一种紧凑型汽车安全带束紧装置

1.本发明属于汽车安全技术领域，具体涉及一种紧凑型汽车安全带束紧装置。


背景技术：

2.当汽车遭遇严重碰撞或侧翻事故时，束缚在汽车座位上的驾驶员或乘客会继续保持原来的运动趋势，会产生非常大的惯性，在此情况下，传统汽车安全带自身会承受很大的拉力而被拖拽出一部分，与此同时，安全带还会发生一定的形变，导致驾驶员或乘客与座椅靠背之间的间隙增大，可能给驾驶员或乘客带来二次伤害。
3.为了解决上述问题，发明人期望设计一种紧凑型汽车安全带束紧装置，当汽车遭遇严重碰撞或侧翻事故时通过瞬时向下拉拽安全带插口，进一步张紧安全带，将驾驶员或乘客紧紧贴附到座椅靠背上，以提高驾驶员或乘客的安全，同时该装置结构紧凑、安装便利、成本低、执行可靠，便于量化生产和普遍应用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种紧凑型汽车安全带束紧装置。
5.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
6.一种紧凑型汽车安全带束紧装置，包括安全带、安全带插扣、安全带插口、活塞连杆件、气缸体、气缸端盖、发火装置和炸药；
7.所述安全带插扣上设有便于安装安全带的安装孔，所述安全带插扣与安全带插口配合，所述安全带插口能够实现对安全带插扣的锁止和释放功能；
8.所述安全带插口与活塞连杆件的连杆尾部刚性连接；所述活塞连杆件活塞部分安装在气缸体内，所述气缸体与座椅金属骨架刚性连接，所述气缸体下端安装有气缸端盖；
9.所述活塞连杆件活塞部分的外部轮廓由锁止面、径向冲击面、轴向冲击面、导向面、张紧面、下端面构成，所述锁止面在初始状态时限制所述活塞连杆件的轴向位移，所述径向冲击面和轴向冲击面在激发状态时能够抵抗炸药爆炸时产生的燃气压力，所述导向面在激发状态时能够引导所述活塞连杆件进行直线位移运动，所述张紧面在激发状态后能够与气缸端盖内锥面形成过盈配合；
10.初始状态时，所述活塞连杆件活塞部分的径向冲击面、轴向冲击面与气缸体内腔面形成有燃烧腔；所述燃烧腔内设有发火装置和炸药，所述发火装置与汽车控制单元电连接；初始状态时，所述活塞连杆件活塞部分的张紧面、下端面、气缸体的内腔面、气缸端盖的内锥面形成有工作腔。
11.进一步地，上述紧凑型汽车安全带束紧装置中，所述连杆的截面形状为矩形，所述连杆的矩形截面形状在激发状态时能够限制所述活塞连杆件运动时产生扭转，避免安全带因安全带插扣随同活塞连杆件同步扭转产生缠绞。
12.进一步地，上述紧凑型汽车安全带束紧装置中，所述径向冲击面和轴向冲击面能
够通过金属堆积方式提高自身的结构强度。
13.进一步地，上述紧凑型汽车安全带束紧装置中，所述气缸体上端开设有信号线通孔，所述发火装置通过信号线通孔与汽车控制单元电连接。
14.进一步地，上述紧凑型汽车安全带束紧装置中，所述气缸体下端开设有多个泄压孔，所述泄压孔在激发状态时能够释放所述燃烧腔内的燃气压力。
15.进一步地，上述紧凑型汽车安全带束紧装置中，所述燃烧腔呈中空的圆柱体形状，所述发火装置和炸药根据燃烧腔的形状呈环形，所述炸药的主要成分是三硝基甲苯。
16.进一步地，上述紧凑型汽车安全带束紧装置中，所述张紧面的锥面角α略大于所述气缸端盖内锥面的锥面角β，所述张紧面和内锥面进行粗糙化处理。
17.进一步地，上述紧凑型汽车安全带束紧装置中，所述气缸端盖下端开设有排气孔，所述排气孔在激发状态时可以排除所述工作腔内空气。
18.进一步地，上述紧凑型汽车安全带束紧装置中，所述连杆表面和导向面均涂覆有光滑耐磨涂层。
