CN110239403A - 头托高度智能可调的汽车安全座椅及头托高度调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种头托高度智能可调的汽车安全座椅及头托高度调节方法，安全座椅包括靠背、设置在靠背上的头托及用于调节头托高度的高度调节模块，高度调节模块包括动力机构、传动机构、检测传感器及控制器，传动机构设置在靠背的主壳体内，头托通过固定连接件与传动机构固定连接，传动机构与动力机构的输出端连接，检测传感器设置在头托上，动力机构和检测传感器与控制器电连接；控制器接收检测传感器检测到的头托与乘坐在安全座椅中人体的位置关系信息，并控制动力机构动作，在动力机构的驱动作用下，传动机构带动头托上下移动。本发明的汽车安全座椅采用传感技术自动调节头托高度，适应不同儿童或者同一儿童不同时期和坐姿的乘坐需求，省时省力。

Description

头托高度智能可调的汽车安全座椅及头托高度调节方法
技术领域
本发明涉及汽车安全座椅领域，特别涉及一种头托高度智能可调的汽车安全座椅及头托高度调节方法。
背景技术
汽车安全座椅已经成为孩童在车辆出行时的必备用品，其基本功能在于，装有汽车安全座椅的车辆发生撞车时能缓冲撞击而保护儿童。保护儿童则须限制儿童的移动及控制车辆在撞击时作用在儿童上的力量，其中，汽车安全座椅上头托对于儿童头部的保护尤为关键。
为了确保头托对儿童头部起到重要的作用，头托的高度需要根据儿童的肩部高度而进行高度调整，头托高度偏低会影响儿童的乘坐舒适性，头托高度偏高则会影响对儿童头部的保护性。
现有技术中，汽车安全座椅采用机械插拔方式调节头托的高度，其带来至少以下三方面的缺陷：
第一、高度由人为调整，无法确保调整的高度为最优高度位置；
第二、调整一次头托高度后，很长一段时间都不再调整，无法随儿童身高的增长或者儿童坐姿的不同而对头托高度进行微调；
第三、若不同身高的儿童使用同一安全座椅，每次都要人为调节头托，费时费力。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种头托高度智能可调的汽车安全座椅及头托高度调节方法，所述技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种头托高度智能可调的汽车安全座椅，包括靠背、设置在靠背上的头托及用于调节头托高度的高度调节模块，所述高度调节模块包括动力机构、传动机构、检测传感器及控制器，所述传动机构设置在靠背的主壳体内，所述头托通过固定连接件与传动机构固定连接，所述传动机构与所述动力机构的输出端连接，所述检测传感器设置在头托上，所述动力机构和检测传感器与控制器电连接；
所述控制器接收检测传感器检测到的头托与乘坐在安全座椅中人体的位置关系信息，并控制动力机构动作，在所述动力机构的驱动作用下，所述传动机构带动头托上下移动。
可选地，所述检测传感器为测距传感器，用于检测从测距传感器的当前位置到乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的当前距离；所述控制器根据所述当前距离得到待调节距离并向所述动力机构发送调节指令，所述动力机构根据所述调节指令驱动传动机构向下移动所述待调节距离。
可选地，所述检测传感器为接近传感器，所述动力机构驱动传动机构向下移动，直至所述接近传感器检测到与乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的距离等于或小于预设的距离阈值时，所述控制器向所述所述动力机构发送停止指令。
可选地，所述头托上还包括弹性护肩，所述检测传感器为限位开关传感器，所述限位开关传感器设置在弹性护肩上，所述动力机构驱动传动机构向下移动，直至所述弹性护肩接触到乘坐在安全座椅中人体肩膀时，所述控制器向所述所述动力机构发送停止指令。
进一步地，所述传动机构为竖直设置的丝杆，所述丝杆的下部通过齿轮与动力机构的输出端连接，所述固定连接件为螺母。
进一步地，所述高度调节模块还包括调节启动按钮，所述调节启动按钮用于控制供电电源与控制器的通断。
进一步地，所述检测传感器的数量为两个，并左右对称设置。
另一方面，本发明提供了一种基于上述的汽车安全座椅的头托高度调节方法，包括以下步骤：
控制器接收到通电指令；
控制器接收检测传感器检测的从检测传感器的当前位置到乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的当前距离；
控制器根据所述当前距离与预设的适配距离的差值，生成调节指令，所述调节指令包括电机转动方向及转动圈数；
控制器将所述调节指令发送至动力机构，使所述动力机构按照所述调节指令对传动机构进行驱动。
进一步地，在控制器接收到通电指令之后，还包括执行以下操作：控制器控制动力机构先驱动传动机构上升至预设位置。
另一方面，本发明提供了一种基于上述的汽车安全座椅的头托高度调节方法，包括以下步骤：
控制器接收到通电指令；
控制器控制动力机构驱动传动机构向下移动；
