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    一种主动防护的头枕装置[ZH]

    专利编号: ZL202503041454

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    拟转化方式: 转让;普通许可;独占许可;排他许可

    交易价格:面议

    专利类型:发明专利

    法律状态:实审

    技术领域:车身及车身附件

    发布日期:2025-03-04

    发布有效期: 2025-03-04 至 2040-03-31

    专利顾问 — 伍先生

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    专利基本信息
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    申请号 CN202010242433.3 公开号 CN111319532A
    申请日 2020-03-31 公开日 2020-06-23
    申请人 中国汽车技术研究中心有限公司;中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司 专利授权日期 0001-01-01
    发明人 李金柱;方锐;孟宪明;栗国;党雪芒;梁铭丰;孟琦 专利权期限届满日 2040-03-31
    申请人地址 300300 天津市东丽区先锋东路68号 最新法律状态 实审
    技术领域 车身及车身附件 分类号 B60N2/888
    技术效果 安全性 有效性 审中(公开、实审)
    专利代理机构 天津企兴智财知识产权代理有限公司 12226 代理人 陈雅洁
    专利技术详情
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    01

    专利摘要

    本发明提供了一种主动防护的头枕装置,包括头枕、活塞连杆、控制器,头枕包括可以移动的头枕移动部、固定在汽车座椅上的头枕固定部,头枕固定部内有气缸,气缸内壁与所述活塞连杆的一端滑动连接,活塞连杆的另一端与所述头枕移动部固定,气缸远离头枕移动部的一端与充气设备连接,气缸的侧壁还连接有泄气管,所述头枕固定部的下方设有乘员头部位移传感器,头枕移动部远离头枕固定部的一端设有压力传感器,气缸内壁设有气缸位移传感器。本发明创造所述的头枕装置,当追尾碰撞时能够及时启动并对乘员颈部进行保护,避免颈部损伤的发生,并且可以根据不同乘员状态自动调整头枕位置,满足不同用户对乘坐安全的要求。
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    02

