RU2699461C1

RU2699461C1 - Method of reversible adaptation and power absorption of vehicle seat and device for implementation thereof

Info

Publication number: RU2699461C1
Application number: RU2018129437A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Саяпин
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2019-09-05

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: method of reversible adaptation and energy absorption of a seat of a vehicle involves seating a user in an armchair, translating the surface of an armchair in contact with the body from a rigid state into a flexible condition, acceptance of the required position by the user and transfer of the surface of the chair contactable with the body from the flexible state to the hard one. Device is made in the form of seat and chair back from porous hygroscopic material with blind holes, uniformly located on opposite side from surface contacting with body. Armchair seat and back are equipped with triaxial units of accelerometers and temperature and humidity sensors uniformly distributed inside it. Inputs of blind holes are connected to drain holes of branched pipeline, inlet and outlet of which are connected to output and input of air humidification and dehumidification system, including air distributor, air humidification and dehumidification devices electrically connected together with triaxial accelerometer units, temperature, humidity and pressure sensors with computer control system.

EFFECT: higher comfort, reliability and safety of chair.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано при создании адаптируемых энергопоглощающих кресел повышенной безопасности и комфортности оператора систем «человек-машина-среда» с ортопедическими и эргономическими свойствами и комфортностью человека-оператора транспортного средства, а также в системах активной виброизоляции.The invention relates to the field of transport and can be used to create adaptable energy-absorbing seats of increased safety and comfort for the operator of human-machine-environment systems with orthopedic and ergonomic properties and comfort of the human operator of the vehicle, as well as in active vibration isolation systems.

Особенно это актуально для операторов, работающих в экстремальных условиях, способствующих повышенному их нервному напряжению. Это, в первую очередь, относится к водителям большегрузных карьерных самосвалов, водителям, перевозящим грузы на дальние расстояния («дальнобойщикам») независимо от времени суток и погодных условий, а также пилотам дальней авиации, совершающих беспосадочные перелеты на протяженные расстояния или несущих длительную воздушную вахту с дозаправками в воздухе. Сложность проблемы заключается в том, что в отличие от космонавтов под эти категории не производится индивидуальное изготовление и подгонка сидений и кресел (Липов Б.П. Эргономическая адаптивность и задачи улучшения защиты от ударных перегрузок// Труды МАИ. Электрон, журн. 2009. Выпуск №65.). Напротив, операторы данных категорий сталкиваются с необходимостью вахтовой смены, когда каждый раз вручную, при их смене, осуществляется адаптация (регулировка) водительского сиденья или кресла пилота под изменяющиеся параметры оператора. При этом абсолютно не учитывается изменение их внутренних психо-физиологических факторов. В результате этого могут возникать аварийные и катастрофические ситуации с одной стороны, и может быть причинен вред здоровью оператора - с другой.This is especially true for operators working in extreme conditions, contributing to their increased nervous tension. This primarily applies to drivers of heavy-duty mining dump trucks, drivers carrying goods over long distances (“truckers”) regardless of the time of day or weather conditions, as well as to pilots of long-range aviation making non-stop flights over long distances or carrying a long air shift. with refueling in the air. The complexity of the problem lies in the fact that, unlike astronauts, these categories do not individually manufacture and adjust seats and chairs (Lipov B.P. Ergonomic adaptability and tasks of improving protection against shock overloads // Transactions of MAI. Electron, J. 2009. Issue No. 65.). On the contrary, operators of these categories are faced with the need for a shift shift, when each time manually, when changing them, adaptation (adjustment) of the driver's seat or pilot's seat is carried out for changing operator parameters. At the same time, the change in their internal psycho-physiological factors is absolutely not taken into account. As a result of this, emergency and catastrophic situations can occur on the one hand, and harm to the operator’s health can be caused on the other.

Известен регулируемый механический ложемент, предназначенный для разработки сидений повышенной комфортности. Устройство содержит основание и совокупность большого количества упругих элементов равномерно распределенных по поверхности контакта с возможностью регулирования их линейного размера и жесткости с образованием адаптивной поверхности. (Патент Российской Федерации на изобретение «Регулируемый механический ложемент» №2308863, МПК А47С 23/04. Опубл. в Бюл. №8, 27.10.2007). Недостаток устройства сложность конструкции, связанная с большим количеством упругих элементов и необходимостью их индивидуальной настройки, которые неизбежно приводят к увеличению массы устройства в целом. При этом в указанном устройстве не тело формирует поверхность ложемента, а ложемент подстраивается под поверхность тела, что снижает уровень комфортности для пользователя.Known adjustable mechanical lodgement, designed to develop high comfort seats. The device contains a base and a combination of a large number of elastic elements uniformly distributed over the contact surface with the possibility of controlling their linear size and stiffness with the formation of an adaptive surface. (Patent of the Russian Federation for the invention "Adjustable mechanical tool tray" No. 2308863, IPC А47С 23/04. Published in Bull. No. 8, 10/27/2007). The disadvantage of the device is the design complexity associated with a large number of elastic elements and the need for their individual settings, which inevitably lead to an increase in the mass of the device as a whole. Moreover, in the specified device, not the body forms the surface of the lodgement, but the lodgement is adjusted to the surface of the body, which reduces the level of comfort for the user.