控制器实时接收检测传感器检测的从检测传感器的当前位置到乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的实时距离；
控制器判断所述实时距离是否等于或小于预设的距离阈值，若是，则向所述动力机构发送停止指令，使所述动力机构停止对所述传动机构的驱动。
进一步地，在控制器接收到通电指令之后，还包括执行以下操作：控制器控制动力机构先驱动传动机构上升至预设位置。
再一方面，本发明提供了一种基于上述的汽车安全座椅的头托高度调节方法，包括以下步骤：
控制器接收到通电指令；
控制器控制动力机构驱动传动机构向下移动；
控制器接收限位开关传感器的开关闭合信号；
控制器向所述动力机构发送停止指令，使所述动力机构停止对所述传动机构的驱动。
进一步地，在控制器接收到通电指令之后，还包括执行以下操作：控制器控制动力机构先驱动传动机构上升至预设位置。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
1)头托高度自动调节，无需人为干预，省时省力；
2)每次乘坐时都会根据乘坐儿童的身高、坐姿进行头托高度调节，确保头托高度合理，确保对儿童的头部起到保护作用；
3)适应不同儿童的乘坐需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的头托高度智能可调的汽车安全座椅后视剖视图；
图2是图1中汽车安全座椅切向方向的侧面剖视图；
图3是本发明实施例提供的汽车安全座椅头托高度未完成调节时的状态示意图；
图4是图3中头托局部放大示意图；
图5是本发明实施例提供的汽车安全座椅头托高度完成调节后的状态示意图；
图6是图5中头托局部放大示意图；
图7是本发明实施例提供的头托上设置弹性护肩的汽车安全座椅的整体结构示意图；
图8是图7中头托的局部放大示意图；
图9是图8中头托上的弹性护肩从头托处分离的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的头托的高度调节模块的工作原理图；
图11是本发明实施例提供的第一种头托高度调节方法流程图；
图12是本发明实施例提供的第二种头托高度调节方法流程图；
图13是本发明实施例提供的第三种头托高度调节方法流程图。
其中，附图标记为：1-靠背，2-头托，21-固定连接件，22-弹性护肩，31-动力机构，32-传动机构，33-齿轮，34-限位开关传感器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本发明的一个实施例中，提供了一种头托高度智能可调的汽车安全座椅，参见图1和图2，所述汽车安全座椅包括靠背1、设置在靠背1上的头托2及用于调节头托高度的高度调节模块，所述高度调节模块包括动力机构31、传动机构32、检测传感器及控制器，所述传动机构32设置在靠背1的主壳体内，如图2所示，所述传动机构32优选为竖直设置的丝杆。
所述头托2通过固定连接件21与传动机构32固定连接，所述固定连接件21优选为螺母，所述传动机构32与所述动力机构31的输出端连接，即所述丝杆的下部通过齿轮33与动力机构31的输出端连接，所述检测传感器设置在头托2上，优选地，所述检测传感器的数量为两个，并左右对称设置，所述动力机构31和检测传感器与控制器电连接。
本实施例中头托的高度调节模块的工作原理如图10所示：所述控制器接收检测传感器检测到的头托2与乘坐在安全座椅中人体的位置关系信息，并控制动力机构31动作，在所述动力机构31的驱动作用下，所述传动机构32带动头托2上下移动。
在本发明的一个优选实施例中，所述高度调节模块还包括调节启动按钮，所述调节启动按钮用于控制供电电源与控制器的通断，当供电电源与控制器连通后，所述供电电源可以通过控制器上的电源模块向所述检测传感器供电。
在本发明的一个实施例中，所述检测传感器为测距传感器，用于检测从测距传感器的当前位置到乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的当前距离；所述控制器根据所述当前距离与控制器预设定的距离换算得到待调节距离并向所述动力机构发送调节指令，所述动力机构根据所述调节指令驱动传动机构32向下移动所述待调节距离。具体地，参见图3和图4，此为头托未调节到位的状态，具体参见图4，测距传感器发射端到儿童肩部之间的距离为L1，而最佳适配距离为L2，参见图5和图6，则头托2所需的下降待调节距离为L1-L2，则控制器发送调节指令，控制动力机构31驱动所述传动机构32向下移动L1-L2，使头托2到达所述最佳适配距离的对应位置。
在本发明的一个实施例中，对应于所述检测传感器为测距传感器，用于检测从测距传感器的当前位置到乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的当前距离，提供了一种基于上述的汽车安全座椅的头托高度调节方法，如图11所示，所述调节方法包括以下步骤：
S11、控制器接收到通电指令；
