CN105480130A - 乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，包括箱体，箱体底部固定安装于车辆底板，箱体四周及底部可以封闭，上部敞开。在箱体内至少设置上下相向的两个板块，下方板块固定安装于箱体底板，上方板块用具有弹性的安全带与箱体的边框固定连接。在上下板块之间，至少设置一柱体垂直于两板块并以万向轮相接。柱体两端及中部各设置一轴承，轴承之间设置压缩弹簧。在柱体的两端顶部各设置一万向轮，环绕柱体两端的轴承沿不同方向设置多个万向轮，沿每一万向轮设置一拉力弹簧；万向轮在两板块间旋转和移动。本发明实现了乘员与车辆瞬间的运动分离，并消除来自车辆的各种惯性力和冲击力，使乘客免除伤害，且乘坐舒适。

Description

乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置

技术领域

本发明涉及乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，更具体地说，涉及车辆在发生突然加速、减速、转弯、倾斜、上下坡，上下颠簸、碰撞等瞬间运动变化时，使得乘员和座椅与车辆发生瞬间运动分离，并消除因这些瞬间运动变化所产生的各种力的装置，使得乘员避免受到各类外来力的影响和伤害，并且保持乘坐舒适。

背景技术

在现有技术条件下，车辆对乘员所产生的影响和危害大致可以分为三大类，一类是发生严重碰撞等事故，乘员会被从座椅上猛烈抛起，甚至被抛出车辆之外，现有技术的解决办法主要是利用安全带把乘员固定在座椅上，同时利用气囊保护面部，这一办法具有一定的效果；第二类是出现严重颠簸、倾斜或者紧急刹车等状况，造成乘员瞬间可能脱离座椅，但是不会被抛出车辆之外，乘员通过抓紧车辆上的把手可以把自己控制在座椅上，现有技术还是利用安全带把乘员固定在座椅上加以解决，但是不能减轻或者免除乘员的痛苦甚至轻微伤害；第三类是突然启动、明显加速、减速、转向、上下坡、轻度碰撞、连续或反复地启动和停止等运动，造成乘员一定幅度的摇摆、晃动和颠簸，使其难受、不适、疲劳，甚至受到一定的伤害，现有技术中并没有合适的解决办法，还是利用安全带把乘员固定在座椅上，这种保护方式的效果很低，几乎不能解决乘员因此所遭遇的实际问题。在现有技术中也已经开始探讨通过改良座椅底座来提高保护水平的办法。

在申请号为201120115453.0的中国专利中涉及一种汽车座椅底座，采用气囊和阻尼器增加座椅的减震效果。

在申请号为200820027870.8的中国专利中涉及一种座椅底座，当发生碰撞时通过底座发生移位或者转角来减缓冲击力。

发明内容

本发明涉及乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，目的在于解决当车辆发生瞬间明显的运动变化(包括在速度、运动方向、空间高度等方面)，或因受到碰撞和发生倾斜时，各种惯性力及冲击力对乘员的冲击及影响。技术方案是借助本发明装置使乘员与车辆发生瞬间的运动分离并全部消除外来惯性力和冲击力，保护乘员的安全和乘坐舒适。

本发明改变和超越了现有保护技术的基本思想和基本思路，通过设置于上下板块之间的柱体来代替乘员直接承受来自于车辆的各种惯性力和冲击力，并使乘员与车辆在瞬间发生运动分离，不再接受车辆瞬间运动的影响，把乘员与车辆的运动在瞬间进行了隔离，从而有效地保护乘员。同时，再利用与柱体连接的万向轮、轴承和弹簧的共同作用和运动最终全部消除来自车辆的所有惯性力和冲击力，进一步保障乘员的安全和乘坐舒适。

本发明技术方案的主要功能体现在三个方面，第一是利用本发明装置中的柱体代替乘员；第二是当车辆发生瞬间运动变化时把乘员与车辆的运动隔离开；第三是在本发明装置内把来自于车辆的惯性力和冲击力全部消除。

一般地，本发明的基本构思在于，乘员在车辆中受到伤害或者不适主要来自于两种力的作用，一是由于车辆自身运动所产生的各种惯性力作用于乘员，二是来自于车辆之外但作用于车辆的冲击力对车辆冲击以后，通过车辆作用于乘员。对于乘员来说，较大冲击力的损害性可能一般比较大，但是发生的几率比较低；而各种惯性力的危害一般比较小，但是发生的几率比较大，因此应当以减缓和消除各种惯性力作为主要目标，同时具备减缓和消除冲击力的效果。

本发明的基本构思还在于，当发生惯性力或冲击力时，这些力通过车辆作用于乘员，消除这些力的途径有两个，一是消除这些力的产生，另一是阻止这些力作用于乘员。要消除这些力的产生就需要控制车辆的运动方式及避免发生碰撞，但是这两项内容都要受到外界条件影响和制约，不能完全由驾驶人员决定。因此，只有阻止这些力直接作用于乘员并最终消除这些力才是解决途径。

