本發(fā)明涉及兒童安全座椅，該兒童安全座椅具有抗碰撞性能，可在車輛發(fā)生正面碰撞時(shí)，對(duì)乘坐于兒童安全座椅內(nèi)的兒童乘員進(jìn)行保護(hù)，減少碰撞時(shí)兒童乘員所受的傷害。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，汽車用兒童安全座椅，主要用來保護(hù)兒童乘員的乘車安全，而隨著機(jī)動(dòng)車兒童乘員法規(guī)的出現(xiàn)，兒童安全座椅的安全性越來越受到人們的重視。而一般的兒童安全座椅在車輛發(fā)生正面碰撞的情況下很難達(dá)到很好地保護(hù)兒童的效果。從而造成兒童的頭部位移、頭部加速度、頸部拉力、頸部彎矩及胸部加速度過大，導(dǎo)致導(dǎo)致兒童不同程度的受傷甚至死亡。

車輛在受到正面碰撞時(shí)，兒童所受的前向慣性力大約是兒童所受重力的二三十倍，位于兒童安全座椅中的兒童由于巨大的慣性而產(chǎn)生劇烈地前向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)頭部位移、頸部拉力、彎矩及頭部、胸部加速度都將開始增大。如果在車輛開始受到正面碰撞時(shí)，就及時(shí)向上旋轉(zhuǎn)座椅本體以抗擊兒童巨大的向前沖的慣性力，可有效減輕兒童乘員的受傷程度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足，提供一種抗碰撞式裝置，該裝置布置于兒童安全座椅上，減少正面碰撞對(duì)兒童造成的傷害，提高兒童乘員的安全性。本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種抗碰撞式兒童安全座椅，包括：

兒童安全座椅，其包括座椅本體和座椅底座，所述底座頂部和本體頂部之間鉸鏈連接，所述本體可繞鉸鏈與底座成20°到45°之間轉(zhuǎn)動(dòng)；所述底座和本體材質(zhì)為塑料；

抗碰撞式座椅還包括長方形鐵板、彈簧、控制電路系統(tǒng)；

所述鐵板通過螺栓與座椅本體的坐面底面剛性連接；

所述彈簧上端固定連接到鐵板上，下端固定連接到底座底板上，所述彈簧初始狀態(tài)為壓縮狀態(tài)，采用的彈簧剛度為1250N/M，彈簧材質(zhì)為SWP材質(zhì)，線徑2.0mm，外徑22.0mm，自由長度為118mm，可壓縮范圍是0-80mm；

所述控制電路系統(tǒng)包括電源、電阻、總開關(guān)、振動(dòng)開關(guān)、電磁鐵及電路中的其他部分導(dǎo)線；所述電磁鐵設(shè)有線圈繞組；所述電磁鐵與所述振動(dòng)開關(guān)并聯(lián)之后與總開關(guān)、電阻、電源相串聯(lián)；電磁鐵位于鐵板下方、與彈簧平行；

所述電磁鐵采用的型號(hào)是ZYE1-P40/20，吸力250N，工作電壓DC24V；

所述振動(dòng)開關(guān)采用的型號(hào)是CEC-1-895，可感應(yīng)的振動(dòng)范圍為：加速度在10g-28g之間，當(dāng)車輛加速度a所處的范圍為：10g≤a≤28g，振動(dòng)開關(guān)閉合；當(dāng)加速度a所處的范圍為：0≤a＜10g或a＞28g時(shí)，振動(dòng)開關(guān)開啟。要求振動(dòng)開關(guān)所處的環(huán)境為：溫度0-80°，可模擬輸出的電流為4-20mA，可通過內(nèi)部程序控制開關(guān)的開閉。

本發(fā)明安全座椅的控制方法是：

正常行駛狀態(tài)下，當(dāng)車輛未發(fā)生正面碰撞時(shí)，總開關(guān)處于閉合狀態(tài)，振動(dòng)開關(guān)處于開啟狀態(tài)，此時(shí)含有電磁鐵的線路導(dǎo)通，電磁鐵線圈通電產(chǎn)生磁場，從而吸引本體上的鐵板，從而一方面使本體向下旋轉(zhuǎn)，另一方面壓縮彈簧，使彈簧承受壓力，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，本體旋轉(zhuǎn)到與底座成最小夾角20°的位置，鐵板、彈簧及電磁鐵處于受力平衡狀態(tài)；此時(shí)，鐵板承受本體和自身的向下重力作用，電磁鐵的向下電磁吸力作用，以及彈簧向上的壓力。所述穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兒童處于最直立乘坐位置。

當(dāng)車輛發(fā)生正面碰撞時(shí)，振動(dòng)開關(guān)立即感應(yīng)車輛的加速度，當(dāng)車輛碰撞加速度a范圍在10g≤a≤28g之間時(shí)，振動(dòng)開關(guān)迅速閉合，從而使并聯(lián)的電磁鐵電路短路，使電磁鐵線圈不通電，電磁鐵失去磁場，彈簧迅速由壓縮狀態(tài)開始伸張，通過鐵板頂起本體，本體繞與底座相連的鉸鏈向上旋轉(zhuǎn)，直到整個(gè)抗碰撞式裝置再次處于平衡狀態(tài)，此時(shí)鐵板僅承受本體及自身的向下重力，和彈簧向上的壓力；重力與壓力平衡。所述平衡狀態(tài)時(shí)，本體向上旋轉(zhuǎn)到與底座成最大夾角45°的位置，從而阻止了兒童由于巨大的慣性而產(chǎn)生劇烈地前向運(yùn)動(dòng)，保護(hù)兒童乘員和減輕兒童多個(gè)身體部位的損傷，包括頭部，頸部，胸部和脊柱。所述抗碰撞式裝置，結(jié)構(gòu)簡單、便于制造，安全實(shí)用。

