CN109624809A - 可适应和可重新配置的乘员支撑结构 - Google Patents

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Abstract

乘员支撑结构和定制乘员支撑结构的方法。乘员支撑结构可以包括底座和由底座承载的可重新配置的座垫。可重新配置的座垫可以包括乘员支撑表面和气囊。气囊可以包括限定在乘员支撑表面下面的内腔的外壁和被设置在腔体内的两个或更多个重叠材料层。通过选择性地控制气囊的外壁两端的压力条件，重叠材料层可以适于选择性地从顺应状态转换到刚性状态，反之亦然，以使座垫的乘员支撑表面重新配置为或适应由座垫支撑的乘员的一部分的轮廓。

Description

可适应和可重新配置的乘员支撑结构
技术领域
本公开总体上涉及乘员支撑结构和定制乘员支撑结构的方法。
背景技术
用于车辆乘员的支撑结构可以被配置为允许乘员重新定位支撑结构以便优化乘员的舒适性和车辆的使用。例如，车辆座椅可以被配置为允许水平、垂直和/或倾斜调整以适应不同体型大小的乘员，例如不同身高的乘员。除了调整乘员支撑结构在车辆内的位置之外，可能希望为乘员提供定做支撑结构的物理轮廓以更紧密地与乘员的物理轮廓对准的能力，例如，进一步优化乘员的舒适性、功能性和安全性。为了适应车辆的多个不同乘员，可能希望为每个乘员提供重新配置支撑结构的物理轮廓以更紧密地与他们个人的身型相贴合的能力。
发明内容
乘员支撑结构可以包括底座和由底座承载的可重新配置的座垫。可重新配置的座垫可以适于支撑乘员的一部分，并且可以包括乘员支撑表面和气囊。气囊可以包括外壁，该外壁限定在乘员支撑表面下面的内腔和被设置在腔体内的两个或更多个重叠材料层。通过选择性地控制气囊的外壁两端的压力条件，重叠材料层可以适于选择性地从顺应状态转换到刚性状态，反之亦然。当在气囊的外壁两端建立相等压力条件时，重叠材料层可以适于表现顺应状态并且响应于由乘员施加在座垫的乘员支撑表面上的外部负载而变形。替代地，当在气囊的外壁两端建立负压力条件时，重叠材料层可以适于表现刚性状态并且响应于在座垫的乘员支撑表面上施加或移除外部负载而防止乘员支撑表面变形。将重叠材料层从顺应状态选择性地转换到刚性状态可以允许重新配置座垫的乘员支撑表面或者使该乘员支撑表面适应由座垫支撑的乘员的一部分的轮廓。
重叠材料层可以定位在腔体内使得相邻材料层的相对表面彼此直接接触。而且，重叠材料层可以被配置为使得当在气囊的外壁两端建立负压力条件时，在层的相对表面之间产生摩擦使得防止层的剪切。
至少一个重叠材料层可以包括复合材料，该复合材料包括通过一个或多个顺应区域互连的刚性区域的网络。顺应区域可以被配置为将刚性区域朝向彼此偏置并且响应于施加的外部负载而抵抗刚性区域的相对移动。在一种形式中，刚性区域可以通过空隙在物理上彼此分离。在一种形式中，至少一个重叠材料层还可以包括物理和化学同质材料的连续层。
重叠材料层可以包括交替的第一和第二层。在一种形式中，第一层可以具有与第二层不同的材料成分或配置。例如，第一层可以包括刚性材料，而第二层可以包括顺应材料。
乘员支撑结构可以包括位于底座与可重新配置的座垫之间的一个或多个偏置构件。一个或多个偏置构件可以被配置为使座垫远离底座偏置并且响应于由乘员施加在座垫的乘员支撑表面上的外部负载而抵抗座垫朝向底座的移动。
气囊可以包括开口，流体可以通过该开口从腔体中排出或引入腔体中以在腔体内建立预期的压力条件。
乘员支撑结构可以包括真空泵和排出系统以用于选择性地在腔体内建立低于大气压的压力条件。
可重新配置的座垫可以包括覆盖气囊的弹性垫和覆盖弹性垫的盖，并且乘员支撑表面可以由盖限定。
可重新配置的座垫可以包括第一气囊和第二气囊。第一和第二气囊中的每一个可以包括外壁，该外壁限定在乘员支撑表面下面的内腔和被设置在它们的相应腔体内的两个或更多个重叠材料层。通过选择性地控制第一和第二气囊的外壁两端的压力条件，第一和第二气囊可以适于单独地或共同地从顺应状态转换到刚性状态，反之亦然。将第一和第二气囊从顺应状态选择性地转换到刚性状态可以允许重新配置座垫的乘员支撑表面的第一和第二区或者使该第一和第二区适应由座垫支撑的乘员的一部分的轮廓。
