CN104192033B - 一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置，包括腰托气囊组合、连接管、充气装置和滑动机构，滑动机构包括滑道、滑动板、滑动杆、曲柄滑块机构、升降电机，滑动板卡接在滑道上，滑动杆与滑动板固定连接且位于滑动板下方，滑动杆上的滑块与铰链组成曲柄滑块机构，腰托气囊组合固定安装在滑动板上，腰托气囊组合包括5个气囊，每个气囊分别通过一根歧连接管与主连接管连接，主连接管与充气装置连接，每个歧连接管内均设有开闭阀，用于控制该歧连接管所连接的气囊的充放气。该腰托装置能够上下调整位置、支撑力可调，与驾乘人员背部曲线贴合度高、适应不同体征驾乘人员、降低驾驶乘坐疲劳。

Description

一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置

技术领域

本发明涉及一种汽车座椅装置，具体涉及一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置。

背景技术

随着汽车工业的发展，对于汽车座椅的乘坐舒适性的关注度显著增加，而评价座椅的一个重要标准就是可否有效缓解驾驶疲劳。在一般座椅设计中，由于没有充分考虑到驾乘人员的生理结构特点等人机工效性能，靠背的线条并不能完全与人体背部曲线相贴合，从而使驾乘人员坐在座椅上时，能够明显感觉腰部悬空，无作用力支撑。身体上半部分的重量主要由第三、四节脊柱承担，经过一定时间的驾驶后，驾乘人员的腰部会出现酸疼感，产生驾驶疲劳，影响驾乘人员的注意力，增加了由于驾乘人员驾驶疲劳而产生安全事故的可能性。

针对以上问题，研究人员也提出了汽车座椅腰托装置。目前国内市场上的腰托大多是用海绵等发泡材料做成的具有固定形状的硬性支撑物，其外形结构与弹性材料的设计并没有充分考虑人体生理构造和人体腰部肌群的疲劳成因。近年来国内也有研究人员提出气囊式腰托。但普遍采用单一固定结构气囊设计，且位置设计并没有充分考虑到人体生理结构与腰椎等部位生物力学特性，无法上下调整位置以适应不同体征下驾乘人员对腰托的个性化调整要求。

长时间使用单一固定结构气囊同样会产生驾驶疲劳，而且驾乘人员的乘坐坐姿与身材体征均有所不同，腰部左右肌群所需要的支撑力均有所不同。为此，针对以上腰托设计的不足，设计了以下考虑人体生理结构和驾乘人员不同体征的汽车座椅可调式气囊腰托装置。

发明内容

本发明的目的是设计一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置，其能够上下调整位置、支撑力可调，与驾乘人员背部曲线贴合度高、适应不同体征驾乘人员、减缓驾驶乘坐疲劳。

本发明的目的是采取以下技术方案实现的：

一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置，固定在座椅靠背骨架上，包括腰托气囊组合、连接管、充气装置和滑动机构，其中，滑动机构包括滑道和滑动板，滑动板卡接在滑道上，腰托气囊组合固定安装在滑动板上，腰托气囊组合通过连接管与充气装置连接，充气装置安装在滑道外侧。

作为本发明提供的一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置的改进方案，所述连接管包括主连接管和歧连接管，所述腰托气囊组合包括5个气囊，每个气囊分别通过1根歧连接管与主连接管连接，主连接管与所述充气装置连接，每个歧连接管内均设有开闭阀，用于控制该歧连接管所连接的气囊的充放气。

作为本发明提供的一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置的改进方案，所述腰托气囊组合包括的5个气囊具体为第一气囊、第二气囊、第三气囊、第四气囊、第五气囊，其中，四号气囊、三号气囊和一号气囊并列固定在滑动板中间区域，一号气囊用于对驾乘者的腰椎提供支撑力，三号气囊和四号气囊用于对驾乘者脊椎两侧的骶棘肌群外、中、内3个肌柱提供支撑力，五号气囊5和二号气囊2分别固定在滑动板上部区域和下部区域，用于对驾乘者腰部肌肉进行包裹。

作为本发明提供的一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置的改进方案，所述腰托气囊组合还包括气囊支架，每个气囊均通过气囊支架固定在滑动板上。

作为本发明提供的一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置的改进方案，所述滑动机构还包括滑动杆、曲柄滑块机构和升降电机，滑动杆与滑动板固定连接且位于滑动板下方，滑动杆上的滑块与铰链组成曲柄滑块机构，升降电机安装在滑道内侧，升降电机通过电机齿轮与曲柄滑块机构连接。