本发明的基本构思进一步在于，力是一种能量，因此惯性力也是一种能量。能量通过消耗和释放归于消失，能量消失了，基于这一能量的力也就消除了。

本发明通过乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，利用一种中间配置压缩弹簧，两端配置轴承和万向轮的柱体来代替乘员直接承接来自于车辆的各种惯性力及冲击力，并且通过柱体自身往复运动及转动以消耗各种力所携带的能量，并在装置中就把力消除掉，实现乘员与这些力相分离，并避免受到这些力的干扰和伤害，使乘员乘坐舒适。

本发明乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，包括箱体，箱体的底板与车辆固定连接，并随车辆同时运动；位于箱体内上下相向设置的至少两块板块，下方的板块固定安装在箱体底板上，能够随箱体及车辆同时运动；在上下板块之间设置至少一个柱体，柱体的两端分别以万向轮与上下板块相接，柱体通过万向轮支撑着上方板块，并且只通过柱体把来自于车辆、箱体和下方板块的运动传递给上方板块，上方板块不与箱体接触；在上方板块上固定安装座椅，座椅随上方板块同时运动，从而实现在运动上与车辆、箱体及下方板块发生分离。

所述的箱体，包括箱体底板和侧板，它们之间可以固定连接，底部和侧部可以共同形成一个封闭的容器，保护箱体内的板块和柱体；由柱体支撑的上方板块固定连接座椅，因此箱体的上部不封闭；可以在箱体上部的四周，沿水平方向向箱体内平行设置一定宽度和长度的板块保护板，板块保护板与箱体固定连接，阻止上方板块在车辆发生严重事故时脱离箱体；但板块保护板的长度和宽度应受到限制，不能影响上方板块与座椅的固定连接，也不能影响上方板块及板块下方柱体的运动，也不与上方板块、座椅或柱体相接触；上方板块的四周以具有弹性的安全带与箱体上部四周的箱体边框固定连接，安全带的长度大于上方板块距箱体之间的垂直距离，安全带的连接保护上方板块不脱离箱体及柱体，这一连接不影响也不限制上方板块在箱体内的自由运动。

所述的上下相向设置的至少两个板块，下方板块通过与箱体底板固定连接及箱体底板与车辆固定连接，实现与车辆同时运动；上方板块通过与座椅固定连接实现与座椅同时运动；上下板块通过设置在两者之间的柱体实现两种不同运动的转化。

在上述两个板块相向的板块表面四周设置有边框，可以用于固定与柱体连接的弹簧，也可以防止柱体移动到板块范围以外。

板块边框以内的板块表面可以是平面的，也可以是从边框趋向板块中心呈现凹陷形，板块中心位置处于最低处，使得柱体在板块表面移动时具有向心力，有利于保持柱体和上下板块的平衡及稳定。

所述配置于上下板块之间的柱体，柱体两端和中部配置有轴承，柱体顶部和环绕两端的轴承配置有万向轮，万向轮分别与上下两个板块相接，并沿着两个板块的表面移动；沿环绕轴承配置的每一万向轮方向配置拉力弹簧，牵引万向轮和柱体复位；在柱体两端轴承与中部轴承之间，分别配置有压缩弹簧。

在不影响本发明赋予柱体的功能的情况下，柱体的形状可以是圆柱体，正方体，长方体或其它形状；柱体两端及中部的直径可以相同，也可以不同。

柱体的作用之一是作为支撑体，用以支撑上方板块，并借助上方板块支撑位于其上方且与其固定连接的座椅，借助座椅再支撑座椅上的乘员；作用之二是作为乘员的替代体，替代乘员在车辆中直接承接各种惯性力和冲击力；作用之三是作为消耗各种力的机构，通过自身的旋转和移动，以及与其固定连接的万向轮、轴承及弹簧的旋转和移动，消耗并最终耗尽作用于其上的各种力所携带的能量，实现把各种力消除。

柱体两端的顶部沿与柱体平行方向各配置一万向轮，万向轮的柄部与柱体顶部固定连接，万向轮的轮部垂直于上下板块且与上下板块直接相接，并沿着板块表面在多个方向上移动；配置这一万向轮的作用之一是通过万向轮沿着惯性力或冲击力的所用方向移动，在抵消摩擦力和拉力弹簧的复位引力的过程中消耗力所携带的能量，减弱这种力；作用之二是基于能够最大程度地沿着力的作用方向运动，能够增加柱体及其承载的上方板块的稳定性，进一步增加座椅和乘员的稳定性；作用三是承担部分支撑柱体、上方板块的作用。

