CN1140203C - 液体触发的拉紧结合器放松机构 - Google Patents
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Abstract
本装置是针对在移动式运输工具,如飞机、船舶、陆上车辆等使用的安全带及约束器的液体触发拉紧结合器放松机构。拉紧结合器(4)的挂钩(63)将安全带一端卡紧在拉紧结合器内,它的放松机构(62)可松开挂钩(63)使之释放皮带,液体探测电路(72、73)用于探测是否有液体并在测到液体时控制放松机构运动。
Description
技术领域
本发明主要涉及使浸在液体中的器械动作的液敏促动器。更具体地说,本发明指向在飞机、船舶、陆上车辆等运输工具中使用的安全带及束紧装置的液体触发拉紧结合器放松机构。
背景技术
目前约有90%的军用和民用直升飞机,其束紧装置使用了图1所示的带转动拉紧结合器的座椅吊带。如图1所示,在机组人员或乘客的两腿中间绕以座椅吊带1。吊带1的一端拴接在机组人员坐的座椅底座上,而另一端系到回转拉紧结合器4上。肩带2和腰带3插进回转拉紧结合器4并锁住在适当位置。为了从拉紧结合器4将皮带2和3松开,使乘务员下飞机,他们必须转动拉紧结合器的放松柄5。
当飞机坠毁或迫降在海上,大多数情况下直升飞机将滚动到倒置位置并沉入海中。飞机进水及机组人员的恐慌使他们难以找到放松柄5并且转动它以便从座椅吊条脱身、完成应急跳出动作。许多情况下机组人员绑住而沉了下去。机组人员也可能受撞击而伤势太重以致失去知觉而不能操作放松柄。这样,同机的机员不仅必须找到他们自己的安全带放松柄并转动它,还必须松开伤员的放松柄。干这些工作所花费时间更会危及全体机上人员的生命。
船舶也成为紧急情况下关心迅速松开安全带和束紧装置的另一原因。摩托艇尤其关心这一点。当船舶倾覆或失去其结构完整性时,船上人员必须迅速使自己从所有约束系统中解脱出来。和上述直升飞机机组人员下沉的情况一样,他们可能没有他人的帮助不能自己完成这项工作了。
有许多情况救生的束紧装置倒成了对生命的威胁。甚至常见汽车的安全带在事故中也难以解开带扣,重型车辆沿湖泊、河流、海洋等大的水面运输时特别希望有一种自动松开的拉紧结合器。掉进这些水面的车辆乘客面临着和上述飞机上机务人员相同的危险,此外,紧扣在儿童安全椅上的婴儿在这种情况下特别危险。
因而对于在发生事故时可用手动或自动操作的拉紧结合器放松机构有着迫切的需求。
发明内容
因此,本发明的目的是要避免在现有技术中熟知的手动放松拉紧结合器的上述缺点和不便情况。本发明提供一种紧凑可靠、对液体敏感的放松机构,它在浸入水中时能自动松开拉紧结合器。
本发明的另一目的是提供的放松机构对浸没在多种不同的液体中都很敏感。
本发明的另一目的是提供一种放松机构,只有在浸入液体中时才会放松,因而可防止过早松开或不希望发生的松开。
本发明的另一目的是提供一种放松机构,能容易地重复使用,重装时费用也不贵。
本发明的另一目的是提供一种放松机构,它不会受到外来电磁辐射的有害影响。
本发明以上这些目的的实现是采用对液体敏感的安全带拉紧结合器,它包括挂钩、放松机构、控制器、和液体探测器,该挂钩将安全带的一端放进拉紧结合器并卡住,该放松机构使安全带松开以放出安全带,该控制器用于控制放松机构的操作,该液体探测器用于测出液体是否存在,并在有液体时向控制器发出相应的控制信号。控制器根据控制信号使放松机构动作。
本发明的一种液敏安全带拉紧结合器,包括:挂钩,将安全带的一端接纳并卡紧在所说的拉紧结合器内;放松机构,将挂钩松开使安全带与拉紧结合器分离;控制装置,用于控制上述放松机构的操作;及液体检测器,探测液体的存在,有液体时向控制装置提供相应的控制信号,其特征在于:根据该控制信号控制装置使放松机构动作,从而使皮带与挂钩脱离;该挂钩用于钩住带扣子的安全带,此扣子上的孔可放进挂钩使安全带夹紧;该挂钩包括插入上述孔中的锁肩;所述的锁肩靠弹簧张力固定在上述孔中;所述的挂钩包括多个锁肩,用于钩住相应的扣子,扣子的孔中插入各自的锁肩,所述控制装置包括多个装有电触发炸药的移动装置,根据控制信号使放松机构运动而松开挂钩,每一移动装置都相应于一个锁肩。