可重新配置的座垫可以包括座椅靠背、座椅底部、扶手、搁脚板或用于车辆乘员的头枕。
用于车辆乘员的座椅可以包括前述乘员支撑结构。在这种情况下，座椅可以包括驾驶员座椅、乘客座椅、儿童座椅或辅助座椅。
一种定制乘员支撑结构的方法，其中乘员支撑结构可以包括可重新配置的座垫，该座垫包括乘员支撑表面和在乘员支撑表面下面的气囊。气囊可以包括限定内腔的外壁和被设置在腔体内的两个或更多个重叠材料层。该方法可以包括在气囊的外壁两端建立第一压力条件，使得座垫表现初始配置。第一乘员可以定位成与座垫的乘员支撑表面接触，使得第一乘员的一部分压靠在乘员支撑表面上并且使乘员支撑表面适应第一乘员的部分的轮廓。可以在气囊的外壁两端建立第二压力条件，同时第一乘员与乘员支撑表面接触以摩擦地接合重叠材料层并且向座垫施加预定刚性。可以在气囊的外壁两端保持第二压力条件，使得乘员支撑表面保持第一乘员的部分的轮廓。
通过均衡气囊的外壁两端的压力，可以在气囊的外壁两端建立第一压力条件。
通过在腔体内建立低于大气压的压力条件，可以在气囊的外壁两端建立第二压力条件。
乘员的部分可以包括乘员的头部、背部、肩部、腰部、臀部、腿部、臂部或脚部。
气囊可以返回到第一压力条件以使座垫返回到其初始配置。然后，第二乘员可以定位成与座垫的乘员支撑表面接触，使得第二乘员的一部分压靠在乘员支撑表面上并且使乘员支撑表面适应第二乘员的部分的轮廓。可以在气囊的外壁两端建立第二压力条件，同时第二乘员与乘员支撑表面接触以摩擦地接合重叠材料层并且向座垫施加预定刚性。可以在气囊的外壁两端保持第二压力条件，使得乘员支撑表面保持第二乘员的部分的轮廓。
附图说明
图1是根据本公开内容的一个方面的处于顺应状态的气囊的示意横截面视图，该气囊包括限定腔体的外壁，多个薄的重叠材料层被封闭在该腔体中；
图2是图1的处于刚性状态的气囊的示意横截面视图；
图3是根据本发明的一个方面的薄材料层的俯视图，该薄材料层包括通过顺应区域互连的刚性区域的网络；
图4是根据本发明的另一个方面的另一个薄材料层的俯视图，该薄材料层包括通过顺应区域互连的刚性区域的网络；
图5是乘员支撑结构的示意横截面视图，该乘员支撑结构包括底座和可重新配置的座垫，其中乘员的一部分支撑在座垫的乘员支撑表面上；以及
图6是包括座椅底部、座椅靠背以及头枕的车辆座椅的透视图，其中座椅底部、座椅靠背以及头枕各自可以包括一个或多个乘员支撑结构(以虚线示出)，其可以被控制以从顺应状态转换到刚性状态(反之亦然)以使车辆座椅适应并重新配置到坐在车辆座椅上的乘员的一部分。
具体实施方式
本公开的乘员支撑结构可以用于通过对乘员提供选择性地重新配置和适应支撑结构的物理轮廓以与他们个人的身型相贴合的能力来容纳多个不同的乘员。乘员支撑结构包括可定制和可重新配置的座垫，其可以从顺应状态转换到刚性状态以选择性地使座垫适应由座垫支撑的乘员的轮廓。例如，座垫可以保持在顺应状态，使得座垫可以模制成乘员的一部分的负压印，然后座垫可以被控制为从顺应状态转换到刚性状态以保持乘员的负压印。可以允许座垫返回到顺应状态，使得座垫可以被重新配置到并且适应不同乘员或同一乘员的不同部分。将座垫从顺应状态转换到刚性状态可以经由称为“卡层(layerjamming)”的技术来实现。
如本文所使用，术语“刚性”和“顺应性”以相对意义采用。例如，当术语刚性和顺应性用于描述材料和/或材料区域的属性时，意味着顺应材料和/或顺应区域具有响应于施加的力而弯曲和/或拉伸的能力，该力小于需要施加到刚性材料和/或刚性区域以弯曲和/或拉伸刚性材料或区域的力。刚性和顺应材料和/或区域都可以是非脆性的，并且可以具有响应于施加的力而弯曲和/或拉伸且不会断裂或疲劳的能力。
