一種安全帶智能調節系統及其電磁夾、拉伸識別裝置、拉伸緩沖器、安全帶插座的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用于各類交通工具或其他須系帶安全帶設施的安全帶智能調節系統，實現安全帶調節無操作化。系統能夠識別駕乘人員對安全帶狀態的需要，并自動實施控制。主要功能如下:安全帶調節無操作化;有碰撞危險提前使安全帶自動恢復預緊;發生緊急剎車或發生碰撞時能使安全帶適當緩伸緩縮以避免、減輕交通事故、安全帶對人體的傷害。
【背景技術】
[0002]交通工具安全帶在交通事故中發揮保護人體安全作用的同時，回卷力直接作用人體帶來種種隱患:一是壓迫人體產生不適感，長期系帶安全帶不利人體健康;二是長時間系帶安全帶加重駕乘疲勞;三是其他安全帶調節裝置操作繁瑣；四是因上述原因駕乘人員不愿系帶安全帶;五是因上述原因而為駕乘安全帶來嚴重隱患。
[0003]為解決這些問題，各國人士都在致力于解決這一問題。現有相關專利眾多，但許多因不實用等原因而沒有被交通工具制造商和駕乘人員普遍使用。
[0004]現有的同類裝置或專利設計中，各類簡單機械夾具，其共同缺陷是不實用:比如操作頻繁，上、下交通工具都需要操作夾子，否則安全帶不能正常拉出或回收;有的操作手勢相對復雜，單手不能完成，操作需要轉身，不能實現行駛過程中隨時調節。此外，純機械裝置無提前恢復預緊功能，待發生碰撞再試圖恢復預緊明顯太遲，因為劇烈碰撞時人體已經將安全帶拉緊，根本無法實現恢復預緊效果。
[0005]本發明全面解決了以上問題，實現了無操作智能化控制，能夠在既有交通工具上增置，也能適用于新車配置。具有兼容性、穩定性好，安裝簡便，造價低等等優勢。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是實現安全帶松緊全自動調節，有碰撞危險時提前使安全帶自動恢復預緊，發生緊急剎車或發生碰撞時能使安全帶適當緩伸緩縮以避免、減輕交通事故、安全帶對人體的傷害。功能如下:1、安全帶調節無操作化；2、交通工具行駛過程中能夠輕松調節；3、電磁夾精巧細致，可內置或外置于交通工具墻壁或其他位置，不占駕乘空間；4、適用于所有需配備安全帶的設施;5、造價低、安裝方便、簡單實用;6、交通工具有碰撞危險時提前恢復預緊以更好保護人身安全;7、拉伸緩沖器在交通工具等設施發生碰撞時能避免、減輕安全帶對人體的傷害;8、系統采用節能模式。
[0007]以汽車為例:
當駕乘人員坐上汽車座椅時，安全帶可以自由拉動，像未裝本裝置一樣；
駕乘人員將安全帶插入插扣，并調節安全帶適當松緊后，電動夾自動將安全帶鎖緊，解除安全帶回卷力對人體的作用力；
當駕乘人員坐上汽車座椅，經過2分鐘(可自由設定)仍未插入安全帶，說明駕乘人員有意不系帶安全帶或雖在座椅上但汽車并不行駛，控制電路斷電，實現節省電能;再需系帶或調節安全帶時，正常拉動安全帶即可；
汽車行駛中，駕乘人員已經系上安全帶，但需再次調節時，只需拉動安全帶，調節完畢電動夾自動鎖閉；
汽車在行駛中有碰撞危險時，安全帶提前自恢復預緊狀態以保護人身安全；
汽車發生碰撞時，安全帶拉伸緩沖器能夠使安全插座在限位內適當緩伸再緩縮，有效避免、減輕安全帶對人體的傷害。
【附圖說明】
[0008]本智能系統中的各組成部分不特指何種類型實現同類功能，各附圖及相關解釋僅為說明需要。本發明適用于各類需系帶座椅安全帶的設施，但為方便起見，一般以汽車為例予以說明。以下是各附圖的名稱:
