CN103448583A - 一种新型座椅防下潜吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型座椅防下潜吸能装置，包括若干磁流变液阻尼器和控制器，控制器与车载ECU系统连接，磁流变液阻尼器为外接式磁流变液阻尼器，包括缸体、活塞杆和设于缸体外壁上的励磁组件，缸体内灌注有磁流变液，本发明在座椅的座盆与框架之间增设磁流变液阻尼器构成的防下潜吸能装置，在保持座椅舒适性前提下，提高了座椅的刚性和强度，而受车载ECU控制的磁流变液阻尼器可根据碰撞时车速、乘员重量等参数灵活调节阻尼系数，控制简易且响应快捷，同时也具有一定的韧性，吸能效果好，安全系数高。

Description

一种新型座椅防下潜吸能装置

 

技术领域

本发明涉及到一种座椅安全装置，尤其涉及到一种能充分吸收冲击能量、防止乘员在正面碰撞事故中受到较大伤害的新型座椅防下潜吸能装置。

 

背景技术

汽车发生正面碰撞时，由于惯性作用，乘员对座椅施加较大的下压力，可能造成座椅的变形而引起乘员身体下潜，同时，乘员身体前移也可能造成乘员脱出安全带，下潜和前移使乘员的胸部直接面对汽车方向盘，给乘员带来极大安全隐患，为了防止乘员的下潜和前移，一般采用改变座椅内部结构，如中国专利号为CN201020600374.4的、名称为汽车座椅防下潜结构的实用新型专利，通过在座盆前部横向固定一根限位梁来防止前排乘员身体向前滑动造成乘员身体下潜，或通过提高汽车座椅的刚性和强度来保证汽车座椅的不变形，如中国专利号为CN201020639627.9的、名称为汽车座椅防下潜机构的实用新型专利，提供了一种汽车座椅防下潜机构，由汽车座椅的坐垫框架、加强杆以及用于构成座盆的钢丝组成，坐垫框架具有两个侧边，加强杆的两端分别固定在这两个侧边上并且垂直于汽车座椅的纵向、位于坐垫框架中支撑汽车乘员大腿或髋部的位置处，钢丝构成搭接在所述坐垫框架和所述加强杆上的网状，虽然座椅通过结构改变或增加刚度和强度，在一定程度上可防止乘员的下潜或前移，但由于座椅仅靠软垫吸收冲击能量，吸能程度较弱，且坐垫缓冲效果较差，高刚性的座椅极易造成乘员坐骨或髋部损伤，因此仍无法满足在正面碰撞时的乘员安全保护要求。

 

发明内容

本发明主要解决车辆正面碰撞时普通座椅容易引起乘员下潜和前移、座椅吸能不足易造成乘员伤害的技术问题；提供了一种能充分吸收冲击能量、防止乘员在正面碰撞事故中受到较大伤害的新型座椅防下潜吸能装置。

为了解决上述存在的技术问题，本发明主要是采用下述技术方案：

本发明的一种新型座椅防下潜吸能装置，设于汽车座椅上，所述汽车座椅包括座垫框架、设于座垫框架上的座盆和靠背，所述吸能装置包括若干设于座盆和座垫框架之间的磁流变液阻尼器和控制该磁流变液阻尼器的控制器，所述磁流变液阻尼器的底部与座垫框架固接，磁流变液阻尼器的顶端与座盆固接，所述控制器与车载ECU系统连接，在普通座椅的座盆与框架之间增设磁流变液阻尼器，在保持座椅舒适性的情况下，提高座椅的刚性和强度，而磁流变液阻尼器可调节阻尼系数，控制简易且响应快捷，同时也具有一定的韧性，在防止乘员下潜和前移时也降低了乘员坐骨和髋部受到的冲击力，安全系数较高。

作为优选，所述磁流变液阻尼器为外接式磁流变液阻尼器，包括缸体、设于缸体内与缸体相吻合并可沿缸体上下滑动的活塞杆和设于缸体外壁上的励磁组件，所述缸体内灌注有磁流变液，缸体内部被活塞杆分隔成上腔室和腔室，上腔室和下腔室通过活塞杆与缸体内壁的间隔连通，所述励磁组件包括与控制器连接的线圈和磁铁，所述缸体底部与所述座垫框架固接，所述活塞杆的顶端与座盆底部固接，座盆压缩活塞杆沿缸体下移，而活塞杆与缸体之间的磁流变液的粘度决定了活塞杆的下压阻力，当励磁线圈通电，磁流变液的粘度急剧增大，使原来较易流动的磁流变液的流动受到限制，活塞杆行程受限，磁流变液阻尼器的阻尼系数提高，相应提高了座椅的刚性和强度，防止乘员下潜和前移，磁流变液的粘度受磁场大小的影响，励磁电流大则阻尼系数大，同时，活塞杆对磁流变液的压缩也使得座盆具有一定的韧性，降低了乘员坐骨和髋部所受到的冲击力。

