CN104608662B - 多级控制的防下潜汽车座椅 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多级控制的防下潜汽车座椅，包括椅背、座盆骨架、设置在所述座盆骨架上的坐垫及防下潜机构，所述防下潜机构包括多个防下潜单元，各所述防下潜单元包括分别设置在所述座盆骨架两侧的第一连接件组和第二连接件组，位于所述坐垫下方、间隔穿过所述第一连接件组和所述第二连接件组的各连接件的连接绳，设置在所述座盆骨架所述两侧的其中一侧上用于卷绕或释放所述连接绳的卷绕机构，所述连接绳的一端与所述座盆骨架所述两侧的其中一侧相连、另一端与所述卷绕机构相连。本发明汽车座椅的防下潜机构通过卷绕机构调节连接绳的绳索进而控制坐垫的刚度，且结构简单，布置灵活，附加质量小，且不影响正常乘坐时座椅的舒适性。

Description

多级控制的防下潜汽车座椅
技术领域
本发明属于汽车安全乘员保护领域，主要应用于汽车等行业，具体涉及一种多级控制的防下潜汽车座椅。
背景技术
在汽车发生正面碰撞时，乘员在惯性的作用下，将发生向前运动，在安全带等约束系统作用下，乘员还会发生向下的运动，压缩座椅坐垫。这种运动对乘员的保护产生不利的影响——促使安全带的腹带相对于髋部向上移动，最严重的情况是使腹带滑过髋骨的前端结构，侵入到腹部的柔软组织，对乘员产生严重的损伤，这种损伤也常被称作“下潜损伤”。
现有的技术在防止乘员发生下潜方面的措施主要是在座椅上设置加强结构，对乘员的髋部在碰撞时候的向前、向下运动进行限制。为了不影响乘员的舒适性，这种加强结构通常位于座椅的前部。对应传统的约束系统而言，乘员在碰撞的过程中会发生较大的前移，因此髋部会移至这些加强结构至上，髋部的向下运动得到限制。然而随着乘员约束系统技术的发展，尤其是安全带预紧器的使用，碰撞中乘员的向前运动得到了很好的约束，乘员的髋部并不能向前滑至传统防下潜装置所处的座椅前部位置，因而髋部并不能获得足够的支撑，削弱了现有防下潜装置的效果。如果直接通过一些结构对座椅的中部及后部的刚度进行增强，或者直接将坐垫材料更换为刚度较大的吸能材料，势必会影响座椅在平时驾驶状态下的舒适性。
如中国专利文献（公告日：2013.12.18，公告号：CN 203344764U）公开了一种汽车前排座椅用防下潜支架。该专利通过在座盆与座椅骨架之间增加一个支撑架，对座椅前半部分在垂直方向的刚度进行增强。但发明并没有对乘员主要乘坐位置进行增强，同时属于不可调节的机构，无法兼顾座椅的乘坐舒适性与防下潜性能；中国专利文献（公告日：2012.10.17，公告号：CN 202491697U）公开了一种用于汽车座椅防潜的可调式机构。该专利通过设置一个位于座椅前部的驱动装置，对座椅前部的坐盆结构进行高度调节，在即将发生碰撞的时刻，对坐盆进行提升，增加座椅对髋部的约束，抑制下潜现象的出现。但该设计仍不能在座椅的中后部位置提供足够的刚度；中国专利文献（公告日：2011.07.06，公告号：CN 201890166U）公开了一种防下潜机构，该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。该机构对座椅前部的加强杆，连同座盆钢丝一起向上抬升，增大纵向方向对乘员髋部的支持，但改善的幅度有限。此外，该设计需要较强的作动装置，以实现加强杆及座盆钢丝的抬升，因而增加座椅的质量，不利于整车的轻量化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种多级控制的防下潜汽车座椅。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
多级控制的防下潜汽车座椅，包括椅背、座盆骨架、设置在所述座盆骨架上的坐垫及防下潜机构，所述防下潜机构包括多个防下潜单元，各所述防下潜单元包括分别设置在所述座盆骨架两侧的第一连接件组和第二连接件组，位于所述坐垫下方、间隔穿过所述第一连接件组和所述第二连接件组的各连接件的连接绳，设置在所述座盆骨架所述两侧的其中一侧上用于卷绕或释放所述连接绳的卷绕机构，所述连接绳的一端与所述座盆骨架所述两侧的其中一侧相连、另一端与所述卷绕机构相连。
