CN117912875A - 一种座椅占位微动开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种座椅占位微动开关，其包括：基座、安装于基座上的按键式微动开关、设于基座上的簧片、以及设于基座与簧片之间的支撑弹簧。其中，簧片上设有固定端以及活动端，固定端固设于基座上，基座上设有与活动端配合的工位槽，簧片的活动端与基座之间不接触。按键式微动开关固定安装于工位槽处；簧片受力发生弹性形变，活动端与按键式微动开关的触发头接触；簧片回复弹性形变，活动端与触发头分离。支撑弹簧的两端分别抵持在基座与簧片上，支撑弹簧为簧片提供一个远离基座的弹性力。该座椅占位微动开关能够更好地适应实际的使用场景，在长期使用过程中保持良好的灵敏度，同时具有较长的使用寿命。

Description

一种座椅占位微动开关

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种座椅占位微动开关。

背景技术

随着汽车业不断发展，汽车安全成为一项重要的课题，为了能够在发生安全事故时减小安全事故的伤害性，现有的轿车座位上都设有安全带，安全带在汽车发生碰撞过程中为驾乘人员提供了重要保障。

现有的，部分汽车座椅上会设置有占位传感器以及安全带传感器，占位传感器用于检测是否有人员坐在该座椅上，安全带传感器用于检测该座椅上的人员是否佩戴安全带。两者相互配合，当检测到该座椅上的人员未佩戴安全带时便会通过发出嗡鸣声音等方式做出提醒。但是，现有的占位传感器在使用一段时间后，容易出现感应不灵敏的问题。而且，现有的占位传感器使用寿命较短，尤其是在长时间或高频率触发的情况下，占位传感器的使用寿命会大打折扣。

为此，如何设计一种座椅占位微动开关，使其能够长期稳定保持良好的灵敏度，同时具有较长的使用寿命，这是该领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种座椅占位微动开关，使其能够长期稳定保持良好的灵敏度，同时具有较长的使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种座椅占位微动开关，包括：基座、安装于所述基座上的按键式微动开关、设于所述基座上的簧片、以及设于所述基座与所述簧片之间的支撑弹簧；

所述簧片上设有固定端以及活动端，所述固定端固设于所述基座上，所述基座上设有与所述活动端配合的工位槽，所述簧片的活动端与所述基座之间不接触；

所述按键式微动开关固定安装于所述工位槽处；所述簧片受力发生弹性形变，所述活动端与所述按键式微动开关的触发头接触；所述簧片回复弹性形变，所述活动端与所述触发头分离；

所述支撑弹簧的两端分别抵持在所述基座与所述簧片上，所述支撑弹簧为所述簧片提供一个远离所述基座的弹性力。

在其中一个实施例中，

所述基座上设有凸柱，所述支撑弹簧的定位端套设并夹持于所述凸柱上；所述簧片的中心位置上开设有定位凹槽，所述支撑弹簧的移动端陷入所述定位凹槽内；

所述簧片受力发生弹性形变，所述支撑弹簧的移动端跟随所述定位凹槽移动，以使得所述支撑弹簧偏移并伸长；

所述簧片回复弹性形变，所述支撑弹簧的移动端跟随所述定位凹槽移动，以使得所述支撑弹簧回正并压缩。

在其中一个实施例中，所述基座上设有相互交错的凸棱，所述凸棱与所述凸柱之间形成限位间隙，所述支撑弹簧陷入所述限位间隙中且受到所述凸棱与所述凸柱的夹持。

在其中一个实施例中，所述基座上设有与所述固定端配合的插接位，所述插接位处设有卡持凸块，所述簧片的固定端上设有与所述卡持凸块对应的卡接凹槽，当所述固定端插接到位后，所述卡持凸块与所述卡接凹槽卡持。

在其中一个实施例中，所述簧片的活动端处具有凸起，所述凸起形成倒钩结构及压持平面，所述基座的工位槽处设有与所述凸起配合的防脱钩。

在其中一个实施例中，所述簧片的活动端的两侧边缘上开设有避空切口，所述避空切口用于防止所述活动端的边缘与所述基座发生剐蹭。

在其中一个实施例中，所述按键式微动开关上设有定位柱，所述基座的工位槽处设有相应的定位孔，所述定位柱插接卡持于所述定位孔内。

在其中一个实施例中，所述基座上设有弹性卡扣，所述弹性卡扣用于固定安装所述基座。

在其中一个实施例中，所述簧片为金属材质，所述基座为塑胶材质，且所述基座通过注塑工艺一体成型。

在其中一个实施例中，所述簧片与所述基座均为塑胶材质，且所述基座通过注塑工艺一体成型。

综上，本发明的座椅占位微动开关能够更好地适应实际的使用场景，在长期使用过程中保持良好的灵敏度，同时具有较长的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的座椅占位微动开关的结构示意图；

