CN108944590A - 一种主动式安全座椅 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主动式安全座椅，包括座椅本体、碰撞检测装置、振动传感器和主控制模块，座椅本体包括座椅靠背、座椅头枕、座椅坐垫、座椅基座和底部滑轨，座椅基座可移动设置在底部滑轨上，座椅坐垫设置在座椅基座上，座椅基座设有沿车体前后方向的第一磁流变减震器和沿车体上下方向的第二磁流变减震器，第一磁流变减震器和第二磁流变减震器的控制端均与第一控制器连接，座椅坐垫设有腿部调节装置，座椅靠背设有腰部调节装置和靠背角度调节装置，座椅头枕设有头枕调节装置，碰撞检测装置、振动传感器、第一驱动装置、第一控制器、腿部调节装置、头枕调节装置、腰部调节装置和靠背角度调节装置分别与主控制模块连接。

Description

一种主动式安全座椅
技术领域
本发明属于汽车安全技术领域，具体地涉及一种主动式安全座椅。
背景技术
据统计，2016年平均每天有300多人死于车祸，而且实际死亡人数可能远远大于统计数据。现在的汽车座椅，由于技术或者成本等种种原因，低配车辆安全配置都很低，一般都只是配备安全气囊来增加安全系数。主被动安全系数往往都不高。这种情况下一旦发生车辆碰撞，往往会造成不可估量的后果。
当汽车遭受前方撞击时，会因为撞击力的作用，乘员在第一时间撞向前方的车饰，由于碰撞空间有限乘员往往会受到极大的伤害；当汽车遭受到后方的撞击时，会因为撞击力的作用，在第一时间是的乘坐人员的后背向汽车座椅靠背方向挤压，进而带动颈部、头部向后方向急速甩动，随后在撞击结束后，乘员上半身又会在座椅的反作用力和惯性力的作用下向前倾，进而带动颈部、头部向前方急速甩动。在整个撞击过程中，乘坐人员颈部承受着极大的冲击，进而造成严重的伤害。虽然现有的安全座椅可以适当的减少乘员的伤害，但是都是单一的保护装置，保护不够全面，结构大且复杂，还有很大的改进空间。
此外，由于乘员有时会为了追求舒适的坐姿导致坐姿的不规范和多样性，当发生碰撞时经常发生乘员身体下潜的情况，且会给乘员的腹部造成很大的伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种主动式安全座椅用于解决上述存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种主动式安全座椅，包括座椅本体、碰撞检测装置、振动传感器和主控制模块，所述座椅本体包括座椅靠背、座椅头枕、座椅坐垫、座椅基座以及固定在车体上的底部滑轨，所述座椅基座设置在底部滑轨上，并由第一驱动装置驱动在底部滑轨上移动，所述座椅坐垫设置在座椅基座上，所述座椅基座设有沿车体前后方向的第一磁流变减震器和沿车体上下方向的第二磁流变减震器，所述第一磁流变减震器和第二磁流变减震器的控制端均与第一控制器连接，所述座椅坐垫设有腿部调节装置，所述座椅靠背设有腰部调节装置和靠背角度调节装置，所述座椅头枕设有头枕调节装置，所述碰撞检测装置、振动传感器、第一驱动装置、第一控制器、腿部调节装置、头枕调节装置、腰部调节装置和靠背角度调节装置分别与主控制模块连接。
进一步的，所述座椅坐垫包括坐垫本体和前缘部，所述前缘部的后端与坐垫本体的前端通过第一转轴转动连接，所述腿部调节装置用于驱动第一转轴转动而使前缘部绕第一转轴上下转动。
进一步的，所述座椅靠背与座椅坐垫转动连接，所述靠背角度调节装置用于驱动座椅靠背相对于座椅坐垫转动而调节靠背角度。
进一步的，所述碰撞检测装置的数量为2个，分别设置在车体的前后侧，所述碰撞检测装置包括红外传感器和摄像头。
进一步的，所述腰部调节装置由伸缩杆来实现，设置在座椅靠背对应于腰部的部位内。
进一步的，所述头枕调节装置包括横向圆管、竖向圆管、支撑杆和磁流变弹性体，所述横向圆管和竖向圆管固定连接，所述横向圆管转动套设在座椅靠背内的横向骨架上，所述支撑杆活动穿设在竖向圆管内，所述支撑杆的上端连接座椅头枕，所述所述支撑杆的下端连接磁流变弹性体，所述磁流变弹性体固定设置在座椅靠背内，所述磁流变弹性体与第二控制器连接，所述第二控制器与主控制模块连接。
进一步的，所述振动传感器安装在汽车底盘悬架上。
进一步的，还包括3个调节按钮，3个调节按钮分别与主控制模块连接，3个调节按钮分别用于控制腿部调节装置、腰部调节装置和靠背角度调节装置，3个调节按钮设置在靠近座椅的车门上。
更进一步的，还包括身份信息识别模块，所述身份信息识别模块设置在靠近座椅的车门上，所述身份信息识别模块与主控制模块连接。
更进一步的，所述身份信息识别模块为指纹识别器。
本发明的有益技术效果：
本发明可以在发生碰撞时对乘员进行全方位的保护，特别是对乘员的头部、颈部和腹部进行有效保护，保护效果好，安全系数高，使用灵活舒适，提高乘员体验感，且结构简单，体积较小，易于实现。