本发明新颖之处在本发明的保护范围中,但从以下对附图所列的本发明的说明能充分透彻的理解。
附图说明
图1示出以安全带束紧在座椅上的人;
图2示出的转动拉紧结合器可使安全束紧带松开;
图3是本发明靠模(cam)(图4所示)的支座的横剖面图;
图4是本发明靠模组件的底视图;
图5是本发明靠模组件的支座的底视图,示出几个锁孔;
图6是本发明靠模组件的支座的另一底视图,示出其它结构细节;
图7是图6所示本发明靠模组件支座的另一横剖面图;
图8是本发明靠模及其支座上的锁孔及钢球滚道;
图9是本发明靠模的底视图;
图10是本发明靠模的顶视图;
图11是构成本发明靠模组件的靠模及其支座的横截面图;
图12是构成本发明靠模组件的靠模及其支座的另一实施例的横截面图;
图13是本发明自动放松的拉紧结合器底壳的顶视图;
图14是本发明自动放松的拉紧结合器底壳的侧视图;
图15和图16示出本发明自动放松拉紧结合器底壳与靠模组件的装配;
图17是本发明自动放松拉紧结合器底壳的顶视图,示出了将皮带扣卡在拉紧结合器中的脱钩;
图18是将皮带扣卡在本发明拉紧结合器中的脱钩的顶视图;
图19-图21是将皮带扣卡在本发明拉紧结合器中的脱钩的局部侧视图和皮带扣已被脱钩夹住时的侧视图;
图22及图23分别是皮带扣的顶视图和侧视图;
图24是脱钩处于松开位置时的侧视图;
图25及图26是本发明靠模组件动作时的侧视图;
图27及图28是本发明靠模组件动作侧视图,显示了应用电爆装置推动脱钩的情况;
图29是电爆装置的横截面图;
图30是液敏电路原理图,用于控制本发明电爆装置的触发;
图31至图36是本发明液敏电路的探头的配置和结构示图;及
图37示出罩在探头所在凹腔上的盖子。
具体实施方式
现在参照附图说明本发明一优选实施例。
图2示出一回转式拉紧结合器的外观,包括了本发明申请人所发明的液体触发放松机构。拉紧结合器包括一回转式靠模组件6和底座7。在此实施例中,底座7上有许多槽,用于穿进吊带或皮带,按图1所示那样将人捆在座椅上,但图2只看得见穿进右肩带的槽8和穿进右腰带的槽9。图2还示出系到底座7上的座椅固定带10和连到靠模组件6上用于手动松开皮带的回转放松柄11。回转放松柄11可按箭头12所示顺时针或反时针方向转动而将全部皮带松脱。
如以下所述,本发明的许多部件可用例如铝那样的金属制造,用金属只是为了举例说明。这些零部件也可以其它方法并用别的材料制造,例如用强度及耐磨性合适的塑料模铸或模压。各种元件也相对于一定的尺寸被描述。这些零件的尺寸只是为了举例,本发明不受此限制。此外,不同附图中同一数码指相同零件。
如图3~11所示,靠模组件6是由靠模底座31和靠模95组成。底座31是由铝块制造的,先将铝块机加工成图4所示的圆形,其直径约为2.75英寸,厚度约0.5英寸。图4是靠模底座31(即和底座7结合的部件)的底视图,而图3是其横截面图。
靠模底座31的中心孔32的直径约为0.5英寸,靠模底座31上还有多个螺纹孔33。螺纹孔33先钻后攻,可拧入长度为0.250英寸的4-40锥头螺钉。靠模底座31的棱边34被加工成倒圆半径约0.125英寸。
靠模95示于图9和图10。图9是其底视图,而图10是其顶视图(与底座7结合的部件)。靠模95也是铝材制成的,通常做成图9、图10所示的圆形,其外径与靠模底座31的大致相同,厚度约0.125英寸。
靠模95的中央突起部分94中有三个钢珠导向槽91、92、93,做成新月形。突起部分94的高度约为0.250英寸。靠模95还有一个孔98和多个螺孔96,螺孔96的尺寸与靠模底座31中的螺孔33相同。靠模95用这些孔按上述通过螺钉装配到靠模底座31上,得到图11所示形状、图11是靠模95与其底座11的横截面图。
突起部分94中可用机加工方法开槽91、92和93,也可用任何一种现有技术方法进行加工。作为代表的槽91的横截面示于图8。正如下面所述,钢珠88放入各新月形槽中,如图25所示由导板87挡住从一侧到另一侧的滑动。
