CN107351732B - 一种汽车座椅解锁机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车座椅解锁机构,包括:手柄壳体,手柄壳体内部中空且具有相对设置的锁定侧和解锁侧,锁定侧与解锁侧之间的手柄壳体的侧壁上部设有自锁定侧至解锁侧向下弯曲的曲槽;解锁手柄置于手柄壳体的内部,解锁手柄的上部设有滑移件,滑移件滑设于曲槽内并带解锁手柄沿曲槽移动;解锁线束的线束头连接解锁手柄并随解锁手柄向解锁侧移动而触发解锁装置;手柄壳体上设有供解锁线束穿设的穿孔;曲柄第一端铰接于手柄壳体的解锁侧,曲柄第二端与解锁手柄下部枢轴枢接;复位元件设于曲柄与解锁手柄之间且在曲柄与解锁手柄相向转动靠拢时施加将曲柄与解锁手柄相背分离的复位力。本发明解锁过程中解锁力的变化率逐渐减小,提高了使用舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及一种解锁机构,具体来说涉及一种汽车座椅解锁机构。
背景技术
随着汽车行业的飞速发展,人们对汽车舒适性的要求越来越高,同时又受成本和重量的限制,整车空间小,需要第二排座椅增加易进入功能,增大第三排乘客的进出空间。传统的座椅解锁机构采用直线推拉解锁形式,不仅解锁行程长,占用空间大,而且解锁过程中力逐渐增大,人机感受不顺畅,舒适性差。
发明内容
鉴于上述情况,本发明提供一种汽车座椅解锁机构。本发明采用曲线解锁机构,利用弧形连杆受力原理,调整整个解锁过程中的解锁力曲线,使得解锁过程更加顺畅。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案是:
一种汽车座椅解锁机构,其特征在于,包括:
手柄壳体,所述手柄壳体内部中空,所述手柄壳体具有一锁定侧和一解锁侧,所述锁定侧和所述解锁侧相对设置,所述锁定侧与所述解锁侧之间的所述手柄壳体的侧壁上部设有曲槽,所述曲槽自所述锁定侧至所述解锁侧向下弯曲;
解锁手柄,设置于所述手柄壳体的内部,所述解锁手柄的上部设有滑移件,所述滑移件滑设于所述曲槽内并带着所述解锁手柄沿所述曲槽移动;
解锁线束,所述解锁线束的线束头连接所述解锁手柄并随所述解锁手柄向所述解锁侧移动而触发解锁装置;所述手柄壳体上设有供所述解锁线束穿设的穿孔;
曲柄,所述曲柄的第一端铰接于所述手柄壳体的解锁侧,所述曲柄的第二端与所述解锁手柄下部通过枢轴枢接;
复位元件,设于所述曲柄与所述解锁手柄之间且在所述曲柄与所述解锁手柄相向转动靠拢时施加将所述曲柄与所述解锁手柄相背转动分离的复位力。
本发明的有益效果在于,通过采用曲线解锁形式,代替传统直线式解锁形式,有效利用弧形连杆受力原理,调整解锁过程中的解锁力曲线,同时解锁过程中解锁力的变化率(解锁力的变化率用K来表示)在逐渐减小,使得解锁过程更加顺畅,提高了使用舒适性。
本发明汽车座椅解锁机构的进一步改进在于,所述手柄壳体的上端开口,所述解锁手柄上设有延伸出所述开口的手推部。
本发明汽车座椅解锁机构的更进一步改进在于,还包括罩盖,所述罩盖与所述手柄壳体的上部连接,所述罩盖设有腔口,所述手推部置于所述腔口中。
本发明汽车座椅解锁机构的更进一步改进在于,所述罩盖上设有卡爪,所述手柄壳体的上部设有供所述卡爪卡设的卡槽。
本发明汽车座椅解锁机构的进一步改进在于,所述曲槽的靠近所述解锁侧的一端设有向上弯曲的滑移部。