柱体两端各配置一轴承，轴承一端与柱体固定连接，与柱体同时旋转和移动，另一端固定连接于万向轮，与万向轮同时旋转和移动；轴承的作用之一是传递运动，下方板块把来自于车辆的惯性力和冲击车辆的冲击力通过与其接触的万向轮首先传递给柱体下端的轴承，此时，沿下方板块移动的万向轮和自身旋转且移动的下端轴承共同消耗了惯性力和冲击力携带的部分能量，其余能量通过这一轴承传递给柱体，柱体在下端轴承的带动下开始旋转和移动，并把多余的能量传递给柱体上端的轴承并带动上端的轴承旋转和移动，上端轴承再把剩余的能量传递给与其相连的万向轮，并带动万向轮沿不同方向移动，万向轮在移动时需要克服摩擦力的阻碍，并受到与其连接的拉力弹簧的复位牵引，由轴承传递来的能量逐渐被消耗完毕，万向轮、轴承、柱体逐渐停止旋转和移动；轴承的作用之二是在旋转和移动时消耗能量，消弱惯性力和冲击力；轴承的作用之三是转换运动形式，把柱体携带的运动形式转换为万向轮的运动形式；轴承的作用之四是平衡和稳定柱体及万向轮的运动。

环绕柱体两端轴承配置万向轮，万向轮柄部与轴承固定连接，轮部与上下板块直接相接，且在轴承带动下在上下板块表面沿不同方向移动；此处的万向轮的作用之一是消耗能量，通过克服摩擦阻力和拉力弹簧牵引复位的阻力下进行移动来消耗惯性力和冲击力携带的能量；作用之二是随时感知力的作用方向，能够选择沿力的作用方向进行运动以减少扭力；每一惯性力和冲击力都有自己不同的作用方向，只有当万向轮按照与力相同的方向进行运动，才能保持运动的平衡和稳定性，增加柱体及上方板块的稳定性，并进一步保持座椅和乘员的稳定性；作用之三是与柱体顶部的万向轮共同支撑柱体、上方板块、座椅和乘员。

在一构造方案中，环绕轴承沿前后左右四个方向配置四个万向轮，能够增加轴承的平衡性和稳定性，也能够增加承载柱体的能力，且便于沿四个不同方向移动。

在另一构造方案中，环绕轴承分别沿前后左右，及左前方，右前方，左后方和右后方，共八个不同的方向配置八个万向轮，能够更加合理地增加轴承的平衡性和稳定性，也能够更加增加承载柱体的能力，且便于轴承和柱体沿八个不同的方向移动。

环绕轴承设置万向轮并不限于上述两个构造方案，还可以选择不同的角度和不同的数目设置万向轮，只要采用这种构思和技术方案都属于本发明保护范围。

在柱体的中部配置一轴承，轴承的一端与柱体的下半部固定连接，并随下半部旋转和移动，轴承的另一端与柱体的上半部固定连接，并随上半部旋转和移动；设置这一轴承的目的在于来自于车辆的惯性力或者来自于车辆外部作用于车辆的冲击力，有时力的作用方向并不是水平的，而是与水平方向存在一定的角度，当这一力通过车辆和箱体传递到与下方板块相连的万向轮及与万向轮相连的下端轴承时，在箱体底板带动下方板块，并进一步带动万向轮移动及下端轴承转动时，还会存在一定的扭力，即一种与水平方向及垂直方向都有一定角度的力，当这一扭力通过柱体向上传递时，通过配置在柱体中部的轴承，带动柱体的上半部及下半部产生不同的转动，同时借助柱体在不同方向上的移动公共来消耗这一扭力。

在柱体两端的轴承与柱体中部轴承之间设置有两部压缩弹簧，位于下部的压缩弹簧一端与柱体下端的轴承固定连接，另一端与柱体中部的轴承固定连接；位于上部的压缩弹簧一端与柱体上端的轴承固定连接，另一端与柱体中部的轴承固定连接；压缩弹簧的作用之一是，当由于车辆发生上下颠簸等原因在柱体上出现较强的上下所用力时，通过压缩弹簧的作用缓解和消除这种作用力；作用之二是缓冲和减抵来自于乘员及座椅对上下板块、柱体和万向轮的向下压力，及万向轮、柱体、上下板块对座椅及乘员的向上张力，增加万向轮、柱体、上下板块对座椅及乘员的支撑力；作用之三是帮助柱体吸收和消耗能量。

在所述上下板块相向的板块表面上均匀涂抹一层润滑油，便于万向轮沿着两个板块的表面移动，增加万向轮移动的灵敏性和稳定性。

另外，在优选实施例中，在上下板块之间并列地设置了五个完全相同的柱体，一个柱体设置在板块的中心位置，其余四个柱体环绕处于中心位置的柱体等距离设置，四个柱体相互之间的距离相等；每个柱体的顶部设置一万向轮，柱体两端和中部分别设置一轴承，两端轴承与中部轴承之间各设置一压缩弹簧；环绕两端的轴承分别沿着前后、左右、左前方、右前方、左后方、右后方，共八个方面设置八个万向轮，沿每一万向轮方向设置一拉力弹簧，万向轮数量与拉力弹簧数量相等；每一柱体的万向轮、轴承、拉力弹簧、压缩弹簧的配置数量和连接方式相同。

