CN112937394A - 用于车辆的头枕位置调节装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的头枕位置调节装置可包括：第一马达，安装至座椅靠背框架；第一连杆，连接至第一马达，以在左右方向上可旋转至预定的第一角度；第二马达，安装至第一连杆；第二连杆，连接至第二马达以在上下方向上可旋转至预定的角度；第三马达，安装至第二连杆；第三连杆，连接至第三马达以相对于第三马达的旋转轴线可旋转；以及头枕框架，连接至第三连杆并且安装在头枕垫中。

Description

用于车辆的头枕位置调节装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的头枕位置调节装置。具体地，涉及一种根据乘员的头部的位置而使头枕在其X轴方向、其Y轴方向或Z轴方向的至少一个上旋转的用于车辆的头枕位置调节装置。
背景技术
众所周知，车辆的座椅包括用于支撑乘员的身体的下部的座垫、用于支撑乘员的身体的上部的座椅靠背以及用于支撑乘员的颈部和头部的头枕。
头枕被配置成不仅提供支撑乘员的颈部和头部的基本功能，而且还提供防止乘员的头部在冲击时猛然向后抖动(whipping backward)的主动头枕功能。
图1和图2是示出传统头枕的安装结构的图。
如图1和图2所示，传统头枕10包括头枕垫12和安装在头枕垫12中以形成头枕10的基础结构的头枕框架14。
此外，中空的杆引导件22安装到座椅靠背框架20，以将头枕10安装到座椅靠背。
因此，从头枕框架14延伸的杆16以可锁定的方式插到杆引导件22中，从而完成头枕的安装。
如上述配置的传统头枕仅能够在其上下方向上进行高度调节。
即，可以根据乘员的身体类型通过使插到杆引导件22中的头枕杆16向上或向下移动来调节头枕的高度。
然而，上面的传统头枕具有以下缺点。
首先，乘员在直立就坐时将头部搁置在头枕上没有问题。然而，当乘员的头部朝向超过头枕的支撑区域的头枕的一侧倾斜时，乘员的头部可能无法由头枕适当地支撑，并且因此，头部或颈部在碰撞事件中受伤的风险可能增加。
此外，当乘员的头部长时间保持在倾斜至头枕的左侧或右侧的状态中时(例如，在乘员睡着时)，可能导致乘员的颈部的肌肉僵硬或肌肉疼痛。
例如，当容纳在前排乘客座椅或第二排座椅中的乘员困倦或睡觉时，乘员的头部可能由于车辆振动或肌肉松弛而无意识地倾斜至头枕的一侧。在瞬时状态下，乘员的头部可能无法由头枕适当地支撑。当长时间保持当前状态时，乘员可能遭受颈部疼痛，并且在碰撞事件中对头部或颈部造成伤害的风险可能增加。
第二，根据乘员的身体状况，乘员的头部在与头枕间隔开时可能位于头枕的前方。在瞬时状态下，因为乘员的头部未由头枕适当地支撑，所以在碰撞事件中对头部或颈部造成伤害的风险可能增加。
第三，在一些情况下，根据乘员的身体状况或驾驶状况，乘员可能希望使头部进一步向后倾斜。然而，因为传统头枕仅在其上下方向上的高度上可调节，而不能在其前后方向上调节头枕的乘员头部支撑部的位置。
在发明背景部分中公开的信息仅用于增强对本发明的普通背景的理解，并且不可以被视为对这些信息形成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的建议。
发明内容
本发明的各种方面指向提供一种用于车辆的头枕位置调节装置，该头枕位置调节装置根据检测到的乘员的头部的位置自动地使头枕在其X轴方向、其Y轴方向以及Z轴方向中的至少一个方向上移动，或者使乘员能够直接将头枕按该乘员的期望在头枕的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向中的至少一个方向上移动，从而促进了根据乘员的身体状况或驾驶状况由头枕对乘员的头部进行方便且稳定的支撑。
本发明的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员将从以下描述中清楚地理解本文未提及的其他目的，并且将参考本发明的示例性实施例而显而易见。此外，本发明的目的可以通过所附权利要求中描述的部件及其组合来实现。
本发明的各个方面提供了一种用于车辆的头枕位置调节装置，其包括：第一马达，安装至座椅靠背框架；第一连杆，连接至第一马达以在第一连杆的左右方向上可旋转至预定的第一角度；第二马达，安装至第一连杆；第二连杆，连接至第二马达以在第一连杆的上下方向上可旋转至预定的角度；第三马达，安装至第二连杆；第三连杆，连接至第三马达以可在适当位置(in place)旋转；以及头枕框架，连接至第三连杆并且安装在头枕垫中。
在本发明的示例性实施例中，第一连杆可定向在其上下方向上，并且第一马达的旋转轴可连接至第一连杆的下端部以将旋转力传递至第一连杆的下端部。
在本发明的另一示例性实施例中，第一连杆可包括与其一体地形成的第一安装端部，该第一安装端部在第一连杆的上端部处沿横向方向垂直地弯曲，并且第二马达可安装在第一安装端部上。
