一种零重力座椅的正面碰撞约束系统及车辆的制作方法

1.本发明涉及汽车安全领域，具体涉及零重力座椅的正面碰撞约束系统及车辆。


背景技术：

2.随着用户对车辆使用场景需求的不断增加，出现了一种汽车零重力座椅，其特点是座椅靠背和坐垫倾角可大幅调整，使乘员处于接近平躺的姿态，以增加乘员的乘坐舒适性。
3.目前，该坐姿下的乘员保护方案有两种：第一种是不复位型，即不增加额外约束系统装置，且碰撞前或碰撞过程中座椅不回到正常乘坐位置。该方案存在的问题是：1、乘员姿态接近水平，乘员脊柱轴线方向与乘员躯干惯性力即水平方向之间夹角变小，正面碰撞时，乘员脊柱易受乘员躯干惯性力的轴向压缩而发生损伤；2、乘员头部和胸部远离正面气囊，碰撞后气囊无法为乘员头胸提供保护。
4.第二种是主动复位型，其原理是首先通过车辆感知系统获取自车与周围车辆的行驶状态，其次由决策系统判断自车与周围车辆发生碰撞的概率，当计算出碰撞无法避免后，在车辆还未发生碰撞事故前即预碰撞阶段，由执行系统将座椅复位，使原约束系统即安全带与安全气囊在碰撞过程中保护乘员。该方案还处于概念阶段，其存在如下缺点：1、对车辆感知系统和决策系统的精度要求特别高，易使执行系统误触发；2、预碰撞阶段时间极短，现有执行系统没有足够的能力使约束系统复位，即使执行系统在将来具备相应能力，其短时间内的大幅度回位动作也可能造成乘员某些身体部位过载而损伤。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种零重力座椅的正面碰撞约束系统及车辆，其能够在车辆发生正面碰撞后，阻止乘员躯干沿座椅靠背的滑移趋势，避免乘员躯干在惯性力作用下对乘员脊柱造成压缩损伤；在惯性作用下，使座椅回到正常乘坐位置，让原约束系统发挥最优保护效果；并且在座椅复位过程中，通过阻尼缓冲装置，耗散传递至乘员上的能量，进一步降低乘员损伤。
6.本发明所述的零重力座椅的正面碰撞约束系统，包括靠背骨架和坐垫骨架，所述靠背骨架上设有限制乘员躯干的止动件，所述坐垫骨架下方设有滑动座，所述滑动座前后滑动连接于车身地板的滑轨上，所述坐垫骨架底面后部与滑动座后部通过第一连杆铰接，所述坐垫骨架底面前部通过倾角调节组件与滑动座前部连接，所述倾角调节组件与滑动座之间设有第一阻尼组件，所述滑轨上设有第二阻尼组件且第二阻尼组件位于滑动座前方。
7.进一步，所述止动件包括与乘员手臂相适配的套体，所述套体与靠背骨架之间通过安装部固定连接。
8.进一步，所述倾角调节组件包括驱动件、第二连杆和第三连杆，所述第二连杆上端与坐垫骨架底面前部铰接，第二连杆下端与第三连杆上端铰接，第三连杆下端与滑动座前部铰接，第三连杆中部与驱动件固定连接且由驱动件带动第三连杆绕滑动座转动，所述第
一阻尼组件上端与第三连杆固定连接，第一阻尼组件下端与滑动座固定连接。
9.一种车辆，包括座椅总成，所述座椅总成包括上述的零重力座椅的正面碰撞约束系统。
10.本发明与现有技术相比具有如下有益效果。
11.1、本发明所述靠背骨架上设有限制乘员躯干的止动件，在车辆发生正面碰撞后，止动件的设置有效阻止了乘员躯干沿座椅靠背的滑移趋势，避免了乘员躯干在惯性力作用下对乘员脊柱造成压缩损伤。由碰撞信号触发并在惯性作用下座椅总成进行复位动作，使座椅回到正常乘坐位置，让原约束系统发挥最优保护效果。并且在座椅复位过程中，通过布置阻尼缓冲装置，即在所述倾角调节组件与滑动座之间设有第一阻尼组件，所述滑轨上设有第二阻尼组件且第二阻尼组件位于滑动座前方，耗散传递至乘员上的能量，进一步降低了乘员损伤。
12.2、本发明结构简单，布置方便快捷，工作稳定性好，不易误触发。
附图说明
13.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明所述止动件的工作示意图；图3是本发明所述止动件与座椅靠背的连接结构示意图之一；图4是本发明所述止动件与座椅靠背的连接结构示意图之二；图5是本发明所述止动件与座椅靠背的连接结构示意图之三；图6是本发明所述第一阻尼组件的布置示意图；图7是本发明所述第二阻尼组件的布置示意图。