所述在上下板块之间等距离并列及平行地设置五个柱体可以增加柱体所能支撑的总重量，在所需支撑的总重量不变的情况下，每一柱体实际支撑的重量少于由单一柱体支撑的重量，能够提高每一柱体移动的灵敏性，提高柱体自身及其所支撑的上方板块的稳定性；五个柱体更有利于消耗惯性力及冲击力中所携带的能量；设置五个柱体能够提高柱体支撑上方板块、座椅及乘员的平衡性和稳定性。

当上下板块之间同时存在五个相同的柱体时，以每一柱体为中心，按照与柱体数目相等的数目在上下板块的相向表面设置面积等同的柱体运动区域，相邻两区域之间用边框隔开；每一柱体占据一个固定的柱体运动区域，且只在这一区域内运动；每一区域内的板块表面可以是平面形的，也可以是从区域四周向中心凹陷形，区域的中心位于最低点；连接柱体两端轴承的拉力弹簧的外端固定连接在每一区域的边框上；在不同的相向板块组合中，区域的形状可以是方形、圆形、椭圆形、多边形等，区域的形状及大小可以相同，也可以不同。但在同一板块中，及在同一相向配置的两个板块中，柱体运动区域的形状和大小应当保持一致。

每一柱体被限制于在固定的区域内运动，能够避免车辆在出现倾斜、突然转向、剧烈颠簸时柱体发生倾斜或发生较大距离的移位，影响其所支撑的上方板块的稳定性和平衡性。

所述优选实施例中对柱体数量和位置的设置只是一种优选的设置方式，柱体数量可以设置两个及以上的多个，柱体之间的相互位置也可以有不同设置方式；多个柱体的形状可以相同，也可以不同；这些不同的设计都未超出本发明的保护范围。

在另一优选实施例中，在上方板块的上方再设置一块板块，三块板块相同，且从下向上平行地等距离排列；原上方板块变为中间板块，新增加的上方板块变为上方板块，在其上固定安装座椅。目的在于，通过这种配置，对于来自于车辆的惯性力或冲击力，经过上下板块之间的柱体及其配置的万向轮、轴承、拉力弹簧、压缩弹簧的不同转动和移动后，如果惯性力或冲击力的能量还有剩余，就需要进行第二次的消耗。因此，在配置由三块板块构成的两层装置中，借助中间板块再把剩余的力的能量传递到位于其上的柱体，通过这些柱体的运动和旋转，进一步消耗和消除这些力，最终在柱体的运动中把剩余的力的能量全部消除，使其不能传递到座椅，保障座椅及乘员的稳定和舒适。

在本案中，在中间板块与下方板块之间等距离并列且平行地设置五个相同的柱体，其中一柱体位于板块中心，其余四柱体环绕位于中心的柱体等距离设置；在上方板块与中间板块之间设置并列且平行的九个相同的柱体，每两个柱体之间的距离相等；每一柱体配置万向轮、轴承、拉力弹簧、压缩弹簧、固定活动区域，所述配置的方式相同，且都与前述优选实施例中柱体的配置方式及连接方式相同。

在上方、中间和下方三层板块两两相向的柱体活动区域的内表面都均匀地涂抹一层润滑油，利于万向轮沿着板块表面移动，利于柱体和板块的稳定。

在上方板块与中间板块之间，及中间板块与下方板块之间，沿板块四周用具有弹性的安全带连接，连接的安全带长度都大于上下板块之间的垂直距离，连接不影响上下板块各自的正常运动，但能限制板块脱离柱体，限制板块发生明显的上下或左右摆动。

上方板块的四周用具有弹性的安全带分别与箱体的边框固定连接，安全带的长度大于板块四周与对应箱体边框的垂直距离，连接并不影响上方板块的正常运动，箱体的运动也不会通过这一连接影响或带动上方板块的运动；安全带长度的最大限制在于当上方板块在箱体内发生平行移动时，在其能够触及到箱体之前，安全带都能够拉紧板块使其不能触及箱体。

在上方板块与中间板块之间配置九个柱体，在中间板块与下方板块之间配置五个柱体，这一配置的目的在于下方板块固定连接于箱体底部并与车辆固定连接，在车辆发生瞬间运动变化时，所产生的瞬间惯性力或收到的外界对车辆的冲击力比较大，这些力通过箱体底部传递到位于下方板块之上的柱体上，引导柱体在这些力的作用下发生运动，这时由于力的强度比较大，因此柱体需要比较大一些的移动空间，通过在这些空间中的往复运动来承接和消耗这些力中所携带的能量，并保障柱体在运动中不因为受到力的作用而发生扭曲或难以复位，因此，在下方板块之上配置了五个柱体用于第一次减弱或消除惯性力或冲击力；如果在下方板块之上配置多于五个以上的柱体，在下方板块面积不变的情况下，每一柱体所能活动的区域就将减小；相反，如果配置少于五个柱体，受其所支撑的中间板块的稳定性将受到影响；另外，所述五个柱体的配置，一个位于中心位置，其余四个环绕四周，这种配置位置比较均匀，在力学上比较合理，可以最大程度地保持中间板块的平衡及稳定。而在中间板块与上方板块之间配置九个柱体，目的在于经过下方五个柱体的第一次减缓和消弱来自箱体底部的惯性力或冲击力后，如果所述的力还有剩余，则通过中间板块传递到位于其上方的九个柱体中进行第二次减弱和消除。此时，力的强度已经比较弱，承接这些力的柱体的活动程度小于中间板块下方的五个柱体，因此，九个柱体所需的活动范围可以减小，同时，九个柱体的配置可以提高这些柱体支撑上方板块的稳定性。

