CN111469733A - 电动四向头枕机构 - Google Patents

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尹尚
王保东
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Abstract

本发明公开了一种电动四向头枕机构，该机构由电机、一轴、二轴、三轴、四轴、五轴、六轴、七轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五锥齿轮、第六锥齿轮、第七锥齿轮、第八锥齿轮、第九齿轮、第十齿轮、第十一齿轮、第十二齿轮、第十三齿轮、第十四齿轮、第十五齿轮、弹簧和电磁开关组装构成，本发明的主要部件是电动机，电磁体和齿轮系统，结构简单合理、机构可自由控制和调节，可以实现四个方向上的单独运动，紧凑的设计使该机构能够兼容大多数头枕。

Description

电动四向头枕机构
技术领域
本发明涉及汽车座椅领域，具体的说是一种电动四向头枕机构。
背景技术
汽车座椅的头枕又称为靠枕，它是为提高汽车乘坐舒适性和安全性而设置的一种辅助装置。
汽车头枕分为固定式和活动式两种。在高靠背座椅中，头枕与靠背做成一体，头枕不可拆卸，这种高靠背座椅主要用于客车上，例如大客车。在低靠背座椅中，头枕与靠背是可分离的，头枕是一个单独的物体，用单插销或双插销形式入座椅靠背的插座，固定在靠背上，这种低靠背座椅多用于乘用车上，例如轿车。
低靠背座椅的头枕分可调节式或固定式，可调节式又分为手动调节或电动调节，用以调节头枕的上下高度和前后角度。现在乘用车的座椅头枕多是可调节式，调节头枕可以使得头枕与乘员颈背形状更加贴合，贴合越好安全性越高。
目前，大多数电动头枕都有线性运动(上下运动)。随着头枕的向上移动，头枕也同时向前移动，现有电动头枕不能只控制一个方向上的移动。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种电动四向头枕机构，该机构可自由控制和调节，可以实现四个方向上的单独运动，紧凑的设计使该机构能够兼容大多数头枕。
本发明的目的是这样实现的，一种电动四向头枕机构，其特征在于：该机构包括电机、一轴、二轴、三轴、四轴、五轴、六轴、七轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五锥齿轮、第六锥齿轮、第七锥齿轮、第八锥齿轮、第九齿轮、第十齿轮、第十一齿轮、第十二齿轮、第十三齿轮、第十四齿轮、第十五齿轮、弹簧和电磁开关；所述第一齿轮连接在电机轴上，所述第二齿轮和第三齿轮设置在一轴上，第二齿轮与第一齿轮相啮合，第三齿轮与第四齿轮相啮合；所述第四齿轮、第五锥齿轮和第六锥齿轮设置在二轴上，所述二轴上还加载有一个弹簧和安装一个电磁开关，当电磁开关关闭时，所述第六锥齿轮与第八锥齿轮相啮合，第五锥齿轮和第七锥齿轮处于断开状态，当电磁开关被激活时，会拉动二轴压缩弹簧，这将断开第六锥齿轮与第八锥齿轮的啮合，并连接第五锥齿轮和第七锥齿轮的啮合；所述三轴上设置有第七锥齿轮和第九齿轮，所述第九齿轮与第十一齿轮相啮合；所述四轴上设置有第八锥齿轮和第十齿轮，所述第十齿轮与第十二齿轮相啮合，所述五轴中部位置设置有第十一齿轮、两端部对称分别设置有第十四齿轮，所述六轴上中部位置设置有第十二齿轮、两端部对称分别设置有第十三齿轮；所述七轴上两端部对称分别设置有第十五齿轮，所述六轴通过一个带齿轮的皮带连接七轴。
本发明具有以下优点和技术效果：
1、本发明所有四个方向均可自由控制和调节，可以实现四个方向上的单独运动。
2、本发明设备的主要部件是电动机，电磁体和齿轮系统，结构简单合理、其紧凑的设计能够兼容大多数头枕。
3、不使用设备时，齿轮将锁定在X平面上。因此，施加在头枕上的力将传递到电动机，从而产生阻尼效果。
4、增加反鞭打。可以将头枕编程调整为上下移动，以减少头部和头枕的距离，从而减少鞭打的影响。
附图说明
图1是本发明立体结构示意图。
图2是本发明齿轮传动部分结构示意图。
图3是本发明齿轮传动部分结构原理图。
图4是本发明电磁开关带动二轴移动的原理图。
图5是本发明齿轮组设置在齿轮箱中的结构示意图。
图6是本发明齿轮箱、头枕杆和头枕移动塑料部分组装后的结构示意图。
图7为本发明控制单元的结构原理图。
附图标记：
