CN111186354A

CN111186354A - 车辆头枕致动机构

Info

Publication number: CN111186354A
Application number: CN201910457036.5A
Authority: CN
Inventors: D·W·布斯; J·克里泽; J·隆巴尔迪; S·C·拉迪翁; H·H·麦卡杜-威尔逊
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-05-22
Also published as: US20200156522A1; DE102019115851A1

Abstract

提供了一种用于车辆座椅的头枕。在一个实施例中，头枕包括限定外表面的主体，其中，主体的外表面被划分为一个或多个触摸区。头枕还包括材料，该材料配置为响应接收到用户输入而生成可变电阻。该材料位于设置有一个或多个触摸区的头枕的外表面下方。头枕还包括一个或多个致动机构，致动机构配置为使头枕相对于车辆座椅移动。最后，头枕包括控制模块，控制模块与材料和一个或多个致动机构电连通，其中，控制模块执行指令以从材料接收可变电阻并确定至少一个命令信号。

Description

车辆头枕致动机构

技术领域

本公开涉及车辆头枕。更具体地，本公开涉及用于车辆头枕的致动机构。

背景技术

车辆座椅包括头枕，用于为乘客的头部提供舒适性和支撑。头枕通常包括用于包封衬垫的装饰罩和致动机构。致动机构配置为使头枕相对于车辆座椅沿竖直方向上下移动。致动机构也可以提供前后方向上的移动。调节按钮连接至致动机构并由乘客按压或以其它方式选择以调节头枕的位置。

连接致动机构与调节按钮所需的空间限制了调节按钮沿头枕的外表面的位置。具体地，调节按钮通常限制于沿头枕侧面的一个表面。头枕的形状或轮廓也受调节按钮和致动机构的封装要求的限制。具体地，头枕的侧表面可能需要设定尺寸以容纳调节按钮。结果，为了容纳调节按钮和致动机构，头枕的形状有时很大且不方便。此外，头枕上调节按钮的位置可能位于乘客难以触及和选择的位置。

因此，虽然目前的头枕实现了其预期目的，但仍然需要一种不包括上述限制的新改进头枕。

发明内容

根据若干方面，公开了一种用于车辆座椅的头枕。头枕包括限定外表面的主体，其中，主体的外表面被划分为一个或多个触摸区。头枕还包括材料，该材料配置为响应接收到用户输入而生成可变电阻。该材料位于设置有一个或多个触摸区的头枕的外表面下方。头枕还包括致动机构和控制模块，致动机构配置为使头枕相对于车辆座椅移动，控制模块与材料和致动机构电连通。控制模块执行指令以从材料接收可变电阻并基于可变电阻确定至少一个命令信号。命令信号指示致动机构相对于车辆座椅移动头枕。

在本公开的另一方面，材料是压敏材料，包括两个导电材料层和位于两个导电层之间的部分导电材料。

在本公开的又一方面，材料是量子隧穿复合物(QTC)。

在本公开的又一方面，触摸区相对于其各自的运动方向设置在沿头枕的外表面的区域中。

在本公开的另一方面，头枕进一步包括第一触摸区，第一触摸区沿头枕的上部设置。第一触摸区与头枕沿向下方向的移动相关联。

在本公开的又一方面，头枕进一步包括第二触摸区，第二触摸区沿头枕的下部设置。第二触摸区与头枕沿向上方向的移动相关联。

在本公开的另一方面，公开了一种用于车辆座椅的头枕。头枕包括限定外表面的主体和沿主体的外表面设置的选择机构。选择机构配置为接收用户输入以相对于车辆座椅移动头枕。头枕进一步包括球窝接头，球窝接头包括螺柱部分和座(socket)。座可操作地连接至选择机构，并且螺柱部分在座内可枢转。头枕还包括致动机构，致动机构通过球窝接头可操作地连接至选择机构。球窝接头在选择机构和致动机构之间提供可枢转连接。

