CN113715699B - 一种汽车零重力座椅调节机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种汽车零重力座椅调节机构，包括一对坐垫骨架侧板，一对坐垫骨架侧板的后端铰接设置于一支撑部件的后端上，一对坐垫骨架侧板的前端通过一对第一连杆和一对第二连杆铰设于支撑部件上，其还包括一第一连接构件和第二连接构件以及一电动丝杆机构，第一连接构件的两端与一对坐垫骨架侧板的最前端固定连接；第二连接构件的两端分别与一对第二连杆的一端固定连接；第一连杆的另一端与第二连杆的一端的铰接点位置比第一连接构件的位置更加接近支撑部件的后端；电动丝杆机构的固定端安装在第一连接构件上，电动丝杆机构的驱动端与第二连接构件相连接。本发明将第一连杆与第二连杆的铰接点向座椅的后侧突出，释放了座椅前端其它结构的空间。

Description

一种汽车零重力座椅调节机构
技术领域
本发明涉及座椅技术领域，特别涉及一种汽车零重力座椅调节机构。
背景技术
随着汽车的普及于进步，人们在车内的时间越来越多，对于乘坐汽车的舒适性要求也越来越高，所以产生了对舒适性要求很高的座椅。在乘坐汽车时，人们为了更为舒适的乘坐，会希望座椅能够尽可能的向后调节，使人能够躺在车上休息，即零重力姿态。但目前零重力座椅所采用的技术方案都比较复杂，成本较高，结构稳定性不够。
车体内部的座椅包括座体和与座体相连的靠背。目前市场上常见的座椅调节机构普遍是对座椅在车体内前后位置的调节，以及靠背角度的调节，而有关座体角度的调节较少。
中国发明专利公开号CN110588455A公开的一种座椅及其倾角调节机构，其座椅包括相连接的座体和靠背，座体包括框架，框架的前端部设有坐盆，框架的后端部铰接设置。倾角调节装置包括前支架组件和驱动组件，前支架组件的前端部与框架的前端部铰接，前支架组件的后端部形成固定铰接点。驱动部件包括驱动部和连接部，驱动部与前支架组件铰接，驱动部设有驱动杆，驱动杆与连接部螺纹连接，且连接部远离驱动杆的端部也铰接设置；驱动部能够驱动驱动杆进行转动，以改变驱动杆旋入连接部的长度，进而使得前支架组件能够相对固定铰接点转动，并迫使框架绕其后端部的铰接点进行转动，从而实现座体的倾角以及靠背倾角的调节。该专利前端驱动的两个驱动杆向外侧突出，侵占了前端其它机构的空间，适配性差；丝杆驱动的另一端固定于滑轨上面，结构布置受限于滑轨的结构，增加了机构布置的限制条件，实际应用性差。另外驱动端位于坐垫的一侧，远离驱动端的另一侧连杆机构自由，存在坐垫前端左右侧刚性不一致的问题。
另外目前现有一款基于五连杆骨架的零重力座椅，但其平稳性较差，同时五连杆其中两个连杆往坐垫外侧凸出，占据空间大，并且调高结构为齿条与电机的形式，成本较高，制造难度大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有座椅所存在的两个驱动杆或者两个连杆向外侧突出，侵占了前端其它结构的空间，适配性差的问题而提供一种两个驱动杆朝座椅内侧突出，释放座椅前端其它结构的空间的汽车零重力座椅调节机构。
本发明所要解决的技术问题之二在于针对现有座椅所存在的丝杆驱动的另一端固定于滑轨上面，结构布置受限于滑轨的结构，增加了机构布置的限制条件，实际应用性差的问题而提供一种丝杆驱动的两个固定点均布置在座椅上面，不依赖周边环境，实际应用性很好的汽车零重力座椅调节机构。
本发明所要解决的技术问题之三在于针对现有座椅所存在的驱动端位于座椅一侧，远离驱动端的另一侧连杆机构自由所存在的坐垫前端左右刚性不一致的问题而提供一种丝杆驱动端布置在坐垫前端中部，可以保证坐垫两侧拥有同等的刚性性能的汽车零重力座椅调节机构，该汽车零重力座椅调节机构调整到零重力模式时，连杆自锁，稳定性和间隙表现更好。