图1和2描绘了薄气囊10，其可以使用卡层技术从顺应状态(图1)转换到刚性状态(图2)。气囊10包括限定内腔14的外壁12。多个重叠材料层16封闭在腔体14内。重叠材料层16定位在腔体14内使得相邻材料层16的相对表面直接接触。在图1和2中，层16在彼此的顶部上对准。然而，在其它实施例中，层16可以相对于彼此偏移或交错。
腔体14经由气囊10的壁12中的开口20与通道18流体连通。流体(例如，空气)可以经由开口20添加到腔体14或从腔体14中排出以增加或减小腔体14内的压力。例如，可以从腔体14中排出流体以在腔体14内建立低于大气压的压力条件，并且可以将流体添加到腔体14中以增加腔体14内的压力和/或使腔体14内部的压力与腔体14外部(在气囊10的外表面处)的压力相等。在一种形式中，真空泵和排出系统22可以用于经由通道18从腔体14中排出流体以在腔体14内建立低于大气压的压力条件。
通过在气囊10的外壁12上建立压力差，气囊10和层16可以从顺应状态转换到刚性状态，反之亦然。在图1中，气囊10内部(腔体14内部)的压力通常等于气囊10外部(腔体14的外部)的压力，并且气囊10处于顺应状态。例如，气囊10内部的压力可以与气囊10外部的压力完全相同，或者气囊10内部的压力可以在气囊10外部的压力的±5％之内。在一种形式中，气囊10内部和外部的压力通常可以等于大气压。在该顺应状态下，重叠材料层16可以相对于彼此移动(例如，通过彼此滑动或剪切经过彼此)并且可以响应于施加的力或外部负载而相对容易地变形。
在图2中，气囊10内部(腔体14内部)的压力小于气囊10外部(腔体14外部)的压力，并且气囊10处于刚性状态。例如，气囊10内部的压力可以比气囊10外部的压力小10倍或更多。在一种形式中，气囊10内部的压力可以小于大气压，并且气囊10外部的压力可以等于大气压。如图2中所示，在该刚性状态下，重叠材料层16被气囊10的外壁12压靠在彼此上方，这增加了层16之间的摩擦并且大幅降低了层16相对于彼此移动(例如，通过彼此滑动或剪切经过彼此)的能力使得层16“被卡住”并且层16和气囊10的刚性增加。通过控制层16的数量、层16的相对表面的面积、层16的摩擦性质和/或气囊10的外壁12两端的压力差，可以调整施加于层16和气囊10的刚性。
当气囊10处于顺应状态时，气囊10和层16可以例如通过施加外部负载变形或模制成期望配置。一旦实现了期望配置，就可以从腔体14中排出流体以将气囊10和层16转换成刚性状态，并且将气囊10和层16“锁定”成期望配置。在刚性状态下，只要腔体14内的压力小于气囊10外部的压力，即使施加的外部负载被移除，气囊10和层16也可保持期望配置。可以主动地或被动地将流体添加到腔体14中以使气囊10的壁12两端的压力相等以使气囊10和层16返回到顺应状态和它们的原始配置。
气囊10可以是整体的单件结构，并且可以由任何合适的可变形、可拉伸、弹性、防水、气密材料形成。例如，气囊10可以适当地由诸如天然或合成橡胶等弹性体制成。
重叠材料层16可以由薄的固体多孔或无孔柔性材料制成，当层16压靠在彼此上方时，这些材料可以在材料层16的相对表面之间产生足够量的摩擦使得防止层16之间的相对移动(例如，层16的剪切)。用于重叠材料层16的合适材料的一些示例包括：编织或非编织合成或天然纤维的粘合网络、多孔或无孔非晶弹性聚合物(即，弹性体)(例如，天然或合成橡胶)以及诸如聚氨酯泡沫等热塑性塑料。
在一些实施例中，重叠材料层16可以包括交替的第一层24和第二层26，其中第一层24具有与第二层26不同的材料成分和/或配置。例如，第一层24可以包括刚性材料，而第二层26可以包括顺应材料。另外或替代地，第一层24和第二层26可以具有不同的材料成分，这些材料成分被配置为聚集在一起以在层24、26之间提供适当量的摩擦，例如，以抑制层24、26的剪切。在一种形式中，第一层24可以具有相对光滑的表面，而第二层26可以具有相对粗糙或图案化的表面。例如，第一层24可以包括多孔材料，而第二层26可以包括无孔材料。合适的多孔材料的一些示例包括：编织或非编织合成或天然纤维的粘合网络和弹性体泡沫。合适的无孔材料的一些示例包括：无孔弹性体和硬塑料。