在本公开的又一方面，选择机构包括机械致动按钮。

在本公开的又一方面，选择机构包括环形构件，环形构件成形为包围按钮。

在本公开的另一方面，头枕的外表面包括装饰材料。装饰材料限定成形为包围环形构件的孔。

在本公开的又一方面，环形构件和机械致动按钮由聚合物、金属或复合材料构成。

在本公开的又一方面，球窝接头的螺柱部分限定球部，球部包括大体半球形轮廓。

在本公开的另一方面，座限定腔，腔成形为容纳螺柱部分的球部。

在本公开的又一方面，螺柱部分限定从球部突出的柱塞。

在本公开的又一方面，柱塞延伸至头枕的芯部中。

在本公开的另一方面，芯部容纳致动机构。

在本公开的又一方面，选择机构是头枕的装饰材料的一部分。

在本公开的又一方面，选择机构是沿装饰材料设置的压花指示器。

在本公开的另一方面，公开了一种用于车辆座椅的头枕。头枕包括限定外表面的主体和沿主体的外表面设置的选择机构。选择机构配置为接收用户输入以相对于车辆座椅移动头枕。头枕还包括柔性柱塞，柔性柱塞可操作地连接至选择机构并向其提供三维移动。头枕还包括致动机构，致动机构通过柔性柱塞可操作地连接至选择机构。

在本公开的又一方面，致动机构是流体或线缆系统，配置为传递机械力。

根据本文提供的描述，其它适用领域将变得显而易见。应当理解的是，描述和特定实例仅旨在说明而非限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明目的，并非旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1示出根据示例性实施例的包括本公开头枕的示例性车辆座椅的侧视图；

图2是图1所示头枕的透视图，其中，根据示例性实施例，头枕基于两个及以上触摸区致动；

图3是头枕的横截面图，其中示出根据示例性实施例的装饰材料和压敏材料；

图4示出根据示例性实施例，操作者或乘客对图3所示压敏材料进行挤压；

图5是根据示例性实施例，用于头枕的示例性致动机构的图示；

图6是图1所示头枕的替代实施例，包括根据示例性实施例，连接至选择机构或按钮的球窝接头；

图7是根据示例性实施例的图6所示球窝接头的透视图；

图8A是根据示例性实施例的头枕的另一实施例的横截面图；

图8B是图8A所示头枕的前视图，其中，根据示例性实施例，装饰材料包括压花或凸起按钮；以及

图9是图6和7所示头枕的替代实施例，其中，根据示例性实施例，用柔性柱塞代替球窝接头。

具体实施方式

以下描述在本质上仅为示例性的，并非旨在限制本公开、应用或用途。

参见图1，图中示出车辆座椅10。车辆座椅18包括座椅部16、背侧18和头枕20。头枕20连接至车辆座椅10的背侧18的上部22。头枕20可以相对于车辆座椅10移动。在一个实施例中，车辆座椅10可以是汽车的一部分，如小汽车、货车或运动型多用途车。虽然图1示出了前排乘客座椅，但应当理解的是，车辆座椅10也可以是后排乘客座椅。此外，应当理解的是，车辆座椅10不限于汽车。相反地，车辆座椅10可以用于运送乘客的任意设备。例如，在另一实施例中，车辆座椅10可以是飞机的一部分。

图2是图1所示头枕20的透视图。头枕20包括限定外表面32的主体30，其中，主体的外表面32被划分为一个或多个触摸区36。将在下文中更详细描述的触摸区36表示外表面32的预定区域，乘客向其施加力以相对于车辆座椅10(图1)致动头枕20。外表面32由用于覆盖车辆座椅10(图1)的覆盖或装饰材料34限定。装饰材料的一些实例包括但不限于，皮革、尼龙织物或乙烯基织物。

参见图2和3，头枕20还包括材料40，材料40配置为基于车辆座椅10的乘客施加在其上的压力量生成可变电阻R。在所示实施例中，材料40是压敏材料，位于头枕20的主体30内、装饰材料34下方。具体地，材料40位于设置有触摸区36的头枕20的装饰材料34下方。换言之，材料40仅在触摸区36内位于头枕20的外表面32下方。因此，响应乘客按压或以其它方式对头枕20的一个触摸区36施加压力而生成可变电阻R。

