一种靠背向后翻转与座垫齐平的座椅结构及调节方法与流程

1.本发明涉及汽车座椅技术领域，尤其涉及一种靠背向后翻转与座垫齐平的座椅结构及调节方法。


背景技术：

2.汽车座椅作为汽车的重要部件，其舒适程度在行车时发挥了特别重要的作用。尤其是在长途旅行过程中，需要停车进行适当休息，驾驶员希望能够将座椅放平，实现平躺功能。
3.中国专利cn110949200a(公布日为2020年4月3日)，公开了一种汽车前排座椅及其放平控制方法，包括头枕、靠背和座垫，还包括靠背翻转组件、解锁组件和头枕翻转组件，所述靠背翻转组件用于带动所述靠背向后翻转并触发所述解锁组件，所述解锁组件被触发后解锁所述头枕翻转组件，所述头枕翻转组件带动所述头枕向后翻转，所述头枕翻转到位后，所述靠背翻转到与后排座垫对接。前排座椅的靠背与后排坐垫对接后，形成一张完整的床，可以供用户平躺休息。但是该发明的靠背骨架与座垫骨架采用铰接，靠背骨架的旋转轴设置在座垫骨架后上方，当靠背骨架相对于座垫骨架向后翻转放平时，靠背骨架的背靠面和座垫骨架顶面之间会形成台阶；同时为了保证乘坐的舒适性和安全性，在靠背骨架外部还会包裹发泡形成座椅的靠背，在座垫骨架外部包裹发泡形成座椅的座垫，从而导致翻转放平的靠背与座垫之间存在高度差问题，不能实现靠背与座垫完全齐平，乘员在平躺休息时会感觉腰部不舒适。
4.现有技术中，前排靠背骨架与座垫骨架通常采用同步杆与调角器铰接，是为了实现汽车前排座椅的多角度调节功能。另外，靠背骨架的旋转轴设置在座垫骨架后上方，是为了避免靠背在角度调节过程中与座垫发生干涉，同时确保靠背与座垫之间在任何角度都没有间隙。靠背骨架的旋转中心即同步杆的轴心，如图1所示。当靠背向后翻转放平后，靠背与座垫在z向的高度差h是靠背旋转中心c与座垫顶面之间的距离及靠背旋转中心c与靠背的背靠面的距离之和，如图2所示。
5.虽然现有技术中，前排座椅也有高度调节，但都是对座椅的靠背和座垫整体进行调节，不能单独对座垫的高度进行调节，因此也无法消除这个高度差。另外，这个高度差仅通过增加座垫发泡的厚度虽然理论上可以消除，但会带来其他问题，如乘坐状态时无法满足人机工程学。
6.因此，如何在保留现有前排座椅多角度调节功能的同时消除靠背向后翻转放平时与座垫之间的高度差，是我们亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种靠背向后翻转与座垫齐平的座椅结构及调节方法，能够实现对座垫的高度进行局部调节，使翻转后的靠背与座垫齐平，从而解决靠背翻转放平后与座垫之间的高度差问题。
8.为实现上述目的，本发明涉及一种靠背向后翻转与座垫齐平的座椅结构，它包括靠背骨架、座垫骨架、包裹在靠背骨架外的靠背、包裹在座垫骨架外的座垫，靠背骨架与座垫骨架铰接，它还包括设置在座垫骨架上的后端调节机构和前端调节机构；所述座垫的后段发泡开设有开口，后端调节机构上设有与开口匹配的发泡块，后端调节机构用于调节发泡块相对开口的高度，使发泡块能与翻转后的靠背的背靠面齐平；所述座垫的中段发泡的两侧均开设有预切口，前端调节机构能使中段发泡进行翻转，使中段发泡的后端面与发泡块的顶面对齐。
9.作为优选方案，所述后端调节机构包括第一驱动机构以及与第一驱动机构连接的调节板，第一驱动机构可带动调节板沿开口上下移动，以调节位于调节板上端的发泡块的高度。结构设计简单，仅通过调节板沿座垫高度方向上下移动即可实现发泡块相对开口高度的调节，使发泡块能与翻转后的靠背的背靠面齐平。
10.作为优选方案，所述前端调节机构包括第二驱动机构，旋转轴和旋转板，旋转板两端分别与第二驱动机构和旋转轴可转动连接；第二驱动机构可带动旋转板绕旋转轴转动，以调节位于旋转板上端的中段发泡的转动角度。结构设计简单，仅通过旋转板的转动即可实现中段发泡的翻转运动，使中段发泡的后端面与发泡块的顶面对齐。
11.作为优选方案，所述第一驱动机构包括第一电机、涡轮杆、支撑板和螺母；所述涡轮杆与第一电机的输出轴同轴固定连接，涡轮杆沿座垫高度方向设置，支撑板穿过涡轮杆和螺母固定连接，螺母与涡轮杆螺纹连接。结构设计简单，螺母与涡轮杆配合，传动效率高。调节板通过支撑板和螺母的带动从而沿开口上下移动，结构稳固，可以防止调节板上下移动过程中发生偏转，使靠背与座垫不能保持齐平。
