CN113401025A - 一种三自由度的汽车头枕及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三自由度的汽车头枕及其工作方法，包括前端安装有头枕本体的头枕固定座和设于头枕固定座后侧的支撑座，所述支撑座的上、下两端均设有可朝向头枕固定座水平移动的移动件，所述移动件的旁侧设有用于固定住移动件的水平止动件，移动件的前端铰接有滑动件，所述滑动件与头枕固定座的后端沿竖向滑动连接，位于上端的滑动件内部设有用于固定住头枕固定座的竖向止动件。本发明结构设计合理，可实现汽车头枕高度调节、俯仰角度调节以及前后位置调节，提高使用舒适度，解决了目前汽车头枕难以调节多自由度的问题。

Description

一种三自由度的汽车头枕及其工作方法

技术领域：

本发明涉及一种三自由度的汽车头枕及其工作方法。

背景技术：

当今世界，汽车技术飞速进步，汽车座椅作为汽车的重要组成部分已经成为集多种技术为一体的系统性产品，汽车座椅的安全性和舒适性得到了大大提高。但是对于汽车头枕的多自由度调节方面还不太完善，头枕也容易松动，造成使用的不便。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种三自由度的汽车头枕及其工作方法，不仅设计合理，而且使用方便。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三自由度的汽车头枕，包括前端安装有头枕本体的头枕固定座和设于头枕固定座后侧的支撑座，所述支撑座的上、下两端均设有可朝向头枕固定座水平移动的移动件，所述移动件的旁侧设有用于对移动件限位的水平止动件，移动件的前端铰接有滑动件，所述滑动件与头枕固定座的后端沿竖向滑动连接，位于上端的滑动件内部设有用于对头枕固定座限位的竖向止动件。

进一步的，所述支撑座的前侧面上、下两端均设有水平滑槽；所述移动件包括与水平滑槽滑动配合的水平支撑杆，所述水平支撑杆的前端伸出水平滑槽并与滑动件的后端沿竖向相铰接。

进一步的，所述水平滑槽的前端旁侧设有第一横向孔部，所述第一横向孔部与水平滑槽之间通过第一竖向孔部相连通；所述水平止动件包括第一电磁铁、第一止动销以及第一弹簧，所述第一电磁铁安装在第一横向孔部内，第一止动销安装在第一竖向孔部内且上端伸出第一竖向孔部，第一止动销的下端与第一电磁铁之间抵接有第一弹簧；所述水平支撑杆沿其长度方向间隔设有多个用于与第一止动销卡接配合的第一卡槽。

进一步的，所述水平支撑杆的后端安装有可沿着水平滑槽滑动的第一滑轮，所述水平滑槽的前端设有一对上、下分布的导轮，所述水平支撑杆从一对导轮之间穿过。

进一步的，所述头枕固定座的后侧面中部设有一对左、右分布的竖向滑槽；所述滑动件包括滑块，所述滑块的前端左、右两侧均设有第二滑轮，所述第二滑轮与位于同侧的竖向滑槽滑动配合。

进一步的，位于上端的滑块内部设有第二竖向孔部，所述第二竖向孔部中部连通有第二横向孔部；所述竖向止动件包括第二电磁铁、第二止动销以及第二弹簧，所述第二电磁铁安装在第二竖向孔部内，所述第二止动销安装在第二横向孔部内且前端伸出第二横向孔部，第二止动销的后端与第二电磁铁之间抵接有第二弹簧；所述头枕固定座的后侧面中部沿竖向间隔设有多个用于与第二止动销卡接配合的第二卡槽。

进一步的，所述竖向滑槽的截面呈T字形；所述第二滑轮包括一端与滑块相连接、另一端伸入竖向滑槽内部的连接杆，所述连接杆位于竖向滑槽内部的一端安装有左滑轮和右滑轮。

本发明采用的另一种技术方案是：一种三自由度的汽车头枕的工作方法，工作时，包含如下步骤：

步骤S1：第一电磁铁和第二电磁铁通电，第一电磁铁吸引第一止动销与第一卡槽分离，第二电磁铁吸引第二止动销与第二卡槽分离；

步骤S2，手动调节：

步骤S21，俯仰调节：通过调节支撑座上、下两端的水平支撑杆的前后相对位置，实现调节头枕本体的俯、仰角度；

步骤S22，前后调节：通过调节支撑座上、下两端的水平支撑杆相对支撑座的前后位置，实现调节头枕本体的前、后位置；

步骤S23，上下调节：沿竖向移动头枕本体，调节头枕本体相对水平支撑杆的上下相对位置，实现调节头枕本体的上、下位置；

步骤S3：第一电磁铁和第二电磁铁断电，第一止动销在第一弹簧的推动下与第一卡槽相卡接，使水平支撑杆无法前、后移动；第二止动销在第二弹簧的推动下与第二卡槽相卡接，使头枕本体无法上、下移动。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明结构设计合理，可实现汽车头枕高度调节、俯仰角度调节以及前后位置调节，提高使用舒适度，解决了目前汽车头枕难以调节多自由度的问题。