本发明汽车座椅解锁机构的进一步改进在于,所述解锁手柄设有固定孔,所述线束头插设于所述固定孔。
本发明汽车座椅解锁机构的进一步改进在于,所述手柄壳体的解锁侧设有铰接座,所述曲柄的第一端与所述铰接座铰接。
本发明汽车座椅解锁机构的进一步改进在于,所述复位元件为扭簧,所述扭簧套设于所述枢轴上,所述扭簧的第一端抵靠或连接于所述解锁手柄,所述扭簧的第二端抵靠或连接于所述曲柄。
本发明汽车座椅解锁机构的更进一步改进在于,所述曲柄的第一端上设有定位槽,所述解锁手柄上设有限位槽;所述扭簧的第一端卡设于所述限位槽,所述扭簧的第二端卡设于所述定位槽。
附图说明
图1是本发明汽车座椅解锁机构中解锁机构的结构示意图。
图2是本发明汽车座椅解锁机构中解锁机构零件拆分示意图。
图3是本发明汽车座椅解锁机构中曲柄与解锁手柄之间的连接示意图。
图4是本发明汽车座椅解锁机构中解锁机构的侧面透视示意图。
图5是本发明汽车座椅解锁机构中解锁侧的结构示意图。
图6是本发明汽车座椅解锁机构中从初始位置至1/2行程处的运动示意图。
图7是本发明汽车座椅解锁机构中从1/2行程处至完全解锁位置处的运动示意图。
图8是本发明汽车座椅解锁机构中受力分析示意图。
图9是本发明汽车座椅解锁机构对应的四连杆机构的示意图。
图10是本发明汽车座椅解锁机构与传统直线式解锁结构中解锁力与位移之间的关系曲线图。
图11为图10中曲线解锁机构的解锁力曲线的曲率cosα-μsinα与α之间的关系曲线图。
具体实施方式
为利于对本发明的了解,以下结合附图及实施例进行说明。
请参阅图1至图8,本发明提供了一种汽车座椅解锁机构,其包括手柄壳体1、解锁手柄2、曲柄3、解锁线束4和复位元件5。其中:手柄壳体1内部中空,手柄壳体1包括一个锁定侧14和一个解锁侧15且锁定侧14与解锁侧15间是相对设置的,在锁定侧14与解锁侧15之间的手柄壳体1侧壁上设有曲槽3,其中曲槽3自锁定侧14至解锁侧15向下弯曲。解锁手柄2的上部设有滑移件21,将解锁手柄2放置在手柄壳体1中,将滑移件21安置在曲槽11内,并且滑移件21可以在曲槽中沿曲槽11进行移动。
较佳地,手柄壳体1上端开口,解锁手柄2的手推部24延伸出手柄壳体1上端的开口,便于汽车座椅解锁时,推动手推部24进行解锁。
较佳地,曲槽11在靠近解锁侧15的一侧还设有向上弯曲的滑移部。
较佳地,曲槽11相对于水平方向的倾斜角度自锁定侧14向解锁侧15的变化范围为26.9°至-33.1°,即倾斜角为曲槽的切线方向与解锁力水平方向的之间的夹角,其中切线方向与解锁力水平方向都为矢量,需要考虑切线方向与解锁力水平方向之间的位置关系,靠近锁定侧14一侧曲槽11的切线方向位于水平方向下方,此时切线方向与解锁力水平方向之间的夹角为26.9°,靠近解锁侧15一侧曲槽11的切线方向位于水平方向上方,此时切线方向与解锁力水平方向之间的夹角为-33.1°。
如图1至图3可知,解锁线束4的线束头41连接解锁手柄2并随解锁手柄2向解锁侧15移动时触发座椅的解锁装置,并且手柄壳体1上设有解锁线束4穿设的穿孔。
较佳地,解锁手柄2上设有固定孔22,线束头41插设于固定孔22中;解锁线束4还包括线束套42,手柄壳体1上设有供线束套42卡设的卡槽12,线束套42呈L字型,线束套42上设有供线束穿设的通孔,线束套42对线束起保护和约束线形的作用。
较佳地,解锁线束4有两个,解锁手柄2沿曲槽3滑移过程中同时拉动解锁线束4,进而触发汽车座椅的解锁装置。
