CN106064571B - 包括角度传感器的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆座椅的测量装置。所述车辆座椅具有下车辆座椅部件、相对所述下车辆座椅部件可移动的上车辆座椅部件；剪刀式动作框架包括设置于所述上车辆座椅部件和所述下车辆座椅部件之间的至少一个第一剪刀部件和至少一个第二剪刀部件；所述第一剪刀部件和所述第二剪刀部件通过旋转轴彼此互连；所述第一剪刀部件的第一端部区域通过枢轴枢转地固定在所述下车辆座椅部件上；至少一个角度传感器单元在所述第一剪刀部件的第一部分中固定在所述第一剪刀部件上，且所述角度传感器单元通过可移动的杠杆设备与所述下车辆座椅部件可移动连接；在所述上车辆座椅部件进行高度调节时，所述杠杆设备能够驱动所述角度传感器单元。

Description

包括角度传感器的测量装置
技术领域
本发明涉及一种车辆座椅的测量装置；其中，所述车辆座椅具有下车辆座椅部件、相对该下车辆座椅部件可移动的上车辆座椅部件，以及剪刀式动作框架；其中，该剪刀式动作框架具有设置在上车辆座椅部件和下车辆座椅部件之间的至少一个第一剪刀部件以及至少一个第二剪刀部件。第一剪刀部件与第二剪刀部件通过旋转轴彼此互连，且该第一剪刀部件的第一端部区域通过枢轴枢转地固定在该下车辆座椅部件上。
背景技术
现有技术中已知测量该上车辆座椅部件相对于车辆座椅部件的偏转(deflection)的测量装置。其中该测量装置包括座椅安全带收回机构。该座椅安全带收回机构的一端与上车辆座椅部件连接。而座椅安全带的一端则连接在该下车辆座椅部件上。一些座椅安全带由此可从座椅安全带收回机构中拉出，并设置在上车辆座椅部件和下车辆座椅部件之间。当上车辆座椅部件相对下车辆座椅部件偏转时，根据所经历的偏转的方向，该座椅安全带进一步从安全带收回机构中拉出，或是进一步拉回至座椅安全带收回机构中。该上车辆座椅部件的偏转可根据卷设在座椅安全带收回机构内部的座椅安全带的直径的改变来确定。
然而，由于组成座椅安全带的材料自身的弹性使得该卷设的座椅安全带永远不能被精确地确定，因此该这种测量非常不精确。另外，卷设的座椅安全带也不具有恒定的直径，这将导致测量结果的失真。此外，该方法涉及间接测量，由此可导致其他的测量误差。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种划算的且简单的测量装置，该装置不再具有现有技术中的上述缺陷。
该目的通过一种用于车辆座椅的测量装置来实现。其中，所述车辆座椅具有下车辆座椅部件、相对所述下车辆座椅部件可移动的上车辆座椅部件，以及剪刀式动作框架；所述剪刀式动作框架包括设置于所述上车辆座椅部件和所述下车辆座椅部件之间的至少一个第一剪刀部件和至少一个第二剪刀部件；所述第一剪刀部件和所述第二剪刀部件通过旋转轴(rotary axis)彼此互连；所述第一剪刀部件的第一端部区域通过枢轴(pivot axis)枢转地固定在所述下车辆座椅部件上。至少一个角度传感器单元在所述第一剪刀部件的第一部分中固定在所述第一剪刀部件上，且所述角度传感器单元通过可移动的杠杆设备与所述下车辆座椅部件可移动连接。在所述上车辆座椅部件进行高度调节时，所述杠杆设备能够驱动所述角度传感器单元。
所述下车辆座椅部件优选地与设置有所述车辆座椅的所述车辆的车身刚性连接。这意味着，所述下车辆座椅部件相对于所述车辆保持大体上固定在适当位置上。
根据本发明，当下车辆座椅部件固定在适当位置上时，与下车辆座椅部件相比，该所述上车辆座椅部件移动，尤其是相对所述下车辆座椅部件移动。
在本例中，所述车辆座椅优选地包括设置在所述上车辆座椅部件和所述下车辆座椅部件之间的弹簧装置和/或阻尼装置。所述弹簧装置优选地包括流体弹簧，所述流体特别优选为空气。所述弹簧装置和所述阻尼装置当然可以采用多种设计，例如那些在现有技术中已知的设计。