为了实现上述目的，本发明提供的一种汽车零重力座椅调节机构，包括座椅，所述座椅包括座椅靠背和坐垫，所述坐垫包括坐垫骨架，所述坐垫骨架包括一对坐垫骨架侧板，一对坐垫骨架侧板的后端铰接设置于一支撑部件的后端上，所述一对坐垫骨架侧板的前端通过一对第一连杆和一对第二连杆铰设于所述支撑部件上，其特征在于，还包括一第一连接构件和第二连接构件以及一电动丝杆机构，所述第一连接构件的两端与一对坐垫骨架侧板的最前端固定连接；所述第一连杆的一端铰接在所述支撑部件的前端上，每一第一连杆的另一端向所述支撑部件的后端方向延伸并与对应的第二连杆的一端铰接，每一第二连杆的另一端与对应的坐垫骨架侧板的前端铰接，所述第二连接构件的两端分别与一对第二连杆的一端固定连接；所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端的铰接点位置比所述第一连接构件的位置更加接近所述支撑部件的后端；所述电动丝杆机构的固定端安装在所述第一连接构件上，所述电动丝杆机构的驱动端与所述第二连接构件相连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一连杆与所述支撑部件的铰接点的位置比所述第一连接构件的位置更加接近于所述支撑部件的前端；所述第二连接构件的位置比所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端的铰接点位置更加接近所述支撑部件的后端；所述第二连杆与对应的坐垫后侧连接板铰接点的位置位于所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端的铰接点位置和所述第一连杆与所述支撑部件的铰接点的位置之间。
在本发明的一个优选实施例中，所述电动丝杆机构的固定端安装在所述第一连接构件的大致中间位置上，所述电动丝杆机构的驱动端与所述第二连接构件的中间位置相连接，所述电动丝杆机构与一对坐垫骨架侧板之间的距离大致相等。
在本发明的一个优选实施例中，所述电动丝杆机构的固定端包含一丝杆电机，所述丝杆电机通过电机支架安装在所述第一连接构件的大致中间位置上；所述电动丝杆机构的活动端为一螺母总成，所述螺母总成通过螺母总成支架与所述第二连接构件的中间位置相连接。
在本发明的一个优选实施例中，一对坐垫骨架侧板的后端分别通过一后端连杆铰设在所述支撑部件后端上，每一坐垫骨架侧板的后端与对应的后端连杆铰接，所述后端连杆固定在所述支撑部件上。
在本发明的一个优选实施例中，在至少一坐垫骨架侧板上安装有一坐垫调高电机，在所述坐垫调高电机的输出轴上固定有一坐垫调高齿轮，在所述至少一后端连杆上固定有一扇形齿轮，所述坐垫调高齿轮与所述扇形齿轮相互啮合。
在本发明的一个优选实施例中，所述支撑部件为车身地板或者安装在所述车身地板上的滑轨总成。
由于采用了如上的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下特点：
1.通过电机丝杆机构实现了坐垫倾角调整，通过坐垫调高电机、坐垫调高齿轮和扇形齿板实现了坐垫高度调整，电动丝杆机构和由坐垫调高电机、坐垫调高齿轮和扇形齿板组成的坐垫调高机构共同调整，使得座椅既能达到“零重力位置”，又能满足不同身高人群对于坐垫高度的需求，提高舒适性。
2.将电动丝杆机构直接至于坐垫骨架内部，节省了外部空间的使用。同时由于第一连杆与第二连杆的铰接点向座椅的后侧突出，释放了座椅前端其它结构的空间。
3.将电动丝杆机构通过第一连接构件和第二连接构件与一对坐垫侧板连接，降低了对电动丝杆结构的强度要求。
4.将电动丝杆机构的固定端和活动端均设置在坐垫骨架上并使得电动丝杆机构的活动端至于坐垫骨架的内部，减少了对周边环境的依赖性。
