CN105899401B - 可调节的座椅 - Google Patents

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Abstract

配置成支撑车辆内乘员的可调节的车辆座椅可包括座垫部分(50)，包括可相对于座垫部分移动的靠背(42)的座椅靠背部分，以及链接到座垫部分和靠背的轮廓联动装置。轮廓联动装置可配置成在座垫部分相对于靠背在前/后方向、垂直方向、和旋转方向中的至少一个方向上移动时将力施加到靠背上。靠背可配置成使得靠背轮廓基于由轮廓联动装置响应于座垫部分相对于靠背的移动所施加的力而改变。靠背轮廓可包括靠背的乘员侧表面的轮廓角、乘员侧表面的最大偏移、和轮廓顶点的垂直高度中的至少一个。

Description

可调节的座椅
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2013年11月19日提交的号为61/906,376的美国临时专利申请的优先权和权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及可调节的车辆座椅。
背景技术
身体的各个部分(诸如大腿、骨盆和下部脊柱)直接相关联，并且在它们移动时具有运动学的关系。因此，当乘员在就座位置下的姿势之间进行转变时，负载分布(在背部和骨盆之间)和所需的支撑(例如，轮廓的量)发生变化。此外，不同的体型需要不同类型和不同量的支撑。
典型地，座椅(无论是在车辆内的还是与车辆分离的)不能根据独特的乘员的身体结构和当前姿势进行调节，因此不能提供适当的轮廓和支撑。座椅组件(诸如座椅靠背和座垫)所提供支撑的位置和量独立地调节，而不考虑乘员的身体或根据乘员的姿势(例如，懒散或直立)的所需支撑。例如，大多数座椅将60％的负载直接引导到座垫以及将40％的负载引导到座椅靠背。由于负载分布随着乘员的姿势的变化而变化，所述座椅组件的位置和轮廓不能相应地进行调节。
发明内容
根据一个实施例，配置成支撑车辆内乘员的可调节的车辆座椅可包括座垫部分，包括可相对于座垫部分移动的靠背的座椅靠背部分，和链接到座垫部分和靠背的轮廓联动装置。轮廓联动装置可配置成在座垫部分相对于靠背在前/后方向、垂直方向、和旋转方向中的至少一个方向上移动时将力施加到靠背上。靠背可配置成使得靠背轮廓基于由轮廓联动装置响应于座垫部分相对于所述靠背的移动所施加的力而改变。被改变的靠背轮廓可包括靠背的乘员侧表面相对于垂直轴线的轮廓角、乘员侧表面相对于乘员侧表面的标准位置的最大偏移、和乘员侧表面的轮廓顶点的垂直高度中的至少一个。
根据另一个实施例，配置成支撑车辆内乘员的车辆座椅的调节方法可包括使得座垫部分相对于座椅靠背部分的靠背在前/后方向、垂直方向、和旋转方向中的至少一个方向上移动，响应于座垫部分的移动将力施加到靠背上，并且基于施加到靠背上的力来改变靠背的靠背轮廓。被改变的靠背轮廓可包括靠背的乘员侧表面相对于垂直轴线的轮廓角、乘员侧表面相对于乘员侧表面的标准位置的最大偏移、和乘员侧表面的轮廓顶点的垂直高度中的至少一个。
前面的概述仅仅是说明性的而并非意旨以任何方式进行限制。除了上述的说明性的方面、实施例和特征之外，进一步的方面、实施例和特征将通过参照附图和下文的详细描述变得显而易见。
附图说明
本发明的特征、方面以及优点将从下面的描述、所附的权利要求书、和在下面简要描述的附图中所示的伴随的示例性实施例而变得显而易见。
图1是人体脊柱的透视侧视图。
图2A-2C是处于不同位置下的部分人体骨骼的侧视图。
图3A-3B是处于不同位置下的人体脊柱、骨盆和股骨的横截面侧视图。
图4是根据一个实施例的车辆的透视图。
图5是可设置在图4所示车辆内的车辆座椅实施例的透视图。
图6是可设置在图4所示车辆内的车辆座椅实施例的透视图。
图7是图6所示车辆座椅的前视图。
图8是图6所示车辆座椅的顶部视图。
图9是图6所示车辆座椅的侧视图。
图10是可设置在图4所示车辆内的车辆座椅实施例的部分透视侧视图。
图11是可设置在图4所示车辆内的车辆座椅实施例的部分透视侧视图。
图12A-12B是可设置在图4所示车辆内的车辆座椅实施例的座垫和座椅靠背的相应位置变化的透视图。
图13A-13B是图12A所示车辆座椅的座垫和座椅靠背的相应位置变化的透视图。
图14A-14B是图12A所示车辆座椅的座垫和座椅靠背的相应位置变化的透视图。
图15A-15B是图12A所示车辆座椅的座垫和座椅靠背的相应位置变化的透视图。
图16A-16D是可设置在可调节座椅的实施例中的处于不同配置下的腰部轮廓的侧视图。
图16E是图16A-16D所示腰部轮廓的叠加视图。
图17是可设置在图4所示车辆内的车辆座椅实施例的一部分的透视分解视图。
图18是可设置在图4所示车辆内的车辆座椅实施例的剖切侧视图。
图19 是可设置在车辆座椅内的座椅靠背实施例的横截面侧视图。
图20是可设置在车辆座椅内的靠背实施例的横截面透视图。
图21是根据一个实施例的可调节座椅的调节机构的示意性视图。
具体实施方式
总体参照附图，本文所公开的是一种可调节的座椅，如根据示例性实施例所示，所述可调节的座椅优选可配置成提供人体中心位置的调节，并且可以调节以便以符合人体工程学的方式和定制地适配乘员的身体和人体测量的运动和变化。本文所述的可调节的座椅和方法可在各种需要座椅的应用(包括车辆和非车辆应用)中使用，其中将希望提供一种优化的座椅结构，其可以根据乘员的身体、所需的定位、以及当前的姿势以符合人体工程学的方式进行调节。在一个示例性的实施例中，可调节的座椅可在车辆内使用以便根据体型、舒适度、姿势、和相对于车辆的相对位置给乘员提供最佳的定位。例如，可调节的座椅将座椅靠背的移动、取向和轮廓链接到座垫位置，以允许当前乘员的自然的大腿和腰骨盆运动。
人体脊柱和骨盆的概述。
如图1中所示，人体脊柱110被分成椎骨的五个区域。颈椎112(包括椎骨C1-C7)通常包括脊柱的颈部区域，并连接到颅底。胸椎114(包括椎骨T1-T12)通常包括脊柱的上背部区域。腰椎骨116(包括椎骨L1-L5) 通常包括脊柱的腰部区域。骶骨118和尾骨119通常包括脊柱和尾骨的最下部部分并且包括融合的椎骨。
人体脊柱110的侧面或横向轮廓包括沿着背部长度的几条曲线，一般对应于五个区域。曲线的两个最突出的区域是胸椎114和腰椎116。胸椎 114通常遵循后凸形状(即前凹的曲率)。腰椎骨116通常遵循前凸形状(即向凹的曲率)。这两条曲线通常形成沿着脊柱的“S”曲线。
脊柱110的下部部分连接到骨盆120。骨盆120的顶部包括髂嵴124 以及骨盆120的底部包括坐骨结节122，如图2A-3B中所示，它是骨盆120 基部的最突出的一点。当处于就座位置下时，大部分乘员负载或压力从坐骨结节122引导到座垫。如稍后所论述的那样，取决于乘客的当前姿势，引导通过坐骨结节122的乘员负载量定可至少部分地将乘员负载通过背部转变到座椅靠背。
骨盆120可旋转地将脊椎110连接到股骨130的头部(顶部)，如图 2A-3B中所示。股骨130对应于人体的大腿区域。
人体的肌肉、肌腱、和骨骼在整个身体内链接，并在它们的运动和取向之间具有直接的运动学关系。具体地，肌肉、肌腱和骨骼将脊柱110骨盆120和股骨130的定位与彼此和身体的整体位置相关联。当脊柱110、骨盆120、或股骨130运动或旋转时，其它将相应地运动或将导致应力。因此，当身体(脊柱或身体其它区域)移动(或运动)时，曲线的这些区域可被突出或最小化。
