一种用于交通工具上乘客的主动防碰撞方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于交通安全技术领域，涉及主动安全技术，尤其是用于交通工具上乘客的主动防碰撞。
【背景技术】
[0002]随着经济的快速发展和人们生活节奏不断加快，选择乘坐各种交通工具例如客车出行的人数越来越多，然而近年来，客车事故造成死亡和受伤人数持续保持高位，其中由于乘客没系安全带而导致的重大事故占很大比重。
[0003]目前，客车座椅安全防护措施比较单一，通常仅通过安全带实现乘员的安全防护；另外，也有通过改变座椅结构实现对乘员的安全防护，如中国专利文献公开的一种汽车安全座椅【CN103587440A】，该专利在汽车发生碰撞时通过调节座板和靠背的位置，防止乘客上半身向前倾斜，从而保证乘客安全，但该专利技术方案的实现还需能感应到车辆发生碰撞的传感器和ECU，所以其对外围配套条件要求较高、成本较高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种用于交通工具上乘客的主动防碰撞方法及装置，在交通工具紧急制动可能对乘客造成伤害时弹出安全防护装置，安全防护装置承受人体的冲击，起到缓冲作用，尤其可以防止人体在没系安全带的情况下与前面物体发生碰撞。
[0005]为达到上述目的，本发明的解决方案是:
[0006]一种用于交通工具上乘客的主动防碰撞方法，当交通工具在行驶过程中由于制动产生的加速度达到设定阈值时，在乘客与可能与其发生碰撞的物件之间弹出机械式安全防护装置以缓冲乘客可能遭受的冲击。
[0007]进一步，所述机械式安全防护装置设置于乘客座椅内，其弹出是通过以下方式实现的:通过单自由度振动系统摆锤机构中锤头的摆动，触发安全装置的开关控制机构以解除对提供动力的弹性部件的约束，使得所述弹性部件推动传动机构将所述机械式安全防护装置从乘客座椅弹出。
[0008]所述交通工具加速度阈值的设定方式如下:摆锤机构中的锤头与摆锤扭簧组成单自由度振动系统，交通工具在Δ t秒内车速从V1紧急制动至V 2，产生加速度为a，摆锤机构在此加速度作用下自由振动，此时摆锤机构的最大振动角位移θ_由杜哈美积分获得Θ _= 2a/lp2，其中p2=k/I，P为此单自由度振动系统的固有圆频率，I为锤头对转动中心即摆锤轴的转动惯量，k为摆锤扭簧的扭转刚度，Θ为锤头任意瞬时在摆动平面内的摆动角位移，扭簧静平衡位置为锤头处于垂直于交通工具前进方向的位置，此时Θ =0;1为转动中心即摆锤轴至锤头质心位置的距离；
[0009]通过调整摆锤机构的参数1、k和I可以获得摆锤机构在加速度a下任意最大角位移θ_且I Θ _|〈90°，设置摆锤机构与辅助支撑杆机构之间的距离，使此时最大角位移Θ _下的锤头触发辅助支撑杆机构，以此设置安全防护装置弹出时交通工具的加速度阈值。
[0010]一种实现上述的主动防碰撞方法的交通工具的主动防碰撞装置，
[0011]包括座椅防护机构，摆锤机构，辅助支撑杆机构，支撑杆机构，第一开关控制机构，第二开关控制机构和安全装置外框架。其特征在于，正常状态下即安全防护装置未打开时，所述的座椅防护机构通过座椅防护机构的支架轴承座固定于安全装置外框架上。所述的第一开关控制机构位于座椅防护机构的下面，第一开关控制机构通过第一开关控制机构转动中心杆的两端固定在安全装置外框架上，第一开关控制机构的锁舌卡在座椅防护机构的安全防护装置上的锁止凹槽中，第一开关控制机构挡杆位于第一开关控制机构的尾杆上端，第一开关控制机构挡杆一端固定于安全装置外框架，另一端与第一开关控制机构的尾杆接触，限制第一开关控制机构的尾杆绕第一开关控制机构转动中心杆在此方向上的转动。所述的支撑杆机构位于第一开关控制机构的尾杆的下端，支撑杆机构通过支撑杆转动中心杆的两端固定于安全装置外框架上，支撑杆与第一开关控制机构的尾杆相接触，限制第一开关控制机构的尾杆绕第一开关控制机构转动中心杆在此方向上的转动，支撑杆挡杆一端固定于安全装置外框架上并与支撑杆接触，限制支撑杆绕支撑杆转动中心杆在此方向上的转动。所述辅助支撑杆机构位于支撑杆机构的下端，通过辅助支撑杆转动中心杆下端固定于安全装置外框架上，辅助支撑杆与支撑杆接触。所述的摆锤机构位于第一开关控制机构下侦牝通过摆锤机构中的轴承座固定于安全装置外框架上。所述的第二开关控制机构位于座椅防护机构中防护装置转轴的下侧，通过第二开关控制机构转动中心杆固定于安全装置外框上，第二开关控制机构的滚轮与座椅防护机构中的圆弧槽接触，第二开关控制机构中的锁舌卡在座椅防护机构中的支架的锁止凹槽中，第二开关控制机构挡杆两端固定于安全装置外框架。所述的安全装置外框架与座椅固定连接，座椅固定在交通工具地板上。
