CN102336157A - 用于预防碰撞头枕的自动移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于预防碰撞头枕的自动移动装置，可以包括：碰撞预测传感器；控制单元，该控制单元将由所述碰撞预测传感器测量的值与存储在该控制单元内的参考值相比较，并且当可以确定了该碰撞预测传感器所测量的值高于该参考值时，该控制单元输出控制信号；和头枕移动单元，在头枕单元接触到乘客的头部之前，头枕移动单元将所述头枕单元移向乘客头部，并且该头枕移动单元包括：撑杆，该撑杆连接至所述头枕单元，该撑杆的两侧都沿着竖直方向设置；倾斜设备，响应于控制单元的控制信号，该倾斜设备使得所述撑杆相对于椅背向前或向后倾斜；和竖直移动设备，响应于所述控制单元的控制信号，该竖直移动设备使所述撑杆在竖直方向上移动。

Description

用于预防碰撞头枕的自动移动装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年7月19日提交的韩国专利申请No.10-2010-0069331的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于预防碰撞头枕的自动移动装置。

背景技术

通常，设置有用于车辆的头枕，以使乘客的头部在上面休息和放松，因而消除长时间驾驶引起的疲劳，或者在由于追尾撞击事件时颈部向后弯曲的情况下，防止他/她的颈部或头部受到伤害。

如图1所示，这种头枕1联结在椅背2的顶部，因而支撑乘客的头部和颈部。头枕1通常包括由减震材料制成的衬垫、以及连接至椅背2的撑杆3。

撑杆3连接至座位框架，该座位框架用来支撑椅背2以使其上下移动。从而，撑杆3的高度可以调节成适合乘客的高度。

然而，在大多数通常除了乘客睡着的情况下，乘客的头部并没有和头枕紧密接触，而是与头枕隔开预定的距离。当车辆遇到追尾撞击时，乘客的颈部和头部由于他/她的头部和身体的位移差而过度向后弯曲，这样会导致颈部区域受伤

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种用于预防碰撞头枕的自动移动装置，其在追尾碰撞发生之前来预测追尾碰撞，以使得头枕尽可能接近乘客的头部，从而防止他/她的颈部在追尾碰撞事件中向后弯曲，从而将颈部受到的伤害减到最小。

在本发明的一个方面当中，一种用于预防碰撞头枕的自动移动装置，可以具有：设于车辆后部的用来预测追尾碰撞的碰撞预测传感器；控制单元，该控制单元将由所述碰撞预测传感器测量的并输入该控制单元的值与存储在该控制单元内的参考值相比较，并且当可以确定了该碰撞预测传感器所测量的值高于该参考值时，该控制单元输出控制信号；和头枕移动单元，当所述控制信号可以从所述控制单元输入到该头枕移动单元时，在头枕单元接触到乘客的头部之前，头枕移动单元将所述头枕单元移向乘客头部，并且该头枕移动单元具有：撑杆，该撑杆的上端连接至所述头枕单元，该撑杆的两侧都沿着竖直方向设置；倾斜设备，响应于所述控制单元的控制信号，该倾斜设备使得所述撑杆相对于椅背向前或向后倾斜，从而使所述头枕单元更靠近乘客的头部；和竖直移动设备，响应于所述控制单元的控制信号，该竖直移动设备使所述撑杆在竖直方向上移动，从而使所述头枕单元的最上端可以不低于乘客的头部。

该控制单元可以接收来自头部位置传感器的信号以提供所述乘客的头部的位置，从而防止该头枕单元接触到乘客的头部，其中该头部位置传感器位于所述头枕单元的前部上，其中该头部位置传感器可以包括电容传感器，该电容传感器根据传感器和乘客头部之间的距离而变化电容。

该倾斜设备可以包括：被所述控制单元驱动的倾斜电动机；倾斜引导螺杆，该倾斜引导螺杆通过齿轮耦合的方式与该倾斜电动机可转动联接，该倾斜引导螺杆的外圆周形成螺纹；引导部分，该引导部分与该撑杆的竖直部分可滑动地配合，以将该倾斜电动机的转动力提供给该撑杆并且引导该撑杆的竖直移动；铰接轴，该铰接轴固定于所述引导部分，以将该倾斜电动机的转动力传输给所述引导部分；和连接臂，该连接臂的第一端部装配在所述倾斜引导螺杆上，并且其第二端部与所述铰接轴进行装配，从而使用所述倾斜引导螺杆的转动力来转动该铰接轴。