例如，脊柱110的腰椎116的自然曲率在站立位置下为前凸的(类似于图1中所示的中间脊柱以及图2A中的部分骨骼100)。当身体移动到就座位置下时，曲线转变到更后凸的形状。更具体地，当身体从站立位置移动到就座位置时，大腿相对于躯干的角度减小，导致连接骨盆120和腰椎 116的韧带和肌肉发生应力。这导致髂嵴124在向后方向上旋转，减少下部背部(或腰椎116)的前凸形状。
当脊柱110从直立姿态到懒散姿势(如图2B中所示)之间转变时，可在身体的就座位置下看出类似的运动学关系。将骨盆120的坐骨结节122 向前(在向前的方向上，从“直立”态势移动到“懒散”姿势)移动将额外增加髂嵴124的后部骨盆旋转，并进一步增加腰椎116上的应力，导致前凸曲率继续减小以及下部背部转变到并采取后凸形状。
当在就座位置下身体从直立姿势转变到懒散姿势时，乘员负载将从坐骨结节122(施加负载到座垫上)转变到乘员的背部(施加负载到座椅靠背上)，从而改变将由座椅提供的所需支撑。在座椅内没有适当的轮廓和支撑的情况下，应力将继续增加。
在图2A-2C和图3A-3B中通过骨骼100示出骨盆角度和脊柱曲率之间的运动学关系。图2A，类似于图1，示出脊柱110和骨盆120处于“中立”位置下。胸椎114通常遵循后凸形状以及腰椎116通常遵循前凸形状。
图2B和图3A示出骨盆120向上旋转或倾斜，使得坐骨结节在向前方向上移动以及髂嵴124在向后方向上倾斜，模仿懒散姿势122。因此，腰椎 116从前凸形状(图2A)转变到后凸形状，胸廓115(肋廓)的底部向后旋转，以及颈椎112的前凸曲率变得更加明显。
相反，图2C和图3B示出骨盆120向下旋转或倾斜到更加直立位置下，这样坐骨结节122在向后方向上移动以及髂嵴124在向前方向上倾斜。因此，腰椎116的前凸形状被放大，胸廓115的底部向前旋转以及颈椎112 的前凸曲率减小。从懒散位置移动到直立位置将乘员负载从乘员的背部(施加负载到座椅靠背上)转变到坐骨结节122(施加负载到座垫上)。
这样，当身体在不同的姿势之间转变时，特别是在就座位置下，身体的多个不同区域都受到影响，从而导致身体应力的变化并改变所需的支撑类型和量。因此座椅必须相对于乘员的特定身体和就座身体的重量分布和曲率的变化来适应性调节。
可调节座椅的概述。
图4示出车辆20的示例性实施例，其可包括可调节的座椅30，以便给乘员以符合人体工程学的方式提供定制和可调节的支撑。车辆20可包括内部乘客隔间，其包括用于向乘员提供座位的车辆座椅。车辆座椅可以是可调节的座椅30。虽然在图4中示出四门轿车汽车，可调节的座椅30可在各种应用中使用，但是在任何类型的车辆内特别有用，诸如两门或四门汽车，卡车，越野车，货车，火车，船舶，飞机，或其它适合的车辆运输工具。甚至更优选地，多个可调节的座椅30可设置在车辆20内的各个位置处。虽然示出可调节的座椅30处于车辆20内，但可调节的座椅30可在多种设置中使用，包括作为独立的椅子或座椅。例如，可调节的座椅30可在办公室或家中使用。
根据如图5和图6中所示的各种实施例，可调节的座椅30可在车辆20 中使用，并根据所期望的样式可以以各种配置来设计。所述可调式调节的座椅30可设计成更传统的座椅设计，如图5中所示，或设计成替代的设计，如图6中所示。可调节的座椅30可配置成支撑处于各种不同位置下包括在车辆20内的乘员。
如前所述，人体的肌肉、肌腱、和骨骼相关联并对彼此具有很大程度的影响，特别是大腿(股骨130)，骨盆120和脊柱110之间。改变大腿和躯干之间的角度和位置改变腰椎骨116的前凸曲线以及腰椎116、肌肉和肌腱上的应力。为了适应身体内的高度连通性，可调节的座椅30还将座椅30 的各个部分链接和相关联到一起以模仿身体的运动学。所述可调节的座椅 30可根据当前的姿势调节成适应于背部的轮廓和/或支撑背部。当可调节的座椅30的部分被改变时，可调节座椅30的其它部分将相应地改变，并且可取决于可调节座椅30的其它部分的相对位置，以及乘员的体型和姿态。因此，可调节的座椅30可根据所需的用途、复杂性、成本和重量而包括一个或多个内部可调节的特征(在后面进行描述)。内部可调节的特征和组件可允许可调节座椅的相对尺寸和轮廓根据所需配置、乘员的喜好、乘员的体型、和乘员的当前姿势而改变。
可调节座椅30可根据乘员的任何姿势适应乘员的移动和负载分布。例如，可调节座椅30调节到各种姿势，包括直立姿势(其中脊柱通常遵循“S”曲线)或懒散姿势(其中脊柱通常遵循“C”曲线)。腰部支撑可取决于乘员的特定偏好和/或乘员体型另外微调，如本文进一步描述的那样。
可调节座椅的各个方面。
可调节座椅30通常包括座垫部分50，包括靠背42的座椅靠背部分40，和轮廓联动装置36。虽然不是必需的，但是可调节的座椅30可包括座椅框架32，座垫导轨24，阻尼系统，靠背42的上部锚固件44，座椅靠背部分 40的顶部部分72，以及允许调节可调节座椅30的其它部分的垫起(或加强)区域55。可调节座椅30的这些方面将在下面进行更详细地描述。
座垫部分，靠背和轮廓联动装置。
根据一个实施例，可调节座椅30可包括座垫部分50和座椅靠背部分 40，它们可以是可移动并可相对于彼此调节。座垫部分50可指代整个座垫或座椅底部或座垫的某一部分或区域。为了便于参考，座垫部分50在本文中被称为座垫50。座垫50可配置成在乘员之下(沿着大致水平平面)提供支撑。座垫50相对于座椅靠背40的定位可改变乘员可能需要得到支撑的方式和位置。座垫定位可包括前/后定位(例如，沿着x轴)，垂直定位(例如，沿着z轴)，和/或座垫50相对于座椅靠背40的旋转定位(例如，关于 y轴的转动角度)。为了使得座垫50移动，座垫可沿着可调节座椅30的座垫框架22移动或枢转。座垫框架22可位于座垫50内或之下。
座椅靠背部分40可指代整个座椅靠背或座椅靠背的某一部分或区域。为了便于参考，座椅靠背部分40在本文中被称为座椅靠背40。座椅靠背 40可配置成支撑乘员的背部(沿着大致垂直轴线)。座椅靠背40可包括各种不同的部分，包括靠背42(例如，如图6，图7和图9中所示)，其配置成支撑所述乘员的下部腰部部分(例如，靠背42提供腰部支撑)。靠背42也可相对于座垫50移动和可调节。靠背42可包括配置成面对所述乘员背部的乘员侧表面。靠背42的靠背轮廓直接涉及并适应于腰椎骨116的脊柱轮廓。因此，靠背轮廓可确定靠背42支撑乘员背部的方式(即如何)、多少、和位置。靠背曲率或轮廓例如可包括靠背的乘员侧表面相对于垂直轴线(例如，z轴)的轮廓角度，乘员侧表面相对于乘员侧表面标准位置的最大偏移(例如，腰部支撑的突出或沿着X轴弯曲的量)，和/或乘员侧表面的轮廓顶点的垂直高度。靠背42可横跨宽度和所述座椅靠背40高度的至少一部分，以提供完整的轮廓。
靠背42可包括下部座椅靠背动态表面轮廓或限定和成形靠背轮廓的挠性支撑结构43，例如如图20中所示。挠性支撑结构43可以是在座椅靠背 40的至少下部部分内(例如，在座椅靠背42内)的长的材料挠性片材或板材。挠性支撑结构43可沿着靠背42的高度和宽度延伸。虽然挠性支撑结构43示出在靠背42内，但是可以预期到等效的挠性支撑结构43可在可调节座椅30的其它部分中使用，包括但不限于座垫50或座椅靠背40的上部部分。挠性支撑结构43可附接到座垫50(例如通过轮廓联动装置36)，使得座垫50的移动可改变该挠性支撑结构43的形状从而改变靠背轮廓。
挠性支撑结构43可由各种顺应英性或挠性材料构成，包括但不限于尼龙塑料，聚合物，复合材料，具有基于金属结构的悬挂网格，或具有枢轴或联动装置的更刚性材料。挠性支撑结构43的特定区域可具有不同的顺应性或挠性，以获得沿着靠背42宽度和/或长度的不同程度的曲率。挠性支撑结构43可另外包括悬挂材料，例如弹性体材料。
如图9-11中所示，靠背42可包括上部锚固件44(如本文进一步所述) 和下部锚固件48以便相应地锚固靠背42的顶端和底端。下部锚固件48可在靠背42的底部处位于咬合线内、附近、或后面。根据一个实施例，下锚 48可以是沿着挠性支撑结构43的可枢转附接点，以便轮廓联动装置36附接到所述靠背42。