如图1至3可知,曲柄的第一端32与手柄壳体1的解锁侧15通过铰接连接,曲柄第二端31与解锁手柄2的下部是通过枢轴6枢接的。
较佳地,手柄壳体1的解锁侧15设有铰接座,曲柄的第一端32与铰接座之间铰接连接在一起的;具体的,通过销轴7将铰接座与曲柄的第一端铰接。
较佳地,曲柄的第一端32有第一销孔,铰接座上设有第二销孔,销轴7穿设于第一销孔和第二销孔中,进而将曲柄3与手柄壳体1铰接连接。
由图1和图3可知,将复位元件5设置在曲柄3和解锁手柄2之间,并且当曲柄3与解锁手柄2相向靠拢时,复位元件5会对曲柄3和解锁手柄2施加一个相背分离的复位力;这是由于曲柄3与解锁手柄2相向靠拢时,复位元件5受到挤压后会发生压缩变形,根据作用力与反作用力的原理,此时复位元件对曲柄3和解锁手柄2也会施加一个作用力,此作用力即为使曲柄3与解锁手柄2相背离的复位力。
较佳地,复位元件5为扭簧,扭簧套设于枢轴上,扭簧的第一端52抵靠或连接于解锁手柄2,扭簧的第二端51抵靠或连接于曲柄;
实施例1:扭簧的第一端52固定连接在解锁手柄上,曲柄的第一端32上设有定位槽33,扭簧的第二端51卡设于定位槽33。实施例2:解锁手柄2上设有限位槽23,曲柄的第一端32上设有定位槽33,扭簧的第一端52卡设于限位槽23中,扭簧的第二端51卡设于定位槽33。
较佳地,复位元件5是一对扭簧,一对扭簧包括一端连接在一起的两个扭簧单体;其中,两个扭簧单体分别连接在曲柄第二端31两侧的枢轴6上,两个扭簧单体的第一端52连接在一起并抵靠或连接于解锁手柄2,两个单体扭簧的第二端51连接或抵靠于曲柄的第一端32上。具体的,两个扭簧单体分别卷绕安装在曲柄第二端31左右两侧的枢轴6上,将扭簧单体的第一端52固定连接于解锁手柄2上或卡设在限位槽23中,将扭簧单体的第二端51卡设在定位槽33中。
如图2和图5可知,汽车座椅解锁机构还包括罩盖9,罩盖9与手柄壳体1的上部连接,并且罩盖9上设有腔口,解锁手柄2上的手推部24置于腔口中,可在腔口中运动,便于推动解锁手柄2沿曲槽11滑移对座椅进行解锁。
较佳地,罩盖9上设有卡爪91,手柄壳体1的上部设有供卡爪91卡设的卡槽13;其中卡槽13可以设置在手柄壳体1的上部外壁上或内壁上。
由图1至图3可知,还包括止推片8,销轴7上设有环形槽71,通过将止推片8卡设于环形槽71并抵靠在手柄壳体1的外壁上,防止销轴7发生轴向窜动。
为便于对本发明汽车座椅解锁机构的理解,现对解锁过程中解锁力和解锁力的变化率K的求解过程进行理论分析。
图6为汽车座椅解锁过程中解锁手柄2从初始位置P0处至1/2行程处P1处的运动示意图,初始位置P0处即为座椅锁定位置;图7为汽车座椅解锁过程时解锁手柄2从1/2行程P1处至完全解锁位置P2处的运动示意图,图8为解锁过程中解锁机构受力分析图,图9是本发明汽车座椅解锁机构对应的四连杆机构的示意图,图10为本发明中的曲线解锁机构与传统直线式解锁机构解锁力与位移之间的关系曲线图,图11为图10中曲线解锁机构的解锁力曲线的曲率cosα-μsinα与α之间的关系曲线图。
图8中,θ为解锁手柄2从初始位置P0至完全解锁P2位置之间的弧度,α为解锁手柄2的位移方向与受力方向之间的夹角,其中位移方向即为滑移件21在曲槽11上沿曲槽的切线方向;β为解锁线束4的位移方向与受力方向之间的夹角,δ为一对扭簧的复位力方向与位移方向之间的夹角;F1为解锁线束4受到的拉力,F2为一对扭簧的复位力,ΔS0为解锁手柄2位移大小,ΔS1为解锁线束4伸缩变化量,ΔS2为一对扭簧的位移大小。