图3是头枕20的横截面图，图中示出乘客的手指38向材料40施加力。在所示实施例中，材料40包括两个导电材料层42A、42B，以及位于两个导电材料层42A、42B之间的部分导电材料44。在一个实施例中，加强层48也可以设置在下导电材料层42B下方。例如，加强层48由双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(BoPET)构成。填充材料46(如泡沫)位于材料40和加强层48下方。

在一个实施例中，导电材料层42A、42B可以由织物构成，其中，布置在轨道或条带中的导电材料(图中未示出)沿织物设置。部分导电材料44中设置有导电纤维(未示出)。部分导电材料44配置为在静止状态或非压缩状态下用作绝缘体。但是，参见图4，当被压缩时，位于部分导电材料44内的导电纤维彼此接触，从而允许电流在导电材料层42A、42B之间流动。因此，当没有施加压力或零力时，部分导电材料44用作绝缘体。然而，当对材料40施加压力或力时，导电纤维朝彼此移动，从而改变电阻。因此，压敏材料的电阻是施加在其上的力或压力的函数。

在另一实施例中，材料40是量子隧穿复合物(QTC)，为可变电阻压敏材料。当没有施加压力或零力时，QTC材料用作绝缘体。然而，当对压敏材料施加压力或力时，QTC材料的导电颗粒朝其它导电颗粒移动并改变电阻。因此，QTC材料的电阻是施加在其上的力或压力的函数。在又一实施例中，材料40可以替代地包括电容式压力传感器，其基于用户的触摸提供可变电阻。因此，材料40配置为响应在头枕20的触摸区36接收到的用户输入，生成可变电阻R。

参见图3、4和5，控制模块60与材料40及一个或多个致动机构62电连通。如图5所示，致动机构62是机械装置，配置为提供移动头枕20所需的运动。控制模块60可以指代电子电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)、执行代码的处理器(共享、专用或组)或其一部分，或上述一些或所有的组合，如片上系统。额外地，控制模块60可以基于微处理器，例如，具有至少一个处理器、存储器(RAM和/或ROM)以及相关输入和输出总线的计算机。处理器可以在驻留在存储器中的操作系统的控制下操作。操作系统可以管理计算机资源，使得体现为一个或多个计算机软件应用程序的计算机程序代码(例如，驻留在存储器中的应用程序)可以具有由处理器执行的指令。在替代实施例中，处理器可以直接执行应用程序，在这种情况下，操作系统可以省略。

控制模块60执行指令以接收由材料40生成的可变电阻R。响应接收到可变电阻R，控制模块60基于可变电阻R的值确定至少一个命令信号。命令信号指示致动机构62相对于车辆座椅10(图1)移动头枕20。在一个实施例中，头枕20的触摸区36分别与其独特的致动方向相关联。换言之，每个触摸区36提供头枕20的独特致动运动。头枕20的致动运动基于施加在触摸区36上的力的方向来确定。

在图2所示的实施例中，第一触摸区A沿头枕20的上部68设置，并与头枕20沿向下方向的移动相关联。具体地，第一触摸区A沿着边缘74，沿上表面72的一部分70设置，并且沿头枕20的侧表面78的上部76延伸。在一个实施例中，头枕20配置为响应施加在第一触摸区A上的力而沿第一向下方向D1移动。更具体地，当用户沿上表面72或沿边缘74施加力时，响应沿向下方向施加的力，控制模块60指示致动机构沿向下方向D1移动头枕。当在侧表面78上施加沿向下方向成角度的力时，控制模块60也指示致动机构沿向下方向D1移动头枕20。

第二触摸区B沿头枕20的下部69设置并与头枕20沿向上方向的移动相关联。第二触摸区B沿着边缘82，沿侧表面78的下部80设置，并且沿头枕20的下表面84(用虚线示出)的一部分86延伸。头枕20配置为响应施加在第二触摸区B上的力而沿第二向上方向D2移动。更具体地，当用户沿下表面84或沿边缘82施加力时，响应沿向上方向施加的力，控制模块60指示致动机构62(图5)沿向上方向D2移动头枕20。当在侧表面78上同样沿成角度的向上方向施加力时，控制模块60也指示致动机构62沿D2移动头枕20。

