主动式安全带系统和模拟装置的制作方法

本发明涉及一种主动式安全带系统，其用于在车辆模拟装置的模拟期间(例如在车辆模拟装置的驾驶模拟期间)将惯性载荷传递到驾驶员或乘客、或者更一般地传递到借助于适当的车辆模拟装置进行模拟的车辆的乘客(例如属于游乐园、航空航天交通工具等的景点车辆的乘客)。

背景技术：

1、通常地，车辆模拟装置采用技术解决方案和机器人系统，以便将尽可能忠实地模拟车辆行为的动态刺激传递到驾驶员或乘客。

2、这些系统的最关键的方面之一是还需要将由在低频和静态时的车辆加速度产生的惯性载荷传递到驾驶员/乘客。就这些载荷的传递难以管理而言，大多数模拟装置只是通过过滤来牺牲这些分量。

3、然而，有些系统也试图传递这些分量，但有时存在一些缺点。

4、一些主要面向精英市场的系统利用连接到驾驶位置的一个或更多个机器人系统的运动。由于必须长时间地传递加速度，因此这些装置需要显著的动态性能以及极长的冲程。特别地，这些装置相当笨重并且涉及高功率系统的安装，并且成本高，该成本由于性能在大多数情况下不足以达到预期目的而通常是不合理的。

5、第二种解决方案比前者更便宜且更简单，它涉及基于所需惯性力的直接身体刺激的传递。这种模式可以使得力在某些方向上传递到驾驶员的身体，甚至是在无限期的时间段内传递，并且典型地借助于座椅中的主动装置和/或借助于实施的安全带来实现。

6、座椅中的主动装置的使用可能涉及一个或更多个气动垫的使用，这些气动垫被插入位于模拟装置的座椅衬垫内部的特定凹槽中，并借助于压缩空气和电子控制阀系统来实现。

7、然而，此类解决方案存在一些问题。

8、不方便地，所使用的气动系统具有有限的响应时间并且对所传递的力的调节较差。

9、此外，座椅和驾驶员之间的接触点并不总是反映驾驶员在实际驾驶期间感知到的情况：就结果而言，驾驶员经历了潜在地校正的力，但从与座椅相互作用的触觉角度看这种力是不一致的，这可能影响模拟的整体效果。

10、此外，不方便地，这些系统可能受到座椅的形状和用于壳体的衬垫的影响，从而损害其有效性和多功能性。

11、市场上的其他解决方案通过采用与座椅一体或位于座椅内部的移动机械系统而不是气动衬垫来实现将载荷传递到驾驶员。例如，驾驶员和座椅之间的一些接触表面被能够平移和/或旋转的致动面板代替。这些面板的组合作用能够在特定的方向上推动驾驶员的身体。

12、不利地，甚至这些解决方案也无法产生最佳的触觉反馈。

13、此外，不方便地，此类解决方案具有明显高的复杂性和成本，并且需要对座椅进行实质性的改进，牺牲了对不同座椅的通用性和适应性。

14、使用主动式座椅的解决方案的一种替代方案是使用主动式安全带系统，为简单起见，以下简称为“主动式安全带系统”。

15、现有技术的主动式安全带系统采用赛车运动安全带作为基础，将安全和沉浸因素与或多或少受约束的运动座椅相结合。实际赛车中通常使用的安全带由通常由技术织物制成的安全带组成，安全带的数量可以从四个到六个不等，与之相关的是相同数量的锚固点(实际上通常从四个到六个)。术语“锚固点”是指赛车运动领域中的此类安全带紧固在车辆的框架或内部防倾杆上的那些点。

16、这些安全带在长度上可借助于特殊的带扣进行调节并设置有末端，该末端允许在一端处附接到车辆的框架或防倾杆，并且在第二端处插入闭合机构中。

17、特别地，采用四点式布局的赛车运动安全带包括两条上部安全带，该上部安全带越过驾驶员的肩部、向下延伸至胸部、直到腹部；以及两条中心安全带，这两条中心安全带在驾驶员的骨盆区域环绕驾驶员。