该竖直移动设备可以包括：竖直移动电动机，该竖直移动电动机固定至所述铰接轴并被所述控制单元驱动；竖直移动引导螺杆，该竖直移动引导螺杆通过齿轮耦合的方式与该竖直移动电动机可转动地联接，在该竖直移动引导螺杆的外圆周形成螺纹；和竖直移动本体，该竖直移动本体的第一侧可转动地接合至所述竖直移动引导螺杆，以通过该竖直移动引导螺杆的转动而在竖直方向上移动，该竖直移动本体的两个侧端都联接至所述撑杆的下部，以将竖直移动力传递至该撑杆。

该竖直移动电动机可以通过安装支架而被安装在所述铰接轴上，其中该竖直移动本体可以被引导杆可滑动地引导，该引导杆可以在竖直方向上设于所述安装支架，并且可滑动插入所述竖直移动本体内。

该碰撞预测传感器可以包括雷达传感器。

该头枕移动单元可以移动所述头枕单元，从而将该头枕单元可以距离乘客的头部1-20mm。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是显示普通头枕的示意图。

图2是显示本发明的控制逻辑的结构图。

图3是依据本发明的示例性实施例的安装在座椅上的用于头枕的自动移动装置的立体图。

图4是依据本发明的示例性实施例的自动移动装置的各个单元的立体分解图。

图5和图6是显示依据本发明的示例性实施例的自动移动装置的操作的侧视图。

应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，将部分地由特定目的的应用和使用环境所确定。

在这些图形中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记引用本发明的相同或等效的部分。

具体实施方式

接下来将具体参考本发明的各个实施例，在附图中和以下的描述中示出了这些实施例的实例。虽然本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施例。

以下，将会结合附图对根据本发明的示例性实施例的用于预防碰撞头枕的自动移动装置进行详细描述。

如图2至4所示，根据本发明示例性实施例的自动移动装置主要包括碰撞预测传感器110，控制单元130，和头枕移动单元200。

该碰撞预测传感器110安装在车辆后部，从而在车辆出现追尾碰撞时进行预测。碰撞预测传感器110可以安装在车辆后部的任何位置，但是优选地安装在车辆后保险杠上。

该碰撞预测传感器110是用来检测靠近车辆后部的物体的传感器。根据本发明的示例性实施例，使用雷达传感器作为碰撞预测传感器110。然而本发明没有限制为雷达传感器，并且可以使用超音波传感器和其他传感器。

该控制单元130对碰撞预测传感器110所测量的并输入控制单元130的值和存储在控制单元130内的参考值进行比较，从而仅在确定了将要发生追尾碰撞时输出预定的控制信号。

亦即，碰撞预测传感器110将车辆和跟进的物体(例如：另一车辆)之间的距离或者该物体的加速度的数据传输给控制单元130。当控制单元130将碰撞预测传感器110的测量值和已编程的参考值进行比较后，并确定了很大可能出现追尾碰撞时，来输出预定控制信号。

该头枕移动单元200响应于从控制单元130输入到头枕移动单元200的控制信号而被操作。响应于控制单元130的控制信号，该头枕移动单元200将设在座位顶部的整个头枕单元140定位在靠近乘客头部的位置，直到头枕单元140马上接触他/她的头部之前为止。

在追尾碰撞的事件中，头枕单元140必须尽可能靠近乘客的头部，这样当头部向后弯曲时来稳定支撑他/她的头部。然而，必须避免乘客头部和头枕单元140的直接接触。优选地，只要头枕单元140没有接触头部的情况下，使头枕单元140尽可能接近头部。

这里，必须检测到乘客头部的位置，从而防止头枕单元140接触他/她的头部。为此，在头枕单元140的前部设有头部位置传感器120，并且该头部位置传感器120的信号输入到控制单元130中。

从而，在追尾碰撞事件中，控制单元130操控头枕移动单元200来移动头枕单元140靠近乘客的头部。当基于头部位置传感器120的信号而确定了头枕单元140已经移动接近头部时，头枕移动单元200停止移动，以防止头枕单元140碰撞到乘客的头部。

亦即，优选地，只要头枕单元140没有碰撞到头部，头枕单元140尽可能靠近乘客的头部。优选地，该头枕移动单元200移动头枕单元140，这样使其间隔乘客头部1-20mm。

这里，该头部位置传感器120可以使用多种类型的传感器。但是根据本发明的示例性实施例，可以使用根据传感器和乘客头部之间的距离而变化电容的电容传感器作为头部位置传感器120。