Известен ложемент пневматический регулируемый, предназначенный для разработки сидений повышенной комфортности. Устройство содержит основание и совокупность большого количества упругих элементов равномерно распределенных по поверхности контакта. При этом упругие элементы выполнены в виде эластичного воздухонепроницаемого материала в виде герметичной камеры, заполненной воздухом (Патент Российской Федерации на изобретение «Ложемент пневматический регулируемый» №2349242, МПК А47С 27/10. Опубл. в Бюл. №8, 20.03.2009). Недостаток - сложность конструкции, отличающиеся друг от друга силы упругости сжатых упругих элементов, (из-за различных объемов герметичных камер упругих элементов после их деформации и заполнения воздухом, подобно пневматическим рессорам. Также отсутствует возможность оперативного регулирования жесткости упругих элементов в режиме реального времени.Known lodgement pneumatic adjustable, designed to develop high-comfort seats. The device contains a base and a combination of a large number of elastic elements uniformly distributed over the contact surface. At the same time, the elastic elements are made in the form of an elastic airtight material in the form of a sealed chamber filled with air (Patent of the Russian Federation for the invention “Adjustable pneumatic lodgement” No. 2349242, IPC A47C 27/10. Publ. In Bul. No. 8, March 20, 2009). The disadvantage is the design complexity, different elastic forces of the compressed elastic elements (due to the different volumes of the sealed chambers of the elastic elements after their deformation and filling with air, like pneumatic springs. There is also no possibility of real-time real-time adjustment of the stiffness of the elastic elements.

Известно кресло пассажира самолета, предназначенное для повышения его комфорта и безопасности в процессе полета и при возникновении аварийных перегрузок. (Патент Российской Федерации на изобретение №2136517, МПК B60N 2/22, B60D 11/06, А47С 3/00. Опубл. 10.09.1999). Недостатком устройства является отсутствие возможности адаптации к телу при изменении позы пассажира в процессе длительного полета, например, полулежа на боку, а также к телу пассажиров с антропоморфными отклонениями от обычной формы.Known passenger seat of the aircraft, designed to increase its comfort and safety during the flight and in the event of emergency overloads. (Patent of the Russian Federation for the invention No. 2136517, IPC B60N 2/22, B60D 11/06, А47С 3/00. Publ. September 10, 1999). The disadvantage of this device is the inability to adapt to the body when changing the passenger’s posture during a long flight, for example, reclining on its side, as well as to the body of passengers with anthropomorphic deviations from the usual form.