座垫50和靠背42可通过枢转或轮廓联动装置36机械地联接或链接到彼此，以允许靠背轮廓取决于、响应于、对应于座垫50的移动，由座垫50 的移动改变，并根据座垫50的移动进行调节。如图9中所示，轮廓联动装置36允许靠背轮廓链接到或相关联于座垫50的移动，从而允许座椅结构遵循并支持整个乘员就座移动中的腰骨盆和大腿对准。将靠背42枢转地链接到座垫50(例如通过轮廓联动装置36)增加座垫50相对于靠背42的自由度，并允许靠背42随着座垫50自由地移动。
如图9中所示，轮廓联动装置36可定位在可调节座椅30的后方区域内(例如，咬合线附近)。轮廓联动装置36可枢转地附接或链接到在轮廓联动装置36的一端部上的靠背42的底部部分或底部区域41(例如，在下部锚固件48处)和在另一端部上的座垫50的后部部分两者，以允许靠背 42和座垫50之间的运动。轮廓联动装置36到靠背42的下部锚固件48的可枢转附接允许调节座垫50而不会把不适当的应力施加到下部锚固件48 上。
轮廓联动装置36可以是单件或单个结构，或可包括可枢转地链接的多个组件。例如，轮廓联动装置36可包括到靠背42的下部锚固件48的可枢转链接和/或可包括座垫导轨枢轴53，其可枢转地附接到座垫导轨24(如图17中所示)。根据一个实施例，轮廓联动装置36可以是靠背42的一部分(例如，所述部分可被模制到一起)或轮廓联动装置36可以是附加组件。
轮廓联动装置36还可包括弹簧(未示出)以相关于座垫50的运动微调靠背轮廓。弹簧可将轮廓联动装置36附接到座垫50(例如，附接到座垫导轨24)。弹簧的顺应性可以改变，其可改变靠背42的刚度。例如，旋转拨盘(未示出)可用于卷绕或解绕弹簧。当弹簧被进一步卷绕时，弹簧的顺应性增加，这增加靠背42的刚度，并降低由于座垫50的运动而改变靠背轮廓的量(以及反之亦然)。
轮廓联动装置36因此将靠背42直接连接和关联到座垫50，以允许靠背42最佳地遵循座垫50的调节和运动，模仿人体的运动。例如，座垫50 可相对于靠背42在前/后方向、垂直方向、或旋转方向上进行调节。当座垫50在前/后、垂直、和/或旋转方向上运动时，所述轮廓联动装置36(其连接于附接到座垫50)可相应地旋转。由于轮廓联动装置36附接到靠背42，轮廓联动装置36从而可在轮廓联动装置36旋转(响应于座垫50相对于靠背42的运动)时因此施加和转移力到靠背42上。该施加的力由此可取决于座垫50的运动而改变靠背轮廓。由于挠性支撑结构43在靠背42内的挠性，靠背42的底部部分随着轮廓联动装置36的运动改变靠背42的曲率。
当座垫50正在移动(以及将力施加到靠背42的底部区域上)时，靠背42的上部区域(例如，上部锚固件44)可任选地固定在适当位置，以使施加到靠背42的底部区域(例如，下部锚固件48)上的力来改变靠背轮廓。根据另一个实施例，上部区域可移动以防止靠背轮廓由于座垫50的运动而改变。
根据一个方面，座垫50和靠背42的运动可模仿人体和人体特定身体轮廓的运动学运动，以根据乘员的具体体型和当前姿势提供适当的和最佳的支撑(例如，背部支撑)。因此，以与下部背部、骨盆120和股骨130在人体内直接相关联的同样方式，座垫50和靠背42可直接相关联。靠背轮廓可取决于座垫50相对于靠背42沿着前/后方向、垂直方向和/或旋转方向的运动和位置，受到所述运动和位置的直接影响，以及链接到所述运动和位置。例如，当骨盆120取向旋转到直立或懒散位置下时，在座垫50和靠背42之间的乘员负载分布改变。因此，座垫50可移动或移动成支撑骨盆 120，以及靠背轮廓可相应地改变以支撑乘员的背部。取决于乘员的大腿和躯干之间(以及座垫50和座椅靠背40之间)的当前角度，所述靠背轮廓和脊柱110可被动态地一起调节，从而将座椅运动关联到乘员的运动学运动。通过凭借座椅的轮廓和位置模仿人体运动学，座椅靠背40的轮廓将匹配乘员的背部轮廓，并且来自乘员负载的压力将更均匀地分布。
根据一个实施例，座垫50可根据乘员的喜好在前/后方向(例如，水平方向或沿着x轴)向前和向后移动。由于可调节座椅30的配置，靠背轮廓可相应地响应和调节以提供适当的支撑。例如，当座垫50向前移动(如图14A-14B中所示)时，大腿和躯干之间的角度的增加，以及骨盆使得躯干旋转到更懒散的姿势下。因此，骨盆120的髂嵴124在向后方向上旋转(如图2B中所示)，以及脊柱110的腰椎骨116的前凸曲率减小(以及甚至可采取后凸曲率)，将乘员负载从坐骨结节122偏移到乘员的背部。由于负载的偏移和曲率的变化，乘员所需的支撑也随之变化。因此，当座垫50 向前移动以及乘员负载从座垫50转变到座椅靠背40时，轮廓联动装置36 (和咬合线)随着座垫50向前移动，从而将靠背42向下“拉动”并进入可调调节座椅30的咬合线内。(备选地或附加地，当座垫50向前移动时，轮廓联动装置36可顺时针(相对于图9)旋转，导致在相同的最终效果。)这种运动降低靠背42相对于垂直轴线的轮廓角度，减小靠背42的最大偏移量，并降低靠背42的轮廓顶点的垂直高度，从而有效地使得靠背42平坦。座椅靠背40从而模仿腰椎116的平坦部分，以提供适当的支撑，而不是将前凸曲率强加到乘员的平坦背部上。
相反，当座垫50向后移动(如图15A-15B中所示)时，大腿和躯干之间的角度减小，并且骨盆朝向人体躯干移动到更为直立的姿势下。因此，骨盆120的髂嵴124在向前方向上旋转(如图2C中所示)，以及脊柱110 的腰椎骨116的前凸曲率变大，将乘员负载从乘员背部偏移到坐骨结节 122。由于负载的偏移和曲率的变化，对于乘员而言所需的支撑也随之变化。因此，当座垫50向后移动以及乘员负载从座椅靠背40转变到座垫50时，轮廓联动装置36(和咬合线)随着座垫50向后移动，从而迫使靠背42的底部部分向上和向外离开可调节座椅30的咬合线。(备选地或另外地，当座垫50向前移动时，轮廓联动装置36可逆时针(相对于图9)旋转，导致相同的最终效果)。该移动增加了靠背42相对于垂直轴线的轮廓角度，增加靠背42的最大偏移量，并提高靠背42轮廓顶点的垂直高度，从而有效地增加靠背42的轮廓和前凸曲率。乘员的增加的前凸曲率需要更多的腰部支撑，其由座椅靠背40提供，所述座椅靠背40相对于座垫50进行调节并模仿腰椎116的前凸曲线以提供适当的支撑。
备选地或者另外地，座垫50可根据乘员的喜好沿着旋转方向(例如，关于y轴)进行调节。由于可调节座椅30的配置，靠背轮廓可相应地响应并调节以提供适当的支撑。座垫50例如可围绕枢转点51枢转(如图9中所示)以便使得座垫50在关于y轴的任一方向上倾斜。例如，如图12A- 图12 B中所示，当座垫50朝向车辆的后部枢转或倾斜(即使得座垫前部向上旋转以及使得座垫后部向下旋转)时，大腿和躯干之间的角度减小，以及骨盆使得躯干旋转到更懒散的姿势下。因此，骨盆120的髂嵴124在向后方向上旋转(如图2B和图3A中所示)，以及脊柱110的腰椎骨116的前凸曲率减小(以及甚至可采取后凸曲率)，将乘员负载从坐骨结节122偏移到乘员的背部。由于负载的偏移和曲率的变化，对于乘员而言所需的支撑也随之变化。因此，当座垫50向后旋转以及乘员负载从座垫50转变到座椅靠背40时，轮廓联动装置36可顺时针(相对于图9)旋转，因此将靠背 42向下“拉动”并进入可调节座椅30的咬合线内。该移动减小了靠背42相对于垂直轴线的轮廓角度，减小靠背42的最大偏移量，并降低靠背42轮廓顶点的垂直高度，从而有效地使得靠背42平坦。座椅靠背40从而模仿腰椎116的扁平部分以提供适当的支撑，而不是将前凸曲率强加到一乘员的扁平背部。
