CN109109694A - 一种汽车安全座椅及安装该安全座椅的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车安全座椅及安装该安全座椅的汽车，包括座椅主体、碰撞传感器、座椅支撑装置、轴承齿轮和轴承滑道；座椅主体的椅背设有横向布置的轴，轴的两端安装有轴承齿轮；轴承滑道是用于固定在车体上的平行双齿条滑道，轴承齿轮安装在轴承滑道内、且与双齿条啮合；碰撞传感器的一端与安全气囊连接，另一端与座椅支撑装置连接，座椅支撑装置安装在座椅主体的底部，当碰撞传感器将碰撞信号发送到座椅支撑装置，座椅支撑装置与座椅分离。将碰撞转化为了座椅的有限转动，从而避免了人体与仪表盘和方向盘的碰撞，也避免了与安全气囊所产生的碰撞，解决了安全气囊对人体的冲击伤害以及更好地减轻二次碰撞造成的伤害。

Description

一种汽车安全座椅及安装该安全座椅的汽车

技术领域

本发明属于汽车安全座椅研究领域，具体涉及一种汽车安全座椅及安装该安全座椅的汽车。

背景技术

汽车交通事故主要为碰撞事故。碰撞事故造成的伤害主要有减速伤、碰撞伤、碾挫伤等。在目前的汽车安全系统中，当发生碰撞事故时，只有当碰撞的强度达到预定的剧烈程度时才会触发安全气囊的弹出。而这个强烈程度也就是达到了可能会对人体二次碰撞造成伤害的强度。目前的防护措施主要为防止或减轻汽车二次碰撞的伤害，二次碰撞的伤害主要发生在头、胸与方向盘、仪表盘、挡风玻璃之间的碰撞。普通轿车、大型客车等的驾驶位和副驾驶位通常使用安全带和安全气囊作为汽车人员的吸能设备，当遇到强烈的碰撞时，安全气囊弹出，进而保护驾驶员的生命安全。但在实际情况中，安全气囊弹出迅速，其爆炸性冲击仍然会对人的面部、颈部等造成较大的冲击伤害。因此汽车座椅的安全改进仍有很大的空间。

目前国内从已有专利的查阅可知，对于多数的汽车安全座椅一般以改进座椅结构来设计，并且以儿童安全座椅设计居多。如公开号为CN107187351A汽车安全座椅的发明专利，发明了一种充气型安全座椅，当发生剧烈碰撞时，碰撞传感器信号触发排气装置，将安全座椅中的空气排出，以提供更大的空间，避免驾驶员卡在车内的情况，但该设计主要针对减轻驾驶员的挤压伤害设计，在多数事故情况下，驾驶员的撞击伤害居主要地位；公开号为CN207045172U一种减震效果较好的汽车安全座椅的实用新型专利设计了一种减震支撑弹簧和缓冲弹簧的减震装置，可以改善驾驶员或乘员在颠簸路段，在一定情况下可以减轻汽车事故中的减速伤，但对于撞击伤害仍然没有较好的效果。公开号为CN304511718S汽车安全座椅(蛋形)的专利，虽然在结构上设计了安全性能较好的安全座椅，但其设计主要针对儿童安全座椅，并且占空间较大，不适合整车安装。

汽车安全座椅的设计需要能够避免驾驶人员和乘员与方向盘、仪表盘、挡风玻璃等的撞击，以及减轻与快速弹出的安全气囊之间的撞击伤害。目前多数防撞的装置以安全气囊为主，安全带为辅，不能达到最佳的防撞效果。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种汽车安全座椅和安装该安全座椅的汽车，改进的汽车安全座椅加入了轴承齿轮作为碰撞吸能的核心装置，座椅支架和座椅之间不直接采用刚性连接，当发生碰撞时，座椅与座椅支架可以分离，座椅的靠背使用轴贯穿，座椅可以绕轴发生转动，轴承齿轮与轴承滑道以齿轮啮合方式配合，轴承滑道上齿条可向上移动；本发明可优选的使用原安全气囊的碰撞传感器为伺服电机提供信号，节省了另外布置碰撞传感器的成本，将碰撞转化为了座椅的有限转动，从而避免了人体与仪表盘和方向盘的碰撞。

