CN113951661A - 一种座椅舒适度动态调节系统及方法 - Google Patents
一种座椅舒适度动态调节系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113951661A CN113951661A CN202111466298.1A CN202111466298A CN113951661A CN 113951661 A CN113951661 A CN 113951661A CN 202111466298 A CN202111466298 A CN 202111466298A CN 113951661 A CN113951661 A CN 113951661A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- comfort
- magnetorheological
- magnetic field
- cushion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 90
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 22
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 18
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000013210 evaluation model Methods 0.000 claims description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 16
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 208000023178 Musculoskeletal disease Diseases 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000001217 buttock Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
- A47C7/00—Parts, details, or accessories of chairs or stools
- A47C7/62—Accessories for chairs
Abstract
本发明涉及座椅调节装置的技术领域,公开了一种座椅舒适度动态调节系统及方法,该系统包括:体压分布采集系统、坐垫装置和调节系统,其中,坐垫装置包括磁流变泡沫装置和磁场控制装置,磁流变泡沫装置包括N个磁流变泡沫块,采用体压分布采集系统采集坐垫装置的界面的压力信息,并将压力信息发送至调节系统;调节系统根据压力信息生成调节指令,并根据调节指令控制供电模块调节磁场控制装置的磁场大小以调节N个磁流变泡沫块的垂向刚度。通过设置坐垫装置,可以根据用户对象的压力信息实施调整坐垫装置,为用户提供更高的舒适性,且可以对N个磁流变泡沫块中的部分泡沫块进行调节,可以针对不同部位进行分别调节,使得调节更加灵活。
Description
技术领域
本发明涉及座椅调节装置的技术领域,尤其涉及一种座椅舒适度动态调节系统及方法。
背景技术
随着科学技术的进步和社会的发展,人们的生活和工作环境逐渐改善,同时也导致人们在日常生活中保持坐姿的时间越来越多,有研究表明,久坐会使得人体与座椅接触部位组织长时间缺氧,在短期内造成疲劳和不良体验,长此以往甚至会引发肌肉骨骼疾病、心血管疾病和糖尿病等。为促进人的全面健康发展,满足人民对美好生活的需求,将改善座椅舒适性纳入考虑范畴十分必要。
舒适性作为一种主观的感受,是一种主观定义的个人状态,容易受到诸多外界环境因素的影响。从上世纪开始,学者们就开始探寻人体与座椅接触面上的压力分布(又称为体压分布)与主观舒适性的相关性,并构建了各种舒适度评估模型,到目前为止,体压分布已被公认为是与座椅舒适度关联最紧密的客观变量。目前已有的座椅大多采用相同的聚氨酯泡沫材料制作整个坐垫/靠背,无法满足不同身体部位的最佳刚度需求,即使是不同区域具有不同材料特性的座椅,也无法根据个体差异进行动态调节,可见,现有的座椅调节的舒适性较差。
