CN114643916A - 一种汽车座椅的主动防护装置、方法、汽车座椅及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车座椅的主动防护装置、方法、汽车座椅及车辆，属于汽车座椅安全装置领域，一种汽车座椅的主动防护装置，包括设置在座椅本体靠背上的固定板，所述固定板上设置有主动腰肋部防护装置，所述主动腰肋部防护装置包括设置在固定板外侧的主动贴靠机构，所述主动贴靠机构两侧对称布置有主动围靠机构，所述主动贴靠机构和主动围靠机构外侧设置有用于采集接触压力的感压组件。本发明由主动贴靠机构与主动围靠机构组成的主动腰肋部防护装置，能够在驾驶员，特别是老年人驾驶员驾驶汽车过程中，对其背部主动进行贴靠、支撑，为驾驶员调整驾驶姿势时提供更多的调整空间，减轻肌肉负荷，能够在汽车发生碰撞时对其脊柱骨骼进行保护。

Description

一种汽车座椅的主动防护装置、方法、汽车座椅及车辆
技术领域
本发明公开了一种汽车座椅的主动防护装置、方法、汽车座椅及车辆，属于汽车座椅安全装置领域。
背景技术
经100多年来的不断改进、创新，凝聚了人类的智慧和匠心，并得益于石油、钢铁、铝、化工、塑料、机械设备、电力、道路网、电子技术与金融等多种行业的支撑，带动了汽车的不断发展，成为今日这样具有多种型式、不同规格，广泛用于社会经济生活多种领域的交通运输工具。
座椅作为汽车车身主要结构之一，其质量及使用体验感是消费者购车的重要依据。现有的汽车座椅为满足消费者舒适性驾车体验感，提高其竞争力，其改进多为符合人体力学的座椅表面结构改进，如表面材料的革新，从纺织品到人工皮革，使汽车座椅的舒适性、耐磨性、美观性、光滑性等方面得到综合提升。
随着全球范围的老龄化加剧加深，人口老龄化有可能成为21世纪最重要的社会趋势之一，几乎所有社会领域都受其影响，汽车领域也是如此。而现有的汽车座椅只能满足对年轻驾驶员的驾车需求，众所周知，老年人群人体机能下降明显，其骨骼较为脆弱，在驾车过程中，每隔一段时间需要轻微活动身体，调整一下驾驶姿势，防止肌肉僵硬，在离开座椅靠背后，缺少相应的背部支撑措施，此时老年人体腰肋部相关肌肉负荷较大，易引起疲劳驾驶，缺少对驾驶员特别是老年驾驶员的驾驶姿势纠偏装置，驾驶姿势不正确同样容易引起驾车疲劳，甚至导致老年驾驶员脊柱侧弯，且在汽车发生碰撞时，极易导致脊柱骨骼受损，现有的汽车座椅缺乏对老年人人体骨骼的主动保护。
发明内容
本发明的目的在于解决目前现有的汽车座椅缺少相应的背部支撑措施，以及缺少对驾驶员特别是老年驾驶员的驾驶姿势纠偏装置，老年人体腰肋部相关肌肉负荷较大，驾驶姿势不正确，容易引起驾车疲劳，甚至导致老年驾驶员脊柱侧弯，且在汽车发生碰撞时，极易导致脊柱骨骼受损，缺乏对老年人人体骨骼的主动保护的问题。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种汽车座椅的主动防护装置，包括设置在座椅本体靠背上的固定板，所述固定板上设置有主动腰肋部防护装置，所述主动腰肋部防护装置包括设置在固定板外侧的主动贴靠机构，所述主动贴靠机构两侧对称布置有主动围靠机构，所述主动贴靠机构和主动围靠机构外侧设置有用于采集接触压力的感压组件，所述主动贴靠机构外侧中部设置有用于测量与人体背部之间距离的激光测距传感器，所述主动贴靠机构、主动围靠机构、激光测距传感器和感压组件分别与车载控制器电性连接。
