CN105358417A - 碰撞保护*** - Google Patents

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Abstract

一种碰撞保护***包括可连接到在敞开的车辆或动物上的支承件上的底座。底座包括：布置成邻近底座的前端的前空气袋模块、以及布置成邻近底座的后端的后空气袋模块。前空气袋模块具有前空气袋，并且后空气袋模块具有后空气袋。该***还包括带***，带***具有可围绕骑乘者的腰部连接的第一带，以及将第一带连接到底座上的至少一个带子。控制***包括被监测的传感器，以确定是否出现碰撞情形，并且当碰撞情形出现时，控制***促动前空气袋模块和后空气袋模块，并且使底座从支承件释放。

Description

碰撞保护***
技术领域
本发明涉及一种用于敞开的车辆(如摩托车或机动雪橇)或动物(如马)的骑乘者(rider)的保护装置，该保护装置缓冲(cushion)从敞开的车辆或动物弹射之后的骑乘者的冲击。
背景技术
空气袋(air bag)装置广泛地在汽车中使用，以在汽车牵涉于冲撞(collision)中的情况下缓冲驾驶员或骑乘者的冲击。对于汽车，空气袋防止在车辆的结构内的冲击。然而，由于摩托车骑乘者容易被从他们的车辆抛出或否则与他们的车辆分离，故需要不同类型的装置，以用于在事故期间缓冲摩托车骑乘者的冲击。
US 4,685,151公开了夹克形式的服装，其可在事故的情况下充气，以保护摩托车骑乘者免受冲击。这里，骑乘者需要穿上夹克来获得保护。
US 6,007,090公开了用于摩托车的另一类型的空气袋装置，其中空气袋结合在摩托车上。这里，空气袋装置在限于前部冲撞的情形下保护骑乘者。另外，保护限于骑乘者的向前冲的有限范围。仍有可能的是骑乘者被从摩托车抛出，在此情况下，此现有技术的空气袋装置无法提供适当的保护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于保护敞开的车辆或动物的骑乘者的改进的***。
该目的由一种碰撞(crash)保护***满足，该碰撞保护***包括：底座(base)，其可连接到敞开的车辆或动物上的支承件(support)上；前空气袋模块，其布置成邻近底座的前端且包括前空气袋；后空气袋模块，其布置成邻近底座的后端且包括后空气袋；以及带(belt)***，其包括可围绕骑乘者的腰部连接的第一带和将所述第一带连接到所述底座上的至少一个带子(strap)。碰撞保护***还包括：控制***，其包括传感器。控制***监测传感器，以确定碰撞情形是否出现，并且在碰撞情形出现时，控制***促动前空气袋模块和后空气袋模块并且使底座从支承件释放。
因此，根据本发明，底座连接到骑乘者上，并且底座在检测到碰撞情形时从敞开的车辆或动物释放。底座包括展开(deploy)来保护骑乘者的空气袋。
根据本发明的实施例，在前空气袋模块促动时，前空气袋从底座向上并在骑乘者的前方展开，并且在前空气袋促动时，后空气袋从所述底座向上并在骑乘者的后方展开。
根据另一个实施例，在前空气袋模块促动时，前空气袋从所述底座向下并在骑乘者的前方展开，并且在后空气袋模块促动时，所述后空气袋从所述底座向下并在骑乘者的后方展开。
根据本发明的另一个实施例，第一带包括可由右紧固件和左紧固件连接的前第一带部分和后第一带部分，一旦骑乘者在底座上的位置中，则骑乘者紧固右紧固件和左紧固件。前第一带部分由右前带子和左前带子连接到底座上，并且后第一带部分由右后带子和左后带子连接到底座上。右紧固件布置在底座的右侧上的右前带子与右后带子之间，并且左紧固件布置在底座的左侧上的左前带子与左后带子之间。
碰撞保护***还可包括上外带，上外带包括：连接到前空气袋的左侧和左紧固件上的前左上外带、连接到前空气袋的右侧和右紧固件上的前右上外带、连接到后空气袋的左侧和左紧固件上的后左上外带、以及连接到后空气袋的右侧和右紧固件上的后右上外带。
上外带在前空气袋和后空气袋的展开期间可在右紧固件和左紧固件处与第一带分离，同时保持上外带和第一带的完整性。出于此目的，右紧固件和左紧固件中的各个均包括连接内带的第一部分和连接上外带的第二部分，第一部分由易碎连接来连接到第二部分上，易碎连接响应于空气袋的展开力而破开。