发明内容
本发明提供了一种座椅舒适度动态调节系统及方法,以解决现有的座椅调节的舒适性较差的问题。
为了实现上述目的,本发明通过如下的技术方案来实现:
第一方面,本发明提供一种座椅舒适度动态调节系统,包括:体压分布采集系统、坐垫装置和调节系统,所述体压分布采集系统包括供电模块,所述坐垫装置包括磁流变泡沫装置和磁场控制装置,所述磁流变泡沫装置包括N个磁流变泡沫块,N为正整数,所述体压分布采集系统设置于所述泡沫块上方,所述磁场控制装置嵌入所述N个磁流变泡沫块中以调节所述N个磁流变泡沫块的垂向刚度,所述调节系统与所述体压分布采集系统连接,所述供电模块通过导线与所述坐垫装置连接;
所述体压分布采集系统用于采集坐垫装置的界面的压力信息,并将所述压力信息发送至所述调节系统;
所述调节系统用于根据所述压力信息生成调节指令,并根据所述调节指令控制所述供电模块调节所述磁场控制装置的磁场大小以调节所述N个磁流变泡沫块的垂向刚度。
可选地,所述磁场控制装置包括磁场线圈和电磁屏蔽膜,所述磁场线圈均匀缠绕在N个磁流变泡沫块的中部,所述电磁屏蔽膜包裹于每一磁流变泡沫块侧面。
可选地,所述体压分布采集系统包括压力传感器模块、数据采集模块和蓝牙传输模块,所述压力传感器模块包括若干个电容式压力传感器单元,所述电容式压力传感器单元成矩形均匀布置在磁流变泡沫装置表面,所述数据采集模块固定于待调整座椅的靠背骨架上,所述蓝牙传输模块内嵌于所述数据采集模块,且所述蓝牙传输模块用于将所述数据采集模块采集的压力信息发送至所述调节系统。
可选地,所述调节系统包括人体信息采集模块、舒适度动态评估模块和坐垫刚度调节模块,所述人体信息采集模块与舒适度动态评估模块连接,所述舒适度动态评估模块与所述坐垫刚度调节模块连接,所述坐垫刚度调节模块与所述蓝牙模块通讯连接。
可选地,所述舒适度动态评估模块包括A/D信号转换单元、特征值求解单元以及舒适度评估单元,所述A/D信号转换单元与所述特征值求解单元连接,所述特征值求解单元与所述舒适度评估单元连接;
所述A/D信号转换单元用于实时接收体压分布采集系统发送的模拟信号并转化为数字信号;
所述特征值求解单元用于计算舒适度评估模型中需要的各项压力特征;
所述舒适度评估单元用于根据各项压力特征确定评分。
可选地,所述N个磁流变泡沫块中的每一泡沫块上均匀设置有8×8压力传感器单元矩阵。
可选地,所述N个磁流变泡沫块包括4×4磁流变泡沫块以及普通聚氨酯泡沫,所述普通聚氨酯泡沫包裹于所述4×4磁流变泡沫块的最外侧。
第二方面,本申请实施例还提供一种座椅舒适度动态调节方法,应用于上述第一方面所述的座椅舒适度动态调节系统,包括:
体压分布采集系统采集坐垫装置的界面的压力信息,并将所述压力信息发送至调节系统;
调节系统根据所述压力信息生成调节指令,并根据所述调节指令控制供电模块调节所述磁场控制装置的磁场大小以调节所述N个磁流变泡沫块的垂向刚度。
有益效果:
本发明提供的座椅舒适度动态调节系统,包括:体压分布采集系统、坐垫装置和调节系统,其中,坐垫装置包括磁流变泡沫装置和磁场控制装置,磁流变泡沫装置包括N个磁流变泡沫块,在使用时,采用体压分布采集系统采集坐垫装置的界面的压力信息,并将压力信息发送至调节系统;调节系统根据压力信息生成调节指令,并根据调节指令控制供电模块调节磁场控制装置的磁场大小以调节N个磁流变泡沫块的垂向刚度。这样,通过设置坐垫装置,可以根据用户对象的压力信息实施调整坐垫装置,为用户提供更高的舒适性,且可以对N个磁流变泡沫块中的部分泡沫块进行调节,可以针对不同部位进行分别调节,使得调节更加灵活。
附图说明
图1为本发明优选实施例的一种座椅舒适度动态调节系统调节座椅的示意图;
图2为本发明优选实施例的变刚度坐垫示意图;
图3为本发明优选实施例提供的磁场控制装置的结构示意图;
图4为本发明优选实施例提供的一种座椅舒适度动态调节方法的流程图。
附图标记:
1、座椅靠背;2、座椅扶手;3、信号解码器;4、蓝牙传输模块;5、角位移传感器;6、铅蓄电池;7、蓝牙接收模块;8、变刚度坐垫;9、外围普通聚氨酯泡沫;10、32×32电容式压力传感器;11、4×4磁流变泡沫块;12、磁流变聚氨酯基泡沫;13、电磁线圈;14、电磁屏蔽膜。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另作定义,本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也相应地改变。