第一层24和/或第二层26可以包括连续材料层或其中形成有多个穿孔或空隙的不连续材料层。在一种形式中，第一层24和/或第二层26可以包括由不同类型材料的贴片或区域构成的复合材料的连续层。例如，第一层24和/或第二层26可以包括多个互连的刚性区域和顺应区域。顺应区域可以为层24、26提供在施加外部负载时弯曲和/或拉伸的能力，使得层24、26可以是平面的或非平面的并且可以适应复杂的、弯曲的或非平面表面。顺应区域还可以允许刚性区域相对于彼此独立地移动，同时保持物理连接并且在层24、26内就位。当气囊10处于顺应状态时，刚性区域和/或顺应区域可以包括具有各种不同形状(例如圆形、椭圆形、矩形、正方形、三角形、六边形或不规则形状)的平面结构。刚性区域和/或顺应区域可以规则(例如，图案化)或随机方式布置在层24、26内。
在一种形式中，第一层24和/或第二层26可以包括连续材料层，其包括通过顺应基质彼此物理连接的多个刚性区域。刚性区域可以例如通过部分地或完全地物理地包裹在顺应基质内或通过联接到柔性基质的主要面向表面联接到该基质。在一种形式中，第一层24和/或第二层26可以通过将多个刚性构件粘附到顺应膜的主表面上而制成。在另一种形式中，第一层24和/或第二层26可以由薄弹性聚合物片材制成，该弹性聚合物片材具有通过顺应基质彼此物理连接的多个刚性区域，并且其中刚性区域可以通过增加这些区域中聚合物的交联密度形成在片材中。
现在参考图3，描绘了根据本公开的一个或多个实施例的薄材料层116的一部分的俯视图，该薄材料层可以用于图1的气囊10中。如所示，层116包括刚性支柱128的网络，这些刚性支柱通过空隙130彼此分离并且通过多个顺应桥132彼此互连。桥132可以在施加外部负载时为材料层116提供弯曲和/或拉伸的能力，使得层116可以容易地模制或形成为期望配置。另外，桥可以允许支柱128相对于彼此独立地移动，同时保持物理连接并且在层116内就位。
同时，刚性支柱128可以为层116提供足够的弹性，使得当层116抵靠在一个或多个其它材料层上或压缩在一个或多个其它材料层之间时，可以在层的相对表面之间产生足够量的摩擦以抑制层相对于彼此的移动。在一些实施例中，桥132可以被配置为使支柱128朝向彼此偏置，并且响应于外部负载的施加而抵抗支柱128之间的间距增加。每个顺应桥132可以在两个刚性支柱128之间延伸，并且可以遵循支柱128之间的直线、曲线、弯曲、波浪形或蛇形路径。
现在参考图4，描绘了根据本公开的一个或多个实施例的另一个薄材料层216的一部分的俯视图，该薄材料层可以用于图1的气囊10中。层216在许多方面类似于图3中所描绘的层116，并且这里可以不重复对公共特征的描述。如图4中所示，层216包括刚性支柱228的网络，这些刚性支柱通过空隙230彼此分离并且通过多个顺应桥232彼此互连。桥232可以在施加外部负载时为材料层216提供弯曲和/或拉伸的能力，使得层216可以容易地模制或形成为期望配置。同时，刚性支柱228可以为层216提供足够的弹性，使得当层216抵靠在一个或多个其它材料层上或压缩在一个或多个其它材料层之间时，可以在层的相对表面之间产生足够量的摩擦以抑制层相对于彼此的移动。每个顺应桥232可以在两个刚性支柱228之间延伸，并且可以遵循支柱228之间的直线、曲线、弯曲、波浪形或蛇形路径。
在图3和4中，支柱128、228通过层116、216中的空隙130、230在物理上彼此分离。然而，在其它实施例中，层116、216可以是连续的并且没有空隙。在这种情况下，支柱128、228可以通过单个顺应桥(例如通过顺应材料片材(未示出))彼此连接。