5.将电动丝杆机构的固定端和活动端设置在坐垫骨架的中间位置，可以保证坐垫两侧的坐垫骨架侧板拥有同等的刚性性能。
6.在零重力模式调节时，可以实现第一连接构件和第二连接构件处于一条直线上，使得第一连接构件与第二连接构件形成自锁，结构稳定性与间隙表现更佳。
附图说明
图1为本发明的汽车零重力座椅调节机构的立体示意图。
图2为本发明的汽车零重力座椅调节机构的侧视图。
图3为本发明的汽车零重力座椅调节机构的分解示意图。
图4为本发明的汽车零重力座椅调节机构中的电动丝杆机构的安装示意图。
图5为本发明的汽车零重力座椅调节机构中的第一连杆、第二连杆之间的分解示意图。
图6为本发明的汽车零重力座椅调节机构中的第一连杆、第二连杆、第二连接构件以及螺母总成支架之间的装配示意图。
图7为本发明的汽车零重力座椅调节机构中的坐垫骨架侧板、第一连杆、第二连杆、第二连接构件以及螺母总成支架之间的分解示意图。
图8为本发明的汽车零重力座椅调节机构位于初始位置的立体示意图。
图9为本发明的汽车零重力座椅调节机构位于初始位置的结构简图。
图10为本发明的汽车零重力座椅调节机构位于零重力位置的立体示意图(从一个方向看)。
图11为本发明的汽车零重力座椅调节机构位于零重力位置的立体示意图(从另一个方向看)。
图12为本发明的汽车零重力座椅调节机构位于零重力位置的结构简图。
图13为本发明的汽车零重力座椅调节机构的运动简图。
图14为CN110588455A处于初始位置的结构简图。
图15为CN110588455A处于零重力位置的结构简图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。
参见图1至图7，图中所示的汽车零重力座椅调节机构，包括座椅，座椅包括座椅靠背和坐垫，坐垫包括坐垫骨架100，该坐垫骨架100包括一对坐垫骨架侧板110。
一对坐垫骨架侧板110的后端铰接设置于一支撑部件的后端上，在本具体实施方式中，该支撑部件为一对滑轨总成200，当然该支撑部件也可以直接为车身地板。一对滑轨总成200安装在车身地板上。
一对坐垫骨架侧板110的后端铰接设置于一对滑轨总成的后端上的具体实施方式可以是：每一坐垫骨架侧板110的后端与对应的后端连杆120铰接，每一后端连杆120固定在一对滑轨总成200的上滑轨210上。
为了实现坐垫调高，在至少一坐垫骨架侧板110上安装有一坐垫调高电机130，在坐垫调高电机130的输出轴上固定有一坐垫调高齿轮131，在至少一后端连杆120上固定有一扇形齿轮140，坐垫调高齿轮131与扇形齿轮140相互啮合，这样坐垫调高电机130工作时，带动坐垫调高齿轮131转动，通过坐垫调高齿轮131与扇形齿轮140相互啮合带动坐垫后端升高或者降低。
一对坐垫骨架侧板110的前端通过一对第一连杆150和一对第二连杆160铰设于一对滑轨总成200的上滑轨210上，具体方式如下：
每一第一连杆150的一端通过第一铰接螺栓151铰接在滑轨总成200的上滑轨210的前端上，每一第一连杆150的另一端向滑轨总成200的后端方向延伸并与对应的第二连杆160的一端通过第二铰接螺栓152铰接，每一第二连杆160的另一端与对应的坐垫骨架侧板110的前端通过第三铰接螺栓161铰接。
另外，本发明的汽车零重力座椅调节机构还包括一第一连接构件300和第二连接构件400以及一电动丝杆机构500。
第一连接构件300为方管，当然也不局限于方管，第一连接构件300轴线方向的两端与一对坐垫骨架侧板110的最前端固定，例如焊接连接。
第二连接构件400为圆管，当然也不局限于圆管，第二连接构件400轴线方向的两端分别与一对第二连杆160的一端固定，例如焊接连接。
各个铰接点的位置关系如下：
