CN111301235B - 一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅及其控制方法，涉及车辆辅助安全领域，包括座椅本体和座椅底座；所述座椅本体设置在座椅底座上；所述座椅底座上对称开设有长条状凹槽A和长条状凹槽B；在紧急刹车或者正面碰撞时，长条状凸起A和长条状凸起B压缩弹簧A和弹簧B，并沿长条状凹槽A和长条状凹槽B滑动。该控制方法为当汽车发生紧急刹车或者正面碰撞时，在惯性力的作用下，相关结构发生相应的动作，同时，根据是否发生火灾，决定喷水头是否喷水，本发明通过压缩弹簧或者喷水，能够有效的保护车内儿童安全。
Description
技术领域
本发明属于汽车安全装置，特别涉及一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅及其控制方法，以保护车内儿童安全。
背景技术
当汽车发生紧急刹车或正面碰撞时，在惯性力的作用下，乘坐于儿童座椅中的儿童向前冲撞，由于儿童生理特性，例如身体各部位的比例、骨骼与肌肉发育不完全等，导致在向前冲撞过程中，儿童头部加速度，胸部加速度以及儿童头部位移量，上、下颈部弯矩过大，最终致使儿童各部位受到严重伤害，甚至死亡。
此外，当汽车正面碰撞结束后，车内常发生火灾，由于儿童本身行动不便，且解开所佩戴的五点式安全带等约束装置需要较长的时间，导致儿童难以迅速逃离汽车，因而车内火灾会造成儿童皮肤烧伤等伤害，后果十分严重。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅及其控制方法，在机动车发生紧急刹车或正面碰撞时，通过压缩弹簧或者喷水从而能够有效的保护车内儿童安全。
本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的：
一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅，包括座椅本体和座椅底座；所述座椅本体设置在座椅底座上；所述座椅底座上对称开设有长条状凹槽A和长条状凹槽B；所述长条状凹槽A和长条状凹槽B内分别设置有长条状凸起A和长条状凸起B，弹簧A和弹簧B的一端分别设置在长条状凹槽A和长条状凹槽B上，另一端分别设置在长条状凸起A和长条状凸起B上；在正面碰撞或者紧急刹车时，长条状凸起A和长条状凸起B压缩弹簧A和弹簧B，并沿长条状凹槽A和长条状凹槽B滑动。
在惯性力的作用下，长条状凸起A和长条状凸起B挤压弹簧A和弹簧B发生轴向弹性变形，通过弹簧的弹性变形，吸收儿童与座椅本体的前冲能量，从而能有效避免或减轻儿童受到的伤害。
进一步的，所述座椅本体的下底面设置在长条状凸起A和长条状凸起B上。
进一步的，所述座椅底座上还设置有水箱，所述水箱设置在长条状凹槽A和长条状凹槽B之间，水箱中的水通过水管A、溢流软管A和Y型水管A进入喷水头A或者流入回流软管A，通过水管B、溢流软管B和Y型水管B进入喷水头B或者流入回流软管B；所述Y型水管A内设置有分流阀A，Y型水管B内设置有分流阀B；所述回流软管A与水箱之间设置有单向阀A、回流软管B与水箱之间设置有单向阀B；所述水箱内设置有滑动板A，所述滑动板A在外力的作用下可沿水箱内壁滑动，从而挤压水箱内的水。
通过设置水箱，从而使得在惯性力的作用下，通过滑动板A对水的挤压可进一步吸收儿童与座椅本体的前冲能量，从而能有效避免或减轻儿童受到的伤害，另外，当车内发生火灾时，水箱内的水可通过喷水头A、喷水头B喷出，从而减轻火灾对乘坐人的伤害，进一步保障人员和车辆的安全。
进一步的，所述滑动板A上设置有圆杆的一端，圆杆的另一端延伸出水箱并与滑动板B连接，所述滑动板B与座椅本体固连。
进一步的，所述滑动板A的上、下、左、右表面分别与水箱的上、下、左、右壁的内侧相贴合。
