CN105270210A - 可调整座椅组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可调整座椅组件。座椅组件设置有坐垫和枢转的座椅靠背。传感器连接至坐垫和/或座椅靠背，以检测坐落位置。致动器连接至坐垫和/或座椅靠背，以用于调整。控制器配置为从多个传感器接收数据，比较数据以确定占用者是否平稳地坐下，并且调整致动器以平衡占用者姿势坐落位置。控制器与充注装置电通信，以充注座椅靠背的胸部区域中的第一空气囊组件。在启动第一空气囊组件的充注之后，对定向在座椅靠背的腰部区域、骶骨区域和/或肩胛区域中的第二空气囊组件进行充注，用于按序姿势校准。

Description

可调整座椅组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月18日提交的序列号为14/575,474的美国申请的优先权，该美国申请要求2014年6月9日提交的序列号为62/009,585的美国临时申请的权益，其公开据此通过引用以其整体并入本文。

技术领域

各种实施方案涉及可调整座椅组件。

背景技术

在1998年6月2日颁布给李尔公司的美国专利第5,758,924号中说明和描述了可调整座椅组件。

发明内容

根据至少一个实施方案，座椅组件设置有坐垫。座椅靠背适合于邻近坐垫被枢转地安装。多个传感器可操作地连接至坐垫和座椅靠背中的至少一个，以检测占用者的坐落位置。致动器可操作地连接至坐垫和座椅靠背中的至少一个，以调整座椅组件的多个设置中的至少一个设置。控制器与多个传感器和致动器电连通，并且配置为接收来自多个传感器的数据，比较数据以确定占用者是否平稳地坐下，并且调整致动器以平衡占用者姿势坐落位置。

根据至少另一个实施方案，座椅组件设置有座椅靠背。第一空气囊组件或第一系列的多个囊定向在座椅靠背的胸部区域中。第二空气囊组件或第二系列的多个囊定向在座椅靠背的腰部区域、骶骨区域和肩胛区域中的至少一个中。充注装置与第一可充注空气囊组件和第二可充注空气囊组件流体连通。控制器与充注装置电通信。控制器配置为操作充注装置，以充注第一空气囊组件。控制器还配置为操作充注装置，以在启动第一空气囊组件的充注之后，充注第二空气囊组件。在实施方案中，所述方法提供按序姿势校准。

根据至少另一实施方案，计算机程序产品包含在非暂时性计算机可读介质中，所述计算机程序产品被编程用于自动调整座椅组件。计算机程序产品包括用于接收指示来自座椅组件的多个区中的多个传感器的测量的压力值的输入的指令。比较数据以确定占用者是否平稳坐下。调整致动器，以平衡占用者姿势坐落位置。

根据至少另一实施方案，计算机程序产品包含在非暂时性计算机可读介质中，所述计算机程序产品被编程用于调整座椅组件。计算机程序产品包括用于操作充注装置以充注定向在座椅靠背的胸部区域中的第一空气囊组件的指令。充注装置进行操作，以在启动第一空气囊组件的充注之后，充注定向在座椅靠背的腰部区域、骶骨区域和肩胛区域中的至少一个中的第二空气囊组件。在实施方案中，所述方法提供按序姿势校准。

根据至少另一实施方案，用于调整座椅组件的方法从座椅组件的多个区中的多个传感器测量压力值。比较数据以确定占用者是否平稳坐下。调整致动器，以平衡占用者姿势坐落位置。

根据至少另一实施方案，用于调整座椅组件的方法充注定向在座椅靠背的胸部区域中的第一空气囊组件或第一系列的多个囊。第二空气囊组件或第二系列的多个囊定向在座椅靠背的腰部区域、骶骨区域和肩胛区域中的至少一个中，并且在启动第一空气囊组件的充注之后被充注。在实施方案中，所述方法提供按序姿势校准。