虽然图2示出了第一触摸区A和第二触摸区B的具体布置，但应当理解的是，该布置本质上仅为示例性的。触摸区36相对于其相关运动方向设置在沿头枕20的外表面32的区域中。因此，乘客能够直观地理解选择哪个触摸区36以致动头枕20。例如，乘客将能够理解触摸区A与向下运动相关联，而触摸区B与向上运动相关联。例如，在另一实施例中，乘客可以同时按压头枕20的两侧，同时还在向上方向或向下方向上施加力。此外，虽然描述了压敏材料，但应当理解的是，在另一实施例中，头枕20可以替代地包括一个或多个电容传感器，其沿头枕20的外表面32(图2)设置。

图5示出致动机构62，致动机构62配置为使头枕20相对于车辆座椅10(图1)移动。具体地，图5是一对竖直延伸杆52的图示，杆52配置为向头枕20提供竖直运动。竖直延伸杆52将头枕20连接到车辆座椅10(竖直延伸杆52也在图1中可见)。参见图1和5，头枕20配置为沿竖直延伸杆52，沿向下方向D2和向上方向D1相对于车辆座椅10滑动。如图5所示，竖直延伸杆52设置为彼此大体平行。两个竖直延伸杆52均限定多个腔或凹口56，腔或凹口56沿一个相应的杆52的长度串联布置。每个凹口56分别成形为容纳保持销(图5中未示出)。当保持销与相应凹口56接合时，将头枕20固定在相对于车辆座椅10(图1)的特定竖直位置。因此，当保持销与相应凹口56接合时，头枕20不能相对于车辆座椅10上下移动。

致动机构62还包括滑动件66，滑动件66可操作地耦合至保持销(图5中不可见)。滑动件66可以是弹簧加载滑动件，并且通常位于锁定位置。当滑动件66位于锁定位置时，保持销与竖直延伸杆52中的的相应凹口56接合。当被致动脱离锁定位置时，滑动件66配置为将保持销从相应凹口56中推出。在一个实施例中，滑动件66沿相对于两个竖直延伸杆52大体横向的方向被致动，这转而又将保持销推出相应凹口56。当保持销与相应凹口56分离时，头枕20沿向上方向D2和向下方向D1滑动。然而，一旦将保持销插回至相应凹口56中，则头枕20被固定就位。应当理解的是，图5所示的致动机构62在本质上仅为示例性的，也可以使用许多其它机构来移动头枕20。此外，虽然图5示出用于沿上下方向致动头枕20的致动机构62，也可以使用用于沿前后方向移动头枕20的机构。

图6是头枕20的替代实施例的横截面图。在如图6所示的实施例中，提供选择机构90来代替图2所示的触摸区36。换言之，选择机构90配置为接收用户输入，其中，用户输入激活致动机构62(图5)并使头枕20相对于车辆座椅10(图1)移动。在一个实施例中，选择机构90可以是机械致动按钮，其可操作地连接至致动机构62(图5)。响应乘客对选择机构90施加法向力F(例如，按下按钮)，滑动件66(图5)被致动脱离锁定位置并进入非锁定位置，这转而又使保持销(未示出)与相应凹口56分离。因此，头枕20可以相对于车辆座椅10(图1)自由地上下移动。

参见图5、6和7，选择机构90包括沿头枕20的外表面32设置的环形构件92和盖94。在图示实施例中，盖94是乘客可见的机械致动按钮的一部分，其中，乘客对盖94施加力以致动头枕20。环形构件92成形为包围盖94(即按钮)。由头枕20的装饰材料34限定的孔110成形为包围环形构件92。环形构件92和盖94均由诸如但不限于聚合物、金属或复合材料等材料构成。