图2为图1所示的座椅占位微动开关的分解示意图；

图3为图1所示的座椅占位微动开关的局部剖视图；

图4为图1所示的座椅占位微动开关的平面示意图；

图5为图2所示的基座以及按键式微动开关的结构示意图；

图6为使用过程中簧片在面对不同情形时的状态示意图；

图7为图2所示的基座、簧片以及支撑弹簧的结构示意图；

图8为簧片在发生弹性形变与回复弹性形变时支撑弹簧的变化状态示意图；

图9为其中一个实施例中簧片的结构示意图；

图10为另一个实施例中簧片的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种座椅占位微动开关10，其安装在汽车座椅上用于检测当前座椅上是否有人员，并配合安全带传感器以确定该座椅上的人员是否佩戴安全带。

要提前说明的是，座椅占位微动开关10需要满足以下两点基本要求：其一，要求具备良好的灵敏度，当人员坐下后，占位微动传感器能够受压触发，同时其所要求的压力不能过大，以便体重较轻的小孩也能触发占位微动传感器；其二，要求具备较长的使用寿命，占位微动传感器需要被应用于载客交通工具上，其既可能面对短时间内多次被触发的情形，也可能面对长时间保持受压的情形，因此占位微动传感器应当具有可靠的结构和较长的寿命，从而避免经常维修或更换。以上两点也是本发明座椅占位微动开关10所要解决和改进的技术问题。

如图1及图2所示，本发明的座椅占位微动开关10包括：基座100、安装于基座100上的按键式微动开关200、设于基座100上的簧片300、以及设于基座100与簧片300之间的支撑弹簧400。其中，簧片300上设有固定端310以及活动端320，固定端310固设于基座100上（即簧片300一端固定，另一端随着簧片300的变形而发生滑动）。基座100上设有与活动端320配合的工位槽110，且为避免出现摩擦卡滞的现象，簧片300的活动端320与基座100之间并不接触。

如图3、图4及图5所示，按键式微动开关200固定安装于工位槽110处，当簧片300受力发生弹性形变，活动端320将与按键式微动开关200的触发头201接触，以触发按键式微动开关200。当簧片300回复弹性形变，活动端320又将与触发头201分离。

支撑弹簧400的两端分别抵持在基座100与簧片300上（如图4所示），支撑弹簧400为簧片300提供一个远离基座100的弹性力。支撑弹簧400是本发明座椅占位微动开关10实现良好感应性能以及延长使用寿命的关键所在，其设计原理将在下文进行说明。

在本实施例中，基座100上设有凸柱101（如图2及图4所示），支撑弹簧400的定位端套设并夹持于凸柱101上。簧片300的中心位置上开设有定位凹槽301（如图7所示），支撑弹簧400的移动端陷入定位凹槽301内。

簧片300受力发生弹性形变，支撑弹簧400的移动端跟随定位凹槽301移动，以使得支撑弹簧400偏移并伸长（如图8下方的图所示，A点与B点之间的距离变长）；簧片300回复弹性形变，支撑弹簧400的移动端跟随定位凹槽301移动，以使得支撑弹簧400回正并压缩（如图8上方的图所示，A点与B点之间的距离变短）。

优选的，簧片300的活动端320处具有凸起321（如图2所示），凸起321形成倒钩结构及压持平面，基座100的工位槽110处设有与凸起321配合的防脱钩111（如图3所示）。当簧片300受压变形时，活动端320滑动靠近按键式微动开关200，凸起321的压持平面抵持触发头201（如图3所示）；当外力卸载后，簧片300变形复位，活动端320远离按键式微动开关200，且凸起321的倒钩结构将与防脱钩111相互卡持，从而将簧片300定型。