附图说明

图1是根据实施方案的用于确定交通工具座椅组件的用于各种用户的各种调整位置的方法的流程图；

图2是在图1的方法中收集的数据的曲线图；

图3是根据实施方案的部分拆卸图示的交通工具座椅组件的前透视图；

图4是根据实施方案的用于交通工具座椅系统的显示图像；

图5是图4的交通工具座椅系统的另一显示图像；

图6是图4的交通工具座椅系统的另一显示图像；

图7是图4的交通工具座椅系统的另一显示图像；

图8是图4的交通工具座椅系统的另一显示图像；

图9是图4的交通工具座椅系统的另一显示图像；

图10是根据实施方案的用于调整交通工具座椅组件的方法的流程图；

图11是根据另一实施方案的用于调整交通工具座椅组件的另一方法的流程图；

图12是根据实施方案的座椅组件和占用者骨骼的后部示意图；

图13是座椅致动系统的致动区和方向的侧面示意性；以及

图14是占用者的各种姿势的一系列侧面示意图。

具体实施方式

根据需要，本发明的详细实施方案在本文公开；然而，应理解，所公开的实施方案仅仅是本发明的示例，本发明还可以多种和可替换的形式体现。图未必按比例绘制，一些特征可能被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅仅是用于教授本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。

用于交通工具座椅组件的舒适、姿势和健康的座椅系统有组织地或无组织地提供调整硬件给视觉接口。系统可被用来适当配置任何新的或现有的座椅系统。系统还可解决具体的舒适性、姿势或偏爱，比如胸部支撑。座椅系统使舒适性数据和生物力学知识具体化，以使数据可传送。座椅系统将生物力学优化与可测量的工程数据关连，以做出完全舒适、姿势和健康的座椅系统。

舒适、姿势和健康的座椅系统整合人体测量学数据、生物力学数据和历史就坐舒适数据。座椅系统可在用于交通工具的原始设备中或在售后产品中使用。可适用的市场包括汽车、公共交通、航空等等，以及非交通工具座椅，比如办公室座椅、家庭座椅、商业座椅和公共场所座椅。

现在参照图1，图示了根据实施方案的用于确定交通工具座椅组件的用于各种用户的各种调整位置的方法的流程图。数据收集可发生在方块20处。数据收集20可包括占用者的用于最优舒适或优选姿势的由医学专业人员的合适样本的专家定位。数据收集20可在正在进行的基础上按需要在具体位点处使用。专家输入提供高水平的专家舒适度、姿势和个性化调整。

数据22可基于人体测量学、体压分布(BPD)、致动器的状态(比如可充注空气囊的压力、阀的状态或类似物)或提供可调整交通工具座椅组件的舒适性、姿势和生物力学优化位置的其他数据。基于数据的类别，数据被收集在知识库24或表中用于设置调整。知识库24可根据专家定位数据20和占用者具体数据22来编辑。根据知识库24的设置调整被用于交通工具组件28中的预设置选项26。设置调整24可在控制器或显示器30处由用户定制。

参照图2，输入数据20、22可相对于调整设置20、24来标绘，以用于高水平分类。设置20、24可通过拓扑分簇来分类，以用于设置预设置选项26。各种设置选项26可被提供用于各种类型的驾驶。例如，旅游设置可提供每套设备设置和基本舒适性、姿势和生物力学优化坐落位置建议。旅游设置还可提供优化的可见度、特征部件和控制装置的使用以及类似物。性能设置可被提供给活动状态中的驾驶员，以提供更加直立的位置同时座椅更稳固。此外，奢华设置由于较软的座椅可以更加斜倚。

图3图示了其中覆盖物被去除的交通工具座椅组件28。座椅组件28包括坐垫32，其适合于被安装在交通工具的前后方向和上下方向上用于电动可调整平移。座椅组件28包括座椅靠背34，所述座椅靠背34枢转地连接至坐垫32，以相对于坐垫32大致竖直延伸，从而相对于坐垫32电动枢转调整。头部保护装置(未示出)被安装用于座椅靠背34的电动可调整平移。

