申请/专利权人：清华大学苏州汽车研究院(相城);苏州清泰汽车安全科技有限公司

申请日：2018-12-25

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109624801B

主分类号：B60N2/28

分类号：B60N2/28

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.05.10#实质审查的生效;2019.04.16#公开

摘要：本发明公开了一种主动侧碰吸能机构及儿童安全座椅，儿童安全座椅包括座椅本体，主动侧碰吸能机构包括吸能装置和动作装置，动作装置设在座椅本体的侧部，吸能装置设在动作装置上，吸能装置具有第一位置与第二位置，当处于第一位置时，吸能装置嵌设在座椅本体内，且其外表面不凸出于座椅本体的侧壁，当处于第二位置时，其整体凸出于座椅本体的侧壁，动作装置可驱动吸能装置在第一位置与第二位置之间转换，汽车正常行驶时，吸能装置处于第一位置，动作装置感知汽车将要发生碰撞时，动作装置驱动吸能装置从第一位置运动到第二位置处。该主动侧碰吸能机构能够主动预警，且汽车发生侧碰后具备缓冲吸能的性能，提高了儿童安全座椅侧面碰撞的安全性。

主权项：1.一种主动侧碰吸能机构，儿童安全座椅包括座椅本体，所述主动侧碰吸能机构包括吸能装置，其特征在于：所述主动侧碰吸能机构还包括能够感知汽车将要发生碰撞的动作装置，所述动作装置设置在所述座椅本体的侧部，所述吸能装置设置在所述动作装置上，所述吸能装置在所述儿童安全座椅上具有第一位置与第二位置，当所述吸能装置处于第一位置时，所述吸能装置嵌设在所述座椅本体内，且所述吸能装置的外表面不凸出于所述座椅本体的侧壁，当所述吸能装置处于第二位置时，所述吸能装置整体凸出于所述座椅本体的侧壁，所述动作装置能够驱动所述吸能装置在第一位置与第二位置之间转换，当汽车正常行驶时，所述吸能装置处于第一位置，当所述动作装置感知汽车将要发生碰撞时，所述动作装置驱动所述吸能装置从第一位置运动到第二位置处，所述吸能装置包括壳体、能够沿所述儿童安全座椅的左右方向滑动地设置在所述壳体内的第一楔块、与所述第一楔块通过斜面配合并能够沿所述儿童安全座椅的上下方向滑动地设置在所述壳体内的第二楔块，所述第二楔块与所述壳体之间形成一缓冲腔体，所述吸能装置还包括设置在所述缓冲腔体中的弹性组件，所述弹性组件的两端部分别固定设置在所述第二楔块与所述壳体上，所述缓冲腔体所对应的壳体上设置有使所述缓冲腔体与所述壳体外部相连通的第一阻尼孔，所述动作装置包括感知装置、控制器和驱动装置，所述感知装置与所述控制器电性连接，所述驱动装置与所述控制器电性连接，所述吸能装置设置在所述驱动装置上。

全文数据：一种主动侧碰吸能机构及儿童安全座椅技术领域本发明涉及汽车安全技术领域，具体涉及一种主动侧碰吸能机构及儿童安全座椅。背景技术目前，随着汽车普及率的上升以及汽车安全技术的提升，对于儿童乘员的安全问题已经越来越受到人们的重视。据统计，汽车侧面碰撞事故约占汽车总交通事故的13，但实际中对于儿童乘员的侧面保护措施却做得不够充分，国际与国内的相关法律法规及评价标准还有待完善，欧洲ECE以及中国C-NCAP的产品测试并没有硬性要求安全座椅对侧面撞击的保护。另外，现今市面上所销售的侧面保护装置多为被动作用形式，少部分带有主动预警功能的侧碰装置的结构也比较单一，并且缺乏可靠性与实用性。