下面，结合上述具体结构，对本发明的座椅占位微动开关10的基本工作原理进行阐述说明：

使用时，将座椅占位微动开关10安装在坐垫内，当乘客坐到该座椅时，乘客的重力会使坐垫塌陷，进而给簧片300一个向下的压力。该压力会克服簧片300及支撑弹簧400的弹性力，使得支撑弹簧400被压缩、簧片300发生坍塌变形。此时，由于簧片300的固定端310不可移动，则其活动端320将随着簧片300的变形而发生滑动。活动端320靠近并抵持在按键式微动开关200的触发头201上，按键式微动开关200被触发，从而认定当前座椅上存在乘客；

当乘客离开后，坐垫的压力消失，簧片300及支撑弹簧400在弹性力作用下将复位变形，支撑弹簧400伸展且簧片300重新拱起。此时，簧片300的活动端320远离按键式微动开关200，凸起321的倒钩结构将与防脱钩111相互卡持（活动端320移动到极限位置）。按键式微动开关200未被触发，从而认定当前座椅上没有乘客。

现有技术中，仅依靠簧片300的弹性形变也可以实现占位微动传感器的基本功能（即乘客坐下时触发），但是，现有技术中仅依靠簧片300的占位传感器存在有寿命较短、灵敏度容易降低的问题。经过发明人仔细研究，发现现有技术的问题主要源于以下原因：

为读者方便理解，请参考图6所示的多幅示意图，并且多幅示意图分别标注有数字标记1至4；

在初始状态下（不受压力状态下），簧片300的形态如数字标记1所示，簧片300的中心与基座100的A点处在同一直线上，该直线可称为簧片300的中心垂直线；

在理想状态下，受压时，簧片300的形态如数字标记2所示，簧片300的活动端320移动，且簧片300的中心与基座100的A点错开，如图簧片300的中心垂直线将处在A点的右侧。同时，理想状态下簧片300均匀变形，位于中心垂直线两侧的簧片300相互对称；

但是实际使用过程中簧片300受压变形并不均匀，当压力较大时，簧片300的活动端320已经移动到极限位置，此时过大的压力将会导致簧片300的中心区域发生弯折变形，簧片300的形态如数字标记3所示。此刻，簧片300的中心区域受到过大的应力，尤其是当乘客频繁起落时，簧片300在短时间内多次过度折弯变形，这将对簧片300的材料本身造成破坏，进而导致簧片300的弹性衰退，甚至导致簧片300断裂损坏；

其次，实际使用过程中，外部压力可能并不落在簧片300的中心，如数字标记4所示，外部压力落在簧片300中心垂直线的左侧，此时簧片300受压变形，簧片300的中心与基座100的A点错开，且中心垂直线两侧的簧片300变形程度并不相同。如果簧片300长时间处于该状态，则会导致簧片300的弹性衰退，从而造成占位微动传感器的灵敏度降低。

为解决现有技术中寿命较短、灵敏度容易降低的问题，本发明的座椅占位微动开关10特别增设了支撑弹簧400，并对基座100及簧片300做了相应改进。支撑弹簧400是在综合考虑设计成本、使用场景以及实现效果的基础上所做的设计，其具体的设计原理如下：

其一，在初始状态下，支撑弹簧400为簧片300提供向上的顶持力，促使簧片300完全拱起，这样能够确保簧片300的活动端320远离按键式微动开关200，从而避免簧片300在不受力情况下误触按键式微动开关200；

其二，当压力较大时，如图6的数字标记3所示，过大的压力将会导致簧片300的中心区域发生弯折变形，此时支撑弹簧400能够分担簧片300的压力，从而减小簧片300的弯折变形程度，避免簧片300的中心区域应力过分集中，如此增强了簧片300的耐久性，延长其使用寿命；

其三，当压力偏置时，如图6的数字标记4所示，簧片300在中心垂直线两侧的变形程度不同，此时支撑弹簧400的形态能够相应改变并且为簧片300分担压力，增强了簧片300的耐久性。同时，在复位时，支撑弹簧400还可以为簧片300提供回复拉力，使得簧片300快速复位；

其四，支撑弹簧400有利于保持灵敏度，由于支撑弹簧400本身遵循胡克定律（应力与单位变形量之间成线性关系），当初始状态下的簧片300开始受压时，只需要较小的压力便可以促使簧片300及支撑弹簧400发生变形，如此便不会影响座椅占位微动开关10原本的灵敏度。而且，当压力过大时，支撑弹簧400能够吸收更大的压力，从而减小簧片300所受的应力，从而减缓簧片300的弹性衰退，有利于保持座椅占位微动开关10的灵敏度；