至少一个压缩器36提供空气源给座椅组件28。多个阀38接收被压缩的空气，并且通过控制器39来控制，以将被压缩的空气调控到座椅组件28中或调控出座椅组件28。坐垫32包括左前方空气囊40、右前方空气囊42、左后方空气囊44、右后方空气囊46、左侧靠垫空气囊48和右侧靠垫空气囊50。座椅靠背34包括多个腰部空气囊52、多个胸部空气囊54、左侧靠垫空气囊56和右侧靠垫空气囊58。阀38可设置为公共的阀组，其容纳在座椅靠背34中或在坐垫32之下；或者阀38可各自设置在空气囊40、42、44、46、48、50、52、54、56、58中的每一个上。压缩器36可设置在座椅靠背34、坐垫32中，或隐藏在交通工具主体内。控制器39可设置在坐垫32之下的模块中，并且可以是还控制交通工具中的其他功能的多功能控制器。

据信，对脊椎的胸部区域的支撑可降低受力并且支撑多达上身质量的三分之一。通过增加上身质量的支撑，在肌肉、韧带以及脊椎和骨盆区域上降低了负载。减少的负载降低了身体的这些区域的疲乏。胸部空气囊54是可调整的，以在正确位置中提供降低这种负载所必需的正确的支撑角度。

控制器39从预设置数据26或从定制化数据30接收调整设置24。数据可以从设置在交通工具中的接口输入。接口可整合到交通工具中，比如与控制器39适当有线或无线通信的仪器面板显示器。接口可以是远程的，比如个人数字助理(PDA)，包括电话、平板电脑以及类似物。接口可以设置为智能装置应用，其中用户输入关于自身的相关信息。智能电话接口可不需要现场专业技能或座椅性质。远程接口允许用户将设置输送至每个交通工具，比如私人乘用车、航空座椅、租赁汽车以及类似物。

图4-9图示了来自接口比如平板电脑的显示图像。图4图示了其中数据收集过程被启动的欢迎屏幕。图5图示了其中用户姓名被输入以识别用户的屏幕。图6图示了其中人体测量学数据和个人健康数据(比如健康水平和活动水平)被收集的另一输入屏幕。此数据被用来基于知识库24中先前收集的数据22使座椅调整至预设置选项26。

空气囊40、42、44、46、48、50、52、54、56、58中的每一个可包括压力传感器，以检测各个囊40、42、44、46、48、50、52、54、56、58中的空气压力。考虑任何压力传感器，比如在每个分别的空气囊40、42、44、46、48、50、52、54、56、58的出口阀处的气动压力传感器。压力还可通过接触压力传感器来感测，所述接触压力传感器布置在各个空气囊的一些或全部的前方或后面，包括在其前表面或后表面上。接触压力传感器可包括压力传感垫，比如通过USA,MA.02127-1309南波士顿，307,WestFirstStreet的公司可得的那些压力传感垫。图7图示了交通工具座椅组件28的描绘，其中区在颜色上不同，以描绘座椅上压力的分布。此直观化可使用生动的视觉反馈帮助占用者在座椅组件28上定位。

提供了动态舒适、姿势和生物力学优化选项。动态舒适选项的选择测量在图8处的传感器中的压力，并且显示如在图9中的即时图(liveview)。控制器39比较传感器值，并且如果控制器39确定占用者没有平稳地坐下，则控制器39平衡相对的空气囊中的空气压力，以平衡占用者坐落位置。

