CN111717089B - 汽车座椅靠背后倾避险装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车座椅靠背后倾避险装置和避险方法，避险装置包括：座椅角度调节部，其包括棘轮和卡爪，一者安装于汽车座椅的靠背，一者安装于汽车座椅的椅座，靠背受到的向后压力超过预设压力之后，棘轮和卡爪能够相对转动以调节靠背的角度；透明检测部，设于汽车的挡风玻璃的背面，透明检测部被刺穿后，透明检测部检测并输出危险信号；安全带控制部接收到危险信号，控制安全带锁紧以带动靠背以及相应的乘坐人员后倾以避险。上述避险装置和避险方法，无论是车辆发生追尾还是被尖锐物刺穿挡风玻璃，都可达到避险目的，且无需人为因素介入，避让可靠。

Description

汽车座椅靠背后倾避险装置以及方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种汽车座椅靠背后倾避险装置以及方法。

背景技术

当汽车遇到紧急危险情况时，例如异物从挡风玻璃处穿入，此时会危及驾驶人员的生命安全，驾驶人员需要有逃生空间，但驾驶室内空间有限，即便有逃生空间，也可能反应速度不够，难以避让。

针对上述情况，相对有效的方法就是利用驾驶舱内的装置使驾驶员迅速避开危险区域。

目前所采取的方案之一，是采用点爆器，当车辆发生碰撞时，点爆器点爆而推动汽车座椅后移，这种方式的点爆时机难以控制，误触发时容易伤害到驾驶人员；

方案之二，当车辆发生追尾碰撞到A柱时，车辆自动打开座椅后倾功能，即破坏座椅的锁止功能，驾驶人员需要迅速反应并躺倒，即依赖于驾驶人员的反应速度。

发明内容

本发明所提供的汽车座椅靠背后倾避险装置，包括：

座椅角度调节部，其包括棘轮和卡爪，一者安装于汽车座椅的靠背，一者安装于汽车座椅的椅座，所述靠背受到的向后压力超过预设压力之后，所述棘轮和所述卡爪能够相对转动以调节所述靠背的角度；

透明检测部，设于汽车的挡风玻璃的背面，所述透明检测部被刺穿后，所述透明检测部检测并输出危险信号；

安全带控制部，接收所述危险信号，并控制安全带锁紧以提供超过所述预设压力的向后压力至所述靠背，带动所述靠背以及相应的乘坐人员后倾以避险。

可选地，所述座椅角度调节部包括弹簧，所述弹簧抵紧所述卡爪，使其与所述棘轮卡紧，所述预设压力能够由所述弹簧调节。

可选地，所述座椅角度调节部包括外壳，所述卡爪和所述弹簧安装于所述外壳内，所述外壳固定于所述椅座；所述棘轮固定于所述靠背。

可选地，包括电磁铁，所述电磁铁通电后，所述卡爪与所述外壳吸附以克服所述弹簧的弹力，使所述棘轮(72)和所述卡爪(73)能够相对自由转动。

可选地，还包括锁紧所述安全带的锁紧阀，所述锁紧阀包括基座，所述基座设有供所述安全带穿出的穿孔，所述穿孔两侧均设有锁紧夹件；所述锁紧阀还包括驱动件，所述驱动件驱动一所述锁紧夹件靠近或远离另一所述锁紧夹件，以夹紧或松开所述安全带。

可选地，所述锁紧夹件夹持所述安全带的一面设有啮合锁齿。

可选地，所述驱动件包括凸轮和电机，所述凸轮与一所述锁紧夹件配合，所述电机驱动所述凸轮转动，以使一所述锁紧夹件靠近或远离另一所述锁紧夹件。

可选地，还包括收放所述安全带的卷收器，所述卷收器设于所述汽车的地板。

可选地，还包括锁紧所述安全带的锁紧阀，且所述锁紧阀设于所述靠背。

本发明还提供一种汽车座椅靠背后倾避险方法，包括：

在汽车的挡风玻璃的背面设置透明检测部；

透明检测部检测到所述挡风玻璃被刺穿时，输出危险信号，控制安全带锁紧以提供一定的向后压力至所述汽车座椅的靠背，该向后压力能够带动所述靠背以及相应的乘坐人员后倾以避险。