Известно «Кресло со спинкой, состоящей из подвижных механических сегментов, поддерживающих спину, шею и голову пользователя» (Патент Российской Федерации на изобретение №2610417, МПК А47С 7/46, B60N 2/64, B60N 2/42, B60N 2/24. Опубл. в Бюл. №8, 20.03.2009 - прототип). «…Кресло содержит спинку, состоящую из отдельных сегментов в виде прямоугольных параллелепипедов, каждый из которых жестко закреплен на штоке, свободно погружающемся во внутреннюю полость спинки и выдвигающемся из него. Шток фиксируется храповым механизмом, благодаря чему спинка кресла трансформируется под различные антропометрические данные людей, вследствие чего человек оказывается в углублении, образовавшемся из вдавленных сегментов. Оставшиеся в первоначальном состоянии или менее погруженные в спинку кресла сегменты образуют подобие упругого корсета, создающего горизонтальную и вертикальную поддержку… При этом кресло позволяет осуществлять быстрое изменение профиля спинки и предназначено для снятия нагрузки с поясничного, плечевого и шейного отделов при длительном сидячем положении, а также использовать его для людей с различными антропометрическими данными. При этом минимальная жесткость пружин сегментов должна обеспечивать продавливание верхней одежды пользователя. Недостаток устройства сложность конструкции, связанная с большим количеством подпружиненных сегментных механизмов, что неизбежно приводит к увеличению массы устройства в целом которая и снижению его надежности и безопасности в процессе эксплуатации. Так, например, при резком торможении, в случае расфиксации хотя бы одного из множества подпружиненных сегментов или что еще более опасно группы или всех при нештатном срабатывании ручки их фиксации/расфиксации, сегменты за счет силы инерции выдвинутся по направлению движения и способны повредить позвоночник или другие части тела водителя или пассажира. Причем зафиксированные ремнями безопасности они не смогут избежать этого опасного воздействия. Наличие бокового рычага общей разблокировки/блокировки сегментов увеличивает габаритные размеры кресла, что крайне нежелательно для пассажирских самолетов и др. летательных аппаратов, а также кресел пилотов. Кроме того устройство не обладает возможностью энергопоглощения при динамическом воздействии тела на кресло или наоборот в случае ударных или тормозных воздействий на транспортное средство. Кроме того сиденье выполнено без возможности адаптации к поверхности тела, что снижает степень комфортности.Known "Armchair with backrest, consisting of movable mechanical segments supporting the back, neck and head of the user" (Patent of the Russian Federation for the invention No. 2610417, IPC A47C 7/46, B60N 2/64, B60N 2/42, B60N 2/24. Published in Bul. No. 8, March 20, 2009 - prototype). “... The chair contains a backrest, consisting of individual segments in the form of rectangular parallelepipeds, each of which is rigidly fixed to the rod, freely immersed in the inner cavity of the backrest and extended from it. The rod is fixed with a ratchet mechanism, due to which the back of the chair is transformed under various anthropometric data of people, as a result of which the person finds himself in a depression formed from depressed segments. The segments remaining in the initial state or less immersed in the back of the chair form a kind of elastic corset that creates horizontal and vertical support ... At the same time, the chair allows you to quickly change the profile of the back and is designed to relieve the load from the lumbar, shoulder and cervical regions with a long sitting position, as well as use it for people with various anthropometric data. At the same time, the minimum stiffness of the segment springs should ensure the bursting of the user's outerwear. The disadvantage of the device is the design complexity associated with a large number of spring-loaded segmented mechanisms, which inevitably leads to an increase in the mass of the device as a whole, which reduces its reliability and safety during operation. So, for example, during sudden braking, if at least one of the many spring-loaded segments is released, or even more dangerous for the group or all, if the handle locks / unlocks abnormally, the segments extend due to inertia in the direction of movement and can damage the spine or other body parts of the driver or passenger. Moreover, they are fixed by seat belts and they will not be able to avoid this dangerous effect. The presence of a side lever for general unlocking / blocking of segments increases the overall dimensions of the seat, which is extremely undesirable for passenger aircraft and other aircraft, as well as pilot seats. In addition, the device does not have the possibility of energy absorption during the dynamic action of the body on the chair or vice versa in the case of shock or braking effects on the vehicle. In addition, the seat is made without the possibility of adaptation to the surface of the body, which reduces the degree of comfort.

Способ адаптации прототипа «Кресло со спинкой, состоящей из подвижных механических сегментов, поддерживающих спину, шею и голову пользователя» к телу пользователя включает следующие операции: усаживание в кресле, перевод контактируемой поверхности кресла из жесткого состояния в податливое путем поворота бокового рычага общей разблокировки/блокировки сегментов, принятие пользователем требуемого положения и перевод поверхности кресла из податливого состояния в жесткое также путем поворота рычага общей разблокировки/блокировки сегментов. Недостаток указанного способа заключается в том, что для перевода поверхности кресла из податливого состояния в пользователю требуется дотянуться до рычага общей разблокировки/блокировки сегментов и повернуть его. При этом части туловища пользователя неизбежно смещаются относительно выбранного положения и геометрическая форма зафиксированной поверхности кресла получается искаженной, что снижает степень комфортности пассажира (особенно, если до рычага должен дотянуться ребенок, пользователь невысокого роста, инвалид и др. подобные категории). Либо требуется помощь других людей, что не всегда возможно.The method of adaptation of the prototype "Chair with a backrest consisting of movable mechanical segments supporting the back, neck and head of the user" to the user's body includes the following operations: sitting in the chair, transferring the contact surface of the chair from a hard state to malleable by turning the side unlocking / unlocking lever segments, the user adopting the desired position and transferring the surface of the chair from a compliant to a rigid state also by turning the lever for general unlocking / locking of the segments ntov. The disadvantage of this method is that to transfer the surface of the chair from a compliant state to the user, you need to reach the lever for unlocking / locking the segments and turn it. At the same time, parts of the user's body will inevitably shift relative to the selected position and the geometric shape of the fixed surface of the chair will be distorted, which reduces the degree of passenger comfort (especially if a child, a short height user, a disabled person, and other similar categories should reach the lever). Or the help of other people is required, which is not always possible.

Техническим результатом изобретения является повышение степени комфорта, снижение габаритно-массовых параметров, повышение надежности и безопасности устройства, возможность регулирования жесткости адаптируемой поверхности и энергопоглощения, а также возможность качественного использования кресла детьми, пассажирами невысокого роста, инвалидами и др. подобными категориями без посторонней помощи.The technical result of the invention is to increase the degree of comfort, reduce the overall mass parameters, increase the reliability and safety of the device, the ability to control the rigidity of the adaptable surface and energy absorption, as well as the possibility of high-quality use of the chair by children, short passengers, disabled people and other similar categories without assistance.

