CN116461397A - 座椅减震减摇防冲击结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种座椅减震减摇防冲击结构及车辆，包括自上向下依次设置的被动减震机构、主动减摇机构以及旋转滑动防冲击机构，椅面安装在被动减震机构的上方；被动减震机构带动椅面沿垂直椅面的方向压缩或释放，吸收垂直椅面方向的力；主动减摇机构带动被动减震机构和椅面二者做横滚运动，补偿离心力；旋转滑动防冲击机构带动主动减摇机构、被动减震机构以及椅面三者在水平面内滑动，吸收惯性力。通过被动减震机构吸收垂直椅面方向的力，实现减震，通过主动减摇机构补偿离心力，实现减摇，通过旋转滑动防冲击机构吸收惯性力，实现防冲击，在实现减震、减摇以及防冲击的同时，结构紧凑，占用空间小，有助于提高乘客乘坐的舒适性和安全性。

Description

座椅减震减摇防冲击结构及车辆

技术领域

本发明涉及座椅减震技术领域，具体地，涉及一种座椅减震减摇防冲击结构及车辆。

背景技术

汽车在行驶时由于坑洼路面或减速带等路面因素会产生颠簸、车辆急刹车时惯性产生的冲击以及车辆转弯时的离心力产生的摇晃，均会降低乘客乘坐的舒适性和安全性。

现有公开号为CN2490009的中国专利申请文献，其公开了一种汽车减震座椅，它主要由座椅和减震器构成，其中减震器是机械悬浮式，包括上支架总成、剪式机构、阻尼器、下支架总成、弹簧调整机构，所述弹簧调整机构安装在上支架总成上，所述剪式机构位于上、下支架总成之间，阻尼器；两端分别固定在上、下支架总成上。车体震动产生的动能由弹簧吸收后引起剪式机构上下振动，通过阻尼器达到减震目的；调整弹簧调节减震器的刚度，可适用不同体重的人。

现有技术中的汽车减震座椅，利用弹性吸收上下震动，但是难以解决车辆急刹车时惯性产生的冲击和车辆转弯时的离心力产生的摇晃，存在待改进之处。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种座椅减震减摇防冲击结构及车辆。

根据本发明提供的一种座椅减震减摇防冲击结构,包括自上向下依次设置的被动减震机构、主动减摇机构以及旋转滑动防冲击机构，所述椅面安装在被动减震机构的上方；所述被动减震机构带动椅面沿垂直椅面的方向压缩或释放，吸收垂直椅面方向的力；所述主动减摇机构带动被动减震机构和椅面二者做横滚运动，补偿离心力；所述旋转滑动防冲击机构带动主动减摇机构、被动减震机构以及椅面三者在水平面内滑动，吸收惯性力。

优选地，所述被动减震机构包括减震座椅安装板、减震底座、内交叉臂、外交叉臂以及弹性组件；所述内交叉臂和外交叉臂二者设置在减震座椅安装板和减震底座之间，所述内交叉臂的中部和外交叉臂的中部转动连接，所述内交叉臂的下端与减震底座转动连接，所述内交叉臂的上端与减震座椅安装板滑动连接，所述外交叉臂的下端与减震底座滑动连接，所述外交叉臂的上端与减震座椅安装板转动连接；所述弹性组件作用于内交叉臂和/或外交叉臂，且所述弹性组件的弹性作用方向为垂直椅面的方向。

优选地，所述弹性组件包括磁流变阻尼器和弹性件，所述弹性件的弹性作用方向为垂直椅面的方向，所述磁流变阻尼器作用于内交叉臂和/或外交叉臂，所述磁流变阻尼器的弹性作用方向与弹性件的弹性作用方向相交。

优选地，所述主动减摇机构包括减摇机构安装板、横滚输出板、驱动组件以及主控模块，所述横滚输出板和驱动组件二者均安装在减摇机构安装板上；所述驱动组件的输出轴呈水平设置，所述横滚输出板与驱动组件的输出轴紧固连接，所述被动减震机构安装在横滚输出板上；所述主控模块采集车体姿态数据，并通过车体姿态数据控制驱动组件带动横滚输出板转动。

