车感锁止装置、带感锁止装置及汽车安全带锁止感应装置

摘要

本发明属于汽车安全带技术领域，涉及一种车感锁止装置、带感锁止装置及汽车安全带锁止感应装置，该车感锁止装置包括框架、卷带筒、筒形永磁体、线圈、导磁性球体、凸轮、顶杆、电机及控制器。本发明实施例的车感锁止装置、带感锁止装置及汽车安全带锁止感应装置基于电磁感应原理产生感应电流来控制电机转动，原理简单、控制方便，能够准确快速地实现卷带筒的锁止功能，有效解决安全带卷收器在紧急锁止过程中出现的锁止延迟的现象，与传统的机械式锁止装置相比，其工作可靠性和安全性得到了较大的提升。

说明书

技术领域

本发明属于汽车安全带技术领域，特别是涉及一种车感锁止装置、带感锁止装置及汽车安全带锁止感应装置。

背景技术

目前，汽车已经成为生活中不可或缺的交通工具，汽车的安全性也越来越受到消费者和汽车制造厂的重视。而安全带作为汽车上必备的安全装置，能够在车辆发生碰撞或紧急制动时，将乘员牢牢地拴在座椅上，防止发生二次碰撞，避免或减轻驾乘人员受伤的程度。为了确保汽车安全带的织带在车辆碰撞或紧急制动时不被拉出，安全带卷收器上一般会设有锁止装置。传统的锁止装置一般是利用机械结构的方式实现，通过钢珠感应车体倾斜角度和车体加速度，达到锁止条件时，钢珠会在重力或惯性作用下推动制动杠杆旋转，阻止棘轮相对运动，而棘轮静止又将使制动爪伸出与框架齿啮合，从而实现安全带的锁止；通过偏心块感应织带的拉出加速度，达到锁止条件时，偏心块在惯性作用下转动，与内盖上的棘齿啮合，阻止棘轮相对运动，而棘轮静止又将使制动爪伸出与框架齿啮合，从而实现安全带的锁止。

但是，现有的锁止装置一般是利用机械结构的方式实现，这类装置存在锁止精度不高以及敏感性差的问题，容易发生锁止滞后。使用一段时间后，该类装置的卷收器还可能会存在织带无法拉出及异响等情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有的利用机械结构的方式实现安全带锁止的锁止装置存在锁止精度不高以及敏感性差的问题，提供一种车感锁止装置、带感锁止装置及汽车安全带锁止感应装置。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种车感锁止装置，包括框架、卷带筒、筒形永磁体、线圈、导磁性球体、凸轮、顶杆、电机及控制器；

所述框架固定连接在车身上，所述卷带筒可枢转地设置于所述框架上，所述卷带筒的一端设置有齿盘，所述筒形永磁体穿过所述线圈并固定连接在所述框架上，所述导磁性球体悬吊于所述筒形永磁体内并可在所述筒形永磁体内万向摆动，所述顶杆滑动连接在所述框架上，所述凸轮固定连接在所述电机的驱动轴上，所述凸轮的外缘与所述顶杆的一端接触，所述顶杆的另一端设有可与所述齿盘卡合的棘爪，所述电机固定连接在所述框架上或车身上，所述控制器的输入端连接所述线圈，所述控制器的输出端连接所述电机；

安全带正常使用时，所述导磁性球体不与所述筒形永磁体接触，所述棘爪与所述齿盘分离；

当满足车感锁止条件时，所述导磁性球体摆动到与所述筒形永磁体的内壁接触，进而在所述线圈中产生感应电流，所述控制器接收所述感应电流并控制所述电机转动一第一预设角度，所述凸轮跟随所述电机转动并带动所述顶杆直线前移直到所述棘爪与所述齿盘卡合，以此锁止所述卷带筒。

可选地，在车感锁止条件解除后，所述导磁性球体回摆至初始位置，所述控制器控制所述电机转动一第二预设角度，所述凸轮跟随所述电机转动并带动所述顶杆直线后移，以解除对所述卷带筒的锁止。

可选地，所述电机转动所述第一预设角度的方向与所述电机转动所述第二预设角度的方向相同，所述第一预设角度与所述第二预设角度之和为360度。

可选地，所述电机转动所述第一预设角度的方向与所述电机转动所述第二预设角度的方向相反，所述第一预设角度与所述第二预设角度相等。

可选地，车感锁止条件为，车体向任意方向的倾斜角度大于或等于27°或车体加速度大于或等于0.45g。

可选地，所述筒形永磁体的下端开口，所述筒形永磁体的上端设置有盖板，所述导磁性球体通过一摆杆悬吊于所述筒形永磁体内，所述摆杆一端与所述导磁性球体连接，所述摆杆的另一端与所述盖板万向连接。