上述的汽车座椅靠背后倾避险装置和避险方法，可达到下述技术效果：

1、透明检测部设置在挡风玻璃的背面，只要发生挡风玻璃被刺穿的危险情况，都可以触发汽车座椅靠背后倾避险装置。因此，无论是车辆发生追尾而压碎挡风玻璃，还是被尖锐物刺穿挡风玻璃，都是挡风玻璃被刺穿，体现到透明检测部处，即透明检测部被刺穿，都能够触发避险装置，以达到避险目的，减小或避免对乘坐人员造成的致命性伤害，而安全带带动乘坐人员后倾本身也不会对乘坐人员造成任何伤害。

2、该避险装置利用安全带自动收紧，使汽车座椅的靠背连同乘坐人员强制后倾而躺倒(可以后倾一定角度或完全平躺)，从而使乘坐人员迅速逃离危险区域，不需要乘坐人员自行反应，无需人为因素介入，从而保证乘坐人员安全避让的可靠性；

3、该避险装置中采用的座椅角度调节部，可以满足正常使用需求，且同时应用于危险工况中，无需额外的设备，通过自身的机械结构即可实现座椅的躺倒，充分保障乘坐人员避让过程的可靠性。

而且，整个装置的易于实现，在几乎未增加成本的前提下，具备了避险功能。并且，几乎所有的结构可以重复使用，即在遇到危险情况紧急避险后，所有的部件还可以再次利用，从而有效地降低了二次使用的成本和维修成本。

附图说明

图1为本发明实施例中的汽车座椅靠背后倾避险装置的示意图；

图2为本发明所提供汽车座椅靠背后倾避险装置中座椅角度调节部的具体实施例的立体示意图；

图3为图2的主视图；

图4为本发明所提供汽车座椅靠背后倾避险装置中锁紧阀的具体实施例的立体示意图；

图5为图4的主视图。

图1-5中附图标记说明如下：

1挡风玻璃、2透明检测部、3安全带、4乘坐人员、5椅座、6靠背；

7座椅角度调节部、71外壳、72棘轮、721棘齿、73卡爪、731铰接轴、74弹簧、75电磁铁；

8卷收器；

9锁紧阀、91基座、9a穿孔、921第一锁紧夹件、922第二锁紧夹件、92a啮合锁齿、93凸轮。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明实施例中的汽车座椅靠背后倾避险装置的示意图。

汽车座椅靠背6后倾避险装置包括座椅角度调节部7、透明检测部2以及安全带控制部。如图1所示，汽车座椅具有椅座5和靠背6，汽车座椅还会配备安全带3，安全带3从靠背6的上部环绕到椅座5位置，从而绑覆乘坐人员4。

座椅角度调节部7的结构，请参考图2、3，图2为本发明所提供汽车座椅靠背6后倾避险装置中座椅角度调节部7的具体实施例的立体示意图；图3为图2的主视图。

如图2、3所示，座椅角度调节部7具体包括棘轮72和卡爪73，一者安装于汽车座椅的靠背6，另一者安装于汽车座椅的椅座5，棘轮72包括多个棘齿721，卡爪73和棘齿721适配，二者卡紧，则靠背6相对于椅座5的角度不能调整，保持稳定的姿态，当二者松开时，靠背6和椅座5的角度能够调整。本实施例中，当靠背6受到的向后压力超过预设压力之后，棘轮72和卡爪73松开，二者能够相对转动以调节靠背6的角度。

图3中，座椅角度调节部7设有外壳71和弹簧74，卡爪73的一端铰接于外壳71，图中示出铰接轴731，弹簧74则预压缩在卡爪73的另一端和外壳71之间，弹簧74的弹力促使卡爪73的另一端向外壳71中心方向摆动，从而与位于外壳71中部的棘轮72的棘齿721抵紧。图3中的箭头表示靠背6向后转动时，棘轮72的转动方向。由于棘齿721和卡爪73斜面配合，当靠背6受到的向后压力超过预定压力后，斜面配合产生的分力可以克服弹簧74的抵紧力，棘轮72可相对卡爪73转动，从而调节靠背6的角度。可见，这里的预定压力可以通过弹簧74来调整，例如弹簧74的预压缩量、弹簧74的刚度系数等，当然，调整棘齿721和卡爪73的斜面配合角度，也可以实现预定压力的调整。