12.作为优选方案，所述第二驱动机构包括第二电机，涡轮轴和旋转支架；所述涡轮轴与第二电机的输出轴同轴固定连接，涡轮轴沿座垫左右方向设置，旋转支架固定在涡轮轴上，旋转支架能随涡轮轴同步转动，旋转支架能带动旋转板绕旋转轴转动。通过旋转支架的转动从而带动旋转板绕旋转轴转动，结构设计简单，易于推广应用。
13.作为优选方案，所述调节板为方形，与发泡块的形状相匹配，调节板中间设有用于安装座垫后簧架的第一缺口。第一缺口的设计既可以减轻调节板的重量，第一缺口内部安装座垫后簧架还可以增加乘坐的舒适性。
14.作为优选方案，所述旋转板与中段发泡的形状相匹配，旋转板中间设有用于安装座垫前簧架的第二缺口。第二缺口的设计既可以减轻旋转板的重量，第二缺口内部安装座垫后簧架还可以增加乘坐的舒适性。
15.作为优选方案，所述旋转板中间带有折弯，与乘员乘坐姿态相适应，以满足舒适性要求。
16.本发明还涉及一种基于靠背向后翻转与座垫齐平的座椅结构的调节方法，所述调节方法包括以下步骤：
17.s1.将靠背骨架相对座垫骨架向后翻转到极限位置，使靠背与座垫保持水平；
18.s2.启动第一电机，使螺母绕涡轮杆向上旋转，从而带动调节板沿座垫向上移动；
19.s3.调节板向上移动从而带动发泡块沿开口向上移动，直到发泡块顶面与靠背的背靠面齐平，停止第一电机；
20.s4.启动第二电机，使旋转支架绕涡轮轴转动，从而带动旋转板绕涡轮轴向上翻
转；
21.s5.旋转板向上翻转从而带动中段发泡向上翻转，直到中段发泡的后端面与发泡块的顶面对齐，停止第二电机；
22.s6.靠背与座垫后端保持齐平，没有高度差，调节完成。
23.本发明的有益效果：
24.本发明设计的后端调节机构、前端调节机构以及对座垫发泡进行的局部改进，使靠背骨架相对座垫骨架向后翻转到极限位置，靠背与座垫能保持齐平。具体调节方法是通过后端调节机构调节发泡块相对开口的高度，使发泡块与翻转后的靠背的背靠面齐平，通过前端调节机构使中段发泡向上翻转，使中段发泡的后端面与发泡块的顶面对齐，从而达到翻转后的靠背能与座垫保持齐平的目的。本发明在保留现有座椅骨架多向调节功能的同时，还增加躺平功效，从而解决靠背翻转放平后与座垫之间的高度差问题，提高乘员平躺休息时腰部的舒适性。
25.另外，当靠背不需要翻转放平时，也可以通过后端调节机构、前端调节机构对座垫进行局部调节，以适应不同身高的乘员的坐姿需求，适应性高。
附图说明
26.图1为现有技术中座椅骨架的立体结构图；
27.图2为现有技术中靠背向后翻转放平的立体结构图；
28.图3为本发明的靠背向后翻转放平的立体结构图；
29.图4为本发明的座垫发泡的立体结构图；
30.图5为本发明的后端调节机构的立体结构图；
31.图6为图5中第一驱动机构与后连接板安装的立体结构图；
32.图7为图5中调节板、后簧架安装的立体结构图；
33.图8为本发明的前端调节机构的立体结构图；
34.图9为图8中第二驱动机构与前连接板安装的立体结构图；
35.图10为后端调节机构与座垫骨架安装的立体结构图；
36.图11为前端调节机构与座垫骨架安装的立体结构图；
37.图12为前、后端调节机构与座垫骨架安装的立体结构图；
38.图中各部件标号如下：
39.高度差h，靠背旋转中心c；
40.靠背10，靠背骨架101，座垫20，座垫骨架201，后段发泡202，开口203，发泡块204，中段发泡205，预切口206；
41.后端调节机构30：第一驱动机构31(第一电机2，涡轮杆3，螺母5，支撑板4)，后连接板1(第一连接板101，第二连接板102，第三连接板103，第四连接板104)，调节板6，后簧架7，第一缺口17；
42.前端调节机构40：第二驱动机构41(第二电机9，涡轮轴15，旋转支架11)，前连接板8(第五连接板801，第六连接板802，第七连接板803，第八连接板804)，旋转板12，前簧架13，旋转轴14，第二缺口16。