进一步的，还包括控制器(简称“ECU”)，所述ECU根据火焰探测器的探测信号，控制分流阀A、分流阀B和单向阀A、单向阀B的工作状态；ECU根据车速传感器的探测信号，判断汽车是否发生紧急刹车或者正面碰撞。
一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅的控制方法，包括如下步骤：
步骤一：当汽车发生紧急刹车或正面碰撞时，在惯性力的作用下，儿童与座椅本体向前冲撞，致使长条状凸起A、长条状凸起B分别挤压弹簧A、弹簧B；当两根弹簧所受轴向压缩力均超过400N时，则两根弹簧发生轴向弹性变形，从而一方面，通过弹簧的弹性变形，吸收儿童与座椅本体的前冲能量，以有效避免或减轻儿童受到的伤害，另一方面，使得长条状凸起A、长条状凸起B分别沿长条状凹槽A、长条状凹槽B向前滑动，进一步的缓冲前冲能量；
步骤二：在长条状凸起A、长条状凸起B向前滑动过程中，带动座椅本体以及滑动板B向前运动，通过两根圆杆的力传递作用，滑动板B推动滑动板A沿水箱的内壁向前滑动；
步骤三：在滑动板A沿水箱的内壁向前滑动过程中，滑动板A挤压水箱中的水经水管A、水管B向外溢出，从而进一步吸收儿童与座椅本体的前冲能量，以有效避免或减轻儿童受到的伤害；溢出的水经水管A、水管B溢出后，沿水管A、水管B、溢流软管A、溢流软管B向上流动；
步骤四：当汽车紧急刹车或正面碰撞结束后，儿童与座椅本体失去惯性力的作用，不再向前冲撞，此时弹簧A、弹簧B失去长条状凸起A、长条状凸起B的挤压力作用，沿轴向恢复原始形状，从而弹簧A、弹簧B反向挤压长条状凸起A、长条状凸起B向后滑动，使其恢复初始位置，同时在力传递作用下，滑动板B、滑动板A、座椅本体恢复初始位置；
步骤五：当汽车正面碰撞结束后，ECU根据火焰探测器的探测信号，得出是否车内发生火灾；
判定车内未发生火灾时：一方面ECU控制分流阀A、分流阀B保持初始状态，从而连通溢流软管A与回流软管A，以及溢流软管B与回流软管B，由水箱溢出的水经溢流软管A、溢流软管B分别流入回流软管A、回流软管B；另一方面ECU控制单向阀A、单向阀B处于“开启”状态，使得溢出的水经回流软管A、回流软管B、单向阀A、单向阀B再次流入水箱中，以便重复使用；待正面碰撞结束后，ECU控制单向阀A、单向阀B恢复“关闭”状态；当单向阀A、单向阀B恢复“关闭”状态后，ECU关闭具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅；
判定车内发生火灾时：火焰探测器探测到车内发生火灾，并将火灾信号传输至ECU；ECU根据火焰探测器的探测信号，判定车内发生火灾时，ECU控制分流阀A、分流阀B改变水流方向，连通溢流软管A与喷水头A，以及溢流软管B与喷水头B，由水箱溢出的水经溢流软管A、溢流软管B分别流入喷水头A、喷水头B中，再经喷水头A、喷水头B向座椅本体外喷出，以有效避免或减轻火灾对儿童的伤害。
进一步的，当判定车内发生火灾时，待火焰熄灭后，根据水箱的容积与水箱中的剩余水量，向喷水头A、喷水头B内加水，水经溢流软管A、溢流软管B、水管A、水管B，流入水箱中，从而再次注满水箱，以便重复使用；注满水箱后，按动按钮，使分流阀A、分流阀B恢复初始状态；当分流阀A、分流阀B恢复初始状态后，ECU关闭本发明所述的具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅。
进一步的，所述车速传感器将实时探测的车辆行驶速度发送给ECU，ECU根据探测信息，计算出车辆的减速度，若车辆的减速度超过某一阈值，则ECU判定汽车发生紧急刹车或者正面碰撞。