优选地，还包括限位缓冲垫，所述限位缓冲垫限定横滚输出板的转动范围为±30°。

优选地，所述旋转滑动防冲击机构包括整体机构底座、座椅滑动底板、位置调整组件以及缓冲组件；所述座椅滑动底板滑动安装在整体机构底座上，所述位置调整组件调整座椅滑动底板和整体机构底座二者的相对位置，所述缓冲组件抑制座椅滑动底板和整体机构底座二者的相对运动。

优选地，所述位置调整组件包括两组滚珠丝杆结构，两组所述滚珠丝杆结构分别平行安装在座椅滑动底板呈相对的两侧，且两组滚珠丝杆结构分别与整体机构底座滑移连接。

优选地，所述缓冲组件包括多个缓冲件，任一所述缓冲件的作用力方向均平行于滚珠丝杆结构的运动方向；任一所述缓冲件的一端与整体机构底座固定连接，另一端与座椅滑动底板和/或位置调整组件固定连接。

优选地，所述旋转滑动防冲击机构包括旋转组件，所述旋转组件包括座椅旋转底板、旋转锁紧卡钩以及锁紧卡钩顶板，所述座椅旋转底板与座椅滑动底板转动连接，所述锁紧卡钩顶板作用于旋转锁紧卡钩使座椅旋转底板和座椅滑动底板二者锁定或分离。

根据本发明提供的一种车辆，座椅减震减摇防冲击结构安装在车体底板上。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过被动减震机构吸收垂直椅面方向的力，实现减震，通过主动减摇机构补偿离心力，实现减摇，通过旋转滑动防冲击机构吸收惯性力，实现防冲击，在实现减震、减摇以及防冲击的同时，结构紧凑，占用空间小，有助于提高乘客乘坐的舒适性和安全性。

2、本发明通过借助限位缓冲垫对横滚输出板的转动范围进行限定，有助于提高主动减摇机构运动的稳定性和安全性。

3、本发明通过锁紧卡钩顶板和旋转锁紧卡钩配合实现座椅旋转底板和座椅滑动底板二者的锁定或分离。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明主要体现座椅整体结构的侧视图；

