汽車自動(dòng)后傾安全座椅.

1、序號(hào)： 編碼： 燕山大學(xué)第十四屆“世紀(jì)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽作品申報(bào)書(shū) 作品名稱： 汽車自動(dòng)后傾安全座椅 學(xué)院名稱： 車輛與能源學(xué)院 申報(bào)者姓名 （集體名稱）： 張宜恒 彭悅 類別： 自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文科技發(fā)明制作A類 科技發(fā)明制作B類共青團(tuán)燕山大學(xué)委員會(huì) A1申報(bào)者情況（個(gè)人項(xiàng)目） 姓 名張宜恒性別男出生年月1989年12月申報(bào)者情況學(xué)院名稱車輛與能源學(xué)院專業(yè)車輛工程年級(jí)08級(jí)作品全稱汽車自動(dòng)后傾安全座椅論文題目汽車自動(dòng)后傾安全座椅宿舍地址6B321手舍電子郵箱1075627025QQ.com

2、合作者情況姓 名性別年齡學(xué)院年級(jí)專業(yè)電話彭悅女22車輛與能源學(xué)院08級(jí)車輛工3申報(bào)作品情況（科技發(fā)明制作）說(shuō)明： 1本表必須附有研究報(bào)告，并提供圖表、曲線、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖（照片），也可附鑒定證書(shū)和應(yīng)用證書(shū)； 2作品分類請(qǐng)按照作品發(fā)明點(diǎn)或創(chuàng)新點(diǎn)所在類別填報(bào)。作品全稱汽車自動(dòng)后傾安全座椅作品分類（A ）A機(jī)械與控制（包括機(jī)械、儀器儀表、自動(dòng)化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技術(shù)（包括計(jì)算機(jī)、電信、通訊、電子等） C數(shù)理（包括數(shù)學(xué)、物理、地球與空間科學(xué)等） D生命科學(xué)（包括生物、農(nóng)學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、健 康、衛(wèi)生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化

3、學(xué)、化 工、生態(tài)、環(huán)保等）作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點(diǎn)，技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)車禍中有一種叫追尾的事故，而轎車追卡車尾又是其中最為恐怖的。這是因?yàn)榭ㄜ嚨妆P(pán)高，轎車常鉆入卡車底盤(pán)下面，卡車高大的尾部很容易將轎車車頂撕裂或者將駕駛室擠癟，這給轎車內(nèi)成員的安全帶來(lái)極大的危害。因此，我提出通過(guò)對(duì)現(xiàn)有汽車座椅進(jìn)行改進(jìn)，制作一種安全座椅，在轎車即將與卡車追尾時(shí)，轎車的座椅自動(dòng)向后傾斜放倒，降低成員的高度，使卡車車尾在撞壞轎車的駕駛室時(shí)，不會(huì)傷害到車內(nèi)人員。同時(shí)，座椅放倒又可以減少人員在急剎車時(shí)的身體劇烈前傾。這樣一來(lái)，轎車追卡車尾事故中追尾轎車車內(nèi)人員的安全就能得到極大的保障。作品的科學(xué)性先進(jìn)性

4、（必須說(shuō)明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實(shí)質(zhì)性技術(shù)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。請(qǐng)?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說(shuō)明和參考文獻(xiàn)資料）工作原理是安裝在車頂前端的測(cè)距傳感器用以感知汽車正面低于車頂高度的物體，當(dāng)物體與車的距離快速縮小或者物體與車的距離小于車最前端到駕駛室的距離，測(cè)距傳感器就將信號(hào)傳給控制器?？刂破鞲鶕?jù)測(cè)距傳感器傳來(lái)的信號(hào)做出判定：車即將與低于車頂?shù)奈矬w發(fā)生碰撞或車前端即將鉆入物體下面（物體是指卡車尾部），于是迅速向調(diào)角器發(fā)出指令，調(diào)角器接到指令后，迅速向后傾斜，降低車內(nèi)成員的高度。一旦控制器計(jì)算出傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)符合啟動(dòng)條件，則判斷為會(huì)發(fā)生不可避免的追尾，便會(huì)立即給座椅調(diào)角器發(fā)出指令，使座椅向后傾。作品在