可选地，所述筒形永磁体的内侧壁为圆柱形面。

本发明实施例的车感锁止装置，安全带正常使用时，导磁性球体不与筒形永磁体接触，棘爪与齿盘分离。当满足车感锁止条件时，导磁性球体摆动到与筒形永磁体内壁接触以被磁化，线圈内的磁通量发生变化以产生感应电流，控制器接收感应电流并控制电机转动一第一预设角度，凸轮跟随电机转动并带动顶杆直线前移直到棘爪与齿盘卡合，以此锁止卷带筒，由此实现了汽车安全带的车感锁止功能。可见，本发明实施例的车感锁止感应装置基于电磁感应原理产生感应电流来控制电机转动，原理简单、控制方便，能够准确快速地实现卷带筒的车感锁止功能，有效解决安全带卷收器在紧急锁止过程中出现的锁止延迟的现象，与传统的机械式锁止装置相比，其工作可靠性和安全性得到了较大的提升。

另一方面，本发明实施例提供了一种带感锁止装置，包括框架、卷带筒、导磁性离心块、筒形永磁体、线圈、凸轮、顶杆、电机及控制器；

所述框架固定连接在车身上，所述卷带筒可枢转地设置于所述框架上，所述卷带筒的一端设置有齿盘，所述导磁性离心块可枢转地设置于所述齿盘上，所述筒形永磁体穿过所述线圈并固定连接在所述框架上，所述顶杆滑动连接在所述框架上，所述凸轮固定连接在所述电机的驱动轴上，所述凸轮的外缘与所述顶杆的一端接触，所述顶杆的另一端设有可与所述齿盘卡合的棘爪，所述电机固定连接在所述框架上或车身上，所述控制器的输入端连接所述线圈，所述控制器的输出端连接所述电机；

安全带正常使用时，所述导磁性离心块不与所述筒形永磁体接触，所述棘爪与所述齿盘分离；

当满足带感锁止条件时，所述导磁性离心块在惯性力的作用下转动到与所述筒形永磁体的端部滑动接触，进而在所述线圈中产生感应电流，所述控制器接收所述感应电流并控制所述电机转动一第一预设角度，所述凸轮跟随所述电机转动并带动所述顶杆直线前移直到所述棘爪与所述齿盘卡合，以此锁止所述卷带筒。

可选地，所述带感锁止装置还包括棘轮，所述棘轮连接在所述卷带筒的一端并与所述卷带筒同步转动，所述导磁性离心块可枢转地设置于所述棘轮上。

可选地，所述汽车安全带锁止感应装置还包括设置在所述棘轮和导磁性离心块之间的离心块复位机构；

在带感锁止条件解除后，所述导磁性离心块在所述离心块复位机构作用下回转至初始位置，所述控制器控制所述电机转动一第二预设角度，所述凸轮跟随所述电机转动并带动所述顶杆直线后移，以解除对所述卷带筒的锁止。

可选地，所述离心块复位机构包括复位弹簧和复位连接件，所述棘轮上设置有容置槽，所述复位弹簧置于所述容置槽内，所述容置槽的一端连接在所述棘轮上，所述复位弹簧的另一端连接在所述复位连接件上，所述复位连接件转动连接在所述棘轮上，所述复位连接件在旋转方向上与所述导磁性离心块抵靠。

可选地，带感锁止条件为，织带拉出加速度大于或等于2g。

可选地，所述齿盘的中部设置有向外凸出的卡柱，所述棘轮中部设置有卡孔，所述卡柱卡接于所述卡孔内。

可选地，所述筒形永磁体的端部与所述导磁性离心块滑动接触的部位形成为平面或弧面。

本发明实施例的带感锁止装置，安全带正常使用时，导磁性离心块不与筒形永磁体接触，棘爪与齿盘分离。当满足带感锁止条件时，导磁性离心块在惯性力的作用下转动到与筒形永磁体的端部接触，线圈内的磁通量发生变化以产生感应电流，控制器接收感应电流并控制电机转动一第一预设角度，凸轮跟随电机转动并带动顶杆直线前移直到棘爪与齿盘卡合，以此锁止卷带筒。可见，本发明实施例的带感锁止感应装置基于电磁感应原理产生感应电流来控制电机转动，原理简单、控制方便，能够准确快速地实现卷带筒的车感锁止功能，有效解决安全带卷收器在紧急锁止过程中出现的锁止延迟的现象，与传统的机械式锁止装置相比，其工作可靠性和安全性得到了较大的提升。

再一方面，本发明实施例还提供一种汽车安全带锁止感应装置，其包括上述的车感锁止装置及带感锁止装置。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的汽车安全带锁止感应装置在安全带正常使用时的示意图；

图2是本发明一实施例提供的汽车安全带锁止感应装置的分解图；

图3是本发明一实施例提供的汽车安全带锁止感应装置在紧急锁止时的示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、框架；