因此，推广与普及实用可靠的主动型侧碰缓冲吸能装置以提高汽车的安全性，减少儿童乘员在汽车侧碰事故中受到的伤害便显得尤其重要。发明内容本发明的目的是针对现有技术中的问题，提供一种新型的主动侧碰吸能机构。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种主动侧碰吸能机构，儿童安全座椅包括座椅本体，所述主动侧碰吸能机构包括吸能装置，所述主动侧碰吸能机构还包括能够感知汽车将要发生碰撞的动作装置，所述动作装置设置在所述座椅本体的侧部，所述吸能装置设置在所述动作装置上，所述吸能装置在所述儿童安全座椅上具有第一位置与第二位置，当所述吸能装置处于第一位置时，所述吸能装置嵌设在所述座椅本体内，且所述吸能装置的外表面不凸出于所述座椅本体的侧壁，当所述吸能装置处于第二位置时，所述吸能装置整体凸出于所述座椅本体的侧壁，所述动作装置能够驱动所述吸能装置在第一位置与第二位置之间转换，当汽车正常行驶时，所述吸能装置处于第一位置，当所述动作装置感知汽车将要发生碰撞时，所述动作装置驱动所述吸能装置从第一位置运动到第二位置处。优选地，所述动作装置包括感知装置、控制器和驱动装置，所述感知装置与所述控制器电性连接，所述驱动装置与所述控制器电性连接，所述吸能装置设置在所述驱动装置上。进一步地，所述感知装置为车身测距雷达和或AEB装置。进一步地，所述动作装置还包括设置在所述座椅本体的侧部的底板，所述驱动装置包括固定设置在所述底板上的电机、能够绕自身轴心线转动地设置且外表面设有螺纹的丝杠、与所述丝杠通过螺纹配合连接并能够沿所述丝杠的长度延伸方向滑动的第一滑动组件、相交叉并在交叉处相转动连接的第一撑杆和第二撑杆，所述丝杠沿所述儿童安全座椅的上下方向延伸，所述丝杠与所述电机的电机轴连接，所述第一撑杆的一端部与所述第一滑动组件相转动连接，所述第一撑杆的另一端部与所述吸能装置相转动连接，所述第二撑杆的一端部与所述底板相转动连接，所述第二撑杆的另一端部能够滑动且转动地设置在所述吸能装置上。更进一步地，所述动作装置还包括固定设置在所述底板上且沿上下方向延伸的第一导轨，所述第一滑动组件能够沿所述第一导轨的长度延伸方向滑动地设置在所述第一导轨上，所述吸能装置包括沿上下方向延伸的第二导轨，所述动作装置还包括能够沿所述第二导轨的长度延伸方向滑动地设置在所述第二导轨上的第二滑动组件，所述第二撑杆的另一端部与所述第二滑动组件相转动连接。优选地，所述吸能装置包括壳体、能够沿所述儿童安全座椅的左右方向滑动地设置在所述壳体内的第一楔块、与所述第一楔块通过斜面配合并能够沿所述儿童安全座椅的上下方向滑动地设置在所述壳体内的第二楔块，所述第二楔块与所述壳体之间形成一缓冲腔体，所述吸能装置还包括设置在所述缓冲腔体中的弹性组件，所述弹性组件的两端部分别固定设置在所述第二楔块与所述壳体上，所述缓冲腔体所对应的壳体上设置有使所述缓冲腔体与所述壳体外部相连通的第一阻尼孔。进一步地，所述吸能装置还包括设置在所述壳体内的摩擦板，所述第一楔块的上下两端面以及所述第二楔块的靠近所述座椅本体的一侧面分别与所述摩擦板相接触。更进一步地，所述弹性组件包括多个瓦片簧，每个所述瓦片簧的上下两端分别通过卡槽固定设置在所述摩擦板与所述第二楔块上。进一步地，所述壳体采用包覆材料。本发明还提供一种儿童安全座椅，具有如上述任一项所述的主动侧碰吸能机构，所述儿童安全座椅包括座椅本体，所述主动侧碰吸能机构可拆卸地设置在所述座椅本体上。