优选的是，所述主动贴靠机构包括固定在固定板外侧的固定支架，所述固定支架通过滑轨总成与靠板连接，所述靠板通过蜗轮蜗杆升降机与固定板外侧连接，所述靠板外侧中部设置有激光测距传感器，所述感压组件包括主动贴靠感压组件，所述主动贴靠感压组件设置在激光测距传感器两侧靠板上。
优选的是，所述靠板上设置有第一靠垫，所述第一靠垫扣合在主动贴靠感压组件上。
优选的是，所述滑轨总成包括对称固定布置在固定支架内侧的滑轨，所述靠板内侧对称固定布置有与滑轨滑动配合滑条，两根所述滑条靠近靠板一端通过连接杆连接在一起。
优选的是，所述主动围靠机构包括固定在固定支架外侧的安装架，所述安装架外侧设置有自动收放卷装置，所述靠板端部铰接有柔性支撑总成，所述自动收放卷装置通过钢丝绳与柔性支撑总成配合传动，所述感压组件还包括主动围靠感压组件，所述主动围靠感压组件设置在柔性支撑总成外侧。
优选的是，所述柔性支撑总成包括依次铰接的若干个梯形支撑块，两个所述梯形支撑块相邻侧通过V型弹片相互配合连接，若干个所述梯形支撑块上分别设置有通道，所述V型弹片上设有与通道相对应的滑道，所述通道内转动设置有第一导向轮，所述钢丝绳分别与若干第一导向轮配合且一端固定在自动收放卷装置的收放卷筒侧面，另一端固定在柔性支撑总成端部梯形支撑块的第一导向轮上，所述主动围靠感压组件设置在梯形支撑块外侧。
优选的是，所述安装架外侧通过支架旋转设置有与钢丝绳配合的第二导向轮，所述靠板一端旋转设置有与钢丝绳配合的第三导向轮，所述梯形支撑块外侧设置有第二靠垫，所述第二靠垫扣合在主动围靠感压组件上。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种汽车座椅的主动防护方法，包括：
步骤S10，通过所述主动围靠感压组件、主动贴靠感压组件和激光测距传感器分别获取侧位合围压力数据、背面贴靠压力数据和驾驶员背部与座椅本体靠背之间的距离数据并反馈给车载控制器；
步骤S20，所述车载控制器获取侧位合围压力数据、背面贴靠压力数据和驾驶员背部与座椅本体靠背之间的距离数据确定蜗轮蜗杆升降机和自动收放卷装置的驱动参数；
步骤S30，通过所述车载控制器判断主动围靠感压组件、主动贴靠感压组件和激光测距传感器实时监测数据是否符合期望：
是，重复步骤S10；
否，按照确定的蜗轮蜗杆升降机和自动收放卷装置的驱动参数继续工作直到符合期望。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种汽车座椅，包括座椅本体以及第一方面所述的汽车座椅的主动防护装置。
根据本发明实施例的第死方面，提供了一种车辆，包括车辆本体以及第一方面所述的汽车座椅。
与现有技术相比，本发明提供了一种汽车座椅的主动防护装置、方法、汽车座椅及车辆，具备以下有益效果：
本发明，通过在现有汽车座椅结构的基础上，增设由主动贴靠机构与主动围靠机构组成的主动腰肋部防护装置，能够在驾驶员，特别是老年人驾驶员驾驶汽车过程中，对其背部主动进行贴靠、支撑，为驾驶员调整驾驶姿势时提供更多的调整空间，减轻肌肉负荷，不易引起驾车疲劳，采用侧位合围的方式为老年驾驶员腰肋部提供保护，同时对其驾驶姿势起到纠偏作用，使驾驶员始终保持正确的驾车姿势，养成良好的驾车习惯，避免由于长期驾驶姿势不正确引起的老年驾驶员脊柱侧弯，且能够在汽车发生碰撞时对其脊柱骨骼进行保护。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
图1是本发明一种汽车座椅的主动防护装置的结构示意图；
图2是本发明一种汽车座椅的主动防护装置主动贴靠机构的结构示意图；