盖94可操作地连接至壳体或座96。如图6和7所示，座96是球窝接头98的一部分。座96限定内腔100，内腔100成形为容纳螺柱部分102的球部106。应当理解的是，图7是球窝接头98的透视图，然而，座96包括与图6所示座相比略微不同的形状。具体参见图6，螺柱部分102的球部106限定大体半球形轮廓。座96的腔100成形为容纳螺柱部分102的球部106。螺柱部分102还限定从球部106突出的细长构件，该构件被称为柱塞104。柱塞104延伸至头枕20的芯部108中(图7所示的柱塞104包括与图6所示的柱塞相比略微不同的形状)。

参见图5、6和7，头枕20的芯部108容纳致动机构62(图5)。因此，致动机构62在图6和7中不可见。选择机构90通过柱塞104可操作地连接至致动机构62的滑动件66(图5)。因此，当乘客沿朝柱塞104的方向对选择机构90施加法向力F(即乘客对盖94施加力)时，座96也沿法向力F的方向平移或移动。柱塞104也沿法向力F的方向平移。柱塞104连接至滑动件66。因此，施加在盖94上的法向力F将滑动件66致动脱离锁定位置并进入非锁定位置。当位于非锁定位置时，滑动件66将保持销(图中不可见)推出相应凹口56。当保持销与相应凹口56分离时，头枕20能够沿向上方向D2和向下方向D1滑动或平移。然而，一旦乘客停止对盖94施加法向力F，则滑动件66被致动回锁定位置，并且保持销被插回相应凹口56中。因此，头枕20固定就位。

具体参见图6和7，螺柱部分102配置为在座96的腔100内枢转。也就是说，球窝接头98的螺柱部分102配置为在座96内铰接。球窝接头98提供x轴、y轴和z轴上的旋转运动(图7)，同时防止沿着这些轴平移。现在参见图2、6和7，螺柱部分102和球窝接头98的座96之间的可枢转连接使得选择机构90具有更大的封装灵活性。具体地，目前可用的一些头枕包括笨重且繁琐的部件。结果，连接致动机构与调节按钮所需的空间限制了调节按钮沿头枕的外表面的位置。调节按钮通常限制于沿头枕侧面的一个表面。相反地，所公开的选择机构90可以位于沿头枕20的外表面32的各个位置。也就是说，球窝接头98在选择机构90和致动机构62(图5)之间提供可枢转连接，其中，选择机构90和致动机构62之间的可枢转连接允许选择机构90沿头枕20的外表面32设置在各个位置处。换言之，选择机构90不限于头枕20(图2)的侧表面78。

参见图6和图7，虽然环形构件92和盖94被示出为沿头枕20的外部可见的部件，但在另一实施例中，选择机构90可以包括作为装饰材料34的一部分或与装饰材料34一体形成的按钮。具体地，在一个实施例中，代替单独的环形构件92和盖94，选择机构90是头枕20(图2)的装饰材料34的一部分。现在参见图8A和8B，图中示出头枕20的替代实施例。头枕20包括沿装饰材料34设置的凸起或压花指示器190(例如，图8B中以虚线示出的“P”)。头枕20的装饰材料34限定内表面200。附接机构202沿装饰材料34的部分内表面200设置，其中，附接机构202配置为与设置在柱塞104的远端204上的对应机构206接合。

例如，在一个实施例中，钩环紧固件系统可以用于将装饰材料34的内表面200附接至柱塞104。具体地，环机构沿装饰材料34的内表面200设置，而钩沿柱塞104的远端204设置。虽然描述了钩环紧固件，但应当理解的是，也可以使用其它附接方法。例如，在另一实施例中，可以替代地使用热焊工艺将装饰材料34的内表面200附接至柱塞104的远端204。此外，虽然示出钩环紧固件之间的间隙C，但应当理解的是，间隙C被放大以清楚地示出内表面200与柱塞104的远端204之间的钩环接合。

