CN106627273A - 一种儿童安全座椅的缓冲式底座 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种儿童安全座椅的缓冲式底座，包括机械转动装置和控制***，坐垫与座椅靠背之间铰接，刚性底壳内部固定一个支撑架和电机，铁制杠杆装在所述支架上，杠杆的一端与坐垫骨架尾部相连，另一端与牵拉绳相连，所述牵拉绳的端部缠绕在所述电机的旋转轴上；通过加速度传感器感知车辆碰撞加速度信号，控制电路分析采集到的加速度，发出控制电机转动的控制信号；再通过驱动电路驱动电机转动。从而通过牵拉绳带动杠杆向下旋转，使坐垫向上旋转。从而阻止了儿童身体由于惯性力的前倾，保护儿童和减轻儿童多个身体部位的损伤，包括头部，颈部，胸部和脊柱。依据杠杆原理设计的缓冲式底座，结构简单，安全实用。

Description

一种儿童安全座椅的缓冲式底座
技术领域
本发明涉及儿童安全座椅，尤其是儿童安全座椅的可缓冲式底座可以有效减轻对儿童的碰撞冲击，保护儿童安全，提高儿童乘员安全性。
背景技术
目前，由于机动车儿童乘员法规的出现，儿童安全座椅厂商也生产了各种各样适合不同身材及年龄段的儿童安全座椅。但是目前的儿童安全座椅普遍存在一些缺陷，尤其是当车辆受到正面碰撞时，儿童头部加速度、胸部加速度及儿童头部位移过大，导致儿童不同程度的受伤甚至死亡。车辆在遭受正面碰撞时，位于儿童安全座椅中的儿童由于惯性而产生剧烈的向前冲击力，此时头部位移及头部、胸部加速度都将开始增大。如果在车辆开始受到正面碰撞时，就及时向上旋转并抬高座椅坐垫以缓冲儿童向前冲的惯性力，可有效减少儿童乘员的受伤程度。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可有效降低儿童乘员受伤程度的儿童安全座椅的缓冲式底座，缓冲对儿童乘员的碰撞冲击。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种儿童安全座椅的缓冲式底座，包括机械转动装置和控制***，其特征在于，
所述机械转动装置包括刚性的底壳、坐垫、支撑架、铁制杠杆、牵拉绳、电机，所述坐垫与座椅靠背之间铰接，所述刚性底壳内部固定一个支撑架和电机，所述铁制杠杆可绕支点旋转地装在所述支架上，所述杠杆的一端与坐垫骨架尾部相连，另一端与牵拉绳相连，所述牵拉绳的端部缠绕在所述电机的旋转轴上；
所述控制***包括加速度传感器、放大电路、A/D转换模块、数据存储模块、控制电路、驱动电路，所述加速度传感器通过放大电路、A/D转换模块依次与数据存储模块、控制电路相连，所述控制电路还与驱动电路相连，所述驱动电路与电机相连，
所述加速度传感器用于感知车辆碰撞加速度信号，经放大电路、A/D转换模块对信号放大、转换后传输至控制电路与数据存储模块，所述控制电路分析采集到的加速度，当加速度a在a1和a2之间时，发出控制电机顺时针转动的控制信号，其中20g≤a1<a<a2≤28g，g为重力加速度；当加速度a所处的范围为：0≤a＜a1或a＞a2时，发出控制电机停止转动的控制信号；控制电路通过内部的控制程序，发出电机转动的高低电平控制信号；再通过驱动电路驱动电机转动。
进一步地，所述杠杆的动力臂的长度大于阻力臂的长度。
进一步地，所述数据存储模块采用EEPROM存储芯片；所述控制电路采用单片机。
进一步地，所述铁制杠杆连接牵拉绳的一端固定有铁环，所述牵拉绳系在所述铁环上。
进一步地，所述儿童安全座椅的靠背及坐垫为插销旋转式连接；所述坐垫可以在与水平方向成10°到45°之间转动。
当车辆发生正面碰撞时，加速度传感器感知车辆碰撞加速度信号，依次通过放大电路、A/D转换、数据存储，并将得到的数字信号传递给控制电路，控制电路分析采集到的加速度，发出控制电机转动的控制信号；再通过驱动电路驱动电机转动。电机转动时，带动牵拉绳，使牵拉绳不断缠绕在电机转轴上，从而通过牵拉绳带动杠杆向下旋转，杠杆向下旋转过程中，杠杆的另一端顶起坐垫的骨架尾部，使坐垫向上旋转。从而阻止了儿童身体由于惯性力的前倾，保护儿童和减轻儿童多个身体部位的损伤，包括头部，颈部，胸部和脊柱。依据杠杆原理设计的缓冲式底座，结构简单，安全实用。
附图说明
图1为本发明所述儿童安全座椅的缓冲式底座的结构示意图。
图2是松散控制***的框架图。
图3是本发明所述儿童安全座椅的缓冲式底座的工作原理图。
图中：
1.底壳，2.支撑架，3.杠杆，4.铁环，5.电机，6.靠背，7.坐垫，8.牵拉绳。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明所述的儿童安全座椅的缓冲式底座，包括机械转动装置和控制***，所述机械转动装置包括刚性的底壳1、坐垫7、支撑架2、铁制杠杆3、牵拉绳8、电机5，所述控制***包括加速度传感器、放大电路、A/D转换模块、数据存储模块、控制电路、驱动电路。本发明可以在现有儿童安全座椅上进行安装，参考图1，可安装在座椅坐垫7底部，需将底壳1内杠杆3的一端连接坐垫骨架7，杠杆3的另一端有一个铁环4。铁环4通过系在其上的牵拉绳8与电机5的转轴相连。连接可选择多种连接方式，但杠杆3与坐垫骨架7、杠杆3与支撑架2的连接必须为刚性铰链连接。杠杆3的布置方式：杠杆3连接铁环4的一端离支撑架2较远，杠杆3连接坐垫7尾部的一端离支撑架2较近。根据杠杆原理，此布置方式可使杠杆3顶起坐垫7的作用力更大，易于顶起坐垫7。底壳1需是刚性的，杠杆3为铁制杠杆。