1、电机，2、一轴，3、二轴，4、三轴，5、四轴，6、五轴，7、六轴，8、七轴，9、第一齿轮，10、第二齿轮，11、第三齿轮，12、第四齿轮，13、第五锥齿轮，14、第六锥齿轮，15、第七锥齿轮，16、第八锥齿轮，17、第九齿轮， 18、第十齿轮，19、第十一齿轮，20、第十二齿轮，21、第十三齿轮，22、第十四齿轮，23、第十五齿轮，24、弹簧，25、电磁开关，26、第一齿条，27、第二齿条，28、头枕杆，29、控制单元，30、头枕移动塑料部分，31、带齿轮的皮带。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
由附图1、2、3所示：一种电动四向头枕机构，该机构包括电机1、一轴2、二轴3、三轴4、四轴5、五轴6、六轴7、七轴8、第一齿轮9、第二齿轮10、第三齿轮11、第四齿轮12、第五锥齿轮13、第六锥齿轮14、第七锥齿轮15、第八锥齿轮16、第九齿轮17、第十齿轮18、第十一齿轮19、第十二齿轮20、第十三齿轮21、第十四齿轮22、第十五齿轮23、弹簧24、电磁开关25、第一齿条26、第二齿条27、头枕杆28、控制单元29、头枕移动塑料部分30、带齿轮的皮带31。
所述第一齿轮9连接在电机1轴上，所述第二齿轮10和第三齿轮11设置在一轴2上，第二齿轮10与第一齿轮9相啮合，第三齿轮11与第四齿轮12相啮合；所述第四齿轮12、第五锥齿轮13和第六锥齿轮14设置在二轴3上，所述二轴3上还加载有一个弹簧24和安装一个电磁开关25，当电磁开关25关闭时，所述第六锥齿轮14与第八锥齿轮16相啮合，第五锥齿轮13和第七锥齿轮15 处于断开状态，当电磁开关25被激活时，会拉动二轴3压缩弹簧24，这将断开第六锥齿轮14与第八锥齿轮16的啮合，并连接第五锥齿轮13和第七锥齿轮15 的啮合；所述三轴4上设置有第七锥齿轮15和第九齿轮17，所述第九齿轮17 与第十一齿轮19相啮合；所述四轴5上设置有第八锥齿轮16和第十齿轮18，所述第十齿轮18与第十二齿轮20相啮合，所述五轴6中部位置设置有第十一齿轮19、两端部对称分别设置有第十四齿轮22，所述第十四齿轮22与沿Z方向设置的头枕杆28相啮合；所述六轴7上中部位置设置有第十二齿轮20、两端部对称分别设置有第十三齿轮21；所述七轴8上两端部对称分别设置有第十五齿轮23，所述六轴7通过一个带齿轮的皮带31连接七轴8。
由附图1所示：所述第十三齿轮21与沿X方向设置的第一齿条26相啮合，所述第十五齿轮23与沿X方向设置的第二齿条27相啮合。
由附图1所示：所述第一齿条26和第二齿条27的一端与头枕移动塑料部分 30固连。
由附图3、4所示：当电磁开关25通电被激活后，电磁线圈将通过磁力使二轴3端部的磁铁发生位移，同时二轴3将压缩弹簧24，这时第六锥齿轮14与第八锥齿轮16的啮合断开，并连接第五锥齿轮13和第七锥齿轮15的啮合。
由附图5、6所示：本发明最终产品是齿轮箱，其尺寸足够小，可以放置在头枕内部。该设备将替换头枕的EPP部分。
由附图1、7所示：电机1和电磁开关25将连接到控制单元(为现有技术) 29。
X；单击底部后，控制单元将向电动机供电，改变电动机的旋转侧可以移动头枕+X或-X。
Z；控制单元将向电磁体供电，从而拉动二轴3，断开第六锥齿轮14与第八锥齿轮16以及连接齿轮第五锥齿轮13和第七锥齿轮15。
顺时针旋转电机1将产生+Z方向的运动，而逆时针旋转电机1将产生-Z方向的运动。
本发明中使用的电机为市场产品，电机为步进电机，转矩大；齿轮箱/盖用工业塑料制造，在本发明中为ABS；本机构的齿轮将采用PLA材料制造，PLA零件可以方便进行3D打印；本发明中使用的轴为不锈钢的金属材料。
所述第十二齿轮20将用于控制x方向运动，第十二齿轮20、第十三齿轮21 直接相连在六轴7上。
使用皮带系统时，六轴7连接到七轴8。轴七轴8将驱动第十五齿轮23。
未运行设备将第十二齿轮20连接到电机1，这可以在碰撞(鞭打)时兼作阻尼机制。
第十三齿轮21和第十五齿轮23将连接在移动的头枕X轴方向上组装的第一齿条26和第二齿条27。
第十四齿轮22将连接到头枕杆上带动头枕杆在Z轴方向上运动。
通常头枕操作力在40N左右，本发明设计输出为60N，这是为了确保即使在乘员头部躺在头枕上时功能也能正常工作。
本发明功能的控制可以通过按钮或记忆盒来完成，整个设备将在Z方向功能期间移动，而不会在X方向功能期间移动(只有头枕塑料部件会移动)。