根据上述技术方案，本发明提供一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅，其设置于汽车后排座椅上，当汽车发生紧急刹车或正面碰撞时，在惯性力的作用下，儿童与座椅本体向前冲撞，首先弹簧A和弹簧B发生轴向弹性变形，使得滑动板B向前滑动；其次滑动板B带动滑动板A沿水箱内壁向前滑动，从而滑动板A推动水箱中的水经溢流水管装置，向水箱外溢出；最终缓冲儿童的前冲能量，以有效避免或减轻儿童伤害。当汽车紧急刹车或正面碰撞结束后，滑动板B、滑动板A恢复初始位置。若正面碰撞结束后，车内发生火灾时，ECU根据火焰探测器的探测信号，判定车内发生火灾，ECU控制分流阀A、分流阀B和单向阀A、单向阀B的工作状态，使得喷水头A、喷水头B向外喷水，以有效避免或减轻火灾对儿童的伤害；若正面碰撞结束后，车内未发生火灾时，ECU控制分流阀A、分流阀B和单向阀A、单向阀B的工作状态，使得由水箱外泄的水重新流回水箱中。
本发明的有益效果：
本发明所述的一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅，一方面，当汽车发生紧急制动或正面碰撞时，通过弹簧的轴向弹性变形与水箱中的水外泄，缓冲儿童的前冲能量，以有效避免或减轻儿童受到的伤害；另一方面，当汽车正面碰撞结束后，车内发生火灾时，通过喷水装置向外喷水，以有效避免或减轻火灾对儿童的伤害；再一方面，当汽车正面碰撞结束后，车内未发生火灾时，由水箱外泄的水经回流水管装置，再次流入水箱中，以便重复使用。
附图说明
图1为座椅本体与座椅底座的结构示意图；
图2为座椅底座、长条状凹槽A、长条状凹槽B的结构示意图；
图3为座椅底座、长条状凸起A、长条状凸起B、弹簧A、弹簧B、水箱的结构示意图；
图4为水管A、水管B、溢流软管A、溢流软管B、回流软管A、回流软管B、水箱、滑动板B、喷水头A、喷水头B、Y型水管A、Y型水管B的结构示意图；
图5为滑动板A与滑动板B的结构示意图；
图6为单向阀A、单向阀B、分流阀A、分流阀B、火焰探测器、车速传感器、ECU的控制示意图。
附图标记名称为：1-座椅本体；2-座椅底座；3-1-水管A；3-2-水管B；4-1-溢流软管A；4-2-溢流软管B；5-1-回流软管A；5-2-回流软管B；6-1-长条状凸起A；6-2-长条状凸起B；7-1-长条状凹槽A；7-2-长条状凹槽B；8-1-弹簧A；8-2-弹簧B；9-水箱；10-滑动板A；11-1-单向阀A；11-2-单向阀B；12-滑动板B；13-1-喷水头A；13-2-喷水头B；14-1-分流阀A；14-2-分流阀B；15-火焰探测器；16-车速传感器；17-ECU；18-1-Y型水管A；18-2-Y型水管B。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的
一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅，包括座椅本体1和座椅底座2；所述座椅本体1呈中空结构，设置在座椅底座2上；所述座椅底座2上对称开设有长条状凹槽A7-1和长条状凹槽B7-2；所述长条状凹槽A7-1和长条状凹槽B7-2内分别设置有长条状凸起A6-1和长条状凸起B6-2，弹簧A8-1和弹簧B8-2的一端分别设置在长条状凹槽A7-1和长条状凹槽B7-2上，另一端分别设置在长条状凸起A6-1和长条状凸起B6-2上；在正面碰撞或者紧急刹车时，长条状凸起A6-1和长条状凸起B6-2沿长条状凹槽A7-1和长条状凹槽B7-2滑动并压缩弹簧A8-1和弹簧B8-2；所述座椅本体1的下底面设置在长条状凸起A6-1和长条状凸起B6-2上。
在惯性力的作用下，长条状凸起A6-1和长条状凸起B6-2挤压弹簧A8-1和弹簧B8-2发生轴向弹性变形，通过弹簧的弹性变形，吸收儿童与座椅本体1的前冲能量，从而能有效避免或减轻儿童受到的伤害。
其中，座椅底座2上还设置有水箱9，所述水箱9设置在长条状凹槽A7-1和长条状凹槽B7-2之间，水箱9中的水通过水管A3-1、溢流软管A4-1和Y型水管A18-1进入喷水头A13-1或者流入回流软管A5-1，通过水管B3-2、溢流软管B4-2和Y型水管B18-2进入喷水头B13-2或者流入回流软管B5-2；所述Y型水管A18-1内设置有分流阀A14-1，所述Y型水管B18-2内设置有分流阀B14-2；所述回流软管A5-1与水箱9之间设置有单向阀A11-1，回流软管B5-2与水箱9之间设置有单向阀B11-2。