所述优选实施例中在中间板块与下方板块之间配置五个柱体，在中间板块与上方板块之间配置九个板块都只是一种配置方式，还可以有多种不同的组合配置方式；配置在下方的柱体数目可以多于配置在上方的柱体数目，也可以数目相同；具体所配置的柱体数目可以是单数，也可以是多数。这些都属于本发明的保护范围。

所述的板块，其形状并不局限于一种类型，可以是方形、圆形、椭圆形、多边形等形状；所述的柱体，其形状也不局限于一种类型，可以是圆柱体，长方体，正方体等形状；所述的安全带也不是局限于特定的安全带，包括具有安全带的牢固性和弹性的各种类型的宽带形状的材料，可以是比一般机动车和飞机上使用的安全带更宽的带子，甚至是多层的带子。所述的箱体可以是圆柱体、方体，或其形状，都属于本发明的保护范围。

这里所述的车辆是指排除直接采用人力作为运动动力之外的各类车辆，包括但不限于各类直接以油料、电力、燃气、太阳能等能源物质作为动力的汽车、飞机、火车、轮船等车辆。

这里所述的惯性力包括车辆在从静止到运动、运动、及从运动到静止不同状态中所产生的任何能够导致车辆内的平衡状态发生变化的任何力；所述的冲击力包括任何来自于车辆以外，作用于车辆的力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中柱体结构示意图的截面图；

图3为图1、2中柱体两端环绕柱体的拉力弹簧结构示意图的截面图；

图4为图1、2中柱体两端环绕柱体的万向轮结构示意图的截面图；

图5是本发明优选实施例中位于上下板块之间的五个柱体的一端结构示意图的截面图；

图6本发明优选实施例中上中下三块板块之的结构示意图；

图7是本发明优选实施例中位于上中下三块板块及配置期间的两层柱体的结构示意图；

图8是本发明优选实施例中位于上方与中间板块之间的柱体顶端结构示意图截面图。

图9是本发明装置及优选实施例中上方板块及中间板块与箱体连接的结构示意图。

图中标记说明：

1-箱体；2-箱体底板；3-箱体侧板；

4-箱体边框；5-下方板块；6-柱体；

7-拉力弹簧；8-万向轮；9-柱体端部轴承；

10-压缩弹簧；11-柱体中部轴承；12-上方板块12；

13-上方板块13；14-板块保护板；

15-连接板块与箱体的安全带；16-连接板块之间的安全带；

17-柱体运动区域；18-柱体活动区域的边框。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚及完整的描述，所述的优选实施例只是本发明所能实施的全部实施例的一部分，目的在于介绍和解释本发明的技术方案，并不构成对本发明的任何限制。基于所述本发明的技术方案，本领域的普通技术人员通过对本发明技术方案的修改或修饰所获得的任何技术方案都属于本发明的保护范围。

实施例一：

结合附图1-5本实施例提供了一种乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，其中，图1为乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置结构示意图的正面图，图2为本发明装置中连接上下板块并支撑上方板块的柱体的结构示意图的正面截图，图3为所述柱体两端环绕柱体的拉力弹簧结构示意图的截面图(两端拉力弹簧的配置结构和数量相同)，图4为所述柱体两端环绕柱体的万向轮结构示意图的截面图(两端万向轮的配置结构和数量相同)，图5是本发明优选实施例中位于上下板块之间的五个相同柱体的一端结构示意图的截面图(两端的配置结构和数量相同)。如图1-5所示，本发明装置的主要结构包括箱体、上下板块、柱体、板块保护板和板块安全带。箱体1固定安装在车辆底板上(未画出)，随车辆一起运动。板块5固定安装在箱体底板2上，在其上方平行地设置另一板块12，板块12在运动上与箱体1及车辆分离。在板块12上固定安装座椅(未画出)，实现座椅与车辆运动的分离。在板块12与板块5之间设置柱体6，分别与板块(12、5)相垂直，且利用与其连接的万向轮(8)分别沿着板块(12、5)表面移动，再结合与其连接的弹簧(7、10)和轴承(9、11)，消耗来自于车辆的惯性力和冲击力所携带的能量，最终消除这些力，实现座椅和乘员的稳定。环绕箱体1上方四周配置有板块保护板14，置于板块12的上方，但不与板块12接触，目的在于保护板块12在运动中不发生从箱体1脱离。板块保护板14固定安装在箱体1上，可以有不同安装方式，可以采用不可拆卸的安装方式，也可采取可拆卸的安装方式，采用可拆卸安装方式的益处在于可以保养及更换箱体中的柱体和板块。另以具有弹性的安全带15连接板块12与箱体边框4，安全带15的长度大于板块12到箱体1的垂直距离，连接不影响板块12的运动，箱体边框4的运动也不带动或者限制板块12的运动，连接能够保护板块12不脱离箱体1及柱体6。