5、何時(shí)、何地、何種機(jī)構(gòu)舉行的評(píng)審、鑒定、評(píng)比、展示等活動(dòng)中獲獎(jiǎng)及鑒定結(jié)果2009年榮獲車輛與能源學(xué)院“超越杯”科技創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。作品所處階 段（ D ）A實(shí)驗(yàn)室階段 B中試階段 C生產(chǎn)階段D 理論研發(fā)階段 （自填）作品可展示的形 式 實(shí)物、產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤(pán) 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 錄像 樣品使用說(shuō)明及該作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，提供該作品的適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明及市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)整套座椅安裝好后就可以自動(dòng)工作了。在汽車行駛途中，一旦位于車頂?shù)臏y(cè)距傳感器探測(cè)到會(huì)發(fā)生追尾，便由控制器控制座椅迅速后傾，整個(gè)過(guò)程自動(dòng)完成。安全座椅是將調(diào)角器與測(cè)距傳感器整合，是用成熟技術(shù)對(duì)現(xiàn)有座椅改進(jìn)，可行性高

6、，費(fèi)用低，且能極大提高追尾為事故中轎車成員的安全系數(shù)，所以市場(chǎng)前景看好，可以廣泛應(yīng)用于各類轎車上。專利申報(bào)情況提出專利申報(bào) 申報(bào)號(hào) 申報(bào)日期 年 月 日已獲專利權(quán)批準(zhǔn) 批準(zhǔn)號(hào) 批準(zhǔn)日期 年 月 日 未提出專利申請(qǐng)C.當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類課題研究水平概述 說(shuō)明：1.申報(bào)者必須根據(jù)作品類別和情況填寫(xiě)； 2.填寫(xiě)此欄有助于評(píng)審。目前該技術(shù)尚未大量應(yīng)用，主要還處于研發(fā)階段，尚未有較為成熟的技術(shù)支持，國(guó)外有少量試用車型采用這一技術(shù)，但是并未大量裝配，該技術(shù)始于戰(zhàn)斗機(jī)在轉(zhuǎn)彎時(shí)抗過(guò)載的座椅調(diào)節(jié)技術(shù)，我們又將其加以改進(jìn)，雖然尚未投入生產(chǎn)，但我們相信其必有較大的用武之地。D.指導(dǎo)教師情況及對(duì)作品的說(shuō)明說(shuō)明：1由指導(dǎo)教

7、師本人填寫(xiě)并蓋章； 2指導(dǎo)教師必須具有中高級(jí)專業(yè)技術(shù)職稱，并是與申報(bào)作品相同或相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者或?qū)I(yè)技術(shù)人員； 3指導(dǎo)教師所在單位簽章僅被視為指導(dǎo)教師身份的確認(rèn)。 指導(dǎo)教師情況姓 名李文平性別男年齡41職稱副教授工作單位燕山大學(xué)車輛與能源學(xué)院汽車系研究方向車身覆蓋件及CAE分析手位電話電子郵箱liwenping推薦者所在單位簽章 （簽章） 年 月 日請(qǐng)對(duì)申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性作出闡述 請(qǐng)對(duì)作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評(píng)價(jià)其它說(shuō)明汽車自動(dòng)后傾安全座椅摘要:車禍中有一種叫追尾的事故，而轎車追卡車尾又是其中最為恐怖的。這是因?yàn)榭ㄜ嚨妆P(pán)高，轎車常鉆入卡車