附图说明：

图1是本发明实施例的右视构造示意图；

图2是本发明实施例中头枕本体向下移动到极限位置的状态示意图；

图3是本发明实施例中头枕本体向上移动到极限位置的状态示意图；

图4是本发明实施例中头枕本体向前移动到极限位置的状态示意图；

图5是本发明实施例中头枕本体俯仰角度极限位置示意图；

图6是本发明实施例中头枕本体的最大俯仰角度、最高位置的极限位置示意图；

图7是本发明实施例中水平支撑杆的俯视示意图；

图8是本发明实施例中头枕固定座的后视示意图；

图9是本发明实施例中滑块与头枕固定座相配合的俯视示意图。

图中：

1-支撑座；2-水平滑槽；3-第一滑轮；4-水平支撑杆；5-第一卡槽；6-导轮；7-第一止动销；8-第一弹簧；9-第一电磁铁；10-挡块；11-铰接轴；12-头枕本体；13-竖向滑槽；14-第二卡槽；15-第二电磁铁；16-第二弹簧；17-第二卡槽；18-滑块；19-头枕固定座；20-第一横向孔部；21-第一纵向孔部；22-第二横向孔部；23-第二纵向孔部；24-第二滑轮；241-连接杆；242-左滑轮；243-右滑轮；25-移动件；26-滑动件；27-水平止动件；28-竖向止动件；29-第二止动销。

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～9所示，本发明一种三自由度的汽车头枕，包括从前往后依次设置的头枕本体12、头枕固定座19以及支撑座1，头枕本体12安装在头枕固定座19的前端，头枕固定座19与支撑座1之间具有一定距离，所述支撑座1的上、下两端均设有可朝向头枕固定座19水平移动的移动件25，所述移动件25的旁侧设有用于对移动件进行限位的水平止动件27，以便在移动件移动一定距离后进行固定；移动件25的前端铰接有滑动件26，所述滑动件26与头枕固定座19的后端沿竖向滑动连接，位于上端的滑动件26内部设有用于对头枕固定座19进行限位的竖向止动件28，以便在头枕本体上下移动一定距离后进行固定。

本实施例中，所述支撑座1的前侧面中部上、下两端均设有水平滑槽2；所述移动件25包括与水平滑槽2滑动配合的水平支撑杆4，所述水平支撑杆4的前端伸出水平滑槽2并通过纵向设置的铰接轴11与滑动件26的后端沿竖向相铰接，即滑动件可绕着铰接轴上、下转动。

本实施例中，所述水平滑槽2的前端旁侧平行设有第一横向孔部20，所述第一横向孔部20与水平滑槽2之间通过第一竖向孔部21相连通；所述水平止动件27包括第一电磁铁9、第一止动销7以及第一弹簧8，所述第一电磁铁9安装在第一横向孔部20内，第一止动销7安装在第一竖向孔部21内且上端伸出第一竖向孔部21，所述第一弹簧8竖直设置在第一竖向孔部21内，第一止动销7的下端与第一电磁铁9之间抵接有第一弹簧8；所述水平支撑杆4沿其长度方向间隔设有多个用于与第一止动销7卡接配合的第一卡槽5。工作时：当第一电磁铁9通电时，第一电磁铁9吸引第一止动销7向下移动并与第一卡槽5相分离，此时第一止动销7对第一弹簧8进行挤压，由于缺少第一止动销7的限位，所述水平支撑杆4可沿着水平滑槽2前、后移动；当第一电磁铁9断电时，第一止动销7不再受到第一电磁铁9的吸引，第一弹簧8的弹力推动第一止动销7向上移动并卡设在其中一个第一卡槽5内，此时通过第一止动销7与第一卡槽5相配合，实现对水平支撑杆4的移动进行限位，起到固定住水平支撑杆的作用。

本实施例中，为了对水平支撑杆的前、后移动起到导向、支撑的作用，所述水平支撑杆4的后端安装有可沿着水平滑槽滑动的第一滑轮3，所述水平滑槽2的前端设有一对上、下分布的导轮6，所述水平支撑杆4从一对导轮6之间穿过。