在本实施例的可选方案中，如图1、2、3、4、5所示，更进一步地，柱体6的两端顶部各配置一万向轮8与板块(5、12)直接相接触。柱体6两端各配置一轴承9，柱体中部配置一轴承11，轴承9与轴承11之间各配置一压缩弹簧10。环绕每一轴承9沿不同方向配置多个万向轮8及相同数目的拉力弹簧7，拉力弹簧7的作用在于当万向轮8及柱体6沿着板块(5、12)的表面移动牵引其复位。轴承9的一端与柱体6固定连接，另一端固定连接万向轮8和拉力弹簧7。优先地，环绕轴承9，可以沿着前后、左右、左前方、右前方、左后方、右后方八个方向配置八个万向轮8，及数目相等和方向相同的拉力弹簧7，利于最大程度地吸收和消除来自以下各方向的力：突然启动或后方碰撞、紧急刹车或前方碰撞、左方碰撞或向左倾斜、右方碰撞或向右倾斜、猛然左拐弯或右拐弯，猛然向左后方或右后方倒车，或者受到来自左前方、右前方、左后方和右后方的碰撞。配置压缩弹簧10的目的在于消除车辆上下颠簸的力。

在本实施例的可选方案中，如附图5所示，在两板块(12、5)之间，等距离并列地配置五个相互平行且垂直于板块(12、5)的相同柱体6，由于在板块(12、5)上的配置结构相同，因此只画出了在一个板块上配置的结构示意图的俯视图截面。在每一柱体6的端部环绕轴承9沿八个不同的方向配置八个万向轮8及数目相等的拉力弹簧7。

在本实施例的可选方案中，如附图3、4、5所示，在两板块(12、5)相向的表面，以每一柱体6为中心共设置五个相同的柱体运动区域17，每个柱体运动区域17四周设置区域边框18，用于保护柱体在区域内运动并固定连接拉力弹簧7。每一柱体6只在自己的运动区域17内移动及转动。设置运动区域17有利于柱体6自身平稳，及有利于五个柱体6在运动中不发生冲突。特别地，为了增加柱体6的运动稳定性，可以把运动区域17内的内表面设置成凹陷形，运动区域17的中心位置是凹陷的最低点。更进一步地，在每一柱体运动区域17的内表面，均匀地涂抹一层润滑油，增加柱体移动的灵敏性和稳定性。

实施例二：

本实施例也提供了一种用于车辆的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，该实施例的技术方案是在实施例一的基础上改进而成，因此，实施例一中所描述的全部技术方案也都适用于本实施例，实施例一中已经描述的技术方案不再重复。该实施例的技术特征体现在附图1-9中，因此，结合附图1-9对该技术方案加以说明。

在本实施例的可选方案中，如附图6、7所示，在板块12的上方再平行地配置一相同板块13，沿上下方向上，板块13成为处于最上方的板块，板块12变为处于中间位置的板块。

在本实施例的可选方案中，如附图1-6、7、8所示，在两板块(13、12)之间等距离并列地配置相互平行且垂直于板块(13、12)的九个相同的柱体6，每一柱体6与处于两板块(12、5)之间的五个柱体6相同。

在本实施例的可选方案中，车辆底板、箱体1、板块5共同构成一个运动体，板块12构成另一个运动体，板块13、座椅及乘员共同构成第三个运动体。箱体1与车辆底板、板块5与箱体底板2、板块5与板块12、板块12与箱体边框4，它们的配置及连接方式与实施例一种所述的内容相同，不再重复。板块13与板块12的配置及连接方式等同于两板块(5、12)，板块13与箱体边框4的配置及连接方式等同于板块12的配置及连接。

在本实施例的可选方案中，如附图1-9所示，在两板块(12、13)之间再配置九个柱体6，目的是吸收和消除经过配置在两板块(5、12)之间的五个柱体吸收和消耗之后的剩余的力，更有效地保障座椅及乘员的平稳和舒适。