圖1是安全帶智能調節系統結構示意圖；
圖2是電磁夾(電動夾的一種)鎖閉狀態的外觀三視圖；
圖3是電磁夾解鎖狀態的外觀主視圖；
圖4是電磁夾的原理圖(主面剖視圖)；
圖5是滾輪和觸碰開關組合的安全帶拉伸識別裝置工作原理圖；
圖6是電磁夾(帶開關)示意圖；
圖7是控制條件為LKA的控制電路原理圖；
圖8是控制條件為CKA的控制電路原理圖；
圖9是控制條件為CKA+GYQ的控制電路原理圖；
圖10是控制條件為LKA+CKA的控制電路原理圖；
圖11是控制條件可選擇設置的控制電路原理圖A;
圖12是LKJ同等替換LKA和HFJ4，HXJ同等替換HXJ和ZBJ的互替電路原理圖；
圖13是控制條件可選擇設置的控制電路圖B(該為圖11運用圖12同等替換而成)；
圖14是圖13刪除電動夾狀態控制輔助電路HFJ、子電路LKJ和CKA2裝置的電路原理圖； 圖15是圖14刪除電動夾狀態控制輔助電路HFJ3的電路原理圖；
圖16是多組接點式安全帶插座示意圖；
圖17是物理伸縮體為夾片的電磁夾原理圖；
圖18是物理伸縮體為彈力橡膠的電磁夾原理圖；
圖19是物理伸縮體為拉伸彈簧的電磁夾原理圖；
圖20是物理伸縮體為壓縮彈簧的杠桿型電磁夾原理圖；
圖21是物理伸縮體為夾片的杠桿型電磁夾原理圖；
圖22是物理伸縮體為磁鐵的杠桿型電磁夾原理圖；
圖23是物理伸縮體和活動夾層合一的電磁夾原理圖；
圖24是安全帶插座拉伸緩沖器的外觀三視圖；
圖25是安全帶插座拉伸緩沖器工作原理圖；
圖26是各控制電路集成或模塊化示意圖；
圖27是活動夾層和電磁鐵合一的電磁夾原理圖； 圖28是活動夾層和能被磁力吸附的物體合一的電磁夾原理圖；
圖29是作用力F的示意圖；
圖30是控制條件可選擇設置的控制電路圖C。
[0009]圖1為安全帶智能調節系統示意圖。圖1中，I為安全帶吊環或交通工具的安全帶拉伸出口；2為安全帶拉伸意圖識別裝置，本說明書以活動滾輪與觸碰開關組合為例，但也可以是觸碰開關或其他同類功能裝置;3為安全帶;4為安全帶插扣;5為安全帶插座，本說明設其常閉接點在插口插入時斷開，常開接點在插口插入時閉合;6為安全帶插座拉伸緩沖器;7為電動夾，本說明設電動夾為電磁型電動夾(以下簡稱電磁夾)，但系統中的電動夾不特指何種類型電動夾;8為控制電路裝置，本說明以繼電器電路為例，但控制電路的關鍵是電路運行的邏輯關系，實現技術可以多種，并不特指繼電器電路;9為安全帶卷收器;10為信息采集元件。
[0010]圖2為電磁夾(電動夾的一種)鎖閉狀態的外觀三視圖。電磁型電動夾不限應用于安全帶調節，可以應用于其他領域。本說明中在電磁夾方面涉及安全帶的敘述，僅為說明本發明實施需要。圖2中，11為安全帶通道，本說明中所有安全帶通道在無安全帶穿過的情況下鎖閉時僅為一條密貼縫;12為活動夾層。
[0011]圖3為電磁夾解鎖狀態的外觀主視圖，其俯視圖、側視圖同圖2。13為安全帶通道。
[0012]圖4為電磁夾的主面剖視圖，上圖為電磁夾常態，下圖為電磁鐵工作狀態。14為活動夾層，活動夾層應包含受磁力作用能產生位移的物質。15為伸縮活動柱，16為物理伸縮體，該附圖以壓縮彈簧為例，17為電磁夾外殼，18為安全帶通道，電磁夾鎖閉時安全帶通道僅為一條密貼縫(未導入安全帶時)，19為電磁鐵，20為安全帶通道。電磁夾可內置或外置于汽車墻壁。