    专利详情

    技术领域 本发明创造属于汽车安全技术领域,尤其是涉及一种主动防护的头枕装置。 背景技术 后面碰撞是各类事故中最不容易致死的事故类型,但是其造成的伤害概率却是最高的。汽车后面碰撞一旦发生,由于惯性,驾驶员的头部保持原来位置或移动缓慢,而驾驶员身体却会跟随车辆一起向前运动,这样驾驶员颈部便会受到伤害。后碰伤害是交通事故中最为严重的次要性伤害,其并发症多、潜伏期长,不仅伤者会遭受巨大痛苦,还会带来较大的财产损失。 现有技术中颈部保护以座椅系统为主,保护原理是通过座椅系统的靠背和头枕限制在追尾碰撞时头部相对于上躯干向后的运动,进而减小颈部受伤的风险。虽然目前已经存在机械式的主动头枕,主要原理为在碰撞过程中,乘员由于惯性向后压迫座椅,通过空间连杆机构启动头枕,但是该技术方案因为不同的乘员情况,响应时间会有区别,即在头枕起到作用之前,颈部伤害可能已经发生,无法确乘员的颈部安全。因此非常有必要开发一款可以根据不同乘员状态自动调整头枕位置的装置,以满足不同用户对乘坐安全的要求。 发明内容 有鉴于此,本发明创造旨在提出一种主动防护的头枕装置,当追尾碰撞时能够及时启动并对乘员颈部进行保护,避免颈部损伤的发生,并且可以根据不同乘员状态自动调整头枕位置,满足不同用户对乘坐安全的要求。 为达到上述目的,本发明创造的技术方案是这样实现的: 一种主动防护的头枕装置,包括头枕、活塞连杆、控制器,头枕包括可以移动的头枕移动部、固定在汽车座椅上的头枕固定部,头枕固定部内有气缸,气缸内壁与所述活塞连杆的一端滑动连接,活塞连杆的另一端与所述头枕移动部固定,所述充气设备与所述控制器电连接。 进一步的,还包括传感组件,传感组件包括均与所述控制器电连接的乘员头部位移传感器、压力传感器、气缸位移传感器。 进一步的,所述乘员头部位移传感器设于所述头枕固定部的下方,压力传感器设于所述头枕移动部远离头枕固定部的一端,气缸位移传感器设于气缸内壁。 进一步的,所述活塞连杆包括依次连接的第一杆、第二杆、第三杆,第一杆位于所述头枕移动部内,第三杆位于所述气缸内,第三杆与气缸内壁滑动连接。 进一步的,还包括至少一个弹簧,弹簧位于所述第一杆与第三杆之间,弹簧的一端与所述气缸的内壁连接,弹簧的另一端与第三杆连接。 进一步的,所述气缸位移传感器位于所述第一杆与第三杆之间。 进一步的,还包括缓冲块,缓冲块位于所述第三杆与所述充气设备之间,缓冲块固定于所述气缸的内壁。 进一步的,还包括头枕杆,头枕杆的一端伸入所述头枕固定部,头枕杆的另一端伸出头枕固定部,所述乘员头部位移传感器位于头枕杆上,乘员头部位移传感器位于头枕移动部与头枕杆之间。 进一步的,所述头枕固定部与所述充气设备通过充气管连接,充气管内设有充气阀。 进一步的,所述泄气管设有两个,两个泄气管分别位于所述气缸的两侧,泄气管内设有泄气阀。所述充气阀、泄气阀均与所述控制器电连接。 进一步的,所述头枕包括聚氨酯泡沫制成的内胆及包裹内胆的面套。 所述面套为织物或皮革材料制成,面套包裹在头枕的外表面,起到缓冲的作用。 进一步的,所述压力传感器位于内胆与面套之间。 进一步的,所述缓冲块为弹性材料制成。 进一步的,所述缓冲块优选为弹性橡胶材料制成。 进一步的,所述乘员头部位移传感器、气缸位移传感器优选为OMEGA-LP804微型位置传感器。 进一步的,所述压力传感器优选为MTO-L10C微型测力传感器。 进一步的,所述控制器优选为CQ57HB76-401A型控制器。 进一步的,所述气缸优选为SMC-MXS12-40AS型气缸。 相对于现有技术,本发明创造所述的主动防护的头枕装置具有以下优势: (1)本发明所述的头枕装置,当追尾碰撞时能够及时启动并对乘员颈部进行保护,避免颈部损伤的发生,并且可以根据不同乘员状态自动调整头枕位置,满足不同用户对乘坐安全的要求。 (2)本发明所述的头枕装置,可以根据乘员头部与头枕移动部接触后的压力,自动调整泄压时间,防止造成不必要的伤害,灵活性高,适用于不同情况下的防护。 (3)本发明所述的头枕装置,在气缸内设置弹簧,当活塞连杆受到气流的推动向靠近头枕移动部的方向移动时,通过弹簧的压缩可以起到缓冲作用,防止气体对活塞连杆产生较大的冲击。 (4)本发明所述的头枕装置,缓冲块的设置可以避免活塞连杆与缓冲块接触时产生较大的冲击力,防止该作用力对乘员头部造成损伤或产生不适,增加本头枕装置的安全性及舒适性。 (5)本发明所述的头枕装置,可以根据乘员头部与头枕移动部的距离自动调整装置触发时间。 附图说明 构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解,本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造,并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中: 图1为本发明实施例所述的头枕装置未触发时的示意图; 图2为本发明实施例所述的头枕装置触发时头枕移动部移动后的示意图。 附图标记说明: 1-头枕;11-头枕移动部;12-头枕固定部;13-压力传感器;2-气缸;21-气缸位移传感器;22-弹簧;23-缓冲块;4-控制器;5-充气管;6-充气设备;7-泄气管;8-头枕杆;9-乘员头部位移传感器;10-活塞连杆;101-第一杆;102-第二杆;103-第三杆。 具体实施方式 需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 在本发明创造的描述中,需要理解的是,术语 " 中心 " 、 " 纵向 " 、 " 横向 " 、 " 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发明创造和简化描述,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发明创造的限制。此外,术语 " 第一 " 、 " 第二 " 等仅用于描述目的,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 " 等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明, " 多个 " 的含义是两个或两个以上。 