根据本发明的另一个实施例，碰撞保护***还包括上外带，上外带包括：连接在前空气袋的左侧与后空气袋的左侧之间的左上外带、以及连接在前空气袋的右侧与后空气袋的左侧之间的右上外带。上外带在空气袋展开时保持前空气袋和后空气袋邻近骑乘者的前方和后方。
根据本发明的又一个实施例，前空气袋模块为带有上空气袋的上前空气袋模块，并且后空气袋模块为带有上后空气袋的上后空气袋模块，并且碰撞保护***还包括：布置成邻近底座的前端且具有下前空气袋的下前空气袋模块、以及布置成邻近底座的后端且具有下后空气袋的下后空气袋模块。当上前空气袋模块促动时，上前空气袋从底座向上且在骑乘者的前方展开，当上后空气袋模块促动时，上后空气袋从所述底座向上且在骑乘者的后方展开，当下前空气袋模块促动时，下前空气袋从底座向下且在骑乘者的前方展开，并且当下后空气袋模块促动时，下后空气袋从底座向下且在骑乘者的后方展开。
根据本发明的具体实施例，底座为摩托车座。备选地，底座包括摩托车座的一部分，并且在确定碰撞情形时从座的另一部分释放。本发明不限于摩托车。座还可用在机动雪橇或任何其它敞开的车辆上，骑乘者可被抛出机动雪橇或任何其它敞开的车辆或者否则从机动雪橇或任何其它敞开的车辆分离。另外，本发明还可用于动物(如马)的骑乘者。在一个示例中，底座为马鞍的一部分，并且可与马鞍分离。因此，本发明保护被从马或其它动物抛出的骑乘者。
在附加实施例中，碰撞保护装置包括弹射器，弹射器在底座从支承件释放时将底座推离支承件。
在本发明的具体实施例中，带***包括：连接到底座的前右侧上的前右带子、连接到底座的后右侧上的后右带子、连接到底座的前左侧上的前左带子、以及连接到底座的后左侧上的后左带子。前右带子穿过(reeve through)前右滑轮且连接到右紧固件的一部分上，后右带子穿过后右滑轮且连接到右紧固件的另一部分上，前左带子穿过前左滑轮且连接到左紧固件的一部分上，并且后左带子穿过后左滑轮且连接到左紧固件的另一部分上。前右滑轮由第一带的前部分连接到前左滑轮上，并且后右滑轮由第一带的后部分连接到后左滑轮上。当骑乘者移出或移离底座时，如在碰撞情形中，第一带围绕骑乘者的身体加紧。
前右带子、前左带子、后右带子和后左带子中的至少一个由伸缩器机构连接到底座上。此伸缩器机构可为与汽车安全带一起使用的任何已知或随后开发的伸缩器机构。
控制***的传感器包括在前右带子、前左带子、后右带子和后左带子中的至少一个上的张力传感器。
附图说明
在附图中，其中相同的参考标号表示全部若干视图中的相似元件：
图1为在带有根据本发明的实施例的保护***的摩托车上的骑乘者的侧视图；
图2为示出了根据本发明的实施例的摩托车的座的示意图；
图2A带有解开的带的图2的座的示意图；
图3为根据本发明的实施例的内带的示意图；
图4为根据本发明的实施例的内带和两个外带的示意图；
图4A为根据本发明的实施例的带扣(buckle)的示意截面图；
图5为示出了上空气袋的展开位置的保护***的示意图；
图6为根据本发明的实施例的控制***的框图；
图7为摩托车和驾驶员的侧视图，其中弹射器促动；
图8为摩托车的侧视图，其中上空气袋展开；
图9为摩托车的侧视图，其中上空气袋和下空气袋展开；
图10为示出了上空气袋的内部特征的示意图；
图11为展开的上空气袋的示意性顶视图；以及
图12A和12B为上空气袋的展开的两个阶段的示意顶视视图。
具体实施方式
图1示出了在配备有根据本发明的实施例的保护***100的摩托车10上的骑乘者20。保护***100的进一步的细节在图2A和2B中示出，图2A和2B显示摩托车的座128包括设置在座内的前空气袋模块130、134和后空气袋模块132、136。空气袋模块130、132、134、136中的各个均连接到在座128中绘出的控制器138上。尽管控制器138绘出为设置在座中，但控制器138可位于摩托车上的任何便利位置处。控制器138在下文中更详细地描述。
另外，座128由带子112、114、116、118和内带110来附接到骑乘者20上。内带110包括内带前部分120和内带后部分122，它们通过带扣124和126或者其它已知的或随后开发的可释放紧固件来连接到彼此上。如图2A中所示，在骑乘者20骑上摩托车10之前，带扣124、126是打开的。骑乘者坐在座上，以便骑乘者的右腿在前右带子118与后右带子114之间，并且骑乘者的左腿在前左带子116与后左带子112之间。骑乘者围绕骑乘者的腰部上拉内带前部分120和内带后部分122，并且附接带扣124、126。带子112、114、116、118可由常规方法(如缝合)来连接到座上。带子112、114、116、118中的一个或多个可由伸缩器机构和/或当前与汽车安全带一起使用的预张紧器来连接到座128上。