作为优选，所述缸体截面呈长方形，所述励磁组件对称分布于缸体四周，所述励磁组件产生的磁场方向与所述活塞杆的轴向垂直，通过励磁线圈在缸体内产生一个外加磁场，改变了缸体内磁流变液的磁性颗粒排列方式，从杂乱无章变成有序定向链式排列，较大的励磁电流可形成较大的阻尼，使乘员的下潜阻力增大，同时，磁流变液的压缩过程也可将受到的压缩能量转化为热能散发，从而把乘员受到的冲击能量吸收并释放掉，完成对乘员碰撞时的安全保护。

作为优选，所述缸体底部还设有弹簧，所述弹簧的顶端与缸体底部固接，弹簧的底部与所述座垫框架固接，弹簧与磁流变液阻尼器可双重吸收碰撞时的冲击能量，有效降低乘员坐骨和髋部受到的冲击力。

作为优选，所述座椅框架上设有前后纵向的滑轨，所述磁流变液阻尼器的底部通过安全栓卡装于滑轨上并可在安全栓断裂的情况下沿滑轨前后纵向移动，安全栓的材料强度较低，在严重碰撞时可断裂从而解除对磁流变液阻尼器的锁止，磁流变液阻尼器前移并吸收一部分撞击能量，提高了吸能装置的吸能作用。

作为优选，所述滑轨前段呈上翘状，所述磁流变液阻尼器沿滑轨前移并改变磁流变液阻尼器与车内地板的夹角，如正面碰撞时撞击力过大，则磁流变液阻尼器可沿滑轨前移并改变与车内地板的夹角，相应改变了座盆与车内地板的夹角，阻挡了乘员向前滑动和下潜的程度。

作为优选，所述吸能装置还包括乘员重量传感器，所述乘员重量传感器设于所述座盆内并与所述车载ECU系统连接，传感器可将乘员的身体重量参数传递给车载ECU，车载ECU结合正面碰撞时的车速等参数来控制磁流电流大小，在提高阻尼系数、防止乘员下潜的同时也不会造成乘员坐骨或髋部的冲击损伤。

作为优选，所述座盆呈双层结构，包括底层和表层，所述底层为硬板层，所述表层为软垫层，底层与所述磁流变液阻尼器顶部固接，海棉发泡的软垫层可提高座垫的舒适性，也可起到一定的缓冲吸能作用，而硬板层可充分传递乘员对座垫的下压力，将下压力均匀分散至硬板层下的各阻尼器上，保护乘员的髋部。

本发明的有益效果是：在普通座椅的座盆与框架之间增设磁流变液阻尼器构成的防下潜吸能装置，在保持座椅舒适性的情况下，提高了座椅的刚性和强度，而受车载ECU控制的磁流变液阻尼器可根据正面碰撞时的车速、乘员重量等参数灵活调节阻尼系数，控制简易且响应快捷，同时压缩过程的磁流变液也具有一定的韧性，在防止乘员下潜和前移时也降低了乘员坐骨和髋部受到的冲击力，吸能效果好，安全系数高。

 

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1中磁流变液阻尼器的磁流变液未通电时的示意图。

图3是图1中磁流变液阻尼器的磁流变液通电时的示意图。

图4是本发明的另一种结构示意图。

图中 1.汽车座椅，11.座垫框架，12.座盆，13.靠背，14.滑轨，2.磁流变液阻尼器，21.缸体，22.活塞杆，23.磁流变液，24. 励磁线圈，25. 磁铁。

 

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例1的一种新型座椅防下潜吸能装置，安装于汽车座椅上，如图1所示，汽车座椅1包括座垫框架11、固定在座垫框架上的座盆12和靠背13，座盆呈双层结构，包括底层和表层，底层为硬板层，表层为软垫层，吸能装置如图1和图2所示，包括安装于座盆和座垫框架之间的磁流变液阻尼器2和控制该磁流变液阻尼器的控制器，磁流变液阻尼器的底部与座垫框架固接，磁流变液阻尼器的顶端与座盆固接，控制器与车载ECU系统连接；磁流变液阻尼器为外接式磁流变液阻尼器，包括缸体21、设于缸体内与缸体相吻合并可沿缸体上下滑动的活塞杆22和安装在缸体外壁上的励磁组件，如图3所示，缸体截面呈长方形，缸体内灌注有磁流变液23，缸体内部被活塞分隔成上下两腔室，两腔室通过活塞杆与缸体内壁的间隔连通，励磁组件对称分布于缸体四周，包括与控制器连接的励磁线圈24和磁铁25，励磁线圈产生的磁场方向与活塞杆的轴向垂直，活塞杆的顶端与座盆的底部固接，在座盆上还安装有乘员重量传感器，乘员重量传感器与车载ECU系统连接。