靠模95还包括一机械挡块99,可使靠模组件6的转动限制在预定范围内。
图11示出靠模95与其底座31装配形成的靠模组件6。装配时,孔50、51、52在三个相应的槽91、92、93中配钻成阶梯孔,穿透靠模95而钻进底座31内。图8示出各孔的横剖面图。孔的上面段直径82约为0.288英寸,孔深约0.485英寸,孔的下面段84直径约为0.187英寸,长度约0.10英寸。
孔50~52钻好后,将靠模95与其底座31分开。然后将底座31的底面(图5)加工出环绕中心段61的环形凹槽60,中心段61的直径如图6所示约为1.25英寸。凹槽60的外壁62厚度除了在螺孔33处外均为0.62英寸,螺孔33处的壁厚加厚(见图6)使螺孔有足够强度,如图7所示,环形凹槽60底盘70的厚度也是0.062英寸左右。
靠模支座5的外表面35,其全部或一部分可以滚花(图6、7),提供可供手动转动靠模组件6的防滑抓手,这将在下面讨论。
如图13、14所示,底座7通常做成U形圈,其材料可以用铝。底座7的内径略大于靠模组件6的外径,以便靠模组件6可以装入底座7中,如图15、16所示。底座7上的螺栓37用螺母38装到靠模底座31的孔32中(图3)。双头螺栓37也固定到底壳7的底壁22上,螺栓37和螺母38使靠模组件6和底壳7结合在一起。
作为将靠模组件6装配到底座7的组装工艺一部分,在每个槽91~93(图9)内插放一个滚球88并按图25所示压住脱钩62。
底座7中按图15、16、17所示装入脱钩62。图上还示出与底座相连的皮带24。图18示出的脱钩62用于将插入拉紧结合器的槽8和9等的皮带扣系紧并扣住。
脱钩62可用0.10英寸厚的金属片冲出,其顶视图的形状如图18所示。在图18所示的实施例中有三条挂钩63可同时系住三根安全带到拉紧结合器上,按照拉紧结合器上使用的皮带数目可以有任意的挂钩数。脱钩62中还有一使螺栓37穿过的孔23。
图19~21是挂钩63局部结构的侧视图。正如图上所见,每个挂钩上有偏斜面64、锁肩65还有弹簧66。弹簧66的一端接在底座7的底面22,而另一端接在挂钩底面。
图22示出安全带77系到扣子67上的一端,这种扣子是现有技术中常见的。图23是该扣子67的侧视图。如图22、23所示,扣子67上有固定皮带77的孔68和锁眼69。
当扣子67插进拉紧结合器的槽9中时,扣子的前端78与挂钩63的偏斜面64啮合。见图19~21。当迫使扣子67进入槽9内,扣子67的前端78沿偏斜面64运动,迫使挂钩63克服弹簧66的弹力向下。当扣子67已经插进槽9中使锁眼69的前端79越过锁肩65时,弹簧66便回弹,迫使挂钩63进入锁眼69中,如图21所示。因此,安全带便系固到拉紧结合器中。
为了松开皮带,按图24所示将挂钩63往下压;然后抽出扣子67。通过转动靠模组件使挂钩63向下弯。使用人只要抓住靠模底座31的滚花35并按图2箭头12所示沿顺时针或逆时针方向转动靠模组件即可。
转动靠模组件之后,靠模作用于槽91、92、93中的钢珠88使靠模的旋转运动转变为钢珠88的垂直直线运动,如图26所示。钢珠88使脱钩62位移,于是扣子67便能松开,见图24所示。
因此,通过转动靠模组件将挂钩63压下。由于钢珠88在槽91~93的最远点处于静止状态,因此如果靠模组件沿顺时针或逆时针方向转动那么靠模的作用是一样。
以上说明了拉紧结合器的手动操作。为了在液体中能自动松开,可按图27所示在每个孔50、51、52(见图5)中各刚性地装一电爆装置(EED)89。当靠模组件装配到底座31上时,每只EED89都处在贴住槽91、92、93中对应的钢珠88的位置。
EED是一爆炸装置,当受到触发便能使微量炸药爆炸。这种装置的一个实例便是现有技术中的所谓“凹坑助推器(Dimple-moter)”。
图29中示出凹坑助推器的横截面,它是由炸药45、炸药盒49、电桥标准导线46、凹坑区47和凹坑壳48组成。当电桥标准导线46通电而使炸药49点火,从而在凹坑壳48的后面产生高压力,凹坑47便翻转过来。凹坑47的翻转产生一个沿翻转方向的线性力。