所述卷绕机构包括设置在所述座盆骨架上的驱动单元及由所述驱动单元驱动工作的卷绕单元，所述卷绕单元包括与所述驱动单元相连且由所述驱动单元驱动的能够绕自身轴心线转动地设置的转动件及与所述转动件固定设置并由所述转动件的转动带动转动的固定件，所述连接绳的所述另一端与所述固定件相连。
所述卷绕单元还包括与所述驱动单元相连且由所述驱动单元驱动的能够绕自身轴心线转动地设置的齿轮、与所述齿轮相啮合且通过所述齿轮的转动带动滑动的蜗杆及设置在所述蜗杆上的止动件，所述转动件具有与所述止动件相配合或分离的配合部，当所述止动件与所述配合部配合时，所述止动件阻止所述转动件转动；当所述止动件与所述配合部分离时，所述转动件可转动，通过所述蜗杆的滑动带动所述止动件与所述转动件的所述配合部相配合或分离。
优选地，所述配合部有多个，沿所述转动件的周向方向均匀分布，当所述止动件与多个所述配合部中的一个相配合时，所述止动件阻止所述转动件转动；当所述止动件与所有所述配合部分离时，所述转动件可转动。
所述蜗杆的滑动方向与所述转动件的轴心线方向平行，所述蜗杆的滑动方向与所述齿轮的轴心线方向垂直。
所述驱动单元包括分别设置在所述座盆骨架上的二个电机，所述二个电机中的一个电机的输出轴与所述转动件固定连接，所述二个电机中的另一个电机的输出轴与所述齿轮固定连接。
所述座盆骨架上设置有固定套，所述蜗杆的一端插入所述固定套内且可在所述固定套内滑动，所述止动件设置在所述蜗杆的另一端。
所述防下潜单元为2个。
优选地，2个所述防下潜单元的卷绕机构分别设置在所述座盆骨架两侧上，同一个所述防下潜单元的卷绕机构及连接绳的所述一端分别设置在所述座盆骨架两侧上。
所述座盆骨架包括座盆骨架本体及分别固定设置在所述座盆骨架本体两侧的固定座，所述卷绕机构设置在所述固定座上，所述第一连接件组和第二连接件组分别设置在两侧所述固定座上，所述第一连接件组和第二连接件组分别包括沿所述固定座的长度方向依次分布的多个第一连接件和多个第二连接件。
各所述第一连接件和各所述第二连接件分别为滑轮组件，所述滑轮组件分别包括固定设置在所述固定座上的滑轮支座及绕自身轴心线能够转动地设置在所述滑轮支座上的滑轮。
所述防下潜机构还包括设置在所述连接绳和所述坐垫之间的支撑板。
优选地，所述支撑板包括支撑板本体及设置在所述支撑板本体的一侧部上的连接套，所述连接套转动连接在所述汽车座椅上。
所述防下潜机构还包括用于检测汽车行驶情况或乘员信息的检测系统及对所述检测系统的信息进行处理然后将指令发送到所述卷绕机构从而控制所述卷绕机构工作的处理系统。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明汽车座椅的防下潜机构通过卷绕机构对连接绳的卷绕或释放，改变连接绳对坐垫的作用力，限制碰撞过程中乘员髋部的向下运动，预防下潜损伤的发生，并且采用连接绳的设置不会影响座椅在乘员正常乘坐时的舒适性。
本发明汽车座椅的防下潜机构结构简单，布置灵活，附加质量小。
附图说明
图1为本发明汽车座椅的坐盆骨架和防下潜机构安装配置图（仰视）；
图2为本发明汽车座椅的固定座和防下潜机构的结构示意图；
图3为图2中A处放大图；
图4为本发明汽车座椅的卷绕机构的立体示意图；
图5为本发明汽车座椅的卷绕机构的平面示意图；
图6为本发明汽车座椅的防下潜机构的连接绳的缠绕示意图；
图中：1、座盆骨架；11、座盆骨架本体；12、固定座；2、连接绳；3、卷绕机构；31、驱动单元；311、第一电机；312、第二电机；32、卷绕单元；321、转动件；3211、配合部；322、固定件；323、齿轮；324、蜗杆；325、止动件；4、第一连接件组；5、第二连接件组；6、支撑板；61、支撑板本体；62、连接套；7、固定套。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步描述：
