CN1063646A - 一种新型汽车司机座椅 - Google Patents

Abstract

一种新型汽车司机座椅，在汽车发生碰撞时，能 使司机迅速离开危险区，同时汽车自动刹车，解决的 方案为：座椅底部有四只内圈宽度大于外圈的轴承， 锁开座椅由一个通电后产生冲击力的控制器来完成， 当汽车碰撞时，装在保险杠和驾驶室上的由金属管和 金属棒构成的开关被撞闭合，导通汽车上的蓄电池， 此时，电刹车磁吸使制动的机构动作，同时，控制器拉 开座椅的锁柱，在弹簧的作用下，司机座和人沿轨道 后面的方向运动，使司机得到了保护。

Description

本发明涉及到电气、自动控制领域。本发明的目的，是使汽车司机（或前排乘员）在汽车发生碰撞时，迅速离开危险区，同时能使汽车自动刹车，在一定程度上，能保护汽车司机（或前排乘员）的生命安全和减少事故损害程度。

发明是这样实现的，将座椅制成活动式，为了减少摩擦，座椅下面装有四只内圈宽度大于外圈（普通轴承者则在轨道外侧面加上垫圈）的轴承48.48′、59.59′，如图3所示（图中48′、59′未画出，最好采用防尘轴承，向心、调心、圆柱、滚针等轴承都可以）。此四只滚动轴承以两只为一组装在两条轨道60.23上。锁、开司机座由一个本人专门为此司机座而设计的通电后产生冲击力的新型电磁控制器30来实现，30由变型后会接通控制器的自动接触器41控制，当汽车碰到障碍物时，装在保险杠上和驾驶室上的自动接触器被撞变型，接通了电磁控制器30和电制动磁吸46，这时30动作，冲、拉开锁柱61，座椅和人在弹簧15、55的作用下，迅速向后运动，使司机或前排乘员迅速离开危险区，同时46迅速使制动部分动作，使汽车自行制动，达到了保护司机和前排乘员和减少事故破坏程度的目的。

本发明的具体结构和工作原理，由以下实施例和附图表出，图1是本发明的正面图，图2为侧面图，图3为沿着图2中的B-B剖向的轴、轨道剖面图，图6为新型电磁控制器复位时的剖面图，图7～图21为说明30用。下面结合附图详细说明本发明提出的具体装置的细节及工作原理。

该装置包括安全带1、2、3、5，安全带用扁带缝成将其罩在座椅靠背上，（也可用有弹性的扁带），如图1所示，有两条带沿背靠侧面伸向下面，分别将其用螺钉39.39′拧紧，3也可以接在4的位置，为了美观，可用外套将其套住。根据需要，可将1与3连接，2与5连接，或1与5、2与3连接。6为使座椅复位用的螺钉，7为螺母，12为有与6配合的螺纹，要想使座椅释放后复位，由于弹簧的弹力很大，用人力很难使其复位，这时只要将7旋近6，将6拧进12中，如图2所示，然后拧动7（7与16接触处可放上垫圈），使座椅向前移动，差不多复原时，关闭K₂，使30动作，拉开锁柱61，复位后断开K₂，使锁柱落下锁住座椅，同时电制动控制器46也动作，可见，K₂还可以作为出车前检查司机座是否失灵用，应急时也可以使用，8为座椅支架上固定铁板，9为固定座椅升降器19铁板（也可以省掉9而将19直接焊接在8上面），螺钉10、20、10′、20′为固定9用，11、18为轴承轴。13、17、13′、17′为固定轨道孔，可在轨道内侧或外侧。14、57为支撑板，26、26′、31、31′为固定电磁控制器螺钉，15、55为推动座椅位移的弹簧（图中10′、20′、13′、17′26′、31′未画出）。29为防反冲钩，装在轨道上固定板尾端，28为反冲钩上开孔，当座椅后移时，轴18与29碰撞，由于钩外表面光滑且与水平夹角大于90°，故29会向上升，19越过29原静止状态的位置后，29在重力的作用下自由下落，将18钩住，使座椅和人不能反弹向前，29′为缓冲海棉，16为轨道前盖板，27为后盖板，孔27′为人为压29尾端使29钩端上升后使座椅释放，32为升降器螺钉，松动32，升降器柱33能上升或下降，34为固定座垫铁板，35为座垫伸前缩后控制杆，37为改变靠背40倾斜度的圆盘，38、39为控制靠背倾斜度机构用螺钉（关于座垫伸前缩后装置，靠背倾斜度控制机构属于现有技术，在此不再叙述）。K₁为电源总开关，41为外部为薄壁金属管、内部为硬质金属棒，金属棒与金属管之间有若干绝缘垫圈构成的接触器，金属管接汽车上的蓄电池W的负极，金属棒接30、46的各一条引出线（见图2）。将41装在汽车保险杠和驾驶室上，汽车碰撞时，41被撞后变型，金属棒和金属管接触，导通汽车上的蓄电池W，而使30和电制动磁吸46动作（见图2），42为原汽车刹车连杆孔，原汽车人为刹车时，孔42运动方向沿纸面指向读者，42为电制动杠杆支点孔，44为为电制动杠杆，45为电制动链条，链条长度略大于原刹车连杆孔42的最大行程，人用脚制动时，45能自行伸缩，而电制动磁吸46不受任何影响，46内部磁吸活动头的行程略大于链条45的长度，这样就保证了当46接通时，使汽车得到了大的制动力。21为下轨道固定铁板。下面就本司机座椅的心脏-电磁控制器及轨道、轴承特征作进一步的叙述。

