CN105235565A - 一种汽车头枕调节结构 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种汽车头枕调节结构，包括气缸、控制模块以及框体，框体固定在头枕内，气缸的输出端与调节杆一端连接，调节杆另一端与头板连接；在气缸端部上安装有调节杆，在调节杆上安装有同轴的固定块，在固定块正对头板的一侧端面上沿调节杆轴线对称设置有两个连杆B，连杆B自由端分别与连杆A一端、连杆C一端铰接，连杆A另一端与头板底部铰接，连杆C另一端与框体侧壁铰接。当位于汽车后方的车辆与本车的间距处于一个安全值范围内时，控制模块直接控制气缸回缩，调节杆带动头板向后移动，使得乘员的头部以及头枕的支撑部分复位，无需手动操作，实现头枕防护与汽车安全系统的同步，进而加强汽车驾驶安全的可靠系数。

Description

一种汽车头枕调节结构

技术领域

本发明涉及智能化汽车主动安全系统，具体是指一种汽车头枕调节结构。

背景技术

交通事故的形态分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞以及行人碰撞。其中追尾碰撞因其无法预测性而导致其发生概率偏高。因此，在汽车安全研究中，在规划汽车乘员的保护策略时针对上述形态中的追尾碰撞，虽然造成乘车人员致命伤害和车体的严重变形均相对较小，但仍会对前车乘员造成颈部挥鞭伤。

现有技术中颈部保护以座椅系统为主，保护原理是通过座椅系统的靠背和头枕限制在追尾碰撞时头部相对与上躯干向后的运动，进而减小挥鞭伤的风险。市场上常见的主动头枕一般为纯机械结构，主要有两种，一是靠乘员与座椅的相对运动推动和头枕相连的连杆机构，进而推动头枕靠近乘员的头部，如SAAB主动头枕，在碰撞过程中，乘员由于惯性向后压迫座椅，通过空间连杆机构启动头枕，但是该技术方案存在较大的缺陷，即在利用碰撞的能量启动头枕机构时，头枕机构的响应时间长，即在头枕起到作用之前，挥鞭伤就已经发生；二是靠碰撞能量触发头枕，由弹簧驱动，头枕机构虽然运动可逆，但不能自行收拢，需要外部施加作用力以使其复位，操作麻烦，无法使用与智能化的主动安全系统；并且在头枕机构移动过程中，动力驱动设备的输出端会因为车辆行驶状态或是自身运动损耗等特殊情况而导致输出动力不稳定，即头枕机构出现间断的顿挫感，此种情况下，一旦发生碰撞，移动的头枕机构则会对乘员颈部造成严重伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车头枕调节结构，实现对追尾碰撞的提前预判，及时启动对乘员颈部进行保护的机制，进而避免挥鞭伤的发生。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种汽车头枕调节结构，包括固定在头枕内的气缸、与气缸电连接的控制模块以及与头板两端连接且横截面为U形的框体，所述框体固定在头枕内，所述气缸的输出端与调节杆一端连接，所述调节杆另一端与头板连接；在与输出端相对的气缸端部上安装有调节杆，在所述调节杆上安装有同轴的固定块，且在固定块正对头板的一侧端面上沿调节杆轴线对称设置有两个连杆B，连杆B自由端分别与连杆A一端、连杆C一端铰接，所述连杆A另一端与头板底部铰接，所述连杆C另一端与框体侧壁铰接，所述头板内上开设有空腔，且在该空腔内填充有弹性橡胶，在所述头板远离所述气缸输出端一侧的侧壁上设置有与颈部相适应的弧形接触面。本发明工作时，与气缸电连接的控制模块直接和汽车主动安全系统连通，即在位于汽车后方的车辆与本车的距离处于一个危险值范围内时，控制模块直接将命令传输至气缸，此时气缸的输出端伸张，使得调节杆带动头板向前移动，使得头枕的支撑部分向乘员头部靠近，进而实现提前限制在追尾碰撞时头部相对与上躯干向后的运动，避免碰撞发生时气缸的启动不及时而导致的挥鞭伤发生；当位于汽车后方的车辆与本车的间距处于一个安全值范围内时，控制模块直接控制气缸回缩，即调节杆带动头板向后移动，进而使得乘员的头部以及头枕的支撑部分复位，无需手动操作，实现头枕防护与汽车安全系统的同步，进而加强汽车驾驶安全的可靠系数。