19.进一步地，上述紧凑型汽车安全带束紧装置中，所述安全带为涤纶、丙纶或尼龙材质，所述活塞连杆件为中碳钢材质；所述气缸体和气缸端盖为碳钢或不锈钢材质。
20.本发明的有益效果是：
21.当汽车遭遇严重碰撞或侧翻事故时，束缚在汽车座位上的驾驶员或乘客会继续保持原来的运动趋势，产生非常大的惯性，在此情况下，传统汽车安全带会承受很大的拉力而被拖拽出一部分，与此同时，安全带自身还会发生一定的形变，进一步增加了安全带在束缚条件下的长度，导致驾驶员或乘客与座椅靠背之间的间隙增大，可能给驾驶员或乘客带来二次伤害。为此，本发明提供一种紧凑型汽车安全带束紧装置，在汽车遭遇严重碰撞或侧翻事时通过瞬时向下拉拽安全带插口，进一步张紧安全带，将驾驶员或乘客紧紧贴附到座椅靠背上以提高车内人员的安全，同时该装置结构紧凑、安装便利、成本低、执行可靠，便于量化生产和普遍应用。
22.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明在初始状态时的左视图；
25.图2为沿图1中a-a方向的剖面示意图；
26.图3活塞连杆件结构示意图；
27.图4为本发明的仰视图；
28.图5为本发明在初始状态时的主视图；
29.图6为沿图5中b-b方向的剖面示意图；
30.图7为本发明在激发状态时的主视剖面图；
31.图8为沿图7中c-c方向的剖面示意图；
32.图9为本发明电控系统工作原理示意图；
33.附图中，各标号所代表的部件如下：
34.1-安全带插口、1a-安全带插扣、1b-安全带、2-活塞连杆件、2a-连杆、2b-锁止面、2c-径向冲击面、2d-轴向冲击面、2e-导向面、2f-张紧面、2g-下端面、3-气缸体、3a-信号线通孔、3b-泄压孔、4-气缸端盖、4a-排气孔、4b-内锥面、5-发火装置、6-炸药、6a-燃气压力、7-燃烧腔、8-工作腔。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
36.请参阅图1-图9，本实施例提供一种紧凑型汽车安全带束紧装置，主要结构包括安全带1b、安全带插扣1a、安全带插口1、活塞连杆件2、气缸体3、气缸端盖4、发火装置5、炸药6。安全带1b为涤纶、丙纶或尼龙材质，安全带1b贯穿安全带插扣1a上的安装孔；安全带插扣1a与安全带插口1配合，安全带插口1可以实现对安全带插扣1a的锁止和释放功能，安全带插口1为市场常见结构。安全带插口1与活塞连杆件2的连杆2a尾部刚性连接，连杆2a的截面形状为矩形，连杆2a的矩形截面形状在激发状态时限制活塞连杆件2运动时产生的扭转，避免安全带1b因安全带插扣1a随同活塞连杆件2同步扭转产生缠绞。
37.本实施例中，活塞连杆件2活塞部分安装在气缸体3内，活塞连杆件2活塞部分的外部轮廓由锁止面2b、径向冲击面2c、轴向冲击面2d、导向面2e、张紧面2f、下端面2g构成。锁止面2b在初始状态时限制活塞连杆件2的轴向位移，径向冲击面2c和轴向冲击面2d在激发状态时抵抗炸药6爆炸时产生的燃气压力6a。
38.本实施例中，径向冲击面2c和轴向冲击面2d的设计尺寸较厚，通过金属堆积以提高径向冲击面2c和轴向冲击面2d的强度，导向面2e在激发状态时引导活塞连杆件2的直线运动。
39.本实施例中，张紧面2f在激发状态后与气缸端盖4内锥面4b形成过盈配合，连杆2a表面和导向面2e均涂覆有光滑耐磨涂层，活塞连杆件2为中碳钢材质。
40.本实施例中，初始状态时，活塞连杆件2活塞部分的径向冲击面2c和轴向冲击面2d与气缸体3内腔面形成燃烧腔7；燃烧腔7呈现为一个中空的圆柱体形状，进一步的，燃烧腔7内设有发火装置5和炸药6，发火装置5和炸药6根据燃烧腔7的形状呈现为环形，炸药6的主要成分是三硝基甲苯。