具体实施方式
43.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
44.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。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
45.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；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。
46.定义x向为前后方向，y向为左右方向，z向为高度方向，如图1所示。
47.图1为现有技术中座椅骨架的立体结构图，靠背骨架101上的同步杆和调角器设置在座垫骨架201后上方；靠背骨架101相对座垫骨架201可绕靠背旋转中心c向后翻转。
48.图2为现有技术中靠背向后翻转放平的立体结构图，靠背10与座垫20在z向存在高度差h。
49.如图3、4所示，本发明设计的一种靠背向后翻转与座垫齐平的座椅结构，它包括靠背骨架101、座垫骨架201、包裹在靠背骨架101外的靠背10、包裹在座垫骨架201外的座垫20，靠背骨架101与座垫骨架201铰接，它还包括设置在座垫骨架201上的后端调节机构30和前端调节机构40；所述座垫20的后段发泡202开设有开口203，后端调节机构30上设有与开口203匹配的发泡块204，后端调节机构30用于调节发泡块204相对开口203的高度，使发泡块204能与翻转后的靠背10的背靠面齐平；所述座垫20的中段发泡205的两侧均开设有预切口206，前端调节机构40能使中段发泡205进行翻转，使中段发泡205的后端面与发泡块204的顶面对齐，没有高度差，此时，中段发泡205作为发泡块204与前段发泡之间的过渡段，使乘客躺下后，腰部和腿部能保持舒适的姿态。
50.如图5所示，所述后端调节机构30包括两个第一驱动机构31、两个后连接板1和一个调节板6、后簧架7，两个后连接板1分别焊接固定在座垫骨架201左右两侧，两个第一驱动机构31分别焊接固定在两个后连接板1上，调节板6设置在两个第一驱动机构31之间；第一驱动机构31可带动调节板6沿开口203上下移动，以调节位于调节板6上端的发泡块204的高度。
51.如图6所示，所述第一驱动机构31包括第一电机2、涡轮杆3、支撑板4和螺母5；所述涡轮杆3与第一电机2的输出轴同轴固定连接，涡轮杆3沿座垫20高度方向设置，支撑板4中间设有通孔，支撑板4一端穿过涡轮杆3和螺母5焊接固定连接，支撑板4另一端与调节板6焊接固定连接，螺母5与涡轮杆3螺纹连接。
52.后连接板1包括水平设置的第一连接板101、第四连接板104和竖直设置的第二连接板102、第三连接板103。第四连接板104上端与第一电机2焊接固定，第三连接板103底端与第四连接板104垂直连接，第三连接板103顶端与第一连接板101垂直连接，第二连接板102垂直设置在第一连接板101下端；后连接板1通过第一连接板101、第二连接板102与座垫骨架201侧面焊接固定。
53.如图7所示，所述调节板6为方形刚性连接板，与发泡块204的形状相匹配，调节板6中间设有用于安装座垫后簧架7的第一缺口17，后簧架7有四个，后簧架7为蛇形簧架，属于现有技术。
54.图10为后端调节机构30与座垫骨架201安装的立体结构图。
55.如图8所示，所述前端调节机构40包括一个前连接板8、第二驱动机构41、旋转轴14、旋转板12和四个前簧架13；旋转轴14两端分别焊接固定在座垫骨架201左右两侧，旋转板12一端与第二驱动机构41中的旋转支架11可活动的接触，旋转板12另一端穿设在旋转轴14上并与旋转轴14铰接，旋转支架11带动旋转板12绕旋转轴14转动，以调节位于转板12上端的中段发泡205的转动角度。旋转板12设置在第二电机9上端，防止旋转板12绕旋转轴14转动时与第二电机9干涉。