如果弹簧装置包括至少一个流体弹簧，优选为空气弹簧，所述测量装置可以设置在所述流体弹簧内部，使之能够减少所需的安装空间。此外，角度传感器单元可更有效地得到保护以免受于破坏和污垢的积累，进而使所述单元具有更长的使用寿命且其操作更可靠。
根据本发明，上述的剪刀式动作框架包括至少一个第一剪刀部件和至少一个第二剪刀部件，该第一剪刀部件和第二剪刀部件可称为剪刀臂。该剪刀框架在本例中可以具有不同的设计；根据本发明，第一剪刀部件的第一端部区域通过枢轴枢转地固定在所述下车辆座椅部件上，由此该第一端部区域与固定轴承相对应。
该剪刀式动作框架优选地包括由第一内剪刀部件和第二外剪刀部件组成的第一剪刀，以及由另一第一内剪刀部件和另一第二外剪刀部件组成的第二剪刀；其中，第一剪刀和第二剪刀优选地通过至少一个横向连接件彼此互连。
在第二端部区域，该第一剪刀部件优选地包括浮动轴承。优选地，所述第二剪刀部件的结构与第一剪刀部件的结构相同。第二剪刀部件的固定轴承设置在上车辆座椅部件上。
根据一优选实施例，所述第一剪刀部件的第一部分大体上设置在所述枢轴和所述旋转轴之间。角度传感器单元与第一剪刀部件在所述第一部分连接的事实意味着，所述角度传感器单元可以确保可以直接检测所述剪刀式动作框架的振荡，尤其是可以直接检测所述第一剪刀部件的振荡。在本例中，“直接的振荡检测”应当理解为尤其表示，由于上车辆座椅的高度上的变化(等同于第一剪刀部件的枢转运动)导致直接驱动该传感器，并意味着在任意情况下可获得待测量的参数更精确的测量结果。
根据本发明，所述角度传感器单元通过可移动的杠杆设备与所述下车辆座椅部件可移动连接；所述角度传感器单元通过所述杠杆设备可操作。因此，特别优选地，所述角度传感器单元包括可检测旋转角度变化的旋转角度传感器。当所述上车辆座椅部件相对所述下车辆座椅部件偏转时，即，所述车辆座椅的高度发生变化时，所述杠杆设备引起所述旋转角度发生变化。
由于所述角度传感器单元固定在所述第一剪刀部件上，当所述第一剪刀部件枢转时(例如由于所述上车辆座椅部件相对所述下车辆座椅部件偏转)，所述角度传感器单元在弧形路径上移动。
如果所述角度传感器单元由此在弧形路径上移动，则所述杠杆设备必须设计成涵盖运动相应的自由度。如果所述第一剪刀部件例如设置在从车辆座椅纵向跨度(spanned)到车辆座椅垂直方向的平面内，则所述角度传感器单元在所述平面的弧形路径上移动。所述杠杆设备相应地必须至少部分在所述平面上移动，并涵盖该自由度，以使该杠杆设备在所述平面内移动。
根据特别优选的实施例，所述杠杆设备包括第一杠杆臂和第二杠杆臂。所述第一杠杆臂优选地在第一端部区域内通过第一轴与所述下车辆座椅部件枢接。所述第二杠杆臂通过第二轴与所述第一杠杆臂的第二端部区域枢接，且所述第二杠杆臂的第一端部区域通过第三轴与所述角度传感器单元枢接。
所述杠杆设备的构造使得该杠杆设备在跨度的平面内可移动。这由此确保了所述角度传感器单元可以总是沿所述的弧形路径被所述杠杆设备驱动。
根据一优选实施例，所述车辆座椅的高度调节通过所述角度传感器单元的旋转角度的变化进行测量；所述杠杆设备能够引起所述角度传感器单元的旋转角度的变化。
根据本发明的测量装置由此可以测量车辆座椅的高度调节，尤其是相对于零点位置测量该高度调节。因此，也可以测量所述车辆座椅相对于所述零点位置的偏转。所述测量装置也优选地使之可以测量偏转速度和/或偏转加速度。
根据一优选实施例，所述测量装置与所述控制装置连接；由所述测量装置记录的、包括弹簧偏转和/或偏转速度和/或偏转加速度的变化的数据能传输至所述控制装置。
所述控制装置特别优选地能够借助于记录的数据控制所述弹簧系统的弹簧特性和/或所述阻尼设备的阻尼性能。