层116、216中的一个或多个可以与一个或多个不同的材料层组合使用以产生一堆重叠材料层(未示出)，其可以结合到气囊10中以用于执行卡层技术。在一种形式中，该堆重叠材料层可以包括交替的第一和第二层，其中第一层表现出图3中所示的材料层116的结构，而第二层包括物理和化学均匀的顺应材料的连续层。在另一种形式中，该堆重叠材料层可以包括交替的第一和第二层，其中第一层表现出图4中所示的材料层216的结构，而第二层包括物理和化学均匀的顺应材料的连续层。
图5描绘了根据本公开的一个或多个实施例的乘员支撑结构300。支撑结构300包括底座334、由底座334承载的可重新配置的座垫336，以及可选地在座垫336与底座334之间延伸的一个或多个偏置构件338。底座334可以被配置为将支撑结构300联接到车辆的部件(未示出)。可重新配置的座垫336适于支撑车辆乘员340的一个或多个部分，并且包括气囊310、覆盖气囊310的弹性垫342、覆盖垫342和气囊310的盖344，以及由盖344的外表面限定的乘员支撑表面346。
气囊310在座垫336的乘员支撑表面346下面延伸，并且被配置为选择性地将座垫336从顺应状态转换到刚性状态，反之亦然，以使座垫336适应车辆乘员340的轮廓，并且可选地随后重新配置座垫336以适应同一个或不同的车辆乘员340的不同轮廓。气囊310在许多方面类似于图1和2中所描绘的气囊10，可以实施其一些或全部特征。这里可以不再重复对气囊10、310之间的公共特征的描述。气囊310包括限定内腔314的外壁312，该内腔在座垫336的乘员支撑表面346下面延伸。两个或更多个材料层316封闭在腔体314内，并且被布置成使得层316至少部分地彼此重叠。另外，材料层316位于腔体314内，使得相邻材料层316的相对表面彼此直接接触。在图5中，层316在彼此的顶部上对准；然而，在其它实施例中，层316可以相对于彼此偏移或交错。
腔体314经由气囊310的壁312中的开口320与通道318流体连通。在图5中所描绘的实施例中，开口320位于气囊10的侧部。然而，在其它实施例中，开口320可以位于另一个适当隐藏或离散的位置。例如，开口320可以位于气囊310的面向底座334的底部中。流体(例如，空气)可以经由开口320添加到腔体314或从腔体314中排出以增加或减小腔体314内的压力。例如，可以从腔体314中排出流体以在腔体314内建立低于大气压的压力条件，并且可以将流体添加到腔体314中以增加腔体314内的压力和/或使腔体314内部的压力与腔体314外部(在气囊10的外表面处)的压力相等。真空泵和排出系统(未示出)可以用于经由通道318从腔体314中排出流体以在腔体314内建立低于大气压的压力环境。
重叠材料层316可以由薄的固体多孔或无孔柔性材料制成，当层316压靠在彼此上方时，这些材料可以在材料层316的相对表面之间产生足够量的摩擦使得防止层316之间的相对移动(例如，层316的剪切)。可以选择重叠材料层316的数量、尺寸、弹性以及摩擦性质以在座垫336处于刚性状态时为座垫336提供合适水平的刚性。重叠材料层316适当地可以包括与层16、24、26相同的一种或多种材料。
在一些实施例中，重叠材料层316可以包括交替的第一层和第二层，其中第一层具有与第二层不同的材料成分和/或配置。例如，第一层可以包括刚性材料，而第二层可以包括顺应材料。另外或替代地，第一和第二层可以具有不同的材料成分，这些材料成分被配置为聚集在一起以在层316之间提供适当量的摩擦，例如，以抑制层316的剪切。在一种形式中，第一层可以具有相对光滑的表面，而第二层可以具有相对粗糙或图案化的表面。在一种形式中，第一层可以包括多孔材料，而第二层可以包括无孔材料。第一和/或第二层可以包括连续材料层或其中形成有多个穿孔或空隙的不连续材料层。在一些实施例中，材料层316可以包括交替的第一和第二层，其中第一层包括复合材料的连续或不连续层，而第二层包括物理和化学均质材料的连续层。在一些实施例中，层316可以被配置为使得当处于刚性状态时，一个或多个层316的某些区域可以在比其它区域更低的施加外部负载下优先变形。