8、底盤(pán)下面，卡車高大的尾部很容易將轎車車頂撕裂或者將駕駛室擠癟，這給轎車內(nèi)成員的安全帶來(lái)極大的危害。因此，我提出通過(guò)對(duì)現(xiàn)有汽車座椅進(jìn)行改進(jìn)，制作一種安全座椅，在轎車即將與卡車追尾時(shí)，轎車的座椅自動(dòng)向后傾斜放倒，降低成員的高度，使卡車車尾在撞壞轎車的駕駛室時(shí)，不會(huì)傷害到車內(nèi)人員。同時(shí)，座椅放倒又可以減少人員在急剎車時(shí)的身體劇烈前傾。這樣一來(lái)，轎車追卡車尾事故中追尾轎車車內(nèi)人員的安全就能得到極大的保障。關(guān)鍵詞: 追尾;駕駛室;座椅;后傾一、 引言你是否見(jiàn)到過(guò)這樣的一種交通事故，一輛汽車從后方撞向了前方的汽車，可能是由于后方的汽車剎車不良、也可能因?yàn)榍胺狡噭x車太突然，但不管是什么原因，我們將這種交通

9、事故稱之為“追尾”。追尾事故中有一種較為嚴(yán)重的情形，轎車追了卡車車尾，之所以說(shuō)其嚴(yán)重，是因?yàn)檫@種情況下，轎車常鉆入卡車底盤(pán)下面，卡車高大的尾部很容易將轎車車頂撕裂或者將駕駛室擠癟，這給轎車內(nèi)成員的安全帶來(lái)極大的危害。雖然追尾事故我們不能避免，但是我們可以努力避免人員傷亡，所以我們需要對(duì)轎車做出改進(jìn)。安全座椅就是基于這種理念誕生的。二、 結(jié)構(gòu)模型調(diào)角器是一種安裝于汽車座椅上，實(shí)現(xiàn)座椅靠背角度調(diào)節(jié)的裝置，目前汽車上已普遍安裝。該裝置發(fā)展的很成熟，一般由椅背聯(lián)接板、椅座聯(lián)接板、核心件、手輪或調(diào)節(jié)手柄、回復(fù)彈簧等部分組成。按角度調(diào)節(jié)的連續(xù)性可分為有級(jí)調(diào)節(jié)調(diào)角器和無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)調(diào)角器。測(cè)距傳感器是汽車上已經(jīng)使

10、用的傳感器的一種。這里主要考慮用激光測(cè)距傳感器或者是超聲波測(cè)距傳感器。激光測(cè)距傳感器的基本原理是通過(guò)測(cè)量激光往返目標(biāo)所需時(shí)間來(lái)確定目標(biāo)距離。超聲波測(cè)距傳感器的基本原理與激光測(cè)距傳感器類似，只不過(guò)是通過(guò)測(cè)量超聲波往返目標(biāo)所需時(shí)間來(lái)確定目標(biāo)距離。這兩種測(cè)距傳感器技術(shù)成熟、價(jià)格低廉，可以滿足近距高精度的測(cè)量要求。這款安全座椅是在現(xiàn)有的汽車座椅的基礎(chǔ)上，將座椅的調(diào)角器和測(cè)距傳感器進(jìn)行整合而成的。安全座椅由四部分組成：座椅（坐墊和可調(diào)節(jié)靠背）、調(diào)角器、測(cè)距傳感器、控制器。座椅和調(diào)角器的安裝位置不變，測(cè)距傳感器要安裝在轎車車頂前端，以使傳感器的探測(cè)高度與車頂高度一致，傳感器探測(cè)到的情況便以汽車車頂?shù)陌踩珵?/p>

11、基準(zhǔn)。三、 對(duì)比1、普通轎車在追卡車尾事故中的損壞情況如圖。由于轎車前端會(huì)鉆入卡車車底，卡車車尾會(huì)對(duì)轎車駕駛室造成嚴(yán)重?fù)p壞，轎車車內(nèi)成員的安全也無(wú)疑受到巨大威脅。2、安裝了安全座椅之后的效果如圖。同樣是轎車追卡車尾，同樣是卡車尾部對(duì)轎車駕駛室?guī)?lái)嚴(yán)重?fù)p壞，但是由于傳感器及時(shí)發(fā)現(xiàn)這一情況，自動(dòng)將座椅向后放倒，使車內(nèi)成員的位置降低且向后移動(dòng)，從而使乘員逃過(guò)一劫。四、 設(shè)計(jì)原理 1、工作原理是：安裝在車頂前端的測(cè)距傳感器用以感知汽車正面低于車頂高度的物體，當(dāng)物體與車的距離快速縮小或者物體與車的距離小于車最前端到駕駛室的距離，測(cè)距傳感器就將信號(hào)傳給控制器。控制器根據(jù)測(cè)距傳感器傳來(lái)的信號(hào)做出判定：車即將