同时，如图3和4所示，该头枕移动单元200主要包括撑杆210，倾斜设备220，和竖直移动设备230。该撑杆210在其两侧上具有在竖直方向上延伸的竖直部分211。头枕单元140安装在撑杆210的上端，这样撑杆210和头枕单元140一体移动。

进一步，倾斜设备220联接至撑杆210，并且响应于控制单元130的控制信号使撑杆210相对于车辆而向前或向后倾斜，从而头枕单元140靠近乘客的头部。

倾斜设备220包括倾斜电动机221，倾斜引导螺杆222，引导部分223，铰接轴224，和连接臂225。

该倾斜电动机221响应于控制单元130的控制信号而被驱动，亦即，响应于控制单元130的控制信号向前或向后转动。

进一步，倾斜引导螺杆222通过齿轮耦合的方式与倾斜电动机221可转动联接。根据倾斜电动机221的转动方向，改变了倾斜引导螺杆222的转动方向。倾斜引导螺杆222的外圆周上形成螺纹。

多个引导部分223分别与撑杆210的相应的竖直部分211进行装配，这样，除了引导撑杆210的竖直移动外，还提供转动力使撑杆210向前或向后倾斜。

铰接轴224固定在每个引导部分223上，因而将铰接轴224的转动力传递给引导部分223。

亦即，如果铰接轴224转动，该转动力就传递给相应的引导部分223。传递给引导部分223的力再次传递给撑杆210，这样使撑杆210向前或向后倾斜，因此使得头枕单元140向前或向后移动。

这里，铰接轴224通过套管支架224a固定在椅背框架并且通过套管支架224a自由转动。

进一步，连接臂225功能是将倾斜引导螺杆222的转动力传递至铰接轴224。连接臂225的一端与倾斜引导螺杆222进行装配，同时另一端与铰接轴224进行装配。

这样，当倾斜引导螺杆222转动时，连接臂225相对于铰接轴224被拉动或推动，因而将转动力传递至铰接轴224。该铰接轴224使引导部分223和撑杆210倾斜。

同时，竖直移动设备230响应于控制单元130的控制信号使撑杆210上下移动，这样使头枕单元140的最上端不低于乘客的头部。

为了更有效的在追尾碰撞事件中支撑乘客向后弯曲的头部，头枕单元140向上移动，这样使头枕单元140不低于乘客头部，虽然优选地，头枕单元140高于乘客头部，这样可以稳定支撑他/她的头部。

这里，竖直移动设备230主要包括竖直移动电动机231，竖直移动引导螺杆232，和竖直移动本体233，该竖直移动电动机231被控制单元130驱动，并且是允许向前和向后转动的双向电动机。

竖直移动引导螺杆232通过齿轮耦合的方式与竖直移动电动机231可转动地联接，并且在其外圆周上具有螺纹。该竖直移动引导螺杆232的转动方向取决于竖直移动电动机231的转动方向而改变。

竖直移动本体233的侧边与竖直移动引导螺杆232进行装配，这样竖直移动本体233通过竖直移动引导螺杆232的转动而进行竖直移动。竖直移动本体233的两端都分别与撑杆210的竖直部分211连接。因此，竖直移动本体233将竖直移动力从竖直移动引导螺杆232传递至撑杆210，这样能够使撑杆210竖直移动。

优选地，竖直移动电动机231通过安装支架231a安装至铰接轴224。

进一步，为了使竖直移动本体233更加稳固的上下移动，如图3所示，该竖直移动本体233优选地被引导杆234引导，该引导杆插入竖直移动本体233中，并处于竖直方向。

本发明的操作将在结合附图2，3和6在下面进行描述。

在图5的情形中，当碰撞预测传感器110预测了车辆的追尾碰撞时，控制单元130将控制信号传输至倾斜电动机211和竖直移动电动机231，这样位于撑杆210的上端的头枕单元140朝乘客的头部倾斜，并且同时向上移动。因此，头枕单元140从图5的位置移动到图6的位置。

这时，位于头枕单元140前端的头部位置传感器120检测乘客头部的位置，从而将头部和头枕单元140之间的距离数据提供至控制单元130。该控制单元130基于头部位置传感器120的测量值，而允许头枕单元140尽可能靠近乘客的头部，同时防止该头枕单元140碰撞到他/她的头部。

如果在这种情况下发生追尾碰撞，乘客的头部向后弯曲。这时，该头枕单元140稳定的支撑头部，从而减少乘客颈部区域的伤害。

同时，除非追尾碰撞恰好发生在图6的情况时，基于碰撞预测传感器110的测量值，控制单元130确定追尾碰撞没有发生，因而将另外的控制信号传输至倾斜电动机221和竖直移动电动机231，这样头枕单元140返回它原始的位置。