请参见图1-图3,本申请实施例提供一种座椅舒适度动态调节系统,包括:体压分布采集系统、坐垫装置和调节系统,体压分布采集系统包括供电模块,坐垫装置包括磁流变泡沫装置和磁场控制装置,磁流变泡沫装置包括N个磁流变泡沫块,N为正整数,体压分布采集系统设置于泡沫块上方,磁场控制装置嵌入N个磁流变泡沫块中以调节N个磁流变泡沫块的垂向刚度,调节系统与体压分布采集系统连接,供电模块通过导线与坐垫装置连接;
体压分布采集系统用于采集坐垫装置的界面的压力信息,并将压力信息发送至调节系统;
调节系统用于根据压力信息生成调节指令,并根据调节指令控制供电模块调节磁场控制装置的磁场大小以调节N个磁流变泡沫块的垂向刚度。
可选地,N个磁流变泡沫块中的每一泡沫块上均匀设置有8×8压力传感器单元矩阵。
可选地,N个磁流变泡沫块包括4×4磁流变泡沫块11以及普通聚氨酯泡沫,普通聚氨酯泡沫包裹于4×4磁流变泡沫块11的最外侧。
在本实施例中,磁流变泡沫装置由4×4同样大小规格的磁流变泡沫块以及普通聚氨酯泡沫组成,布置时确保每一泡沫块上方均匀布有8×8压力传感器单元矩阵,即确保每一泡沫块上方的界面压力由64个压力传感器单元进行采集,磁流变泡沫采用聚氨酯基,在制备时应保证颗粒链方向平行于人-坐垫接触面正压力的方向,磁流变泡沫块间采用粘贴方式紧密贴合在一起,4×4泡沫块最外侧由储能模量相近的普通聚氨酯泡沫包裹,构成一整块坐垫。这样,通过设置坐垫装置,可以根据用户对象的压力信息实施调整坐垫装置,为用户提供更高的舒适性,且可以对N个磁流变泡沫块中的部分泡沫块进行调节,可以针对不同部位进行分别调节,使得调节更加灵活。
可选地,磁场控制装置包括磁场线圈和电磁屏蔽膜,磁场线圈均匀缠绕在N个磁流变泡沫块的中部,电磁屏蔽膜包裹于每一磁流变泡沫块侧面。
在本可选的实施方式中,磁场控制装置由磁场线圈、电磁屏蔽膜构成,电磁线圈均匀缠绕在磁流变泡沫块的中部,用于改变磁流变泡沫块内部磁场,根据流变特性改变泡沫块储能模量,电磁屏蔽膜包裹在磁流变泡沫块侧面,用于减少不同线圈间的磁场干扰。
可选地,体压分布采集系统包括压力传感器模块、数据采集模块和蓝牙传输模块,压力传感器模块包括若干个电容式压力传感器单元,电容式压力传感器单元成矩形均匀布置在磁流变泡沫装置表面,数据采集模块固定于待调整座椅的靠背骨架上,蓝牙传输模块内嵌于数据采集模块,且蓝牙传输模块用于将数据采集模块采集的压力信息发送至调节系统。
在本可选的实施方式中,蓝牙传输模块内嵌于体压分布采集系统中,通过导线与电磁线圈链接,蓝牙传输模块还用于接收调节系统的指令,通过改变线圈电流大小调控磁场大小,从而调控磁流变泡沫块垂向刚度。
可选地,调节系统包括人体信息采集模块、舒适度动态评估模块和坐垫刚度调节模块,人体信息采集模块与舒适度动态评估模块连接,舒适度动态评估模块与坐垫刚度调节模块连接,坐垫刚度调节模块与蓝牙模块通讯连接。其中,舒适度动态评估模块包括A/D信号转换单元、特征值求解单元以及舒适度评估单元,A/D信号转换单元与特征值求解单元连接,特征值求解单元与舒适度评估单元连接;A/D信号转换单元用于实时接收体压分布采集系统发送的模拟信号并转化为数字信号;特征值求解单元用于计算舒适度评估模型中需要的各项压力特征;舒适度评估单元用于根据各项压力特征确定评分。
在本可选的实施方式中,调节系统以计算机为平台,由人体信息采集模块,舒适度动态评估模块和坐垫刚度调节模块组成。其中,人体信息采集模块用于记录身高、体重、BMI以及座椅靠背1的角度,其中身体参数需要在入座前手动输入,也可以在录入后进行存档以实现快速调用,座椅靠背1的角度通过布置在靠背角度调节器侧面的角位移传感器进行测量,测量结果通过无线传输发送至主机。舒适度动态评估模块由A/D信号转换单元、特征值求解单元、舒适度评估单元组成,其中A/D信号转换单元用于实时接收体压分布采集系统发送的模拟信号并转化为数字信号;特征值求解单元用于计算舒适度评估模型中需要的各项压力特征,取3至6秒内数据的平均值用于计算,根据磁流变泡沫块与压力传感器单元的对应情况,将32×32体压分布矩阵拆分为16个8×8子矩阵,为每个矩阵计算峰值/平均压力(Ppeak/Pmean)、接触面积(A)、峰值/平均压力梯度(gradPpeak/gradPmean)、压力分布均匀度(SPD)、压力变化率均方根值(Pcrms)和椅内运动(ICM)等压力特征并存储,计算每个子矩阵的局部舒适度后进行加权求和,得到整体舒适度评分。