基于超声波测距系统的汽车安全座椅的研发

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车实用技术2012年第3期设计研究AUTOMOBILEAPPLIEDTECHNOLOGY2Ol2N0．3基于超声波测距系统的汽车安全座椅的研发张吉康(武汉科技大学，湖北武汉430081)摘要：为完善汽车安全座椅设想，以有效降低碰撞危害程度，造福于民，研发基于超声波测距系统的汽车安全座椅，一种能够预测碰撞危险，并提前作出避让准备。分析了常见碰撞防护措施，特别是早期的汽车安全座椅的设想的不足之处，阐述了座椅启动时刻设定、安全架结构设计、靠背倾角调节等技术关键。设计遵循科学规律，能够实现预期功能。关键词：二次碰撞；超

2、声波测距；安全架；汽车安全座椅；电动调角器；预测引言当发生碰撞时，在安全气囊电脑的检测与控制下，安全气囊系统对气囊充气使其膨胀，冲破方向随着社会发展，汽车给人们带来方便的同时，盘上装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使驾驶员和乘员也带来了许多安全隐患，碰撞就是其中危害性较大的头部和胸部压在充满气体的气囊上，缓冲对驾驶的事故。汽车与外界物体碰撞之后，驾乘人员与汽员和乘员的冲击。车内物件的碰撞称为二次碰撞。为了降低二次碰撞安全气囊必须与安全带一起使用，如果不系好的危害，通常在转向机构增设吸能装置，在车上安安全带，即使有气囊，在碰撞时也可能造成严重伤装安全气囊，也

3、有学着曾提出汽车安全座椅的设害甚至死亡；在气囊膨开的空间内不能有任何东想，但这些都或多或少的存在一些缺陷。继续发展西，如果在乘员和气囊中间有什么物件，气囊就可和完善汽车安全座椅的设想是对与汽车发展是很能无法正常膨开，或者可能会将此物件打到乘员身有意义的，我们每位科学工作者都应该为之不懈努上，导致严重伤害甚至死亡；安全气囊为一次性产力。品，每个气囊只能使用一次，也就是说气囊只要引1、降低碰撞危害的方法特点分析爆就不再有下一次保护的能力，也不能塞回去再使用，引爆后须回厂更换新气囊。1．1常用降低碰撞危害的方法优缺点分析3)普通安全汽车座椅降低碰撞危害的

4、方法多种多样，其中常用的方法当发生碰撞时，座椅带动驾乘人员向后滑移或有转向机构安装吸能装置、安装安全气囊和采用普通向后仰一定角度，以对二次碰撞进行避让。汽车安全座椅等方法。这些方式也各有不足之处。这些种类的安全座椅有一个最大的弊端，就是1)转向机构的吸能装置在时间上容易出现迟滞现象，即只有等碰撞发生当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时，使后，座椅才能采取保护措施，而在碰撞到保护措施支架或某些支承件产生塑性变形，从而吸收冲击能采取的过程是一个相对较长，对车上人员又是人命量降低碰撞危害。关天的一段时间。吸能装置的安装使得转向机构的设计与制造1．2拟开发

5、一款汽车安全座椅难度大大增加，制造成本增加，而且要在一定程度为了能够更大限度地降低碰撞的危害，拟开发上放弃转向操纵的可靠性，这些吸能装置是靠相应一款汽车安全座椅，该座椅应具备以下特点：部件发生塑性变形来降低二次碰撞的危害的，能力1)能够准确测定距离，可预测有无碰撞危险，有限。若判断有危险，则将其固定于座椅靠背，带动座椅2)安全气囊学兔兔www.xuetutu.com31汽车实用技术2012年第3期上人员后仰，以降低二次碰撞的危害；断，并对相关执行机构发出指令。2)容易实现复位，可多次使用；基于超声波测距系统的安全座椅控制电路原3)工作可靠，稳定性好

6、，使用方便。理图如图2所示，通过超声波测距，利用单片机实现自动控制。未说明的线路均为常规接法。2、汽车安全座椅的构成与技术关键2)安全架结构设计2．1汽车安全座椅的构成传统的安全带有一端是固定于车身的，无法将如图1所示，汽车安全座椅可由测距系统、电人员固定于座椅靠背上并随靠背后仰；如果将安全控系统、汽车座椅等构成。其中，汽车座椅上可设带两端都固定于座椅上，则正常情况下将其系在身置安全架和调角器。上，会使驾乘人员行动不便，感觉不舒服；拟设计汽车座椅安全架，尽可能好地解决固定与舒适兼顾的问题。图1汽车安全座椅构成图2_2汽车安全座椅的技术关键为了保证汽

7、车安全座椅能够准确地实现预期功能，就必须解决好如下问题：1)安全座椅启动时刻设定●I2P瓿3Pl图3加装安全架的座椅结构图l1一头枕2一横管3一固定支架4_I导线套管5一安全架板P吼a6一轴7一弹条8一固定轴9一安全带10一锁定销拉线11锁定销12一缸体13---~弹14一活塞15一高压脉冲线圈PO．S其结构如图3所示，在靠椅的外侧设置有固定图2测距系统及控制电路原理图支架3，固定支架外侧还设置有两个下拉式安全架，1一单片机2一汽车座椅3一超声波发射探头4一超声波接收探头安全架由横管2、导线套管4和安全架板5组成，5一功率放大器6一前置放大器7一四

8、级放大器8一温度变送器安全架的下部与固定支架通过轴6连接，轴上设置9一振荡器1O一温度传感器11一与门12一碰撞检测电路有