倾斜电动机221和竖直移动电动机231响应于控制单元130的控制信号向后转动，因此使头枕单元140和撑杆210从图6的位置返回到图5的位置。

综上所述，本发明提供一种用于预防碰撞头枕的自动移动装置，在追尾碰撞事件中使头枕快速向前和向上移动到尽可能接近乘客头部的位置，从而当追尾碰撞发生时稳定支撑在他/她头部后方，因而防止他/她的头部突然向后弯曲并且大大减少了他/她颈部受到的伤害。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“向上”、“向下”、“向前”和“向后”是用于参考图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种用于预防碰撞头枕的自动移动装置，包括：

设于车辆后部的用来预测追尾碰撞的碰撞预测传感器；

控制单元，该控制单元将由所述碰撞预测传感器测量的并输入该控制单元的值与存储在该控制单元内的参考值相比较，并且当确定了该碰撞预测传感器所测量的值高于该参考值时，该控制单元输出控制信号；和

头枕移动单元，当所述控制信号从所述控制单元输入到该头枕移动单元时，在头枕单元接触到乘客的头部之前，头枕移动单元将所述头枕单元移向乘客头部，并且该头枕移动单元包括：

撑杆，该撑杆的上端连接至所述头枕单元，该撑杆的两侧都沿着竖直方向设置；

倾斜设备，响应于所述控制单元的控制信号，该倾斜设备使得所述撑杆相对于椅背向前或向后倾斜，从而使所述头枕单元更靠近乘客的头部；和

竖直移动设备，响应于所述控制单元的控制信号，该竖直移动设备使所述撑杆在竖直方向上移动，从而使所述头枕单元的最上端不低于乘客的头部。

2.根据权利要求1所述的用于预防碰撞头枕的自动移动装置，其中该控制单元接收来自头部位置传感器的信号，以提供所述乘客的头部的位置，从而防止该头枕单元接触到乘客的头部，其中该头部位置传感器位于所述头枕单元的前部上。

3.根据权利要求2所述的用于预防碰撞头枕的自动移动装置，其中，该头部位置传感器包括电容传感器，该电容传感器根据传感器和乘客头部之间的距离而变化电容。

4.根据权利要求1所述的用于预防碰撞头枕的自动移动装置，其中该倾斜设备包括：

被所述控制单元驱动的倾斜电动机；

倾斜引导螺杆，该倾斜引导螺杆通过齿轮耦合的方式与该倾斜电动机可转动联接，该倾斜引导螺杆的外圆周形成螺纹；

引导部分，该引导部分与该撑杆的竖直部分可滑动地配合，以将该倾斜电动机的转动力提供给该撑杆并且引导该撑杆的竖直移动；

铰接轴，该铰接轴固定于所述引导部分，以将该倾斜电动机的转动力传输给所述引导部分；和

连接臂，该连接臂的第一端部装配在所述倾斜引导螺杆上，并且其第二端部与所述铰接轴进行装配，从而使用所述倾斜引导螺杆的转动力来转动该铰接轴。

5.根据权利要求4所述的用于预防碰撞头枕的自动移动装置，其中该竖直移动设备包括：

竖直移动电动机，该竖直移动电动机固定至所述铰接轴并被所述控制单元驱动；

竖直移动引导螺杆，该竖直移动引导螺杆通过齿轮耦合的方式与该竖直移动电动机可转动地联接，在该竖直移动引导螺杆的外圆周形成螺纹；和

竖直移动本体，该竖直移动本体的第一侧可转动地接合至所述竖直移动引导螺杆，以通过该竖直移动引导螺杆的转动而在竖直方向上移动，该竖直移动本体的两个侧端都联接至所述撑杆的下部，以将竖直移动力传递至该撑杆。

6.根据权利要求5所述的用于预防碰撞头枕的自动移动装置，其中该竖直移动电动机通过安装支架被安装在所述铰接轴上。

7.根据权利要求6所述的用于预防碰撞头枕的自动移动装置，其中该竖直移动本体被引导杆可滑动地引导，该引导杆在竖直方向上设于所述安装支架，并且可滑动插入所述竖直移动本体内。

8.根据权利要求1所述的用于预防碰撞头枕的自动移动装置，其中该碰撞预测传感器包括雷达传感器。

9.根据权利要求2所述的用于预防碰撞头枕的自动移动装置，其中该头枕移动单元移动所述头枕单元，从而将该头枕单元距离乘客的头部1-20mm。

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