Это достигается тем, что в способе обратимой адаптации и энергопоглощения кресла транспортного средства, включающем усаживание пользователя в кресло, перевод контактируемой с телом поверхности кресла из жесткого состояния в податливое, принятие пользователем требуемого положения и перевод контактируемой с телом поверхности кресла из податливого состояния в жесткое, контактируемую с телом поверхность кресла из податливого состояния в жесткое переводят с временной задержкой, в процессе которой пользователь принимает в кресле требуемое неподвижное положение до тех пор, пока она не станет жесткой, а при возникновении нештатной ситуации, сопряженной с ударными и вибрационными воздействиями на кресло, - регулируемой упруго-эластичной, при этом контактируемую поверхность кресла изготавливают из пористого гигроскопического материала и упаковывают в герметизирующую оболочку, в которой для получения состояния податливости пористый гигроскопический материал увлажняют, а для получения жесткого состояния - высушивают и при необходимости задают и поддерживают комфортную температуру контактируемой с телом поверхности. При этом в качестве пористого гигроскопического материала используют пенополивинилформаль.This is achieved by the fact that in the method of reversible adaptation and energy absorption of the vehicle seat, including sitting the user in the seat, transferring the surface of the seat in contact with the body from a rigid state to a malleable, accepting a desired position by the user and transferring the surface of the seat in contact with the body from a malleable state to a rigid one, the surface of the chair in contact with the body is transferred from a malleable state to a rigid one with a time delay, during which the user accepts the required immovable position until it becomes rigid, and in case of an emergency, associated with shock and vibration impacts on the chair, - adjustable elastic-elastic, while the contact surface of the chair is made of porous absorbent material and packaged in a sealing shell, in which the porous hygroscopic material is moistened to obtain a compliance state, and to obtain a hard state, it is dried and, if necessary, set and maintain a comfortable the temperature of the surface in contact with the body. In this case, foam polyvinyl formal is used as a porous hygroscopic material.

При этом в устройстве для реализации способа, содержащем кресло транспортного средства с сиденьем и спинкой снабженной устройством обратимой адаптации контактируемой с телом поверхности, устройство обратимой адаптации контактируемой с телом поверхности сиденья и спинки кресла выполнено в виде плит из пористого гигроскопичного материала, например, конструкционного пенополивинилформаля, с глухими отверстиями равномерно расположенными с противоположной стороны от контактируемой с телом поверхности, при этом каждая из плит из гигроскопичного материала снабжена трехосным блоком акселерометров и равномерно распределенными внутри нее датчиками температуры и влажности и глухими отверстиями, входы которых соединены с соответствующими выходными дренажными отверстиями разветвленного трубопровода, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом системы увлажнения и осушения воздуха, включающей воздухораспределитель, устройства увлажнения и осушения воздуха, электрически связанные вместе с трехосными блоками акселерометров, датчиками температуры, влажности и давления с системой управления в виде компьютера с цифроаналоговыми преобразователями, при этом входы системы управления через шины данных аналого-цифровых преобразователей подключены к выходам аналого-цифровых преобразователей трехосных блоков акселерометров, датчиков температуры, влажности и давления, а выходы системы управления через шину выходных данных подключены соответственно к входам последовательно соединенных усилителей мощности, клапанов воздухораспределителя, устройства увлажнения и устройства осушения воздуха.Moreover, in the device for implementing the method, comprising a vehicle seat with a seat and a back equipped with a device for the reversible adaptation of the body contacting surface, the device for the reversible adaptation of the seat surface and the seat back of the seat is made in the form of plates of a porous hygroscopic material, for example, structural foam polyvinyl with blind holes evenly located on the opposite side of the surface in contact with the body, with each of the plates made of hygroscopic optical material is equipped with a triaxial unit of accelerometers and temperature and humidity sensors uniformly distributed inside it and blind holes, the inlets of which are connected to the corresponding outlet drainage holes of the branched pipeline, the inlet and outlet of which are connected respectively to the outlet and inlet of the humidification and dehumidification system, including the air distributor, devices humidification and dehumidification of air, electrically connected together with triaxial units of accelerometers, temperature sensors, humidity and pressure with a control system in the form of a computer with digital-to-analog converters, while the inputs of the control system are connected to the outputs of the analog-to-digital converters of the three-axis accelerometer, temperature, humidity and pressure sensors via the data bus of the analog-to-digital converters, and the outputs of the control system are via the output bus data are connected respectively to the inputs of series-connected power amplifiers, valves of the air distributor, humidifier and dehumidifier in air.

На фиг. 1 представлена структурная схема адаптируемого энергопоглощающего кресла транспортного средства (АЭК ТС).In FIG. 1 is a structural diagram of an adaptable energy-absorbing vehicle seat (AEC TS).

На фиг. 2 показаны АЭК ТС до и после адаптации его контактируемой поверхности к строго-вертикальному и расслабленному положениям тела и пользователя.In FIG. Figure 2 shows AEC TS before and after adaptation of its contact surface to strictly vertical and relaxed positions of the body and user.

