CN117261702A - 座椅旋转位置布置方法、座椅骨架、座椅和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种座椅旋转位置布置方法、座椅骨架、座椅和车辆，包括以下步骤：确定座椅在初始位置和零重力位置之间切换所对应的夹角α，并确定座椅在初始位置时对应的人体H点位置A；建立坐标系，在所述坐标系内绘制过位置A并以为斜率的函数图像；在所述函数图像上或靠近所述函数图像的位置确定旋转位置B。本发明的布置方法能够降低乘坐人员在切换至“零重力”乘坐位后的重心，避免了乘坐人员头顶空间狭窄而降低舒适性的情况，也避免了座椅调节电机需要额外做功而需要较大功率的调节电机的情况。

Description

座椅旋转位置布置方法、座椅骨架、座椅和车辆

技术领域

本发明涉及座椅技术领域，具体地，涉及一种座椅旋转位置布置方法、一种座椅骨架、一种应用该座椅骨架的座椅以及一种应用该座椅的车辆。

背景技术

汽车座椅是汽车的重要组成部分，其主要为司乘人员提供舒适、安全的乘坐体验。相关技术中，为了进一步提升舒适性，部分汽车的座椅为零重力座椅，零重力座椅具有“零重力”乘坐位，在该乘坐位，零重力座椅可以使得乘坐人员的小腿、大腿、躯干等部分受到充分和适当的支撑，实现乘坐人员的高度放松。

但是相关技术中，座椅在切换至“零重力”乘坐位后，乘坐人员的重心会上抬，此时，一方面会造成乘坐人员的头部距离车身顶棚较近，压缩了乘坐人员的顶部空间，降低了乘坐的舒适性，另一方面重心的变化还会造成额外做功，对于座椅调节电机的功率消耗较大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明实施例提出一种座椅旋转位置布置方法，该座椅旋转位置布置方法能够降低乘坐人员在切换至“零重力”乘坐位后的重心，避免了乘坐人员头顶空间狭窄而降低舒适性的情况，也避免了座椅调节电机需要额外做功而需要较大功率的调节电机的情况。

本发明实施例还提出一种基于上述座椅旋转位置布置方法的座椅骨架。

本发明实施例还提出一种应用上述座椅骨架的座椅。

本发明实施例还提出一种应用上述座椅的车辆。

本发明实施例的座椅旋转位置布置方法包括以下步骤：确定座椅在初始位置和零重力位置之间切换所对应的夹角α，并确定座椅在初始位置时对应的人体H点位置A；建立坐标系，在所述坐标系内绘制过位置A并以为斜率的函数图像；在所述函数图像上或靠近所述函数图像的位置确定旋转位置B。

本发明实施例的座椅旋转位置布置方法能够降低乘坐人员在切换至“零重力”乘坐位后的重心，避免了乘坐人员头顶空间狭窄而降低舒适性的情况，也避免了座椅调节电机需要额外做功而需要较大功率的调节电机的情况。

在一些实施例中，结合车内空间、人机要求确定位置A。

在一些实施例中，所述坐标系的建立包括以下步骤：以位置A为原点、以竖直方向为Y轴、以水平方向为X轴建立坐标系。

在一些实施例中，座椅旋转位置布置方法包括以下步骤：在绘制所述函数图像前，求解所述函数图像对应的线性函数。

在一些实施例中，所述线性函数的求解包括以下步骤：确定所述旋转位置B在所述坐标系内的坐标，所述坐标包括在所述X轴上的坐标a和在所述Y轴上的坐标b；通过所述坐标a、所述坐标b、所述得到等式/>

根据所述等式得到所述线性函数。

在一些实施例中，所述旋转位置B位于所述位置A的下方，所述坐标b为负值。

在一些实施例中，所述夹角α通过舒适性研究确定。

本发明实施例的座椅骨架包括：底座；座椅框架，所述座椅框架设于所述底座上方，所述座椅框架具有初始位置和零重力位置；支架，所述支架连接在所述底座和所述座椅框架之间，且所述座椅框架与所述支架转动相连，所述座椅框架和所述支架的连接处形成旋转位置B；第一连杆和零重力驱动，所述第一连杆的一端与所述底座转动相连，所述第一连杆的另一端与所述座椅框架转动相连，所述零重力驱动的一端与所述底座转动相连，所述零重力驱动的另一端可顶推所述第一连杆以使所述座椅框架可绕着所述旋转位置B切换至所述初始位置或所述零重力位置。