通过设置水箱9，当车内发生火灾时，水可通过喷头喷出，从而减轻了火灾对乘坐人的伤害，进一步的保障了人员和车辆的安全。
另外，所述水箱9内设置有滑动板A10，所述滑动板A10在外力的作用下可沿水箱9内壁滑动，从而挤压水箱9内的水。
通过在水箱9中设置滑动板A10，在惯性力的作用下，通过滑动板A10对水的挤压，可进一步的减缓与吸收儿童与座椅本体1的前冲能量，从而能有效避免或减轻儿童受到的伤害。
结合附图1至6所示，本发明所述的一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅，最上端为座椅本体1，座椅本体1呈中空结构，座椅底座2位于座椅本体1下方。座椅本体1的下端左、右两侧分别与长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2固定连接，长条状凸起A6-1与长条状凸起B6-2的结构、尺寸相同。座椅底座2呈U型结构，其上端中间开有通槽，座椅底座2的上端左、右两侧分别开有长条状凹槽A7-1、长条状凹槽B7-2，长条状凹槽A7-1与长条状凹槽B7-2的结构、尺寸相同。座椅底座2的后端与车内成人座椅固定连接，以使儿童安全座椅与车内成人座椅固定连接。长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2的下部分别嵌于长条状凹槽A7-1、长条状凹槽B7-2中，长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2的轴向长度分别小于长条状凹槽A7-1、长条状凹槽B7-2的轴向长度。长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2分别可沿长条状凹槽A7-1、长条状凹槽B7-2向前、向后滑动。当长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2位于初始位置时，长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2的后表面分别与长条状凹槽A7-1、长条状凹槽B7-2的后表面相接触。
结合附图2和3，长条状凸起A6-1的前端与长条状凹槽A7-1的前端之间设有弹簧A8-1，弹簧A8-1的前端与长条状凹槽A7-1固定连接，弹簧A8-1的后端与长条状凸起A6-1固定连接。长条状凸起B6-2的前端与长条状凹槽B7-2的前端之间设有弹簧B8-2，弹簧B8-2的前端与长条状凹槽B7-2固定连接，弹簧B8-1的后端与长条状凸起B6-1固定连接。
具体的，长条状凸起A6-1、长条状凹槽A7-1、弹簧A8-1的轴向中心线彼此平行；长条状凸起B6-2、长条状凹槽B7-2、弹簧B8-2的轴向中心线彼此平行。
弹簧A8-1和弹簧B8-2只有在一定的轴向压力作用下，才会发生轴向弹性变形。
结合附图3和4，水箱9置于座椅底座2的通槽中，并与座椅底座2固定连接。水箱9呈中空的长方体，其内部充满水。水管A3-1、水管B3-2呈反L型，水管A3-1、水管B3-2的下端与水箱9的前壁左、右两侧相连通，且保持良好的密封性。水管A3-1、水管B3-2的上端分别与溢流软管A4-1、溢流软管B4-2的下端相连通，且保持良好的密封性。