附图说明
图1为本发明具体实施例的座椅本体结构示意图；
图2为本发明具体实施例的头枕调节装置的结构示意图；
图3为本发明具体实施例的电气连接示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至3所示，一种主动式安全座椅，包括座椅本体、碰撞检测装置2、振动传感器3和主控制模块1，本具体实施例中，主控制模块1由单片机来实现，当然，在其它实施例中，主控制模块1也可以采用MCU处理器或PLC控制器来实现，主控制模块1置于汽车车内中控台下方，连接中控台的显示屏幕。
本具体实施例中，振动传感器3安装在汽车底盘悬架上，振动传感器3的输出端与主控制模块1的一输入端连接，当然，在其它实施例中，振动传感器3也可以安装在汽车上的其它部位，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
本具体实施例中，碰撞检测装置2的数量为2个，分别设置在车体前侧的前大灯旁边和车体的后侧，碰撞检测装置2包括红外传感器和摄像头，红外传感器的输出端与主控制模块1的一输入端连接，摄像头通过图像识别芯片与主控制模块1的一输入端连接。采用机器视觉和红外传感器的联合装置，检测距离远、范围大、信息量丰富而且可以在极端天气条件或者黑暗条件下使用。
所述座椅本体包括座椅靠背17、座椅头枕16、座椅坐垫、座椅基座18以及固定在车体上的底部滑轨14，所述底部滑轨14沿车体的前后方向设置，所述座椅基座18设置在底部滑轨14上，并由第一驱动装置4驱动在底部滑轨14上移动，所述第一驱动装置4的控制输入端与主控制模块1的一输出端连接。
本具体实施例中，第一驱动装置4由电机来实现，如通过电机带动丝杆转动从而驱动座椅基座18在底部滑轨14移动，或通过电机带动传送带转动来驱动座椅基座18在底部滑轨14移动，具体结构是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
所述座椅基座18上设有沿车体前后方向的第一磁流变减震器10和沿车体上下方向的第二磁流变减震器11，所述座椅坐垫通过第一磁流变减震器10设置在座椅基座18上，所述第一磁流变减震器10和第二磁流变减震器11的控制端均与第一控制器9连接，所述第一控制器9与主控制模块1连接，具体连接方式是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
所述座椅坐垫设有腿部调节装置8，本具体实施例中，所述座椅坐垫包括坐垫本体15和前缘部151，所述前缘部151的后端与坐垫本体15的前端通过第一转轴转动连接，所述腿部调节装置8用于驱动第一转轴转动而使前缘部151绕第一转轴上下转动而改变前缘部151翘起的高度，从而调整腿部的支撑高度，所述腿部调节装置8的控制输入端与主控制模块1的一输出端连接，本实施例中，腿部调节装置8由电机来实现，如电机的输出轴与第一转轴连接，或电机的输出轴通过齿轮和传送带与第一转轴传动连接，具体结构是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
所述座椅靠背17设有腰部调节装置5和靠背角度调节装置6，腰部调节装置5和靠背角度调节装置6的控制输入端分别与主控制模块1的二输出端连接，本具体实施例中，腰部调节装置5由伸缩杆来实现，设置在座椅靠背17对应于腰部的部位内，通过控制伸缩杆5的伸缩来控制座椅靠背17对应于腰部的部位凸起程度。
所述座椅靠背17与座椅坐垫转动连接，所述靠背角度调节装置6用于驱动座椅靠背17相对于座椅坐垫前后转动而调节座椅靠背17与座椅坐垫之间的角度，靠背角度调节装置6可以采用电机来实现，具体结构是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
所述座椅头枕16设有头枕调节装置7，用于调节座椅头枕16的状态，所述头枕调节装置7的控制输入端与主控制模块1的输出端连接，本具体实施例中，所述头枕调节装置包括横向圆管73、竖向圆管75、支撑杆74和磁流变弹性体71，所述横向圆管73和竖向圆管75固定连接，所述横向圆管73转动套设在座椅靠背17内的横向骨架72上，所述支撑杆74活动穿设在竖向圆管75内，所述支撑杆74的上端连接座椅头枕16，所述所述支撑杆74的下端连接磁流变弹性体71，所述磁流变弹性体71固定设置在座椅靠背17内，所述磁流变弹性体71与第二控制器76连接，所述第二控制器76与主控制模块1连接。
本具体实施例中，还包括3个调节按钮12，3个调节按钮12分别与主控制模块1连接，3个调节按钮12分别用于控制腿部调节装置8、腰部调节装置5和靠背角度调节装置6，3个调节按钮12设置在靠近座椅的车门上。