图3示出了本发明的另一个实施例，其中内带110经由滑轮140、142来连接到带子114和118上。在此实施例中，形成带子114的带穿过滑轮140，并且连接到紧固件124上。同样，形成带子118的带穿过滑轮142，并且连接到紧固件124上。内带的前部分和后部分连接到滑轮140、142的轮轴上。类似的构造设置在座128的左侧上。因此，当骑乘者从座升起时，带子114、118延长且内带110缩短。图3还显示带子114、118各自通过伸缩器机构141、143连接到座128上。类似地，带子112和16也可通过伸缩器机构连接到座上。
图4示出了本发明的另一特征。上右外带144具有在空气袋模块130中的空气袋130a的右侧上连接的外带前部分146，以及在空气袋模块130中的空气袋132a的右侧的外带后部分148。外带前部分146由外带紧固件150连接到外带后部分148上。带有类似构造的左外带154(图4中未示出)连接到座128中的空气袋130a的左侧和空气袋132a的左侧上。外带144便于在空气袋的展开期间保持空气袋130a和132a邻近骑乘者。如图5中示意性地所示，展开的空气袋130a和132a在它们展开时通过外带144和154保持连接到彼此上。此连接保持空气袋130、132在展开期间邻近骑乘者来用于最大保护。类似地，具有前部分244a和后部分244b以及带扣151的下外带244连接到在空气袋模块134、136中的空气袋134a、136a的右侧上。右下外带244和左下外带(图4中未示出)便于在展开期间保持空气袋134a、136a邻近骑乘者的腿部。
带144、154至空气袋的连接可通过粘合剂和/或缝织来实现。在一个实施例中，带端在前方或后方处重叠和/或碰到，以便围绕空气袋形成连续的环，用于提高强度且从而使空气袋织物上的应变最小化。
图4A示出了带扣124、150和151的截面示意视图。带扣中的各个均包括公部(part)124b、150b、151b和母部124a、150a、151a。如在任何常规带扣中那样，各个母部包括用于可释放地接合相应的公部的可释放的闩锁件(latch)124c、150c、151c。公部124b、150b、151b由易碎连接250来连接。类似地，母部124a、150a、151a由易碎连接260来连接。带扣可经由按钮246和连接件248来同时操作。然而，在展开期间，内带110和两个外带144、244需要与彼此分离，同时带扣保持闭合。易碎连接允许带与彼此分离。大体上，易碎连接250、260应当强到足以在正常处理期间保持带扣的连接，并且弱到足以响应于空气袋的展开而分离。如果连接的带扣的部分是塑料，则易碎连接可包括小的连接区域。如果连接的带扣的部分是金属，则易碎连接可为点焊。备选地，易碎连接250、260可包括钩和环紧固件，如VELCRO™。作为另一个备选方案，可释放的磁锁251、261可用来替代易碎连接250、260。磁锁可基于例如从美国专利号4,826,223已知的磁门锁装置的原理来工作，此专利的全部内容通过引用并入本文中。各个磁锁均包括由控制器(见图6)控制的电磁体166和电枢167。在优选实施例中，磁锁是故障安全的，以便磁锁在没有电力提供时(如在低电池电量的情况下)不会意外释放。
根据图6，控制器138包括中心控制器158，中心控制器158连接到加速计160、安全带张力传感器162和其它碰撞传感器164(如速度传感器和/或3D位置传感器)上。取决于具体要求，加速计160可包括1D、2D和/或3D加速计。本发明还可采用任何已知或随后开发的安全传感器来确保操作可靠性。
传感器信号的特定组合将由中心控制器158识别为需要空气袋模块130、132、134和136的促动的碰撞情形。在一个示例中，当传感器160、162、164中的至少一个指示在大于预定速度下的前部冲撞时，碰撞情形发生。其它碰撞情形可包括当车辆倾斜且骑乘者从车辆的摔下时、当车辆被从后面撞击时、以及当车辆被从侧部撞击时。在第一方案中，传感器将感测车辆的速度，并且加速计将感测到车辆正在倾斜。如果倾斜出现达到在感测的速度、减速或加速下的正常操作之外预定量的程度，则空气袋模块130、132、134和136将展开。对于后部和侧部冲击，加速计将感测到被认为是非正常的加速度。