41.本实施例中，气缸体3与座椅金属骨架刚性连接，气缸体3上端开设有信号线通孔3a，发火装置5通过信号线通孔3a与汽车控制单元电连接，气缸体3下端开设有四个泄压孔3b，泄压孔3b在激发状态时可以释放燃烧腔7内燃气压力6a；气缸体3下端攻有外螺纹与气缸端盖4上端设置的内螺纹配合。
42.本实施例中，初始状态时，活塞连杆件2活塞部分的张紧面2f和下端面2g与气缸体3内腔面及气缸端盖4内锥面4b形成工作腔8；张紧面2f的锥面角α略大于气缸端盖4内锥面4b的锥面角β，张紧面2f和内锥面4b进行粗糙化处理。
43.本实施例中，气缸端盖4下端开设有排气孔4a，排气孔4a在激发状态时可以排除工作腔8内空气；气缸体3和气缸端盖4为碳钢或不锈钢材质。
44.本发明工作原理：
45.当汽车处于正常行驶状态时，该装置处于初始状态，如图1、图2和图9所示，未出现严重碰撞或侧翻事故时，传感器(包括碰撞传感器、边缘传感器和侧翻传感器)不产生电信号，控制单元不激活发火装置5，炸药6不被引燃，因安全带插口1与活塞连杆件2的连杆2a尾部刚性连接，安全带插扣1a插接到安全带插口1上，安全带1b贯穿安全带插扣1a上的安装孔，活塞连杆件2、安全带插口1、安全带插扣1a和安全带1b形成传动链，进一步的，锁止面2b在初始状态时限制活塞连杆件2的轴向位移，气缸体3与座椅金属骨架刚性连接，当系上安全带1b时，可以给车内驾驶员或乘客起到很好的束缚作用。
46.当汽车发生严重碰撞或侧翻时，该装置处于激发状态，如图7和图9所示，传感器产生电信号输送至控制单元，控制单元促动发火装置5进而引燃炸药6，产生的燃气压力6a推动活塞连杆件2向下做功，燃气压力6a在激发状态时通过四个泄压孔3b释放，活塞连杆件2的运动轨迹受限于导向面2e与气缸体3内腔面的位置关系做直线运动，活塞连杆件2、安全带插口1、安全带插扣1a和安全带1b依次形成传动链，在活塞连杆件2向下运动时，通过传动链同步带动安全带1b向下运动，从而张紧安全带1b，将所束缚的驾驶员或乘客紧紧贴合到座椅靠背上。因活塞连杆件2活塞部分的张紧面2f的锥面角α略大于气缸端盖4的内锥面4b的锥面角β，张紧面2f在燃气压力6a的作用下，从初始状态时的位置完整扫过工作腔8并与内锥面4b形成过盈配合。进一步的，张紧面2f和内锥面4b的进行了粗糙化处理，确保张紧面2f与内锥面4b之间产生极大的静摩擦力，防止活塞连杆件2因安全带1b传递来的反向作用力与气缸端盖4分离，从而提高驾驶员或乘客的安全。
47.通过上述两种场景的工作原理分析，本发明可以提高车内驾驶员或乘客的安全，同时该装置结构紧凑、安装便利、成本低、执行可靠，便于量化生产和普遍应用。
48.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种紧凑型汽车安全带束紧装置，其特征在于：包括安全带(1b)、安全带插扣(1a)、安全带插口(1)、活塞连杆件(2)、气缸体(3)、气缸端盖(4)、发火装置(5)和炸药(6)；所述安全带插扣(1a)上设有便于安装安全带(1b)的安装孔，所述安全带插扣(1a)与安全带插口(1)配合，所述安全带插口(1)能够实现对安全带插扣(1a)的锁止和释放功能；所述安全带插口(1)与活塞连杆件(2)的连杆(2a)尾部刚性连接；所述活塞连杆件(2)活塞部分安装在气缸体(3)内，所述气缸体(3与座椅金属骨架刚性连接，所述气缸体(3)下端安装有气缸端盖(4)；所述活塞连杆件(2)活塞部分的外部轮廓由锁止面(2b)、径向冲击面(2c)、轴向冲击面(2d)、导向面(2e)、张紧面(2f)、下端面(2g)构成，所述锁止面(2b)在初始状态时限制所述活塞连杆件