坐垫刚度调节模块能够根据整体舒适度评分计算刚度优化方案ΔG,并根据泡沫的流变效应G=fMR(T)以及线圈的电磁特性T=fH(I)求解电流改变量ΔI,最后将指令进行编码并通过蓝牙传输至变刚度坐垫8系统。舒适度动态调节系统将重复上述的迭代过程,直至整体舒适度评分高于设定阈值V,如因人体姿势变动、环境因素(如振动等)改变导致评分降低,则迭代重新开始。
上述的座椅舒适度动态调节系统,采用体压分布采集系统、变刚度坐垫8装置和舒适度动态调节系统实时收集坐姿人体界面压力分布情况,根据局部和整体舒适度评价分区域调控坐垫刚度,相较现有坐垫能够为不同身体部位实时分配适宜的坐垫刚度,有效改善乘坐体验,更具有应用价值及前景。
其中,坐垫刚度的改变会形成反馈作用于整体舒适度评分,通过反复迭代求得最优解,实现对舒适度的闭环控制,解除了现有坐垫的舒适度优化效果对乘坐环境、乘坐姿势和体型百分位数的要求,实现了坐垫刚度动态优化。
本申请可适用于所有种类列车的乘坐舒适性改善,也可延展至汽车、飞机和办公领域的座椅舒适性优化。
在一完整示例中,座椅舒适度动态调节系统主要包括:
体压分布采集系统、变刚度坐垫8装置和舒适度动态调节系统;其中:
体压分布采集系统主要由:压力传感器模块、数据采集模块、供电模块和蓝牙传输模块组成。
压力传感器模块采用32×32电容式压力传感器10,呈矩形均匀布置在变刚度坐垫8的上方,用于采集人体臀部和大腿的界面压力,布置时应确保每块磁流变泡沫上方具有8×8压力传感器矩阵,即确保每块磁流变泡沫上方的界面压力由均匀分布的64个传感器进行采集。具体地讲,所用上述电容式压力传感器量程上限应不小于500mmHg,受温度影响以及非线性、迟滞性应尽可能小,可以是集成后的压力垫,通过必要的线路将DC信号传输数据接收器。数据采集模块采用信号解码器3,与蓝牙传输模块4共同通过螺栓固定在靠背骨架下方,用于对DC信号进行解码并输出为32×32体压分布矩阵,安装时应确保与压力传感器之间的连接线路尽可能短。供电模块采用铅蓄电池6,铅蓄电池6与蓝牙接收模块7共同通过螺栓固定在坐垫骨架下方,用于给数据采集器、电磁线圈、蓝牙模块和角位移传感器提供电源。具体地讲,所用上述蓄电池输出电压应在12V以上,至少能保证8小时不间断供电,型号可以是6-QAw-105D,必要时可拆卸进行单独充电。
变刚度坐垫8系统主要由:磁流变泡沫装置、磁场控制装置和蓝牙接收模块7组成。
磁流变泡沫装置由外围普通聚氨酯泡沫9、磁流变聚氨酯基泡沫12组成,4×4磁流变聚氨酯泡沫块内嵌于外围普通聚氨酯泡沫中,共同组成坐垫的主体部分,相互之间采用胶接方式紧密贴合,安装在坐垫骨架上方,根据电磁线圈磁场变化实现坐垫刚度局部改变。其中,磁流变聚氨酯泡沫在制备时应确保颗粒链方向垂直于人与坐垫的接触面,初始储能模量低于常规坐垫泡沫,泡沫块垂直方向中部设有凹槽,保证缠绕线圈后不影响贴合的紧密程度;外围普通聚氨酯泡沫的储能模量应保证与磁流变聚氨酯泡沫在0.3T外加磁场下的储能模量相同。磁场控制装置由电磁线圈13和电磁屏蔽膜14组成,电磁线圈均匀缠绕在磁流变泡沫块中部,根据蓝牙接收模块7的指令改变线圈内部电流,从而实现磁流变泡沫块内部磁场的改变,电磁屏蔽膜包裹在电磁线圈外部,用于削减不同泡沫块线圈间的磁场干扰,具体地讲,所用上述屏蔽膜内阻应尽可能低,在3000MHz频率下的屏蔽效能应达到50dB以上。
舒适度动态调节系统以计算机为平台,由人体信息采集模块,舒适度动态评估模块和坐垫刚度调节模块组成。