第一连杆150的另一端与第二连杆160的一端的铰接点即第二铰接螺栓152的位置比第一连接构件300的位置更加接近滑轨总成200的后端；第一连杆150与滑轨总成200的上滑轨210的铰接点即第一铰接螺栓151的位置比第一连接构件300的位置更加接近于滑轨总成200的前端；第二连接构件400的位置比第一连杆150的另一端与第二连杆160的一端的铰接点即第二铰接螺栓152的位置更加接近滑轨总成200的后端；第二连杆160与对应的坐垫后侧连接板110铰接点即第三铰接螺栓161的位置位于第一连杆150的另一端与第二连杆160的一端的铰接点即第二铰接螺栓152的位置和第一连杆150与滑轨总成200的上滑轨210的铰接点即第一铰接螺栓151的位置之间，这样可以使得第一连杆150的另一端与第二连杆160的一端的铰接点即第二铰接螺栓152的位置向座椅的后侧突出，释放了座椅前端其它结构的空间。
本发明的电动丝杆机构500直接至于坐垫骨架100内部，这样节省了外部空间的使用。
电动丝杆机构500包括固定端和活动端，固定端包含一丝杆电机510，该丝杆电机510通过一电机支架520安装在第一连接构件300上；活动端包含一螺母总成530，该螺母总成530通过螺母总成支架540与第二连接构件400连接，这样由于电动丝杆机构500通过第一连接构件150和第二连接构件400与一对坐垫侧板110连接，降低了对电动丝杆机构500的强度要求。
尤其是：该丝杆电机510通过一电机支架520安装在第一连接构件300的大致中间位置上，螺母总成530通过螺母总成支架540与第二连接构件400的大致中间位置连接，这样使得电动丝杆机构500的固定端和活动端均设置在坐垫骨架上并使得电动丝杆机构的活动端至于坐垫骨架的内部，减少了对周边环境的依赖性，同时可以保证坐垫两侧的坐垫骨架侧板拥有同等的刚性性能。
参见图8和图9，当坐垫骨架100处于初始位置时，螺母总成530位于丝杆550的最远端，此时一对第二连杆160和一对后端连杆120均处于向后翻转位置，第一连杆150的另一端与第二连杆160的一端的铰接点即第二铰接螺栓152和第二连接构件400均位于坐垫骨架100最内的位置，即第一连杆150的另一端与第二连杆160的一端的铰接点向坐垫骨架内突出。
参见图10至图12，当坐垫骨架100从初始位置开始向零重力位置调节时，丝杆电机510导电，丝杆电机510驱动丝杆550转动，第一连杆构件300与第二连杆构件400之间的位置逐步减小，第一连杆150与第二连杆160相对转动，提升坐垫骨架的前端，实现坐垫角度的调节。当坐垫骨架100处于零重力位置时，第一连杆构件300与第二连杆构件400处于一直线上，形成自锁结构，这样结构稳定性与间隙表现更佳。
参见图13至图15，本发明的汽车零重力座椅调节机构与CN110588455A的明显的区别在于：
CN110588455A中的坐垫骨架侧板11的后端与连杆12的上端铰接，连杆12的下端与滑轨总成15的上滑轨后端铰接，坐垫骨架侧板11的前端与连杆13的上端铰接，连杆13的下端与连杆14的上端铰接，连杆14的下端与滑轨总成15的上滑轨前端铰接，电动丝杆机构中的螺母41与连杆16的一端铰接，连杆16的另一端与连杆14固定连接，电动丝杆机构中的电机17铰接在滑轨总成15的上滑轨上，电动丝杆机构中的丝杆18与螺母41啮合。从图14可以看出，连杆13与连杆14的铰接点19突出坐垫骨架的前端，与腿托机构(尤其带有同步杆的加强结构的腿托机构)布置干涉，因此CN110588455A是无法安装腿托机构的，无法满足目前零重力座椅需要安装腿托机构的需求。