由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的主动侧碰吸能机构结构简单，能够主动预警，且汽车发生侧碰后具备缓冲吸能的性能，能有效提高儿童安全座椅事后安全性，降低儿童乘员在侧碰事故中受到伤害的风险，提高了儿童安全座椅侧面碰撞的安全性。附图说明附图1为本发明的主动侧碰吸能机构在儿童安全座椅上设置时的结构示意图；附图2为本发明的主动侧碰吸能机构的结构示意图（吸能装置处于第一位置）；附图3为本发明的主动侧碰吸能机构的结构示意图（吸能装置处于第二位置）；附图4为本发明的吸能装置的结构示意图（碰撞前）；附图5为本发明的吸能装置的结构示意图（碰撞时）。其中：1、动作装置；11、底板；12、电机；13、丝杠；141、丝母；142、第一滑块；143、连杆；15、第一撑杆；16、第二撑杆；17、第二滑块；18、第一导轨；2、吸能装置；21、第二导轨；22、壳体；23、第一楔块；24、第二楔块；25、缓冲腔体；26、弹性组件；27、摩擦板；28、垫板；100、座部；200、靠背部。具体实施方式下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。本发明的主动侧碰吸能机构设置在儿童安全座椅的靠近汽车车门的一侧部，儿童安全座椅包括座椅本体，座椅本体包括沿前后方向延伸的座部100和沿上下方向延伸的靠背部200，座部100的后部和靠背部200的下部相交，本发明的主动侧碰吸能机构可拆卸地设置在靠背部200的侧部的上部，如图1所示。这样，当主动侧碰吸能机构发生撞击而发生破坏时，可更换新的主动侧碰吸能机构。如图2和图3所示，本发明的主动侧碰吸能机构包括动作装置1和吸能装置2，动作装置1设置在靠背部200的侧部的上部，吸能装置2设置在动作装置1上。吸能装置2在儿童安全座椅上具有第一位置与第二位置，当吸能装置2处于第一位置时，吸能装置2嵌设在靠背部200内，且吸能装置2的外表面不凸出于靠背部200的侧壁，当吸能装置2处于第二位置时，吸能装置2整体凸出于靠背部200的侧壁，当汽车正常行驶时，吸能装置2处于第一位置处，这样，可减小儿童安全座椅的体积，而当汽车发生侧碰时，吸能装置2可从第一位置运动到第二位置处，起到侧碰缓冲吸能的作用。动作装置1能够驱动吸能装置2在第一位置与第二位置之间转换位置，同时动作装置1能够感知汽车将要发生碰撞，并驱动吸能装置2从第一位置快速运动到第二位置，从而起到主动预警的作用。动作装置1包括感知装置、控制器和驱动装置，感知装置与控制器电性连接，驱动装置与控制器电性连接，吸能装置2设置在驱动装置上。感知装置用于感知汽车将要发生碰撞的信号，控制器根据感知装置感应的信号控制驱动装置的动作，从而通过驱动装置驱动吸能装置2动作。感知装置可采用车身测距雷达和或AEB装置，当感知装置感知到碰撞物距离汽车侧面的距离小于某一设定值时，和或者汽车因将要发生碰撞而踩下刹车的信号后，控制器即控制驱动装置动作，从而使吸能装置2从第一位置运动到第二位置处。动作装置1还包括设置在靠背部200的侧部的底板11，驱动装置包括固定设置在底板11上的电机12、能够绕自身轴心线转动地设置且外表面设有螺纹的丝杠13、与丝杠13通过螺纹配合连接并能够沿丝杠13的长度延伸方向滑动的第一滑动组件、设置在底板11的相对两侧的十字撑架，每侧的十字撑架均包括相交叉并在交叉处相转动连接的第一撑杆15和第二撑杆16，第一撑杆15的一端部与第一滑动组件相转动连接，第一撑杆15的另一端部与吸能装置2相转动连接，第二撑杆16的一端部与底板11相转动连接，第二撑杆16的另一端部能够滑动且转动地设置在吸能装置2上。