如图1~3所示，一种多级控制的防下潜汽车座椅，包括椅背、座盆骨架1、设置在座盆骨架1上的坐垫及防下潜机构，座盆骨架1包括座盆骨架本体11及分别固定设置在座盆骨架本体11两侧的固定座12。
该防下潜机构包括多个防下潜单元。
本例中，防下潜单元设置有2个。
每个防下潜单元包括分别设置在两侧固定座12上的第一连接件组4和第二连接件组5，位于坐垫下方、间隔穿过第一连接件组4和第二连接件组5的各连接件的连接绳2，设置在两侧固定座12的其中一侧固定座12上的用于卷绕或释放连接绳2的卷绕机构3，连接绳2的一端与两侧固定座12的其中一侧固定座12相连、另一端与卷绕机构3相连。
如图4~5所示，卷绕机构3包括设置在固定座12上的驱动单元31及由驱动单元31驱动工作的卷绕单元32，卷绕单元32包括与驱动单元31相连且由驱动单元31驱动的能够绕自身轴心线转动地设置的转动件321及与转动件321固定设置并由转动件321的转动带动转动的固定件322，连接绳2的一端与固定件322相连、另一端与固定座12相连。
该卷绕单元32还包括与驱动单元31相连且由驱动单元31驱动的能够绕自身轴心线转动地设置的齿轮323、与齿轮323相啮合且通过齿轮323的转动带动滑动的蜗杆324及设置在蜗杆324上的止动件325，转动件321具有与止动件325相配合或分离的配合部3211，当止动件325与配合部3211配合时，止动件325阻止转动件321转动；当止动件325与配合部3211分离时，转动件321可转动，通过蜗杆324的滑动带动止动件325与转动件321的配合部3211相配合或分离。
具体地，配合部3211有多个，沿转动件321的周向方向均匀分布，当止动件325与多个配合部3211中的一个配合时，止动件325阻止转动件321转动；当止动件325与所有配合部3211分离时，转动件321可转动。
在固定座12上设置有固定套7，蜗杆324的一端插入固定套7内且可在固定套7内滑动，止动件325设置在蜗杆324的另一端。具体地，蜗杆324的外侧面沿其滑动方向形成有凸起部，固定套7对应凸起部的位置开设有能够与凸起部相配合且滑动连接的凹槽。
蜗杆324的滑动方向与转动件321的轴心线方向平行，蜗杆324的滑动方向与齿轮323的轴心线方向垂直。
本发明的驱动单元31包括分别设置在固定座12上的二个电机，二个电机中的一个电机的输出轴与转动件321固定连接，二个电机中的另一个电机的输出轴与齿轮323固定连接。具体地，二个电机分别为第一电机261和第二电机262，转动件321为棘轮，多个配合部3211为棘轮上的齿槽，止动件325为止逆棘爪，固定件322为滑轮。
第一电机261的输出轴依次与转动件321和固定件322固定连接，第一电机261的输出轴的转动带动转动件321和固定件322转动；第二电机262的输出轴与齿轮323固定连接，第二电机262的输出轴的转动带动齿轮323转动。
本例中，转动件321的轴心线与第一电机261的输出轴的轴心线共线，齿轮323的轴心线与第二电机262的输出轴的轴心线共线。
本例中，固定座12包括相互垂直设置的二个固定板，第一电机261和第二电机262分别设置在二个固定板上使得第一电机261的输出轴的轴心线与第二电机262的输出轴的轴心线垂直。
本例中，2个防下潜单元的卷绕机构3分别设置在二个固定座12上，同一个防下潜单元的卷绕机构3及连接绳2的一端分别设置在两侧固定座12上。
本例中，两侧固定座12分别为设有第一连接件组4的固定座12a和设有第二连接件组5的固定座12b，第一连接件组4包括沿固定座12a的长度方向依次分布的多个第一连接件，第二连接件组5包括沿固定座12b的长度方向依次分布的多个第二连接件，各第一连接件和各第二连接件分别为滑轮组件，滑轮组件包括固定设置在固定座12上的滑轮支座及绕自身轴心线能够转动地设置在滑轮支座上的滑轮。