在头板的移动过程中，由于车况的骤然变化会或是气缸运行时出现的不稳定，使得头板移动时间断出现停顿、变速等不稳定状态，进而导致头板在与头枕的受力部分接触时对乘员颈部造成一定的冲击，为此本装置在调节杆上安装有固定块，而在固定块、头板底面以及框体内侧壁上设置连杆A、连杆B、连杆C，使得头板的移动同时受到框体两侧内壁以及固定块的支撑，当调节杆的移动出现晃动等不稳定状态时，连杆A、连杆B以及连杆C构成的移动结构可将调节杆产生的作用应力相互消除，进而实现头板的稳定移动，避免头板移动对乘员造成意外的伤害，同时提高乘员的驾驶或是乘车舒适度。更进一步地，头板的外壁直接与乘员颈部接触，即弧形接触面移动至与颈部接触后，头枕对乘员的颈部保护程序便开始启动，而弧形接触面可在最大程度上增加颈部的舒适度，而在头板内部填充有大量的弹性橡胶，可在追尾碰撞发生后直接对乘员颈部因惯性而产生的运动进行限制，进而避免乘员挥鞭伤的发生。

进一步地，还包括设置在框体内部的固定板，所述气缸输出端活动贯穿于固定板，在所述调节杆上套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与固定块、固定板连接。针对头板在移动过程中可能出现的不稳定工况以及在与头枕的受力部分接触时会形成一定的冲力，因此，本装置在调节杆上套设弹簧，且当行车正常时，该弹簧处于压缩状态，在头板移动时出现异常情况时弹簧可将头板或是调节杆产生的作用应力消除缓冲，并且通过固定块、框体以及气缸在头枕内的稳定固定，可有效支撑起头板在紧急情况下的稳定收放，保证头板的移动速度相对平缓而不会出现骤然加速或是减速的情况，实现延长头枕使用寿命的目的。

进一步地，所述弹簧为扭转弹簧。作为优选，在气缸输出端回缩过程中，头板与框体的移动较为缓慢，但同时会出现沿气缸输出端径向方向上的小幅摆动，则本发明选用扭转弹簧，可承受在其径向或是偏离径向方向上的作用应力，在框体间断出现摆动的状态下对其产生缓冲作用，同时保证其稳定性能。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明当位于汽车后方的车辆与本车的间距处于一个安全值范围内时，控制模块直接控制气缸回缩，即气缸输出端带动头板向后移动，进而使得乘员的头部以及头枕的支撑部分复位，无需手动操作，实现头枕防护与汽车安全系统的同步，进而加强汽车驾驶安全的可靠系数；

2、本发明安装在调节杆与框体侧壁之间的弹簧可保证头板或是框体在移动至接近其极限位置时将其自身的冲击力缓冲一部分，使得头板的移动速度相对平缓而不会出现骤然加速或是减速的情况，实现延长头枕使用寿命的目的；

3、本发明选用扭转弹簧，可承受在其径向或是偏离径向方向上的作用应力，在框体间断出现摆动的状态下对其产生缓冲作用，同时保证其稳定性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1-头板、2-气缸、3-框体、4-调节杆、5-连杆A、6-连杆B、7-连杆C、8-弹簧、9-控制模块、10-固定板、11-固定块、12-弹性橡胶、13-弧形接触面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例包括固定在头枕内的气缸2、与气缸2电连接的控制模块9以及与头板1两端连接且横截面为U形的框体3，所述框体3固定在头枕内，所述气缸2的输出端与调节杆4一端连接，所述调节杆4另一端与头板1连接；在与输出端相对的气缸2端部上安装有调节杆4，在所述调节杆4上安装有同轴的固定块11，且在固定块11正对头板1的一侧端面上沿调节杆4轴线对称设置有两个连杆B6，连杆B6自由端分别与连杆A5一端、连杆C7一端铰接，所述连杆A5另一端与头板1底部铰接，所述连杆C7另一端与框体3侧壁铰接，所述头板1内上开设有空腔，且在该空腔内填充有弹性橡胶12，在所述头板1远离所述气缸2输出端一侧的侧壁上设置有与颈部相适应的弧形接触面13；还包括设置在框体3内部的固定板10，所述气缸2输出端活动贯穿于固定板10，在所述调节杆4上套设有弹簧8，所述弹簧8的两端分别与固定块11、固定板10连接。