溢流软管A4-1的上端与Y型水管A18-1的下端相连通；此外，Y型水管A18-1的第二端与回流软管A5-1的上端相连通，Y型水管A18-1的第三端伸出座椅本体1外，该端与喷水头A13-1相连通，连通处都具有良好密封性。Y型水管A18-1的中心处安装有分流阀A14-1。溢流软管B4-2的上端与Y型水管B18-2的下端相连通；此外，Y型水管B18-2的第二端与回流软管B5-2的上端相连通，Y型结构B18-2的第三端伸出座椅本体1外，该端与喷水头B13-2相连通，连通处都具有良好密封性。Y型水管B18-2的中心处安装有分流阀B14-2。Y型水管A18-1与Y型水管B18-2的结构、尺寸相同。
回流软管A5-1、回流软管B5-2的下端分别与水箱9上壁前端的左、右两侧相连通，且保持良好的密封性，在连通处分别安装有单向阀A11-1、单向阀B11-2。
滑动板B12横向置于座椅本体1的下端偏后位置，并与座椅本体1固定连接。滑动板B12位于座椅底座2的通槽中。
结合附图5，滑动板A10位于水箱9内，当滑动板A10处于初始位置时，其后表面与水箱9后壁的内侧相接触。滑动板A10的上、下、左、右表面分别与水箱9的上、下、左、右壁的内侧相贴合，滑动板A10可沿水箱9的内壁向前、向后滑动。在滑动板A10向前滑动的过程中，可挤压水箱9中的水，经水管A3-1、水管B3-2向外溢出。
滑动板B12通过两根圆杆与滑动板A10后表面固定连接。水箱9的后壁开有两圆孔，两根圆杆通过此两圆孔***水箱9中。两圆孔处采用密封圈密封，以保持良好的密封性。
溢流软管A4-1、溢流软管B4-2；回流软管A5-1、回流软管B5-2均置于座椅本体1内部。
火焰探测器15安装于车顶，用于探测车内是否起火，并将探测信息发送至ECU17。
车速传感器16安装于车身，用于实时探测车辆的行驶速度，并将探测信息发送至ECU17。
结合附图6，ECU17对分流阀A14-1，分流阀B14-2、单向阀A11-1、单向阀B11-2起控制作用，并获知分流阀A14-1，分流阀B14-2、单向阀A11-1、单向阀B11-2的工作状态。
具体的，当分流阀A14-1、分流阀B14-2处于初始状态时，分流阀A14-1连通溢流软管A4-1与回流软管A5-1，阻断溢流软管A4-1与喷水头A13-1的连通；分流阀B14-2连通溢流软管B4-2与回流软管B5-2，阻断溢流软管B4-2与喷水头B13-2的连通。
具体的，当单向阀A11-1、单向阀B11-2处于初始状态时，单向阀A11-1、单向阀B11-2处于“关闭”状态。
具体的，当汽车正面碰撞结束后，车内发生火灾时，火焰探测器15探测到车内发生火灾，并将火灾信号传输至ECU17。当ECU17根据火焰探测器15的探测信号，判定车内发生火灾时，ECU17控制分流阀A14-1、分流阀B14-2改变水流方向，连通溢流软管A4-1与喷水头A13-1，阻断溢流软管A4-1与回流软管A5-1的连通，连通溢流软管B4-2与喷水头B13-2，阻断溢流软管B4-2与回流软管B5-2的连通；控制单向阀A11-1、单向阀B11-2保持初始状态。当汽车正面碰撞结束后，车内未发生火灾时，ECU17控制分流阀A14-1、分流阀B14-2保持初始状态。
ECU17是整个装置的核心，可以整合在车辆的中央控制器中。ECU17以不同端口分别连接单向阀A11-1、单向阀B11-2、分流阀A14-1、分流阀B14-2、火焰探测器15、车速传感器16。
为达到在汽车发生紧急刹车或正面碰撞时，有效保护儿童乘员的目的，本发明通过以下步骤实现：
汽车开始行驶以后，车速传感器16实时探测车辆的行驶速度，并将探测信息发送至ECU17；ECU17根据探测信息，计算出车辆的减速度，若车辆的减速度超过某一阈值，则ECU17判定汽车发生紧急刹车或正面碰撞，此时ECU17启动本发明所述的一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅；