本实施例中，所述头枕固定座19的后侧面中部设有一对左、右分布的竖向滑槽13；所述滑动件26包括滑块18，所述滑块18的前端左、右两侧均设有一对上、下分布的第二滑轮24，一对第二滑轮24与位于同侧的竖向滑槽13滑动配合，以利于头枕本体与头枕固定座沿竖向上、下移动。

本实施例中，位于支撑座1上端的滑块18内部设有第二竖向孔部23，所述第二竖向孔部23中部连通有第二横向孔部22；所述竖向止动件28包括第二电磁铁15、第二止动销29以及第二弹簧16，所述第二电磁铁15安装在第二竖向孔部23内，所述第二止动销29安装在第二横向孔部22内且前端伸出第二横向孔部22，所述第二弹簧16水平设置在第二横向孔部22内，第二止动销29的后端与第二电磁铁15之间抵接有第二弹簧16；所述头枕固定座19的后侧面中部沿竖向间隔设有多个用于与第二止动销29卡接配合的第二卡槽17，多个第二卡槽17位于两侧竖向滑槽13之间。工作时：当第二电磁铁15通电时，第二电磁铁15吸引第二止动销29向后移动并与第二卡槽17相分离，此时第二止动销29对第二弹簧16进行挤压，由于缺少第二止动销29的限位，所述头枕固定座19可沿着竖向上、下移动；当第二电磁铁15断电时，第二止动销29不再受到第二电磁铁15的吸引，第二弹簧16的弹力推动第二止动销29向前移动并卡设在其中一个第二卡槽17内，此时通过第二止动销29与第二卡槽17相配合，实现对头枕固定座19的竖向移动进行限位，起到固定住头枕固定座的作用。

本实施例中，如图9所示，所述竖向滑槽13的截面呈T字形；所述第二滑轮24包括一端与滑块18相连接、另一端伸入竖向滑槽13内部的L形连接杆241，所述连接杆241位于竖向滑槽13内部的一端安装有左滑轮242和右滑轮243，左滑轮和右滑轮分别位于竖向滑槽的左右两端。通过采用这种T结构分布的第二滑轮与T字形的竖向滑槽相配合，可避免在前后方向上第二滑轮容易与头枕固定座相分离。

本实施例中，所述第一电磁铁9和第二电磁铁15的外侧端均固定有挡块10。

本实施例中，所述第一止动销7的截面形状与第一卡槽5的形状相适应，均为矩形状。第二止动销29的截面形状也与第二卡槽17的形状相适应，也均为矩形状。

本实施例中，第一电磁铁9和第二电磁铁15的控制线路并联，并由同一个开关控制。

本实施例中，工作时，包含如下步骤：

步骤S1：按下开关，两个第一电磁铁9和一个第二电磁铁15通电，第一电磁铁9吸引第一止动销7与第一卡槽5分离，使得水平支撑杆4可沿着水平滑槽2前后滑动，第二电磁铁15吸引第二止动销29与第二卡槽17分离，使得头枕固定座19可沿竖向上下移动；

步骤S2，手动调节：

步骤S21，俯仰调节：通过调节支撑座1上、下两端的水平支撑杆4的前后相对位置，即如图5、6所示，两根水平支撑杆4伸出水平滑槽2的长度不同，此时可实现调节头枕本体12的俯、仰角度，即为头枕的第一个自由度；

步骤S22，前后调节：通过调节支撑座1上、下两端的水平支撑杆4相对支撑座1的前后位置，即如图4所示，两根水平支撑杆4伸出水平滑槽2的长度相同，且同步在前后方向移动，此时可实现调节头枕本体12的前、后位置，即为头枕的第二个自由度；

步骤S23，上下调节：沿竖向移动头枕本体12，调节头枕本体12相对水平支撑杆4的上下相对位置，实现调节头枕本体12的上、下位置，如图2、3所示，即为头枕的第三个自由度；

步骤S3：第一电磁铁9和第二电磁铁15断电，第一止动销7在第一弹簧8的弹力推动下向上移动并与第一卡槽5相卡接，使水平支撑杆4无法前、后移动；第二止动销29在第二弹簧16的弹力推动下向前移动并与第二卡槽17相卡接，使头枕本体12无法上、下移动；通过第一止动销7与第二止动销29对整个头枕起到锁紧作用，确保整个头枕调节后保持稳固状态。

本实施例中，利用电磁铁、止动销以及弹簧达到解锁和锁紧的作用，三个电磁铁的电路并联，按下开关三个电磁铁同时通电吸引三个止动销，止动销从卡槽中脱离，装置实现解锁，当头枕调节结束后，再按下开关，三个电磁铁断电，磁性消失，在弹簧弹力作用下，止动销卡住卡槽，装置锁紧。