Claims (2)

1.一种电动四向头枕机构，其特征在于：该机构包括电机(1)、一轴(2)、二轴(3)、三轴(4)、四轴(5)、五轴(6)、六轴(7)、七轴(8)、第一齿轮(9)、第二齿轮(10)、第三齿轮(11)、第四齿轮(12)、第五锥齿轮(13)、第六锥齿轮(14)、第七锥齿轮(15)、第八锥齿轮(16)、第九齿轮(17)、第十齿轮(18)、第十一齿轮(19)、第十二齿轮(20)、第十三齿轮(21)、第十四齿轮(22)、第十五齿轮(23)、弹簧(24)和电磁开关(25)；所述第一齿轮(9)连接在电机(1)轴上，所述第二齿轮(10)和第三齿轮(11)设置在一轴(2)上，第二齿轮(10)与第一齿轮(9)相啮合，第三齿轮(11)与第四齿轮(12)相啮合；所述第四齿轮(12)、第五锥齿轮(13)和第六锥齿轮(14)设置在二轴(3)上，所述二轴(3)上还加载有一个弹簧(24)和安装一个电磁开关(25)，当电磁开关(25)关闭时，所述第六锥齿轮(14)与第八锥齿轮(16)相啮合，第五锥齿轮(13)和第七锥齿轮(15)处于断开状态，当电磁开关(25)被激活时，会拉动二轴(3)压缩弹簧(24)，这将断开第六锥齿轮(14)与第八锥齿轮(16)的啮合，并连接第五锥齿轮(13)和第七锥齿轮(15)的啮合；所述三轴(4)上设置有第七锥齿轮(15)和第九齿轮(17)，所述第九齿轮(17)与第十一齿轮(19)相啮合；所述四轴(5)上设置有第八锥齿轮(16)和第十齿轮(18)，所述第十齿轮(18)与第十二齿轮(20)相啮合，所述五轴(6)中部位置设置有第十一齿轮(19)、两端部对称分别设置有第十四齿轮(22)，所述六轴(7)上中部位置设置有第十二齿轮(20)、两端部对称分别设置有第十三齿轮(21)；所述七轴(8)上两端部对称分别设置有第十五齿轮(23)，所述六轴(7)通过一个带齿轮的皮带(31)连接七轴(8)。
2.根据权利要求1所述的一种电动四向头枕机构，其特征在于：所述第十四齿轮(22)与沿Z方向设置的头枕杆(28)相啮合；所述第十三齿轮(21)与沿X方向设置的第一齿条(26)相啮合，所述第十五齿轮(23)与沿X方向设置的第二齿条(27)相啮合；所述第一齿条(26)和第二齿条(27)的一端与头枕移动塑料部分(30)固连。
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