在一些实施例中，一个或多个层316可以包括由不同类型材料的贴片或区域构成的复合材料的连续层。例如，一个或多个层316可以是复合材料，其包括多个物理上互连的刚性区域和顺应区域。顺应区域可以为层316提供在施加外部负载时弯曲和/或拉伸的能力，使得层316可以是平面的或非平面的并且可以适应复杂的、弯曲的或非平面表面。另外，顺应区域可以允许刚性区域相对于彼此独立地移动，同时保持物理连接并且在层316内就位。当气囊310处于顺应状态时，刚性区域和/或顺应区域可以包括具有各种不同形状(例如圆形、椭圆形、矩形、正方形、三角形、六边形或不规则形状)的平面结构。刚性区域和/或顺应区域可以规则(例如，图案化)或随机方式布置在层316内。
在一种形式中，一个或多个层316可以包括连续材料层，其包括通过顺应基质彼此物理连接的多个刚性区域。刚性区域可以例如通过部分地或完全地物理地包裹在顺应基质内或通过联接到柔性基质的主要面向表面联接到该基质。在一种形式中，一个或多个层316可以通过将多个刚性构件粘附到顺应膜的主表面上而形成。在另一种形式中，一个或多个层316可以由薄弹性聚合物片材制成，该弹性聚合物片材具有通过顺应基质彼此物理连接的多个刚性区域，并且其中刚性区域可以通过增加这些区域中聚合物的交联密度形成在片材中。
类似于图3和4中描绘的材料层116、216，一个或多个材料层316可以包括复合材料，该复合材料包括通过一个或多个顺应区域(或桥)彼此互连的刚性区域(或支柱)的网络。在一种形式中，一个或多个材料层316可以包括通过空隙彼此分离并且通过多个顺应桥彼此互连的刚性支柱的网络。例如，一个或多个材料层316可以由图3和4中所描绘的材料层116或材料层216组成。
弹性垫342在气囊310上方延伸并且联接在气囊310与盖344之间。垫342可以被配置为支撑乘员340并且为支撑在座垫336上的乘员340提供柔软舒适的感觉。用于弹性垫342的合适材料的一些示例包括聚氨酯泡沫。
盖344联接到垫342并且可以被配置为覆盖弹性垫342和气囊310，以保护垫342和气囊310，和/或为座垫336提供期望的外观和感觉。用于盖344的合适材料的一些示例包括乙烯基、编织或非编织织物(例如，棉、聚酯或尼龙)、皮革或其组合。在一种形式中，盖344可以包括在一侧或两侧涂覆有弹性体层(例如，氯丁橡胶或硅树脂)的织物层。
一个或多个偏置构件338被配置为使座垫336在远离底座334的方向上偏置并且响应于由乘员340施加在座垫336的乘员支撑表面346上的外部负载而抵抗座垫336在朝向底座334的方向上的移动。另外，一个或多个偏置构件338可以被配置为当乘员340被支撑和没有被支撑在座垫336上时为座垫336的乘员支撑表面346提供期望的轮廓。一个或多个偏置构件338还可以被配置为帮助将乘员340定位在座垫336上的期望位置和期望定向上。因而，可以控制一个或多个偏置构件338以帮助将乘员340的重量均匀地分布在座垫336的乘员支撑表面346上。用于支撑结构300的合适的偏置构件338的一些示例包括弹簧、可膨胀(例如，可充气)容器或其组合。
在一些实施例中，一个或多个偏置构件338可以是可重新配置的，并且可以适于响应于车辆命令而改变尺寸和/或形状，该车辆命令可以由乘员340发起。例如，如图5中所示，一个或多个偏置构件338最初可以表现第一尺寸和形状，但是可以响应于车辆命令而增大尺寸。偏置构件338单独地或共同地改变尺寸和/或形状的能力可允许乘员340定制或定做座垫336的乘员支撑表面346的轮廓、定向和/或高度以改进座垫336对乘员340配合、支撑和/或舒适性。