18、采用6点式布局的赛车运动安全带还包括在驾驶员的两腿之间穿过的两条附加的下部安全带。

19、在用于模拟装置的主动式安全带系统领域中已知的那些解决方案设想保持上述安全带的原始条带的形状、数量和布置，同时以张紧此类布局的上部安全带中的一个或更多个为目标实施不同形式的应用。此类系统还借助于带扣被动地调节安全带的长度，同时一个或更多个固定的锚固点能够可选地被连接到屈服元件(例如弹簧)的连接件替代。通过这种方式，座椅和安全带之间的相对运动向驾驶员的躯干施加了一定的力(典型地是纵向压缩力)。

20、替代系统仅提供也保持座椅固定的安全带的实施。

21、更加模块化和通用的系统提供了与每个上部安全带和/或每个中心安全带相关联的专用张紧系统。

22、由于车辆的纵向动态特性，上述已知的解决方案对于传递惯性载荷是有效的，但是不利地无法传递横向载荷。

23、不方便地，此外，与驾驶员(载荷通过驾驶员被传递)的接触表面非常小，因此模拟期间的压力分布不均匀或不能代表实际情况。

24、因此，载荷的触觉反馈是无效的，并且与现实中发生的情况不一致。

25、因此，强烈需要提出一种能够克服参考现有技术所述的缺点的主动式安全带系统。特别地，需要增加驾驶模拟的沉浸感，并为驾驶员/乘客改善静态和低频惯性载荷(尤其是在横向方向上的)的性能。

技术实现思路

1、根据所附独立权利要求的主动式安全带系统和模拟装置满足了这些要求。从属权利要求描述了本发明的优选的或有利的实施例。

技术特征：

1.一种主动式安全带系统(1)，其用于在车辆模拟装置的模拟期间将载荷传递到乘客或驾驶员，所述主动式安全带系统包括：

2.根据权利要求1所述的主动式安全带系统(1)，其中，所述第一上部安全带和第二上部安全带(21，22)中的每一个在相应的上端部(210，210’)处分别包括第一联接末端(41)和第二联接末端(42)，所述第一联接末端和第二联接末端(41，42)适于紧固到模拟装置的框架或紧固到调节元件(80)中的一个。

3.根据权利要求1或2所述的主动式安全带系统(1)，其中，所述侧部安全带(65，65’)中的每一个适于在相应的自由端部处被约束到调节元件(80)中的一个，

4.根据前述权利要求中的任一项所述的主动式安全带系统(1)，其中，所述后部安全带元件(6)是沿着在所述左端部和右端部(61，62)之间的优选延伸方向延伸的单个安全带元件。

5.根据权利要求1或2或3所述的主动式安全带系统(1)，其中所述后部安全带元件(6)包括：

6.根据权利要求5所述的主动式安全带系统(1)，其中，所述连接系统(6’)包括例如由织物制成的填充部分(67，68)，所述填充部分分别布置在所述第一分叉的安全带元件(621，621’，621”)和所述第一上部安全带(21)之间以及所述第二分叉的安全带元件(622，622’，622”)和所述第二上部安全带(22)之间，以便使所述交叉表面的面积最大化。

7.根据权利要求1或2或3所述的主动式安全带系统(1)，其中，所述后部安全带元件(6)包括多条安全带(70，71，72)，所述多条安全带在相互平行的优选延伸方向上并在所述左端部和右端部(61，62)之间延伸，使得所述多条安全带(70，71，72)与所述第一上部安全带和第二上部安全带(21，22)一起确定适于与驾驶员的背部和臀部接触的后表面。