图9中,L1为曲槽11对应的曲槽中心A点与曲柄3的第一端铰接处C点之间的长度,L2为曲槽11的圆弧半径,L3为曲柄3的第一端的铰接处C点与曲柄3的第二端的枢接处D点之间的长度。本实施例中,选取L1=214mm,L2=96.6mm,L3=133.3mm。
本发明汽车座椅解锁过程中解锁力F的计算公式如下:
式中:β为定值180°,δ为定值180°,μ为滑移件21与曲槽11之间的摩擦系数,μ为定值0.4,Δα为解锁手柄2运动过程中与初始位置之间弧度,ω2为解锁手柄的角速度,ω3为曲柄的角速度,解锁力F的方向为水平方向。
其中,根据物理分析和计算分析可知:解锁线束4在不同拉伸长度时的F1的数值是确定值,不同时刻的ΔS0通过计算也是可知的,ΔS1变化量基本稳定,ΔS2很小可以忽略不计。解锁力F简化后的公式如下,其中C为常数。
由图10可知,曲线A是传统直线式解锁结构解锁力与位移之间的关系曲线,其中K为解锁力的变化率,在解锁过程中,随着位移的增大,解锁力不断增大,且超出了人机工程学中80N舒适度的规定,解锁时的舒适性较差;其中解锁力呈线性增长,即解锁力的变化率K值保持不变。本发明中的汽车座椅解锁机构采用曲线解锁机构,曲线B为本发明中解锁力与位移之间的关系曲线,由曲线B可知,本发明中解锁手柄2由初始位置P0至1/2行程P1过程中,解锁力不断增大,解锁力的变化率K值为正值且不断减小;解锁手柄2由1/2行程P1至完全解锁位置P2过程中解锁力不断减小,解锁力变化率K为负值且不断减小;通过计算可知,前1/2行程中解锁力的变化率K1=2.88,后1/2行程中解锁力变化率K2=-2.16;结合曲线B可知,在解锁过程中解锁力的变化率K逐渐减小,同时曲线B中的解锁力最大值小于曲线A中解锁力的最大值。由此可知本发明中的解锁机构在解锁过程中解锁力的变化率K值逐渐减小,同时降低了解锁中的解锁力,解锁过程更顺畅,提高了使用舒适性。
解锁力的变化率K的计算公式如下:
其中:F0为初始位置P0处的解锁力,F1为1/2行程P1处的解锁力,F2为完全解锁位置P2处的解锁力;X1-X0为初始位置至1/2行程处的位移大小,X2-X1为1/2行程处至完全解锁位置处的位移大小。
由图11可知,随着α值的减小,cosα-μsinα先逐渐增大然后逐渐减小,且在增大过程中,增大的幅度逐渐减小,即增大趋于平缓,而在减小过程中,减小的幅度逐渐增大;对应于图10中的解锁力F可知,解锁力F在增大过程中增大的趋势逐渐减小,到达最大值后,解锁力逐渐减小且减小的趋势逐渐增大;即解锁力的变化率K由正值逐渐减小到0,然后继续减小变为负值;因此,本发明中解锁力的变化率K逐渐减小,提高了解锁时的舒适性。
本发明汽车座椅解锁机构中选取解锁手柄2在初始位置P0处至解锁位置P2之间α的变化范围为26.9°至-33.1°。
一种汽车座椅解锁机构的使用方法:
汽车座椅解锁时,推动解锁手柄2,滑移件21沿曲槽11向下运动,滑移件21滑移过程中,由于曲槽11自锁定侧14至解锁侧15向下弯曲因此在推动解锁手柄2时,解锁手柄2会对曲柄3施加一个向下的作用力,曲柄3会沿着销轴7绕手柄壳体1向下转动,此时解锁手柄2的下部与曲柄第二端32之间的夹角将逐渐变小即曲柄3与解锁手柄2相向靠拢,此时复位元件5受到曲柄3和解锁手柄2的挤压力,同时解锁手柄2在运动过程中解锁线束4向外拉伸,当滑移件21运动到曲槽3最左端时即完全解锁位置P2处,解锁线束4处于完全拉伸状态,此时汽车座椅处于完全解锁状态。