丝杠13沿儿童安全座椅的上下方向延伸，丝杠13与电机12的电机轴连接，电机12启动时，驱动丝杠13绕自身轴心线转动，通过丝杠13与第一滑动组件的螺纹配合，驱使第一滑动组件沿丝杠13的长度延伸方向上下移动，在第一滑动组件上下移动时，驱使第一撑杆15和第二撑杆16翻转，从而使得吸能装置2在第一位置与第二位置之间转换。驱动装置具有自锁功能，从而可使吸能装置2稳定在第一位置与第二位置处。由于驱动装置具有自锁与复位功能，而且驱动装置材料均由高强度与高硬度的金属材料构成，第一撑杆15和第二撑杆16形成的剪叉机构具有优异的承重能力，使得该驱动装置能够承受来自汽车侧碰碰撞时的瞬时巨大冲击而不至被压溃。具体的，动作装置1还包括固定设置在底板11上且沿上下方向延伸的第一导轨18，本实施例中，第一导轨18与丝杠13平行设置，第一导轨18分别设置在丝杠13的相对两侧。第一滑动组件能够沿第一导轨18的长度延伸方向滑动地设置在第一导轨18上。吸能装置2包括两根沿上下方向延伸的第二导轨21，本实施例中，两根第二导轨21均与丝杠13平行设置。动作装置1还包括能够沿第二导轨21的长度延伸方向滑动地设置在第二导轨21上的第二滑动组件，第二撑杆16的另一端部与第二滑动组件相转动连接。第一滑动组件包括套设在丝杠13上且与丝杠13通过螺纹连接的丝母141、能够沿第一导轨18的长度延伸方向滑动地设置在第一导轨18上的第一滑块142及两端部分别与丝母141和第一滑块142相固定连接的连杆143，第一撑杆15的一端部与第一滑块142相转动连接，丝杠13的转动带动丝母141在丝杠13上沿丝杠13的长度延伸方向相对滑动，丝母141的滑动带动第一滑块142在第一导轨18上滑动。每侧的第一导轨18上分别设有第一滑块142，两侧的第一滑块142分别通过连杆143与同一个丝母141相固定连接，这样，丝母141的滑动可带动两侧的第一滑块142同步滑动。第二滑动组件包括设置在每侧的第二导轨21上的第二滑块17，第二滑块17能够沿第二导轨21的长度延伸方向滑动地设置，每侧的第二撑杆16的另一端部均与同侧的第二滑块17相转动连接。如图4和图5所示，吸能装置还包括壳体22、设置在壳体22内的第一楔块23和第二楔块24，第一楔块23能够沿儿童安全座椅的左右方向滑动地设置在壳体22内，第二楔块24与第一楔块23通过斜面配合，并能够沿儿童安全座椅的上下方向滑动地设置在壳体22内，在第二楔块24与壳体22之间形成一缓冲腔体25，吸能装置还包括设置在缓冲腔体25中的弹性组件26，弹性组件26的两端部分别固定设置在第二楔块24与壳体22上，缓冲腔体25所对应的壳体22上设置有使缓冲腔体25与壳体22外部相连通的第一阻尼孔221，从而可将壳体22的内腔中被挤压出的空气排出到壳体22的外部。本实施例中，第二楔块24对称设置在壳体22的上下两端，两个第二楔块24均与第一楔块23通过斜面相配合，在每个第二楔块24与壳体22之间均形成一个缓冲腔体25，每个缓冲腔体25中均设置有弹性组件26。当第一楔块23向靠近儿童安全座椅的一侧滑动时，通过第一楔块23与第二楔块24之间的配合，驱动两个第二楔块24分别向上和向下背向运动，从而各自挤压位于缓冲腔体25中的弹性组件26，起到缓冲吸能的作用。壳体22采用包覆材料，该包覆材料需耐高温，耐磨损，不易燃，并具有良好的韧性与透气性，这可提高对儿童乘员的事后防护，避免儿童乘员受到二次伤害。