图3是沿着轴11的轴线B-B方向的剖面图，其中15、55为压缩弹簧（也可以装在轨道外侧）。47、56为弹簧档柱，为圆筒结构（另一轴上的47′、56′图中未画出）也可以分别将47、56与弹簧接触处焊接一板铁板。48、59、48′、59′为内圈宽度大于外圈宽度的特殊轴承，否则是普通轴承者就分别在轴承的外侧放上垫图49、58、49′、58′，如图3所示，49、58、49′、58′为此司机座的关键特征之一的垫圈（图中轴承48′、59′、垫图49′、58′未画出），装上此垫圈或采用内圈宽度大于外圈宽度的轴承和轨道高度选择得适当，就保证了轴承在运动的过程中，阻力极小，理由就是由于垫圈的半径和档柱47、56、47′、56′的半径都小于轴承的外圈的半径，同时支撑板14、57与轨道60、23有合适的间隙，这样就保证了司机座在运动中任何东西都不能直接与转动的轴承外圈的侧面接触，故司机座运动自如轻快。50、50′为细杆或腰状杆的中间有一直径略大于轴11（或轴18）直径的螺钉（图中50′未画出），50、50′的形状如图4所示。54、52为垫圈，53为一端为螺母，另一端为圆筒，内有与50配合的内螺纹的调整杆，53的形状如图5所示，51为螺母，作为压紧53用，防备53松动，（51也可以省略）。装配时，先将51旋进50的中间细杆中，再将53也向细杆方向旋进，然后将轴11穿过支撑板57，再穿过垫圈58，再穿过轴承59，弹簧顶柱56，垫圈54，细杆螺钉50（50也可以用普通螺栓）后，又再穿过弹簧顶柱47、轴承48、垫圈49，支撑板14，再分别在轴承轴两边放上垫圈，螺母（先不要拧紧），然后旋出53，这时两只轴承59、48将分别向两边移动，合适后（两边支撑板不大感到左、右摆动，运动又轻快为合适）拧紧轴两边螺母和旋出细杆中的螺母51，并且使其压紧53即可，轨道的高度略大于轴承外圈的直径范围为0.03～0.80毫米为宜，当然大一些还可以，另外一轴18的装配与11的装配法相同，当然也可以将47与50一起加工成一体，53与56一起加工或一体，省去垫圈54。图6是图2中的电磁控制器30沿着A-A方向的剖面图，63为冲击杆柱头，形状如图7所示，61为锁柱，形状如图8所示，锁柱的中间孔直径略大于冲击杆62的直径;而62的形状如图11所示，25为上锁座，形状如图9所示，25焊接在8上，22为下锁座，形状如图10所示，焊接在24上，将冲击杆62没有阶梯的一端从锁柱61小端穿进，大端（指外径）穿出后，再穿进63后使62与63铆紧（或焊接）好，即得此新型电磁控制器的活动部分。冲击杆伸出锁柱的正下方，锁柱也可以制成象图12中所示的上部分为圆筒形，下部分为有锥度的形状，这时所对应的上锁座如图13所示，下锁座如图14所示，锁柱也可以做成象图15中所示的上部分有锥度，下部分为圆筒的形状，所配用的上锁座如图16所示，下锁座如图17所示，锁柱也可以制成象图18中所示的圆筒形（这时所配用的上锁座、下锁座的形状都与图19中所示的形状相同，只不过是下锁座此上锁座略矮。64为薄壁铜管或薄壁铝管，也可以用薄铜板或薄铝板卷成）。68为顶盖，69为通气孔，也可以供检查锁柱是否到位用，也可以在61与控制器壳接触处放上一块铜板或铝板，使磁力线仅从61、62中穿过。当线圈65通电时，66产生吸力而将63吸起，由于62与63焊接在一起，62也与63一起向上运动，即将与61碰撞瞬间，已具有速度V，设63、62、61的质量分别m₆₃、m₆₂、m₆₁并且61碰撞后的速度为V¹¹，以61为研究对象，向上方向为正，据动量定理，61受到打击力F为：