对于该座椅角度调节部7，靠背6角度不需要调整时，乘坐人员4正常坐姿下靠向靠背6的向后压力不足以克服弹簧力，靠背6可以处于稳定的调节后的状态，如果需要调节角度，则乘坐人员4可以向后提供较大的推力，从而实现靠背6的角度调节。

本实施例中，座椅角度调节部7的卡爪73设于椅座5，具体是设置卡爪73的外壳71固定于椅座5，而棘轮72固定于靠背6，下压靠背6时，直接带动棘轮72克服弹簧力而实现转动，可以理解，基于卡爪73和棘轮72的配合方式，相互调换安装位置也可以。当然，棘轮72为整体结构，安装于靠背6，能够更可靠地实现角度调节。

另外，本实施例中的座椅角度调节部7还可以设置电磁铁75，当电磁铁75通电时，卡爪73可以吸附贴紧到外壳71，该吸附力克服弹簧74的弹力，使得卡爪73和棘齿721松开，靠背6的角度能够调节，不需要角度调节时，则电磁铁75断电，卡爪73失去吸附力，重新在弹簧74的弹力作用下，与棘齿721啮合，靠背6角度得以稳定。这里的电磁铁75可以是微型电磁铁，能够提供足够的吸附力即可，可以节省空间，结构更为紧凑。另外，当电磁铁75通电时，由于卡爪73可吸附到外壳71，则卡爪73和棘轮72处于完全松开的状态，还可以实现靠背6向前的调节。

汽车座椅靠背6后倾避险装置还包括透明检测部2，如图1所示，乘坐人员4(主要指乘坐在驾驶位和副驾驶位的驾驶人员)前方为汽车的挡风玻璃1，透明检测部2即设置在挡风玻璃1的背面，挡风玻璃1朝向外侧的一面为正面，朝向车辆内部的一面为背面。当遇到紧急险情时，挡风玻璃1可能会被压碎、刺穿，比如撞击到护栏，栏杆刺穿挡风玻璃1，或，与车辆追尾，被追车辆后部具有尖锐的突出物，突出物刺穿挡风玻璃1等。此时，设置在挡风玻璃1背面的透明检测部2会检测到该刺穿的情况，并输出危险信号，透明检测部2可以是压力传感器。透明检测部2设置为透明的目的，显然是为了避免遮挡视线，保持挡风玻璃1的透明可视的状态，当然，透明检测部2并不要求必然是无色，只要保证不影响视线，符合车辆安全驾驶规定即可。

汽车座椅靠背6后倾避险装置还包括安全带控制部，该安全带控制部可以接收到该危险信号，并控制安全带3锁紧以提供超过预设压力的向后压力至靠背6，带动靠背6以及相应的乘坐人员4后倾以避险。安全带3装置往往会配备控制器，该控制器可以作为安全带控制部使用，当然也可以另设。安全带3装置还会配备卷收器8，安全带3由卷收器8实现收放。当车辆发生撞击等危险情况时，安全带3会被收紧，以将乘坐人员4绑紧在座位上，减少危害。当收到透明检测部2检测的危险信号时，可以控制安全带3收紧，该收紧的压力应当保证能够超过上述的预设压力，才能自动带动靠背6后倾，并同时带动被绑覆的乘坐人员4一同后倾，达到避险的目的。

通常安全带遇到碰撞而收紧时，该收紧力可能不足以带动靠背后倾，所以本方案中安全带控制部在收到危险信号而控制安全带3的收紧力需要做预先的设定，以超过预设压力，保证棘轮72可相对卡爪73转动。座椅角度调节部7也不限于上述具体结构，只要靠背6受到的向后压力超过一定值时能够保证座椅调节部的角度调节功能被释放，则该种座椅调节部的结构均适用于本发明。

进一步地，卷收器8可以设置于汽车的地板上，如图1所示，相较于传统设置于座椅旁侧而言，卷收器8设置于地板可以增加拉动靠背6后倾的力臂，从而便于实现靠背6向后的拉动操作。