相反，当座垫50朝向车辆的前方枢转或倾斜(即使得座垫前部向下旋转以及使得座垫后部向上旋转，如图13A-13B中所示)时，大腿和躯干之间的角度增加，以及骨盆使得躯干旋转成到更为直立的姿势下。因此，骨盆120的髂嵴124在向前方向上旋转(如图2C中所示)，以及脊柱110的腰椎骨116的前凸曲率增加，使得乘员负载从乘员背部偏移到坐骨结节122。由于负载的偏移和曲率的变化，对于乘员而言所需的支撑也随之变化。因此，当座垫50向前旋转以及乘员负载从座椅靠背40转变到座垫50时，轮廓联动装置36可逆时针(相对于图9)旋转，从而迫使靠背42的底部部分向上和向外离开可调节座椅30的咬合线。该移动增加了靠背42相对于垂直轴线的轮廓角度，增加靠背42的最大偏移量，并提高靠背42轮廓顶点的垂直高度，从而有效地增加靠背42的轮廓和前凸曲率。乘员的增加的前凸曲率需要更多的腰部支撑，其由座椅靠背40提供，所述座椅靠背40 相对于座垫50进行调节并模仿腰椎116的前凸曲线以便提供适当的支撑。
图16A-图16E示出座椅靠背40的靠背42和座垫50的不同位置的腰部轮廓。如图所示以及先前所述，座垫50的移动影响并对应于靠背42的移动。例如，图16A-图16D示出当座垫50在前/后方向和旋转方向上移动以及靠背42相应地移动时处于不同配置下的可调节座椅30的最后腰部轮廓。
图16A示出座垫50向后移动，以及座垫50的前部向下倾斜(位置92)。因为这两种运动增加靠背42的靠背轮廓(例如，腰部突出)，靠背42的轮廓随着乘员直立就座并返回到可调节座椅30内而增加，如先前所述。
图16B示出座垫50向前移动以及座垫50的前部向下倾斜(位置94)。靠背42的靠背轮廓比图16A略低，因为当乘员懒散时所述座垫50向前移动降低靠背轮廓(而座垫50的前部向下倾斜提高靠背轮廓)，如先前所述。
图16C示出当座垫50的前部向上倾斜(位置96)时座垫50向后移动。靠背轮廓比图16A略低，因为当乘员的大腿升高时座垫50向上枢转降低靠背轮廓(而座垫50向后移动提高靠背的轮廓)，如先前所述。
图16D示出当座垫50的前部向上倾斜(位置98)时座垫50向前移动。靠背轮廓小比图16A-16C，因为当乘员向前移动以及乘员的大腿升高时所述座垫50向前移动和座垫50向上倾斜这两者降低靠背轮廓，如先前所述。
图16E显示来自叠加的图16A-16D的每个腰部轮廓，以便比较靠背轮廓。位置92具有最高靠背轮廓，而位置98具有在座椅靠背40的靠背42 内的最低靠背轮廓。位置94和位置96根据乘员的喜好具有靠背42相对于座垫50的不同相对取向和位置或由相关于乘员体型和/或姿势的算法来确定。当可调节座椅30从位置92转变到位置96(通过使得座垫50向上倾斜，同时保持座垫50的前/后位置)，来自乘员的负载至少部分地从座垫50转移到座椅靠背40。这一转变将法向力在乘员和可调节座椅30之间更均匀地分配。
备选地，根据另一实施例，座垫50可仅部分地随着靠背42调节。例如，为了降低可调节座椅30的复杂性，成本，或重量，座垫的仅沿着前/ 后方向，垂直方向，或在旋转方向的移动可配置成是可调节的并影响靠背轮廓。
各种机构，连同轮廓联动装置36一起或在轮廓联动装置36内，也可在可调节座椅30内使用以便将座垫50和靠背42的相对移动，定位，和曲率相关联、处理和调节。例如，机械联动装置，电动马达，活塞，弹簧，凸轮，和/或螺旋驱动器可用于驱动系统。
可调节座椅30可包括各种其它组件和机构以便根据所需的配置和乘员身体来调节可调节座椅30的其它部分。例如，图17示出可调节座椅30内的组件的部分如何适配与相互作用在一起以允许座垫50和座椅靠背40彼此独立地和彼此依赖性地在各种配置、位置和曲率方面进行调节的分解视图。此外，整个可调节座椅30可相对于车辆20进行调节。
座椅框架。
为了支持和增加可调节座椅30的结构性能，并且为了给可调节座椅30 的各种组件提供支撑结构，以便沿其移动或附加到其，可调节座椅30可以座椅框架32。例如，靠背42和座垫可相对于座椅框架32移动。座椅框架 32在可调节座椅30内可为倒置的“Y”形状，以便支撑座椅靠背40和座垫 50两者。倒置的“Y”的顶部部分可居中定位在座椅靠背40(例如，座椅靠背40的“后部脊柱”)内并沿着所述座椅靠背40延伸，如图8和图17中所示。倒置的“Y”的底部部分可在座垫50的下方延伸，并且根据所需配置可以是从“脊柱”向前延伸并且间隔开的两个对角或平行部分，结构或支撑杆 33。框架32可由各种材料制成，包括但不限于金属，复合材料，混合金属复合结构，或聚合物。
座椅框架32可提供锚固点和结构来使得座椅靠背40(或座椅靠背40 的部分，诸如靠背42)一起移动。例如，座椅框架32可提供适于靠背42 的上部锚固件44(如图18中所示且本文中进一步描述)和/或下部锚固件 48的导向件45(诸如凹道，轨道或导轨)以便锚定和/或一起移动来调节靠背42。
座椅框架32可允许整个可调节座椅30能够相对于车辆20移动。因此，如图7，图9，和图17中所示，座椅框架32可移动地附接或链接到至少一个座椅导轨34以使可调节座椅30的前/后进行调节。座椅框架32(以及因此整个可调节座椅30)至少在水平方向上(例如，在沿着x轴的前/后方向上沿着座位导轨34进行调节、引导或移动。根据一个实施例，座椅框架32 的底部部分(例如，在座垫50下方的基本水平的支撑杆33)可附接到座椅导轨34，如图7和图17中所示。任选地，座椅导轨34可在垂直方向上沿着所述座椅框架32沿着座椅靠背40向上延伸。座椅导轨34可包括轨道，导轨，凹道，过道，沟槽，直线运动装置，活塞，皮带，链条和/或齿轮，以提供适于座椅框架32直线运动的机构。
根据一个实施例，座椅导轨34可以是水平的，使得所述座椅框架32 仅在水平方向上进行调节。根据另一实施例，当座椅框架32在水平方向上移动时，座椅导轨34可允许座椅框架32在垂直方向上进行调节。因此，座椅导轨34可至少稍微成角度和/或弯曲(相对于车辆20的地板)。例如，座椅导轨34可在前部稍微向上倾斜以及在后部稍微向下倾斜以便适应乘员的身材。当座椅框架32向前移动时，倾斜的座椅导轨34引导座椅框架32 以便也略微向上移动，以适应和抬起较矮的乘员并将乘员更靠近方向盘定位。该机构可与前/后和垂直运动相关的以便降低可调节座椅30的质量，成本和复杂性。
为了支撑可调节座椅30并将可调节座椅30连接到车辆的地板，座椅导轨34可附接到或定位到立管38上，如图6，图7，图9和图17中所示。立管38可位于可调节座椅30的任一侧上以便与两个座椅导轨34对应，但是可预期到其它配置(诸如一个大的立管)。
根据一个实施例，立管38可移动地附接到车辆地板，以允许整个可调节的座椅30相对于车辆20来垂直地调节。升降机构可与立管38结合以移动可调节座椅30。升降机构可均匀地调节可调节座椅30的高度，或者可以只升降可调节座椅30的部分(例如，后部或前部)，其可允许可调节座椅 30以成一定角度的方式被升降。备选地，立管38可具有在座位导轨32和车辆20之间的固定连接。
座垫导轨和框架。
所述座椅框架32还可制成座垫50，并允许座垫50相对于座椅框架32 移动。例如，座垫50可具有沿着座垫的底部部分的座垫导轨24。座垫导轨 24可使得座垫50能够在旋转方向该、前/后方向、和/或垂直方向上进行调节。如本文进一步描述的那样，座垫50的运动可导致靠背轮廓上的变化。因此，轮廓联动装置36可以可移动或可枢转地附接到座椅导轨24的后部部分，以提供到靠背42的连接。
为了允许座垫50相对于所述座椅框架32在旋转方向(例如，沿着y 轴)上移动、旋转、或枢转，座椅导轨24可通过枢轴点51可枢转地附接到座椅框架32的底部支撑杆33，如图9和图17中所示。座垫50可相对于座椅框架32围绕枢轴点51在任何一个方向上枢转或倾斜。座椅导轨24可定位在座椅框架32的支撑杆33的内侧或外侧上并连接到所述内侧或外侧。