座垫336可以被控制为适应车辆乘员340的轮廓并且随后通过选择性地控制气囊310的外壁312两端的压力条件来重新适应同一个或不同的车辆乘员340的不同轮廓。最初，例如通过允许气囊310内部的压力与气囊310外部的压力相等可以将气囊310内部(腔体314内部)的压力控制为与气囊310外部的压力(腔体314外部)大致上相同。当在气囊310的外壁312两端建立大致相等的压力条件时(即，当气囊310内部的压力与气囊310外部的压力大致上相同时)，气囊310处于顺应状态并且座垫336(包括气囊310、垫342以及盖344)可以例如通过施加外部负载变形或模制成期望的配置。因而，乘员340可以定位在(例如，通过坐在)座垫336的乘员支撑表面346上，使得乘员340的一部分压靠在乘员支撑表面346上并且在其上施加力，该力足以使座垫336变形并且使座垫336的乘员支撑表面346适应乘员340的部分的轮廓。
当乘员340定位在座垫336的乘员支撑表面346上时，可以在气囊310的外壁312两端建立压力差，使得气囊310内部的压力小于气囊310外部的压力。气囊310内部(腔体314内部)的压力可以例如经由气囊310的壁312中的开口320从腔体314排出流体(例如，空气)减小。当在气囊310两端建立大负压力条件时(即，当气囊310内部的压力小于气囊310外部的压力时)，气囊310处于刚性状态并且座垫336(包括气囊310、垫342以及盖344)不能响应于在乘员支撑表面346上施加的外部负载而轻易变形。另外，当气囊310处于刚性状态时，即使先前施加的外部负载被移除，座垫336也不会改变形状或恢复到初始配置。因而，在气囊310从顺应状态充分转换到刚性状态之后，乘员340可以远离座垫336的乘员支撑表面346移动，并且乘员支撑表面346将保持乘员340的部分的刚性轮廓。
通过允许气囊310内部的压力与气囊310外部的压力相等，可以允许座垫336的乘员支撑表面346返回其初始配置。此后，通过将同一个或不同乘员340定位在座垫336的乘员支撑表面346上，可以将座垫336的乘员支撑表面346重新配置为同一个或不同乘员340的不同轮廓，使得乘员340的一部分压靠在乘员支撑表面346上并在其上施加力，该力足以使座垫336变形并且使座垫336的乘员支撑表面346适应乘员340的部分的轮廓。
因此，目前公开的车辆乘员支撑结构300可以用于个性化或定制车辆的一个或多个支撑结构以优化车辆的同一个乘员340或不同乘员的配合、支撑、重量分布、舒适性和/或安全性。
图6描绘了根据本公开的一个或多个实施例的用于车辆(未示出)的乘员的座椅400的示例性实施例。作为示例，座椅400可以包括驾驶员座椅、乘客座椅、儿童座椅或辅助座椅。座椅400包括：座椅底部450，该座椅底部包括一对横向座椅底部支承垫452；座椅靠背454，该座椅靠背包括一对横向座椅靠背支承垫456；以及头枕458。包括气囊310(以及可选地底座334、一个或多个偏置构件338、弹性垫342以及盖344)的车辆乘员支撑结构300可以包括在或集成到座椅400的一个或多个区中。例如，一个或多个气囊310'可以包括在或集成到座椅底部450和/或横向座椅底部支承垫452中的一个或两个中。另外或替代地，一个或多个气囊310”可以包括在或集成到座椅靠背454和/或横向座椅靠背支承垫456中的一个或两个中。另外或替代地，一个或多个气囊310”'可以包括在或集成到头枕458中。将一个或多个气囊310'、310”、310”'包括在或集成到座椅400中可以通过凭借选择性地控制气囊310'、310”、310”'的外壁两端的压力条件控制气囊310选择性地从顺应状态转换到刚性状态允许座椅400的一个或多个区单独地或共同地适应坐在座椅400上的乘员的一部分，反之亦然，如上文关于图1、2和5进一步详细讨论的。在座椅400包括儿童座椅或辅助座椅的实施例中，气囊310'、310”、310”'可以允许座椅400的各个区单独地或共同地定期重新配置以适应坐在座椅400上的乘员的一部分，使得座椅400可以定做成随着乘员成长而配合、支撑和/或保持乘员的安全性和舒适性。虽然在附图中未示出，但是包括气囊310(以及可选地底座334、一个或多个偏置构件338、弹性垫342以及盖344)的车辆乘员支撑结构300另外或替代地可以包括在车辆的一个或多个其它支撑结构中，例如包括在用于车辆的乘员的扶手或搁脚板中。