На фиг. 3-6 показан пример реализации способа обратимой адаптации АЭК ТС с использованием его имитатора в виде цельного куска пенополивинилформаля и манекена летчика в уменьшенном масштабе: имитатор АЭК ТС и манекен перед увлажнением (фиг. 3); имитатор АЭК ТС после увлажнения, адаптации к манекену и формообразования после их совместной сушки феном (фиг. 4); адаптированный отпечаток манекена в имитаторе АЭК ТС после сушки (фиг. 5); восстановление первоначальной геометрии имитатора АЭК ТС после его повторного увлажнения (фиг. 6).In FIG. Figures 3-6 show an example of a method for reversibly adapting an AEC TS using its simulator in the form of a single piece of polyvinylformal foam and a pilot dummy on a reduced scale: AEC TS simulator and a dummy before wetting (Fig. 3); AEC TS simulator after wetting, adaptation to a mannequin and shaping after they are jointly dried with a hairdryer (Fig. 4); adapted imprint of the mannequin in the AEC TC simulator after drying (Fig. 5); restoration of the original geometry of the AEC TS simulator after its repeated wetting (Fig. 6).

Обратимая адаптация и энергопоглощение АЭК ТС в процессе эксплуатации реализованы следующим образом.Reversible adaptation and energy absorption of AEC TS during operation are implemented as follows.

В АЭК ТС сиденье 1 и спинка 2 снабжены устройством обратимой адаптации контактируемой с телом поверхности, выполненным в виде плит из пористого гигроскопичного материала, например, конструкционного пенополивинилформаля (см.: 1-«Пенополивинилформали (ППВФ)» в кн.: Булатов Г.А. Полиуретаны в современной технике.- М.: Машиностроение, 1983. С. 27; 2- «4.6. Пенополивинилформаль» в кн: Чухланов В.Ю. Газонаполненные пластмассы: учеб. Пособие / В.Ю. Чухланов, Ю.Т. Панов, А.В. Синявин, Е.В. Ермолаева; Владим. гос. ун-т. - Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2008. ISBN 5-89368-756-6. С. 94-96. 3- «Пористый поливинилформаль ТПВФ-3БФ», URL: http://chemtechnolog.com/poly.html) с глухими отверстиями 3 равномерно расположенными с противоположной стороны от контактируемой с телом поверхности, при этом каждая из плит из гигроскопичного материала снабжена трехосным блоком акселерометров 4 и равномерно распределенными внутри нее в n-ом количестве датчиками температуры 5 и влажности 6 и глухими отверстиями 3, входы которых соединены с соответствующими выходными дренажными отверстиями 7 разветвленного трубопровода 8, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом системы увлажнения и осушения воздуха, включающей воздухораспределитель (BP) 9, устройства увлажнения воздуха (УУВ) 10 и устройство осушения воздуха (УОВ) 11, электрически связанные вместе с трехосным блоком акселерометров 4, датчиками температуры 5, влажности 6 и давления 12 с системой управления (СУ) 13 в виде компьютера 14 с цифроаналоговыми преобразователями (ЦАП), 15 при этом входы системы управления 13 через шины данных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) подключены к выходам АЦП 16, 17, 18 и 19 трехосных блоков акселерометров 4, датчиков температуры 5, влажности 6 и давления 12 соответственно, а выходы системы управления 13 через шину выходных данных подключены соответственно к входам последовательно соединенных усилителей мощности 20, клапанов BP 9, УУВ 10 и УОВ 11. При этом СУ 13, выполнена с возможностью оперативного контроля и управления в реальном режиме времени.In AEK TS, the seat 1 and back 2 are equipped with a device for the reversible adaptation of the surface in contact with the body, made in the form of plates of a porous hygroscopic material, for example, structural foam polyvinyl formal (see: 1- “Polyfoam vinyl formal (PPVF)” in the book: Bulatov G.A. Polyurethanes in modern technology.- M .: Mechanical Engineering, 1983. P. 27; 2- “4.6. Polyfoam-formal” in the book: V.Yu. Chukhlanov. Gas-filled plastics: textbook. Manual / V.Yu. Chukhlanov, Yu.T. Panov, A.V. Sinyavin, E.V. Ermolaeva; Vladimir State University - Vladimir: Publishing House of the Vladimir State University, 2008. ISBN 5-89368-756-6. P. 94-96. 3- “Porous polyvinyl formal TPVF-3BF”, URL: http://chemtechnolog.com/poly.html) with blind holes 3 evenly located on the opposite side of the surface in contact with the body, with each of the plates of hygroscopic material is equipped with a triaxial block of accelerometers 4 and temperature sensors 5 and humidity 6 evenly distributed inside it in an nth number and blind holes 3, the inputs of which are connected to the corresponding outlet drain holes 7 of the branched pipeline 8, the input and output of which are connected to Accordingly, the output and input of the humidification and dehumidification system, including an air distributor (BP) 9, air humidification devices (УУВ) 10 and air dehumidification device (УУВ) 11, are electrically connected together with a triaxial unit of accelerometers 4, temperature sensors 5, humidity 6, and pressure 12 with a control system (SU) 13 in the form of a computer 14 with digital-to-analog converters (DACs), 15 the inputs of the control system 13 being connected via data buses of analog-to-digital converters (ADCs) to the outputs of the ADCs 16, 17, 18 and 19 of three-axis units ak elerometer 4, temperature sensors 5, humidity 6 and pressure 12, respectively, and the outputs of the control system 13 through the output data bus are connected respectively to the inputs of series-connected power amplifiers 20, valves BP 9, UUV 10 and UOV 11. At the same time, SU 13 is made with the possibility of operational monitoring and control in real time.