在本发明的又一示例性实施例中，第二连杆可定向在其前后方向上，并且第二马达的旋转轴可连接至第二连杆的后端部以将旋转力传递至第二连杆的后端部。
在本发明的又一示例性实施例中，第二连杆可包括与其一体地形成的第二安装端部，该第二安装端部在第二连杆的前端部处沿向上方向垂直地弯曲，并且第三马达可安装在第二安装端部上。
在本发明的又一示例性实施例中，第三连杆可定向在其上下方向上，并且第三马达的旋转轴可连接至第三连杆的下端部以将旋转力传递至第三连杆的的下端部。
在本发明的另一示例性实施例中，第三连杆可包括在其上端部处形成的倾斜表面，并且该倾斜表面可以与头枕框架被安装以焊接至头枕垫的一部分的角度相同的角度倾斜。
在本发明的另一个示例性实施例中，头枕位置调节装置可以进一步包括：头部位置传感器，被配置为检测由头枕支撑的乘员的头部的位置；手动开关，被配置为由乘员操纵以手动调节头枕的位置；以及控制器，接合至头部位置传感器和手动开关，控制器被配置为接收来自头部位置传感器的检测信号或来自手动开关的操作信号并且将驱动电流信号施加至第一马达、第二马达以及第三马达中的至少一个。
在本发明的又一示例性实施例中，头部位置传感器可被配置为安装在车辆内部中的预定位置处的相机或超声波传感器。
在本发明的另一示例性实施例中，在第一马达工作时，第一连杆可绕其下端部在左右方向上旋转，并且头枕框架可与其同时在左右方向上旋转，从而调节头枕在左右方向上倾斜的角度。
在本发明的又一个示例性实施例中，在第二马达工作时，第二连杆可绕其后端部在上下方向上旋转，并且头枕框架可与其同时在上下方向上旋转，从而调节头枕在上下方向上倾斜的角度。
在本发明的又一示例性实施例中，当第三马达工作时，第三连杆可以在适当位置旋转，并且头枕框架可与其同时绕第三连杆在前后方向上旋转，从而调节头枕在前后方向上倾斜的角度。
下面讨论本发明的其他方面和示例性实施例。
应理解，术语“车辆”或“车辆的”或如本文所使用的其他类似术语包括机动车辆，通常诸如客运车辆(包括运动型多功能车辆(SUV))、公共汽车、卡车、各种商用车辆、水运工具(包括各种船艇和船)、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆以及其他可替代的燃料车辆(例如，从除石油之外的资源提炼的燃料)。如本文所述，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。
本发明的上面的和其他的特征将在下文中讨论。
本发明的方法和设备具有其他特征和优点，这些特征和优点将从附图和以下详细说明中变得清楚或者在附图中更详细地阐述，这些附图被结合在此并且以下详细说明一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是传统头枕的安装结构的透视图；
图2是传统头枕的安装结构的侧视图；
图3是根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置的分解透视图；
图4A和图4B是根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置的经组装的透视图；
图5A和图5B是示出根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置使头枕在左右方向(X轴方向)上倾斜的操作的视图；
图6A和图6B是示出根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置使头枕在上下方向(Y轴方向)上倾斜的操作的视图；
图7A和图7B是示出根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置使头枕在前后方向(Z轴方向)上倾斜的操作的视图；以及
图8是根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置的控制结构图。
应理解，附图不一定按比例，这些附图呈现了说明本发明的基本原理的各种示例性特征的略微简化的表示。如本文中所包括的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体预期应用和使用环境来确定。
在附图中，贯穿附图的若干图的附图标记指代本发明的相同或等效部分。
具体实施方式
现在将详细参考(一个或多个)本发明的各种实施例，这些实施例的实例在附图中示出并在下面描述。虽然将结合本发明的示例性实施例来描述(一个或多个)本发明，但是应理解，本说明书不旨在将(一个或多个)本发明限制于那些示例性实施例。另一方面，(一个或多个)本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施例，而且还覆盖可以包括在由所附权利要求定义的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、等效物和其他实施例。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。