请继续参考图4、5，图4为本发明所提供汽车座椅靠背6后倾避险装置中锁紧阀9的具体实施例的立体示意图，锁紧阀9用于锁紧安全带3；图5为图4的主视图。

如图4、5所示，锁紧阀9包括基座91，基座91设有供安全带3穿出的穿孔91a，穿孔91a两侧均设有锁紧夹件，分别为第一锁紧夹件921和第二锁紧夹件922。锁紧阀9还包括驱动件，驱动件驱动其中一个锁紧夹件靠近或远离另一锁紧夹件，以夹紧安全带3，或松开安全带3。

具体地，驱动件包括凸轮93和电机(图中未示出)，凸轮93与一锁紧夹件配合，即与图4中的第一锁紧夹件921配合，电机驱动凸轮93转动，当图4中顺时针或逆时针转动时，凸轮93会推动第一锁紧夹件921向上运动，逐步靠近第二锁紧夹件922，从而夹紧安全带3，达到锁紧目的；反向驱动凸轮93，则凸轮93逐渐撤去对第一锁紧夹件921的推力，第一锁紧夹件921在重力作用下或在安全带3的反作用力下，又远离第二锁紧夹紧，安全带3松开，得以解锁。

这里的驱动件仅仅是一种具体示例，驱动方式显然不限于此。比如，设置丝杠螺母结构、链条结构等传动结构推动第一锁紧夹件921也可以，也不限于其中一个锁紧夹件被驱动，两个锁紧夹件同时驱动靠近或分离同样可行。

另外，如图4、5所示，锁紧夹件夹持安全带3的一面设有啮合锁齿92a，这样当二者靠近而夹持安全带3时，基于啮合效果，夹紧更为可靠。上述结构的锁紧阀9，可靠地实现了锁紧功能，且结构简单，易于加工，包括上述的座椅角度调节部7也同样具有结构简单、易于加工的优点。当然，其他结构的锁紧阀也可以应用到本申请技术方案中。

应知晓，传统的锁紧阀是设置于卷收器的内部。而本实施例中锁紧阀9优选地设置于靠背6，如图1所示可设置于靠背6的顶部后侧，这样，锁紧阀9在锁紧安全带3时，安全带3收到拉力直接转化为拉动靠背6后倾的力，而不会在靠背6上滑动，从而便于实现对靠背6的拉动。

本实施例还提供一种汽车座椅靠背6后倾避险方法，包括如下步骤：

在汽车挡风玻璃1的背面设置透明检测部2；

透明检测部2检测到挡风玻璃1被刺穿时，输出危险信号，控制安全带3锁紧以提供一定的向后压力至汽车座椅的靠背6，该向后压力能够带动靠背6以及相应的乘坐人员4后倾以避险。

上述避险方法即上述避险装置实现的方式。本发明所提供的汽车座椅靠背6后倾避险方法和装置，具有如下技术效果：

1、透明检测部2设置在挡风玻璃1的背面，只要发生挡风玻璃1被刺穿的危险情况，都可以触发汽车座椅靠背6后倾避险装置。因此，无论是车辆发生追尾而压碎挡风玻璃1，还是被尖锐物刺穿挡风玻璃1，都是挡风玻璃1被刺穿，体现到透明检测部2处，即透明检测部2能够接触到刺穿物(透明检测部2例如可以是应变片)，都能够触发避险装置，以达到避险目的，减小或避免对乘坐人员4造成的致命性伤害，而安全带3带动乘坐人员后倾本身也不会对乘坐人员造成任何伤害。

2、该避险装置利用安全带3自动收紧安全带3，使汽车座椅的靠背6连同乘坐人员4强制后倾而躺倒(可以后倾一定角度或完全平躺)，从而使乘坐人员4迅速逃离危险区域，不需要乘坐人员4自行反应，无需人为因素介入，从而保证乘坐人员4安全避让的可靠性；

3、该避险装置中采用的座椅角度调节部7，可以满足正常使用需求，且同时应用于危险工况中，无需额外的设备，通过自身的机械结构即可实现座椅的躺倒，充分保障乘坐人员4避让过程的可靠性。