在一些实施例中，座椅骨架包括第二连杆，所述第二连杆的一端与所述底座转动相连，所述第二连杆的另一端与所述零重力驱动转动相连，所述第二连杆可与所述第一连杆挡止，所述零重力驱动通过所述第二连杆间接顶推所述第一连杆。

在一些实施例中，所述座椅框架包括框架板、齿板、驱动齿轮和升降驱动，所述框架板的一端与所述第一连杆转动相连，所述框架板的另一端与所述齿板滑移相连，所述齿板与所述支架转动相连并可同所述框架板绕着所述旋转位置B同步转动，所述齿板设有齿条部，所述驱动齿轮设于所述框架板并与所述齿条部啮合配合，所述升降驱动与所述驱动齿轮传动相连，所述驱动齿轮可沿着所述齿条部移动以升降调整所述框架板。

在一些实施例中，所述底座包括第一座、第二座和第三座，所述第二座和所述第三座可滑移的装配于所述第一座，所述支架与所述第二座转动相连，所述第一连杆与所述第三座转动相连。

本发明实施例的座椅包括座椅骨架，所述座椅骨架为上述任一实施例中所述的座椅骨架。

本发明实施例的车辆包括座椅，所述座椅为上述任一实施例中所述的座椅。

附图说明

图1是本发明实施例的座椅旋转位置布置方法的原理示意图。

图2是本发明实施例的座椅骨架的示意图。

图3是本发明实施例中座椅从初始位置切换至零重力位置的示意图。

图4是本发明实施例的座椅抬升的示意图。

附图标记：

座椅骨架100；

底座1；第一座11；第二座12；第三座13；

座椅框架2；支架3；第一连杆4；零重力驱动5；第二连杆6；齿板7；驱动齿轮8。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例的座椅旋转位置布置方法包括以下步骤：

S1：确定座椅在初始位置和零重力位置之间切换所对应的夹角α，并确定座椅在初始位置时对应的人体H点位置A。

具体地，如图1和图3所示，座椅可以在前后方向摆动，其中初始位置即为图1和图3中深色线的座椅所在的位置，零重力位置即为图1和图3中浅色线的座椅所在的位置。

需要说明的是人体H点是指二维或三维人体模型样板中人体躯干与大腿的连接点，也即胯点。它表示驾驶员入座后髋关节的中点在汽车中的位置。图1中位置A即为人体H点在初始位置时所在的位置，位置C即为人体H点在零重力位置时所在的位置。

夹角α即为座椅从初始位置转动至零重力位置所转过的角度。如图1所示，座椅具有旋转位置B，座椅可以绕着旋转位置B前后摆动。连接旋转位置B和位置A并构成第一直线，连接旋转位置B和位置C并构成第二直线，夹角α可视为第一直线和第二直线所形成的夹角。

S2：建立坐标系，在坐标系内绘制过位置A并以为斜率的函数图像。

具体地，坐标系可以为平面坐标系，坐标系可以绘制在座椅的一个侧向剖面上。如图1所示，位置A、位置B、位置C均位置该侧向剖面内。坐标系确定后，可以在坐标系内绘制过位置A，且斜率为的一次函数图像。如图1所示，一次函数图像与上述第一直线重合。

S3：在函数图像上或靠近函数图像的位置确定旋转位置B。

具体地，待函数图像绘制完成后，可以在函数图像上选择旋转位置B。如图1所示，旋转位置B可以位于位置A的下方。

可以理解的是，在其他一些实施例中，也可以在临近函数图像的位置选择旋转位置B，例如，可以在函数图像的上下两侧做该函数图像的平行线，旋转位置B可以在函数图像和对应的平行线之间进行选取。