图3是根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置的分解透视图。图4A和图4B是根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置的经组装的透视图。在各附图中，参考标记14表示头枕框架，而参考标记20表示座椅靠背框架。
本发明的头枕位置调节装置安装在头枕框架14与座椅靠背框架20之间。
第一马达101安装到座椅靠背框架20，使得第一马达的旋转轴向后延伸。
此外，第一连杆201连接至第一马达101的旋转轴，以在左右方向(X轴方向)上可旋转至预定角度。
更详细地，在第一连杆201定向在其上下方向上的状态下，第一连杆201在其下端部处连接至第一马达101的旋转轴。因此，在第一马达101工作时，第一连杆201绕其下端部在左右方向(X轴方向)上旋转至预定角度。
第二马达102安装至第一连杆201的上端部。第一安装端部201-1与第一连杆201一体地形成，以在第一连杆201的上端部处的横向方向上垂直地弯曲。
详细地，第二马达102安装在第一连杆201的第一安装端部201-1上，使得第二马达102的旋转轴定向在第一安装端部的横向方向上。
此外，第二连杆202连接至第二马达102的旋转轴，以在上下方向(Y轴方向)上可旋转到预定角度。
更详细地，在第二连杆202定向在其前后方向上的状态下，第二连杆202在其后端部处连接至第二马达102的旋转轴。因此，当第二马达102工作时，第二连杆202绕其后端部在上下方向(Y轴方向)上旋转至预定角度。
第三马达103安装至第二连杆202的前端部。第二安装端部202-1与第二连杆202一体地形成，以在第二连杆202的前端部处在向上方向上垂直地弯曲。
详细地，第三马达103安装在第二连杆202的第二安装端部202-1上，使得第三马达103的旋转轴定向在第二安装端部的向上方向上。
此外，第三连杆203连接至第三马达103的旋转轴以在适当位置可旋转。
更详细地，在第三连杆203定向在其上下方向上的状态，第三连杆203在其下端部处连接至第三马达103的旋转轴。因此，当第三马达103工作时，第三连杆203在适当位置旋转。
第三连杆203的上端部紧固到头枕框架14，该头枕框架14安装在头枕垫12中。
第三连杆203包括在其上端部处形成的倾斜表面203-1。第三连杆203的倾斜表面203-1以与待焊接至头枕垫12的头枕框架14的一个表面相同的角度倾斜。
同时，如图8所示，根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置进一步包括用于自动调节头枕的位置的结构，该结构包括用于检测由头枕支撑的乘员的头部的位置的头部位置传感器310以及控制器300，该控制器300用于从头部位置传感器接收检测信号并且将驱动电流信号施加至第一马达101、第二马达102以及第三马达103中的至少一个。
头部位置传感器310可以被配置为安装在车辆内部中的预定位置处的相机311或超声波传感器312。
因此，头部位置传感器310检测乘员的头部是否由头枕适当地支撑、乘员的头部是否在离开头枕的正常支撑区域的横向方向上倾斜、以及乘员的头部与头枕间隔开的距离。
如图8所示，根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置进一步包括用于促进乘员手动调节头枕的位置的结构，该结构包括由乘员直接操纵以调节头枕的位置的手动开关320。手动开关320可以被配置为安装在车辆内部中的预定位置处的操作面板、触摸面板等。
控制器300从手动开关320接收操作信号，并向第一马达101、第二马达102以及第三马达103中的至少一个施加驱动电流信号。
下文中，将描述如上述配置的根据本发明示的例性实施例的头枕位置调节装置的示例性操作。
图5A和图5B是示出根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置使头枕在左右方向(X轴方向)上倾斜的操作的图。
首先，头部位置传感器310检测乘员的头部的位置，并将检测到的乘员的头部的位置发送至控制器300。
在确定由头部位置传感器310检测到的乘员的头部的位置在任何横向方向上处于头枕的正常支撑区域之外(例如，在乘员睡着时的乘员的头部横向倾斜的状态)时，控制器300将驱动电流信号施加至第一马达101。
可替代地，当乘员直接操纵手动开关320时，控制器300响应于来自手动开关320的操作信号(例如，要求第一马达工作的信号)，将驱动电流信号施加至第一马达101。
由此，第一马达101被驱动，并且该第一马达101的旋转力传递到第一连杆201。因此，如图5A和图5B所示，第一连杆201绕其下端部在向左或向右的方向(X轴方向)上旋转。同时，头枕框架14也在与第一连杆201相同的方向上旋转。结果，调节头枕10在向左或向右的方向上倾斜的角度，使得头枕10位于被配置为支撑乘员的头部的位置处。
