取所述乘员的肩宽；
[0022]所述控制模块用于基于所述乘员的肩宽，控制所述调节单元调节两个所述多节约束臂单元间的距离。
[0023]在其中一个实施例中，所述调节单元包括：设置在所述座椅上并与所述控制模块电连接的调节电机，与所述调节电机的输出端连接的丝杠以及设置在所述丝杠上的螺母；
[0024]所述调节电机可正、反转，所述螺母与所述多节约束臂单元连接。
[0025]在其中一个实施例中，所述车辆乘员约束装置还包括：乘员状态感知模块，所述乘员状态感知模块用于获取并向所述控制模块发送所述乘员的乘坐状态；
[0026]所述控制模块用于当所述乘员的乘坐状态在所述目标车辆正常行驶过程中发生改变时，控制所述多节约束臂单元转动，以使所述多节约束臂单元与所述乘员的肩部间具有预设距离。
[0027]一种车辆座椅组件，所述车辆座椅组件包括座椅和上述任一项所述的车辆乘员约束装置；
[0028]所述车辆乘员约束装置的约束模块设置在所述座椅上。
[0029]一种车辆，所述车辆包括上述所述的车辆座椅组件。
[0030]上述车辆乘员约束装置、车辆座椅组件及车辆，车辆乘员约束装置的约束模块的多节约束臂单元可与乘员的肩部紧密贴合，即对人体最坚实的部位施加约束，从而在碰撞发生时可产生最小的伤害，且约束有效性也通过沙箱实验、模型仿真验证，与传统的安全带、安全气囊约束相比，对乘员的保护效果更优，其不仅能够改善乘员胸部的变形，使得胸部受力相比安全带更加均匀，而且乘员的下潜运动的趋势也极大降低；另外，控制模块在目标车辆存在碰撞风险时便控制多节约束臂单元转动，直至多节约束臂单元与目标车辆内的乘员的肩部紧密贴合，从而实现对乘员的约束，不需要在驾驶过程中全时刻对乘员施加约束，而是在适当的时刻对乘员施加约束，极大地改善乘员的驾乘舒适性及保护的针对性和充分性。
附图说明
[0031]图1为本专利技术一实施例提供的车辆乘员约束装置的结构框图；
[0032]图2、图3为本专利技术一实施例提供的车辆乘员约束装置的约束臂处于回拢时的结构示意图；
[0033]图4、图5为本专利技术一实施例提供的车辆乘员约束装置的约束臂处于伸展时的结构示意图；
[0034]图6、图7为本专利技术一实施例提供的车辆乘员约束装置拆除左侧约束臂时的结构示意图；
[0035]图8为本专利技术一实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车辆乘员约束装置，其特征在于，所述车辆乘员约束装置包括：环境感知模块(100)、风险预判模块(200)、控制模块(300)及约束模块(400)，其中所述约束模块(400)用于安装在目标车辆的座椅(700)上并包括至少一个多节约束臂单元(410)；所述环境感知模块(100)用于获取并向所述风险预判模块(200)发送道路环境信息；所述风险预判模块(200)用于根据所述道路环境信息判断所述目标车辆是否存在碰撞风险，之后将判断结果发送给所述控制模块(300)；所述控制模块(300)用于当所述目标车辆存在碰撞风险时控制所述多节约束臂单元(410)转动，直至所述多节约束臂单元(410)与所述目标车辆内的乘员的肩部紧密贴合。2.根据权利要求1所述的车辆乘员约束装置，其特征在于，所述多节约束臂单元(410)包括：设置在所述座椅(700)上的安装壳(411)、多个约束臂(412)以及多个可正、反转的驱动电机(413)；相邻两个所述约束臂(412)之间及最内侧的所述约束臂(412)与所述安装壳(411)之间均铰接，且铰接处设置有导向轮(414)；所述驱动电机(413)设置在所述安装壳(411)上并与所述控制模块(300)电连接，所述驱动电机(413)的输出端通过控制线缆(415)与对应的所述导向轮(414)之间配合形成封闭的控制回路，以控制对应的所述约束臂(412)展开或收拢。3.根据权利要求2所述的车辆乘员约束装置，其特征在于，外侧的所述约束臂(412)与对应的所述驱动电机(413)间的所述控制线缆(415)也缠绕于与外侧的所述约束臂(412)相邻的内侧所有所述约束臂(412)对应的所述导向轮(414)上。4.根据权利要求3所述的车辆乘员约束装置，其特征在于，所述驱动电机(413)与所述约束臂(412)的数目均为n个，所述驱动电机(413)按照由上至下的方向进行有序排布，所述约束臂(412)按照由内至外的方向进行有序排布，且第m个所述驱动电机(413)与第m个所述约束臂(412)所对应的所述导向轮(414)间配合形成所述控制回路，m为1至n的所有整数。5.根据权利要求2所述的车辆乘员约束装置，其特征在于，所述车辆乘员约束装置还包括：与所述控制模块(300)电连接的锁紧模块(500)；...
【专利技术属性】
技术研发人员：周青，程锦，陈文韬，黄媛，罗睿，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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