本发明的优点在于：通过调节上、下两水平支撑杆的前、后相对位置来调节头枕的俯仰角度，通过调节两水平支撑杆相对支撑座的前、后位置来调节头枕的前后位置，通过调节头枕相对水平支撑杆的上、下相对位置来调节上下位置，以此实现汽车头枕的三自由度调节，解决了目前汽车头枕难以同时调节角度、高度、俯仰角的问题，驾驶者可以方便的调节头枕以适应不同的使用情况，更能满足乘客日常需求，可适用于不同人群；同时整个结构相对简单，舒适度高便于更换，比较适合生产后投入到生活中使用。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种三自由度的汽车头枕，其特征在于：包括前端安装有头枕本体的头枕固定座和设于头枕固定座后侧的支撑座，所述支撑座的上、下两端均设有可朝向头枕固定座水平移动的移动件，所述移动件的旁侧设有用于对移动件限位的水平止动件，移动件的前端铰接有滑动件，所述滑动件与头枕固定座的后端沿竖向滑动连接，位于上端的滑动件内部设有用于对头枕固定座限位的竖向止动件。

2.根据权利要求1所述的一种三自由度的汽车头枕，其特征在于：所述支撑座的前侧面上、下两端均设有水平滑槽；所述移动件包括与水平滑槽滑动配合的水平支撑杆，所述水平支撑杆的前端伸出水平滑槽并与滑动件的后端沿竖向相铰接。

3.根据权利要求2所述的一种三自由度的汽车头枕，其特征在于：所述水平滑槽的前端旁侧设有第一横向孔部，所述第一横向孔部与水平滑槽之间通过第一竖向孔部相连通；所述水平止动件包括第一电磁铁、第一止动销以及第一弹簧，所述第一电磁铁安装在第一横向孔部内，第一止动销安装在第一竖向孔部内且上端伸出第一竖向孔部，第一止动销的下端与第一电磁铁之间抵接有第一弹簧；所述水平支撑杆沿其长度方向间隔设有多个用于与第一止动销卡接配合的第一卡槽。

4.根据权利要求2所述的一种三自由度的汽车头枕，其特征在于：所述水平支撑杆的后端安装有可沿着水平滑槽滑动的第一滑轮，所述水平滑槽的前端设有一对上、下分布的导轮，所述水平支撑杆从一对导轮之间穿过。

5.根据权利要求1所述的一种三自由度的汽车头枕，其特征在于：所述头枕固定座的后侧面中部设有一对左、右分布的竖向滑槽；所述滑动件包括滑块，所述滑块的前端左、右两侧均设有第二滑轮，所述第二滑轮与位于同侧的竖向滑槽滑动配合。

6.根据权利要求5所述的一种三自由度的汽车头枕，其特征在于：位于上端的滑块内部设有第二竖向孔部，所述第二竖向孔部中部连通有第二横向孔部；所述竖向止动件包括第二电磁铁、第二止动销以及第二弹簧，所述第二电磁铁安装在第二竖向孔部内，所述第二止动销安装在第二横向孔部内且前端伸出第二横向孔部，第二止动销的后端与第二电磁铁之间抵接有第二弹簧；所述头枕固定座的后侧面中部沿竖向间隔设有多个用于与第二止动销卡接配合的第二卡槽。

7.根据权利要求5所述的一种三自由度的汽车头枕，其特征在于：所述竖向滑槽的截面呈T字形；所述第二滑轮包括一端与滑块相连接、另一端伸入竖向滑槽内部的连接杆，所述连接杆位于竖向滑槽内部的一端安装有左滑轮和右滑轮。

8.一种三自由度的汽车头枕的工作方法，其特征在于：包括采用如权利要求1～7中任意一项所述的三自由度的汽车头枕，工作时，包含如下步骤：

步骤S1：第一电磁铁和第二电磁铁通电，第一电磁铁吸引第一止动销与第一卡槽分离，第二电磁铁吸引第二止动销与第二卡槽分离；

步骤S2，手动调节：

步骤S21，俯仰调节：通过调节支撑座上、下两端的水平支撑杆的前后相对位置，实现调节头枕本体的俯、仰角度；

步骤S22，前后调节：通过调节支撑座上、下两端的水平支撑杆相对支撑座的前后位置，实现调节头枕本体的前、后位置；

步骤S23，上下调节：沿竖向移动头枕本体，调节头枕本体相对水平支撑杆的上下相对位置，实现调节头枕本体的上、下位置；

步骤S3：第一电磁铁和第二电磁铁断电，第一止动销在第一弹簧的推动下与第一卡槽相卡接，使水平支撑杆无法前、后移动；第二止动销在第二弹簧的推动下与第二卡槽相卡接，使头枕本体无法上、下移动。

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