图3是本发明一种汽车座椅的主动防护装置主动围靠机构的结构示意图；
图4是本发明一种汽车座椅的主动防护装置主动围靠机构的部分结构示意图；
图5是本发明一种汽车座椅的主动防护装置的电气连接图；
图6是本发明一种汽车座椅的等轴测视图。
其中：
1-座椅本体、2-固定板、3-主动腰肋部防护装置、4-主动贴靠机构、401-固定支架、402-蜗轮蜗杆升降机、403-滑轨、404-滑条、405-靠板、406-连接杆、407-第一靠垫、5-主动围靠机构、501-自动收放卷装置、502-钢丝绳、503-合页、504-梯形支撑块、505-V型弹片、506-第一导向轮、507-安装架、508-第二靠垫、509-第二导向轮、6-感压组件、601-主动贴靠感压组件、602-主动围靠感压组件、7-激光测距传感器、8-人体。
具体实施方式
以下根据附图1-6对本发明做进一步说明：
下面将结合附图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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明第一实施例在现有技术的基础上提供了一种汽车座椅的主动防护装置，包括：座椅本体1、固定板2、主动腰肋部防护装置3和车载控制器，固定板2安装在座椅本体1靠背上，主动腰肋部防护装置3安装在固定板2外侧，肋部防护装置3主要采用背面贴靠、侧位合围的方式为人体8骨骼提供保护，减轻肌肉负荷，同时还能够对驾驶员的驾车姿势进行矫正，从而形成对人体8的脊柱、肋骨的保护。主动腰肋部防护装置3包括：主动贴靠机构4、主动围靠机构5、感压组件6和激光测距传感器7，主动贴靠机构4安装在固定板2外侧，主动贴靠机构4两侧对称布置有主动围靠机构5，主动围靠机构5是由左右对称设置的两组，主动围靠机构5结构构造一致，主动贴靠机构4和主动围靠机构5外侧安装有用于采集接触压力的感压组件6，主动贴靠机构4外侧中部安装有用于测量与人体8背部之间距离的激光测距传感器7，主动贴靠机构4、主动围靠机构5、激光测距传感器7和感压组件6分别与车载控制器电性连接，接下来将详细介绍一下上述提到的各组件的结构和相互之间的连接关系。
首先介绍一下主动贴靠机构4，用于主动贴靠于人体8背部，由于驾驶员在长时间驾车过程中，需要轻微活动一下身体，防止肌肉僵硬，如图2所示，包括：固定支架401、蜗轮蜗杆升降机402、滑轨总成、靠板405、连接杆406和第一靠垫407，固定支架401固定在固定板2外侧的，固定支架401通过滑轨总成与靠板405连接，滑轨总成包括对称螺栓固定布置在固定支架401内侧的滑轨403，靠板405内侧对称螺栓固定布置有与滑轨403滑动配合滑条404，两根滑条404靠近靠板405一端通过连接杆406连接在一起。
靠板405通过蜗轮蜗杆升降机402与固定板2外侧连接，涡轮蜗杆升降机402是由壳体、安装于壳体内的主动蜗杆、贯穿壳体的顶升蜗杆、通过轴承装配于壳体内并与顶升蜗杆螺纹配合的涡轮，壳体通过固定架固定安装于固定板2上，壳体外安装有用于驱动主动蜗杆旋转的驱动电机，涡轮与主动蜗杆啮合，工作时，通过车载控制器控制驱动电机工作，驱动电机驱动主动蜗杆旋转，从而通过主动蜗杆带动涡轮旋转，由涡轮带动顶升蜗杆上升，由于涡轮蜗杆升降机402整体处于横放状态，所以应用于本装置内时，顶升蜗杆实则为直线推动连接杆406带动滑条404分别沿两个滑轨403向前直线滑动。