进一步的，还包括身份信息识别模块13，所述身份信息识别模块13设置在靠近座椅的车门上，所述身份信息识别模块13与主控制模块1连接。本具体实施例中，所述身份信息识别模块13为指纹识别器，当然，在其它实施例中，身份信息识别模块13可以是脸部识别模块等。
工作过程：
碰撞检测装置2检测车况信息，当汽车将要发生正面碰撞时，传送信号给主控制模块1，主控制模块1发出控制信号给第一驱动装置4，第一驱动装置4控制座椅沿着底部滑轨14向后移动一定的距离增大乘员与前方车饰的碰撞空间，减少碰撞伤害；当汽车将要发生追尾碰撞时，主控制模块1发出控制信号给第第二控制器76，第二控制器76通过改变磁流变弹性体71的刚度和阻尼控制座椅头枕16向前转动一定的角度，托住乘客的头部和颈部，以此来减少头部和颈部的伤害；当汽车将要发生正面或追尾碰撞时，主控制模块1控制靠背角度调节装置6根据之前设定的角度将座椅靠背17向前旋转到合适的角度，主控制模块1控制腿部调节装置8根据之前设定的角度将座椅坐垫的前缘部151向上旋转合适的角度，避免乘员在碰撞后发生身体下潜的现象，振动传感器3检测车辆通过悬架减振后的振动波形，将信号传递给主控制模块1，主控制模块1发送信号给第一控制器9，第一控制器9控制第一磁流变减震器10和第二磁流变减震器11，通过改变第一磁流变减震器10和第二磁流变减震器11的刚度和阻尼来抵消车辆的振动，增加乘客的舒适性。乘客可以根据自己的需要通过控制靠近座椅车门上的调节按钮来调节腰部的凸起程度，调节座椅靠背17的角度以及前缘部151的抬起角度，指纹识别器13可以识别不同乘客的指纹信息，并将其与乘客以往的乘坐习惯对应存储起来，为乘客提供个性化的乘坐体验。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种主动式安全座椅，其特征在于：包括座椅本体、碰撞检测装置、振动传感器和主控制模块，所述座椅本体包括座椅靠背、座椅头枕、座椅坐垫、座椅基座以及固定在车体上的底部滑轨，所述座椅基座设置在底部滑轨上，并由第一驱动装置驱动在底部滑轨上移动，所述座椅坐垫设置在座椅基座上，所述座椅基座设有沿车体前后方向的第一磁流变减震器和沿车体上下方向的第二磁流变减震器，所述第一磁流变减震器和第二磁流变减震器的控制端均与第一控制器连接，所述座椅坐垫设有腿部调节装置，所述座椅靠背设有腰部调节装置和靠背角度调节装置，所述座椅头枕设有头枕调节装置，所述碰撞检测装置、振动传感器、第一驱动装置、第一控制器、腿部调节装置、头枕调节装置、腰部调节装置和靠背角度调节装置分别与主控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的主动式安全座椅，其特征在于：所述座椅坐垫包括坐垫本体和前缘部，所述前缘部的后端与坐垫本体的前端通过第一转轴转动连接，所述腿部调节装置用于驱动第一转轴转动而使前缘部绕第一转轴上下转动。
3.根据权利要求1所述的主动式安全座椅，其特征在于：所述座椅靠背与座椅坐垫转动连接，所述靠背角度调节装置用于驱动座椅靠背相对于座椅坐垫转动而调节靠背角度。
4.根据权利要求1所述的主动式安全座椅，其特征在于：所述碰撞检测装置的数量为2个，分别设置在车体的前后侧，所述碰撞检测装置包括红外传感器和摄像头。
5.根据权利要求1所述的主动式安全座椅，其特征在于：所述腰部调节装置由伸缩杆来实现，设置在座椅靠背对应于腰部的部位内。
6.根据权利要求1所述的主动式安全座椅，其特征在于：所述头枕调节装置包括横向圆管、竖向圆管、支撑杆和磁流变弹性体，所述横向圆管和竖向圆管固定连接，所述横向圆管转动套设在座椅靠背内的横向骨架上，所述支撑杆活动穿设在竖向圆管内，所述支撑杆的上端连接座椅头枕，所述所述支撑杆的下端连接磁流变弹性体，所述磁流变弹性体固定设置在座椅靠背内，所述磁流变弹性体与第二控制器连接，所述第二控制器与主控制模块连接。
7.根据权利要求1所述的主动式安全座椅，其特征在于：所述振动传感器安装在汽车底盘悬架上。
8.根据权利要求1所述的主动式安全座椅，其特征在于：还包括3个调节按钮，3个调节按钮分别与主控制模块连接，3个调节按钮分别用于控制腿部调节装置、腰部调节装置和靠背角度调节装置，3个调节按钮设置在靠近座椅的车门上。
9.根据权利要求8所述的主动式安全座椅，其特征在于：还包括身份信息识别模块，所述身份信息识别模块设置在靠近座椅的车门上，所述身份信息识别模块与主控制模块连接。
10.根据权利要求9所述的主动式安全座椅，其特征在于：所述身份信息识别模块为指纹识别器。
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