为了允许座垫50相对于座椅框架32沿前/后方向(例如，沿着x轴) 移动，座椅导轨24可包括附接到座垫50底部部分的滑动机构26，如图17 中所示。滑动机构26可配置沿着座垫导轨24的内侧或外侧滑动以调节座垫50的前/后位置。
为了允许座垫50在垂直方向上(例如，沿着z轴)相对于所述座椅框架32移动，座椅导轨24可包括升降机构。根据一个实施例，每个滑动机构26可包括在任一侧(例如，前部和后部)上的升降联动装置27，如图 17中所示，以相对于所述座椅框架32和靠背42升高和降低座垫50。升降联动装置27可至少部分地在座垫50内。升降联动装置27可移动地附接到滑动机构26的水平臂构件的任一侧。为了使得座垫50进一步旋转，前部和后部的升降联动装置27可独立地调节。然而，可预期到也可以使用其它升降机构。
座垫框架22可附接或链接到滑动机构26或升降联动装置27，并且可包括座垫50，泡沫，装饰品和/或弹性体悬挂。座垫框架22可给座垫50提供支撑。
阻尼系统。
可调节座椅30可包括阻尼系统，用以消散任何冲击，并在整个可调座椅30内提供一种悬挂，诸如像悬挂(或悬架)系统54和/或吸震联动装置 56(如本文进一步描述的那样)。然而，为了降低可调节座椅30的成本、重量和/或复杂性，可调节座椅30可以不具有阻尼系统，或者可以包括各种其它的阻尼组件，包括但不限于，更多的泡沫，某些几何设计(包括弹簧，诸如板簧或螺旋弹簧)，或其它负载或冲击消散材料以便降低颠簸量。例如，可调节座椅30还可包括座椅悬挂材料，诸如像编织到尼龙或聚酯材料内的弹性体材料。
根据一个实施例，可调节座椅30可包括悬挂系统54，其可位于座椅框架32，座垫50，座垫框架22，和/或座椅导轨24的下面或其内，如图7中所示。该悬挂系统54可以是弹性体，以及备选地或另外地可用座椅靠背40 定位。
根据另一个实施例，可调节座椅30可任选地包括减震联动装置56，以吸收或阻尼负载，管理冲击负载，以便吸收来自乘员施载或车辆移动的颠簸，并提供减震。如图7和图9中所示，减震联动装置56可位于座椅框架 32的下方和/或座垫50和座椅靠背40的下方和/或其内。减震联动装置56 可位于咬合线的下方(如图9中所示)和/或座垫50的下方(如图7中所示)，以允许乘员偏转阻尼。
减震联动装置56可附接到可调节座椅30内的各种不同的组件，包括座垫50，靠背42，顶部部分72，座椅靠背40，或轮廓联动装置36。因为大量冲击或力被引导到轮廓联动装置36，减震联动装置56可附接到轮廓联动装置36的底部部分或附接在座椅导轨枢轴53和下部锚固件48之间的连接点处。减震联动装置56还可在减震联动装置56的另一端部处连接到车辆地板。
减震联动装置56可包括各种机构，包括但不限于：阻尼器，活塞，驱动器和致动器。减震联动装置56可以是弹簧加载的，气动驱动的，或机电致动的以减轻脊柱负载。减震联动装置56也可由能够吸收移动或颠簸的悬挂材料制成。
减震联动装置56可完全或部分地依赖于座垫50和靠背42的运动并且可设计成不妨碍它们的相应运动。根据一个实施例，减震联动装置56可自由浮动，直到可调节座椅30的位置(相对取向方向和曲率)已被设定。在该点之后，减震联动装置56可用作可调节座椅30内的阻尼器以便用作悬挂并减少传递到乘员的颠簸量。
此外，减震联动装置56在发生事故的情况下会是非常有用的。在发生后方碰撞的情况下，例如，减震联动装置56可操纵整个可调节座椅30的位置和轮廓以便将使得乘员进一步陷入到座椅内。例如，附接到轮廓联动装置36的减震联动装置56可向下移动，以便将轮廓联动装置36以及因此座垫50和座椅靠背40两者向下拉动以便使得靠背42变平。这种运动将乘员进一步拉回到座椅内，使得乘员减速，并给上颈部和颅骨后部提供额外的支撑。
在发生前方碰撞的情况下，减震联动装置56可用于使得整个可调节座椅30或座椅框架32在轿厢内向后倾斜以便将乘员包裹在或搁置在座椅内。这种运动可阻止乘员摔下(在安全带下方或方向盘下方滑动)。备选地或另外地，座垫框架22和/或座椅框架32可包括一个结构，其稳定可调节座椅 30并防止摔下。所述结构可以是各种结构或机构，包括但不限于横梁或正方形、聚合物或复合结构，以协助分配负载。这种稳定结构可将乘员负载的负载分布引导到立管38，座椅框架32，和/或任何外部构件内。
靠背的上部锚固件。
根据一个实施例，可调节座椅30可允许靠背轮廓与座垫50的运动无关地且谨慎地调节。例如，上部锚固件44可以各种不同的方式将靠背42 的挠性支撑结构43的上部区域39附接到座椅框架32。上部区域39可在附接点61处附接到所述座椅框架32。上部锚固件44(和附接点61的位置) 可相对于所述座椅框架32是固定的，部分可调节的(例如，可旋转的，如图10中所示)或者完全可调节的(例如，可旋转和可滑动，如图11中所示)。上部锚固件44相对于下部锚固件48的调节(例如，改变挠性支撑结构43的上部区域39和座椅框架32之间的附接位置)与座垫50的任何运动无关地改变靠背轮廓。例如，当上部锚固件44运动时，靠背42可弯曲或延伸以改变靠背轮廓。通过使得上部锚固件44沿着座椅框架32垂直地枢转或移动，靠背42的轮廓可以改变，增强，或减少，而不需要对座垫50 进行调节。
如图10和图11中所示，为了使得靠背42变平到相对平坦的靠背80，上部锚固件44可沿着所述座椅框架32旋转和/或向上动，从而改变靠背轮廓并降低靠背42的轮廓。备选地，靠背42的轮廓可通过沿着所述座椅框架32向下旋转和/或拉动上部锚固件44而突出成具有前凸形状的相对轮廓的靠背90。
根据如图10中所示的一个实施例，上部锚固件44可上下枢转以便移动附接点61的位置，但是可沿着所述座椅框架32的长度固定。根据如图 11中所示的另一实施例，上部锚固件44可另外在座椅框架32内的导向件 45内或沿着导向件45移动或滑动以及上下枢转以改变靠背42的轮廓。例如，上部锚固件44可包括并且可定位在上部锚固件轨道滑动件46上，所述滑动件46可至少部分地沿着座椅靠背40的长度移动。枢转机构和滑动机构两者可允许改变靠背42的轮廓。通过具有上部锚固件44和上部锚固件轨道滑动件46两者，可操纵顶点60的弯曲程度和位置两者。
可根据乘员的体型、姿态，和/或支撑偏好需要改变轮廓顶点60的垂直高度(沿着靠背42长度的轮廓顶峰高度)以便将顶点60与乘员的脊柱弯曲顶点对准。轮廓顶点60的位置可通过各种机构上下移动。例如，上部锚固件44和/或上部锚轨道滑动件46可用于调节顶点60的位置。图11示出当靠背42的上部部分向上移动、扭曲或枢转时靠背42具有高的顶点62，而当靠背42的上部部分向下移动、扭曲或枢转时靠背42具有低的顶点64。当上部锚固件44和/或上部锚固件轨道滑动件46移动时，靠背42的顶点 60的位置可被动地操纵。备选地或另外地，顶点60的位置可通过诸如马达或活塞的机构主动地操纵以便沿着靠背42的某些区域推动，从而沿着座椅靠背40向上或向下移动曲线。根据一个实施例，具有弹簧加载的附件的螺旋驱动机构可用于调节顶点60的位置并考虑动态颠簸或冲击震动。
锁定机构(未示出)可任选地与靠背42的上部部分(例如，与上部锚固件44，上部锚固件轨道滑动件46，下部锚固件48)集成以便保持靠背 42的定位和轮廓。例如，当座垫50移动时，锁定机构可锁定上部锚固件 44，使得座垫50的运动被传递到靠背42以改变靠背轮廓。为了最大限度地减少靠背轮廓的变化，上部锚固件44可被解锁。此外，当上部锚固件44沿着座椅框架42移动时，下部锚固件48和/或轮廓联动装置36可被锁定，以防止靠背移动转移到座垫50。上部锚固件44和上部锚固件轨道滑动件 46可根据移动性和挠性的所需程度(例如，移动性或旋转性的大小和程度) 来设计。