靠板405外侧中部安装有激光测距传感器，感压组件6包括主动贴靠感压组件601，主动贴靠感压组件601安装在激光测距传感器7两侧靠板405上。靠板405上安装有第一靠垫407，第一靠垫407扣合在主动贴靠感压组件601上。第一靠垫407的内部材质为海绵泡沫，表面包覆有人工皮革，最优为天然皮革，使第一靠垫407具有弹性好、表面耐磨、舒适性佳的特点；实际应用时，将第一靠垫407外壁表面设计为与人体8背部轮廓相适配的形状，能够与人体8背部贴合更为紧密，使与人体8背部接触感觉更为舒适。
当通过感压组件601检测到驾驶员上半身脱离座椅靠背，激光测距传感器7测量到驾驶员背部与座椅靠背之间的距离长度后，通过车载控制器控制涡轮蜗杆升降机402的电机工作，通过顶升蜗杆直线推动连接杆406带动滑条404分别沿两个滑轨403向前直线滑动，至滑动一个驾驶员背部到座椅靠背之间的距离长度为止，此时，靠板405与人体8背部接触，实现对人体8背部的支撑。
上面介绍完主动贴靠机构4，下面将介绍一下主动围靠机构5，如图3-4所示，包括：自动收放卷装置501、钢丝绳502和柔性支撑总成，安装架507通过螺栓固定在固定支架401外侧，安装架507外侧安装有自动收放卷装置501，靠板405端部铰接有柔性支撑总成，自动收放卷装置501通过钢丝绳502与柔性支撑总成配合传动。柔性支撑总成包括依次通过合页503铰接的若干个梯形支撑块504，两个梯形支撑块504相邻侧通过V型弹片505相互配合连接，若干个梯形支撑块504上分别安装有通道，V型弹片505的设置是为了使车辆停止启动时，自动收放卷装置501放卷后，利用V型弹片505的弹性使各梯形支撑块504之间保持一定间距，即使两组围靠装置保持贴靠于座椅靠背表面的初始状态。V型弹片505上设有与通道相对应的滑道，通道内转动安装有第一导向轮506，钢丝绳502分别与若干第一导向轮506配合且一端固定在自动收放卷装置501的收放卷筒侧面，另一端固定在柔性支撑总成端部梯形支撑块504的第一导向轮506上，当通过激光测距传感器7检测到驾驶员停坐于座椅上，激光测距传感器7检测方式为：激光测距传感器7检测到人体8障碍物后，测量所得的人体8障碍物与座椅靠背距离长度小于车辆仪表台到座椅靠背之间的距离长度，并在车辆启动后，首先控制主动贴靠机构4的涡轮蜗杆升降机402推动靠板405与人体8背部接触，实现对人体8背部的支撑，当通过靠板405上的感压元件检测到靠板405与人体8背部完成接触后，控制自动收放卷装置501进行收卷操作，通过拉动钢丝绳502，此时，各第一导向轮506起到对钢丝绳502走向的导向作用，采用相邻的导向轮上下面交替接触的连接方式，在拉动钢丝绳502过程中，使各梯形支撑块504做绕围运动时更为顺畅、稳定。相邻的两个梯形支撑块504沿合页503展开后，对人体8的腰肋部进行半合围，梯形支撑块504可设置6、7、8个不等，展开后呈绕人体8的腰肋部运动，以束缚的形式贴靠于腰肋部上，在车辆行驶过程中始终与人体8腰肋部保持接触，能够对驾驶员的驾车姿势进行矫正，使驾驶员始终保持正确的驾车姿势，养成良好的驾车习惯，同时与人体8腰肋部微压力接触时为人体8腰肋部及其内部骨骼提供保护。
感压组件6还包括主动围靠感压组件602，主动围靠感压组件602安装在柔性支撑总成外侧。在安装架507外侧通过支架旋转安装有与钢丝绳502配合的第二导向轮509，靠板405一端旋转安装有与钢丝绳502配合的第三导向轮，第三导向轮起到对连接于最内侧的梯形支撑块504内的第一导向轮506与处于安装架507上的第二导向轮509之间的钢丝绳502进行过渡导向的作用，钢丝绳502收卷路径自处于***的梯形支撑块504内通道依次向处于内围的梯形支撑块504内通道起始，通过靠板405内空腔、第三导向轮过渡，最后由收放卷筒完成收卷。