图2为本发明主要体现减震减摇防冲击结构整体结构的示意图；

图3为本发明主要体现被动减震机构整体结构的侧视图；

图4为本发明主要体现被动减震机构整体结构的正视图；

图5为本发明主要体现被动减震机构整体结构的左视图；

图6为本发明主要体现被动减震机构整体结构的俯视图；

图7为本发明主要体现被动减震机构整体结构的仰视图；

图8为本发明主要体现主动减摇机构整体结构的侧视图；

图9为本发明主要体现主动减摇机构整体结构的俯视图；

图10为本发明主要体现主动减摇机构整体结构的左视图；

图11为本发明主要体现主动减摇机构整体结构的正视图；

图12为本发明主要体现主动减摇机构处于补偿状态的正视图；

图13为本发明主要体现旋转滑动防冲击机构整体结构的侧视图；

图14为本发明主要体现旋转滑动防冲击机构整体结构的左视图；

图15为本发明主要体现旋转滑动防冲击机构整体结构的俯视图；

图16为本发明主要体现旋转滑动防冲击机构整体结构的正视图；

图17为本发明主要体现座椅的主动减摇机构处于补偿状态的整体结构示意图；

图18为本发明主要体现座椅的被动减震机构处于工作状态的整体结构示意图；

图19为本发明主要体现座椅的旋转滑动防冲击机构处于工作状态的整体结构示意图。

图中所示：

椅面001 座椅旋转底板304

被动减震机构101 旋转锁紧卡钩305

减震座椅安装板102 丝杆尾座306

减震底座103 气弹簧尾座307

连接板104 结构加强杆308

内交叉臂105 滚珠丝杆309

外交叉臂106 座椅滑动电机310

磁流变阻尼器107 滑动电机座311

弹性件108 阻尼器安装座312

滚动轴109 缓冲阻尼器313

转动销轴110 气弹簧固定座314

主动减摇机构201 缓冲气弹簧315

减摇机构安装板202 螺母安装座316

主动安装座203 底部滑块317

横滚输出板204 电机座连接板318

轴承支座205 锁紧卡钩顶板319

横滚电机206 底托320

减速机207 座椅旋转轴承321

限位缓冲垫208 座椅转盘收紧螺母322

主控模块209 滑套323

横滚轴承210 联轴器324

旋转滑动防冲击机构301 丝杆螺母325

整体机构底座302 座椅滑动滑块326

座椅滑动底板303 丝杆轴承327

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1和图2所示，根据本发明提供的一种座椅减震减摇防冲击结构，包括自上向下依次设置的被动减震机构101、主动减摇机构201以及旋转滑动防冲击机构301，椅面001安装在被动减震机构101的上方。被动减震机构101带动椅面001沿垂直椅面001的方向压缩或释放，吸收垂直椅面001方向的力。主动减摇机构201带动被动减震机构101和椅面001二者做横滚运动，补偿离心力。旋转滑动防冲击机构301带动主动减摇机构201、被动减震机构101以及椅面001三者在水平面内滑动，吸收惯性力。其中，本发明的椅面001可以匹配安装市面上大部分的汽车座椅。

如图3、图4、图5、图6以及图7所示，被动减震机构101的压缩与释放可以使椅面001有一个沿垂直椅面001方向的往复运动，为座椅提供一个垂直方向的减震缓冲。主动减摇机构201通过采集车体底盘位移数据，进行相应角度的横滚运动，补偿离心力。旋转滑动防冲击机构301沿座椅前后方向滑动，吸收惯性力。从而提高乘客乘坐的舒适性和安全性。

具体地，被动减震机构101包括减震座椅安装板102、减震底座103、连接板104、内交叉臂105、外交叉臂106、弹性组件、滚动轴109以及转动销轴110。内交叉臂105和外交叉臂106二者设置在减震座椅安装板102和减震底座103之间，内交叉臂105的中部和外交叉臂106的中部通过转动销轴110转动连接，内交叉臂105的下端与减震底座103通过转动销轴110转动连接，内交叉臂105的上端与减震座椅安装板102通过滚动轴109滑动连接，外交叉臂106的下端与减震底座103通过滚动轴109滑动连接，外交叉臂106的上端与减震座椅安装板102通过转动销轴110转动连接。弹性组件作用于内交叉臂105和/或外交叉臂106，且弹性组件的弹性作用方向为垂直椅面001的方向。

弹性组件包括磁流变阻尼器107和弹性件108，弹性件108的弹性作用方向为垂直椅面001的方向，磁流变阻尼器107作用于内交叉臂105和/或外交叉臂106，磁流变阻尼器107的弹性作用方向与弹性件108的弹性作用方向相交。本申请的弹性件108包括空气气囊，也可以是气弹簧或者其他形式的弹簧。

被动减震机构101中，减震座椅安装板102和减震底座103中间是通过内交叉臂105和外交叉臂106的剪刀式的交叉结构连接，弹性件108和磁流变阻尼器107作用于剪刀式交叉结构的开合。

在车辆经过坑洼路面或减速带时车身受到相应的颠簸和起伏，随之弹性件108会被压缩和回弹，磁流变阻尼器107可以使弹性件108的压缩与回弹更加的柔和舒适。减震座椅安装板102和减震底座103二者随着弹性件108的压缩和回弹同步上下开合，最终使椅面001随着路面的起伏和颠簸做出相应的上下垂直运动来抵消颠簸和起伏。