電磁夾外殼17用于固定電動夾零部件，形成安全帶通道的裝置;活動夾層14在彈簧16和伸縮活動柱15的推動下能與電磁夾外殼上層密貼，能夠受電磁力影響發生位移的夾片，可設安全帶保護層，本說明以平滑優質鐵片為例;壓縮彈簧16因受壓能夠產生推力，推力經伸縮活動柱傳遞至活動夾層足以使安全帶被穩固夾柱，安全帶無法回收。受電磁鐵電磁力能夠進一步收縮;伸縮活動柱15能夠在一定范圍內自由伸縮，傳遞彈簧推力作用于活動夾層14，傳遞電磁鐵電磁力使彈簧壓縮，并使活動夾層14回收；電磁鐵19由外殼或由外殼和其他元件固定，固定方式不限，固定力大于彈簧的推力，并有穩定性。電磁鐵19用于控制電磁夾的狀態，通過電能控制能夠使其他部件發生空間位移，當活動夾層與電磁夾外殼上層密貼時，電磁鐵對活動夾層的吸力大于壓縮彈簧推力，足以使活動夾層收回，收回空間應滿足安全帶自由伸縮需要;安全帶通道20是安全帶導軌，為安全帶的拉收提供空間。
[0013]圖4中的物理伸縮體16和伸縮活動柱15可用彈簧、彈性橡膠、夾片、永磁、電磁、橡皮筋、氣壓、液壓、油壓、電磁等等具有彈力、收縮力、吸力、排斥力特性的物體或裝置實現功能替換。具有彈力、收縮力(夾力)、吸力、排斥力特性的物質或裝置均為本發明所稱物理伸縮體。物理伸縮體的作用是能向活動夾層產生作用力或直接使電動夾處于一種常態，常態通常為鎖閉狀態，但也可以是解鎖狀態。物理伸縮體和電磁鐵的安裝位置和數量無特殊限制，如單物理伸縮體，雙側為電磁鐵。
[0014]電磁夾的物理伸縮體替換舉例如圖17-23。圖17-23中，上圖為鎖閉狀態，下圖為解鎖狀態。無標記組件與圖4或其他相似圖的相似組件相同。圖17-19中，51為夾片，類似文件夾的功能;52為彈力橡膠。圖19為常開型電磁夾的舉例圖，53為拉伸彈簧(可用橡皮筋等具有收縮力物體或裝置代替)，電磁鐵工作時(上圖)電磁夾鎖閉。但圖19的53如果改為壓縮彈簧，且將安全帶通道改在活動夾層的上面，則電磁夾成為常鎖型，可見常開或常鎖不是電磁夾的特征。圖20-21為通過杠桿原理實現轉換的電磁夾原理圖，54為活動杠桿，56為安全帶。圖22為雙磁型電磁夾，57為永磁，但也可用電磁替換，57和19的位置可互換。圖23為物理伸縮體和活動夾層合一的電磁夾，58為能被磁力吸附的物體。物理伸縮體的材料或裝置種類繁多，無需也無法一一列舉，均屬于本發明保護范圍。
[0015]圖27為活動夾層和電磁鐵合一的電磁夾，該圖的57為永磁，58為能被磁力吸附但無磁力的物體，59為電磁鐵，當57或59與19密貼面極性相同時，電磁鐵19工作時產生排斥力使電磁夾改變狀態。
[0016]圖28為活動夾層和能被磁力吸附的物體合一的電磁夾，該圖的57可以是永磁或電磁鐵，58為能被磁力吸附但無磁力的物體，59為電磁鐵，當57或59與19密貼面極性相同時，電磁鐵19工作時產生排斥力使電磁夾改變狀態。
[0017]綜上，電磁夾的特征是:電磁夾的特征是:至少有一個電磁鐵，至少有一個能被磁力吸引或排斥的物體，電磁鐵和能被磁力吸引或排斥的物體中至少有一種為電磁夾外殼所固定，電磁鐵或能被磁力吸引或排斥的物體或活動夾層中至少有一種是可以移動的。此外，電磁夾可以有至少有一個物理伸縮體，至少有一個活動夾層或活動杠桿，物理伸縮體通過活動夾層或活動杠桿使電磁夾處于一種常態(鎖閉或解鎖)，受電磁力影響時活動夾層或活動杠桿空間位置發生改變，使電磁夾處于另一種狀態(鎖閉或解鎖)。
[0018]圖5為滾輪和觸碰開關組合的安全帶拉伸識別裝置工作原理圖，安全帶拉伸識別裝置簡稱拉伸識別裝置。可以把滾輪更換為非滾動裝置或直接由觸碰開關觸點代替。本智能系統中的安全帶拉伸識別