其五，支撑弹簧400的结构简单且可靠，其一端套设并夹持于基座100的凸柱101上，且另一端陷入簧片300的定位凹槽301内。当簧片300受压变形时，其中心会与基座100的A点错开，如图6所示。支撑弹簧400会相应发生倾斜，以适应簧片300的变形，且变形后的支撑弹簧400的两端仍能够保持稳定，其并不会因抖动或磕碰而发生错位，确保了座椅占位微动开关10的稳定性。同时，支撑弹簧400结构简单，降低了生产成本。

可见，本发明的座椅占位微动开关10相比于现有技术，其能够更好地应对实际使用过程中出现的问题，适应压力较小、压力过大、频繁施压或者长时间受压等情形，具备更良好的感应性能、更好的耐久性及更长久的使用寿命。

在此，要特别说明的是，如图8所示，簧片300受力发生弹性形变，支撑弹簧400的移动端跟随定位凹槽301移动，以使得支撑弹簧400偏移并伸长；簧片300回复弹性形变，支撑弹簧400的移动端跟随定位凹槽301移动，以使得支撑弹簧400回正并压缩。这样的结构设计，解决了相应的技术问题并带来了如下技术效果：

1、在簧片300回复弹性形变时，由于A点与B点之间的距离相对会变短，使得原本就处于压缩状态的支撑弹簧400进一步压缩，支撑弹簧400的弹性力会进一步增大并作用于簧片300上，这就会使得簧片300的复位稳定性更好，提高簧片300的使用寿命；

2、在簧片300受力发生弹性形变时，由于A点与B点之间的距离相对会变长，使得原本就处于压缩状态的支撑弹簧400适当伸长一些，支撑弹簧400的弹性力会相对小一些，簧片300所受到的支撑弹簧400的弹性力也会相对小一些，这就使得簧片300会更容易地发生弹性形变（不会受到过大的外力干扰），从而提高簧片300的活动端320与按键式微动开关200的接触灵敏度；

3、在簧片300受力发生弹性形变时，整个支撑弹簧400会发生一定角度的偏摆，偏摆后的支撑弹簧400会有发生回正的弹性力，该回正弹性力作用于簧片300上，这有对簧片300回复弹性形变起到了一定的辅助作用；

4、在簧片300受力发生弹性形变时，支撑弹簧400的移动端跟随定位凹槽301移动，该B点是与外力主要接触的地方，在支撑弹簧400的移动端的抵持下，该B点不容易由于受力过大而发生折弯断裂；

5、簧片300的中心位置上开设有定位凹槽301，支撑弹簧400的移动端陷入定位凹槽301内，开设有定位凹槽301的工艺较为简单，且不会对簧片300的弹性形变造成影响；而不是在簧片300的中心位置上设置凸柱，让支撑弹簧400的移动端卡接在凸柱上，假如在簧片300的中心位置上设置凸柱，在簧片300发生弹性形变时，凸柱与簧片300的接触边缘处会产生应力集中现象，簧片300容易产生裂纹。

还要说明的是，为进一步防止簧片300在受压过程中出现过度折弯的情况，基座100的工位槽110被设置为镂空结构（如图3及图4所示），使得活动端320与基座100之间并不接触，簧片300的活动端320可落入该镂空结构，从而为簧片300的过度形变提供一定的避让空间。

在其中一个实施例中，如图9所示，簧片300的活动端320的两侧边缘上开设有避空切口322，避空切口322用于防止活动端320的边缘与基座100发生剐蹭，进而避免活动端320卡滞。当然，在其他实施例中，如图10所示，活动端320的两侧边缘也可以设置成倾斜面323，其能够为活动端320滑入镂空结构提供一定引导作用，从而避免活动端320卡滞。

在本实施例中，如图2及图4所示，基座100上设有与固定端310配合的插接位120，插接位120处设有卡持凸块121，簧片300的固定端310上设有与卡持凸块121对应的卡接凹槽311。使用时，将固定端310插接到插接位120以实现簧片300的快速固定安装，此时卡持凸块121与卡接凹槽311卡持，以防止使用过程中固定端310脱落。