8.根据权利要求7所述的主动式安全带系统(1)，其中，所述连接系统(6’)包括例如由织物制成的填充部分(67，68)，所述填充部分布置在所述多条安全带(70，71，72)之间，以便使所述后表面的面积最大化。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的主动式安全带系统(1)，其包括机械锁定装置，所述机械锁定装置适于建立所述第一部安全带和第二上部安全带(21，22)中的每一个的最大长度以及所述连接系统(6’)的最大长度，以便限制所述调节元件(80)的动作。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的主动式安全系统(1)，其中，所述致动系统(8)适于以单方配置操作，其中所述调节元件(80)适于减小所述第一上部安全带和第二上部安全带(21，22)中的每一个的长度以及所述连接系统(6’)的长度，从而相对于驾驶员/乘客上的预定预载荷情况增加传递到驾驶员/乘客的载荷。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的主动式安全系统(1)，其中，所述致动系统(8)适于以双方配置操作，其中所述调节元件(80)既适于减小所述第一上部安全带和第二上部安全带(21，22)中的每一个的长度以及所述连接系统(6’)的长度，也适于增加所述第一上部安全带和第二上部安全带(21，22)中的每一个的长度以及所述连接系统(6’)的长度，以便相对于驾驶员/乘客上的预定预载荷情况分别增加或减少传递到驾驶员/乘客的载荷。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的主动式安全带系统(1)，其包括第一中心安全带(23)和第二中心安全带(24)，所述第一中心安全带和第二中心安全带适于越过骨盆上方以环绕驾驶员，其中，所述第一中心安全带(23)和所述第二中心安全带(24)在相应的远侧端部(230，230’)处分别包括第一中心联接末端(43)和第二中心联接末端(44)，所述第一中心联接末端和第二中心联接末端(43，44)适于紧固到所述模拟装置的框架或紧固到所述调节器件(80)中的一个，

13.根据前述权利要求中的任一项所述的主动式安全带系统(1)，其还包括第一下部安全带(25)和第二下部安全带(26)，所述第一下部安全带和第二下部安全带适于在两腿之间穿过以环绕驾驶员，所述第一下部安全带和第二下部安全带(25，26)在相应的下端部(250，250’)处分别包括第一下部联接末端(45)和第二下部联接末端(46)，所述第一下部联接末端和第二下部联接末端(45，46)适于紧固到所述模拟装置的框架或座椅，

14.根据前述权利要求中的任一项所述的主动式安全带系统(1)，其包括用于所述第一上部安全带和第二上部安全带(21，22)中的每一个以及后部安全带元件(6)的手动调节器件(100)，例如滑动带扣，

15.根据前述权利要求中的任一项所述的主动式安全带系统(1)，其包括安全带引导元件(99)，例如带有具有单辊或双辊的安全带引导装置的支架，所述安全带引导元件适于紧固到模拟装置的座椅或框架，适于稳定所述第一上部安全带和第二上部安全带(21，22)中的每一个以及所述连接系统(6’)的滑动，以便保持所述调节器件(80)作用的方向恒定。

16.一种模拟装置，其包括：

技术总结本发明涉及主动式安全带系统(1)，其用于在车辆模拟装置的模拟期间将载荷传递到乘客或驾驶员上，该主动式安全带系统包括第一上部安全带(21)和第二上部安全带(22)，该第一上部安全带和第二上部安全带适于从肩部向下越过胸部、直到腹部以环绕驾驶员。系统还包括适于约束此类第一和第二上部安全带(21，22)的闭合机构(3)和连接系统(6’)。连接系统(6’)包括后部安全带元件(6)，该后部安全带元件具有可与第一上部安全带(21)接合的右端部(61)和可与第二上部安全带(22)接合的左端部(62)，使得所述后部安全带元件(6)适于从背部越过以环绕驾驶员。此外，侧部安全带(65，65’)在所述右端部和左端部(61，62)之间的任意点处联结到后部安全带元件(6)。主动式安全带系统(1)还包括致动系统(8)，该致动系统适于将可控载荷施加到所述第一和第二上部安全带(21，22)中的每一个并施加到所述连接系统(6’)，以便主动地改变第一上部安全带(21)和/或第二上部安全带(22)的长度以及连接系统(6’)的长度，从而改变传递到驾驶员的载荷。本发明涉及模拟装置，其包括框架、座椅和主动式安全带系统(1)。技术研发人员：乔瓦尼·托代斯基尼,弗朗西斯科·拉穆拉受保护的技术使用者：莱贝尔动力有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8