在本发明创造的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语 " 安装 " 、 " 相连 " 、 " 连接 " 应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。 如图1-2所示,一种主动防护的头枕装置,包括头枕1、活塞连杆10、控制器4,头枕1包括可以移动的头枕移动部11、固定在汽车座椅上的头枕固定部12,头枕固定部12内有气缸2,气缸2内壁与所述活塞连杆10的一端滑动连接,活塞连杆10的另一端与所述头枕移动部11固定,气缸2远离头枕移动部11的一端与充气设备6连接,气缸2的侧壁还连接有泄气管7,充气设备6与所述控制器4电连接。 本装置可以根据乘员头部与头枕移动部11接触的压力,自动调整泄压时间,防止造成不必要的伤害,灵活性高,适用于不同情况下的防护,适用范围广,灵活性强。 当追尾碰撞时能够及时启动并对乘员颈部进行保护,避免颈部损伤的发生,并且可以根据不同乘员状态自动调整头枕1位置,满足不同用户对乘坐安全的要求。 还包括传感组件,传感组件包括均与所述控制器4电连接的乘员头部位移传感器9、压力传感器13、气缸位移传感器21。 所述乘员头部位移传感器9设于所述头枕固定部12的下方,压力传感器13设于所述头枕移动部11远离头枕固定部12的一端,气缸位移传感器21设于气缸2内壁。 所述活塞连杆10包括依次连接的第一杆101、第二杆102、第三杆103,第一杆101位于所述头枕移动部11内,第三杆103位于所述气缸2内,第三杆103与气缸2内壁滑动连接。 当充气设备6不断向气缸2内充气时,气流会推动第三杆103向靠近头枕移动部11方向移动,进而使得活塞连杆10推动头枕移动部11向远离头枕固定部12的方向移动。当第三杆103移动时,气缸位移传感器21可以实时采集第三杆103移动的位移。 还包括至少一个弹簧22,弹簧22位于所述第一杆101与第三杆103之间,弹簧22的一端与所述气缸2的内壁连接,弹簧22的另一端与第三杆103连接。 在气缸2内设置弹簧22,当活塞连杆10受到气流的推动向靠近头枕移动部11的方向移动时,通过弹簧22的压缩可以起到缓冲作用,防止气体对活塞连杆10产生较大的冲击,安全性更高。 所述气缸位移传感器21位于所述第一杆101与第三杆103之间。 还包括缓冲块23,缓冲块23位于所述第三杆103与所述充气设备6之间,缓冲块23固定于所述气缸2的内壁。 所述缓冲块23为弹性材料制成。 所述缓冲块23优选为弹性橡胶材料制成。 缓冲块23的设置可以避免活塞连杆10与缓冲块23接触时产生较大的冲击力,防止该作用力对乘员头部造成损伤或产生不适,增加本头枕装置的安全性及舒适性。 还包括头枕杆8,头枕杆8的一端伸入所述头枕固定部12,头枕杆8的另一端伸出头枕固定部12,所述乘员头部位移传感器9位于头枕杆8上,乘员头部位移传感器9位于头枕移动部11与头枕杆8之间。 乘员头部位移传感器9可以实时采集乘员移动的位移,并将采集数据传递到控制器4,控制器4来控制防护机制的启动或停止时间。 所述头枕固定部12与所述充气设备6通过充气管5连接,充气管5内设有充气阀。 所述泄气管7设有两个,两个泄气管7分别位于所述气缸2的两侧,泄气管7内设有泄气阀。 所述充气阀、泄气阀均与所述控制器4电连接。 所述头枕1包括聚氨酯泡沫制成的内胆及包裹内胆的面套。 所述面套为织物或皮革材料制成,面套包裹在头枕1的外表面,起到缓冲的作用。 所述压力传感器13位于内胆与面套之间。 压力传感器13可以实时采集乘员头部与头枕移动部11之间的压力。 通过设置乘员头部位移传感器9、压力传感器13、气缸位移传感器21,可以将采集到的数据实时传递给控制器4,进而控制器4可以灵活快速的调整装置的充气或泄气,使得本装置的灵活性、安全性更高。 具体使用过程: 实际使用时,将头枕固定部12与汽车座椅固定,充气设备6、传感器4与汽车座椅背面固定,控制器4与汽车安全系统连接,同时乘员头部位移传感器9、压力传感器13、气缸位移传感器21、充气设备6均与所述控制器4电连接。 当汽车安全系统检测到后碰发生时,乘员头部位移传感器9将采集到的乘员位移信号,发送到控制器4,控制器4控制充气设备6向气缸2内充气,同时打开充气阀,关闭泄气阀。此时充气设备6不断向气缸2内充气,气流推动活塞连杆10向靠近头枕移动部11方向移动,进而活塞连杆10推动头枕移动部11向远离头枕固定部12的方向移动,直至头枕移动部11与乘员头部接触。 此时压力传感器13将采集到压力信号并传递到控制器4,当压力值达到设定值时,控制器4控制充气阀和充气设备6关闭,并打开泄气阀。此时气缸2向外泄气,致使活塞连杆10向远离头枕移动部11的方向移动,进而带动头枕移动部11向靠近头枕固定部12的方向移动。当控制器4检测到压力传感器13采集的压力值较小时,会关闭泄气阀,直到压力值达到合适值才继续打开泄气阀,如此可以保证整个过程头部都在一个合适的压力范围内。当活塞连杆10持续向远离头枕移动部11的方向移动直至与缓冲块23抵接,此时控制器4关闭泄气阀12,整个过程结束。 当气缸位移传感器21检测到活塞连杆10已经运动到极限位置时,头部与头枕移动部11仍然未接触,此时,控制器4控制充气阀和充气设备6关闭,此时活塞连杆10保持不动,直到头枕1与头部移动部接触,然后再进行上述操作。 值得注意的是,当压力传感器13采集到的压力值比预设值小,则充气阀和泄气阀都关闭,直到压力达到预设值时才打开泄气阀。当压力传感器13采集到的压力值比预设值大,则打开泄气阀,头枕移动部11向靠近头枕固定部12方向运动,直到活塞连杆10与缓冲块23抵接,关闭泄气阀,过程结束。 当头枕移动部11最后未达到复位位置,装置会提醒,乘员可以手动将头枕移动部11推到原始位置,不会对装置造成任何影响。 以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。 一种主动防护的头枕装置
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