在本实施例的可选方案中，如附图6所示，在两板块(5、12)之间，及两板块(12、13)之间，在板块四周沿上下垂直方向相互之间以具有弹性的安全带带16固定相连，但安全带16的长度大于任一相邻板块(5、12或12、13)之间的垂直距离。这一连接并不影响每一板块自身的运动，每一板块的运动也不带动或约束另一板块的运动。这一连接保护处于中间位置的板块12及位于上方位置的上方板块13不发生下上倾斜或脱离柱体6的支撑。

Claims (11)

1.一种用于车辆的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，其特征在于，包括：

箱体(1)；

设置于箱体(1)内至少上下相向的两个板块(12、5或13、12)；

两个上下相向的板块(12、5或13、12)之间至少设置一柱体(6)，柱体(6)两端各设置轴承(9)和万向轮(8)，柱体(9)中部设置一轴承(11)，轴承(9)与(11)之间设置压缩弹簧(10)；

柱体(6)借助万向轮(8)在上下板块(12、5或13、12)相向的表面上移动或转动。

2.根据权利要求1所述的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，其特征在于，箱体(1)由箱体底板(2)，箱体侧板(3)，箱体边框(4)和板块保护板(14)组成，箱体的上方开口，不配置箱板，箱体(1)固定安装在车辆底板上。

3.根据权利要求1所述的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，其特征在于，在箱体(1)内，至少配置上下相向且平行的两个板块(12、5)，每一板块(5、12)的面积都小于箱体底板(2)的面积，每一板块四周都与箱体分离；板块(5)位于箱体底板(2)之上且与箱体底板(2)固定连接，板块12位于板块(5)之上且接近于箱体(1)敞开的上方箱体(1)平面，处于箱体上方板块保护板14之下且与其保持分离。

4.根据权利要求3所述的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，板块(12)的四周利用具有弹性的安全带(15)与箱体边框4固定连接，每一安全带(15)的长度大于板块(12)到箱体边框(4)的垂直距离，箱体(1)不会借此连接带动或影响板块(12)的运动，却能使板块(12)不能接触箱体、或脱离箱体、或脱离其下的柱体；同时，在两板块(5、12)上下之间，环绕两板块(5、12)四周用具有弹性的安全带(16)连接，安全带(16)的长度大于两板块(5、12)之间的垂直距离，使得板块(5)不能借助这一连接影响或者制约板块(12)的运动，安全带(16)最大长度的限制在于能够阻止板块(12)发生倾斜或者从柱体(6)上滑落。

5.根据权利要求1所述的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，其特征在于，在两个板块(12、5)之间，至少配置一柱体(6)，柱体(6)上下两端分别垂直于两个相互平行的板块(12、5)；柱体(6)的两端各配置一轴承(9)，轴承(9)能够围绕柱体(6)自由旋转；柱体(6)的中部配置一轴承(11)，沿轴承(11)，柱体(6)上半部与下半部能够各自进行旋转；柱体(6)两端的顶部沿着垂直于板块(5、12)的方向各配置一万向轮(8)，万向轮(8)与板块(5、12)直接接触；环绕柱体(6)，沿与板块(5、12)平行的方向，按不同方位再配置多个万向轮(8)；万向轮(8)的柄部固定连接于轴承(9)，万向轮(8)的轮部直接与板块(5、12)相接，且沿板块(5、12)的表面旋转和移动；环绕柱体(6)，沿每一万向轮(8)的方向各配置一拉力弹簧(7)，拉力弹簧(7)的一端固定连接于轴承(9)，另一端固定连接于柱体活动区域边框(18)；在轴承(11)与两轴承(9)之间，沿柱体(6)纵向方向，环绕柱体(6)分别配置两压缩弹簧(10)，压缩弹簧(10)的两端分别与轴承(11)和轴承(9)固定相连。

6.根据上述任一权利要求所述的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，其特征在于，在板块(5、12)之间等距离并列且相互平行地设置至少两个相同的柱体(6)；两柱体(6)的配置相同，每一柱体(6)配置柱体两端轴承(9)、中部轴承(11)、柱体顶部万向轮(8)、环绕两端轴承万向轮(8)、拉力弹簧(7)、压缩弹簧(10)；每一柱体(6)分别以万向轮(8)与板块(5、12)直接接触；以每一柱体(6)为中心，按照柱体(6)的数目在上下板块(5、12)的表面配置面积等同的柱体运动区域(17)，运动区域(17)与柱体(6)数量相等，且相邻两个区域(17)之间有区域边框(18)阻隔；在每一区域(17)的内表面，可以为平面形，也可以为凹陷形，其中，运动区域中心位置处于区域的最低处；每一柱体(6)只在自己的区域(17)内运动，不超出自己的区域；在每一区域(17)的内表面均匀地涂抹一层润滑油，利于万向轮的运动及板块(12)和柱体(6)的稳定。

