[实用新型]电磁驱动式碰撞主动响应头枕

说明书

技术领域

本实用新型涉及车辆追尾碰撞过程中用于减少乘客头部与汽车头枕之间水平距离的新型电磁驱动的主动响应式头枕，本实用新型综合应用电磁学和机构学两方面的相关理论，形成了一种机电组合式的电磁驱动主动响应头枕。 

背景技术

全世界每年都会因汽车交通事故而造成巨大的人员伤亡和社会经济损失，汽车安全性问题引起了世界各国的高度重视。在交通事故中，一种常见的受伤为头颈部受伤。在美国，颈部扭伤是汽车保险索赔中出现频率最高的。据统计，1997年66％的身体损害索赔和59％的保护方面的索赔，都报告发现了轻微颈部损伤。且分别有42％和36％的索赔者认为颈部扭伤和拉伤是最严重的受伤，索赔金额高达70亿美元。大约90%的后碰撞颈部损伤是低速碰撞（ΔV≤25km/h）造成的，且大多数的颈部损伤都属于AIS I轻微伤。众所周知，如果乘客的头部没有剧烈地从躯干上扭动，那么即使汽车受到严重冲撞，其颈部也不会受伤。因此，头部与躯干之间剧烈错位是造成大多数头颈部受伤的主要原因。 

避免上述伤害的最直接方法是采用主动式安全头枕系统。国内外现有的主动式头枕有强动式和激活式两类。强动式头枕是一种纯机械系统，如CN 101003261A、CN 101712290A等公开的主动式头枕装置，主要应用机械杠杆原理或触发机构，依靠背部撞向椅背的作用力，触发头枕向前向上伸展，从而限制头部向后的活动范围，以便在头颈猛烈晃动之前，托住乘客的头颈，防止或降低头颈受伤的机会。该类头枕的特点在于：在动作完成后，头枕能自动回复到原来位置，以备下次使用；但随着乘客体型的差异，后背撞击椅背的力量大小和方向不好确定，而且接触区难以定位，再者就是促使头枕移动和上升的机械装置不够灵活，机械效率低，极易产生卡壳现象。激活式头枕采用机电结合的方法，根据感知系统提供的信息，提前判断并启动头枕，从而保护乘员，如CN 201824996U、CN 100569562C等公开的主动式头枕装置，前者在头枕本体内设置安全气囊，后者采用电机驱动头枕伸缩机构实现头枕的前移和上移。该类头枕的特点在于：头枕系统具有完整的感知、控制和执行等子系统，具有较强的智能性和主动性；但气囊式头枕只能一次性使用，电机驱动式头枕控制系统复杂，造价昂贵，目前只有少量的高档车型使用主动式安全头枕。 

发明内容

本实用新型的目的，是针对以上现有技术中存在的问题，开发基于电磁驱动的主动响应式头枕，在碰撞瞬间可实现头枕前部的快速水平移动，从而减少乘客头颈部的挥鞭仰角，以达到最佳保护乘客头颈部的效果，特别针对低速后碰撞，如：ΔV≤25km/h。该头枕响应速度快，传递效率高，结构简单，控制方便，造价低廉，便于推广使用。 

为实现本实用新型的目的，本汽车头枕装置包括：通用的高度调节机构和棘轮调整机构，用于头枕前半部分向前移动的连杆机构，用于触发连杆机构运动的电磁驱动器，以及用于感知碰撞行为并及时作出反应的控制系统。 

本实用新型的具体技术方案为，包括机架、两根等长的连杆Ⅰ和连杆Ⅱ、滑块、滚子、头枕骨架和电磁驱动器，所述机架为两对称布置的竖直杆Ⅰ和竖直杆Ⅱ，所述竖直杆Ⅰ和竖直杆Ⅱ的下端与棘轮调整机构的框架轴固定联接；所述头枕骨架为带有导槽的连杆，两根等长的连杆Ⅰ和连杆Ⅱ在中部用转动副联接，两根等长的连杆Ⅰ和连杆Ⅱ相对中间的转动副轴线产生相对转动，连杆Ⅰ的上端与机架用转动副联接，连杆Ⅰ的下端与滚子用转动副联接，滚子与带有导槽的连杆用高副联接，滚子在带有导槽的连杆的导槽中边滚边移，带有导槽的连杆的上端与连杆Ⅱ的上端用转动副联接，连杆Ⅱ的下端与滑块用转动副联接，滑块与机架用移动副联接，滑块在竖直机架的导槽中上下移动；滑块下方设有电磁驱动器，上方设有档位块，电磁驱动器和档位块固定在机架上。 

高度调节机构和棘轮调整机构沿用公开号为CN 101508257A的类似结构，只是将棘轮调整机构直接安装在与垂直高度调节杆固联的水平支承杆上。棘轮调整机构框架轴的两侧焊接两根竖直的支撑杆，以这两根杆为机架，设计尺寸结构完全相同的椭圆仪衍生机构，机构的输出连杆即为头枕前半部分的骨架。 

为了让头枕在后碰撞发生之时，乘员头部有反应之前，头枕迅速前移，必须在毫秒级时间内驱动椭圆仪衍生机构中的滑块，为此专门设计了电磁驱动器，该电磁驱动器采用无外壳式电磁铁设计，当碰撞传感器接收到后碰撞信号时，电磁铁通电，产生足够的电磁吸力推动滑块向上运动，最终触发头枕迅速前移。