（F-m₆₁g）△t＝m₆₁V¹¹（1）

以63、62、61为系统，设V¹为碰撞后m₆₃、m₆₂具有的速度得：（m₆₃+m₆₂）V＝（m₆₃+m₆₂）V¹+m₆₁V¹¹（2）

联立（1）、（2）式解得：F = ((m₆₃+ m₆₂)(V -V¹))/(△t) + m₆₁g (3)

不难看出V＞＞V′，而它们之间的碰撞可以认为是弹性碰撞，故Δt很小。故（3）可变为：

F = ((m₆₃+ m₆₂)V)/(△t) + m₆₁g

由于Δt很小，故锁柱61受到的打击力F将很大，而此时63已运动到接近66的地方，而电磁力是距离越近，作用力将急剧增加，设此时63受到的电磁力为F′，不难看出，此时61受到的拉力F_总为打击力F与电磁力F′的代数和。即：F_总＝F+F′，而且F＞＞F′，（m₆₃+m₆₂）＞＞m₆₁，这时锁柱61将随63、62一起向上运动，综上所述，本发明的特征是：由新型电磁控制器锁开司机座，电磁控制器的冲击杆直径小于锁柱中间轴线孔的直径，未动作时，冲击杆伸出锁柱的正下方，伸出长度据需要而定，司机座采用了内圈宽度大于外圈宽度的特殊轴承（普通轴承者，在轨道外侧必须放上垫圈），轴承轴上有细杆螺钉（或普通螺栓，中间有孔），在小范围内控制支撑板的宽度，从而调整支撑板与轨道宽度配合的程度，司机座复位时用螺钉来达到，防反弹仅用一防反冲钩，电制动装置用链条拉动;座椅复位后，用透明塑料或其他薄质物体将轨道和孔27′、1′、28封闭住，将轨道制成了全封闭形，既防尘，又美观。

另外，新型电磁控制器30也可以用剖视图为图20中所示的直升电机。外表形状如图21所示，其中70为冲击杆;71为下锁座，72为上锁座，73为锁柱;74为冲击杆柱头轴。75、81为磁场线圈，76为电枢线圈，77为由硅钢片迭压的冲击杆柱头，78为磁铁固定螺钉，79为磁场铁蕊（与上述对称的不再多述）;80为电机壳，82为电机顶盖，×表示线圈的电流离开读者指向图纸·表示电流方向离开图纸指向读者，不难看出，通电后，根据左手定则，可知电枢（即冲击杆柱头77）受到一个方向向上的力，故77同70一起向上运动;最后给73一个打击力后将一起向上运动，也达到了控制司机座的目的，83为柱头轴孔，电枢线圈接头可以从此引出，84为柱头轴74运动轨道，柱头轴74也可以制成矩形，当然，锁柱73也可以制成象图12、图15、图18中所示的形状，但锁座也应作相应的变化即可。图6中的67为电磁控制器壳。电磁控制器也可以采用有碳刷的常规电机通过其它传动机构来实现。

Claims (9)