56.所述旋转板12为刚性连接板，与中段发泡205的形状相匹配，旋转板12中间设有用于安装座垫前簧架13的第二缺口16。所述旋转板12中间有三处折弯，与乘员乘坐姿态相适应，以满足舒适性要求。
57.前簧架13为蛇形簧架，属于现有技术。
58.如图9所示，所述第二驱动机构41包括第二电机9，涡轮轴15和两个旋转支架11；所述涡轮轴15与第二电机9的输出轴同轴焊接固定连接，涡轮轴15沿座垫20左右方向设置，两个旋转支架11焊接固定在涡轮轴15上，两个旋转支架11能随涡轮轴15同步转动，两个旋转支架11能带动旋转板12绕旋转轴14转动。第二电机9焊接固定在前连接板8上。
59.前连接板8包括水平设置的第六连接板802、第八连接板804和竖直设置的第五连接板801、第七连接板803；第七连接板803底端与第八连接板804垂直连接，第七连接板803中部与第二电机9焊接固定，第七连接板803顶端与第六连接板802垂直连接，第五连接板801垂直设置在第五连接板801上端；前连接板8通过第五连接板801、第六连接板802与座垫骨架201侧面焊接固定。
60.图11为前端调节机构40与座垫骨架201安装的立体结构图。
61.后端调节机构30装配顺序如下：
62.步骤1先将一侧的后连接板1与第一驱动机构31中的第一电机2焊接在一起；
63.步骤2支撑板4与螺母5焊接在一起；
64.步骤3焊接后的支撑板4、螺母5与涡轮杆3通过螺纹连接装配起来；
65.步骤4重复步骤1-3完成另一侧的后连接板1与第一驱动机构31的连接；
66.步骤5将4个蛇形后簧架7预先悬挂在调节板6上；
67.步骤6将调节板6两端分别与两个第一驱动机构31中的支撑板4焊接在一起；
68.步骤7将两个后连接板1分别焊接到座垫骨架201左右两侧。
69.前端调节机构40装配顺序如下：
70.步骤1将前连接板8与第二电机9底面焊接固定在一起；
71.步骤2涡轮轴15与第二电机9装配在一起；
72.步骤32个旋转支架11与涡轮轴15焊接固定在一起；
73.步骤44个蛇形前簧架13预先悬挂在旋转板12上；
74.步骤5将旋转板12一端与2个旋转支架11焊接固定，旋转板12另一端穿设在旋转轴14上；
75.步骤6旋转轴14穿过旋转板12与座垫骨架201铆接在一起。
76.步骤7前连接板8与座垫骨架201侧面焊接在一起。
77.图12为前、后端调节机构与座垫骨架安装的立体结构图。
78.因本发明在靠背10向后翻转放平时，座垫后段发泡块204在后端调节机构30的作用下会上升到和靠背10的背靠面齐平，中段发泡205在前端调节机构40作用下会向上翻转，使中段发泡205的后端面与发泡块204顶面对齐。因此对座垫发泡外部包裹的面套的弹性和耐磨性要求很高，能够适应发泡块204、中段发泡205的反复调节需。
79.本发明还涉及一种基于靠背向后翻转与座垫齐平的座椅结构的调节方法，所述调节方法包括以下步骤：
80.s1.将靠背骨架101相对座垫骨架201向后翻转到极限位置，使靠背10与座垫20保持水平；
81.s2.启动第一电机2，使螺母5绕涡轮杆3向上旋转，从而带动调节板6沿座垫20向上移动；
82.s3.调节板6向上移动从而带动发泡块204沿开口203向上移动，直到发泡块204顶面与靠背10的背靠面齐平，停止第一电机2；
83.s4.启动第二电机9，使旋转支架11绕涡轮轴15转动，从而带动旋转板12绕涡轮轴15向上翻转；
84.s5.旋转板12向上翻转从而带动中段发泡205向上翻转，直到中段发泡205的后端面与发泡块204的顶面对齐，停止第二电机9；
85.s6.靠背10与座垫20后端保持齐平，没有高度差，调节完成。
86.需要说明，这种调节机构适用于任何靠背和座垫铰接连接的座椅，不仅适合前排座椅，也适合中排座椅。
87.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本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。