因此，当乘员的头部的位置在其横向方向上移出头枕的正常支撑区域时，如图5A和图5B所示，头枕10旋转以朝向乘员的头部在向左或向右的方向(X轴方向)上倾斜，从而稳定地支撑乘员的头部。
图6A和图6B是示出根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置使头枕在上下方向(Y轴方向)上倾斜的操作的图。
首先，头部位置传感器310检测乘员的头部的位置，并将检测到的乘员的头部的位置发送至控制器300。
在确定由头部位置传感器310检测到的乘员的头部的位置在向前方向上处于头枕的正常支撑区域之外(例如，在乘员睡着时乘员的头部向前倾斜的状态)时，控制器300将驱动电流信号施加至第二马达102。
可替代地，当乘员直接操纵手动开关320时，控制器300响应于来自手动开关320的操作信号(例如，要求第二马达工作的信号)，将驱动电流信号施加至第二马达102。
由此，第二马达102被驱动，并且该第二马达102的旋转力传递到第二连杆202。因此，如图6A和图6B所示，第二连杆202绕其后端部在向上或向下的方向(Y轴方向)上旋转。同时，头枕框架14也在与第二连杆202相同的方向上旋转。结果，调节头枕10在向上或向下的方向上倾斜的角度，使得头枕10位于被配置为支撑乘员的头部的位置处。
因此，当乘员的头部的位置在其向前的方向上移出头枕的正常支撑区域时，如图6A和图6B所示，头枕10朝向乘员的头部以在向上或向下的方向(Y轴方向)上倾斜的方式旋转，从而稳定地支撑乘员的头部。
图7A和图7B是示出根据本发明的示例性实施例的头枕位置调节装置使头枕在前后方向(Z轴方向)上倾斜的操作的图。
首先，头部位置传感器310检测乘员的头部的位置，并将检测到的乘员的头部位置发送至控制器300。
在确定由头部位置传感器310检测到的乘员的头部的位置在横向方向上和在向前方向上处于头枕的正常支撑区域之外(例如，在乘员睡着时乘员的头部横向地和向前地倾斜的状态)时，控制器300将驱动电流信号施加至第三马达103。
可替换地，当乘员直接操纵手动开关320时，控制器300响应于来自手动开关320的操作信号(例如，要求第三马达工作的信号)，将驱动电流信号施加至第三马达103。
因此，第三马达103被驱动，并且该第三马达103的旋转力传递到第三连杆203。因此，如图7A和图7B所示，第三连杆203在适当位置旋转。同时，头枕框架14也绕其点在向前或向后的方向(Z轴方向)上旋转，第三连杆203的上端部耦接至该点。结果，调节头枕10在向前或向后的方向上倾斜的角度，使得头枕10位于被配置为支撑乘员的头部的位置处。
因此，当乘员的头部的位置在其横向方向和向前方向上移出头枕的正常支撑区域时，如图7A和图7B所示，头枕10旋转以朝向乘员的头部在向前或向后的方向(Z轴方向)上倾斜的方式，从而稳定地支撑乘员的头部。
同时，在自动调节头枕10在左右方向(X轴方向)、上下方向(Y轴方向)或前后方向(Z轴方向)上的位置之后，当确定由头部位置传感器310检测到的乘员的头部的位置在头枕的正常支撑区域内时，控制器300停止向对应的马达施加驱动电流信号并且终止头枕位置调节操作。
如从上面的描述中显而易见，根据本发明的示例性实施例的用于车辆的头枕位置调节装置具有以下效果。
首先，可以根据乘员的头部的位置，自由地移动与三维(即，其X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向)相对应的头枕方向，从而提高头枕的头部支撑性能和可用性。
第二，可以使用用于检测乘员的头部的位置的传感器(相机、超声波传感器等)将头枕自动地移动至头枕被配置为支撑乘员的头部的位置，从而进一步提高头枕的头部支撑性能和可用性。
例如，在乘员睡着时，头枕移动至乘员的头部移动至的位置，从而始终稳定地支撑乘员的头部，并且进一步提高头枕的头部支撑性能和可用性。
第三，在检测到车辆发生碰撞时，由于头枕移动到乘员的头部的位置，因此可以在碰撞情况下适当地支撑乘员的颈部和头部，从而降低对乘员的颈部或头部造成伤害的风险。
为了便于在所附权利要求中的解释和准确定义，术语“上的”、“下的”、、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前面”、“背面”、“后面”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“里面的”、“外面的”、“内”、“外”、“向前”以及“向后”用于参考如附图中所示的这种特征的位置来描述示例性实施例的特征。将进一步理解，术语“连接”或其派生词指代直接连接和间接连接两者。
为了说明和描述的目的，已呈现了本发明的具体示例性实施例的前面的描述。它们不旨在详尽无遗或将本发明限制于所公开的精确形式，并且鉴于上面的传授内容，显然许多修改和变化都是可能的。选择并描述示例性实施例以解释本发明的某些原理及其实际应用，以使得本领域技术人员能够制作和利用本发明的各种示例性实施例以及其各种替代方案和修改。本发明的范围旨在由本发明所附权利要求及其等同物定义。