本發(fā)明的有益效果：

碰撞未發(fā)生時(shí)，控制系統(tǒng)中電磁鐵處于工作狀態(tài)，兒童處于最直立乘坐位置；碰撞發(fā)生時(shí)，電磁鐵線圈斷電，從而彈簧壓力推動(dòng)座椅本體向上旋轉(zhuǎn)，抗擊兒童由于碰撞產(chǎn)生的慣性力，使兒童處于最傾斜乘坐位置，保護(hù)兒童，提高兒童乘員安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述兒童安全座椅的抗碰撞式裝置正常狀態(tài)示意圖

圖2是鐵板表面布置示意圖

圖3是本發(fā)明所述兒童安全座椅的抗碰撞式裝置工作原理圖

圖中：1、本體，2、底座，3、鐵板，4、彈簧，5、電磁鐵，6、振動(dòng)開關(guān)，7、總開關(guān)，8、電源，9、電阻，10、毫安表，11、螺栓孔，12、彈簧固定點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

本發(fā)明所述的兒童安全座椅的抗碰撞式裝置，包括兒童安全座椅和抗碰撞式裝置兩部分組成，所述兒童安全座椅包括座椅本體1和座椅底座2，所述抗碰撞式裝置包括長方形鐵板3、彈簧4、控制電路系統(tǒng)。本發(fā)明的抗碰撞式裝置可安裝于如圖1所示的兒童安全座椅上，所述鐵板3通過螺栓與座椅本體1的底面剛性連接；所述彈簧4的上端固定連接到鐵板3上，下端固定連接到底座2的底板上，所述彈簧4初始狀態(tài)為壓縮狀態(tài)；所述控制電路系統(tǒng)包括電源8、電阻9、總開關(guān)7、振動(dòng)開關(guān)6、電磁鐵5及電路中的其他部分導(dǎo)線；所述電磁鐵5固定于座椅底座2的塑料底板上，所述電磁鐵5上設(shè)有線圈繞組，其位于鐵板的下方、與彈簧平行；所述振動(dòng)開關(guān)6與電磁鐵5并聯(lián)之后與電源、總開關(guān)和電阻相串聯(lián)；所述振動(dòng)開關(guān)6可感應(yīng)的振動(dòng)范圍為：加速度在10g-28g之間，當(dāng)車輛加速度a所處的范圍為：10g≤a≤28g，振動(dòng)開關(guān)6閉合；當(dāng)加速度a所處的范圍為：0≤a＜10g或a＞28g時(shí)，振動(dòng)開關(guān)6開啟。要求振動(dòng)開關(guān)6所處的環(huán)境為：溫度0-80°，可模擬輸出的電流為4-20mA，可通過內(nèi)部程序控制振動(dòng)開關(guān)6的開閉。

所述底座2和本體1通過底座頂部鉸鏈連接，所述本體1可繞鉸鏈與底座2成20°到45°之間轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述底座2和本體1材質(zhì)為塑料；

如圖1所示，車輛處于正常行駛狀態(tài)下，未發(fā)生正面碰撞時(shí)，總開關(guān)7處于閉合狀態(tài)，振動(dòng)開關(guān)6不起作用，處于開啟狀態(tài)，此時(shí)含有電磁鐵的線路導(dǎo)通，電磁鐵5的線圈通電產(chǎn)生磁場，吸引鐵板3，使鐵板3帶動(dòng)本體1向下旋轉(zhuǎn)，同時(shí)壓縮彈簧4，使彈簧4承受更大的壓力，最終穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，本體1處于與底座2成最小夾角20°的位置，彈簧4壓縮到最大壓縮量附近，鐵板3、彈簧4及電磁鐵5三者處于受力平衡狀態(tài)；所述穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兒童處于最直立乘坐位置。

如圖2所示，鐵板表面布置有4個(gè)螺栓孔，4個(gè)彈簧固定點(diǎn)。

如圖3所示，當(dāng)車輛發(fā)生正面碰撞時(shí)，振動(dòng)開關(guān)6立即感應(yīng)車輛的加速度，當(dāng)車輛碰撞加速度a范圍在10g≤a≤28g之間時(shí)，振動(dòng)開關(guān)6迅速閉合，使并聯(lián)的電磁鐵5的電路短路，從而電磁鐵5的線圈不通電，電磁鐵5失去磁場，彈簧4迅速由壓縮狀態(tài)開始伸張，通過鐵板3頂起本體1，本體1立即繞與底座2相連的鉸鏈向上旋轉(zhuǎn)，抗擊兒童所受的巨大的慣性力，直到整個(gè)抗碰撞式裝置再次處于平衡狀態(tài)。此時(shí)鐵板3僅承受本體1及自身的向下重力，和彈簧4向上的壓力；重力與壓力平衡。所述平衡狀態(tài)時(shí)，本體1最終處于與底座2成最大夾角45°的位置，使兒童處于最傾斜乘坐位置，從而阻止了兒童由于巨大的慣性而產(chǎn)生劇烈地前向運(yùn)動(dòng)，保護(hù)兒童乘員和減輕兒童多個(gè)身體部位的損傷，包括頭部，頸部，胸部和脊柱。

上述采用的實(shí)施方式，為了安全起見，還應(yīng)該配合兒童五點(diǎn)式約束帶一起綁護(hù)使用，更好地保護(hù)幼兒，消除安全隱患。本發(fā)明所述的抗碰撞式裝置，不僅可以有效減輕兒童受傷程度，提高兒童乘員的安全性，而且結(jié)構(gòu)簡單、便于制造，安全實(shí)用。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。