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申请/专利权人：清华大学

摘要：一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，包括座椅骨架，座椅骨架分为水平座椅骨架和靠背座椅骨架，水平座椅骨架和靠背座椅骨架为一体式，旋转轴设置在靠背座椅骨架上，旋转轴上设置有头枕转动管，头枕转动管通过头枕支柱与头枕相连，旋转轴两侧设置有左侧扭簧与右侧扭簧且扭簧外臂压在头枕支柱上，头枕转动管与限位杆上端相固定，限位杆下端设置在控制器上，控制器中安装有定位滑块，限位杆与定位滑块之间安装有定位弹簧，本发明采用旋转式头枕，使用扭簧代替气缸或者烟火驱动器来提供动力，既解决了限制头颈部运动范围问题，也避免了刚性驱动对人体头颈部造成损伤的问题。

主权项：1.一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，其特征在于，包括座椅骨架1，座椅骨架1分为水平座椅骨架和靠背座椅骨架，所述的水平座椅骨架和靠背座椅骨架为一体式，所述的旋转轴2设置在靠背座椅骨架上，旋转轴2上设置有头枕转动管5，所述的头枕转动管5通过头枕支柱4与头枕6相连，所述的旋转轴2两侧设置有左侧扭簧3与右侧扭簧7且扭簧外臂压在头枕支柱4上，头枕转动管5与限位杆8上端相固定，限位杆8下端设置在控制器9上，控制器9中安装有定位滑块11，所述的限位杆8与定位滑块11之间安装有定位弹簧10。

全文数据：一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置技术领域[0001]本发明涉及汽车安全救生技术领域，特别涉及一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置。背景技术[0002]汽车追尾碰撞中，约有90%的乘员损伤是颈部损伤。颈部损伤的高发生率和经常造成的长期症状，使得患者承受巨大的痛苦，给社会带来巨大的经济损失。通常颈部损伤一般不会造成生命危险，但常见且治疗费用高，还可能产生长期、明显的后遗症。在汽车被后追尾时，头部因加速度作用，先向后甩动，再向前甩动从而造成挥鞭伤。[0003]通过限制头部运动的空间可以有效减弱挥鞭伤的发生，现阶段汽车上仍未安装防御挥鞭伤的主动防护装置。本发明采用可旋转的头枕方案来实现限制头部运动空间的功能，在后追尾发生时缩小头枕与头部距离，或者利用头枕将头部限定在前屈位置，防止头颈部甩打，从而避免或减弱挥鞭伤的发生。头枕装置由扭簧驱动实现转动运动，可以实现柔性驱动，避免装置打击头部造成头颈部损伤;结构简单，安装简易，无需对汽车座椅进行大范围改装;可多次重复使用，满足绿色环保的要求;使用机械式控制器，无需汽车控制系统向装置输入控制信号，装置自身可以根据加速度情况判断是否启动。[0004]中国专利CNl〇5l72638A和CNl〇5235566A先后报道了两种减弱汽车乘员头颈部挥鞭伤的装置;其中专利CN105172638A的具体技术设计为通过烟火驱动器提供动力，由汽车控制系统输入电信号，推动连杆系统实现头枕展开;专利CN105235566A的具体技术设计为在头枕内部安装气缸以及控制装置，当碰撞发生时，气缸推动头枕向前运动。[0005]但专利CN105172638A和CN105235566A有三个共同的技术缺陷:采用烟火驱动器与气缸作为动力装置，并非柔性驱动极易对人体头颈部造成碰撞从而造成伤害;需要与汽车控制系统进行连接，接收其电信号，从而使得装置的控制过于复杂;零部件众多，结构复杂。专利CN105235566A中头枕只能向前运动，使得对头部的运动空间限制有限。发明内容[0006]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，从有效限制头颈部运动空间并不对人体造成伤害的角度出发，采用旋转式头枕，使用扭簧代替气缸或者烟火驱动器来提供动力，既解决了限制头颈部运动范围问题，也避免了刚性驱动对人体头颈部造成损伤的问题。[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：[0008]一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，包括座椅骨架1，座椅骨架1分为水平座椅骨架和靠背座椅骨架，所述的水平座椅骨架和靠背座椅骨架为一体式，所述的旋转轴2设置在靠背座椅骨架上，旋转轴2上设置有头枕转动管5,所述的头枕转动管5通过头枕支柱4与头枕6相连，所述的旋转轴2两侧设置有左侧扭簧3与右侧扭簧7且扭簧外臂压在头枕支柱4上，头枕转动管5与限位杆8上端相固定，限位杆8下端设置在控制器9上，控制器9中安装有定位滑块11，所述的限位杆8与定位滑块11之间安装有定位弹簧10。[0009]所述的控制器9包括外壳91，所述的外壳91上开有控制控制器9内外压差的通气孔94与通气孔95，外壳91内部设置有压缩弹簧92，压缩弹簧92—端固定于外壳91上，另一端压在质量块93上。[0010]所述的质量块93与定位滑块11接触面为分别为具有一定斜面的坡面。[0011]所述的控制器9也可以采用其他控制方式，通过汽车电信号控制，实现解除限位杆8运动限制的功能。[0012]所述的左侧扭簧3与右侧扭簧4驱动头枕6旋转通过马达电机控制。[0013]所述的控制器9通过直接控制左侧扭簧3与右侧扭簧4来实现装置的运动控制。[0014]所述的限位杆8采用剪切销的形式，通过被剪断来控制装置启动。[0015]本发明的有益效果：[0016]1、采用可旋转的头枕方案来实现限制头部运动空间，在后追尾发生时缩小头枕与头部距离，或者利用头枕将头部限定在前屈位置，防止头颈部甩打，从而避免或减弱挥鞭伤的发生。[0017]2、头枕装置由扭簧驱动实现转动运动，可以实现柔性驱动，避免装置打击头部造成头颈部损伤。[0018]3、结构简单，安装简易，无需对汽车座椅进行大范围改装。[0019]4、可多次重复使用，满足绿色环保的要求。[0020]5、无需汽车控制系统向装置输入控制信号，装置自身可以根据加速度情况判断是否启动。附图说明[0021]图1是主动防护汽车座椅头枕装置示意图。[0022]图2是主动防护汽车座椅头枕装置后视方向示意图。[0023]图3是主动防护汽车座椅头枕装置未工作状态侧视图。[0024]图4是主动防护汽车座椅头枕装置展开后侧视图。[0025]图5是控制器原理图（未启动状态）。[0026]图6是控制器原理图（启动状态）。具体实施方式[0027]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。[0028]如图1图2所示：本发明涉及一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置。主动防护头枕装置由座椅骨架1、旋转轴2、左侧扭簧3、头枕支柱4、头枕转动管5，头枕6、右侧扭簧7、限位杆8、控制器9、定位弹簧1〇、定位滑块11所组成;其中控制器9由外壳9i、压缩弹簧92、质量块93组成;旋转轴2固定于座椅骨架丨的特定位置，头枕支柱4将头枕转动管5、头枕6固定连接在一起，头枕转动管5安装于旋转轴2上，左侧扭簧3与右侧扭簧7固定于旋转轴2上，扭簧外臂压在头枕支柱4上，限位杆8上端固定于头枕转动管5上，下端安装于控制器9上，定位滑块11安装于控制器9中，定位弹簧10安装于限位杆8与定位滑块^之间（如图3图4所示）。[0029]采用加速度控制器，其内部结构如图5所示。外壳91上开有两个通气孔94与95,压缩弹簧犯一端固定于外壳91上，另一端压在质量块93上。[0030]本发明所涉及的一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，在汽车未发生后侧碰撞时，其未开始工作，如图1、图2、图3所示限位杆8通过定位滑块11卡在控制器9上，从而使得头枕6无法转动，满足正常的使用;此时安装于旋转轴2上的左侧扭簧3与右侧扭簧7处于压缩状态，其外臂压在头枕支柱4上，但是由于限位杆8被限制运动，此时整个装置无法转动。定位滑块11被定位弹簧10压在控制器9中，以防止其脱落。[0031]控制器9如图5所示，开有两个通气孔94与95使得控制器内外压差一致，保证质量块93自由运动;压缩弹簧92顶住质量块93，在加速度未达到特定值时，质量块93移动距离有限，不能将定位滑块11推出，从而起到限制装置启动的作用。[0032]当汽车尾部收到碰撞时，控制器9开始启动，如图6所示，质量块93由于加速度的作用向压缩弹簧92处运动，此时由于加速度达到了特定值，质量块93得以推动压缩弹簧92移动较大距离，从而将定位滑块11顶出。[0033]如图4所示，定位滑块11被顶出后，头枕装置不受向前转动的限制，从而在左侧扭簧3与右侧扭簧7的外臂压动下向前旋转，从而减小头枕6与乘员头部的距离，并且可以保持与头部的接触，避免其发生甩打，从而减弱甚至消除挥鞭伤的作用，由于扭簧驱动为柔性驱动，不会对头部造成击打，从而避免由于装置对于乘员头颈部造成损伤。[0034]装置使用过后，无需更换，将其各零部件复位即可，从而达到反复利用的目的。[0035]本发明采用自控制方式，采用旋转式头枕，使用扭簧代替气缸或者烟火驱动器来提供动力，既解决了限制头颈部运动范围问题，也避免了刚性驱动对人体头颈部造成损伤的问题，并且自控制方式可以根据车辆加速度情况判断是否发生后追尾控制是否启动。