与现有的腰托设计相比，本发明描述的一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置具有以下优点：

1.本发明针对人体腰椎生理结构及长时间驾驶过程下驾乘人员腰背部受力分布，提出了一种新型的可调式气囊腰托结构，根据人体腰背部生理结构与生物力学特点，将腰椎分为上、中、下及左右四部分进行腰托设计，并采用五个相对独立的气囊构成腰托主体，每个气囊位置对应人体腰背部一个主要承力肌群。上、中与下部分别使用三个气囊竖直布置进行支撑，减少人体坐姿下腰椎的向前弯曲，降低椎间盘的负荷，使腰部主要承力肌群得到放松，延缓了由于腰部肌群长时间收缩引起的肌肉疲劳，尽可能避免了长途驾驶对驾乘人员腰部的隐性损伤。左右两侧分别布置一个气囊，起辅助支撑作用，保证在汽车转弯行驶时，给乘员提供侧向稳定支撑。

2.五个充气气囊可根据驾乘人员个性化需求控制充气量，更好地实现对人体腰部不同部位的个性化支撑。

3.腰托能够沿滑道上下调整位置，可以实现对不同身材乘员的腰部肌肉的紧密贴合与支撑。

4.构成腰托的五个气囊的位置和充气强度可动态调整，一方面为不同体征驾乘人员对乘坐舒适性的个性化需求提供良好的支撑力，同时也可以根据驾乘人员在长途驾驶时对其坐姿的自我调整需求，来动态调整气囊位置与充气强度，缓解长途驾驶疲劳。

附图说明

图1是本发明一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置的结构示意图。

图2是本发明一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置的气囊与连接管连接方式示意图。

图3是本发明一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置在汽车座椅靠背中的安装示意图。

图4是图3中A处的局部放大图。

图中：

1、一号气囊，2、二号气囊，3、三号气囊，4、四号气囊，5、五号气囊，6、U型滑道，7、充气装置，8、曲柄滑块结构，9、连接管，10、开闭阀，11、主连接管，12、歧连接管，13、滑动杆，14、连接杆，15、座椅靠背骨架，16、气囊支架，17、升降电机，18、电机齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作详细介绍：

参阅图1至图4，一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置，包括腰托气囊组合、充气装置7、连接管9、滑动机构；其中，腰托气囊组合具体包括一号气囊1、二号气囊2、三号气囊3、四号气囊4、五号气囊5、气囊支架16；连接管9具体包括主连接管11、歧连接管12、开闭阀10；滑动机构具体包括U型滑道6、滑动板、滑动杆13、曲柄滑块机构8、升降电机17。

参阅图1至图3，腰托气囊组合通过气囊支架16固定在滑动板上，滑动板卡接在U型滑道6的轨道中，滑动板下方与滑动杆13固连，滑动杆13上的滑块与铰链组成曲柄滑块机构8，升降电机17固定在U型滑道内侧，升降电机17通过电机齿轮18与曲柄滑块机构8连接，升降电机17控制电机齿轮18旋转，带动曲柄滑块机构8转动，滑块在滑动杆13上左右滑动，推动与滑动杆13固定连接的滑动板沿着U型滑道6上下移动，滑动板上固定有腰托气囊组合，腰托气囊组合进而可以随着滑动板的上下移动而改变位置。腰托气囊组合通过连接管9与充气装置7连接，充气装置7安装在U型滑道6外侧。腰托气囊组合的布置方式为：四号气囊4、三号气囊3和一号气囊1并列固定在滑动板中间区域，五号气囊5和二号气囊2分别固定在滑动板上部区域和下部区域。