步骤一：当汽车发生紧急刹车或正面碰撞时，在惯性力的作用下，儿童与座椅本体1向前冲撞，致使长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2分别挤压弹簧A8-1、弹簧B8-2；若两弹簧所受轴向压缩力均超过400N时，则两弹簧发生轴向弹性变形，从而一方面，通过弹簧的弹性变形，吸收儿童与座椅本体1的前冲能量，以有效避免或减轻儿童受到的伤害，另一方面，使得长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2分别沿长条状凹槽A7-1、长条状凹槽B7-2向前滑动；
步骤二：在长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2向前滑动过程中，带动座椅本体1以及滑动板B12向前运动，通过两根圆杆的力传递作用，滑动板B12推动滑动板A10沿水箱9的内壁向前滑动；
步骤三：在滑动板A10沿水箱9的内壁向前滑动过程中，滑动板A10挤压水箱9中的水经水管A3-1、水管B3-2向外溢出，从而进一步吸收儿童与座椅本体1的前冲能量，以有效避免或减轻儿童受到的伤害；溢出的水经水管A3-1、水管B3-2溢出后，沿水管A3-1、水管B3-2、溢流软管A4-1、溢流软管B4-2向上流动；
步骤四：汽车紧急刹车或正面碰撞结束后，儿童与座椅本体1失去惯性力的作用，不再向前冲撞，此时弹簧A8-1、弹簧B8-2失去长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2的挤压力作用，沿轴向恢复原始形状，从而弹簧A8-1、弹簧B8-2反向挤压长条状凸起A6-1、长条状凸起B6-2向后滑动，使其恢复初始位置，同时在力传递作用下，滑动板B12、滑动板A10、座椅本体1恢复初始位置；
步骤五：汽车正面碰撞结束后，ECU17根据火焰探测器15的探测信号，判定车内未发生火灾时，一方面ECU17控制分流阀A14-1、分流阀B14-2保持初始状态，从而连通溢流软管A4-1与回流软管A5-1，以及溢流软管B4-2与回流软管B5-2，由水箱9溢出的水经溢流软管A4-1、溢流软管B4-2分别流入回流软管A5-1、回流软管B5-2；另一方面ECU17控制单向阀A11-1、单向阀B11-2处于“开启”状态，使得溢出的水经回流软管A5-1、回流软管B5-2、单向阀A11-1、单向阀B11-2再次流入水箱9中，以便重复使用；待正面碰撞结束后五分钟，ECU16控制单向阀A11-1、单向阀B11-2恢复“关闭”状态；当单向阀A11-1、单向阀B11-2恢复“关闭”状态后，ECU16关闭本发明所述的一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅；
若汽车正面碰撞结束后，车内发生火灾：火焰探测器15探测到车内发生火灾，并将火灾信号传输至ECU17；ECU17根据火焰探测器15的探测信号，判定车内发生火灾时，ECU17控制分流阀A14-1、分流阀B14-2改变水流方向，连通溢流软管A4-1与喷水头A13-1，以及溢流软管B4-2与喷水头B13-2，由水箱9溢出的水经溢流软管A4-1、溢流软管B4-2分别流入喷水头A13-1、喷水头B13-2中，再经喷水头A13-1、喷水头B13-2向座椅本体1外喷出，以有效避免或减轻火灾对儿童的伤害；
另外，火焰熄灭后，驾驶员根据水箱9的容积与水箱9中的剩余水量，向喷水头A13-1、喷水头B13-2内加水，水经溢流软管A4-1、溢流软管B4-2、水管A3-1、水管B3-2，流入水箱9中，从而再次注满水箱9，以便重复使用；注满水箱9后，驾驶员按动按钮，使分流阀A14-1、分流阀B14-2恢复初始状态；当分流阀A14-1、分流阀B14-2恢复初始状态后，ECU16关闭本发明所述的一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅。
具体的，本发明所述的一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅为前向式儿童安全座椅。