一旦识别到碰撞情形，则中心控制器158促动座弹射器156，座弹射器156从摩托车10释放座128或座128的至少一部分(见图7)。座弹射器156可简单地包括闩锁件，闩锁件在检测到碰撞情形时释放，以便座从摩托车释放。备选地，弹射器还可包括能量储存单元(如，弹簧)，其在闩锁件释放之后将座128推离摩托车。作为另一个备选方案，座弹射器可具有可变的力，其考虑了在检测到碰撞情形时的预期冲击和骑乘者的重量。这里，弹射器156可包括与用于飞行器中的弹射座椅的***筒相类似的***筒。为了实现可变的力，可使用不同填料(charge)(即，第一填料156a和第二填料156b)的两个或多个***筒。
与座弹射器156的促动同时或带有标称延迟(nominal delay)，中心控制器158促动空气袋模块130、132、134和136。根据本发明的一个实施例，上空气袋130a、132a首先展开，如图8中所示。在小延迟之后，下空气袋134a、136a展开，如图9中所示。作为备选，空气袋130a、132a、134a、136a中的所有可同时展开。空气袋130a、132a、134a、136a中的各个均以如用于汽车空气袋的相应的常规空气袋充气机(未示出)来展开。
如图10中所示，空气袋130a、132a具有连接相应的空气袋130a、132a的壁的内部网或线，以便空气袋以适当形状展开。上前空气袋定形为以便其具有在典型骑乘者的头顶之上延伸的高度，并且将在骑乘者的头顶之上后拱。充气的空气袋从前方到后方的深度足够大，以便其大于骑乘者的手臂的长度。
上后空气袋132a还具有在典型骑乘者的头顶之上延伸的高度，并且将在骑乘者的头部之上拱起，并且碰到上前空气袋130a的顶部。另外，上后空气袋设计成围绕骑乘者的背部朝前部弯曲，并且覆盖骑乘者的侧部(例如，见图11)。外带144将便于保持空气袋130a、132a围绕骑乘者就位。
类似地，下前空气袋134a和下后空气袋136a定形为覆盖骑乘者的腿部。更具体而言，下空气袋定形和展开，以覆盖腿部的典型***置。
另外，空气袋130a、132a可包括由阀分离的若干的不同的内部室。例如，图10示出了在面对骑乘者头部的区域中的部分166、168。这些部分166、168通过相应的阀166a、168a与空气袋体积的其余部分分离，它们大小确定为以便在展开之后的预定时间段期间使这些部分保持为比空气袋的其余部分更软。作为备选方案，分离的充气机可用于各个分离的内部室。因此，驾驶员头部的初始冲击在此时间段期间进一步被缓冲。
图11示出了上外带144、154如何装固到空气袋130、132上。根据图12A和12B中所示的本发明的实施例，后上空气袋132包括内室132'和外室132''。内室132'首先充气，以便外带144、154可在空气袋展开时容易地向上移动，然后外室132''充气，以加紧外带，这引起空气袋130、132朝骑乘者推动或保持接近骑乘者。
因此，尽管如所申请的本发明的基础新颖特征已示出并描述且指出为其优选实施例，但将理解的是，在图示的装置的形式和细节上以及在它们的操作中的各种省略和替换和变化可由本领域技术人员做出，而不脱离本发明的精神。例如，明确意在的是以大致相同方式来执行大致相同的功能以实现相同结果的那些元件的所有组合都在本发明的范围内。此外，应当认识到的是，与本发明的任何公开形式或实施例相联系来示出和/或描述的结构和/或元件都可以作为设计选择的通用物来结合在任何其它公开的或描述的或提出的形式或实施例中。因此，意图在于仅由如附至本文的权利要求书的范围所指出的那样限制。

Claims (16)

1.一种碰撞保护***，包括：
底座，其能连接到支承件上；
前空气袋模块，其布置成邻近所述底座的前端且包括前空气袋；
后空气袋模块，其布置成邻近所述底座的后端且包括后空气袋；
带***，其包括能围绕骑乘者的腰部连接的第一带和将所述第一带连接到所述底座上的至少一个带子；
控制***，其包括传感器，所述控制***监测所述传感器，以确定碰撞情形是否出现，并且在所述碰撞情形出现时，所述控制***促动所述前空气袋模块和所述后空气袋模块并使所述底座从所述支承件释放。