图10描绘了根据实施方案的用于调整座椅组件28的方法的流程图。在方块60处，完成用户舒适适合(comfortfit)调查。此过程可在PDA、平板电脑或智能电话上的应用中或者在交通工具中的控制器中来进行。在方块62处，实时用户数据被发送至网关模块或控制器39。在方块64中，座椅组件28被定位，并且空气囊值被调整。在方块66处，网关模块从空气囊压力传感器接收占用者重量分布。在方块68处，调整即时值(livevalue)，比如囊充满度(bladderfullness)的百分比。在方块70处，值被发送至接口应用，并且一系列的值被分配各种颜色。在方块72处，如在图9中显示了即时值。步骤66和步骤68被重复以用于将座椅组件28动态调整至占用者的位置。步骤66、70和72被递增重复以提供压力分布的即时图。

图11描绘了根据另一实施方案的用于调整座椅组件28的方法的流程图。在方块74处，欢迎屏幕启动数据收集过程。在方块76处，用户姓名被输入以识别用户。在方块78处，另一输入屏幕包括其中收集人体测量学数据和人类工程学数据以及活动水平的问卷调查。此数据被用来基于知识库24中先前收集的数据22将方块80处的座椅调整至预设置选项26。在方块82处，交通工具座椅组件28的描绘由描绘座椅组件28上的压力的分布的颜色不同的区来提供。如果在方块84处选择手动调整，则占用者可选择座椅的用于调整的一个区，比如胸部86、背部靠垫88、腰椎90和衬垫靠垫92。一旦完成手动调整，则更新即时图体压分布(BPD)屏幕82。如果在方块84处选择动态模式，那么基于来自压力传感器的测量结果和人体测量学数据来更新调整和即时图。

脊椎和椎间盘的未对齐可引起对神经系统的刺激，并且可能是很多健康问题的根本原因。此外，脊椎的未对齐可以是椎间盘突出、椎间盘膨出、小关节问题、骨关节炎和椎管狭窄的影响因素。座椅组件的按序调整可增强姿势，以最小化脊椎的未对齐。

图12和图13图示了由数字100标注的座椅组件。座椅组件100类似于先前实施方案，并且被示意性地图示，而没有框架、软垫、装饰、控制器、阀、压缩器以及类似物。座椅组件100还以占用者骨骼被图示出，以讨论普通占用者的相关生物力学特征的机械方位。座椅组件100通过空气囊组件的布置来描绘，空气囊组件各自参照占用者的相应接触区域，对于座椅组件100内的目标位置而被命名。空气囊组件包括胸部空气囊组件101，其位于座椅组件100的胸部区域中，以支撑占用者的胸部区域，所述胸部区域是T1至T12椎骨、肋骨并且在肩胛叶片或肩叶片之间。

参照图12，胸部区空气囊组件101包括肩胛空气囊102、在肩胛空气囊102之下的中位胸部空气囊103；并且低位胸部空气囊104也设置在中位胸部空气囊103下方，其延伸以支撑脊椎、肩胛和肋骨。三个胸部空气囊102、103、104允许独立控制这些区域以有目标的支撑。

继续参照图12，腰部区空气囊组件109设置在胸部空气囊组件101之下，以在L1-L5椎骨处支撑下背部。腰部区空气囊组件109包括根据实施方案的一对空气囊105、106。

继续参照图12，骶骨区空气囊组件117设置在腰部空气囊组件109之下，以支撑占用者的骶骨区。骶骨区空气囊组件117可以设置有单个空气囊107。

根据至少一个实施方案，空气囊102、103、104、105、106、107按顺序充注，以支持姿势校准、姿势支撑和移动。顺序可通过如以上在先前实施方案中描述的座椅控制器39来控制。起初，胸部空气囊组件101被充注。胸部空气囊102、103、104可单独或同时被充注。图14从左到右图示了占用者的在胸部空气囊103、104的充注期间的姿势，在该充注期间，占用者由于背部支撑108(图13)和提升施加在胸部T5-T10椎骨中的压力的向前运动(箭头T，图13)接近并且获得健康和姿势的位置。使用改进的姿势，诱使占用者使其后背挺直并坐直。