S12、控制器接收检测传感器检测的从检测传感器的当前位置到乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的当前距离；
S13、控制器根据所述当前距离与预设的适配距离的差值，生成调节指令，所述调节指令包括电机转动方向及转动圈数；
S14、控制器将所述调节指令发送至动力机构，使所述动力机构按照所述调节指令对传动机构进行驱动。
进一步地，在执行S12之前，还包括执行以下操作：控制器控制动力机构先驱动传动机构上升至预设位置，所述预设位置可以是对应于头托所能到达的顶端位置或接近顶端位置的上端位置，或者是与头托当前位置间隔一定距离的上方位置等等。执行此操作的主要目的是确保执行S12之前，调节头托位置位于乘坐在安全座椅中人体肩部的上方。但是这一操作可以在儿童离开安全座椅之前(比如按动控制按钮来操作)使头托向上移动进而复位到初始位置，也可以在儿童离开安全座椅之后(比如在座椅上设置压力传感器)控制头托向上移动进而复位到初始位置，方便下一次将儿童放入安全座椅后对儿童座椅的头托进行智能调节。
在本发明的一个实施例中，所述检测传感器为接近传感器，所述动力机构驱动传动机构32向下移动，直至所述接近传感器检测到与乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的距离等于或小于预设的距离阈值时，所述控制器向所述所述动力机构发送停止指令。具体地，在此过程中，所述接近传感器实时检测到所述肩膀的距离，并实时发送检测结果至控制器，所述控制器对所述实时距离进行判断，一旦判断为等于或小于预设的距离阈值时，所述控制器控制动力机构31停止对传动机构32的驱动。
在本发明的一个实施例中，对应于所述检测传感器为接近传感器，提供了一种基于上述的汽车安全座椅的头托高度调节方法，如图12所示，所述调节方法包括以下步骤：
S21、控制器接收到通电指令；
S22、控制器控制动力机构驱动传动机构向下移动；
S23、控制器实时接收检测传感器检测的从检测传感器的当前位置到乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的实时距离；
S24、控制器判断所述实时距离是否等于或小于预设的距离阈值，若是，则执行S25；
S25、向所述动力机构发送停止指令，使所述动力机构停止对所述传动机构的驱动。
进一步地，在执行S22之前，还包括执行以下操作：控制器控制动力机构先驱动传动机构上升至预设位置，所述预设位置可以是对应于头托所能到达的顶端位置或接近顶端位置的上端位置，或者是与头托当前位置间隔一定距离的上方位置等等。执行此操作的主要目的是确保执行S22之前，调节头托位置位于乘坐在安全座椅中人体肩部的上方。但是这一操作可以在儿童离开安全座椅之前(比如按动控制按钮来操作)使头托向上移动进而复位到初始位置，也可以在儿童离开安全座椅之后(比如在座椅上设置压力传感器)控制头托向上移动进而复位到初始位置，方便下一次将儿童放入安全座椅后对儿童座椅的头托进行智能调节。
在本发明的一个实施例中，所述检测传感器为限位开关传感器34，如图9所示，所述头托2上还包括弹性护肩22，如图7和图8所示，所述限位开关传感器34设置在弹性护肩22上，所述动力机构驱动传动机构32向下移动，直至所述弹性护肩22接触到乘坐在安全座椅中人体肩膀时，即限位开关闭合，所述限位开关传感器34将此信号发送给控制器，则所述控制器向所述所述动力机构发送停止指令，即控制动力机构31停止对传动机构32的驱动。在一个更优选的实施例中，在检测到所述限位开关闭合时，所述控制器控制动力机构31反向驱动传动机构32，以动力机构为电机为例，反向转动3-5圈，使原先接触到肩膀的弹性护肩22向上微调一定距离，解除其对肩膀的压迫感。
在本发明的一个实施例中，对应于所述检测传感器为限位开关传感器，所述头托上还包括弹性护肩，所述限位开关传感器设置在弹性护肩上，提供了一种基于上述的汽车安全座椅的头托高度调节方法，如图13所示，所述调节方法包括以下步骤：
S31、控制器接收到通电指令；
S32、控制器控制动力机构驱动传动机构向下移动；
S33、控制器接收限位开关传感器的开关闭合信号；
S34、控制器向所述动力机构发送停止指令，使所述动力机构停止对所述传动机构的驱动。
进一步地，在执行S32之前，还包括执行以下操作：控制器控制动力机构先驱动传动机构上升至预设位置，所述预设位置可以是对应于头托所能到达的顶端位置或接近顶端位置的上端位置，或者是与头托当前位置间隔一定距离的上方位置等等。执行此操作的主要目的是确保执行S32之前，调节头托位置位于乘坐在安全座椅中人体肩部的上方。但是这一操作可以在儿童离开安全座椅之前(比如按动控制按钮来操作)使头托向上移动进而复位到初始位置，也可以在儿童离开安全座椅之后(比如在座椅上设置压力传感器)控制头托向上移动进而复位到初始位置，方便下一次将儿童放入安全座椅后对儿童座椅的头托进行智能调节。
本发明的汽车安全座椅采用传感技术自动调节头托高度，适应不同儿童或者同一儿童不同时期和坐姿的乘坐需求，省时省力。