权利要求：1.一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，其特征在于，包括座椅骨架1，座椅骨架（1分为水平座椅骨架和靠背座椅骨架，所述的水平座椅骨架和靠背座椅骨架为一体式，所述的旋转轴（2设置在靠背座椅骨架上，旋转轴（2上设置有头枕转动管⑸，所述的头枕转动管⑸通过头枕支柱⑷与头枕⑹相连，所述的旋转轴⑵两侧设置有左侧扭簧3与右侧扭簧7且扭簧外臂压在头枕支柱4上，头枕转动管5与限位杆8上端相固定，限位杆⑻下端设置在控制器⑼上，控制器⑼中安装有定位滑块（11，所述的限位杆8与定位滑块11之间安装有定位弹簧1〇。2.根据权利要求1所述的一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，其特征在于，所述的控制器9包括外壳91，所述的外壳91上开有控制控制器9内外压差的通气孔94与通气孔95，外壳91内部设置有压缩弹簧92，压缩弹簧92—端固定于外壳91上，另一端压在质量块93上。3.根据权利要求2所述的一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，其特征在于，所述的质量块93与定位滑块11接触面为分别为具有一定斜面的坡面。4.根据权利要求1所述的一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，其特征在于，所述的控制器9也可以采用其他控制方式，通过汽车电信号控制，实现解除限位杆⑻运动限制的功能。5.根据权利要求1所述的一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，其特征在于，所述的左侧扭簧3与右侧扭簧⑷驱动头枕6旋转通过马达电机控制。6.根据权利要求1所述的一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，其特征在于，所述的控制器9通过直接控制左侧扭簧3与右侧扭簧4来实现装置的运动控制。7.根据权利要求1所述的一种防御头颈部挥鞭伤的主动防护汽车座椅头枕装置，其特征在于，所述的限位杆0采用剪切销的形式，通过被剪断来控制装置启动。

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