人体信息采集模块由计算机搭载,用于记录身高、体重、BMI以及座椅靠背1的角度,作为舒适度动态评估模块的重要自变量,为便于客户乘坐,座椅靠背1的两侧还设置有座椅扶手2,具体的讲,上述身体参数需要在入座前手动输入系统,也可以在录入后进行存档以实现后续快速调用,座椅靠背1的角度根据个人需求在入座后调节,通过安装在靠背角度调节器侧面的角位移传感器5进行测量,并实时反馈至人体信息采集模块,以上所有信息均为自动保存,直至乘坐者起身。具体地讲,上述角位移传感器有效行程上限应高于60°,可以是WDD51D4型号传感器。舒适度动态评估模块由A/D信号转换单元、特征值求解单元、舒适度评估单元组成,其中A/D信号转换单元用于实时接收体压分布采集系统发送的模拟信号并转化为数字信号;特征值求解单元用于计算舒适度评估模型中需要的各项压力特征,根据3至6秒内的32×32体压分布矩阵计算平均矩阵,将平均矩阵拆分为16个8×8子矩阵,每个子矩阵对应一个磁流变泡沫块上表面的压力分布情况,为每个子矩阵计算压力特征并自动存储,包括:峰值/平均压力(Ppeak/Pmean)、接触面积(A)、峰值/平均压力梯度(gradPpeak/gradPmean)、压力分布均匀度(SPD)、压力变化率均方根值(Pcrms)和椅内运动(ICM)等。其中,压力梯度为每个传感器单元在该点(x,y)压力值P沿垂直两方向导数的几何相加,即:
峰值/平均压力梯度即该区域内传感器单元压力梯度的最大/平均值,压力分布均匀度通过下式计算:
式中,pm为该区域内峰值压力,pi为当前传感器单元压力值,n为区域内传感器单元数量,本例中n取64。压力变化率均方根值采用下式计算:
式中,t1和t2表示两个不同的时间节点且t1<t2,t表示时间,P(t)表示某一传感器单元压力值随时间的变化函数,即,该传感器单元压力值在t1~t2时间段内的平均变化剧烈程度。椅内运动特征反映乘坐者在保持坐姿期间进行的小幅运动数量,具体地讲,可以通过乘坐者位于坐垫上重心横纵坐标的变化情况进行统计,当变化量大于设定阈值时则计数加一。所有压力特征均为自动存储,最后通过评估模型计算舒适度评分:
其中,fi代表舒适度评估模型,f1~f16代表16个体压分布子矩阵对应的舒适度评估模型,通过评估模型为每个子矩阵区域对应的身体部位计算局部舒适度,ai代表权重,a1~a16代表每个局部舒适度在整体舒适度评分中所占权重。评估模型的自变量中,Pi1~Pin代表通过每个子矩阵计算的n个体压分布特征,Ch,Cw,CBMI和分别为身高、体重、BMI和靠背倾角常数。坐垫刚度调节模块用于根据整体舒适度评分计算16个坐垫区域的刚度优化方案ΔG1~ΔG16,并根据泡沫的流变效应G=fMR(T)以及线圈的电磁特性T=fH(I)求解电流改变量ΔI1~ΔI16:
其中和分别代表流变效应函数fMR与电磁特性函数fH的反函数。最后,将指令进行编码并通过蓝牙传输至变刚度坐垫8系统。舒适度动态调节系统将重复上述的迭代过程,直至整体舒适度评分高于设定阈值V,如因人体姿势变动、环境因素(如振动等)改变导致评分降低,则迭代重新开始。
本申请实施例还提供一种座椅舒适度动态调节方法,应用于上述的座椅舒适度动态调节系统,包括:
体压分布采集系统采集坐垫装置的界面的压力信息,并将压力信息发送至调节系统;调节系统根据压力信息生成调节指令,并根据调节指令控制供电模块调节磁场控制装置的磁场大小以调节N个磁流变泡沫块的垂向刚度。
具体而言,在一示例中,如图4所示,乘坐者在入座前,在计算机中输入身高、体重,或直接调用现有存档,由系统自动计算BMI值,在入座后乘坐者根据需要调整靠背角度,由角位移传感器进行采集并实时反馈至系统。
电容式压力传感器矩阵将体压分布情况通过蓝牙传输模块实时反馈至计算机,舒适度动态调节系统判断压力值稳定后,开始计算16个不同分区的压力特征,包括:峰值/平均压力(Ppeak/Pmean)、接触面积(A)、峰值/平均压力梯度(gradPpeak/gradPmean)、压力分布均匀度(SPD)、压力变化率均方根值(Pcrms)和椅内运动(ICM)等,以上数据实时保存至系统,最后通过评估模型计算当前主观舒适度评分,判断是否大于阈值V,若否,则舒适度优化迭代正式开始,若是,则维持现状,并采取相同方式开始计算下一时刻的主观舒适度评分,重复上述比较过程。
其中,舒适度优化迭代包括,坐垫刚度调节模块开始计算16个不同分区的刚度优化方案ΔG1~ΔG16以及电磁线圈电流改变量ΔI1~ΔI16,并通过蓝牙向磁场控制装置发送指令,磁场控制装置将指令解码,变更指定泡沫块外围电磁线圈电流大小,受到磁场强度变化影响,指定区域磁流变聚氨酯泡沫块储能模量改变,实现坐垫刚度分区域优化,至此舒适度动态调节系统完成一次优化迭代;