优选地，在常规的驾驶操作中，所述弹簧劲度系数优选地设置成软的(soft)，以使驾驶员可以体验到可能的最好的驾驶舒适度。如果车辆驶入公路上的坑洞中时，例如，所述车辆座椅，特别是上车辆座椅部件将会因软的弹簧劲度系数而反弹远至端部止挡件(endstop)处，并使弹簧过程发生突然的终止，且不想要的力突然地作用在驾驶员上。为避免上述情况的发生，根据这些参数相应的(一个或多个)测量结果，优选地通过控制装置将该弹簧劲度系数相应地设置成更硬(harder)。根据施加在车辆座椅上的力，由此可通过控制装置相应地改变阻尼装置的阻尼性能。
所述角度传感器单元特别优选地包括霍尔效应传感器；当然，用于记录测量值的其他标准变形也是可以的。
附图说明
本发明的其他目的、优点、特征以及便利可在下文的描述中结合附图来获得。附图中：
图1示出了根据一优选实施例的包括测量装置的车辆座椅；
图2A示出了测量装置的后视图；
图2B示出了测量装置的主视图；
图3示出了安装时的测量装置；
图4A示出了处于零点位置的车辆座椅；
图4B示出了处于第一位置的车辆座椅；以及
图4C示出了处于第二位置的车辆座椅。
标号清单
1 测量装置
2 车辆座椅
3 下车辆座椅部件
4 上车辆座椅部件
5 剪刀式动作框架
6 第一剪刀部件
7 第二剪刀部件
8 旋转轴
9 第一端部区域
10 枢轴
11 角度传感器单元
12 杠杆设备
13 第一杠杆臂
14 第二杠杆臂
15 第一杠杆臂的第一端部区域
16 第一杠杆臂的第二端部区域
17 第二杠杆臂的第一端部区域
18 第二杠杆臂的第二端部区域
19 第一轴
20 第二轴
21 第三轴
23 靠背
24 座椅部件
25 零点位置
26 第一位置
27 第二位置
28 施力方向
29 固定轴承
30 浮动轴承
31 第一摇杆(rocker)
32 第二摇杆
33 数据接口
34 支承板(retaining plate)
35 螺纹连接件
35’板
36 插接连接件
37 插接连接件
38 翼(wing)
39 凹槽
40 连接元件
41 线缆
42 金属连接板
43 外壳(envelope)
44 第二剪刀部件的第一端部区域
45 第二剪刀部件的第二端部区域
46 第一剪刀部件的第二端部区域
47 第一部分
具体实施方式
在这方面上，图1示出了车辆座椅2，该车辆座椅2包括靠背25和座椅部件24。其中，该座椅部件24设置在上车辆座椅部件4的顶部。上车辆座椅部件4通过剪刀式动作框架6与下车辆座椅部件3连接；其中，该剪刀式动作框架6具有第一摇杆31和第二摇杆32。该下车辆座椅部件3优选地与车辆的车身(本例中并未示出)刚性连接。
可以看出，该测量装置1设置在第一剪刀部件6的第一摇杆31上。
图2A和图2B为根据特别优选的实施例的测量装置1的详细视图。
如图2A和图2B可以清楚地看出，该测量装置1包括角度传感器单元11；其中，该角度传感器单元11通过第三轴21与杠杆设备12连接。在本例中，该杠杆设备12包括第一杠杆臂13和第二杠杆臂14；其中，该第一杠杆臂13的第一端部区域通过连接件35(尤其是螺纹连接件35和板35’)与下车辆座椅部件3(本例中并未示出)枢接。
第二杠杆臂14的第一端部区域通过第二轴20与第一杠杆臂13的第二端部区域16铰接；而第二杠杆臂通过第三轴21可与角度传感器单元11在第二杠杆臂14的第二端部区域18中连接。
第二杠杆臂14的第二端部区域18在本例中形式为卡接插接连接件36；通过该连接件可实现特别简单的组装以及拆卸。
可以看出，该角度传感器单元11包括两个翼38；其中，每一翼上均开设有凹槽39。支承板34的连接元件40可插入至该凹槽39内，且凹槽39构造成使得一旦连接元件40已经插入凹槽39内，则该连接元件40在该凹槽39中可旋转，并由此使该连接元件40与凹槽39刚性连接。这也分别促进了测量装置1的安装以及移除。