本发明的防下潜机构还包括设置在连接绳2和坐垫之间的支撑板6，具体地，支撑板6包括支撑板本体61及设置在支撑板本体61的一侧部上的连接套62，连接套62转动连接在汽车座椅上，如可以将连接套62套设在汽车座椅后部的传动轴上与传动轴转动连接。本例中，连接绳2设置在座盆骨架1的中、后部，则支撑板6位于座盆骨架1的中、后部。
本发明的防下潜机构还包括用于检测汽车行驶情况或乘员信息的检测系统及对检测系统的信息进行处理然后将指令发送到卷绕机构3从而控制卷绕机构3工作的处理系统。
本发明的检测系统安装在车身前端，其输出端口与处理系统的输入端相连，处理系统的输出端与驱动单元31的输入端相连。检测系统检测的信息诸如，但不限于车身的加速度，乘员的体重，乘员的需求等与本系统判断、动作相关的信息。
本发明的防下潜机构通过驱动单元31控制卷绕单元32工作进而控制连接绳2的伸缩。而驱动单元31是通过检测系统检测汽车行驶情况（如遇汽车碰撞），然后经处理系统处理检测系统的信息，将指令发送到驱动单元31从而控制卷绕单元32工作进而控制连接绳2的伸缩，改变对支撑板6的作用力，进而改变支撑板6对坐垫（或者是座椅泡沫或座盆钢丝）的作用力，即改变坐垫的刚度，限制乘员髋部向下运动，预防下潜损伤的发生。还可以在乘员刚坐上座椅时，通过检测系统检测乘员信息（如乘员的自身的体重或乘员的需求），然后经处理系统处理检测系统的信息，将指令发送到驱动单元31从而控制卷绕单元32工作进而控制连接绳2的伸缩，改变连接绳2对坐垫的作用力，使乘员乘坐达到最佳的舒适性。
如下描述本例中2个防下潜单元（分别为防下潜单元a和防下潜单元b）的连接绳2的绕制方法（如图6所示）：
本例中，每个防下潜单元的第一连接件组4有2个滑轮，每个防下潜单元的第二连接件组5有2个滑轮，2个防下潜单元的第一连接件组4共有4个，2个防下潜单元的第二连接件组5也共有4个。
具体地，在固定座12a上设有4个滑轮，分别依次为滑轮a1、滑轮a2、滑轮a3、滑轮a4，而防下潜单元a的卷绕机构3a设置在滑轮a4旁边；固定座12b上设有4个滑轮，分别依次为滑轮b1、滑轮b2、滑轮b3、滑轮b4，而防下潜单元b的卷绕机构3b设置在滑轮b4旁边。
防下潜单元a的连接绳2a的一端连接在固定座12b上，另一端依次穿过滑轮a1、滑轮b2、滑轮a3和滑轮b4，然后与卷绕机构3a相连。
防下潜单元b的连接绳2b的一端连接在固定座12a上，另一端依次穿过滑轮b1、滑轮a2、滑轮b3和滑轮a4，然后与卷绕机构3b相连。
2个防下潜单元的连接绳2缠绕完后成交叉形式。
本发明防下潜机构的工作原理：
当驾驶员紧急刹车或汽车遭受正面碰撞时，检测系统检测车身加速度信号变化，该信号传送给处理系统，处理系统根据预先定义的参数进行不同的处理，当车身加速度超过某设定值时，单独驱动2个防下潜单元中的其中一个，另一个防下潜单元处于待机状态，如驱动防下潜单元a。防下潜单元a的第一电机261转动，带动固定件322转动使得连接绳2a趋于缠绕在固定件322上，同时第二电机262转动，带动齿轮323转动，进而带动蜗杆324滑动使得止动件325滑动到与转动件321的多个配合部3211中的一个相配合，阻止转动件321的转动，保持连接绳2a的张力，连接绳2a因其张力，对坐垫施加向上的支撑力，增大坐垫中后部的刚度，能有效减小人体下潜的趋势，保证人员的安全；若加速度继续增大超过更大的设定值，驱动防下潜单元b，防下潜单元b与防下潜单元a的工作原理相同，进一步增大对坐垫的支撑力。当刹车或汽车遭受正面碰撞结束后，车身加速度恢复到接近零，检测系统将加速度信号传送给处理系统，处理系统控制第一电机261停止工作，第二电机262反向转动，带动齿轮323反向转动，进而带动蜗杆324反向滑动使得止动件325脱离转动件321的配合部3211，转动件321可转动，连接绳2松弛。
综上所述，本发明的汽车座椅具有如下优点：