АЭК ТС работает следующим образом.AEC TS works as follows.

После усаживания пользователя в АЭК ТС осуществляют перевод АЭК ТС из жесткого состояния в податливое. При этом включают УУВ 10 и с помощью соответствующих клапанов (на фиг. условно не показаны) BP 9 открывают каналы УУВ 10 и перекрывают каналы УОВ 11 и подают увлажненный воздух в разветвленный трубопровод 8, который через дренажные отверстия 7 поступает в глухие отверстия 3 сиденья 1 и спинки 2 из пенополивинилформаля и увлажняет их. После достижения требуемой степени их податливости, определяемой по показаниям датчиков влажности 6, сигнал от датчиков через АЦП 18 поступает в СУ 13, обрабатывается в компьютере 14 и формируется сигнал на отключение УУВ 10, который подается в него соответственно через ЦАП 15 и усилитель мощности 20. В зависимости от требуемой скорости увлажнения в УУВ 10 могут быть применены различные известные способы и системы увлажнения воздуха. Так, например, в статье «Технологии увлажнения и осушения воздуха» (URL: http://www.ecvest.ru/docrazdel.php?category_id=1968) приведено описание эксплуатируемых в настоящее время эффективных систем увлажнения воздуха работающих на принципе адиабатического и изотермического увлажнения воздуха. При адиабатическим увлажнении влажность воздуха повышается путем механической инжекции или разбрызгивания мелких частиц холодной воды в некотором объеме воздушной среды. В этом принципе при увлажнении воздуха температура и состояние воды не изменяется. Согласно приведенной классификации к основными технологиям увлажнения воздуха, построенным на адиабатическом принципе, относятся поверхностные, дисковые и форсуночные увлажнители. При изотермическом увлажнении влажность воздуха повышается посредством парообразования, возникающего в результате кипения воды. Очевидно, что в случае применения разветвленного трубопровода 8 и необходимости быстрого увлажнения воздуха целесообразно применение форсуночных увлажнителей, расположенных в дренажных отверстиях 7.After the user is seated in the AEC TS, the AEC TS is transferred from a hard state to a malleable. In this case, the HCV 10 is turned on and, using the corresponding valves (not shown conditionally in FIG.), BP 9 open the channels of the CCF 10 and block the channels of the CCF 11 and supply humidified air to the branched pipeline 8, which through the drainage holes 7 enters the blind holes 3 of the seat 1 and backs 2 made of polyvinylformal foam and moisturizes them. After reaching the required degree of their compliance, determined by the readings of the moisture sensors 6, the signal from the sensors through the ADC 18 enters the control system 13, is processed in the computer 14, and a signal is generated to turn off the control device 10, which is supplied to it through the DAC 15 and the power amplifier 20. Depending on the required humidification rate, various well-known methods and systems for humidification of air can be applied in HCS 10. So, for example, the article “Technologies for humidification and dehumidification of air” (URL: http://www.ecvest.ru/docrazdel.php?category_id=1968) describes the currently effective air humidification systems operating on the principle of adiabatic and isothermal humidification of air. With adiabatic humidification, air humidity rises by mechanical injection or spraying of small particles of cold water in a certain volume of air. In this principle, when humidified, the temperature and condition of the water does not change. According to the given classification, the main air humidification technologies, built on the adiabatic principle, include surface, disk and nozzle humidifiers. With isothermal humidification, air humidity rises through vaporization resulting from boiling water. It is obvious that in the case of using a branched pipeline 8 and the need for rapid humidification of air, it is advisable to use nozzle humidifiers located in the drainage holes 7.