参阅图2，一号气囊1、二号气囊2、三号气囊3、四号气囊4、五号气囊5分别通过一根歧连接管12与主连接管11连接，主连接管11与充气装置7连接，各歧连接管11内均设有开闭阀10，可以通过开闭阀10单独控制该歧连接管11所连接的气囊的充气量。参阅图2，开闭阀10为电子控制阀，当开闭阀10开启时，主连接管中的气体就会充入气囊1，完成充气过程。当开闭阀10关闭时，主连接管不会对气囊充气，气囊中的气体能较长时间保持，气囊因此具有一定的硬度，实现对腰部的支撑。假设驾乘人员的腰部左侧需要更大的支撑力，则在气囊3充气完毕后，关闭歧连接管12对应的开闭阀，而保持左侧腰部对应的气囊1继续充气，气囊1对应的开闭阀10保持开启状态，使气囊1的胀大程度大于气囊3，从而得到腰部左侧更大的支撑力。若关闭充气电机，开启开闭阀10，就能完成气囊中气体的释放。当某一气囊充气完毕，可关闭该气囊对应的开闭阀10使连接管9关闭，中断该气囊的充气，而其他气囊继续正常充气。一个充气装置7通过主连接管11向五个气囊同时输送气体，而每个歧连接管12上的开闭阀10可以独立控制对应歧连接管12的开闭，进而控制对应气囊的充放气过程，五个气囊充放气互不干扰。当需要排出气体时，开启歧连接管12的开闭阀10并关闭送气电机，与该歧连接管12连接的气囊中的气体会自动排出。

参阅图3、图4，U型滑道6通过连接杆14与座椅靠背骨架15固定连接，将U型滑道托起，固定于靠近靠背表面的位置。U型滑道6的位置不变，且连接杆14具有一定的刚度，U型滑道6的上下端均有连接杆14与座椅靠背骨架15固连，从而使驾乘人员在靠向腰托装置时，腰托气囊组合能提供足够的支撑力。U型滑道6上固定有滑动板，滑动杆13可通过曲柄滑块机构8带动滑动板上下移动。滑动板上有气囊支架16，气囊支架16右端与滑动板固连，左端与气囊通过金属环连接。每个气囊配有两个气囊支架16，从而将气囊固定在滑动板上。

本发明提供的汽车座椅腰托装置位于座椅靠背的下部，与驾乘人员的腰部相贴和。充气装置7通过主连接管11供气，并通过歧连接管12将气体充入对应的气囊。当充气装置7工作，气体由主连接管11送入歧连接管12，在开闭阀10开启的情况下，对应的气囊开始充气，并逐渐胀大，起到支撑的作用。当五个气囊1-5全部充气完毕，分别对驾乘人员腰部的五个不同部位具有支撑力，起到缓解疲劳作用。在一号气囊1、三号气囊3、四号气囊4充气的情况下，一号气囊1对驾乘者的腰椎提供很好的支撑力，而三号气囊3和四号气囊4则对驾乘者位于脊椎两侧的骶棘肌群外、中、内3个肌柱提供支撑力，使包括骶棘肌、上后锯肌、下后锯肌、头夹肌等在内的脊椎两侧的骶棘肌群所受压力减轻，负荷降低，缓解了骶棘肌长时间收缩引起的腰部肌肉酸痛。而二号气囊2和五号气囊5充气时，实现了对驾乘者腰部肌肉的包裹，缓解了如横突棘肌、深层短肌等的肌肉压力，舒缓了其收缩状态，减少了驾乘人员的腰肌肌群承担的重力力矩。

Claims (1)

1.一种缓解驾驶疲劳的汽车座椅腰托装置，固定在座椅靠背骨架上，其特征在于，包括腰托气囊组合、充气装置、连接管、滑动机构；其中，腰托气囊组合包括一号气囊、二号气囊、三号气囊、四号气囊、五号气囊、气囊支架；连接管包括主连接管、歧连接管、开闭阀；滑动机构包括U型滑道、滑动板、滑动杆、曲柄滑块机构、升降电机；

所述腰托气囊组合的布置方式为：四号气囊、三号气囊和一号气囊并列固定在滑动板中间区域，一号气囊用于对驾乘者的腰椎提供支撑力，三号气囊和四号气囊用于对驾乘者脊椎两侧的骶棘肌群外、中、内3个肌柱提供支撑力，五号气囊和二号气囊分别固定在滑动板上部区域和下部区域，用于对驾乘者腰部肌肉进行包裹；腰托气囊组合中的每个气囊均通过气囊支架固定在所述滑动机构的滑动板上，滑动板卡接在U型滑道的轨道中，滑动板下方与滑动杆固连，滑动杆上的滑块与铰链组成曲柄滑块机构，升降电机固定在U型滑道内侧，升降电机通过电机齿轮与曲柄滑块机构连接，升降电机控制电机齿轮旋转，带动曲柄滑块机构转动；腰托气囊组合中的每个气囊分别通过一根歧连接管与主连接管连接，每个歧连接管内均设有开闭阀，用于控制该歧连接管所连接的气囊的充放气，主连接管与充气装置连接，充气装置安装在滑道外侧。