感压组件6还包括主动围靠感压组件602，主动围靠感压组件602安装在柔性支撑总成外侧。梯形支撑块504外侧安装有第二靠垫508，第二靠垫508扣合在主动围靠感压组件602上。相邻的两个第二靠垫508之间设有间隙，间隙的设置能够为梯形支撑块504合围贴靠人体8腰肋部时提供空间，在完成对腰肋部的贴靠后，通过梯形支撑块504上的感压元件检测梯形支撑块504贴靠于人体8腰肋部上时的压力，使该接触压力处于舒适接触压力区间内即可；第二靠垫508的内部材质为海绵泡沫，表面包覆人有工皮革，最优为天然皮革，使第二靠垫508具有弹性好、表面耐磨、舒适性佳的特点；最优的，将第二靠垫508外壁表面设计为与人体8腰肋部轮廓相适配的内凹弧形状，能够与人体8腰肋部贴合更为紧密，使接触感觉更为舒适。
本发明第二实施例在第一实施例的基础上提供了一种汽车座椅的主动防护方法，
首先介绍一下汽车座椅的主动防护装置的电气连接图如图5所示，主动围靠感压组件602、主动贴靠感压组件601、激光测距传感器7、蜗轮蜗杆升降机402和自动收放卷装置501分别与车载控制器电性连接。基于第一实施例汽车座椅的主动防护装置的汽车座椅的主动防护方法包括如下步骤：
步骤S10，通过所述主动围靠感压组件602、主动贴靠感压组件601和激光测距传感器7分别获取侧位合围压力数据、背面贴靠压力数据和驾驶员背部与座椅本体1靠背之间的距离数据并反馈给车载控制器；
步骤S20，车载控制器获取侧位合围压力数据、背面贴靠压力数据和驾驶员背部与座椅本体1靠背之间的距离数据确定蜗轮蜗杆升降机402和自动收放卷装置501的驱动参数；
步骤S30，通过所述车载控制器判断主动围靠感压组件602、主动贴靠感压组件601和激光测距传感器7实时监测数据是否符合期望：
是，重复步骤S10；
否，按照确定的蜗轮蜗杆升降机402和自动收放卷装置501的驱动参数继续工作直到符合期望。
本发明第三实施例在第一实施例的基础上提供了一种汽车座椅，如图6所示，包括座椅本体1以及第一实施例中所述的汽车座椅的主动防护装置。
本发明第四实施例在第一实施例的基础上提供了一种车辆，包括车辆本体以及第一实施例所述的汽车座椅。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种汽车座椅的主动防护装置，其特征在于，包括设置在座椅本体(1)靠背上的固定板(2)，所述固定板(2)上设置有主动腰肋部防护装置(3)，所述主动腰肋部防护装置(3)包括设置在固定板(2)外侧的主动贴靠机构(4)，所述主动贴靠机构(4)两侧对称布置有主动围靠机构(5)，所述主动贴靠机构(4)和主动围靠机构(5)外侧设置有用于采集接触压力的感压组件(6)，所述主动贴靠机构(4)外侧中部设置有用于测量与人体(8)背部之间距离的激光测距传感器(7)，所述主动贴靠机构(4)、主动围靠机构(5)、激光测距传感器(7)和感压组件(6)分别与车载控制器电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车座椅的主动防护装置，其特征在于，所述主动贴靠机构(4)包括固定在固定板(2)外侧的固定支架(401)，所述固定支架(401)通过滑轨总成与靠板(405)连接，所述靠板(405)通过蜗轮蜗杆升降机(402)与固定板(2)外侧连接，所述靠板(405)外侧中部设置有激光测距传感器(7)，所述感压组件(6)包括主动贴靠感压组件(601)，所述主动贴靠感压组件(601)设置在激光测距传感器(7)两侧靠板(405)上。
