Безопасное сиденье транспортного средства

 

Использование: устройства для обеспечения пассивной безопасности пользователя транспортного средства. Сущность изобретения: безопасное сиденье транспортного средства содержит установленные на основании кронштейны 3, связанные посредством двух соосных шарниров с подушкой 5 сиденья, причем центр приведенной массы "человек-подушка" /т. O₁/ расположен позади и ниже оси шарниров, а основание 4 соединено с корпусом транспортного средства с помощью вертикальной поворотной оси 7, при этом центр приведенной массы системы "человек-сиденье" /т. O₂/ смещен относительно упомянутой оси в вертикальной плоскости. Кроме того, сиденье снабжено приспособлением для фиксации подушки, включающим в себя храповые колеса 10 и подпружиненные собачки 11. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно - к устройствам пассивной безопасности пользователя транспортным средством, преимущественно автомобилем, и может быть использовано для обеспечения безопасности пользователя автомобилем в случае аварии при дорожно-транспортном происшествии, проведении испытаний, спортивных соревнований, выполнении каскадерских трюков и т.п.

Известно безопасное сиденье транспортного средства, содержащее установленные на основании кронштейны, связанные посредством двух соосных шарниров с подушкой сиденья, при этом центр приведенной массы "человек-подушка" расположен позади оси шарниров.

Недостатком известного безопасного сиденья является его недостаточная надежность и эффективность при боковом столкновении транспортного средства с препятствием, общим случаем которого является любой не лобовой удар транспортного средства и то или иное встретившееся на пути его движения препятствие. Поскольку возникающая при таком ударе инерционная сила, перпендикулярная направлению движения транспортного средства, может привести к травмированию пользователя, а известная конструкция безопасного сиденья не предусматривает какой-либо защиты от нее. Кроме того, известное сиденье недостаточно надежно в случае восприятия чисто лобового удара, так как использование для фиксации сиденья пружинных фиксаторов в виду характерных для них поломок: заклинивания, износа рабочей поверхности, изгиба стержня и др. снижает надежность всей конструкции сиденья в целом. Существенным недостатком является и то, что необходимые для стремительного поворота сиденья энергия и время расходуются на работу по предварительной расфиксации сиденья, что опять таки снижает его надежность и безопасность для пользователя транспортным средством.

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности пользователя транспортным средством.

Указанная цель достигается тем, что сиденье, центр массы которого вместе с находящимся в нем пользователем расположен ниже оси его цилиндрических шарниров, установлено в кабине транспортного средства с возможностью его поворота вокруг вертикальной оси и последующей фиксацией его в новом положении. При этом центр приведенной массы всех элементов конструкции сиденья с находящимся в нем человеком смещен относительно оси его вертикального вращения, а для фиксации сиденья при его повороте относительно горизонтальной оси используется храповое зацепление.

На фиг. 1 изображено предлагаемое сиденье в момент до столкновения транспортного средства с препятствием; на фиг. 2 - то же, сиденье после столкновения транспортного средства с препятствием; на фиг. 3 - схематичное изображение сил, действующих на систему: "человек-сиденье" при не лобовом ударе транспортного средства о препятствие.

Безопасное сиденье транспортного средства содержит собственно сиденье 1, снабженное ремнем безопасности (не показан) и посредством двух соосных цилиндрических шарниров 2 установленное на двух кронштейнах 3, которые в свою очередь крепятся к основанию 4. Подушка 5 сиденья 1 шарнирно связана с демпфером 6, другой конец котоpого шарнирно связан с основанием 4. Центр приведенной массы системы "человек-подушка" (т.О₁) расположен ниже оси А-А шарниров 2. Основание 4 крепится к оси 7, вертикально установленной с возможностью вращения в кабине транспортного средства. На оси 7 установлен диск 8 с выполненным в нем конусным гнездом, в которое входит ось подпружиненного фиксатора 9, неподвижно закрепленного относительно кабины транспортного средства. Ось 7 посредством системы рычагов кинематически связана с демпфером (рычаги и демпфер не показаны). На цилиндрических шарнирах 2 установлены храповые колеса 10, входящие в зацепление с подпружиненными на кронштейнах 3 собачками 11. Центр приведенной массы всех элементов системы "человек-сиденье" (т.О₂) смещен вперед (в направлении движения транспортного средства) относительно оси вращения Б-Б сиденья в горизонтальной плоскости.

Устройство работает следующим образом.

Водитель (пассажир) связан с сиденьем 1 посредством ремня безопасности. При столкновении транспортного средства с препятствием (столкновение не лобовое) на транспортное средство действует сила удара , а на систему "человек-сиденье" соответственно действует сила инерции ,= -, которую можно разложить на две составляющие: параллельную вектору скорости движения транспортного средства - силу , и перпендикулярно вектору - силу (см. фиг. 3). Сила приложена к т. О₁, а сила - к т. О₂. Возникающий от силы крутящий (инерционный) момент поворачивает сиденье вместе с находящимся в нем человеком вокруг оси А-А шарниров 2 на угол порядка 90^о. Связанный с сиденьем 1 демпфер 6 поглощает излишек кинетической энергии вращающейся системы "человек-сиденье" и тормозит сиденье в новом его положении. Возникающий при остановке сиденья 1 обратный коммулятивный толчок не приводит к его повороту ввиду фиксации сиденья 1 в новом положении храповым зацеплением.

Момент от силы поворачивает всю конструкцию сиденья 1 с находящимся в нем человеком вокруг вертикальной оси Б-Б. Этот момент будет действовать на сиденье 1 и человека до тех пор, пока плоскость, проходящая через ось Б-Б и т. О₂, не совместится с плоскостью, в которой лежит инерционная сила . При этом расфиксация сиденья при его повороте вокруг оси Б-Б происходит автоматически отжатием подпружиненного штыря фиксатора 9, при инерционном повороте связанного с осью 7 диска 8. Торможение и остановка сиденья 1 в новом положении происходят благодаря действию связанного с осью 7 рычагами демпфера, который также, как и демпфер 6, поглощает излишек кинетической энергии и смягчает действующую на человека инерционную нагрузку.

Таким образом, под действием инерционной силы сиденье с находящимся в нем человеком совершает сложное движение: поворот вокруг горизонтальной оси А-А на угол 90^о и поворот вокруг оси Б-Б на некоторый угол α так, что плоскость, проходящая через центр масс системы "человек-сиденье" и вертикальную ось Б-Б вращения, переходит в плоскость действия инерционной силы . Благодаря такому перемещению тело человека принимает положение, наиболее благоприятное для восприятия инерционной нагрузки от удара и удаляется из зоны наибольшей деформации кабины транспортного средства.

Предлагаемое изобретение по сравнению с базовым объектом (прототипом) позволяет повысить надежность и безопасность конструкции сиденья транспортного средства.

Формула изобретения

1. БЕЗОПАСНОЕ СИДЕНЬЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее установленные на основании кронштейны, связанные посредством двух соосных шарниров с подушкой сиденья, при этом центр приведенной массы человек-подушка расположен позади оси шарниров, отличающееся тем, что центр приведенной массы человек-подушка расположен ниже оси шарниров, а основание соединено с корпусом транспортного средства с помощью поворотной вертикальной оси, при этом центр приведенной массы системы человек-сиденье смещен в вертикальной плоскости относительно упомянутой оси.

2. Сиденье по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено приспособлением для фиксации подушки, включающим в себя храповые колеса, закрепленные на осях шарниров, и подпружиненные собачки, установленные на кронштейнах и взаимодействующие с храповыми колесами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3