在车辆经过平坦路面时，例如高架、高速公路等，磁流变阻尼器107会收到主控模块209的控制升高电流使阻尼力调整到最大，从而将剪刀式交叉结构锁死关闭垂直上下运动，减少在椅面001在平路上不必要的上下起伏。减震底座103的底部通过紧固螺栓和连接板104与主动减摇机构201连接。

如图8、图9、图10、图11以及图12所示，进一步地，主动减摇机构201包括减摇机构安装板202、主动安装座203、横滚输出板204、轴承支座205、驱动组件、限位缓冲垫208、主控模块209、横滚轴承210。驱动组件包括横滚电机206和减速机207。

横滚输出板204和驱动组件二者均安装在减摇机构安装板202上。驱动组件的输出轴呈水平设置，横滚输出板204与驱动组件的输出轴紧固连接，被动减震机构101的减震底座103通过紧固螺栓和连接板104安装在横滚输出板204上。主控模块209采集车体姿态数据，并通过车体姿态数据控制驱动组件带动横滚输出板204转动。还包括限位缓冲垫208，限位缓冲垫208限定横滚输出板204的转动范围为±30°。

更为具体地，主动减摇机构201中，减摇机构安装板202上的主动安装座203用于固定横滚电机206和减速机207，横滚输出板204的一端安装在减速机207的输出轴上，横滚输出板204的另一端由轴承支座205和横滚轴承210撑起。横滚电机206的动作是根据主控模块209中的姿态传感器采集车体姿态数据经过算法运算得出数据给到主控模块209中的电机驱动器，从而驱动横滚电机206做出相应的工作，横滚电机206的输出会给到减速机207，使减速机207和横滚输出板204二者也同时做出正相应的横滚运动。

需要进一步说明的是，本申请的横滚运动为横滚输出板204绕减速机207输出轴的转动，本申请减速机207的输出轴的轴向平行于座椅的前后方向。

横滚角度可以通过调整限位缓冲垫208的位置来限制横滚输出板204的最大运动角度，最大可以做到正负30°。横滚输出板204与连接板104通过紧固螺栓相互连接，从而使被动减震机构101和椅面001二者同步做出相应的横滚运动，通过椅面001的横滚运动来补偿因为车辆转弯时给乘客带来的离心力，始终使乘客处于一个相对舒适的状态。

如图13、图14、图15以及图16所示，更进一步地，旋转滑动防冲击机构301包括整体机构底座302、座椅滑动底板303、位置调整组件以及缓冲组件。座椅滑动底板303滑动安装在整体机构底座302上，位置调整组件调整座椅滑动底板303和整体机构底座302二者的相对位置，缓冲组件抑制座椅滑动底板303和整体机构底座302二者的相对运动。

更为具体地，位置调整组件包括两组滚珠丝杆309结构，两组滚珠丝杆309结构分别平行安装在座椅滑动底板303呈相对的两侧，且两组滚珠丝杆309结构分别与整体机构底座302滑移连接。

现以一组滚珠丝杆309结构为例进行阐述：滚珠丝杆309结构包括丝杆尾座306、结构加强杆308、滚珠丝杆309、座椅滑动电机310、滑动电机座311、螺母安装座316、底部滑块317、联轴器324、丝杆螺母325、丝杆轴承327、座椅滑动滑块326以及滑套323。丝杆尾座306和滑动电机座311通过结构加强杆308、滚珠丝杆309、座椅滑动电机310、底部滑块317、滚珠丝杆309与联轴器324安装在整体机构底座302上。丝杆尾座306、结构加强杆308、滚珠丝杆309、座椅滑动电机310、滑动电机座311、底部滑块317、联轴器324可以在整体机构底座302的滑槽中同步前后滑动。在结构加强杆308和滚珠丝杆309上安装有座椅滑动底板303、螺母安装座316、丝杆螺母325、座椅滑动滑块326，在座椅滑动电机310转动时带动联轴器324和滚珠丝杆309同步转动，丝杆螺母325会因为滚珠丝杆309的转动而发生位移，借助座椅滑动滑块326和滑套323的配合，使这个位移会带动整个主动减摇机构201、被动减震机构101、椅面001一起位移，也就是座椅前后调节的功能。