图27、28示出处于各槽91~93最远点的EED89。当液敏电路向EED通电,它对钢珠88产生一个和用手转动靠模组件7相同的垂直直线运动,从而如图28所示压下脱钩62使扣子67松开。在这种结构中,EED89不影响靠模组件7的手工操作。
触发EED89的液体激发电路示于图30,该电路安放在底座31的一个合适的空间内。当拉紧结合器浸入例如具有100微欧或以上导电率的液体中时,就会使探头72、73之间的间隙接通,电容器74、75开始充电。当电容器的电压达到齐纳二极管77的设定值时,半导体控制整流器SCR78的控制极端作用一个控制电流信号。这一操作有少许时间延迟,以免EED89被误触发。
当电容器74、75的两端电压达到一定值时,控制电路信号使SCR78导电,EED便被触发,钢珠88压下脱钩62并松开带扣。如果探头72、73无意中溅上液体的话,则电阻76可使电容器74、75中的电压漏掉。
探头72、73位于底座31上。图31~36示出探头的结构及布置。
如图31所示,底座31的侧壁上有一探头凹腔17。图31是顶视图,而图32是侧视图。
探头72的表面镀金,如图33和34所示它位于凹腔的一侧。探头72压紧在底座31的侧壁内,并用可由尼龙形成的绝缘件16与侧壁电气绝缘。此绝缘件也能降低液滴在探头附近的形成。
如图33所示,探头72的内侧端缩成缩颈段15,这样可降低电磁干扰对液敏电路的影响。探头72的内侧端与向电路供电的电池71的负极相接。
如图35、36所示的探头73是用不锈钢做的,并插在凹腔17的另一侧。此探头与电池71的正极接通。
凹腔17由盖子18覆盖,盖子上有许多孔19。盖子18用压配合按入并定位于凹腔17。孔19使拉紧结合器浸入液体中时液体可进入到探头72、73上。此孔还使空气可自由进入凹腔17,以免水蒸汽积累在探头72、73上而使液敏电路发生误操作。
一旦EED89触发后容易通过靠模组件6的分解而得到更换。因此,拉紧结合器容易被重新调整以便重复使用。
图12示出靠模组件的另一实施例。其中底座7被加工成手柄的形状,使用者容易握住它转动靠模。
从上述实施例显然可知,本发明装置可作好多修改变更,因此本发明并不局限于该实施例,而包括了在以下权利要求书范围内所申请的任何实施例。
Claims (6)
1.一种液敏安全带拉紧结合器,包括:
挂钩,将安全带的一端接纳并卡紧在所说的拉紧结合器内;
放松机构,将挂钩松开使安全带与拉紧结合器分离;
控制装置,用于控制上述放松机构的操作;及
液体检测器,探测液体的存在,有液体时向控制装置提供相应的控制信号,
其特征在于:
根据该控制信号控制装置使放松机构动作,从而使皮带与挂钩脱离;
该挂钩用于钩住带扣子的安全带,此扣子上的孔可放进挂钩使安全带夹紧;
该挂钩包括插入上述孔中的锁肩;
所述的锁肩靠弹簧张力固定在上述孔中;
所述的挂钩包括多个锁肩,用于钩住相应的扣子,扣子的孔中插入各自的锁肩,
所述控制装置包括多个装有电触发炸药的移动装置,根据控制信号使放松机构运动而松开挂钩,每一移动装置都相应于一个锁肩。
2.根据权利要求1所述的液敏安全带拉紧结合器,其特征在于:放松机构包括一回转式靠模,当该回转式靠模转动时推动锁肩离开所述孔。
3.根据权利要求1所述的液敏安全带拉紧结合器,其特征在于:所述移动装置,根据控制信号使放松机构有一移动而将挂钩松脱。
4.根据权利要求1所述的液敏安全带拉紧结合器,其特征在于:所述放松机构还包括一回转式靠模,当该回转式靠模转动时使锁肩推离上述孔而松开挂钩。
5.根据权利要求1所述的液敏安全带拉紧结合器,其特征在于:所述液体探测器包括一个探头,使液体探测器与液体发生作用。
6.根据权利要求1所述的液敏安全带拉紧结合器,其特征在于:所述液体探测器中有时间延迟器,使液体探测器探测有液体存在时产生的控制信号延迟一定时间间隔,在延迟结束时发出控制信号。
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