需要说明的是，本发明涉及的上、下、左、右、前、后等方位指示词与汽车常规使用时对应的上、下、左、右、前、后是一致的。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅，其特征在于，包括座椅本体（1）和座椅底座（2）；所述座椅本体（1）设置在座椅底座（2）上；所述座椅底座（2）上对称开设有长条状凹槽A（7-1）和长条状凹槽B（7-2）；所述长条状凹槽A（7-1）和长条状凹槽B（7-2）内分别设置有长条状凸起A（6-1）和长条状凸起B（6-2），弹簧A（8-1）和弹簧B（8-2）的一端分别设置在长条状凹槽A（7-1）和长条状凹槽B（7-2）上，另一端设置在长条状凸起A（6-1）和长条状凸起B（6-2）上；当紧急刹车或正面碰撞时，长条状凸起A（6-1）和长条状凸起B（6-2）压缩弹簧A（8-1）和弹簧B（8-2），并沿长条状凹槽A（7-1）和长条状凹槽B（7-2）滑动；所述座椅底座（2）上还设置有水箱（9），所述水箱（9）设置在长条状凹槽A（7-1）和长条状凹槽B（7-2）之间，水箱（9）中的水通过水管A（3-1）、溢流软管A（4-1）和Y型水管A（18-1）进入喷水头A（13-1）或者流入回流软管A（5-1），通过水管B（3-2）、溢流软管B（4-2）和Y型水管B（18-2）进入喷水头B（13-2）或者流入回流软管B（5-2）；所述Y型水管A（18-1）内设置有分流阀A（14-1），Y型水管B（18-2）内设置有分流阀B（14-2）；所述回流软管A（5-1）与水箱（9）之间设置有单向阀A（11-1）、回流软管B（5-2）与水箱（9）之间设置有单向阀B（11-2）；所述水箱（9）内设置有滑动板A（10），所述滑动板A（10）在外力的作用下可沿水箱（9）内壁滑动，从而挤压水箱（9）内的水；所述滑动板A（10）上设置在圆杆的一端，圆杆的另一端延伸出水箱（9）并与滑动板B（12）连接，所述滑动板B（12）与座椅本体（1）固连；所述滑动板A（10）的上、下、左、右表面分别与水箱（9）的上、下、左、右壁的内侧相贴合。
2.根据权利要求1所述的具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅，其特征在于，所述座椅本体（1）的下底面设置在长条状凸起A（6-1）和长条状凸起B（6-2）上。
3.根据权利要求1所述的具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅，其特征在于，还包括ECU（17），所述ECU（17）根据火焰探测器（15）的探测信号，控制分流阀A（14-1）、分流阀B（14-2）和单向阀A（11-1）、单向阀B（11-2）的工作状态；ECU（17）根据车速传感器（16）的探测信号，判断汽车是否发生紧急刹车或者正面碰撞。
4.根据权利要求1至3任一项所述的具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：当汽车发生紧急刹车或正面碰撞时，在惯性力的作用下，儿童与座椅本体（1）向前冲撞，致使长条状凸起A（6-1）、长条状凸起B（6-2）分别挤压弹簧A（8-1）、弹簧B（8-2）；当两根弹簧所受轴向压缩力均超过400N时，则两根弹簧发生轴向弹性变形，从而一方面，通过弹簧的弹性变形，吸收儿童与座椅本体（1）的前冲能量，以有效避免或减轻儿童受到的伤害，另一方面，使得长条状凸起A（6-1）、长条状凸起B（6-2）分别沿长条状凹槽A（7-1）、长条状凹槽B（7-2）向前滑动，进一步的缓冲前冲能量；
步骤二：在长条状凸起A（6-1）、长条状凸起B（6-2）向前滑动过程中，带动座椅本体（1）以及滑动板B（12）向前运动，通过两根圆杆的力传递作用，滑动板B（12）推动滑动板A（10）沿水箱（9）的内壁向前滑动；