7.根据上述任一权利要求所述的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，其特征在于，在板块(12)的上方再平行地设置一与板块(12)相同的板块(13)，沿上下方向上，板块(12)在空间上变为了中间位置的板块，板块(13)变为最上方的板块；在两板块(13、12)之间至少设置一柱体(6)，柱体(6)的配置与位于板块(12)下方的柱体(6)相同，并以万向轮(8)直接与板块(13、12)相接触；且在两板块(13、12)之间可以等距离并列且平行地设置两个以上柱体(6)，每一柱体(6)的配置与位于板块(12)下方的柱体(6)相同，并以万向轮(8)直接与板块(13、12)相接触；以每一个柱体(6)为中心，也可以在两板块(13、12)相向的表面上配置面积等同的柱体运动区域(17)供柱体(6)运动，每一区域(17)的配置及作用相同且与设置在板块(5、12)相向表面上的运动区域(17)相同，且可以在柱体运动区域(17)内，均匀地涂抹一层润滑油，利于万向轮(8)移动和两板块(12、13)的平衡及稳定；在两板块(12、13)之间，沿上下方向上，环板块四周用具有弹性的安全带(16)进行连接，连接的方式及要求等同于两板块(5、12)之间的连接；板块(13)以板块(12)与箱体上方边框(4)相同的连接方式与箱体上方边框(4)连接，且以板块(12)相同的方式置于箱体上方的板块保护板(14)之下，同时，板块(12)不再与箱体上方边框(4)。

8.根据权利要求1所述的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，其特征在于，板块5固定安装于箱体地板(2)，箱体底板(2)固定安装于车辆底板上，因而使箱体(1)与车辆在运动上成为一体；车辆及其底板的运动借助箱体底板(2)及固定于其上的板块(5)传递到位于板块(5)上的柱体(6)，柱体(6)受到来自于板块(5)的力开始反复运动和转动，不断吸收和消耗力中的能量；如果板块(5)传递来的力中的能量被柱体(6)全部吸收和消耗完毕，则就没有力传递给柱体上方的板块(12)；如果在箱体(1)内只配置上下两个板块(5、12)，座椅固定安装于板块(12)上，乘客和座椅与板块(12)构成同一个运动主体，在此情况下座椅及乘员则将免除来自于车辆的惯性作用和冲击力的影响；如果经过配置于板块(5、12)之间的柱体(6)消耗后还剩余部分力，这部分力将传递给板块(12)；此时，由于乘客和座椅与板块(12)构成同一个运动主体，则板块(12)所承接的剩余力将由乘客和座椅与板块(12)共同消耗，显然可能将对乘员产生影响；基于此问题，再在板块(12)之上增加板块(13)，使座椅固定安装在板块(13)上，并于板块(12、13)之间增加设置柱体(6)以二次吸收和消耗传递到板块(12)上的剩余力，最终完全消除这些剩余力，使其不能传递到板块(13)，保障座椅和乘员不受来自于车辆的惯性力和冲击力的影响。

9.根据权利要求1所述的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，其特征在于，本发明中的柱体(6)配置在上下两板块(5、12或12、13)之间，在上下两板块(5、12)中，柱体(6)与下方板块(5)之间，以及在上下板块(12、13)中，柱体(6)与下方板块(12)，都类似于乘员乘坐与座椅上；在现有技术中，座椅与车辆构成同一个运动主体，乘员自由是另一个运动主体，在车辆发生瞬间运动变化时，不同的两个运动主体的运动不能同步，产生分离，表现为乘员在来自于车辆的惯性力或冲击力的作用下与车辆及座椅发生分离性运动；在本发明装置中，乘员的这一与车辆的分离运动由柱体(6)代替乘员来完成，具体表现在柱体(6)受到来自于车辆的惯性力和冲击力后沿着下方板块(5)或下方板块(12)发生了运动；本发明装置的更进一步的科学之处在于，不仅要利用柱体(6)代替乘员完成与车辆的分离运动，还要利用同一装置把这一分离运动所可能产生的对外界的影响完全消除，不对外界特别是乘员造成任何影响，这一功效就是利用同一柱体(6)在沿着下方板块(5、12)代替乘员完成与车辆的分离运动的同时，再通过其沿着上方板块(12、13)进行运动来实现的。

10.根据权利要求1所述的乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，其特征在于，这里所述的板块(5、12、13)，其形状并不局限于一种类型，可以是方形、圆形、椭圆形、多边形等形状；这里所述的柱体(6)，其形状也不局限于一种类型，可以是圆柱体，长方体，正方体等形状；这里所述的安全带(15、16)也不是局限于特定的安全带，包括具有安全带的牢固性和弹性的各种类型的宽带形状的材料，可以是比一般机动车和飞机上使用的安全带更宽的带子，甚至是多层的带子；这里所述的车辆是指排除直接采用人力作为运动动力的各类车辆，包括但不限于各类直接以油料、电力、燃气、太阳能等能源物质作为动力的汽车、飞机、火车、轮船等车辆。

11.通过本发明介绍和阐述的技术方案，本领域的普通技术人员可以通过修改或者装饰等方式获得与本技术方案实质性相同的技术方案，这些技术方案也属于本发明的保护范围之内。