[发明专利]一种用于交通工具上乘客的主动防碰撞方法及装置

权利要求书

1.一种用于交通工具上乘客的主动防碰撞方法，其特征在于：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；

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；

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Δt秒内车速从v₁紧急制动至v₂，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_max由杜哈美积分获得θ_max＝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；l为转动中心即摆锤轴至锤头质心位置的距离；

通过调整摆锤机构的参数I、k和l可以获得摆锤机构在指定加速度a下任意最大角位移θ_max且|θ_max|<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_max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。

2.根据权利要求1所述的用于交通工具上乘客的主动防碰撞方法，其特征在于：所述交通工具是汽车。

3.一种实现权利要求1所述的主动防碰撞方法的交通工具的主动防碰撞装置，其特征在于：包括座椅防护机构(4)、摆锤机构(5)、辅助支撑杆机构(7)、支撑杆机构(8)、第一开关控制机构(6)、第二开关控制机构(9)、安全装置外框架(3)；

座椅防护机构(4)通过支架轴承座固定于安全装置外框架(3)上，安全装置外框架(3)与座椅固定连接；

第一开关控制机构(6)位于座椅防护机构(4)的下面，第一开关控制机构(6)通过转动中心杆的两端固定在安全装置外框架(3)上，第一开关控制机构(6)的锁舌卡在座椅防护机构(4)的安全防护装置上的锁止凹槽中；第一开关控制机构(6)的挡杆位于第一开关控制机构(6)的尾杆上端，所述挡杆一端固定于安全装置外框架(3)，另一端与第一开关控 制机构(6)的尾杆接触，限制所述尾杆绕第一开关控制机构(6)转动中心杆在此方向上的转动；

支撑杆机构(8)位于第一开关控制机构(6)的尾杆的下端，支撑杆机构(8)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(6)的尾杆相接触，限制第一开关控制机构(6)的尾杆绕第一开关控制机构(6)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；

辅助支撑杆机构(7)位于支撑杆机构(8)的下端，通过辅助支撑杆转动中心杆(73)一端固定于安全装置外框架(3)上，辅助支撑杆机构(7)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；

摆锤机构(5)位于第一开关控制机构(6)下侧，通过摆锤机构(5)中的轴承座固定于安全装置外框架(3)上；

第二开关控制机构(9)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(9)转动中心杆固定于安全装置外框上，第二开关控制机构(9)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(9)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(9)挡杆两端固定于安全装置外框架(3)。