第一楔块23和第二楔块24均采用摩擦金属，其具有较高的摩擦吸能效果，高强度，高硬度，质量轻，不易变形。弹性组件26包括多个瓦片簧，每个瓦片簧均由高强度、高屈服极限，较大弹性系数的材料制成，并具有记忆能力，轻微变形可复位，以防止因不慎触碰或轻微碰撞而使吸能装置2发生动作的情况。吸能装置2还包括设置在壳体22靠近靠背部200的一侧的垫板28，两根第二导轨21均固定设置在垫板28上。吸能装置还包括设置在壳体22内的摩擦板27，本实施例中，摩擦板27具体设置在垫板28的一侧壁及壳体22的上下两侧壁上，第一楔块23的上下两端面以及第二楔块24靠近靠背部200的一侧面分别与摩擦板27相接触。摩擦板27具有导向与摩擦吸能的作用，其由高硬度、较大摩擦系数的耐磨金属材料制成。各瓦片簧的上下两端分别通过卡槽固定在摩擦板27与第二楔块24上，从而可使瓦片簧稳定固定。缓冲腔体25所对应的摩擦板27上设置有与第一阻尼孔221相对应的第二阻尼孔271。该主动侧碰吸能机构的工作原理如下：当汽车正常行驶时，动作装置1未启动，吸能装置2处于第一位置处，如图2所示。当汽车行驶过程中感知装置感知到汽车将要发生侧碰时，控制器发出指令驱动电机12启动，电机轴转动时带动丝杠13绕自身轴心线转动，通过丝杠13与第一滑动组件的配合使第一滑动组件沿丝杠13的长度延伸方向向下滑动，从而使得第一撑杆15和第二撑杆16相对转动，使得吸能装置2伸出，吸能装置2逐渐从第一位置向第二位置运动，到一定程度后，驱动装置自锁，吸能装置2便稳定在第二位置处，如图3所示；当儿童安全座椅受到侧面碰撞冲击时，冲击能量通过外层的包覆材料作用于第一楔块23上，推压第一楔块23向靠近儿童安全座椅的一侧运动，第一楔块23运动时，通过第一楔块23与第二楔块24之间的斜面配合挤压上下两个第二楔块24，第一楔块23与第二楔块24之间的各接触斜面间产生相对位移，通过摩擦做功而消耗一定的冲击能量；在此过程中，第一楔块23的上下两端面以及上下两个第二楔块24的一侧面均与摩擦板27之间产生相对滑动，这使得部分冲击能变为摩擦功而耗散；上下两个第二楔块24分别沿摩擦板27上下运动时，挤压位于缓冲腔体25中的瓦片簧，将冲击能转化为弹性势能吸收。整个吸能装置2中被挤压的空气通过第一阻尼孔221和第二阻尼孔271排出到壳体22的外部，进一步起到缓冲吸能的作用。另外，若动作装置1因微小冲击而发生动作时，亦可通过控制器使电机12反向运转使吸能装置2复位，同时瓦片簧的弹力也可使吸能装置2的第一楔块23和第二楔块24主动归位。综上所述，本发明的主动侧碰吸能机构具有主动预警，多级缓冲吸能的性能，动作装置与吸能装置均可进行缓冲吸能。该主动侧碰吸能机构结构简单合理，经济实用，动作迅速，安全可靠，能有效提高儿童安全座椅事后安全性，降低儿童乘员在侧碰事故中受到伤害的风险，提高了座椅侧面碰撞的安全性，具备良好的普及性与推广价值。上述关于方向的定义，均是以儿童安全座椅处于使用状态下定义的，座部在儿童安全座椅中所处的位置为下部，靠背部即位于座部的上方，当儿童坐在儿童安全座椅上时，其面部朝向的方向为前，背部朝向的方向为后，以儿童的左手侧为左侧，儿童的右手侧为右侧。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