При этом эти системы могут быть как автономными при индивидуальной эксплуатации АЭК ТС, так и централизованными при их групповой эксплуатации. Затем пользователь принимает в АЭК ТС требуемое или удобное ему положение, формируя поверхность контакта с АЭК ТС в соответствии индивидуальными антропометрическими данными своего тела и включается УОВ 11. При этом с помощью соответствующих клапанов (на фиг. условно не показаны) BP 9 открывают каналы УОВ 11 и перекрывают каналы УОВ 11. После включения УОВ 11 производится осушение воздуха в разветвленном трубопроводе 8 и через дренажные глухие отверстия 7, 3 - в плитах сиденья 1 и спинки 2 из пенополивинилформаля. Давление воздуха в разветвленном трубопроводе 8 и температура в плитах сиденья 1 и спинки 2 контролируется датчиками давления и температуры 12 и 5 соответственно. После осушения воздуха до установленной степени влажности, контролируемой датчиками влажности 6, отформованные в соответствии с индивидуальными антропометрическими данными тела пользователя плиты сиденья 1 и спинки 2 становятся жесткими и УОВ 11 выключается. В качестве УОВ 11 могут быть применены адсорбционные осушители, в которых удаление влаги из воздуха осуществляется адсорбентом. В абсорбционном осушителе адсорбент нанесен на рифленую поверхность вращающегося рабочего колеса, через поверхность которого отфильтрованный осушаемый воздух вытягивается одним из двух вентиляторов, расположенным с тыльной стороны рабочего колеса, затем осушенный воздух фильтруется, подогревается и вновь вытягивается через рифленую поверхность с адсорбентом вращающегося рабочего колеса. Процесс осушения происходит по замкнутому циклу до тех пор, пока не будет достигнута требуемая степень влажности воздуха. Схема такого осушителя приведена в статье «Технологии увлажнения и осушения воздуха» (URL: http://www.ecvest.ru/docrazdel.php?category_id=1968). В случае применения разветвленного замкнутого трубопровода 8 для организации циркуляции осушаемого воздуха достаточно применения одного вентилятора. Достоинством такого устройства осушения является то, что при определенной температуре адсорбент на рифленом колесе поглощает влагу, а при других условиях происходит обратный процесс. Таким образом, применение подобных адсорбционных осушителей воздуха позволяет объединить УУВ 10 и УОВ 11 в одно устройство.Moreover, these systems can be both autonomous during individual operation of AEC TS, and centralized during their group operation. Then the user takes in the desired or convenient position in the AEC TC, forming a contact surface with the AEC TC in accordance with the individual anthropometric data of his body and turns ON 11. At the same time, using the corresponding valves (not shown conditionally), BP 9 open the channels 9 and block the channels of the UOV 11. After turning on the UOV 11, the air is drained in the branched pipeline 8 and through the blind blind holes 7, 3 in the seat plates 1 and back 2 of polyvinylformal foam. The air pressure in the branched pipe 8 and the temperature in the plates of the seat 1 and back 2 are controlled by pressure and temperature sensors 12 and 5, respectively. After drying the air to a specified degree of humidity, controlled by humidity sensors 6, the seat plates 1 and backrest 2, molded in accordance with the individual anthropometric data of the user's body, become rigid and the UVR 11 is turned off. As UOV 11, adsorption dryers can be used in which moisture is removed from the air by an adsorbent. In the absorption dryer, the adsorbent is deposited on the corrugated surface of the rotating impeller, through the surface of which the filtered drained air is drawn by one of the two fans located on the back of the impeller, then the dried air is filtered, heated and again drawn through the corrugated surface with the adsorbent of the rotating impeller. The dehumidification process takes place in a closed cycle until the required degree of air humidity is reached. A diagram of such a dehumidifier is given in the article “Technologies for humidification and dehumidification of air” (URL: http://www.ecvest.ru/docrazdel.php?category_id=1968). In the case of using a branched closed pipeline 8 to organize the circulation of drained air, it is sufficient to use one fan. The advantage of such a drainage device is that at a certain temperature the adsorbent on the corrugated wheel absorbs moisture, and under other conditions the reverse process occurs. Thus, the use of such adsorption air dehumidifiers allows you to combine UUV 10 and UOV 11 in one device.

Для повышения степени комфортности АЭК ТС по разветвленному трубопроводу может быть организована циркуляция подогретого или охлажденного воздуха до получения комфортной температуры на сиденье 1 и спинке 2 АЭК ТС, контролируемой датчиками температуры 5.To increase the degree of comfort of the AEC TS through a branched pipeline, heated or cooled air can be circulated until a comfortable temperature is reached on the seat 1 and back 2 of the AEC TS controlled by temperature sensors 5.