该角度传感器单元11也可以仅通过支承板34很容易地与第一剪刀部件6连接。此外，该支承板34还包括数据接口33；其中，该数据接口33可用于将测量数据从角度传感器单元11传输至控制装置中(本例中并未示出)。该数据接口例如可能是USB接口、LAN连接或蓝牙连接。支承板34优选地已经固定在第一剪刀部件6上，由此使角度传感器单元11可以简单地安装在第一剪刀部件6上，或从第一剪刀部件6上移除。
图3示出了安装时的测量装置1。为清楚起见，并未示出第一剪刀部件6；相反，仅示出了连接板42，其中，该连接板42与第一剪刀部件6连接，并且在该连接板42上设置有支承板34。此外，图3示出，在本实施例中，数据可通过线缆41从测量装置1(尤其是角度传感器单元11)中引出。
图4A、4B以及4C也示出了安装时的测量装置1的结构。这些附图示出了整个座椅底座包括上车辆座椅部件4、下车辆座椅部件3、剪刀式动作框架5以及具有角度传感器单元11和杠杆设备12的测量装置1。其中，该杠杆设备设计成使得该杠杆设备可实现从车辆座椅纵向L跨度到车辆座椅垂直方向H的平面内的运动。第一轴19、第二轴20，以及第三轴21在本例中大体上垂直于该平面；即，这些轴在车辆座椅宽度方向B上延伸。
可以在侧视图中看到剪刀式动作框架5，并且该剪刀式动作框架5包括第一剪刀部件6以及第二剪刀部件7。其中，第一剪刀部件6和第二剪刀部件7通过旋转轴连接。根据本发明，第一剪刀部件6在该第一剪刀部件6的第一端部区域9内通过枢轴10枢转地固定在下车辆座椅部件上。该第一剪刀部件6由此优选地通过固定轴承29固定在下车辆座椅部件3上。根据图4A，第二剪刀部件7的第一端部区域44也通过固定轴承29与上车辆座椅部件4连接。由于该固定轴承29的设置，使该第一剪刀部件6的第二端部区域46必须通过浮动轴承与上车辆座椅部件4连接，且第二剪刀部件7的第一端部区域45必须通过浮动轴承与上车辆座椅3连接。
在本例中，枢轴10被外壳43(例如形式为管)所包围。金属支承板34优选地与外壳43连接，并优选地通过焊接的方式与外壳43连接。这意味着，当上车辆座椅部件4偏转时，该第一剪刀部件6绕枢轴10枢转，且支承板相应地与该第一剪刀部件6一起枢转。该枢转运动可在图4A-4C的对比中清楚地看到。
通过杠杆设备12与下车辆座椅部件3连接的角度传感器单元11也可设置在该金属支承板34上。角度传感器单元11记录的数据也可以通过数据接口33传输至控制装置(本例中并未示出)。
其中，在图4A中，该车辆座椅2处于零点位置25。这优选地意味着此时没有力作用在车辆座椅2上，且车辆座椅底座设置成使在车辆座椅垂直方向H上，上弹簧行程(springtravel)等于下弹簧行程。为此，车辆座椅2优选地包括高度校平(leveling)单元(本例中并未示出)，该高度校平单元对车辆座椅进行校准，以使在没有力作用在车辆座椅上时，该车辆座椅设置在零点位置25处。
如果，例如力28随后在垂直方向(即车辆座椅垂直方向H)上作用在车辆座椅2上，则该车辆座椅将根据力28的方向使上车辆座椅部件4在车辆座椅垂直方向H上向下或向上偏转。
图4B示出了在车辆座椅垂直方向H上向上偏转的上车辆座椅部件4；而图4C则示出了向下偏转的上车辆座椅部件4。
当与图4A比较时，在图4B中清楚地看出，该角度传感器单元11以与第一剪刀部件6类似的方式绕枢轴10枢转。图4A的杠杆设备与图4B的杠杆设备的比较中可以清楚地看出，通过枢转该角度传感器单元11，可使该角度传感器单元11被杠杆设备12所驱动。在本例中，杠杆设备12的第二杠杆臂12大体上在图4A的车辆座椅纵向L上延伸；而第二杠杆臂14偏离该方向，并在此时与车辆座椅纵向L成角度延伸。
当然，第二杠杆臂14也可以已经与车辆座椅纵向L成角度设置。
如图4C所示，当在车辆座椅垂直方向H上施加向下的力28时，该角度传感器单元11也可以以类似的方式进行驱动。然而，该第一剪刀部件6在本例中以相反的方向枢转。相应地，第二杠杆臂14也以与车辆座椅纵向相反的方向偏转。