1.本发明的汽车座椅直接在座椅中、后部的坐垫下设置连接绳，且在连接绳和坐垫之间放置支撑板，在碰撞中大面积增强了坐垫中、后部的刚度，更有效地抑制乘员髋部的向下运动，减小了下潜损伤的发生趋势。
2.本发明的汽车座椅的防下潜机构的设置不影响正常乘坐时的舒适性，只在紧急情况，需要增强坐垫对人体髋部支持的时候（如正面碰撞或紧急制动）起作用。
3.本发明的汽车座椅可在碰撞发生前，主动增强坐垫中、后部的刚度，并可实现多级控制，本例中，实现二级控制，还可以实现二级以上控制。
4.本发明的汽车座椅不只用于提高坐垫刚度增加安全性，还可用于在正常驾驶时，为满足不同舒适性需要的坐垫刚度调整。
5.本发明汽车座椅的防下潜机构结构简单、布置灵活，附加质量小。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.多级控制的防下潜汽车座椅，包括椅背、座盆骨架、设置在所述座盆骨架上的坐垫及防下潜机构，其特征在于：所述防下潜机构包括多个防下潜单元，各所述防下潜单元包括分别设置在所述座盆骨架两侧的第一连接件组和第二连接件组，位于所述坐垫下方、间隔穿过所述第一连接件组和所述第二连接件组的各连接件的连接绳，设置在所述座盆骨架所述两侧的其中一侧上用于卷绕或释放所述连接绳的卷绕机构，所述连接绳的一端与所述座盆骨架所述两侧的其中一侧相连、另一端与所述卷绕机构相连；
所述卷绕机构包括设置在所述座盆骨架上的驱动单元及由所述驱动单元驱动工作的卷绕单元，所述卷绕单元包括与所述驱动单元相连且由所述驱动单元驱动的能够绕自身轴心线转动地设置的转动件及与所述转动件固定设置并由所述转动件的转动带动转动的固定件，所述连接绳的所述另一端与所述固定件相连；
所述卷绕单元还包括与所述驱动单元相连且由所述驱动单元驱动的能够绕自身轴心线转动地设置的齿轮、与所述齿轮相啮合且通过所述齿轮的转动带动滑动的蜗杆及设置在所述蜗杆上的止动件，所述转动件具有与所述止动件相配合或分离的配合部，当所述止动件与所述配合部配合时，所述止动件阻止所述转动件转动；当所述止动件与所述配合部分离时，所述转动件可转动，通过所述蜗杆的滑动带动所述止动件与所述转动件的所述配合部相配合或分离。
2.根据权利要求1所述的多级控制的防下潜汽车座椅，其特征在于：所述驱动单元包括分别设置在所述座盆骨架上的二个电机，所述二个电机中的一个电机的输出轴与所述转动件固定连接，所述二个电机中的另一个电机的输出轴与所述齿轮固定连接。
3.根据权利要求1所述的多级控制的防下潜汽车座椅，其特征在于：所述座盆骨架上设置有固定套，所述蜗杆的一端插入所述固定套内且可在所述固定套内滑动，所述止动件设置在所述蜗杆的另一端。
4.根据权利要求1所述的多级控制的防下潜汽车座椅，其特征在于：所述防下潜单元为2个。
5.根据权利要求1所述的多级控制的防下潜汽车座椅，其特征在于：所述座盆骨架包括座盆骨架本体及分别固定设置在所述座盆骨架本体两侧的固定座，所述卷绕机构设置在所述固定座上，所述第一连接件组和第二连接件组分别设置在两侧所述固定座上，所述第一连接件组和第二连接件组分别包括沿所述固定座的长度方向依次分布的多个第一连接件和多个第二连接件。
6.根据权利要求5所述的多级控制的防下潜汽车座椅，其特征在于：各所述第一连接件和各所述第二连接件分别为滑轮组件，所述滑轮组件分别包括固定设置在所述固定座上的滑轮支座及绕自身轴心线能够转动地设置在所述滑轮支座上的滑轮。
7.根据权利要求1所述的多级控制的防下潜汽车座椅，其特征在于：所述防下潜机构还包括设置在所述连接绳和所述坐垫之间的支撑板。
8.根据权利要求1至7中任意一项权利要求所述的多级控制的防下潜汽车座椅，其特征在于：所述防下潜机构还包括用于检测汽车行驶情况或乘员信息的检测系统及对所述检测系统的信息进行处理然后将指令发送到所述卷绕机构从而控制所述卷绕机构工作的处理系统。
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