工作时，与气缸2电连接的控制模块9直接和汽车主动安全系统连通，即在位于汽车后方的车辆与本车的距离处于一个危险值范围内时，控制模块9直接将命令传输至气缸2，此时气缸2的输出端伸张，使得调节杆带动头板1向前移动，使得头枕的支撑部分向乘员头部靠近，进而实现提前限制在追尾碰撞时头部相对与上躯干向后的运动，避免碰撞发生时气缸2的启动不及时而导致的挥鞭伤发生；当位于汽车后方的车辆与本车的间距处于一个安全值范围内时，控制模块9直接控制气缸2回缩，即气缸2输出端带动头板1向后移动，进而使得乘员的头部以及头枕的支撑部分复位，无需手动操作，实现头枕防护与汽车安全系统的同步，进而加强汽车驾驶安全的可靠系数。

在头板1的移动过程中，由于车况的骤然变化会或是气缸2运行时出现的不稳定，使得头板1移动时间断出现停顿、变速等不稳定状态，进而导致头板1在与头枕的受力部分接触时对乘员颈部造成一定的冲击，为此本装置在调节杆4上安装有固定块11，而在固定块11、头板1底面以及框体3内侧壁上设置连杆A5、连杆B6、连杆C7，使得头板1的移动同时受到框体3两侧内壁以及固定块11的支撑，当调节杆4的移动出现晃动等不稳定状态时，连杆A5、连杆B6以及连杆C7构成的移动结构可将调节杆4产生的作用应力相互消除，进而实现头板1的稳定移动，避免头板1移动对乘员造成意外的伤害，同时提高乘员的驾驶或是乘车舒适度。更进一步地，头板1的外壁直接与乘员颈部接触，即弧形接触面13移动至与颈部接触后，头枕对乘员的颈部保护程序便开始启动，而弧形接触面13可在最大程度上增加颈部的舒适度，而在头板1内部填充有大量的弹性橡胶12，可在追尾碰撞发生后直接对乘员颈部因惯性而产生的运动进行限制，进而避免乘员挥鞭伤的发生。

针对头板1在移动过程中可能出现的不稳定工况以及在与头枕的受力部分接触时会形成一定的冲力，因此，本装置在调节杆4上套设弹簧8，且当行车正常时，该弹簧8处于压缩状态，在头板1移动时出现异常情况时弹簧8可将头板1或是调节杆4产生的作用应力消除缓冲，并且通过固定块11、框体3以及气缸2在头枕内的稳定固定，可有效支撑起头板1在紧急情况下的稳定收放，保证头板1的移动速度相对平缓而不会出现骤然加速或是减速的情况，实现延长头枕使用寿命的目的。

作为优选，在气缸2输出端回缩过程中，头板1与框体3的移动较为缓慢，但同时会出现沿气缸2输出端径向方向上的小幅摆动，则本实施例选用扭转弹簧，可承受在其径向或是偏离径向方向上的作用应力，在框体3间断出现摆动的状态下对其产生缓冲作用，同时保证其稳定性能。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种汽车头枕调节结构，包括固定在头枕内的气缸（2）、与气缸（2）电连接的控制模块（9）以及与头板（1）两端连接且横截面为U形的框体（3），所述框体（3）固定在头枕内，其特征在于：所述气缸（2）的输出端与调节杆（4）一端连接，所述调节杆（4）另一端与头板（1）连接；在与输出端相对的气缸（2）端部上安装有调节杆（4），在所述调节杆（4）上安装有同轴的固定块（11），且在固定块（11）正对头板（1）的一侧端面上沿调节杆（4）轴线对称设置有两个连杆B（6），连杆B（6）自由端分别与连杆A（5）一端、连杆C（7）一端铰接，所述连杆A（5）另一端与头板（1）底部铰接，所述连杆C（7）另一端与框体（3）侧壁铰接，所述头板（1）内上开设有空腔，且在该空腔内填充有弹性橡胶（12），在所述头板（1）远离所述气缸（2）输出端一侧的侧壁上设置有与颈部相适应的弧形接触面（13）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车头枕调节结构，其特征在于：还包括设置在框体（3）内部的固定板（10），所述气缸（2）输出端活动贯穿于固定板（10），在所述调节杆（4）上套设有弹簧（8），所述弹簧（8）的两端分别与固定块（11）、固定板（10）连接。

3.根据权利要求2所述的一种汽车头枕调节结构，其特征在于：所述弹簧（8）为扭转弹簧。