12、與低于車頂?shù)奈矬w發(fā)生碰撞或車前端即將鉆入物體下面（物體當(dāng)然是指卡車尾部），于是迅速向調(diào)角器發(fā)出指令，調(diào)角器接到指令后，迅速向后傾斜，降低車內(nèi)成員的高度。控制器程序的計(jì)算公式：兩車間的距離 S 該車完全停住所用距離 s=v*v/(2*a) 啟動(dòng)條件 S<=s一旦控制器計(jì)算出傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)符合啟動(dòng)條件，則判斷為會(huì)發(fā)生不可避免的追尾，便會(huì)立即給座椅調(diào)角器發(fā)出指令，使座椅向后傾。測(cè)距傳感器需要反應(yīng)迅速、精確，但是探測(cè)距離不需要太遠(yuǎn)，激光測(cè)距傳感器或者超聲波測(cè)距傳感器便符合要求?？刂破鞯闹谱鬏^為簡(jiǎn)單，只需要能夠在接受到測(cè)距傳感器的信號(hào)后正確做出追尾判斷并命令調(diào)角器讓座椅后傾即可。五、 汽車自動(dòng)后

13、傾安全座椅的制造制造的關(guān)鍵是選擇合適的測(cè)距傳感器和制作控制器。根據(jù)設(shè)計(jì)原理，所選測(cè)距傳感器的技術(shù)要求要滿足：1、反應(yīng)迅速，延時(shí)小于0.02秒；2、精確，誤差小于0.5米；3、探測(cè)距離不需要太遠(yuǎn)，小于等于100米。因?yàn)槭寝I車使用，又是座椅的配套裝置，所以價(jià)格要比較便宜。查看現(xiàn)有的傳感器，激光測(cè)距傳感器或者超聲波測(cè)距傳感器是不錯(cuò)的選擇?？刂破鞯闹谱鬏^為簡(jiǎn)單，只需要能夠在接受到測(cè)距傳感器的信號(hào)后正確做出追尾判斷并命令調(diào)角器工作，讓座椅后傾即可。但制作的控制器要反應(yīng)迅速、準(zhǔn)確可靠。六、 存在的技術(shù)問(wèn)題因安全座椅會(huì)向后傾斜，所以較之普通轎車，安裝安全座椅的轎車應(yīng)該給座椅后面留有一定的空間，以不妨礙其后傾為標(biāo)準(zhǔn)。七、 市場(chǎng)分析及前景預(yù)算安全座椅時(shí)將調(diào)角器與測(cè)距傳感器整合，是用成熟技術(shù)對(duì)現(xiàn)有座椅改進(jìn)，可行性高，費(fèi)用低，且能極大提高追尾為事故中轎車成員的安全系數(shù)，所以市場(chǎng)前景看好，可以在轎車市場(chǎng)普及。消費(fèi)者花很少的錢就能大大提高人員在追尾事故中的存活率，這對(duì)于廣大消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是個(gè)再好不過(guò)的選擇。八、 結(jié)語(yǔ)也許追尾事故我們短期內(nèi)仍然無(wú)法避免，但我們可以減少流血與傷亡。為了家人的安全，也為了家庭的幸福，花一筆不多的錢，將您的愛(ài)車裝上“安全座椅”相信是您的正確選擇。但是，出入對(duì)您的愛(ài)車車頂?shù)年P(guān)