(2)的轴向位移，所述径向冲击面(2c)和轴向冲击面(2d)在激发状态时能够抵抗炸药(6)爆炸时产生的燃气压力(6a)，所述导向面(2e)在激发状态时能够引导所述活塞连杆件(2)进行直线位移运动，所述张紧面(2f)在激发状态后能够与气缸端盖(4)内锥面(4b)形成过盈配合；初始状态时，所述活塞连杆件(2)活塞部分的径向冲击面(2c)、轴向冲击面(2d)与气缸体(3)内腔面形成有燃烧腔(7)；所述燃烧腔(7)内设有发火装置(5)和炸药(6)，所述发火装置(5)与汽车控制单元电连接；初始状态时，所述活塞连杆件(2)活塞部分的张紧面(2f)、下端面(2g)、气缸体(3)的内腔面、气缸端盖(4)的内锥面(4b)形成有工作腔(8)。2.根据权利要求1所述的紧凑型汽车安全带束紧装置，其特征在于：所述连杆(2a)的截面形状为矩形，所述连杆(2a)的矩形截面形状在激发状态时能够限制所述活塞连杆件(2)运动时产生扭转，避免安全带(1b)因安全带插扣(1a)随同活塞连杆件(2)同步扭转产生缠绞。3.根据权利要求2所述的紧凑型汽车安全带束紧装置，其特征在于：所述径向冲击面(2c)和轴向冲击面(2d)能够通过金属堆积方式提高自身的结构强度。4.根据权利要求3所述的紧凑型汽车安全带束紧装置，其特征在于：所述气缸体(3)上端开设有信号线通孔(3a)，所述发火装置(5)通过信号线通孔(3a)与汽车控制单元电连接。5.根据权利要求4所述的紧凑型汽车安全带束紧装置，其特征在于：所述气缸体(3)下端开设有多个泄压孔(3b)，所述泄压孔(3b)在激发状态时能够释放所述燃烧腔(7)内的燃气压力(6a)。6.根据权利要求5所述的紧凑型汽车安全带束紧装置，其特征在于：所述燃烧腔(7)呈中空的圆柱体形状，所述发火装置(5)和炸药(6)根据燃烧腔(7)的形状呈环形，所述炸药(6)的主要成分是三硝基甲苯。7.根据权利要求6所述的紧凑型汽车安全带束紧装置，其特征在于：所述张紧面(2f)的锥面角α略大于所述气缸端盖(4)内锥面(4b)的锥面角β，所述张紧面(2f)和内锥面(4b)进行粗糙化处理。8.根据权利要求7所述的紧凑型汽车安全带束紧装置，其特征在于：所述气缸端盖(4)下端开设有排气孔(4a)，所述排气孔(4a)在激发状态时可以排除所述工作腔(8)内空气。9.根据权利要求1所述的紧凑型汽车安全带束紧装置，其特征在于：所述连杆(2a)表面和导向面(2e)均涂覆有光滑耐磨涂层。10.根据权利要求1所述的紧凑型汽车安全带束紧装置，其特征在于：所述安全带(1b)
为涤纶、丙纶或尼龙材质，所述活塞连杆件(2)为中碳钢材质；所述气缸体(3)和气缸端盖(4)为碳钢或不锈钢材质。

技术总结
本发明属于汽车安全技术领域，具体涉及一种紧凑型汽车安全带束紧装置，包括安全带、安全带插扣、安全带插口、活塞连杆件、气缸体、气缸端盖、发火装置和炸药；活塞连杆件活塞部分的外部轮廓由锁止面、径向冲击面、轴向冲击面、导向面、张紧面、下端面构成，径向冲击面、轴向冲击面与气缸体内腔面形成有燃烧腔；燃烧腔内设有发火装置和炸药，发火装置与汽车控制单元电连接；张紧面、下端面、气缸体的内腔面、气缸端盖的内锥面形成有工作腔。本发明在汽车遭遇严重碰撞或侧翻事时通过瞬时向下拉拽安全带插口，进一步张紧安全带，将驾驶员或乘客紧紧贴附到座椅靠背上以提高车内人员的安全，同时该装置结构紧凑，便于量化生产和普遍应用。便于量化生产和普遍应用。便于量化生产和普遍应用。


技术研发人员：操龙斌 鲁磊 肖欢 汪飞
受保护的技术使用者：安徽职业技术学院
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/6/28