2、卷带筒；201、齿盘；2011、卡柱；

3、棘轮；301、卡孔；302、容置槽；

4、导磁性离心块；

5、筒形永磁体；501、盖板；

6、线圈；

7、导磁性球体结构；701、摆杆；702、球体；

8、凸轮；

9、顶杆；901、棘爪；

10、电机；

11、离心块复位机构；1101、复位弹簧；1102、复位连接件。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3所示，本发明一实施例提供的汽车安全带锁止感应装置，包括框架1、卷带筒2、棘轮3、导磁性离心块4、筒形永磁体5、线圈6、导磁性球体702、凸轮8、顶杆9、电机10及控制器(图中未示出)。所述框架1通过螺栓等紧固件固定连接在车身上，所述电机10固定连接在所述框架1上或车身上，控制器安装在所述框架1上或车身上。

其中，所述框架1、卷带筒2、筒形永磁体5、线圈6、导磁性球体702、凸轮8、顶杆9、电机10及控制器构成本实施例的车感锁止装置。所述框架1、卷带筒2、棘轮3、导磁性离心块4、筒形永磁体5、线圈6、凸轮8、顶杆9、电机10及控制器构成本实施例的带感锁止装置。

如图1及图2所示，所述卷带筒2可枢转地设置于所述框架1上，所述卷带筒2的一端设置有齿盘201，所述棘轮3连接在所述卷带筒2的一端并与所述卷带筒2同步转动，所述导磁性离心块4可枢转地设置于所述棘轮3上，所述筒形永磁体5穿过所述线圈6并固定连接在所述框架1上，且所述筒形永磁体5与所述线圈6相对固定。所述导磁性球体702悬吊于所述筒形永磁体5内并可在所述筒形永磁体5内万向摆动，以使所述导磁性球体702能够在所述筒形永磁体5内自由摆动。所述顶杆9滑动连接在所述框架1上，所述凸轮8固定连接在所述电机10的驱动轴上，所述凸轮8的外缘与所述顶杆9的一端接触，所述顶杆9的另一端设有可与所述齿盘201卡合的棘爪901，所述控制器的输入端连接所述线圈6，所述控制器的输出端连接所述电机10。控制器内部装有用于控制电机动作的控制程序。

如图2所示，所述齿盘201的中部设置有向外凸出的卡柱2011，所述棘轮3中部设置有卡孔301，所述卡柱2011卡接于所述卡孔301内，以此将所述齿盘201与棘轮3固定。

在一实施例中，如图1及图2所示，所述筒形永磁体5的下端开口，所述筒形永磁体5的上端设置有盖板501，所述导磁性球体702通过一摆杆701悬吊于所述筒形永磁体5内，所述摆杆701一端与所述导磁性球体702连接，所述摆杆702的另一端与所述盖板501万向连接。所述摆杆702的另一端与所述框架1万向连接。这样，导磁性球体702可绕盖板501自由摆动。

在一实施例中，摆杆701及导磁性球体702一体形成以构成导磁性球体7。摆杆701与筒形永磁体5的盖板501恒定地万向连接，因而摆杆701与筒形永磁体5的接触在任意时刻都不会产生线圈6的磁通量变化。即，摆杆701与筒形永磁体5的盖板501的万向连接对感应电流不产生影响。

然而，作为替代地，摆杆701也可以是与导磁性球体702采用不同材料分别形成，再固定连接。例如，摆杆701采用不导磁材料制成，导磁性球体702采用导磁材料制成，这样，摆杆701与筒形永磁体5的盖板501的万向连接对感应电流不产生影响。

所述筒形永磁体5可采用合金永磁材料制成，所述合金永磁材料包括稀土永磁材料、钐钴或铝镍钴待等。可替代地，所述筒形永磁体5也可以采用铁氧体永磁材料制成。

所述导磁性离心块4和导磁性球体702采用铁硅系合金、铁铝系合金、铁钴系合金或软磁铁氧体制成，这些材料的共性是，使得导磁性离心块4和导磁性球体702被磁化及去磁化都不需要很强的磁场。

通过合理设计导磁性离心块4与筒形永磁体5一端部的距离，以及导磁性球体702与筒形永磁体5的内壁的距离，可以准确感应车感或带感锁止的时刻。

另外，所述带感锁止装置还包括设置在所述棘轮3和导磁性离心块4之间的离心块复位机构11，所述离心块复位机构11用于导磁性离心块4的旋转复位。

在一实施例中，如图1及图2所示，所述离心块复位机构11包括复位弹簧1101和复位连接件1102，所述棘轮3上设置有容置槽302，所述复位弹簧1101置于所述容置槽302内，所述容置槽302的一端连接在所述棘轮3上，所述复位弹簧1101的另一端连接在所述复位连接件1102上，所述复位连接件1102转动连接在所述棘轮3上，所述复位连接件1102在旋转方向上与所述导磁性离心块4抵靠。