优选示例性实施例、方面和具体示例的以上描述本质上仅是描述性的；它们并非旨在限制随后的权利要求的范围。除非在说明书中另外具体地和明确地陈述，否则所附权利要求中使用的每个术语应当被赋予其常规和惯用的含义。

Claims (10)

1.一种乘员支撑结构，包括：
底座；以及
可重新配置的座垫，其由所述底座承载并且适于支撑乘员的一部分，所述可重新配置的座垫包括乘员支撑表面和气囊，所述气囊包括限定在乘员支撑表面下面的内腔的外壁和被设置在所述腔体内的两个或更多个重叠材料层，
其中所述重叠材料层适于通过选择性地控制所述气囊的所述外壁两端的压力条件而选择性地从顺应状态转换到刚性状态，反之亦然，以使所述座垫的所述乘员支撑表面重新配置或适应由所述座垫支撑的乘员的一部分的轮廓，
其中，当在所述气囊的所述外壁两端建立相等的压力条件时，所述重叠材料层适于表现顺应状态并且响应于由乘员在所述座垫的乘员支撑表面上施加外部负载而变形，并且
其中，当在所述气囊的所述外壁两端建立负压力条件时，所述重叠材料层适于表现刚性状态并且响应于在所述座垫的所述乘员支撑表面上施加或移除外部负载而防止所述乘员支撑表面变形。
2.根据权利要求1所述的支撑结构，其中所述重叠材料层定位在所述腔体内，使得相邻材料层的相对表面彼此直接接触，并且其中所述重叠材料层被配置为使得当在所述气囊的所述外壁两端建立负压力条件时，在所述层的所述相对表面之间产生摩擦使得防止所述层的剪切。
3.根据权利要求1所述的支撑结构，其中至少一个所述重叠材料层包括复合材料，所述复合材料包括通过一个或多个顺应区域彼此物理互连的刚性区域的网络，并且其中所述顺应区域被配置为使所述刚性区域朝向彼此偏置并且响应于施加的外部负载而抵抗所述刚性区域的相对移动。
4.根据权利要求3所述的支撑结构，其中至少一个所述重叠材料层包括物理和化学均质材料的连续层。
5.根据权利要求1所述的支撑结构，其中所述重叠材料层包括交替的第一和第二层，并且其中所述第一层具有与所述第二层不同的材料成分或配置。
6.根据权利要求1所述的支撑结构，包括位于所述底座与所述可重新配置的座垫之间的一个或多个偏置构件，其中所述一个或多个偏置构件被配置为使所述座垫远离所述底座偏置并且响应于由乘员在所述座垫的所述乘员支撑表面上施加的外部负载而抵抗所述座垫朝向所述底座的移动。
7.根据权利要求1所述的支撑结构，包括真空泵和排出系统以用于选择性地在所述腔体内建立低于大气压的压力条件。
8.根据权利要求1所述的支撑结构，其中所述可重新配置的座垫包括覆盖所述气囊的弹性垫和覆盖所述弹性垫的盖，并且其中所述乘员支撑表面由所述盖限定。
9.根据权利要求1所述的支撑结构，其中所述可重新配置的座垫包括用于车辆乘员的座椅靠背、座椅底部、扶手、搁脚板或头枕。
10.一种定制乘员支撑结构的方法，所述乘员支撑结构包括可重新配置的座垫，所述可重新配置的座垫包括乘员支撑表面和在所述乘员支撑表面下面的气囊，所述气囊包括限定内腔的外壁和被设置在所述腔体内的两个或更多个重叠材料层，所述方法包括以下步骤：
(a)在所述气囊的所述外壁两端建立第一压力条件，使得所述座垫表现初始配置；
(b)将第一乘员定位成所述与座垫的所述乘员支撑表面接触，使得所述第一乘员的一部分压靠在所述乘员支撑表面上并且使所述乘员支撑表面适应所述第一乘员的所述部分的轮廓；
(c)在所述气囊的所述外壁两端建立第二压力条件，同时所述第一乘员与所述乘员支撑表面接触以摩擦地接合所述重叠材料层并且向所述座垫施加预定刚性；以及
(d)在所述气囊的所述外壁两端保持所述第二压力条件，使得所述乘员支撑表面保持所述第一乘员的所述部分的所述轮廓。
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