参见图15，如果将连杆13与连杆14的铰接点19反转，向坐垫骨架内侧突出，以安装腿托机构，在坐垫骨架前端安装有腿托机构的情况下，无法将电机17与滑轨总成15的上滑轨之间的铰接点20前置，只能将电机17与滑轨总成15的上滑轨之间的铰接点20跟随连杆13与连杆14的铰接点19向坐垫骨架内侧突出后移，这样会与滑轨总成15中的其它零件例如水平电机支架、手动解锁同步杆干涉，如果采用手动毛巾杆解锁滑轨总成15，解锁毛巾杆上的解锁手柄则会与腿托机构干涉。
另外，CN110588455A中的高度调节四连杆形式前端受力形式恶劣，即连杆13与连杆14之间没有锁止，坐垫骨架前端受向下的力时，整个四连杆机构容易失稳。参见图13，本发明当坐垫骨架100处于零重力位置时，第一连杆构件300与第二连杆构件400处于一直线上，形成自锁结构，这样结构稳定性与间隙表现更佳。

Claims (7)

1.一种汽车零重力座椅调节机构，包括座椅，所述座椅包括座椅靠背和坐垫，所述坐垫包括坐垫骨架，所述坐垫骨架包括一对坐垫骨架侧板，一对坐垫骨架侧板的后端铰接设置于一支撑部件的后端上，所述一对坐垫骨架侧板的前端通过一对第一连杆和一对第二连杆铰设于所述支撑部件上，其特征在于，
还包括一第一连接构件和第二连接构件以及一电动丝杆机构，所述第一连接构件的两端与一对坐垫骨架侧板的最前端固定连接；每一第一连杆的一端铰接在所述支撑部件的前端上，每一第一连杆的另一端向所述支撑部件的后端方向延伸并与对应的第二连杆的一端铰接，每一第二连杆的另一端与对应的坐垫骨架侧板的前端铰接，所述第二连接构件的两端分别与一对第二连杆的一端固定连接；所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端的铰接点位置比所述第一连接构件的位置更加接近所述支撑部件的后端；所述电动丝杆机构的固定端安装在所述第一连接构件上，所述电动丝杆机构的驱动端与所述第二连接构件相连接。
2.如权利要求1所述的一种汽车零重力座椅调节机构，其特征在于，所述第一连杆与所述支撑部件的铰接点的位置比所述第一连接构件的位置更加接近于所述支撑部件的前端；所述第二连接构件的位置比所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端的铰接点位置更加接近所述支撑部件的后端；所述第二连杆与对应的坐垫后侧连接板铰接点的位置位于所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端的铰接点位置和所述第一连杆与所述支撑部件的铰接点的位置之间。
3.如权利要求1所述的一种汽车零重力座椅调节机构，其特征在于，所述电动丝杆机构的固定端安装在所述第一连接构件的大致中间位置上，所述电动丝杆机构的驱动端与所述第二连接构件的中间位置相连接，所述电动丝杆机构与一对坐垫骨架侧板之间的距离大致相等。
4.如权利要求3所述的一种汽车零重力座椅调节机构，其特征在于，所述电动丝杆机构的固定端包含一丝杆电机，所述丝杆电机通过电机支架安装在所述第一连接构件的大致中间位置上；所述电动丝杆机构的活动端为一螺母总成，所述螺母总成通过螺母总成支架与所述第二连接构件的中间位置相连接。
5.如权利要求1至4任一项权利要求所述的一种汽车零重力座椅调节机构，其特征在于，一对坐垫骨架侧板的后端分别通过一后端连杆铰设在所述支撑部件后端上，每一坐垫骨架侧板的后端与对应的后端连杆铰接，所述后端连杆固定在所述支撑部件上。
6.如权利要求5所述的一种汽车零重力座椅调节机构，其特征在于，在至少一坐垫骨架侧板上安装有一坐垫调高电机，在所述坐垫调高电机的输出轴上固定有一坐垫调高齿轮，在所述后端连杆上固定有一扇形齿轮，所述坐垫调高齿轮与所述扇形齿轮相互啮合。
7.如权利要求1所述的一种汽车零重力座椅调节机构，其特征在于，所述支撑部件为车身地板或者安装在所述车身地板上的滑轨总成。
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