需要说明的是：电机座连接板318104通过螺钉将两组滚珠丝杆309结构中的滑动电机座311连接为一个整体。

再为具体地，缓冲组件包括多个缓冲件，任一缓冲件的作用力方向均平行于滚珠丝杆309结构的运动方向。任一缓冲件的一端与整体机构底座302固定连接，另一端与座椅滑动底板303和/或位置调整组件固定连接。

缓冲组件包括气弹簧尾座307、阻尼器安装座312、缓冲阻尼器313、气弹簧固定座314、缓冲气弹簧315。本申请的缓冲件优选采用缓冲阻尼器313和缓冲气弹簧315，缓冲气弹簧315在座椅滑动底板303呈相对设置的两侧分别设置有一组，任一缓冲气弹簧315与整体机构底座302的固定连接均是通过气弹簧固定座314和气弹簧尾座307，缓冲气弹簧315的活动端与对应的滑动电机座311连接。缓冲阻尼器313通过阻尼器安装座312进行安装，缓冲阻尼器313的一端与整体机构底座302接触，缓冲阻尼器313的另一端与电机座连接板318104接触。在滑动电机座311滑动时会受到缓冲阻尼器313和缓冲气弹簧315的阻力，缓冲阻尼器313和缓冲气弹簧315也会随着滑动电机座311的滑动而被压缩。

旋转滑动防冲击机构301包括旋转组件，旋转组件包括座椅旋转底板304、旋转锁紧卡钩305以及锁紧卡钩顶板319，座椅旋转底板304与座椅滑动底板303转动连接，锁紧卡钩顶板319作用于旋转锁紧卡钩305使座椅旋转底板304和座椅滑动底板303二者锁定或分离。

具体地，旋转组件还包括底托320、座椅旋转轴承321以及座椅转盘收紧螺母322，在座椅滑动底板303上还安装有座椅旋转底板304、旋转锁紧卡钩305、承底托320、座椅旋转轴承321、座椅转盘收紧螺母322，在旋转锁紧卡钩305弹开时座椅旋转底板304处于解锁状态可以任意旋转，因为串联关系从而使座椅的椅面001同步旋转。在车辆急刹车或受到撞击时由于惯性座椅的椅面001会随着车辆的行驶方向滑动，在滑动的时候因为缓冲气弹簧315和缓冲阻尼器313的阻力而减缓滑动的速度，最终使椅面001在遇到车辆急刹车或撞击时可以有一个向前的缓冲距离，使乘客不会因为急刹车而身体相对于座椅的椅面001发生向前的位移，取而代之的是座椅的椅面001连同乘客一起的位移，从而使乘客在车辆急刹车或受到撞击时减少乘客受伤的几率。

如图17、图18以及图19所示，本发明还提供的一种车辆，采用上述的座椅减震减摇防冲击结构，座椅减震减摇防冲击结构安装在车体底板上。座椅减震减摇防冲击结构通过整体机构底座302与车体底板固定连接。且本申请的整体机构底座302可以匹配安装于市面上大部分的乘用车和商用车上。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种座椅减震减摇防冲击结构，其特征在于，包括自上向下依次设置的被动减震机构(101)、主动减摇机构(201)以及旋转滑动防冲击机构(301)，所述椅面(001)安装在被动减震机构(101)的上方；

所述被动减震机构(101)带动椅面(001)沿垂直椅面(001)的方向压缩或释放，吸收垂直椅面(001)方向的力；

所述主动减摇机构(201)带动被动减震机构(101)和椅面(001)二者做横滚运动，补偿离心力；

所述旋转滑动防冲击机构(301)带动主动减摇机构(201)、被动减震机构(101)以及椅面(001)三者在水平面内滑动，吸收惯性力。

2.如权利要求1所述的座椅减震减摇防冲击结构，其特征在于，所述被动减震机构(101)包括减震座椅安装板(102)、减震底座(103)、内交叉臂(105)、外交叉臂(106)以及弹性组件；