2.根据权利要求1所述的碰撞保护***，其中，在所述前空气袋模块促动时，所述前空气袋从所述底座向上且在所述骑乘者的前方展开，并且在所述前空气袋促动时，所述后空气袋从所述底座向上且在所述骑乘者的后方展开。
3.根据权利要求1所述的碰撞保护***，其中，所述第一带包括能由右紧固件和左紧固件连接的前第一带部分和后第一带部分，其中所述前第一带部分由右前带子和左前带子连接到所述底座上，并且所述后部分由右后带子和左后带子连接到所述底座上，所述右紧固件布置在所述底座的右侧上的所述右前带子与所述右后带子之间，并且所述左紧固件布置在所述底座的左侧上的所述左前带子与所述左后带子之间。
4.根据权利要求3所述的碰撞保护***，其中，所述碰撞保护***还包括上外带，所述上外带包括：连接到所述前空气袋的左侧和所述左紧固件上的前左上外带、连接到所述前空气袋的右侧和所述右紧固件上的前右上外带、连接到所述后空气袋的左侧和所述左紧固件上的后左上外带、以及连接到所述后空气袋的右侧和所述右紧固件上的后右上外带。
5.根据权利要求4所述碰撞保护***，其中，所述上外带在所述前空气袋和所述后空气袋的展开期间能在所述右紧固件和所述左紧固件处与所述第一带分离，同时保持所述上外带和所述第一带的完整性。
6.根据权利要求4所述的碰撞保护***，其中，所述右紧固件和所述左紧固件中的各个均各自包括连接所述内带的第一部分和连接所述上外带的第二部分，所述第一部分由易碎连接来连接到所述第二部分上，所述易碎连接响应于所述空气袋的展开力而破开。
7.根据权利要求2所述的碰撞保护***，其中，所述碰撞保护***还包括上外带，所述上外带包括：在所述前空气袋的左侧与所述后空气袋的左侧之间连接的左上外带、以及在所述前空气袋的右侧与所述后空气袋的左侧之间连接的右上外带，所述上外带保持所述前空气袋和所述后空气袋邻近所述骑乘者的前部和后部。
8.根据权利要求1所述的碰撞保护***，其中，所述前空气袋模块为带有上空气袋的上前空气袋模块，并且所述后空气袋模块为带有上后空气袋的上后空气袋模块，所述碰撞保护***还包括：
下前空气袋模块，其布置成邻近所述底座的前端且包括下前空气袋；以及
下后空气袋模块，其布置成邻近所述底座的后端且包括下后空气袋。
9.根据权利要求8所述的碰撞保护***，其中，所述上前空气袋在所述上前空气袋模块促动时从所述底座向上且在所述骑乘者的前方展开，所述上后空气袋在所述上后空气袋模块促动时从所述底座向上且在所述骑乘者的后方展开，所述下前空气袋在所述下前空气袋模块促动时从所述底座向下且在所述骑乘者的前方展开，并且所述下后空气袋在所述下后空气袋模块促动时从所述底座向下且在所述骑乘者的后方展开。
10.根据权利要求1所述的碰撞保护***，其中，所述前空气袋在所述前空气袋模块促动时从所述底座向下且在所述骑乘者的前方展开，并且所述后空气袋在所述后空气袋模块促动时从所述底座向下且在所述骑乘者的后方展开。
11.根据权利要求1所述的碰撞保护***，其中，所述底座包括摩托车座的至少一部分。
12.根据权利要求1所述的碰撞保护***，其中，所述碰撞保护***还包括：弹射器，其在所述底座从所述支承件释放时将所述底座推离所述支承件。
13.根据权利要求1所述的碰撞保护***，其中，所述带***包括：连接到所述底座的前右侧上的前右带子、连接到所述底座的后右侧上的后右带子、连接到所述底座的前左侧上的前左带子、以及连接到所述底座的后左侧上的后左带子。
14.根据权利要求13所述的碰撞保护***，其中，所述前右带子穿过前右滑轮且连接到右紧固件的一部分上，所述后右带子穿过后右滑轮且连接到所述右紧固件的另一部分上，所述前左带子穿过前左滑轮且连接到左紧固件的一部分上，并且所述后左带子穿过后左滑轮且连接到所述左紧固件的另一部分上；
所述前右滑轮由所述第一带的前部分连接到所述前左滑轮上；以及
所述后右滑轮由所述第一带的后部分连接到所述后左滑轮上。
15.根据权利要求13所述的碰撞保护***，其中，所述前右带子、所述前左带子、所述后右带子和所述后左带子中的至少一个由伸缩器机构连接到所述底座上。
16.根据权利要求13所述的碰撞保护***，其中，所述控制***的所述传感器包括在所述前右带子、所述前左带子、所述后右带子和所述后左带子中的所述至少一个上的张力传感器。
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