本发明实施例的座椅旋转位置布置方法，由于旋转位置B选取在函数图像或者靠近函数图像的位置处，第一直线和Y轴所形成的夹角为夹角α的二分之一，由此，位置A、位置C和旋转位置B构成三角型的三个顶点，且构成的三角型大体为等腰三角型，所以，在座椅旋转至零重力位置后，人体的H点可以从位置A移动至位置C，位置A和位置C大体位于同一水平，从而降低了乘坐人员在切换至“零重力”乘坐位后的重心，避免了乘坐人员头顶空间狭窄而降低舒适性的情况，也避免了座椅调节电机需要额外做功而需要较大功率的调节电机的情况。

在一些实施例中，坐标系的建立包括以下步骤：

S21：结合车内空间、人机要求确定位置A。具体地，可以参照车内的空间大小、人机调整的需要等要求，合理的确定位置A的具体位置。

S22：以位置A为原点、以竖直方向为Y轴、以水平方向为X轴建立坐标系。具体地，如图1所示，可以选取位置A为原点，然后可以过位置A沿着水平方向做X轴，X轴的正向朝向前侧，过位置A沿着竖直方向做Y轴，Y轴的正向朝向上方。由此，绘制的函数图像会经过原点，方便了后续计算和求解。

可以理解的是，在其他一些实施例中，也可以选取其他点作为坐标原点，例如可以选取旋转位置B或位置C等。

在一些实施例中，座椅旋转位置布置方法包括以下步骤：

S23：在绘制函数图像前，求解函数图像对应的线性函数。由此，方便了函数图像的绘制

可选地，线性函数的求解包括以下步骤：

S231：确定旋转位置B在坐标系内的坐标，坐标包括在X轴上的坐标a和在Y轴上的坐标b。如图1所示，旋转位置B位于坐标系的第三象限内。此时，旋转位置B位于位置A的下方，旋转位置B的坐标为(a，b)，坐标a和坐标b均为负值。

S232：通过坐标a、坐标b、得到等式/>具体地，如图1所示，函数图像和Y轴的夹角为夹角α的二分之一，由此，可以建立等式/>

S233：根据等式得到线性函数，求解的线性函数为然后通过该线性函数在坐标系内绘制函数图像即可。

在一些实施例中，夹角α通过舒适性研究确定。具体地，可以利用真人乘坐座椅，通过将座椅调至零重力位置后，通过真人的感受确定夹角α。

下面描述本发明实施例的座椅骨架100。

本发明实施例的座椅骨架100可以通过上述旋转位置布置方法确定出旋转点(旋转位置B)，如图2所示，座椅骨架100可以包括包括底座1，座椅框架2，支架3，第一连杆4和零重力驱动5。

如图2所示，底座1可以分体设置，底座1可以包括两部分，两部分分别为第一底座和第二底座，第一底座和第二底座均大体为管状并沿着左右方向并行间隔布置。可以理解的是，在其他一些实施例中，底座1也可以一体设置，例如底座1为矩形板状。

座椅框架2设于底座1上方，座椅框架2具有初始位置和零重力位置。支架3连接在底座1和座椅框架2之间，且座椅框架2与支架3转动相连，座椅框架2和支架3的连接处形成旋转位置B。

具体地，支架3可以设在底座1上，座椅框架2可以通过枢轴与支架3枢转相连，枢轴大体沿着左右方向延伸，由此，座椅框架2可以在前后方向摆动，从而可以在初始位置和零重力位置的往复切换。

需要说明的是，当底座1分为两部分时，如图2所示，此时，座椅框架2也可以分体设置，座椅框架2可以包括第一框架板和第二框架板，第一框架板和第二框架板在左右方向并行间隔布置，第一框架板和第二框架板之间可以通过多个连接杆连接固定。此时，支架3也可以设有两个，其中一个支架3连接在第一框架板和第一底座之间，另一个支架3连接在第二框架板和第二底座之间。