调节座椅靠背40的轮廓而不改变座垫50的位置对于微调调节是特别有用的，以形成相对于乘员脊柱110的更加定制的曲率。这些微调的调节可由乘员手动和/或通过算法(如本文进一步所述)控制。例如，将座垫50 向前移动通常降低座椅靠背40内的曲率程度，如前面所论述的那样。然而，乘员可能希望座垫50向前移动以及在座椅靠背40内的较高程度的曲率背面40。因此，乘员可保持座垫50的位置，同时通过减小上部锚固件44的高度来增加座椅靠背40的曲率。同样的概念可应用于可调节座椅30内的其它调节。
备选地或另外地，顶点60相对于乘员背部的相对位置也可通过使得乘员相对于座椅靠背40移动来调节。例如，基于乘员的身高，座垫50可通过升降联动装置27相对于座椅靠背40垂直移动以便将座椅靠背40与沿着乘员背部的轮廓正确地对准。当座垫50沿着座椅靠背40以便对准时，靠背42的轮廓可保持相同，其中轮廓沿着所述乘客的背部下降。如果乘员相对较矮，可能优选的是将座垫50沿着靠背42的长度定位地更高。相反对于相对较高的乘员而言，可能优选的是将座垫50沿着靠背42的长度定位地更低。当座垫50垂直移动时，由于靠背42的轮廓，靠背42和座垫50 之间的水平距离将随着座垫50的高度的变化而变化。此外，座垫50可通过滑动机构26和座垫导轨24相对于所述靠背42水平和旋转地调节，如本文进一步所述。
座椅靠背的顶部部分。
根据一个实施例方案，座椅靠背40可进一步包括顶部部分72，其相对于所述靠背42的挠性支撑结构43可定位在上方和可移动。上部座椅靠背或顶部部分72也可被调节以便适配、适应和正确地支撑乘员的上部背部，肩部(包括胸椎114的区域)，和颈部(包括颈椎112的区域)的轮廓和位置。顶部部分72可对应于上部胸椎的中心区域，并可包括头枕74和肩部垫起物76(肩部垫起物76也可以独立地枢转，如后面述)。顶部部分72 可通过各种调节机构附接到座椅框架32，包括但不限于缆绳系统，螺旋千斤顶，轨道，或线性运动系统。
顶部部分72可沿着座椅框架32相对于靠背42纵向或垂直地偏移以便调节乘员高度或身材或适于就座高度变化。通过调节顶部部分72的高度，座椅靠背40的上部轮廓可以调节成适配胸椎114的后凸形状和位置，而座椅靠背40的下部轮廓(例如，靠背轮廓)可调节适应于腰椎骨116的前凸形状和位置(或曲率的任何变化，如先前所述)。座椅靠背40(顶部部分 72和靠背42两者)的轮廓可通过各种机构进行调节，包括但不限于气动气囊系统，缆绳，活塞，螺旋千斤顶，和/或马达。顶部部分72和靠背42之间的交叉点可调节成与乘员的上部背部和下部背部的交叉点相对应。
靠背42和顶部部分72可交叉的区域可与胸椎114的下部部分(大约椎骨T9-T12)对应，其是比较平坦的，因为乘员的背部从后凸形状转变到前凸形状。因此，靠背42和顶部部分72之间的交叉区域相比于周边轮廓也是相对平坦的以便模仿人体。
顶部部分72可作为一个单元移动，同时给头部(通过头枕74)，肩部 (通过肩部垫起物76)，和颈部(通过颈部支撑件68)提供支撑。顶部部分72可沿着导向件或轴71移动以增加或减少座椅靠背40的高度。如图18 中所示，顶部部分连接机构70，诸如伸缩机构73和枢轴75，可允许顶部部分72的位置和取向(例如，高度和/或角度)沿着座椅框架32相对于靠背42进行调节。
例如，当顶部部分72沿着轴71上下移动时，伸缩机构73可允许顶部部分72搭迭到靠背42的后面。通过搭迭到靠背42的后面(或前面)，顶部72可垂直移动，而不会影响座椅的轮廓背面40，并且可与靠背42形成无缝的轮廓，以便对于乘员的上部背部而言提供最佳的舒适性和支撑。例如，如图18中所示，顶部部分72可向下偏移，并搭迭到靠背42的后面，以适应较矮的乘员。这将头枕74、肩部垫起物76和座椅靠背40的轮廓与相对较矮的乘员的背部正确地对准。相反，对于相对较高的乘员而言，顶部部分72可向上偏移以便暴露靠背42后面的额外材料，并给乘员提供足够的座椅高度和正确的轮廓定位。
如图9和图18中所示，顶部部分72可包括枢轴75，以允许顶部部分 72的取向随着可调节座椅30的取向和配置而变化。座椅框架32的顶部部分，其可容纳座椅靠背40的顶部部分72，可围绕枢轴75相对于座椅框架 32的其余部分枢转以便移动顶部部分72。
根据另一个实施例，顶部部分72可使用仿生学来调节取向和配置。例如，如图19中所示，顶部部分72可具有前侧82和后侧84，它们具有不同的长度。不同长度的多个连接件或条带86可将前侧82连接到后侧84，以允许每一侧操纵另一侧。条带86可由此响应于改变后侧84的轮廓而改变前侧82的轮廓(以及反之亦然)。因此，当顶部部分72的一侧被向上或向下推动时，相反侧的取向和形状将通过由条带86传递的力而变化。该机构还可在可调节座椅30的其它部分中使用，诸如在靠背内42内使用。虽然图19中示出一个配置，但是使用仿生学可预期到其它配置。
各个顶部部分连接机构70(例如，伸缩机构73和枢轴75)也可允许根据可调节座椅30的其余部分调节顶部部分72。该调节通过保持正确的眼睛角度可给乘员提供最佳可视性，而不需要乘员将上半身施以应力。例如，当座椅靠背40倾斜时，乘员的上部背部(包括胸椎114，颈椎112，和颅骨)可能需要不同的支撑，以仍然允许乘员看到车辆20的外部。当座椅靠背40倾斜时，顶部部分72可向前枢转(绕枢轴75，相对于所述靠背42) 以支撑乘员的上部背部。枢轴75可通过各种不同的机构自动地和/或手动调节，包括但不限于齿轮，联动装置，电动马达，活塞(包括气动的或液压的)，或线性运动系统。
为了进一步改进顶部部分72将乘员的上部背部相对于可调节座椅30 的其余部分自动找平，顶部部分72可通过使用陀螺仪或加速度计闭环控制反馈电路进一步增强，以自动检测可调节座椅30和/或车辆20的位置，并相应地做出响应。
如图6和图7中所示，顶部部分72还可包括在顶部部分72的中心区域中的脊柱浮雕切口或凹槽78，以便对应于并提供最佳的肩胛骨之间的乘员背部区域。
顶部部分72可包括头枕以便支撑乘员的头部。联邦法律要求头枕必须在发生事故的情况下停止头部加速。改善头枕的这种安全性的方法之一是使头枕更靠近头部。头枕74的颈部支撑件68补足颈部和头部的曲率，以允许头部更靠近头枕定位。例如，顶部部分72的颈部支撑件68可包括前凸曲线以便补足和制成颈部(和颈椎112)。头枕74的上部部分可具有后凸曲线(头枕74的前凸曲线)以便包住颅骨。
为了使得头枕74进一步朝向颅骨，头枕74还可具有额外的切口或凹槽79，如图6和图7中所示。凹槽79可容纳来自乘员头部的向后突起，诸如帽子或者类似马尾的某些发型以便可以防止头部完全搁靠在头枕74上。
垫起区域。
可调节座椅30可进一步包括沿着可调节座椅30的各部分55的可调节的垫起区域，以便给乘员提供横向支撑并支撑和适配可调节座椅30内各种体型。例如，可调节座椅30可包括垫起区域55，诸如肩部垫起物76，侧部垫起物49和座垫垫起物52，其可允许调节可调节座椅30的高度和/或宽度。例如，垫起区域55可以是可调节的，以符合乘员的宽度。垫起区域55 相对于座垫50和/或座椅靠背40的角度位置可与靠背轮廓和座垫位置无关。
肩部垫起物76可用于沿着脊柱(具体椎骨T1-T8)和肩胛(肩胛骨) 支撑乘员。肩部垫起物76也可被拉回或缩回，以消除或减少肩部支撑，以便如果需要给予乘员更多的地方或空间。侧部垫起物49可用于沿着脊柱(特别是通过椎骨T6-T12)和胸廓支撑乘员。座垫垫起物52可用于支撑乘客的下半身以及控制腿向外张开。