优选的，基座100上设有相互交错的凸棱102（如图7所示），凸棱102与凸柱101之间形成限位间隙，支撑弹簧400陷入限位间隙中且受到凸棱102与凸柱101的夹持。凸棱102除了可以配合凸柱101形成限位间隙以便夹持固定支撑弹簧400外，还可以提高基座100的强度，提高其抗压弯性能（其作用相当于加强筋）。

按键式微动开关200上设有定位柱210（如图2所示），基座100的工位槽110处设有相应的定位孔112（如图5所示），定位柱210插接卡持于定位孔112内，以实现将按键式微动开关200快速固定安装到工位槽110处。优选的，基座100上还设有弹性卡扣130，弹性卡扣130用于将基座100快捷安装到座椅上。

在本实施例中，簧片300为金属材质，基座100为塑胶材质，且基座100通过注塑工艺一体成型。生产时，基座100、按键式微动开关200、簧片300及支撑弹簧400分别单独生产，随后再将按键式微动开关200、簧片300及支撑弹簧400组装到基座100上，最后将基座100安装到坐垫内。在其他实施例中，为节约生产成本，簧片300与基座100均为塑胶材质，且基座100通过注塑工艺一体成型。

综上所述，本发明的座椅占位微动开关10能够更好地适应实际的使用场景，在长期使用过程中保持良好的灵敏度，同时具有较长的使用寿命。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种座椅占位微动开关，其特征在于，包括：基座、安装于所述基座上的按键式微动开关、设于所述基座上的簧片、以及设于所述基座与所述簧片之间的支撑弹簧；

所述簧片上设有固定端以及活动端，所述固定端固设于所述基座上，所述基座上设有与所述活动端配合的工位槽，所述簧片的活动端与所述基座之间不接触；

所述按键式微动开关固定安装于所述工位槽处；所述簧片受力发生弹性形变，所述活动端与所述按键式微动开关的触发头接触；所述簧片回复弹性形变，所述活动端与所述触发头分离；

所述支撑弹簧的两端分别抵持在所述基座与所述簧片上，所述支撑弹簧为所述簧片提供一个远离所述基座的弹性力。

2.根据权利要求1所述的座椅占位微动开关，其特征在于，

所述基座上设有凸柱，所述支撑弹簧的定位端套设并夹持于所述凸柱上；所述簧片的中心位置上开设有定位凹槽，所述支撑弹簧的移动端陷入所述定位凹槽内；

所述簧片受力发生弹性形变，所述支撑弹簧的移动端跟随所述定位凹槽移动，以使得所述支撑弹簧偏移并伸长；

所述簧片回复弹性形变，所述支撑弹簧的移动端跟随所述定位凹槽移动，以使得所述支撑弹簧回正并压缩。

3.根据权利要求2所述的座椅占位微动开关，其特征在于，所述基座上设有相互交错的凸棱，所述凸棱与所述凸柱之间形成限位间隙，所述支撑弹簧陷入所述限位间隙中且受到所述凸棱与所述凸柱的夹持。

4.根据权利要求1所述的座椅占位微动开关，其特征在于，所述基座上设有与所述固定端配合的插接位，所述插接位处设有卡持凸块，所述簧片的固定端上设有与所述卡持凸块对应的卡接凹槽，当所述固定端插接到位后，所述卡持凸块与所述卡接凹槽卡持。

5.根据权利要求1所述的座椅占位微动开关，其特征在于，所述簧片的活动端处具有凸起，所述凸起形成倒钩结构及压持平面，所述基座的工位槽处设有与所述凸起配合的防脱钩。

6.根据权利要求1所述的座椅占位微动开关，其特征在于，所述簧片的活动端的两侧边缘上开设有避空切口，所述避空切口用于防止所述活动端的边缘与所述基座发生剐蹭。

7.根据权利要求1所述的座椅占位微动开关，其特征在于，所述按键式微动开关上设有定位柱，所述基座的工位槽处设有相应的定位孔，所述定位柱插接卡持于所述定位孔内。

8.根据权利要求7所述的座椅占位微动开关，其特征在于，所述基座上设有弹性卡扣，所述弹性卡扣用于固定安装所述基座。

9.根据权利要求1所述的座椅占位微动开关，其特征在于，所述簧片为金属材质，所述基座为塑胶材质，且所述基座通过注塑工艺一体成型。

10.根据权利要求1所述的座椅占位微动开关，其特征在于，所述簧片与所述基座均为塑胶材质，且所述基座通过注塑工艺一体成型。