14.图中，1—靠背骨架，2—坐垫骨架，3—止动件，31—套体，32—安装部，4—滑动座，5—滑轨，6—第一连杆，7—倾角调节组件，71—驱动件，72—第二连杆，73—第三连杆，8—第一阻尼组件，9—第二阻尼组件，10—乘员，101—乘员手臂，102—乘员躯干，103—乘员下肢，11—现有约束系统，12—行程调节电机。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明作详细说明。
16.参见图1、图2、图6和图7，所示的零重力座椅的正面碰撞约束系统，包括靠背骨架1和坐垫骨架2，所述靠背骨架1上设有限制乘员躯干102的止动件3，所述坐垫骨架2下方设有滑动座4，所述滑动座4前后滑动连接于车身地板的滑轨5上，所述坐垫骨架2底面后部与滑动座4后部通过第一连杆6铰接，所述坐垫骨架2底面前部通过倾角调节组件7与滑动座4前部连接，所述倾角调节组件7与滑动座4之间设有第一阻尼组件8，所述滑轨5上设有第二阻尼组件9且第二阻尼组件9位于滑动座前方。
17.所述倾角调节组件7包括驱动件71、第二连杆72和第三连杆73，所述第二连杆72上端与坐垫骨架2底面前部铰接，第二连杆72下端与第三连杆73上端铰接，第三连杆73下端与滑动座4前部铰接，第三连杆73中部与驱动件71固定连接且由驱动件71带动第三连杆73绕滑动座4转动，所述第一阻尼组件8上端与第三连杆73固定连接，第一阻尼组件8下端与滑动座4固定连接。
18.参见图3至图5，所述止动件3包括与乘员手臂101相适配的套体31，所述套体31与靠背骨架1之间通过安装部32固定连接。需要说明的是，所述止动件3不限于穿戴在乘员手臂101上，可根据需要设计在靠背骨架1不同位置，并作用于乘员躯干102的不同部位。
19.止动件3的套体31与靠背骨架1的关联关系为固定式、可重复分合式或摩擦式。
20.参见图3，固定式止动件3的套体31通过安装部32与靠背骨架1固定连接，且安装部32与靠背骨架1的粘合力可根据需要进行设计；参见图4，可重复分合式止动件3的套体31呈封闭结构，安装部32位于套体31和靠背骨架1之间，且安装部32为粘合结构，安装或拆卸方便快捷，能够实现止动件3与靠背骨架1的快速分离或连接。
21.参见图5，摩擦式止动件3的套体与靠背骨架1表面的摩擦材料相适配，以靠背骨架1表面的摩擦材料作为安装部32。
22.本发明所述零重力座椅的正面碰撞约束系统的具体工作时，包括如下步骤：一、碰撞发生后，止动件3的套体31作用于乘员10腋下，阻止乘员躯干102在惯性作用下沿座椅靠背骨架1向下的运动趋势，有效避免了脊柱的压缩损伤。
23.二、倾角调节组件7的驱动件71在碰撞信号触发下制动释放。
24.三、乘员1通过止动件3拉动靠背骨架1朝前运动，、乘员下肢103压迫坐垫骨架2上的坐垫，使座椅总成作逆时针旋转运动，即向正常乘坐位置做复位运动。
25.同步的，坐垫逆时针旋转下压，倾角调节组件7的第二连杆72相对于坐垫骨架2作顺时针旋转，倾角调节组件7的第三连杆72相对于相对于滑动座4作逆时针旋转。
26.同步的，倾角调节组件7的驱动件71在第三连杆73的带动下反转，并带动耗能负载，实现碰撞能量向热量的转化与耗散。
27.同步的，第三连杆73逆时针旋转过程中压缩第一阻尼组件8。
28.四、当坐垫骨架2倾角回到正常位置后，倾角调节组件7的驱动件71制动，阻止倾角进一步变化。
29.五、在座椅总成逆时针旋转过程中，乘员10和座椅总成同步的在正碰过程中受惯性作用向前运动，带动滑动座4沿滑轨5朝前运动，进而滑动座4前端压缩第二阻尼调节组件9。当滑动座4行程回到正常位置后，用于调节滑动座4运动的行程调节电机12制动，阻止滑动座4行程进一步变化。
30.六、当整个座椅和乘员姿态均回到正常位置后，现有约束系统11启动，使得乘员10得到有效保护。
31.一种车辆，包括座椅总成，所述座椅总成包括上述的零重力座椅的正面碰撞约束系统。
32.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。