步骤三：在滑动板A（10）沿水箱（9）的内壁向前滑动过程中，滑动板A（10）挤压水箱（9）中的水经水管A（3-1）、水管B（3-2）向外溢出，从而进一步吸收儿童与座椅本体（1）的前冲能量，以有效避免或减轻儿童受到的伤害；溢出的水经水管A（3-1）、水管B（3-2）溢出后，沿水管A（3-1）、水管B（3-2）、溢流软管A（4-1）、溢流软管B（4-2）向上流动；
步骤四：当汽车紧急刹车或正面碰撞结束后，儿童与座椅本体（1）失去惯性力的作用，不再向前冲撞，此时弹簧A（8-1）、弹簧B（8-2）失去长条状凸起A（6-1）、长条状凸起B（6-2）的挤压力作用，沿轴向恢复原始形状，从而弹簧A（8-1）、弹簧B（8-2）反向挤压长条状凸起A（6-1）、长条状凸起B（6-2）向后滑动，使其恢复初始位置，同时在力传递作用下，滑动板B（12）、滑动板A（10）、座椅本体（1）恢复初始位置；
步骤五：当汽车正面碰撞结束后，ECU（17）根据火焰探测器（15）的探测信号，得出是否车内发生火灾；
判定车内未发生火灾时：一方面ECU（17）控制分流阀A（14-1）、分流阀B（14-2）保持初始状态，从而连通溢流软管A（4-1）与回流软管A（5-1），以及溢流软管B（4-2）与回流软管B（5-2），由水箱（9）溢出的水经溢流软管A（4-1）、溢流软管B（4-2）分别流入回流软管A（5-1）、回流软管B（5-2）；另一方面ECU（17）控制单向阀A（11-1）、单向阀B（11-2）处于“开启”状态，使得溢出的水经回流软管A（5-1）、回流软管B（5-2）、单向阀A（11-1）、单向阀B（11-2）再次流入水箱（9）中，以便重复使用；待正面碰撞结束后，ECU（16）控制单向阀A（11-1）、单向阀B（11-2）恢复“关闭”状态；当单向阀A（11-1）、单向阀B（11-2）恢复“关闭”状态后，ECU（16）关闭具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅；
判定车内发生火灾时：火焰探测器（15）探测到车内发生火灾，并将火灾信号传输至ECU（17）；ECU（17）根据火焰探测器（15）的探测信号，判定车内发生火灾时，ECU（17）控制分流阀A（14-1）、分流阀B（14-2）改变水流方向，连通溢流软管A（4-1）与喷水头A（13-1），以及溢流软管B（4-2）与喷水头B（13-2），由水箱（9）溢出的水经溢流软管A（4-1）、溢流软管B（4-2）分别流入喷水头A（13-1）、喷水头B（13-2）中，再经喷水头A（13-1）、喷水头B（13-2）向座椅本体（1）外喷出，以有效避免或减轻火灾对儿童的伤害。
5.根据权利要求4所述的具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅的控制方法，其特征在于，当判定车内发生火灾时，待火焰熄灭后，根据水箱（9）的容积与水箱（9）中的剩余水量，向喷水头A（13-1）、喷水头B（13-2）内加水，水经溢流软管A（4-1）、溢流软管B（4-2）、水管A（3-1）、水管B（3-2），流入水箱（9）中，从而再次注满水箱（9），以便重复使用；注满水箱（9）后，按动按钮，使分流阀A（14-1）、分流阀B（14-2）恢复初始状态；当分流阀A（14-1）、分流阀B（14-2）恢复初始状态后，ECU（16）关闭具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅。
6.根据权利要求4所述的具备吸能与灭火功能的儿童安全座椅的控制方法，其特征在于，车速传感器（16）将实时探测的车辆行驶速度发送给ECU（17），ECU（17）根据探测信息，计算出车辆的减速度，若车辆的减速度超过某一阈值，则ECU（17）判定汽车发生紧急刹车或正面碰撞。
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