权利要求：1.一种主动侧碰吸能机构，儿童安全座椅包括座椅本体，所述主动侧碰吸能机构包括吸能装置，其特征在于：所述主动侧碰吸能机构还包括能够感知汽车将要发生碰撞的动作装置，所述动作装置设置在所述座椅本体的侧部，所述吸能装置设置在所述动作装置上，所述吸能装置在所述儿童安全座椅上具有第一位置与第二位置，当所述吸能装置处于第一位置时，所述吸能装置嵌设在所述座椅本体内，且所述吸能装置的外表面不凸出于所述座椅本体的侧壁，当所述吸能装置处于第二位置时，所述吸能装置整体凸出于所述座椅本体的侧壁，所述动作装置能够驱动所述吸能装置在第一位置与第二位置之间转换，当汽车正常行驶时，所述吸能装置处于第一位置，当所述动作装置感知汽车将要发生碰撞时，所述动作装置驱动所述吸能装置从第一位置运动到第二位置处。2.根据权利要求1所述的主动侧碰吸能机构，其特征在于：所述动作装置包括感知装置、控制器和驱动装置，所述感知装置与所述控制器电性连接，所述驱动装置与所述控制器电性连接，所述吸能装置设置在所述驱动装置上。3.根据权利要求2所述的主动侧碰吸能机构，其特征在于：所述感知装置为车身测距雷达和或AEB装置。4.根据权利要求2所述的主动侧碰吸能机构，其特征在于：所述动作装置还包括设置在所述座椅本体的侧部的底板，所述驱动装置包括固定设置在所述底板上的电机、能够绕自身轴心线转动地设置且外表面设有螺纹的丝杠、与所述丝杠通过螺纹配合连接并能够沿所述丝杠的长度延伸方向滑动的第一滑动组件、相交叉并在交叉处相转动连接的第一撑杆和第二撑杆，所述丝杠沿所述儿童安全座椅的上下方向延伸，所述丝杠与所述电机的电机轴连接，所述第一撑杆的一端部与所述第一滑动组件相转动连接，所述第一撑杆的另一端部与所述吸能装置相转动连接，所述第二撑杆的一端部与所述底板相转动连接，所述第二撑杆的另一端部能够滑动且转动地设置在所述吸能装置上。5.根据权利要求4所述的主动侧碰吸能机构，其特征在于：所述动作装置还包括固定设置在所述底板上且沿上下方向延伸的第一导轨，所述第一滑动组件能够沿所述第一导轨的长度延伸方向滑动地设置在所述第一导轨上，所述吸能装置包括沿上下方向延伸的第二导轨，所述动作装置还包括能够沿所述第二导轨的长度延伸方向滑动地设置在所述第二导轨上的第二滑动组件，所述第二撑杆的另一端部与所述第二滑动组件相转动连接。6.根据权利要求1所述的主动侧碰吸能机构，其特征在于：所述吸能装置包括壳体、能够沿所述儿童安全座椅的左右方向滑动地设置在所述壳体内的第一楔块、与所述第一楔块通过斜面配合并能够沿所述儿童安全座椅的上下方向滑动地设置在所述壳体内的第二楔块，所述第二楔块与所述壳体之间形成一缓冲腔体，所述吸能装置还包括设置在所述缓冲腔体中的弹性组件，所述弹性组件的两端部分别固定设置在所述第二楔块与所述壳体上，所述缓冲腔体所对应的壳体上设置有使所述缓冲腔体与所述壳体外部相连通的第一阻尼孔。7.根据权利要求6所述的主动侧碰吸能机构，其特征在于：所述吸能装置还包括设置在所述壳体内的摩擦板，所述第一楔块的上下两端面以及所述第二楔块的靠近所述座椅本体的一侧面分别与所述摩擦板相接触。8.根据权利要求7所述的主动侧碰吸能机构，其特征在于：所述弹性组件包括多个瓦片簧，每个所述瓦片簧的上下两端分别通过卡槽固定设置在所述摩擦板与所述第二楔块上。9.根据权利要求6所述的主动侧碰吸能机构，其特征在于：所述壳体采用包覆材料。10.一种儿童安全座椅，其特征在于：具有如权利要求1~9中任一项所述的主动侧碰吸能机构，所述儿童安全座椅包括座椅本体，所述主动侧碰吸能机构可拆卸地设置在所述座椅本体上。

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