在正常使用时，乘员坐在汽车座椅上，系上安全带，乘员重量通过座盆传递至磁流变液阻尼器的活塞杆顶端并压迫活塞杆，由于此时未有外加磁场，如图3所示，磁流变液内的磁性颗粒呈无序分布状态，磁流变液的流动性好且可自由通过活塞杆与缸体之间的间隙，活塞杆视座盆上的施加力大小移动至相应位置，由于软垫层与磁流变液的双重缓冲吸能作用，不会影响乘坐的舒适性。

当车辆发生正面碰撞事故时，汽车安全气囊打开，此时安全气囊的信号传输给车载ECU，车载ECU结合乘员重量和车速等信号，发出励磁信号并在磁流变液阻尼器内形成一个外加磁场，如图4所示，磁流变液内的磁性颗粒在外加磁场作用下呈定向有序排列，垂直于活塞杆上的施加压力，磁流变液的粘度瞬间提高，使磁流变液的剪切力矩增大，缸体内的活塞杆下潜阻力提高，同时，由于缸体下腔室的磁流变液的持续压缩，将下潜的动能吸收转化为热能，从而将乘员受到的冲击能量吸收并释放掉，分散传递碰撞过程中乘员的冲击能量，降低乘员受到的损伤。

实施例2：本实施例2的一种新型座椅防下潜吸能装置，安装于汽车座椅上，吸能装置包括安装于座盆和座垫框架之间的磁流变液阻尼器和控制该磁流变液阻尼器的控制器，如图2所示，在座椅框架上设计有前后纵向结构的滑轨14，滑轨的前段呈上翘状，磁流变液阻尼器的底部通过安全栓卡装于滑轨上并在安全栓断裂的情况下可沿滑轨前后纵向移动，本实施例2的其它部分均与实施例1的相应部分类同，本文不再赘述。

如正面碰撞时撞击力过大超过设计值时，安全栓断裂，磁流变液阻尼器沿滑轨略微前移并改变与车内地板的夹角，增大了座盆与车内地板的角度，较大的倾斜角更好地阻挡了乘员向前滑动和下潜，安全性更高。

以上说明并非对本发明作了限制，本发明也不仅限于上述说明的举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、增添或替换，都应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型座椅防下潜吸能装置，设于汽车座椅（1）上，所述汽车座椅包括座垫框架（11）、设于座垫框架上的座盆（12）和靠背（13），其特征在于：所述吸能装置包括若干设于座盆和座垫框架之间的磁流变液阻尼器（2）和控制该磁流变液阻尼器的控制器，所述磁流变液阻尼器的底部与座垫框架固接，磁流变液阻尼器的顶端与座盆固接，所述控制器与车载ECU系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型座椅防下潜吸能装置，其特征在于：所述磁流变液阻尼器（2）为外接式磁流变液阻尼器，包括缸体（21）、设于缸体内与缸体相吻合并可沿缸体上下滑动的活塞杆（22）和设于缸体外壁上的励磁组件，所述缸体内设有磁流变液（23），缸体内部被活塞杆分隔成上腔室和腔室，上腔室和下腔室通过活塞杆与缸体内壁的间隔连通，所述励磁组件包括与控制器连接的励磁线圈（24）和磁铁（25），所述缸体底部与所述座垫框架固接，所述活塞杆的顶端与座盆底部固接。

3.根据权利要求2所述的一种新型座椅防下潜吸能装置，其特征在于：所述缸体（21）截面呈长方形，所述励磁组件对称分布于缸体四周，励磁组件产生的磁场方向与所述活塞杆（22）的轴向垂直。

4.根据权利要求2或3所述的一种新型座椅防下潜吸能装置，其特征在于：所述缸体（21）底部还设有弹簧，所述弹簧的顶端与缸体底部固接，弹簧的底部与所述座垫框架固接。

5.根据权利要求1所述的一种新型座椅防下潜吸能装置，其特征在于：所述座椅框架（11）上设有前后纵向的滑轨（14），所述磁流变液阻尼器（2）的底部通过安全栓卡装于滑轨上并可在安全栓断裂的情况下沿滑轨前后纵向移动。

6.根据权利要求5所述的一种新型座椅防下潜吸能装置，其特征在于：所述滑轨（14）前段呈上翘状。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的一种新型座椅防下潜吸能装置，其特征在于：所述吸能装置还包括乘员重量传感器，所述乘员重量传感器设于所述座盆内并与所述车载ECU系统连接。

8.根据权利要求1所述的一种新型座椅防下潜吸能装置，其特征在于：所述座盆（12）呈双层结构，包括底层和表层，所述底层为硬板层，所述表层为软垫层，底层与所述磁流变液阻尼器（2）的顶部固接。

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