3.根据权利要求2所述的一种汽车座椅的主动防护装置，其特征在于，所述靠板(405)上设置有第一靠垫(407)，所述第一靠垫(407)扣合在主动贴靠感压组件(601)上。
4.根据权利要求2或3所述的一种汽车座椅的主动防护装置，其特征在于，所述滑轨总成包括对称固定布置在固定支架(401)内侧的滑轨(403)，所述靠板(405)内侧对称固定布置有与滑轨(403)滑动配合滑条(404)，两根所述滑条(404)靠近靠板(405)一端通过连接杆(406)连接在一起。
5.根据权利要求4所述的一种汽车座椅的主动防护装置，其特征在于，所述主动围靠机构(5)包括固定在固定支架(401)外侧的安装架(507)，所述安装架(507)外侧设置有自动收放卷装置(501)，所述靠板(405)端部铰接有柔性支撑总成，所述自动收放卷装置(501)通过钢丝绳(502)与柔性支撑总成配合传动，所述感压组件(6)还包括主动围靠感压组件(602)，所述主动围靠感压组件(602)布置在柔性支撑总成外侧。
6.根据权利要求5所述的一种汽车座椅的主动防护装置，其特征在于，所述柔性支撑总成包括依次铰接的若干个梯形支撑块(504)，两个所述梯形支撑块(504)相邻侧通过V型弹片(505)相互配合连接，若干个所述梯形支撑块(504)上分别设置有通道，所述V型弹片(505)上设有与通道相对应的滑道，所述通道内转动设置有第一导向轮(506)，所述钢丝绳(502)分别与若干第一导向轮(506)配合且一端固定在自动收放卷装置(501)的收放卷筒侧面，另一端固定在柔性支撑总成端部梯形支撑块(504)的第一导向轮(506)上，所述主动围靠感压组件(602)设置在梯形支撑块(504)外侧。
7.根据权利要求6所述的一种汽车座椅的主动防护装置，其特征在于，所述安装架(507)外侧通过支架旋转设置有与钢丝绳(502)配合的第二导向轮(509)，所述靠板(405)一端旋转设置有与钢丝绳(502)配合的第三导向轮，所述梯形支撑块(504)外侧设置有第二靠垫(508)，所述第二靠垫(508)扣合在主动围靠感压组件(602)上。
8.一种汽车座椅的主动防护方法，其特征在于，包括：
步骤S10，通过所述主动围靠感压组件(602)、主动贴靠感压组件(601)和激光测距传感器(7)分别获取侧位合围压力数据、背面贴靠压力数据和驾驶员背部与座椅本体(1)靠背之间的距离数据并反馈给车载控制器；
步骤S20，所述车载控制器获取侧位合围压力数据、背面贴靠压力数据和驾驶员背部与座椅本体(1)靠背之间的距离数据确定蜗轮蜗杆升降机(402)和自动收放卷装置(501)的驱动参数；
步骤S30，通过所述车载控制器判断主动围靠感压组件(602)、主动贴靠感压组件(601)和激光测距传感器(7)实时监测数据是否符合期望：
是，重复步骤S10；
否，按照确定的蜗轮蜗杆升降机(402)和自动收放卷装置(501)的驱动参数继续工作直到符合期望。
9.一种汽车座椅，其特征在于，包括座椅本体(1)以及权利要求7中所述的汽车座椅的主动防护装置。
10.一种车辆，其特征在于，包括车辆本体以及权利要求9所述的汽车座椅。
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