Claims (13)

1.一种用于车辆的头枕位置调节装置，所述装置包括：
第一马达，安装至座椅靠背框架；
第一连杆，在第一方向上连接至所述第一马达以相对于所述第一马达的旋转轴线能够旋转至预定的第一角度；
第二马达，安装至所述第一连杆；
第二连杆，在第二方向上连接至所述第二马达以相对于所述第二马达的旋转轴线能够旋转至预定的第二角度；
第三马达，安装至所述第二连杆；
第三连杆，在第三方向上连接至所述第三马达以相对于所述第三马达的旋转轴线能够旋转；以及
头枕框架，连接至所述第三连杆并且安装在头枕垫中。
2.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，其中，所述第一连杆的所述旋转轴线、所述第二连杆的所述旋转轴线以及所述第三连杆的所述旋转轴线相互垂直对齐。
3.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，
其中，所述第一连杆定向在所述第二方向和所述第三方向上，所述第二方向和所述第三方向共面，并且
其中，所述第一马达的旋转轴连接至所述第一连杆的下端部，以将旋转力传递至所述第一连杆。
4.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，
其中，所述第一连杆包括在所述第一连杆的端部处一体地形成的第一安装端部，所述第一安装端部在所述第一连杆的上端部处沿横向方向垂直地弯曲，并且
其中，所述第二马达安装在所述第一安装端部上。
5.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，
其中，所述第二连杆定向在所述第一方向上，并且
其中，所述第二马达的旋转轴在所述第二方向上连接至所述第二连杆的后端部，以将旋转力传递至所述第二连杆。
6.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，
其中，所述第二连杆包括在所述第二连杆的端部处一体地形成的第二安装端部，所述第二安装端部在所述第二连杆的前端部处沿所述第二方向垂直地弯曲，并且
其中，所述第三马达在所述第三方向上安装在所述第二安装端部上。
7.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，
其中，所述第三连杆定向在所述第三方向上，并且
其中，所述第三马达的旋转轴在所述第三方向上连接至所述第三连杆的下端部，以将旋转力传递至所述第三连杆。
8.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，
其中，所述第三连杆包括在所述第三连杆的上端部处形成的倾斜表面，所述倾斜表面以与所述头枕框架被安装以紧固至所述头枕垫的一部分的角度相同的角度倾斜。
9.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，进一步包括，
头部位置传感器，被配置为检测由头枕支撑的乘员的头部的位置；
手动开关，由乘员操纵以手动调节所述头枕的位置；以及
控制器，接合至所述头部位置传感器和所述手动开关，并且被配置为接收来自所述头部位置传感器的检测信号或来自所述手动开关的操作信号，并且将驱动电流信号施加至所述第一马达、所述第二马达以及所述第三马达中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的头枕位置调节装置，其中，所述头部位置传感器包括安装在车辆内部中的预定位置处的相机或超声波传感器。
11.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，其中，在所述第一马达工作时，所述第一连杆绕所述第一连杆的下端部在所述第二方向和所述第三方向上旋转，并且所述头枕框架随所述第一连杆在所述第二方向和第三方向上旋转，从而调节头枕在所述第二方向和所述第三方向上倾斜的角度，所述第二方向和所述第三方向是共面的。
12.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，其中，在所述第二马达工作时，所述第二连杆绕所述第二连杆的后端部在所述第三方向上旋转，并且所述头枕框架与所述第二连杆一起在所述第一方向和所述第三方向上旋转，从而调节头枕在所述第一方向和所述第三方向上倾斜的角度，所述第一方向和所述第三方向是共面的。
13.根据权利要求1所述的头枕位置调节装置，其中，在所述第三马达工作时，所述第三连杆旋转、并且所述头枕框架绕所述第三连杆在所述第一方向和所述第二方向上旋转，从而调节头枕在所述第一方向和所述第二方向上倾斜的角度，所述第一方向和所述第二方向是共面的。
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