根据角度传感器单元11的驱动方向由此可以确定其在车辆座椅垂直方向H上是向上偏转还是向下偏转。通过角度传感器单元记录的数据，优选地可通过控制装置确定上车辆座椅部件4是以何种方式相对下车辆座椅部件3偏转的。更为优选地，通过使用这些值，该控制装置也可以确定该偏转的速度，以及确定作用在上车辆座椅部件4上的加速度。因此，可以确定偏转程度、偏转速度，以及偏转加速度。
该控制装置优选地使用这些值来表示偏转程度、速度和加速度，以改变弹簧和/或阻尼器(本例中并未示出)的弹簧性质和/或阻尼性质，以防止远至端部止动件的临界偏转，以及防止驾驶员偏转运动发生突然的不想要的停止。此外，这可由此使驾驶员的驾驶体验更舒适和安全。
申请人保留请求保护申请文件中所公开的、对本发明相比现有技术具有新颖性来说所有关键特征的单个或组合的权利。

Claims (9)

1.一种用于车辆座椅(2)的测量装置(1)；所述车辆座椅(2)具有下车辆座椅部件(3)、相对所述下车辆座椅部件(3)可移动的上车辆座椅部件(4)，以及剪刀式动作框架(5)；所述剪刀式动作框架包括设置于所述上车辆座椅部件(4)和所述下车辆座椅部件(3)之间的至少一个第一剪刀部件(6)和至少一个第二剪刀部件(7)；所述第一剪刀部件(6)和所述第二剪刀部件(7)通过旋转轴(8)彼此互连；所述第一剪刀部件(6)的第一端部区域(9)通过枢轴(10)枢转地固定在所述下车辆座椅部件(3)上；
其特征在于，
至少一个角度传感器单元(11)在所述第一剪刀部件(6)的第一部分(47)中固定在所述第一剪刀部件(6)上，且所述角度传感器单元(11)通过可移动的杠杆设备(12)与所述下车辆座椅部件(3)可移动连接；在所述上车辆座椅部件(4)进行高度调节时，所述杠杆设备(12)能够驱动所述角度传感器单元(11)。
2.根据权利要求1所述的测量装置(1)，
其特征在于，
所述第一剪刀部件(6)的第一部分(47)大体上设置在所述枢轴(10)和所述旋转轴(8)之间。
3.根据权利要求1或2所述的测量装置(1)，
其特征在于，
所述杠杆设备(12)包括第一杠杆臂(13)和第二杠杆臂(14)；所述第一杠杆臂(13)在第一端部区域(15)内通过第一轴(19)与所述下车辆座椅部件(3)枢接；所述第二杠杆臂(14)通过第二轴(20)与所述第一杠杆臂(13)的第二端部区域(16)枢接；所述第二杠杆臂(14)的第一端部区域(17)通过第三轴(21)与所述角度传感器单元(11)枢接。
4.根据权利要求1所述的测量装置(1)，
其特征在于，
当第一剪刀部件(6)枢转时，所述角度传感器单元(11)在弧形路径上移动。
5.根据权利要求1所述的测量装置(1)，
其特征在于，
所述角度传感器单元(11)设置在所述第一剪刀部件(6)的第一端部区域(9)上，并靠近所述枢轴(10)。
6.根据权利要求1所述的测量装置(1)，
其特征在于，
所述车辆座椅(2)的高度调节通过所述角度传感器单元(11)的旋转角度的变化进行测量；所述杠杆设备(12)能够引起所述角度传感器单元(11)的旋转角度发生变化。
7.根据权利要求1所述的测量装置(1)，
其特征在于，
所述测量装置(1)与控制装置连接；由所述测量装置(1)记录的、包括弹簧偏转和/或偏转速度和/或偏转加速度的变化的数据能传输至所述控制装置。
8.根据权利要求7所述的测量装置(1)，
其特征在于，所述控制装置能够借助于记录的数据控制设置在所述上车辆座椅部件(4)和所述下车辆座椅部件(3)之间的弹簧装置的弹簧特性和/或阻尼装置的阻尼性能。
9.根据权利要求1所述的测量装置(1)，
其特征在于，
所述角度传感器单元(11)包括霍尔效应传感器。
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