解锁完成后,处于压缩状态下的复位元件5对曲柄3和解锁手柄2有一个相背分离的复位力,促使解锁手柄2由完全解锁位置P2处恢复到初始位置P0处,解锁线束4恢复到初始状态,即汽车座椅锁定位置;座椅也从解锁状态恢复到锁定状态。
本发明一种汽车座椅解锁机构有效利用弧形连杆受力原理,在解锁过程中,解锁力的变化率K逐渐减小,与直线式推拉座椅解锁机构相比本发明中的解锁力最大值更小,且解锁过程更加顺畅,提高了解锁过程中的舒适性,更符合人机工程学。
以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明,本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而,实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定,本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种汽车座椅解锁机构,包括手柄壳体,所述手柄壳体内部中空,所述手柄壳体具有一锁定侧和一解锁侧,所述锁定侧和所述解锁侧相对设置,以及设置于所述手柄壳体的内部的解锁手柄,所述解锁手柄的上部设有滑移件,其特征在于,所述锁定侧与所述解锁侧之间的所述手柄壳体的侧壁上部设有曲槽,所述曲槽自所述锁定侧至所述解锁侧向下弯曲;
所述滑移件滑设于所述曲槽内并带着所述解锁手柄沿所述曲槽移动;
所述解锁机构还包括:
解锁线束,所述解锁线束的线束头连接所述解锁手柄并随所述解锁手柄向所述解锁侧移动而触发解锁装置;所述手柄壳体上设有供所述解锁线束穿设的穿孔;
曲柄,所述曲柄的第一端铰接于所述手柄壳体的解锁侧,所述曲柄的第二端与所述解锁手柄下部通过枢轴枢接;
复位元件,设于所述曲柄与所述解锁手柄之间且在所述曲柄与所述解锁手柄相向转动靠拢时施加将所述曲柄与所述解锁手柄相背转动分离的复位力。
2.如权利要求1所述的汽车座椅解锁机构,其特征在于,所述手柄壳体的上端开口,所述解锁手柄上设有延伸出所述开口的手推部。
3.如权利要求2所述的汽车座椅解锁机构,其特征在于,还包括罩盖,所述罩盖与所述手柄壳体的上部连接,所述罩盖设有腔口,所述手推部置于所述腔口中。
4.如权利要求3所述的汽车座椅解锁机构,其特征在于,所述罩盖上设有卡爪,所述手柄壳体的上部设有供所述卡爪卡设的卡槽。
5.如权利要求1所述的汽车座椅解锁机构,其特征在于,所述曲槽的靠近所述解锁侧的一端设有向上弯曲的滑移部。
6.如权利要求1所述的汽车座椅解锁机构,其特征在于,所述解锁手柄设有固定孔,所述线束头插设于所述固定孔。
7.如权利要求1所述的汽车座椅解锁机构,其特征在于,所述手柄壳体的解锁侧设有铰接座,所述曲柄的第一端与所述铰接座铰接。
8.如权利要求1所述的汽车座椅解锁机构,其特征在于,所述复位元件为扭簧,所述扭簧套设于所述枢轴上,所述扭簧的第一端抵靠或连接于所述解锁手柄,所述扭簧的第二端抵靠或连接于所述曲柄。
9.如权利要求8所述的汽车座椅解锁机构,其特征在于,所述曲柄的第一端上设有定位槽,所述解锁手柄上设有限位槽;所述扭簧的第一端卡设于所述限位槽,所述扭簧的第二端卡设于所述定位槽。
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