[0012]所述的座椅防护机构包括安全防护装置，防护装置连接杆，防护装置转轴，安全防护装置辅件，防护装置转轴扭簧，防护装置转轴轴承座，深沟球轴承，支架，支架轴承座，支架轴，支架轴扭簧，角接触球轴承和圆弧槽。所述的圆弧槽的圆心为防护装置转轴的旋转中心，所述的安全防护装置侧壁上开有锁止凹槽，所述的支架上开有锁止凹槽，所述的安全防护装置与防护装置连接杆固定连接，所述的安全防护装置辅件与防护装置连接杆固定连接，所述的防护装置连接杆与防护装置转轴固定连接，所述的圆弧槽与防护装置转轴固定连接，所述的防护装置转轴上安装有深沟球轴承，所述的深沟球轴承固定安装在防护装置转轴轴承座内，所述的防护装置转轴轴承座固定连接在支架上，所述防护装置转轴扭簧安装于防护装置转轴上且一端固定连接在防护装置转轴轴承座，另一端固定连接在防护装置转轴上，所述支架轴固定连接在支架上，所述的支架轴上安装有角接触球轴承，所述的角接触球轴承固定安装在支架轴承座内，所述的支架轴承座固定连接于安全装置外框架上，所述支架轴扭簧安装于支架轴上且一端固定在支架轴承座，另一端固定在支架轴上。所述的防护装置转轴扭簧和支架轴扭簧在安全防护装置打开和未打开时均处于承受扭转力矩的工作状态，未打开时即图4所示位置，承受的扭转力矩更大。所述安全防护装置与人体接触时起到缓冲作用，且安全防护装置不限于图4中所示形式。所述安全防护装置辅件为辅助部件填补防护装置连接杆与安全装置外框架之间的空缺且安全防护装置辅件不限于图4中所示形式。
[0013]所述的摆锤机构包括，锤头，摆杆，摆锤轴，摆锤扭簧，深沟球轴承和轴承座。所述的锤头与摆杆固定连接，所述的摆杆与摆锤轴固定连接，所述的摆锤轴上安装有深沟球轴承，所述的深沟球轴承固定安装在轴承座内，所述的轴承座固定连接在安全装置外框架上。所述的摆锤扭簧安装于摆锤轴上且一端固定在轴承座，另一端固定在摆锤轴上，所述的锤头在平行于交通工具地板的水平面内摆动。所述的摆锤扭簧的静平衡位置为锤头位于垂直于交通工具前进方向的位置。
[0014]所述的支撑杆机构包括，支撑杆，支撑杆转动中心杆，支撑杆扭簧和支撑杆挡杆。所述的支撑杆与支撑杆转动中心杆构成转动副即支撑杆只有一个绕支撑杆转动中心杆的转动自由度，所述的支撑杆转动中心杆两端固定连接于安全装置外框架上，所述的支撑杆挡杆一端固定于安全装置外框架上，所述的支撑杆扭簧安装于支撑杆转动中心杆上且一端固定在支撑杆，另一端固定在安全装置外框架上。所述的支撑杆扭簧的静平衡位置为支撑杆与支撑杆挡杆接触时的位置即如图11所示支撑杆位置，当辅助支撑杆拨动支撑杆的力为零时，支撑杆将在支撑杆扭簧的作用下恢复至此平衡位置。
[0015]所述的辅助支撑杆机构包括，辅助支撑杆，辅助支撑杆转动中心杆和辅助支撑杆扭簧。所述的辅助支撑杆与辅助支撑杆转动中心杆构成转动副即辅助支撑杆只有一个绕辅助支撑杆转动中心杆的转动自由度，所述的辅助支撑杆转动中心杆下端固定连接在安全装置外框架上，所述的辅助支撑杆扭簧安装于辅助支撑杆转动中心杆上且一端固定在辅助支撑杆，另一端固定在辅助支撑杆转动中心杆上。所述的辅助支撑杆扭簧的静平衡位置为辅助支撑杆与处于静平衡位置的支撑杆接触时的位置即图3所示辅助支撑杆机构所处位置。
[0016]所述的第一开关控制机构包括，锁舌，弹簧，挡板，锁紧螺钉，支撑板，前壳体，尾杆，第一开关控制机构扭簧，第一开关控制机构转动中心杆和第一开关控制机构挡杆。所述的挡板通过锁紧螺钉固定安装于前壳体上，所述的锁舌通过挡板安装于前壳体内，可在前壳体内滑动，所述的支撑板安装在前壳体内，支撑板上开有圆孔，锁舌后部的圆柱体可在支撑板圆孔内滑动，所述的弹簧安装在锁舌后部的圆柱体上，弹簧用于将不受外力作用的锁舌弹回至如图6所示位置，所述尾杆固定连接在前壳体上，所述前壳体与第一开关控制机构转动中心杆构成转动副即前壳体只有一个绕第一开关控制机构转动中心杆的转动自由度，所述的第一开关控制机构扭簧安装于第一开关控制机构转动中心杆上且一端固定在前壳体，另一端固定连接于第一开关控制机构转动中心杆上。所述第一开关控制机构扭簧的静平衡位置为前壳体上端面位于水平位置时的位置即图3所示第一开关控制机构所处位置。
[0017]所述第二开关控制机构包括，锁舌，弹簧，挡板，锁紧螺钉，支撑板，前壳体，尾杆，深沟球轴承，滚轮