等待磁流变聚氨酯泡沫块响应结束,即体压再次稳定后,舒适度动态调节系统根据体压分布采集系统反馈的压力矩再次计算不同分区的压力特征,将数据实时保存至系统,通过评估模型计算当前舒适度评分,判断是否大于阈值V,若否,则继续下一轮舒适度优化迭代,若是,则迭代结束,返回步骤S2,继续监测主观舒适度评分。
当乘坐者起身后,体压分布矩阵完全清零,舒适度动态调节系统识别乘坐者已起身并将复位指令通过蓝牙发送给磁场控制装置,所有电磁线圈内电流清零,磁流变聚氨酯泡沫块的储能模量恢复至无磁场时的初始值。
上述的座椅舒适度动态调节方法可以实现上述的座椅舒适度动态调节方法的各个实施例,且能达到相同的有益效果,此处,不做赘述。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种座椅舒适度动态调节系统,其特征在于,包括:体压分布采集系统、坐垫装置和调节系统,所述体压分布采集系统包括供电模块,所述坐垫装置包括磁流变泡沫装置和磁场控制装置,所述磁流变泡沫装置包括N个磁流变泡沫块,N为正整数,所述体压分布采集系统设置于所述泡沫块上方,所述磁场控制装置嵌入所述N个磁流变泡沫块中以调节所述N个磁流变泡沫块的垂向刚度,所述调节系统与所述体压分布采集系统连接,所述供电模块通过导线与所述坐垫装置连接;
所述体压分布采集系统用于采集坐垫装置的界面的压力信息,并将所述压力信息发送至所述调节系统;
所述调节系统用于根据所述压力信息生成调节指令,并根据所述调节指令控制所述供电模块调节所述磁场控制装置的磁场大小以调节所述N个磁流变泡沫块的垂向刚度。
2.根据权利要求1所述的座椅舒适度动态调节系统,其特征在于,所述磁场控制装置包括磁场线圈和电磁屏蔽膜,所述磁场线圈均匀缠绕在N个磁流变泡沫块的中部,所述电磁屏蔽膜包裹于每一磁流变泡沫块侧面。
3.根据权利要求1所述的座椅舒适度动态调节系统,其特征在于,所述体压分布采集系统包括压力传感器模块、数据采集模块和蓝牙传输模块,所述压力传感器模块包括若干个电容式压力传感器单元,所述电容式压力传感器单元成矩形均匀布置在磁流变泡沫装置表面,所述数据采集模块固定于待调整座椅的靠背骨架上,所述蓝牙传输模块内嵌于所述数据采集模块,且所述蓝牙传输模块用于将所述数据采集模块采集的压力信息发送至所述调节系统。
4.根据权利要求1所述的座椅舒适度动态调节系统,其特征在于,所述调节系统包括人体信息采集模块、舒适度动态评估模块和坐垫刚度调节模块,所述人体信息采集模块与舒适度动态评估模块连接,所述舒适度动态评估模块与所述坐垫刚度调节模块连接,所述坐垫刚度调节模块与所述蓝牙模块通讯连接。
5.根据权利要求4所述的座椅舒适度动态调节系统,其特征在于,所述舒适度动态评估模块包括A/D信号转换单元、特征值求解单元以及舒适度评估单元,所述A/D信号转换单元与所述特征值求解单元连接,所述特征值求解单元与所述舒适度评估单元连接;
所述A/D信号转换单元用于实时接收体压分布采集系统发送的模拟信号并转化为数字信号;
所述特征值求解单元用于计算舒适度评估模型中需要的各项压力特征;
所述舒适度评估单元用于根据各项压力特征确定评分。
6.根据权利要求1所述的座椅舒适度动态调节系统,其特征在于,所述N个磁流变泡沫块中的每一泡沫块上均匀设置有8×8压力传感器单元矩阵。
7.根据权利要求1所述的座椅舒适度动态调节系统,其特征在于,所述N个磁流变泡沫块包括4×4磁流变泡沫块以及普通聚氨酯泡沫,所述普通聚氨酯泡沫包裹于所述4×4磁流变泡沫块的最外侧。
8.一种座椅舒适度动态调节方法,应用于上述权利要求1-7中任一项所述的座椅舒适度动态调节系统,其特征在于,包括:
体压分布采集系统采集坐垫装置的界面的压力信息,并将所述压力信息发送至调节系统;
调节系统根据所述压力信息生成调节指令,并根据所述调节指令控制供电模块调节所述磁场控制装置的磁场大小以调节所述N个磁流变泡沫块的垂向刚度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111466298.1A CN113951661A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 一种座椅舒适度动态调节系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111466298.1A CN113951661A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 一种座椅舒适度动态调节系统及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113951661A true CN113951661A (zh) | 2022-01-21 |