图9是柱塞304的替代实施例，柱塞304连接至选择机构90。也就是说，代替图6和7中所示的球窝接头98，柔性柱塞304可操作地将选择机构90连接至致动机构62(图5)。此外，柔性柱塞304向选择机构90提供三维移动(即在x轴、y轴和z轴上的移动)。在一个实施例中，柱塞304由允许三维移动的相对柔性材料构成，例如分段金属或塑料、热塑性弹性体和橡胶。在另一实施例中，柔性柱塞304由模制聚合物构成，并由编织或螺旋缠绕材料加强。

柱塞304限定内部通道306，内部通道306配置为容纳致动机构。在如图所示的实施例中，致动机构是致动流体308。致动流体308是液体或气体(即柱塞304是气动或液压动力柱塞)。然而，在另一实施例中，内部通道306包括线缆系统，线缆系统配置为传递机械力。具体地，在一个实施例中，致动机构包括由柔性导管或护套包围的柔性线缆或线。例如，柔性线缆和护套可以是鲍登(Bowden)线缆。致动机构配置为将柱塞304流体连接至图5所示的致动机构62。

总体上参见附图，所公开的致动机构提供了用于致动车辆座椅的头枕的改进方法。更具体地，如图2所示的实施例示出触摸区，触摸区相对于其相关运动方向设置在沿头枕的外表面的区域中。因此，乘客能够直观地理解选择哪个触摸区以致动头枕。替代地，在图6和7所示的实施例中，示出了致动机构与按钮之间的可枢转连接。可枢转连接为选择机构提供更大的封装灵活性。图9所示的实施例也提供相同的封装优点，但使用柔性柱塞代替球窝接头连接。

本公开的描述在本质上仅为示例性的，并且不脱离本公开的主旨的变型旨在落入本公开的范围内。这些变型不应被视为偏离本公开的主旨和范围。

Claims

1.一种用于车辆座椅的头枕，所述头枕包括：

限定外表面的主体，其中，所述主体的外表面被划分为一个或多个触摸区；

材料，配置为响应接收到用户输入而生成可变电阻，所述材料位于设置有所述一个或多个触摸区的所述头枕的外表面下方；

致动机构，所述致动机构配置为使所述头枕相对于所述车辆座椅移动；以及

控制模块，所述控制模块与所述材料和所述致动机构电连通，其中，所述控制模块执行指令以：

接收来自所述材料的可变电阻；并且

基于所述可变电阻确定至少一个命令信号，其中，所述命令信号指示所述致动机构相对于所述车辆座椅移动所述头枕。

2.根据权利要求1所述的头枕，其中，所述材料是压敏材料，包括两个导电材料层和位于所述两个导电层之间的部分导电材料。

3.根据权利要求1所述的头枕，其中，所述材料是量子隧穿复合物(QTC)。

4.根据权利要求1所述的头枕，其中，所述一个或多个触摸区相对于其各自的运动方向设置在沿所述头枕的外表面的区域中。

5.根据权利要求4所述的头枕，进一步包括第一触摸区，所述第一触摸区沿所述头枕的上部设置，其中，所述第一触摸区与所述头枕沿向下方向的移动相关联。

6.根据权利要求5所述的头枕，进一步包括第二触摸区，所述第二触摸区沿所述头枕的下部设置，其中，所述第二触摸区与所述头枕沿向上方向的移动相关联。

7.一种用于车辆座椅的头枕，所述头枕包括：

限定外表面的主体；

沿所述主体的外表面设置的选择机构，所述选择机构配置为接收用户输入以相对于所述车辆座椅移动所述头枕；

球窝接头，所述球窝接头包括螺柱部分和座，其中，所述座可操作地连接至所述选择机构，并且所述螺柱部分在所述座内可枢转；以及

致动机构，所述致动机构通过所述球窝接头可操作地连接至所述选择机构，其中，所述球窝接头在所述选择机构和所述致动机构之间提供可枢转连接。

8.根据权利要求7所述的头枕，其中，所述选择机构包括机械致动按钮。

9.根据权利要求8所述的头枕，其中，所述选择机构包括环形构件，所述环形构件成形为包围所述按钮。

10.根据权利要求9所述的头枕，其中，所述头枕的外表面包括装饰材料，并且其中，所述装饰材料限定成形为包围所述环形构件的孔。