本发明的技术方案是：一种汽车安全座椅，包括座椅主体、碰撞传感器、座椅支撑装置、轴承齿轮和轴承滑道；

所述座椅主体的椅背设有横向布置的轴，所述轴的两端安装有轴承齿轮；

所述轴承滑道是用于固定在车体上的平行双齿条滑道，所述轴承齿轮安装在轴承滑道内、且与双齿条啮合；

所述碰撞传感器的一端用于与安全气囊连接，另一端与座椅支撑装置连接，座椅支撑装置安装在座椅主体的底部，当碰撞传感器将碰撞信号发送到座椅支撑装置，座椅支撑装置与座椅分离，座椅绕轴旋转。

上述方案中，所述座椅支撑装置包括伺服电机和座椅支架；

所述座椅支架底部设有座椅支架齿条；

所述伺服电机与碰撞传感器连接，所述伺服电机的输出轴设有齿轮与座椅支架齿条啮合。

进一步的，所述座椅支架为U型长槽，所述座椅主体的底部安装在U型长槽上，座椅主体可在U型长槽上前后移动。

上述方案中，所述轴承齿轮上设有角度限位机构。

进一步的，所述角度限位机构包括第一挡块和第二挡块；

所述第一挡块安装在轴承齿轮的外轮上，所述第二挡块的一端固定安装在轴上，第二挡块用于卡住第一挡块使轴停止转动。

上述方案中，所述轴承滑道的上齿条设有调节旋钮；

所述调节旋钮用于安装在车辆上与轴承滑道的上齿条侧面啮合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明在遇到强烈的碰撞事故时，碰撞传感器发出碰撞信号触发安全气囊，并且同时产生触发信号到座椅支撑装置，座椅支撑装置与座椅分离，此时由于惯性运动使椅背上的轴水平线以下的人体向前运动，轴水平线以上的人体向后运动，从而使轴承齿轮内的轴旋转，座椅主体的椅背向后运动，在安全带的束紧作用下，带动人体上肢向后运动，进而避免了人体上肢与仪表盘和方向盘的碰撞，减轻了对人体的伤害。

2.本发明所述座椅支撑装置包括伺服电机和座椅支架；碰撞传感器触发伺服电机，使伺服电机拉动座椅支架与座椅分离，伺服电机的响应速度快、扭矩大、能够适应在碰撞过程中快速抽离座椅支架，从而使座椅底部迅速悬空，而不会因为响应速度的问题导致座椅卡顿，人体上肢撞向仪表盘导致伤害。

3.本发明所述座椅支架的上部采用的凹槽作为滑道与座椅底部接触，这种滑轨限制了座椅的左右运动，座椅支架与座椅底座之间采用可拆卸连接，还可以在发生碰撞的情况下使座椅支架与座椅迅速分离，使座椅悬空，不至于因为连接的情况而卡住。

4.本发明所述轴承齿轮上设有角度限位机构，可以根据情况限定轴转动的角度，防止转动的角度过大，导致人体的下肢与方向盘箱壳发生撞击，进而有可能损伤人体下肢。

5.本发明所述轴承滑道的上齿条设有调节旋钮，为方便调节轴承齿轮在轴承滑道上的位置，轴承滑道的上齿条可以上下活动，调节轴承滑道上齿条的装置为调节旋钮，调节旋钮的外轮于轴承滑道的上齿条侧面以齿轮啮合的方式连接，内轮为可手动旋转的旋钮，调节旋钮的内轮与外轮固定连接，这样需要调节座椅的前后位置时，可以使用调节旋钮将轴承滑道的上齿条向上调节，轴承齿轮在轴承滑道上移动，调整座椅位置到合适的位置，最后在调节轴承滑道的上齿条将轴承齿轮进行固定。

6.本发明对汽车座椅进行了改进，避免人体与方向盘和仪表盘发生碰撞；减少了汽车碰撞对乘坐人员身体的伤害；解决了碰撞的吸能问题，将碰撞能量转化为了转动能量；本发明所述汽车安全座椅结构简单，安全性能高。