第一连杆4的一端与底座1转动相连，第一连杆4的另一端与座椅框架2转动相连，零重力驱动5的一端与底座1转动相连，零重力驱动5的另一端可顶推第一连杆4以使座椅框架2可绕着旋转位置B切换至初始位置或零重力位置，具体如图3所示。

具体地，第一连杆4可以设在支架3的前侧，第一连杆4的一端可以与底座1枢转相连，第一连杆4的另一端可以与底座1框架枢转相连。零重力驱动5可以包括电机和丝杠，丝杠和电机的输出轴传动相连，电机可以与底座1铰接，丝杠的另一端(驱动端)可以与第一连杆4的中部顶压接触。

使用时，通过驱动零重力驱动5的伸展可以驱动第一连杆4向上摆动，从而实现对座椅框架2前侧的抬升，由此，可以使得座椅框架2绕着旋转位置B转动，实现了初始位置和零重力位置之间的切换。

在一些实施例中，座椅骨架100包括第二连杆6，第二连杆6的一端与底座1转动相连，第二连杆6的另一端与零重力驱动5转动相连，第二连杆6可与第一连杆4挡止，零重力驱动5通过第二连杆6间接顶推第一连杆4。

具体地，第二连杆6可以设在支架3的前侧，第二连杆6的一端可以与丝杠铰接，第二连杆6的另一端可以与底座1铰接，第二连杆6和第一连杆4可以发生挡止。由此，在零重力驱动5伸展时，第二连杆6会首先向上摆动，由于第二连杆6和第一连杆4挡止，第二连杆6会向上顶推第一连杆4，从而实现对第一连杆4的顶推驱动。

优选地，第一连杆4和第二连杆6可以通过同一枢轴与底座1枢转装配。由此，可以增强第一连杆4和第二连杆6摆动的同步性和一致性，简化了装配和结构布置。

在一些实施例中，座椅框架2包括框架板、齿板7、驱动齿轮8和升降驱动，框架板的一端与第一连杆4转动相连，框架板的另一端与齿板7滑移相连，齿板7与支架3转动相连并可同框架板绕着旋转位置B同步转动，齿板7设有齿条部，驱动齿轮8设于框架板并与齿条部啮合配合，升降驱动与驱动齿轮8传动相连，驱动齿轮8可沿着齿条部移动以升降调整框架板。

具体地，框架板可以设在齿板7的外侧，框架板为长板并沿着前后方向延伸，框架板的前端与第一连杆4转动相连，框架板的后侧与齿板7滑移装配，例如，如今图2所示，齿板7上可以设有滑槽，滑槽沿着前下至后上的方向弯曲延伸，框架板上可以设有销轴，销轴配合在滑槽内并能够在滑槽内滑动。

齿板7可以与之间铰接或枢接，齿条部可以设在齿板7的前侧，齿条部的延伸方向与滑槽的延伸方向一致，驱动齿轮8转动装配在框架板上并位于齿板7的前侧，驱动齿轮8与齿条部啮合配合。升降驱动可以为驱动电机，升降驱动的输出轴与驱动齿轮8传动相连。

使用时，如图2和图4所示，升降驱动可以驱使驱动齿轮8转动，驱动齿轮8可以沿着齿条部移动，从而使得框架板的后侧向上移动，由于第一连杆4与框架板和底座1均转动相连，第一连杆4会向上摆动，第一连杆4和第二连杆6之间的夹角会展开。由此，实现了座椅上下高度的调整。

在一些实施例中，底座1包括第一座11、第二座12和第三座13，第二座12和第三座13可滑移的装配于第一座11，支架3与第二座12转动相连，第一连杆4与第三座13转动相连。如图2所示，第一座11类似一根滑轨，第二座12和第三座13均滑移装配在第一座11的上方，第二座12可以设在第三座13的后侧。支架3可以与第二座12铰接或枢接，第一连杆4和第二连杆6可以与第三座13铰接或枢接。由此方便了座椅骨架100的前后位置调整。