进一步地，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种头托高度智能可调的汽车安全座椅，包括靠背(1)、设置在靠背(1)上的头托(2)及用于调节头托高度的高度调节模块，其特征在于：所述高度调节模块包括动力机构(31)、传动机构(32)、检测传感器及控制器，所述传动机构(32)设置在靠背(1)的主壳体内，所述头托(2)通过固定连接件(21)与传动机构(32)固定连接，所述传动机构(32)与所述动力机构(31)的输出端连接，所述检测传感器设置在头托(2)上，所述动力机构(31)和检测传感器与控制器电连接；
所述控制器接收检测传感器检测到的头托(2)与乘坐在安全座椅中人体的位置关系信息，并控制动力机构(31)动作，在所述动力机构(31)的驱动作用下，所述传动机构(32)带动头托(2)上下移动。
2.根据权利要求1所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述检测传感器为测距传感器，用于检测从测距传感器的当前位置到乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的当前距离；所述控制器根据所述当前距离得到待调节距离并向所述动力机构发送调节指令，所述动力机构根据所述调节指令驱动传动机构(32)向下移动所述待调节距离。
3.根据权利要求1所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述检测传感器为接近传感器，所述动力机构驱动传动机构(32)向下移动，直至所述接近传感器检测到与乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的距离等于或小于预设的距离阈值时，所述控制器向所述所述动力机构发送停止指令。
4.根据权利要求1所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述头托(2)上还包括弹性护肩(22)，所述检测传感器为限位开关传感器(34)，所述限位开关传感器(34)设置在弹性护肩(22)上，所述动力机构驱动传动机构(32)向下移动，直至所述弹性护肩(22)接触到乘坐在安全座椅中人体肩膀时，所述控制器向所述动力机构发送停止指令。
5.根据权利要求1所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述传动机构(32)为竖直设置的丝杆，所述丝杆的下部通过齿轮与动力机构的输出端连接，所述固定连接件(21)为螺母。
6.根据权利要求1所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述高度调节模块还包括调节启动按钮，所述调节启动按钮用于控制供电电源与控制器的通断。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的汽车安全座椅，其特征在于，所述检测传感器的数量为两个，并左右对称设置。
8.一种基于权利要求2所述的汽车安全座椅的头托高度调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制器接收到通电指令；
控制器接收检测传感器检测的从检测传感器的当前位置到乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的当前距离；
控制器根据所述当前距离与预设的适配距离的差值，生成调节指令，所述调节指令包括电机转动方向及转动圈数；
控制器将所述调节指令发送至动力机构，使所述动力机构按照所述调节指令对传动机构进行驱动。
9.一种基于权利要求3所述的汽车安全座椅的头托高度调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制器接收到通电指令；
控制器控制动力机构驱动所述传动机构向下移动；
控制器实时接收检测传感器检测的从测距传感器的当前位置到乘坐在安全座椅中人体肩膀之间的实时距离；
控制器判断所述实时距离是否等于或小于预设的距离阈值，若是，则向所述动力机构发送停止指令，使所述动力机构停止对所述传动机构的驱动。
10.一种基于权利要求4所述的汽车安全座椅的头托高度调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制器接收到通电指令；
控制器控制动力机构驱动传动机构向下移动；
控制器接收限位开关传感器的开关闭合信号；
控制器向所述动力机构发送停止指令，使所述动力机构停止对所述传动机构的驱动。
11.根据权利要求8-10中任意一项所述的头托高度调节方法，其特征在于，在控制器接收到通电指令之后，还包括执行以下操作：控制器控制动力机构先驱动传动机构上升至预设位置。
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