7.本发明所述安装该安全座椅的汽车，避免了人体与仪表盘和方向盘的碰撞，提高了汽车的安全系数。

附图说明

图1是本发明汽车安全座椅结构示意图；

图2是轴承滑道7的放大示意图；

图3是座椅支架4的放大示意图。

图中，1、安全气囊，2、碰撞传感器，3、伺服电机，4、座椅支架，5、轴承齿轮，6、重心水平线，7、轴承滑道，8、轴承外轮挡块，9、轴承轴上挡块，10、座椅支架齿条，11、调节旋钮，12、座椅主体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

图1所示为本发明所述汽车安全座椅的一种实施方式，所述汽车安全座椅包括座椅主体12、碰撞传感器2、座椅支撑装置、轴承齿轮5和轴承滑道7。

所述座椅主体12的椅背中部设有横向布置的轴，所述轴的两端安装有轴承齿轮5；所述轴承滑道7是用于固定在车体上的平行双齿条滑道，所述轴承齿轮5安装在轴承滑道7内、且与双齿条啮合；所述碰撞传感器2的一端用于与安全气囊1连接，另一端与座椅支撑装置连接，座椅支撑装置安装在座椅主体12的底部，当碰撞传感器2将碰撞信号发送到座椅支撑装置，座椅支撑装置与座椅分离，使整个座椅可以带动人体绕轴旋转，由于驾乘人员重心水平线6在轴下方，速度向前，所以人体上半身向后摆动。

如图2所示，所述轴承滑道7是固定在车体上的短平行双齿条滑道，所述轴承滑道7包括下齿条滑道和可以上下活动的上齿条滑道。轴承滑道7采用齿条结构是为了能在正常情况下限制轴承齿轮5的位置，使轴承齿轮5的轴可以发生转动，当需要调节座椅的前后位置时，轴承齿轮5也可以在轴承滑道7上前后移动。为方便调节轴承齿轮5在轴承滑道7上的位置，所述轴承滑道7的上齿条设有调节旋钮11；所述调节旋钮11用于安装在车辆上与轴承滑道7的上齿条侧面啮合。优选的，轴承滑道7的上齿条可以上下活动1.5倍的齿距，调节轴承滑道7上齿条的装置为调节旋钮11，调节旋钮11的外轮于轴承滑道7的上齿条侧面以齿轮啮合的方式连接，内轮为可手动旋转的旋钮，调节旋钮11的内轮与外轮固定连接，这样需要调节座椅的前后位置时，可以使用调节旋钮11将轴承滑道7的上齿条向上调节，轴承齿轮5在轴承滑道7的下齿条移动，调整座椅位置到合适的位置，最后在调节轴承滑道7的上齿条将轴承齿轮5进行固定。

优选的，所述座椅支撑装置包括伺服电机3和座椅支架4；如图3所示，所述座椅支架4底部设有座椅支架齿条10；所述伺服电机3与碰撞传感器2连接，所述伺服电机3的输出轴设有齿轮与座椅支架齿条10啮合。座椅支架齿条10采用的是平行齿条，可以与伺服电机3的轴端齿轮进行配合，在产生剧烈的碰撞情况下，伺服电机3的快速转动带动座椅支架4快速向下运动。优选的，所述座椅支架4为U型长槽，所述座椅主体12的底部安装在U型长槽上，座椅主体12可在U型长槽上前后移动。座椅支架4采用可分离的滑道形状的支架，即座椅主体12可以与座椅支架4分离从而使座椅底部悬空，不至于因为连接的情况而卡住。所述座椅支架4的上部采用的凹槽作为滑道与座椅底部接触，这种滑轨限制了座椅的左右运动，需要调节座椅的前后位置时，可以使用调节旋钮11将轴承滑道7的上齿条向上调节，然后再调整座椅位置到合适的位置，最后在调节轴承滑道7的上齿条将轴承齿轮5进行固定。座椅支架4与座椅底座之间采用可拆卸连接，还可以在发生碰撞的情况下使座椅支架与座椅迅速分离，使座椅悬空，不至于因为连接的情况而卡住。