在一实施例中，所述筒形永磁体5的内侧壁为圆柱形面。

在一实施例中，所述筒形永磁体5的端部与所述导磁性离心块4滑动接触的部位形成为平面或弧面。

即，上述实施例中，只要保证所述筒形永磁体5内壁是圆柱形面，所述筒形永磁体的端部与所述导磁性离心块4滑动接触的部位是便于与导磁性离心块4接触的平面或弧面即可，其他部位结构以便于与框架1连接为准，不作特别规定。导磁性离心块4的结构也不作特别规定，能在惯性作用下转动，与筒形永磁体5的端部滑动接触即可。

一并参照图1及图3，上述实施例提供的汽车安全带锁止感应装置的工作原理如下：

安全带正常使用时，所述导磁性离心块4和所述导磁性球体702不与所述筒形永磁体5接触，此时所述筒形永磁体5与线圈6相对固定，通过线圈6的磁通量为零，故线圈6中不会产生感应电流，控制器不发出控制信号，电机10不启动，顶杆9上的棘爪901与卷带筒2上的齿盘201分离(不卡合)，卷带筒2可正常转动。

当满足车感锁止条件时，所述导磁性球体702摆动到与所述筒形永磁体5的内壁接触以被磁化，所述线圈6内的磁通量发生变化以产生感应电流，并传输给所述控制器，所述控制器接收所述感应电流并控制所述电机10转动一第一预设角度，所述凸轮8跟随所述电机10转动并带动所述顶杆9直线前移直到所述棘爪901与所述齿盘201卡合，以此锁止所述卷带筒2。即，实现了汽车安全带的车感锁止功能。在车感锁止条件解除后，所述导磁性球体702回摆至初始位置，导磁性球体702与筒形永磁体5分离，线圈6的磁通量变为零，恢复到锁止前的状态。此时，所述控制器控制所述电机10沿相同的方向转动一第二预设角度，所述凸轮8跟随所述电机10转动并带动所述顶杆9直线后移，棘爪901与齿盘201分离，以解除对所述卷带筒2的锁止。这样，汽车安全带锁止感应装置恢复至锁止前的状态，卷带筒2可正常转动。

当满足带感锁止条件时，所述导磁性离心块4在惯性力的作用下转动到与所述筒形永磁体5的端部接触，带动复位连接件1102同步地转动并压缩复位弹簧1101，所述线圈6的磁通量发生变化以产生感应电流，并传输给所述控制器，所述控制器接收所述感应电流并控制所述电机10转动第一预设角度，所述凸轮8跟随所述电机10转动并带动所述顶杆9直线前移直到所述棘爪901与所述齿盘201卡合，以此锁止所述卷带筒2。即，实现了汽车安全带的带感锁止功能。在带感锁止条件解除后，所述导磁性离心块4在所述离心块复位机构11的缩复位弹簧1101作用下回转至初始位置，导磁性离心块4与筒形永磁体5分离，线圈6的磁通量变为零，恢复到锁止前的状态。此时，所述控制器控制所述电机10沿相同的方向转动第二预设角度，所述凸轮8跟随所述电机转动并带动所述顶杆直线后移，棘爪901与齿盘201分离，以解除对所述卷带筒2的锁止。这样，汽车安全带锁止感应装置恢复至锁止前的状态，卷带筒2可正常转动。

上述的车感锁止条件为，车体向任意方向的倾斜角度大于或等于27°或车体加速度大于或等于0.45g。

上述的带感锁止条件为，织带拉出加速度大于或等于2g。

在一实施例中，所述电机10转动所述第一预设角度的方向与所述电机10转动所述第二预设角度的方向相同，所述第一预设角度与所述第二预设角度之和为360度。例如，第一预设角度及第二预设角度均为180度。再例如，第一预设角度为90度，第二预设角度为270度。

本发明实施例的车感锁止装置、带感锁止装置及汽车安全带锁止感应装置基于电磁感应原理产生感应电流来控制电机转动，原理简单、控制方便，能够准确快速地实现卷带筒的锁止功能，有效解决安全带卷收器在紧急锁止过程中出现的锁止延迟的现象，与传统的机械式锁止装置相比，其工作可靠性和安全性得到了较大的提升。

另外，在另一实施例中，所述电机转动所述第一预设角度的方向与所述电机转动所述第二预设角度的方向相反，所述第一预设角度与所述第二预设角度相等。例如，电机先顺时针转动第一预设角度(例如180度)，再逆时针转动第二预设角度(例如180度)。

即，电机转动第二预设角度的目的是让凸轮回到初始位置。

在另一未图示的实施例中，摆杆也可以是与框架万向连接，此时，可通过在框架外设置一支架，而将摆杆万向连接在该支架上实现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。