Известно, что упругие свойства пенополивинилформаля зависят от степени его увлажнения. Это качество может быть использовано при необходимости обеспечения энергопоглощения при ударных нагрузках или виброизоляции тела пользователя АЭК ТС. Таким образом, пенополивинилформаль может использоваться как элемент системы активной виброизоляции, способной обеспечить защиту от ударных и вибрационных нагрузок в широком диапазоне частот колебаний. Так, например, в случае возникновения нештатной ситуации, например ожидаемой жесткой посадки летательного аппарата, сиденье 1 и спинка 2 АЭК ТС увлажняются до достижения степени упругости пенополивинилформаля величины, наиболее эффективной для энергопоглощении при ожидаемых ударных нагрузках. В случае турбулентности и возникновении вибрационных нагрузок, а также при езде на автомобиле по бездорожью путем увлажнения сиденья 1 и спинки 2 может быть обеспечена эффективная виброизоляция тела пользователя в широком диапазоне частот вибрационных нагрузок. В этих случаях для управления АЭК ТС дополнительно используются трехосные блоки акселерометров 4.It is known that the elastic properties of polyvinyl formaldehyde depend on its degree of moisture. This quality can be used if it is necessary to ensure energy absorption during shock loads or vibration isolation of the body of the user AEC TS. Thus, polyvinyl formal can be used as an element of an active vibration isolation system capable of providing protection against shock and vibration loads in a wide range of vibration frequencies. So, for example, in the event of an emergency, for example, the expected hard landing of the aircraft, the seat 1 and back 2 of the AEC TC are moistened until the degree of elasticity of the foamed polyvinyl formal is reached, which is most effective for energy absorption at the expected shock loads. In the case of turbulence and the occurrence of vibrational loads, as well as when driving in an off-road vehicle by moistening the seat 1 and backrest 2, effective vibration isolation of the user's body can be ensured over a wide range of vibration load frequencies. In these cases, to control the AEC TS, three-axis units of accelerometers 4 are additionally used.

Приведенное в описании свойство управляемой податливости и упругих свойств пенополивинилформаля в зависимости от степени его увлажнения может быть использовано при создании адаптируемых к опорной поверхности активных виброизолирующих опор, например, для станков или прецизионного оборудования. В этом случае целесообразно опору выполнять двухслойной: нижние слои опор после увлажнения и сушки адаптируются к неровностям опорной поверхности и выставляется на одинаковом уровне относительно горизонта; верхние слои опор увлажняются до требуемой степени упругости, в зависимости от частоты вибрационных воздействий и их упругие свойства могут управляемо изменяться в процессе эксплуатации защищаемого объекта. Аналогично и АЭК ТС также может быть выполнено с двухслойными сиденьем и спинкой, в которых наружный слой адаптируемый, а внутренний - энергопоглощающий и виброизолирующий.The property of controlled flexibility and elastic properties of polyvinylformal foam described in the description, depending on its moisture content, can be used to create active vibration-isolating supports adaptable to the supporting surface, for example, for machine tools or precision equipment. In this case, it is advisable to carry out the support in two layers: the lower layers of the supports, after wetting and drying, adapt to the irregularities of the support surface and are set at the same level relative to the horizon; the upper layers of the supports are moistened to the required degree of elasticity, depending on the frequency of vibrational influences and their elastic properties can be controlled in the course of operation of the protected object. Similarly, the AEC TS can also be made with a two-layer seat and back, in which the outer layer is adaptable, and the inner one is energy-absorbing and vibration-insulating.

Claims

1. A method of reversible adaptation and energy absorption of a vehicle seat, including sitting the user in the seat, transferring the surface of the seat in contact with the body from a rigid state to a malleable, accepting a desired position by the user and transferring the surface of the seat in contact with the body from a malleable state to a hard one, characterized in that the surface of the chair in contact with the body is transferred from a malleable state to a rigid one with a time delay, during which the user receives the required A fixed position until it becomes rigid, and in the event of an emergency, associated with shock and vibration impacts on the chair, it is adjustable elastically elastic, while the contact surface of the chair is made of porous hygroscopic material and packaged in a sealing shell, in which for to obtain a compliance state, the porous hygroscopic material is moistened, and to obtain a rigid state, it is dried and, if necessary, set and maintain a comfortable pace a body contact surface.

2. The method according to p. 1, characterized in that as a porous hygroscopic material using expanded polyvinyl formal.

3. A device for implementing the method of reversible adaptation and energy absorption of a vehicle seat, comprising a vehicle seat with a seat and a back, equipped with a device for the reversible adaptation of a body contacting surface, characterized in that the device of a reversible adaptation of the seat contact surface and the seat back of the seat is made in the form plates made of porous hygroscopic material, for example, structural foam polyvinyl formal, with blind holes evenly spaced the south side of the surface in contact with the body, each of the plates made of hygroscopic material is equipped with a triaxial accelerometer block and evenly distributed temperature and humidity sensors and blind holes, the inlets of which are connected to the corresponding outlet drainage holes of the branched pipeline, the inlet and outlet of which are connected respectively with the output and input of a humidification and dehumidification system, including an air distributor, humidification and dehumidification devices, electronic coupled with the triaxial units of the accelerometers, temperature, humidity and pressure sensors with a control system in the form of a computer with digital-to-analog converters, while the inputs of the control system are connected to the outputs of the analog-to-digital converters of the triaxial units of the accelerometers, temperature sensors, via the data buses of the analog-to-digital converters, humidity and pressure, and the outputs of the control system via the output data bus are connected respectively to the inputs of series-connected amplifiers NOSTA, diffuser valve, moistening device and dehumidifying device.