所述儿童安全座椅的靠背6及坐垫7为插销旋转式连接。坐垫7可绕插销向上旋转，可向下旋转。所述坐垫能够在与水平方向成10°到45°之间转动。
如图2所示，所述控制***的加速度传感器通过放大电路、A/D转换模块依次与数据存储模块、控制电路相连，所述控制电路还与驱动电路相连，所述驱动电路与电机5相连。所述加速度传感器用于感知车辆碰撞加速度信号，经放大电路、A/D转换模块对信号放大、转换后传输至控制电路与数据存储模块，所述控制电路分析采集到的加速度，当加速度a在a1和a2之间时，发出控制电机5顺时针转动的控制信号，其中20g≤a1<a<a2≤28g，g为重力加速度；当加速度a所处的范围为：0≤a＜a1或a＞a2时，发出控制电机5停止转动的控制信号；控制电路通过内部的控制程序，发出电机5转动的高低电平控制信号；再通过驱动电路驱动电机5转动。
所述电机5固定在底座上，可通过螺栓与底座刚性连接。在碰撞未发生时，杠杆3处于平衡状态，且杠杆3只能绕转动点在图示平面内转动。所述牵拉绳8处于绷紧但不受力状态，牵拉绳8两端分别连接铁环4和电机5转轴，并且在电机5转轴上缠绕了一部分长度。
当车辆发生正面碰撞时，控制***内的加速度传感器感知车辆碰撞加速度信号，依次通过放大电路、A/D转换、数据存储，并将得到的数字信号传递给控制电路，控制电路分析采集到的加速度，并发出控制电机5转动的控制信号，其中a1<a2；控制电路可以使用单片机来实现；再通过驱动电路驱动电机5转动。
如图3所示，当电机5转动时，带动牵拉绳8，使牵拉绳8不断缠绕在电机5转轴上，从而拉动牵拉绳8的另一端铁环4，铁环4带动杠杆3向下旋转，杠杆3向下旋转过程中，杠杆3的另一端顶起坐垫7的骨架尾部，坐垫7绕插销向上旋转。此时坐垫7向上旋转的力抵抗儿童乘员由于碰撞产生的惯性力，从而阻止了儿童身体由于惯性力的剧烈前倾冲击，保护儿童和减轻儿童多个部位的损伤，包括头部，颈部，胸部和脊柱。
上述采用的实施方式，为了安全起见，还应该配合车上配置的安全带一起绑护使用，更好地保护幼儿，消除安全隐患。本发明所述的缓冲式底座，不仅可以有效降低儿童受伤程度，提高儿童乘员的安全性，而且安装方便，结构简单，便于制造。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种儿童安全座椅的缓冲式底座，包括机械转动装置和控制***，其特征在于，
所述机械转动装置包括刚性的底壳(1)、坐垫(7)、支撑架(2)、铁制杠杆(3)、牵拉绳(8)、电机(5)，所述坐垫(7)与座椅靠背(6)之间铰接，所述刚性底壳(1)内部固定一个支撑架(2)和电机(5)，所述铁制杠杆(3)可绕支点旋转地装在所述支架上，所述杠杆(3)的一端与坐垫(7)骨架尾部相连，另一端与牵拉绳(8)相连，所述牵拉绳(8)的端部缠绕在所述电机(5)的旋转轴上；
所述控制***包括加速度传感器、放大电路、A/D转换模块、数据存储模块、控制电路、驱动电路，所述加速度传感器通过放大电路、A/D转换模块依次与数据存储模块、控制电路相连，所述控制电路还与驱动电路相连，所述驱动电路与电机(5)相连，
所述加速度传感器用于感知车辆碰撞加速度信号，经放大电路、A/D转换模块对信号放大、转换后传输至控制电路与数据存储模块，所述控制电路分析采集到的加速度，当加速度a在a1和a2之间时，发出控制电机(5)顺时针转动的控制信号，其中20g≤a1<a<a2≤28g，其中g为重力加速度；当加速度a所处的范围为：0≤a＜a1或a＞a2时，发出控制电机(5)停止转动的控制信号；控制电路通过内部的控制程序，发出电机(5)转动的高低电平控制信号；再通过驱动电路驱动电机(5)转动。
2.根据权利要求1所述的儿童安全座椅的缓冲式底座，其特征在于，所述杠杆(3)的动力臂的长度大于阻力臂的长度。
3.根据权利要求1所述的儿童安全座椅的缓冲式底座，其特征在于，所述数据存储模块采用EEPROM存储芯片；所述控制电路采用单片机。
4.根据权利要求1所述的儿童安全座椅的缓冲式底座，其特征在于，所述铁制杠杆(3)连接牵拉绳(8)的一端固定有铁环(4)，所述牵拉绳(8)系在所述铁环(4)上。
5.根据权利要求1所述的儿童安全座椅的缓冲式底座，其特征在于，所述儿童安全座椅的靠背(6)及坐垫(7)为插销旋转式连接。
6.根据权利要求1所述的儿童安全座椅的缓冲式底座，其特征在于，所述坐垫(7)能够在与水平方向成10°到45°之间转动。
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