此外，本发明实施例还进一步提供锁紧安全带3的锁紧阀9，该锁紧阀9可以在关键时刻锁紧安全带3，将力直接作用在座椅的靠背6顶端，将靠背6连同乘坐人员4一起向后拉倒，避开危险区域，进一步提高避险可靠性。

需要说明的是，本发明实施例中所采用的透明检测部2可采用透明的压力传感器，而提及的卷收器8，电磁铁75等，都可以采用现有技术中的结构，故整个装置的易于实现，在几乎未增加成本的前提下，具备了避险功能。并且，几乎所有的结构可以重复使用，即在遇到危险情况紧急避险后，所有的部件还可以再次利用，从而有效地降低了二次使用的成本和维修成本。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.汽车座椅靠背后倾避险装置，其特征在于，包括：

座椅角度调节部（7），其包括棘轮（72）和卡爪（73），一者安装于汽车座椅的靠背（6），另一者安装于汽车座椅的椅座（5），所述靠背（6）受到的向后压力超过预设压力之后，所述棘轮（72）和所述卡爪（73）能够相对转动以调节所述靠背（6）的角度；

透明检测部（2），设于汽车的挡风玻璃（1）的背面，所述透明检测部（2）被刺穿后，所述透明检测部（2）检测并输出危险信号；

安全带控制部，接收所述危险信号，并控制安全带（3）锁紧以提供超过所述预设压力的向后压力至所述靠背（6），带动所述靠背（6）以及相应的乘坐人员后倾以避险;

所述座椅角度调节部（7）包括弹簧（74），所述弹簧（74）抵紧所述卡爪（73），使其与所述棘轮（72）卡紧，所述预设压力能够由所述弹簧（74）调节。

2.如权利要求1所述的汽车座椅靠背后倾避险装置，其特征在于，所述座椅角度调节部（7）包括外壳（71），所述卡爪（73）和所述弹簧（74）安装于所述外壳（71）内，所述外壳（71）固定于所述椅座（5）；所述棘轮（72）固定于所述靠背（6）。

3.如权利要求2所述的汽车座椅靠背后倾避险装置，其特征在于，包括电磁铁（75），所述电磁铁（75）通电后，所述卡爪（73）与所述外壳（71）吸附以克服所述弹簧（74）的弹力，使所述棘轮（72）和所述卡爪（73）能够相对自由转动。

4.如权利要求1-3任一项所述的汽车座椅靠背后倾避险装置，其特征在于，还包括锁紧所述安全带（3）的锁紧阀（9），所述锁紧阀（9）包括基座（91），所述基座（91）设有供所述安全带（3）穿出的穿孔（91a），所述穿孔（91a）两侧均设有锁紧夹件；所述锁紧阀还包括驱动件，所述驱动件驱动一所述锁紧夹件靠近或远离另一所述锁紧夹件，以夹紧或松开所述安全带（3）。

5.如权利要求4所述的汽车座椅靠背后倾避险装置，其特征在于，所述锁紧夹件夹持所述安全带（3）的一面设有啮合锁齿（92a）。

6.如权利要求5所述的汽车座椅靠背后倾避险装置，其特征在于，所述驱动件包括凸轮（93）和电机，所述凸轮（93）与一所述锁紧夹件配合，所述电机驱动所述凸轮（93）转动，以使一所述锁紧夹件靠近或远离另一所述锁紧夹件。

7.如权利要求1-3任一项所述的汽车座椅靠背后倾避险装置，其特征在于，还包括收放所述安全带（3）的卷收器（8），所述卷收器（8）设于所述汽车的地板。

8.如权利要求1-3任一项所述的汽车座椅靠背后倾避险装置，其特征在于，还包括锁紧所述安全带（3）的锁紧阀（9），且所述锁紧阀（9）设于所述靠背（6）。

9.汽车座椅靠背后倾避险方法，基于权利要求1-8任一项所述的汽车座椅靠背后倾避险装置，其特征在于，包括：

在汽车的挡风玻璃（1）的背面设置透明检测部（2）；

透明检测部（2）检测到所述挡风玻璃（1）被刺穿时，输出危险信号，控制安全带（3）锁紧以提供一定的向后压力至所述汽车座椅的靠背（6），该向后压力能够带动所述靠背（6）以及相应的乘坐人员后倾以避险。

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