为了适应不同尺寸(高度和宽度)的乘员和就座偏好，垫起物可与座椅靠背40或座垫50无关地垂直和水平地调节或适应性改变。由适于横向支撑的垫起物区域55提供的挠曲或阻力的量的也可被调节。各个垫起区域 55可将座椅框架32用作附接或枢轴点以便增加或减小垫起物区域55和座椅框架32之间的角度，以便改变横向支撑以及乘员空间的量。垫起区域55 可另外沿着座椅框架32和/或座位导轨34垂直或水平地移动。
如图9和图18中所示，垫起物可通过各种机构来调节，包括联动装置 58。联动装置58可包括各种机构，包括但不限于致动器，活塞，阻尼器，和驱动器。联动装置58可允许垫起区域55横向调节或枢转以便容纳更宽或更窄的乘员。联动装置58例如可以是弹簧加载的，气动驱动的，或机电致动的以给处于所需和可定制的位置下的乘员提供适当的支撑。阻尼量的弹簧刚度可通过磁流变流体或机电地进行控制。
垫起物还可包括传感器142(诸如压力传感器，加速度计，或陀螺仪传感器)，以便创建反馈环路，以便根据车辆20的当前取向、运动量和运动方向主动地改变由垫起物施加的支撑或力的量。例如，在可调节座椅30或车辆20的垫起物或其它区域内的传感器142和电路可检测车辆20的动态运动程度(诸如俯仰和偏航)。如图21中所示，来自传感器142的所感测到的信息(例如，车辆20的取向和运动)可被发送到处理器144，其可导致驱动器146来调节可调节座椅30。因此，由垫起区域55提供的符合顺应性或支撑的量可与动态运动的量相关。垫起区域55可利用各种电路或处理器基于所述车辆20的动态运动来调节垫起区域55的顺应性。
在移动时，垫起区域55可提供更多的支撑以形成所述乘员和可调节座椅30之间的动态相互作用以便提高车辆20的控制。例如，当车辆正在急转弯时，联动装置58可增加力或支撑的量，所述力或支撑可施加以便允许乘员使用侧部垫起物49撑靠他或她的胳膊腿和/或躯干。
备选地，在车辆不移动或缓慢移动且需要或期望更少的横向支撑时，垫起区域55可更(或完全)顺应，以允许乘员自由地在可调节座椅30内移动。例如，联动装置58可允许侧部垫起物49或肩部垫起物76横向或垂直地移动，以允许乘员容易进出座椅，并从乘员的入口和出口路径移除垫起区域55。
此外，垫起区域55可包括气囊(未示出)，其具有缓冲作用以增加可调节座椅30的安全性。
根据一个实施例，垫起区域55可以是模块化的或可分离的，使得所述可调节座椅30可根据所需的复杂性、成本和重量构建有或不构建有垫起区域55。备选地，垫起区域55可定位在可调节座椅30上，但可具有不同程度的可调节性(即，不可调节的，部分可调节的，或完全可调节的)。例如，垫起区域55可仅随着可调节座椅30移动而移动或可另外独立地移动，如先前所述。
微调调节。
可调节座椅30的各个组件可独立地和谨慎地进行调节以提供微调调节 (例如，相关联于或调节各个座椅组件的定位和曲率)。这些微调调节可由乘员根据乘员的所需配置直接和手动调节，或由可调节座椅30自动调节。例如，根据一个实施例，可调节座椅30可包括传感器142，电子电路(未示出)，处理器144，以便检测并根据乘员的特征(例如，所检测到的身高，体重，或当前姿势)相应地调节可调节座椅30的各个组件。如图21中所示，来自传感器142的所感测到的信息(例如，关于乘员的特征)可被发送到处理器144，其可导致驱动器146来调节可调节的座椅30。可使用或采用常规系统以便用于检测和调节组件。
各种调节可根据乘员的特征独立地微调。例如，靠背轮廓，垫起区域 55，顶部部分的位置和取向，以及整个座椅的位置和取向可独立地微调。根据一个实施例，并且如本文进一步描述的那样，靠背42的上部区域(例如，上部锚固件44)的附接位置可与座垫50的移动无关地调节，从而改变所述靠背轮廓。
可调节座椅30可进一步包括运动模式或算法，以便根据乘员特征自动地和准确地调节可调节座椅30的各个组件。例如，该算法可表示基于各种因素的就座位置的数学优化。该算法可用于相对于乘员特征检测座椅机械的配置并相应地使用其它控制器件(电子或机械的)来调节座椅的配置。该算法可任选地是完全机械的，其中座椅的运动机械地对应于算法或基于可调节座椅30的相对几何形状。不通过算法，座椅靠背40的运动可完全机械地取决于座垫50的运动。然而算法微调座椅靠背40和座垫50之间的运动关系以便进行更加符合人体工程学的调节。
根据一个实施例，该算法可控制座椅靠背40和座垫50之间的调节或运动的相对速率，以便获得可调节座椅30的优化调节以及以便抵消从不同姿势之间的身体自然转变所造成的应力。例如，该算法可改变靠背轮廓随着座垫50运动的运动速率。座垫50和靠背42之间的运动可由算法自动组合以形成所得的靠背42的最佳调节。该算法可在“理想的窗口”内工作，以正确地关联靠背42和座垫50。例如，当座垫50被调节时，靠背42可在一定范围内移动。然而，可在靠背42和座垫50之间存在最佳布置，其可进一步相关联于或取决于乘员的特定身体，该算法可有助于进行促进。因此，微调的调节可取决于可调节座椅30内的多个组件以及乘员。
该算法可根据乘员的特定身体控制运动速率。更具体地，该算法可将运动的相对速率，乘员的体重，身高，和/或当前姿势(其可以被输入或由可调节座椅30自动地检测)相关联。例如，如果垫50在某一方向上移动，则算法将根据特定协议自动地调节靠背42，基于所述协议通常会发现适于乘员特定身体(体重和身材)的最佳配置。如果乘员具有特定的高度或身材，则腰部可具有最佳位置，该算法将调节所述可调节座椅30。如果乘员较矮，则该算法可以自动地改变靠背轮廓，以允许靠背42的顶点与乘员的背部正确地对准。
通过将特定的座位配置对应于当前乘员的某些特征，该算法也会考虑到可能会影响就座偏好的其它变量，包括乘员的性别或乘员的身高和体重之间的关系。该协议可基于实验数据，并且可使用根据调节或配置最有利于给不同的体型提供额外的舒适度和/或支撑的参考表。该算法可另外存储关于乘员的就座偏好的信息。
通过控制适于座椅靠背40和座垫50的调节的相对速率，可对身体沿着可调节座椅30的压力传递进行控制，以便在调节期间获得沿着乘员身体的一致和持续的压力以及更均匀地分布乘员的剪切载荷。通过该算法，可调节座椅30和人体的运动可被优化和相关联。不通过算法，座椅靠背40 相对于座垫50的运动可以是机械依赖性的，而不是根据乘员的特定身体进行优化。该算法可另外控制座椅的“微调”调节以便优化到乘员身体的精确曲率和定位。
当座椅30被调节时，通过至少部分地平衡在每个位置内的所有压力，该算法可另外获得“零重力”的感觉。例如，乘员可至少部分地向后倾斜到可调节的座椅30内以便当负载被转移时实现相等的压力。
可调节座椅的其它特征。
当可调节座椅30的各个组件移动时，整个可调节座椅30的结构可以垂直和/或水平地相对于车辆20移动以便补偿或对抗各种调节(诸如垂直地移动座垫50)，并确保或维持乘员相对于车辆20的正确定位。
根据一个实施例，传感器142也可在可调节座椅30内用于检测可调节座椅30的总体方向，以便给乘员提供最佳视角。例如，传感器142可检测到车辆20沿着非常陡峭的山向上移动。如图21中所示，来自传感器142 的所感测到的信息(例如，可调节座椅30的整体取向)可被发送到处理器 144，其可导致驱动器146来调节可调节座椅30。因此，可调节座椅30(或可调节座椅30的部分)可以倾斜以允许乘员看到车辆20的外部。
根据另一个实施例，为了降低可调节座椅30的复杂性、成本、和/或重量，只有较低的区域(座椅靠背42和座垫50)可相对于彼此调节，以及可调节座椅30的另一个组件诸如顶部部分72可以固定。
各个机构可用于连接可调节座椅30内的不同组件。例如，销或螺栓可被插入以便可移动或可枢转地连接某些组件，诸如将座椅导轨24连接到座椅框架32或将轮廓联动装置36连接到座垫导轨24和靠背42。