所述内交叉臂(105)和外交叉臂(106)二者设置在减震座椅安装板(102)和减震底座(103)之间，所述内交叉臂(105)的中部和外交叉臂(106)的中部转动连接，所述内交叉臂(105)的下端与减震底座(103)转动连接，所述内交叉臂(105)的上端与减震座椅安装板(102)滑动连接，所述外交叉臂(106)的下端与减震底座(103)滑动连接，所述外交叉臂(106)的上端与减震座椅安装板(102)转动连接；

所述弹性组件作用于内交叉臂(105)和/或外交叉臂(106)，且所述弹性组件的弹性作用方向为垂直椅面(001)的方向。

3.如权利要求2所述的座椅减震减摇防冲击结构，其特征在于，所述弹性组件包括磁流变阻尼器(107)和弹性件(108)，所述弹性件(108)的弹性作用方向为垂直椅面(001)的方向，所述磁流变阻尼器(107)作用于内交叉臂(105)和/或外交叉臂(106)，所述磁流变阻尼器(107)的弹性作用方向与弹性件(108)的弹性作用方向相交。

4.如权利要求1所述的座椅减震减摇防冲击结构，其特征在于，所述主动减摇机构(201)包括减摇机构安装板(202)、横滚输出板(204)、驱动组件以及主控模块(209)，所述横滚输出板(204)和驱动组件二者均安装在减摇机构安装板(202)上；

所述驱动组件的输出轴呈水平设置，所述横滚输出板(204)与驱动组件的输出轴紧固连接，所述被动减震机构(101)安装在横滚输出板(204)上；

所述主控模块(209)采集车体姿态数据，并通过车体姿态数据控制驱动组件带动横滚输出板(204)转动。

5.如权利要求4所述的座椅减震减摇防冲击结构，其特征在于，还包括限位缓冲垫(208)，所述限位缓冲垫(208)限定横滚输出板(204)的转动范围为±30°。

6.如权利要求1所述的座椅减震减摇防冲击结构，其特征在于，所述旋转滑动防冲击机构(301)包括整体机构底座(302)、座椅滑动底板(303)、位置调整组件以及缓冲组件；

所述座椅滑动底板(303)滑动安装在整体机构底座(302)上，所述位置调整组件调整座椅滑动底板(303)和整体机构底座(302)二者的相对位置，所述缓冲组件抑制座椅滑动底板(303)和整体机构底座(302)二者的相对运动。

7.如权利要求6所述的座椅减震减摇防冲击结构，其特征在于，所述位置调整组件包括两组滚珠丝杆结构，两组所述滚珠丝杆结构分别平行安装在座椅滑动底板(303)呈相对的两侧，且两组滚珠丝杆结构分别与整体机构底座(302)滑移连接。

8.如权利要求7所述的座椅减震减摇防冲击结构，其特征在于，所述缓冲组件包括多个缓冲件，任一所述缓冲件的作用力方向均平行于滚珠丝杆结构的运动方向；

任一所述缓冲件的一端与整体机构底座(302)固定连接，另一端与座椅滑动底板(303)和/或位置调整组件固定连接。

9.如权利要求8所述的座椅减震减摇防冲击结构，其特征在于，所述旋转滑动防冲击机构(301)包括旋转组件，所述旋转组件包括座椅旋转底板(304)、旋转锁紧卡钩(305)以及锁紧卡钩顶板(319)，所述座椅旋转底板(304)与座椅滑动底板(303)转动连接，所述锁紧卡钩顶板(319)作用于旋转锁紧卡钩(305)使座椅旋转底板(304)和座椅滑动底板(303)二者锁定或分离。

10.一种车辆，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的座椅减震减摇防冲击结构，座椅减震减摇防冲击结构安装在车体底板上。