随后，腰部空气囊105、106被充注，从而用图14中的压力110支撑腰部椎骨，同时低位胸部椎骨和腰部椎骨向后移动(箭头L/T)，并且颈椎骨(箭头C)向后移动。接着，肩胛空气囊102被充注以用于肩胛支撑。随后，骶骨空气囊107被充注用于骶骨压力112(图13)，以促进稍微向前倾斜。

再次参照图12，座椅组件100可包括多个传感器，其各自在空气囊102、103、104、105、106、107的至少一个中。传感器在每个位置处测量压力或接近度，以对控制器39提供反馈，用于如先前实施方案中描述的后续调整和监测。传感器可以是囊压力传感器、囊阀压力反馈传感器、接近度传感器、三轴角测量传感器或类似物。此外，传感器的任何布置和数量被考虑用于各种座椅组件实施方案。

尽管以上描述了各种不同的实施方案，但是其不意在这些实施方案描述了本发明的所有可能的形式。更确切地，说明书中使用的文字是描述性的而不是限制性的文字，并且应理解，可以做出各种不同的改变而不脱离本发明的精神和范围。此外，可以组合各种实现的实施方案的特征，以形成本发明的另外的实施方案。

Claims (21)

1.一种座椅组件，包括：

坐垫；

座椅靠背，其适合于邻近所述坐垫被枢转地安装；

多个传感器，其可操作地连接至所述坐垫和所述座椅靠背中的至少一个，以检测占用者的坐落位置；

至少一个致动器，其可操作地连接至所述坐垫和所述座椅靠背中的至少一个，以调整所述座椅组件的多个设置中的至少一个设置；以及

控制器，其与所述多个传感器和所述至少一个致动器电通信，所述控制器配置为：

从所述多个传感器接收数据，

比较所述数据，以确定所述占用者是否平稳坐下，以及

调整所述至少一个致动器，以平衡占用者姿势坐落位置。

2.根据权利要求1所述的座椅组件，其中，所述多个传感器包括：

至少一个胸部传感器；以及

至少一个腰部传感器。

3.一种座椅组件，包括：

座椅靠背；

第一空气囊组件，其定向在所述座椅靠背的胸部区域中；

第二空气囊组件，其定向在所述座椅靠背的腰部区域、骶骨区域和肩胛区域中的至少一个中；

充注装置，其与所述第一空气囊组件和所述第二空气囊组件流体连通；以及

控制器，其与所述充注装置电通信，并且配置为：

操作所述充注装置，以充注所述第一空气囊组件；以及

操作所述充注装置，以在启动所述第一空气囊组件的充注之后，充注所述第二空气囊组件。

4.根据权利要求3所述的座椅组件，其中，所述第一空气囊组件包括：

肩胛空气囊，其定向在所述座椅靠背的高位胸部区域中；

中位胸部空气囊，其定向在所述座椅靠背的在所述肩胛空气囊之下的中位胸部区域中；以及

低位胸部空气囊，其定向在所述座椅靠背的在所述中位胸部空气囊之下的低位胸部区域中。

5.根据权利要求3所述的座椅组件，其中，所述第二空气囊组件包括上腰空气囊，其定向在所述座椅靠背的在所述座椅靠背的所述胸部区域之下的上腰区域；以及

下腰空气囊，其定向在所述座椅靠背的在所述上腰空气囊之下的下腰区域中；并且

其中，所述控制器还配置为操作所述充注装置，以在启动所述胸部空气囊的充注之后，充注腰部空气囊区，用于按序姿势校准。

6.根据权利要求3所述的座椅组件，其中，所述第二空气囊组件定向在所述腰部区域中；

其中所述座椅组件还包括肩胛空气囊，所述肩胛空气囊定向在所述座椅靠背的在所述座椅靠背的中位胸部区域之上的所述肩胛区域中；并且

其中，所述控制器还配置为操作所述充注装置，以在启动所述第二空气囊组件的充注之后，充注肩胛空气囊区，用于按序姿势校准。

7.根据权利要求3所述的座椅组件，其中，所述第二空气囊组件定向在所述肩胛区域中；

其中所述座椅组件还包括骶骨空气囊，所述骶骨空气囊定向在所述座椅靠背的在所述座椅靠背的所述腰部区域之下的所述骶骨区域中；并且