1、一种新型汽车司机座椅，它包括座垫、座椅靠背、升降器等。其特征在于：座椅底部有四只内圈宽度大于外圈宽度的轴承，采用普通常规的轴承时，在轴承的轨道外侧面要放上直径小于轴承外圈直径的垫圈，轨道的高度略大于轴承外圈的直径，轴承内侧有一直径小于轴承外圈直径的档柱，轴承轴上有一能作小范围调整座椅支撑铁板与轨道配合程度的细杆螺钉50(或螺栓)，50中间有孔，且此孔的直径略大于轴承轴的直径，细杆螺钉50上有一只一端为螺母，另一端为圆筒且内有与细杆螺钉(或螺栓)配合的内螺纹的调整杆53，也可以将档栓与细杆螺钉(或螺栓)加工成一体，调整杆与另一档柱加工成一体，司机座轴承与弹簧接触的档柱47、56可在与弹簧的接触面分别焊上一块长度比档柱短的薄铁板(也可以不需要此铁板)，锁、开司机座由一通电后产生冲击力的电磁控制器来完成，司机座有装在8上的上锁座和装在上固定轨道铁板24上的下锁座，司机座椅有锁住座椅的锁柱61，锁柱61可采用沿轴线方向截面投影为梯形的形状，也可以采用沿轴线方向截面的投影上部分为矩形，下部分为梯形的形状，也可以采用上部分的投影为梯形，下部分投影为矩形的形状，也可以采用投影为矩形的形状，(上边缘投影在此略去)，此时锁座制成与锁柱配合的变化，司机座的匙时-冲击杆62伸出锁柱的正下方，且冲击杆的直径略小于锁柱轴孔的直径，控制司机座的电磁控制器也可以由通电后电枢能直升的电机担任。电磁控制器装在司机座两组轴承中线中点的前面或后面。司机座复位时，用螺丝6和与6配合的螺母7来实现，防司机座椅反弹用一钩外表面与水平夹角大于90°的防反冲钩来完成，座椅自动制动装置通过链条(或杠杆，或直接)来带动刹车的机构动作，轨道制成封闭的形状，安全带用扁带编结好装在靠背上，电磁控制器也可以采用有碳刷的常规电机通过其它传动机构来实现。

2、根据权利要求1所述的司机座椅，其特征在于：轴承通过轴、档柱，细杆螺钉（或螺栓）50，调整杆53，螺母51（螺母51也可以省掉）固定在两条轨道上运动，轨道的高度大于轴承的外圈直径为0.03～0.80mm为宜，大一些仍可以。

3、根据权利要求1所述的司机座椅，其特征在于：司机座的锁柱采用锥度结构时，锥度为1°～18°为宜，当然小于1°大于18°仍可以，控制器顶盖可有一检查锁柱是否到位的孔。

4、根据权利要求1所述的司机座椅，其特征在于：电磁控制器可装在升降器19的前面或后面，距离为多远，由汽车车型而定。小车的省掉19，可将控制器装在座椅靠背的正下方。

5、根据权利要求1所述的司机座椅，其特征在于，司机座上的安全带可采用扁带（或有弹性的扁带）编结而成，将其罩在靠背上，通过39、39′固定，据需要可将3移到4处固定，1移到3′处固定，可采用1与3连结、2与5连结，也可以采用1与5、2与3连结。

6、根据权利要求1所述的司机座椅，其特征在于：司机座未动作时，可将透明塑料或其它薄质物将轨道及孔28、27′、1′封闭住，不封闭者也可以。

7、根据权利要求1所述的司机座椅，其特征在于：司机座的匙时-冲击杆在未动作时伸出锁柱的正下方，伸出长度据需要而定，冲击杆直径小于锁柱内圆直径0.05～0.80mm为宜。

8、根据权利要求1所述的司机座，其特征在于：控制司机座的电磁控制器可采用通电后电枢能直升的电机，此时电机的磁力线为水平的方向，电枢用硅钢片迭压而成。此电枢则为司机座的冲击杆柱头。电枢的线圈引线从电枢轴74中引出。电机的柱头轴74也可以制成侧面为矩型的形状。

9、根据权利要求1所述的司机座，其特征在于：弹簧可装在轨道的外侧面，司机座的螺钉也可以装在轨道的内侧面或外侧面。

Images