所述碰撞传感器2采用电子式碰撞传感器，优选的，所述碰撞传感器2可以直接使用触发安全气囊1用的传感器，当碰撞强度达到触发阈值时，发出碰撞信号，触发安全气囊1，并且同时产生触发信号到伺服电机3上，使伺服电机3工作。这样在碰撞强烈程度达到可以触发安全气囊1的程度时触发伺服电机3，这时人体的下半部分会向前运动，而头部、胸部会向后运动，从而避免了与仪表盘和方向盘的碰撞，实现了保护人体安全的目的。

这里优先地选用伺服电机3，是因为伺服电机3的响应速度快、扭矩大、能够适应在碰撞过程中快速抽离座椅支架4，从而使座椅底部迅速悬空，而不会因为响应速度的问题导致座椅卡顿，人体上肢撞向仪表盘导致伤害。当发生强烈碰撞时，伺服电机3迅速运转，通过与座椅支架齿条10的齿轮配合，将座椅支架4迅速下拉，拉至汽车底盘，使座椅底部悬空，以使座椅可以绕轴承齿轮5自由转动。此时由于座椅速度向前，乘坐人员重心水平线6处于轴承齿轮5的下方，优选的，重心水平线6一般取坐姿时胸腔中心点，因此取一般身高人坐姿胸腔中心点向上5cm至8cm为轴承齿轮5的重心轴位置。则重心所在的轴承齿轮5下方的座椅会绕轴旋转，在安全带的束紧作用下，使人体上肢不至于太过向前运动，进而避免了人体上肢与仪表盘和方向盘的碰撞。

所述轴承齿轮5上设有角度限位机构，可以根据情况限定轴转动的角度，防止转动的角度过大，导致人体的下肢与方向盘箱壳发生撞击，进而有可能损伤人体下肢。优选的，所述角度限位机构包括第一挡块8和第二挡块9；所述第一挡块8安装在轴承齿轮5的外轮上，所述第二挡块9的一端固定安装在轴上，第二挡块9用于卡住第一挡块8使轴停止转动。当轴相对于外轮转动的角度过大时，第二挡块9会与第一挡块8发生碰撞，使轴旋转运动停止。

一种安装有该安全座椅的汽车，通过本发明所述汽车安装座椅避免了人体与仪表盘和方向盘的碰撞，提高了汽车的安全系数。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车安全座椅，其特征在于，包括座椅主体(12)、碰撞传感器(2)、座椅支撑装置、轴承齿轮(5)和轴承滑道(7)；

所述座椅主体(12)的椅背设有横向布置的轴，所述轴的两端安装有轴承齿轮(5)；

所述轴承滑道(7)是用于固定在车体上的平行双齿条滑道，所述轴承齿轮(5)安装在轴承滑道(7)内、且与双齿条啮合；

所述碰撞传感器(2)的一端用于与安全气囊(1)连接，另一端与座椅支撑装置连接，座椅支撑装置安装在座椅主体(12)的底部，当碰撞传感器(2)将碰撞信号发送到座椅支撑装置，座椅支撑装置与座椅分离。

2.根据权利要求1所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述座椅支撑装置包括伺服电机(3)和座椅支架(4)；

所述座椅支架(4)底部设有座椅支架齿条(10)；

所述伺服电机(3)与碰撞传感器(2)连接，所述伺服电机(3)的输出轴设有齿轮与座椅支架齿条(10)啮合。

3.根据权利要求2所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述座椅支架(4)为U型长槽，所述座椅主体(12)的底部安装在U型长槽上，座椅主体(12)可在U型长槽上前后移动。

4.根据权利要求1所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述轴承齿轮(5)上设有角度限位机构。

5.根据权利要求4所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述角度限位机构包括第一挡块(8)和第二挡块(9)；

所述第一挡块(8)安装在轴承齿轮(5)的外轮上，所述第二挡块(9)的一端固定安装在轴上，第二挡块(9)用于卡住第一挡块(8)使轴停止转动。

6.根据权利要求1所述的根据权利要求1所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述轴承滑道(7)的上齿条设有调节旋钮(11)；

所述调节旋钮(11)与轴承滑道(7)的上齿条侧面啮合。

7.一种汽车，其特征在于，所述汽车安装有权利要求1-6任意一项所述汽车安全座椅。