其中，所述控制器还配置为操作所述充注装置，以在启动所述第二空气囊组件的充注之后，充注骶骨空气囊，用于按序姿势校准。

8.根据权利要求3所述的座椅组件，其中，所述充注装置在启动所述第一空气囊组件的充注之后充注所述第二空气囊组件的操作提供按序姿势校准。

9.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包含在非暂时性计算机可读介质中，所述计算机程序产品被编程用于自动调整座椅组件，所述计算机程序产品包括用于执行以下内容的指令：

从座椅组件的多个区中的多个传感器接收指示测量的压力值的输入；

比较所述输入，以确定占用者是否平稳坐下；以及

调整致动器，以平衡占用者姿势坐落位置。

10.根据权利要求9所述的计算机程序产品，还包括用于递增重复权利要求9所述的指令的指令。

11.根据权利要求9所述的计算机程序产品，其中，所述多个区包括所述座椅组件的多个左区和右区。

12.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包含在非暂时性计算机可读介质中，所述计算机程序产品被编程用于调整座椅组件，所述计算机程序产品包括用于执行以下内容的指令：

操作充注装置，以充注定向在座椅靠背的胸部区域中的第一空气囊组件；以及

操作所述充注装置，以在启动所述第一空气囊组件的充注之后，充注定向在所述座椅靠背的腰部区域、骶骨区域和肩胛区域中的至少一个中的第二空气囊组件。

13.根据权利要求12所述的计算机程序产品，还包括用于执行以下内容的指令：

操作所述充注装置，以在启动所述胸部空气囊组件的充注之后，充注定向在所述座椅靠背的在所述座椅靠背的所述胸部区域之下的腰部区域中的腰部空气囊，用于按序姿势校准。

14.根据权利要求12所述的计算机程序产品，还包括用于执行以下内容的指令：

操作所述充注装置，以在启动腰部空气囊的充注之后，充注定向在所述座椅靠背的肩胛区域中的肩胛空气囊，用于按序姿势校准。

15.根据权利要求14所述的计算机程序产品，还包括用于执行以下内容的指令：操作所述充注装置，以在启动所述肩胛空气囊的充注之后，充注定向在所述座椅靠背的在所述座椅靠背的所述腰部区域之下的骶骨区域中的骶骨空气囊，用于按序姿势校准。

16.根据权利要求12所述的计算机程序产品，其中，操作所述充注装置以在启动所述第一空气囊组件的充注之后充注所述第二空气囊组件提供了按序姿势校准。

17.一种用于调整座椅组件的方法，所述方法包括以下步骤：

充注第一空气囊组件，所述第一空气囊组件定向在座椅靠背的胸部区域中；以及

在启动所述第一空气囊组件的充注之后，充注定向在所述座椅靠背的腰部区域、骶骨区域和肩胛区域中的至少一个中的第二空气囊组件。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：

在启动所述第一空气囊组件的充注之后，充注定向在所述座椅靠背的在所述座椅靠背的所述胸部区域之下的腰部区域中的腰部空气囊，用于按序姿势校准。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：充注定向在所述座椅靠背的在所述座椅靠背的所述胸部区域之下的腰部区域中的腰部空气囊；以及

在启动所述腰部空气囊的充注之后，充注定向在所述座椅的肩胛区域中的肩胛空气囊，用于按序姿势校准。

20.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：在启动所述肩胛空气囊的充注之后，充注定向在所述座椅靠背的在所述座椅靠背的所述腰部区域之下的骶骨区域中的骶骨空气囊，用于按序姿势校准。

21.根据权利要求17所述的方法，其中，在启动所述第一空气囊组件的充注之后充注所述第二空气囊组件提供了按序姿势校准。