为了将可调节座椅30的各个组件相对彼此(例如，使得座垫50和靠背42、上部锚固件44沿着座椅框架32等)移动，所述组件可机械地或电动地移动。此外，传统的结构，诸如马达(未示出)，可用于或适用于使得组件相对于彼此移动。
如本文中所用，术语“大致”，“约”，“基本上”以及类似术语旨在具有由本公开主题所属领域内的那些普通技术人员的公知和可接受的用法一致的宽泛含义。应当由阅读本公开内容的本领域内的那些技术人员理解的是这些术语旨在允许对所述的某些特征进行说明而并非将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。因此，这些术语应当被解释为指示所述主题的非实质性或无关紧要的修改或改变且被认为是本公开的范围之内。
本文所公开的实施例提供可调节的座椅，以定制地适配具有可调节尺寸和轮廓的乘员。除了在附图中所示和在上面的描述中所述的那些实施例之外，也可以预期到本发明的其它实施例。例如，本发明一个实施例的任何单个特征可在本发明的任何其它实施例中使用。
本公开可设想到用于实现各种操作的方法、系统和在任何机器可读介质上的程序产品。本公开的实施例可使用现有的计算机处理器来实现，或者通过适于适当系统的针对这个或其它目的并入的特定用途的计算机处理器来实现，或通过硬线系统来实现。在本公开范围内的实施例可包括程序产品，其包括用于载有或具有存储于其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是任何可用的介质，其可由通用目的或专用目的计算机或具有处理器的其它机器访问。通过实例的方式，这种机器可读的介质可包括RAM，ROM，EPROM，EEPROM，CD-ROM或其它光盘存储器，磁盘存储器或其它磁存储设备，闪存，或任何其它介质，所述介质可用于载有或存储所需的为机器可执行指令或数据结构的程序代码且其可由通用目的或专用目的计算机或具有处理器的其它机器访问。当信息通过网络或另一通信连接(硬连线，无线，或硬连线或无线的组合) 传送或提供到机器时，机器适当地将该连接视为机器可读介质。因此，任何这样的连接被适当地称为机器可读介质。以上各项的组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行的指令例如包括下述指令和数据，其导致通用目的计算机、专用目的计算机或专用目的处理机器执行特定的功能或功能组。
鉴于本发明的本公开内容，本领域内的技术人员将理解的是在本发明的范围和精神内可存在其它实施例和变型。因此，在本发明的范围和精神之内由本领域内的技术人员从本发明获得的所有变型都作为本发明的进一步的实施例而被包括在内。

Claims (15)

1.配置成支撑车辆内乘员的能够调节的车辆座椅，其包括：
座垫部分；
座椅靠背部分，其包括能够相对于座垫部分移动的靠背；
轮廓联动装置，其链接到座垫部分和靠背，其中轮廓联动装置配置成在座垫部分相对于靠背在前/后方向、垂直方向、和旋转方向中的至少一个方向上移动时将力施加到靠背上，
其中靠背配置成使得靠背轮廓基于由轮廓联动装置响应于座垫部分相对于靠背的移动施加的力而改变，
其中被改变的靠背轮廓包括靠背的乘员侧表面相对于垂直轴线的轮廓角、乘员侧表面相对于乘员侧表面的标准位置的最大偏移、以及乘员侧表面的轮廓顶点的垂直高度中的至少一个,
其中所述轮廓联动装置定位在车辆座椅的咬合线附近，
其中，当至少一个座垫部分在前/后方向向前移动或者座垫部分的前部沿旋转方向向上转动时，所述轮廓联动装置将靠背向下拉并进到咬合线；以及
上部锚固件，其附接到靠背的上部区域，其中所述上部锚固件包括轨道滑动件，所述轨道滑动件能够随着座垫部分的移动而沿着导向件移动，以便于将靠背相对于导向件移动从而允许靠背轮廓的改变。
2.根据权利要求1所述的能够调节的车辆座椅，其中靠背包括限定靠背轮廓的挠性支撑结构，其中轮廓联动装置附接到挠性支撑结构的底部区域，使得座垫部分的运动改变挠性支撑结构的形状，以便改变靠背轮廓。
3.根据权利要求2所述的能够调节的车辆座椅，还包括座椅框架，其中挠性支撑结构的上部区域通过所述上部锚固件附接到座椅框架，其中上部锚固件配置成改变上部区域和座椅框架之间的附接位置，以便与座垫部分的运动无关地改变靠背轮廓。
4.根据权利要求3所述的能够调节的座椅，还包括处理器，所述处理器基于乘员的特征来调节附接位置，以便与座垫部分的运动无关地改变靠背轮廓。
5.根据权利要求4所述的能够调节的车辆座椅，其中所述特征包括所检测到的乘员身高、体重和当前姿势中的至少一个。
6.根据权利要求2所述的能够调节的车辆座椅，其中座椅靠背部分还包括顶部部分和顶部部分连接机构，顶部部分位于挠性支撑结构的上方并能够相对于挠性支撑结构移动，顶部部分连接机构配置成调节顶部部分相对于挠性支撑结构的高度和角度中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的能够调节的车辆座椅，其中顶部部分具有前侧和后侧，其中至少一个条带连接前侧和后侧，并且所述至少一个条带配置成响应于改变后侧的轮廓来改变前侧的轮廓。
8.根据权利要求1所述的能够调节的座椅，还包括座椅框架，所述座椅框架沿着座椅靠背部分延伸，并且利用在座垫部分下方的至少两根支撑杆延伸，其中靠背和座垫部分能够相对于座椅框架移动。
9.根据权利要求1所述的能够调节的车辆座椅，还包括座垫导轨，所述座垫导轨处于座垫部分内或下方并配置成使得座垫部分相对于靠背在前/后方向、垂直方向、和旋转方向中至少一个上移动。
10.根据权利要求1所述的能够调节的座椅，还包括减震联动装置，所述减震联动装置将轮廓联动装置连接到车辆地板，其中减震联动装置配置成在发生事故的情况下在座椅内提供减震和向下拉动轮廓联动装置这两者中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的能够调节的车辆座椅，其中座椅靠背部分还包括能够调节的垫起区域，所述垫起区域配置成给乘员提供横向支撑，其中垫起区域相对于座垫部分和座椅靠背部分中至少一个的角度位置与靠背轮廓无关。
12.根据权利要求11所述的能够调节的车辆座椅，还包括处理器，所述处理器基于车辆的动态运动来调节垫起区域的顺应性。
13.一种调节配置成支撑车辆内乘员的车辆座椅的方法，所述方法包括：
使得座垫部分相对于座椅靠背部分的靠背在前/后方向、垂直方向、和旋转方向中的至少一个方向上移动；
响应于座垫部分的移动将力施加到靠背上；以及
基于施加到靠背上的力来改变靠背的靠背轮廓；
其中被改变的靠背轮廓包括靠背的乘员侧表面相对于垂直轴线的轮廓角、乘员侧表面相对于乘员侧表面的标准位置的最大偏移、以及乘员侧表面的轮廓顶点的垂直高度中的至少一个，
其中所述轮廓联动装置定位在车辆座椅的咬合线附近，
其中，当至少一个座垫部分在前/后方向向前移动或者座垫部分的前部沿旋转方向向上转动时，所述轮廓联动装置将靠背向下拉并进到咬合线；以及
其中上部锚固件附接到靠背的上部区域，其中所述上部锚固件包括轨道滑动件，所述轨道滑动件能够随着座垫部分的移动而沿着导向件移动，以便于将靠背相对于导向件移动从而允许靠背轮廓的改变。
14.根据权利要求13所述的方法，其中靠背的所述上部区域的附接点的位置被构造成固定在位，并且力被施加到靠背的底部区域上以改变靠背轮廓。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括基于乘员的特征来调节上部区域的附接点的位置，以便与座垫部分的移动无关地改变靠背轮廓。
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