下面描述本发明实施例的座椅。

本发明实施例的座椅包括座椅骨架100，座椅骨架100可以为上述实施例中描述的座椅骨架100。座椅可以为汽车座椅、动车座椅、飞机座椅等。

下面描述本发明实施例的车辆。

本发明实施例的车辆包括座椅，座椅可以为上述实施例中描述的座椅。车辆可以为汽车、商务车、SUV、货车等车辆，当然也可以为其他需要使用座椅的车辆。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种座椅旋转位置布置方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定座椅在初始位置和零重力位置之间切换所对应的夹角α，并确定座椅在初始位置时对应的人体H点位置A；

建立坐标系，在所述坐标系内绘制过位置A并以为斜率的函数图像；

在所述函数图像上或靠近所述函数图像的位置确定旋转位置B。

2.根据权利要求1所述的座椅旋转位置布置方法，其特征在于，结合车内空间、人机要求确定位置A。

3.根据权利要求1所述的座椅旋转位置布置方法，其特征在于，所述坐标系的建立包括以下步骤：

以位置A为原点、以竖直方向为Y轴、以水平方向为X轴建立坐标系。

4.根据权利要求3所述的座椅旋转位置布置方法，其特征在于，包括以下步骤：在绘制所述函数图像前，求解所述函数图像对应的线性函数。

5.根据权利要求4所述的座椅旋转位置布置方法，其特征在于，所述线性函数的求解包括以下步骤：

确定所述旋转位置B在所述坐标系内的坐标，所述坐标包括在所述X轴上的坐标a和在所述Y轴上的坐标b；

通过所述坐标a、所述坐标b、所述得到等式/>

根据所述等式得到所述线性函数。

6.根据权利要求5所述的座椅旋转位置布置方法，其特征在于，所述旋转位置B位于所述位置A的下方，所述坐标b为负值。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的座椅旋转位置布置方法，其特征在于，所述夹角α通过舒适性研究确定。

8.一种基于权利要求1-7中任一项所述的座椅旋转位置布置方法所设计的座椅骨架，其特征在于，包括：

底座；

座椅框架，所述座椅框架设于所述底座上方，所述座椅框架具有初始位置和零重力位置；

支架，所述支架连接在所述底座和所述座椅框架之间，且所述座椅框架与所述支架转动相连，所述座椅框架和所述支架的连接处形成旋转位置B；

第一连杆和零重力驱动，所述第一连杆的一端与所述底座转动相连，所述第一连杆的另一端与所述座椅框架转动相连，所述零重力驱动的一端与所述底座转动相连，所述零重力驱动的另一端可顶推所述第一连杆以使所述座椅框架可绕着所述旋转位置B切换至所述初始位置或所述零重力位置。

9.根据权利要求8所述的座椅骨架，其特征在于，包括第二连杆，所述第二连杆的一端与所述底座转动相连，所述第二连杆的另一端与所述零重力驱动转动相连，所述第二连杆可与所述第一连杆挡止，所述零重力驱动通过所述第二连杆间接顶推所述第一连杆。

10.根据权利要求9所述的座椅骨架，其特征在于，所述座椅框架包括框架板、齿板、驱动齿轮和升降驱动，所述框架板的一端与所述第一连杆转动相连，所述框架板的另一端与所述齿板滑移相连，所述齿板与所述支架转动相连并可同所述框架板绕着所述旋转位置B同步转动，所述齿板设有齿条部，所述驱动齿轮设于所述框架板并与所述齿条部啮合配合，所述升降驱动与所述驱动齿轮传动相连，所述驱动齿轮可沿着所述齿条部移动以升降调整所述框架板。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的座椅骨架，其特征在于，所述底座包括第一座、第二座和第三座，所述第二座和所述第三座可滑移的装配于所述第一座，所述支架与所述第二座转动相连，所述第一连杆与所述第三座转动相连。

12.一种座椅，其特征在于，包括座椅骨架，所述座椅骨架为根据权利要求8至11中任一项所述的座椅骨架。

13.一种车辆，其特征在于，包括座椅，所述座椅为根据权利要求12所述的座椅。