Family
ID=79472991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111466298.1A Pending CN113951661A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 一种座椅舒适度动态调节系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113951661A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115158113A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-10-11 | 江铃汽车股份有限公司 | 一种坐垫刚度可调的汽车座椅和座椅刚度确定方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105216660A (zh) * | 2014-07-03 | 2016-01-06 | 现代自动车株式会社 | 用于车辆的座椅 |
CN106956656A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-07-18 | 吉林大学 | 一种汽车座椅靠背舒适度控制系统及控制方法 |
CN107536311A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-05 | 国家康复辅具研究中心 | 智能多功能座椅系统 |
CN110040044A (zh) * | 2018-01-17 | 2019-07-23 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种座椅及座椅的控制方法 |
CN110843614A (zh) * | 2019-11-30 | 2020-02-28 | 的卢技术有限公司 | 一种汽车座椅自适应调节方法及系统 |
CN111265373A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-06-12 | 徐涛 | 一种婴幼儿助消化护理床 |
KR20200126182A (ko) * | 2019-04-29 | 2020-11-06 | 공주대학교 산학협력단 | Mre를 이용한 시트의 안락감 제어장치 |
US20210059881A1 (en) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | Stryker Corporation | Patient support apparatus with magnetorheological material |
-
2021
- 2021-12-03 CN CN202111466298.1A patent/CN113951661A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105216660A (zh) * | 2014-07-03 | 2016-01-06 | 现代自动车株式会社 | 用于车辆的座椅 |
CN106956656A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-07-18 | 吉林大学 | 一种汽车座椅靠背舒适度控制系统及控制方法 |
CN107536311A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-05 | 国家康复辅具研究中心 | 智能多功能座椅系统 |
CN110040044A (zh) * | 2018-01-17 | 2019-07-23 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种座椅及座椅的控制方法 |
KR20200126182A (ko) * | 2019-04-29 | 2020-11-06 | 공주대학교 산학협력단 | Mre를 이용한 시트의 안락감 제어장치 |
US20210059881A1 (en) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | Stryker Corporation | Patient support apparatus with magnetorheological material |
CN110843614A (zh) * | 2019-11-30 | 2020-02-28 | 的卢技术有限公司 | 一种汽车座椅自适应调节方法及系统 |
CN111265373A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-06-12 | 徐涛 | 一种婴幼儿助消化护理床 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115158113A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-10-11 | 江铃汽车股份有限公司 | 一种坐垫刚度可调的汽车座椅和座椅刚度确定方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10602846B2 (en) | Method for using a chair providing uplifting force to the user | |
US10973344B2 (en) | Bedding system with a CNN based machine vision process | |
CN104507362B (zh) | 具有柔性轮廓的坐垫 | |
US10638842B2 (en) | Smart seat and control method for the same | |
US20180235377A1 (en) | Functional chair | |
CN104905921A (zh) | 垫体和垫体的控制方法 | |
Ng et al. | Evaluation of an intelligent seat system | |
CN205007170U (zh) | 垫体和垫体系统 | |
CN102597899A (zh) | 用于改善人的睡眠的睡眠元件 | |
CN108937330B (zh) | 一种实现倾斜度调节的软硬可调床体及其智能控制方法 | |
WO2004017798A1 (en) | Chair with onboard electrical power source | |
CN112056860B (zh) | 一种坐姿拟合机构 | |
CN113951661A (zh) | 一种座椅舒适度动态调节系统及方法 | |
CN207837242U (zh) | 智能数字睡眠检测床垫 | |
CN208403762U (zh) | 一种游戏电竞椅 | |
CN112690599B (zh) | 一种浮动式动态调节表面形态的支撑装置 | |
JP2017042544A (ja) | 着座姿勢調整装置 | |
KR101394742B1 (ko) | 인체공학적 시트조절 장치 및 방법 | |
EP0808118B1 (en) | Body support with adaptive pressurization | |
CN108095408A (zh) | 多功能智能沙发 | |
CN110123059A (zh) | 一种多功能集成的智能办公椅 | |
CN115886481A (zh) | 一种坐姿不良提醒纠正装置 | |
CN207374171U (zh) | 一种用于新能源汽车用智能座椅 | |
CN209421448U (zh) | 一种智能座椅的动态调整系统 | |
CN218474347U (zh) | 一种自适应座椅 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |