專利名稱：一種車用凸輪式振動座椅的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車用振動座椅，尤其涉及一種車輛疲勞駕駛預防及警醒用的凸輪式振動座椅。
背景技術：
隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展和城鄉(xiāng)居民生活水平的日益提高，汽車消費迅速增長，車輛駕駛員在長時間連續(xù)行車后，容易產生生理機能和心理機能的失調，而在客觀上出現(xiàn)駕駛技能下降的現(xiàn)象。尤其高速公路上所有車輛都保持較高的速度各行其道有序的行進，駕駛人員的精力始終處于高度緊張的狀態(tài)，體力消耗也較大，而且會不知不覺地提高車速，甚至喪失制動減速意識。在這種環(huán)境下長時間駕駛車輛會感到單調、枯燥，既容易產生松懈或疲勞。而且在高速公路上高速行駛的條件下，一旦發(fā)生交通事故，則容易產生重、特大交通事故，且事故容易殃及其他車輛，造成二次連鎖事故。隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，高速公路在道路運輸中將扮演越來越重要的角色，也將承擔更多交通量。因此，不排除將來高速公路上交通事故數(shù)不降反增的情況?，F(xiàn)有技術中，或接觸式或利用圖像傳感器等的非接觸式疲勞檢測技術正在大力發(fā)展，但在檢測到駕駛人員疲勞駕駛后大多是及時發(fā)出報警信號而已，存在較多缺點刺激不強烈，起效所需時間長，刺激強度不可調控等。若是在高速公路上行使，車輛駕駛人員的反應稍有遲疑都將造成不可估計的后果。因此我們尋求一種新的技術，在接收到控制信號后，能產生迅速而強烈的刺激，有效促使駕駛人員精神興奮，消除因長期駕駛產生的精神松懈及大腦疲勞；而且在駕駛人員清醒的時候，只要控制電信號的產生規(guī)律和強度，就能有規(guī)律的產生不同強度的刺激，從而直接避免了因長期駕駛產生的精神松懈及大腦疲勞。這將大大減少因長期駕駛導致疲勞和松懈而帶來的交通事故，更好地保障駕駛人員的生命和財產安全。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種在接收到控制信號后，能對駕駛員產生迅速而強烈刺激的振動座椅。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種車用凸輪式振動座椅，包括底板、座板、電機，底板上表面設置軸承支撐架，至少兩個左右對稱分布的內導向柱，以及用于將底板固定在駕駛座椅上的螺栓連接孔；所述電機固定安裝在所述底板上表面；所述座板下表面設置滾子和至少兩個左右對稱布置的外導向槽，所述外導向槽與所述底板上表面的內導向柱相配合構成導向機構，座板只能沿著導向機構上下移動一個自由度；所述車用凸輪式振動座椅還包括凸輪連桿裝置，包括軸承、凸輪、大齒輪，所述軸承置于所述底板上表面的軸承支撐架上；所述凸輪與所述座板上的滾子相配構成凸輪急回機構，由于凸輪的設計存在急回特性，能平穩(wěn)上升，急速落下，當電機接收到信號便會迅速轉動，在開始上升的時候，駕駛員會有一定的異樣感，當滾子到達凸輪最高位置后，將瞬間下落，從而左右座板快速下落，此時會給駕駛員一個強烈的墜落感，疲勞的精神受到一定的沖擊，從而達到警醒的作用；所述大齒輪與所述電機的小齒輪相配合構成動力傳動機構，所述的電機為動力源，可以是帶反饋的力矩電機或者功率稍大的伺服電機，要求是轉速可以調。優(yōu)選地，所述內導向柱設置限位孔，用于安裝限位螺栓，所述外導向槽上設置限位塊，所述限位螺栓和所述限位塊相配構成限位機構，限制座板的縱向位移，防止座板脫離。優(yōu)選地，所述內導向柱包括左右各一個主導向柱和前后各兩個輔助導向柱；所述外導向槽包括左右各一個主導向槽和前后各兩個輔助導向槽。優(yōu)選地，所述底板上表面設置有下保護塊，所述座板下表面設置有上保護塊，上、下保護塊相配合構成振動保護機構，可在座椅下落瞬間避免凸輪與滾子之間的撞擊，保護滾子與凸輪。優(yōu)選地，所述每塊座板的保護塊為三塊，呈三角形布置，這樣可以提高保護塊的穩(wěn)定性，所述底板上的保護塊與所述座板上的保護塊數(shù)量相同，位置相應，常態(tài)下主要是由上下保護塊來支撐座板。優(yōu)選地,所述振動保護機構還包括減震套,所述減震套安裝在所述上、下保護塊相對的面，所述減震套可以是橡膠套，也可以是新型塑料，可在不影響振動效果的前提下，減小底板和座板保護塊之間的振動損傷，延長使用壽命。優(yōu)選地，所述振動保護機構的上、下保護塊之間的距離小于所述滾子最高位置與最低位置之間的高度差。優(yōu)選地，所述上、下保護塊之間的距離為5毫米至20毫米之間。優(yōu)選地，所述內導向柱上刻有細油槽，作用是儲存潤滑油，保證導向機構的潤滑，減小摩擦。優(yōu)選地，所述座板為左右兩塊，結構相同，水平左右對稱裝配；所述凸輪連桿裝置的為兩個；所述滾子為四個；所述底板上的軸承支撐架和電機均為兩個，只要控制左右電機是否轉動或者改變左右電機的轉動時間順序就能達到不同的模擬振動組合，且調節(jié)電機轉速可改變振動強度，這樣可以使座板更好地協(xié)同工作，讓坐在上面的駕駛員更加舒適，同時，座板也可以為三塊或者更多。本發(fā)明由于凸輪急回機構中凸輪存在急回特性，能平穩(wěn)上升，急速落下，當電機接收到信號便會迅速轉動，在開始上升的時候，駕駛員會有一定的異樣感；當滾子到達凸輪最高位置后，將瞬間下落，從而座板快速下落，此時會給駕駛員一個強烈的墜落感，疲勞的精神受到一定的沖擊，從而達到警醒的作用，一定程度上減輕或消除車輛駕駛員因為長期駕駛而帶來的疲勞感或者精神上的松懈。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯圖1為振動座椅的底板結構示意圖，其中1-1為軸承支撐架；1_2為螺栓連接孔；1_3為內導向柱,1-4為下保護塊；1_5為內導向柱上的細油槽；1_6為內導向柱上的限位孔；
圖2為振動座椅的座板結構示意圖，其中2-1為滾子'2-2為外導向槽；2_3為上保護塊；2_4為外導向槽上的限位塊；圖3為振動座椅的凸輪連桿裝置結構示意圖，其中3-1為軸承；3_2為凸輪；3_3為大齒輪；圖4為本發(fā)明的三維示意圖，其中I為底板，其主要結構及作用見圖1說明；2為座板，為看清結構，圖4中只畫出一個座板，另一個座板用虛線表示，其具體結構和功能詳見圖2介紹；3為凸輪連桿裝置，其主要結構及作用詳見圖3說明；4為限位螺栓；5為電機；6為減震套；A為凸輪急回機構，由滾子2-1和凸輪3-2組成，詳見圖5急回機構示意圖介紹；B為導向機構，由內導向柱1-3和外導向槽2-2組成；C為限位機構，由裝配在內導向柱限位孔1-6中的限位螺栓4和外導向槽上的限位塊2-4組成；D為振動保護機構，由上保護塊2-3和下保護塊1-4組成；E為動力傳動機構，由電機小齒輪和大齒輪3-3組成；圖5為凸輪急回機構示意圖。其中，左邊為振動保護機構示意圖，用于輔助說明，右邊為凸輪機構中滾子分別在最低和最高位置的示意圖。 圖6為本發(fā)明實施方式示意圖。圖7為本發(fā)明裝配示意圖，為看清結構，另一座板未畫出。圖8為本發(fā)明裝配在駕駛椅上的效果示意圖。。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明具體實施方式
進行進一步說明，但以下內容不用于限定本發(fā)明的保護范圍。如圖1、2、3、4所示，根據(jù)本發(fā)明提供的一種凸輪式振動座椅，包括底板、座板、凸輪連桿裝置、電機5，還包含凸輪急回機構A、導向機構B、限位機構C、振動保護機構D以及動力傳動機構E。本實施例中，座板為兩塊，左右座板結構相同，水平左右對稱裝配，可以使兩塊座板更好的協(xié)同工作，讓坐在上面的駕駛員更為舒適；底板上的各部件都是左右對稱布置；凸輪連桿裝置為兩個，相應地，滾子為四個，底板上的軸承支撐架1-1為兩個。本實施例中，凸輪急回機構由座板上的滾子2-1和凸輪3-2組成，凸輪3-2的設計存在急回特性，能平穩(wěn)上升，急速落下。本實施例中，電機5為兩個，其為動力源，可以是帶反饋的力矩電機或者功率稍大的伺服電機，要求轉速可以調；只要控制左右電機是否轉動或者改變左右電機的轉動時間順序就能達到不同的模擬振動組合，且調節(jié)電機轉速可改變振動強度。本實施例中，動力傳動機構E由電機5小齒輪和大齒輪3-3組成，主要作用是動力傳動，另可適當減速，增大扭矩。本實施例中，振動保護機構D由底板上表面設置的下保護塊1-4和座板下表面設置的上保護塊2-3的組成，可在座椅下落瞬間避免凸輪3-2與滾子2-1之間的撞擊，保護滾子2-1與凸輪3-2。
本實施例中，底板上的保護塊1-4和座板上的保護塊2-3的最大間距H必須小于滾子2-1最高位置Ii1與最低位置h2之間的高度差，即=Kh1-1i2,建議取H為5到20 (mm),而= H+5(mm),如圖5所示,為凸輪急回機構示意圖,各參數(shù)標注如圖所示。本實施例中，在底板和座板保護塊相對面安裝減震套6，減震套6可以是橡膠、新型塑料或者其他復合材料，可在不影響振動效果的前提下，減小底板和座板保護塊之間的振動損傷，延長使用壽命。本實施例中，內導向柱1-3和外導向槽2-2相配合構成導向機構B，內導向柱1_3包括左右各一個主導向柱和前后各兩個輔助導向柱，左右對稱均勻分布，外導向槽2-2包括左右各一個主導向槽和前后各兩個輔助導向槽，使座板只能沿著導向機構B上下移動一個自由度。本實施例中，底板內導向柱1-3上刻有細油槽1-5，作用是儲存潤滑油，保證導向機構B的潤滑，減小摩擦。本實施例中，限位機構C由裝配在內導向柱1-3限位孔1-6中的限位螺栓4和外導向槽上的限位塊2-4組成，限制坐板座板的縱向位移，防止坐板座板脫離。運動示例1:實施背景，現(xiàn)在假設一輛裝備了本發(fā)明的汽車在高速公路上平穩(wěn)行駛，為防止或消除駕駛人員因長期駕駛而產生的疲勞感或者精神上的松懈，本發(fā)明可在接收到控制信號后迅速產生一定規(guī)律的模擬振動?，F(xiàn)說明本發(fā)明完成一次左右座板的同步振動的過程，相當于模擬車輛兩邊輪子同時遇到凹坑的振動。如圖6所示I狀態(tài)為本振動座椅的常態(tài)形式，滾子處在凸輪的最低處，即座板處在最低位。結合圖5凸輪急回機構的說明，這里應注意到，此時上下保護塊是相互接觸的。即常態(tài)下主要是由上下保護塊來支撐座板的；——> 當兩個電機接收到轉動信號開始同步轉動，本振動座椅進入圖6所示2狀態(tài),即兩對凸輪開始轉動,對應滾子被慢慢頂起,從而左右兩個座板開始同步緩慢上升；——> 當滾子轉到凸輪的最高位置，本振動座椅進入圖6所示3狀態(tài)，即左右座板都處在最高位；一> 兩個電機繼續(xù)轉動，滾子瞬間落下，本振動座椅進入圖6所示4狀態(tài)，即座板快速下落，結合圖5凸輪急回機構的說明，這里應該注意到，由于保護塊的作用，有效避免了滾子和凸輪的直接碰撞。如圖7所示,為本實施例裝配示意圖，為看清結構,另一座板未畫出。如圖8所示，為本實施例裝配在駕駛椅上的效果示意圖。這里我們需要申明1.整個過程中的緩慢上升只是相對于滾子下降的速度，也是為了提高上升的平穩(wěn)性，作為一個振動座椅必須要求其內部凸輪機構的結構尺寸都很小，其完成一次振動的總時間還是相當短的。2.駕駛人員的疲勞的檢測技術和規(guī)律電信號的產生(控制及信號電路)并不在本發(fā)明的技術涉及范圍內。通過本實施例，我們應該能想到，汽車司機在經(jīng)過長期駕駛之后，容易出現(xiàn)精神疲勞或松懈。如果駕駛座上裝備了本振動座椅，當電機接收到信號便會迅速轉動，在開始上升的時候，駕駛員會有一定的異樣感；當滾子到達凸輪最高位置后，將瞬間下落，從而左右座板快速下落，此時會給駕駛員一個強烈的墜落感，疲勞的精神受到一定的沖擊，從而達到警醒的作用，一定程度上減輕或消除車輛駕駛員因為長期駕駛而帶來的疲勞感或者精神上的松懈。運動示例2 :本發(fā)明將座板設計成左右兩塊堆成布置，其用意在于兩塊座板能模擬不同的振動模式。結合運動示例I中關于一次振動過程的介紹，單個座板的振動形式并不改變，只需要控制左右電機是否轉動或者改變左右電機的轉動時間順序(從控制角度即改變控制信號)就能達到不同的組合1.左右座板一次同步振動，相當于模擬車輛兩邊輪子同時遇到凹坑的振動；2.左右座板有規(guī)律的緩慢同步振動，相當于模擬車輛遇到減速帶時的振動；3.左(右)邊座板不動而右(左)邊座板一次振動，模擬單邊輪子遇到凹坑振動；4.左右座板有規(guī)律的緩慢交替振動，模擬路面稍不平；5.左右座板無規(guī)律的快速交替振動，模擬坑洼路面；6.以上幾種模式的組合或者隨機振動，以不同形式刺激車輛駕駛員，消除長期駕駛的疲勞感和精神上的松懈。而且，通過改變電機的轉速，還能改變完成一次振動所需的時間，從而可調節(jié)振動的強度。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。
權利要求
1.一種車用凸輪式振動座椅,包括底板、座板、電機,其特征在于所述底板上表面設置軸承支撐架，至少兩個左右對稱分布的內導向柱，以及用于將底板固定在駕駛座椅上的螺栓連接孔；所述電機固定安裝在所述底板上表面；所述座板下表面設置滾子和至少兩個左右對稱分布的外導向槽，所述外導向槽與所述底板上表面的內導向柱相配合構成導向機構； 所述車用凸輪式振動座椅還包括凸輪連桿裝置，包括軸承、凸輪、大齒輪，所述軸承置于所述底板上表面的軸承支撐架上；所述凸輪與所述座板上的滾子相配構成凸輪急回機構；所述大齒輪與所述電機的小齒輪相配合構成動力傳動機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的車用凸輪式振動座椅，其特征在于，所述內導向柱設置限位 L用于安裝限位螺栓，所述外導向槽上設置限位塊，所述限位螺栓和所述限位塊相配構成限位機構。
3.根據(jù)權利要求1所述的車用凸輪式振動座椅，其特征在于，所述內導向柱包括左右各一個主導向柱和前后各兩個輔助導向柱；所述外導向槽包括左右各一個主導向槽和前后各兩個輔助導向槽。
4.根據(jù)權利要求1所述的車用凸輪式振動座椅，其特征在于，所述底板上表面設置有下保護塊，所述座板下表面設置有上保護塊，上、下保護塊相配合構成振動保護機構。
5.根據(jù)權利要求4所述的車用凸輪式振動座椅，其特征在于，所述每塊座板下表面設置的上保護塊為三塊，所述底板上表面設置的下保護塊與所述座板上表面設置的下保護塊數(shù)量相同，位置相應。
6.根據(jù)權利要求4所述的車用凸輪式振動座椅，其特征在于，所述振動保護機構還包括減震套，所述減震套安裝在所述上、下保護塊相對的面。
7.根據(jù)權利要求4所述的車用凸輪式振動座椅，其特征在于，所述上、下保護塊之間的距離小于所述滾子最高位置與最低位置之間的高度差。
8.根據(jù)權利要求6所述的車用凸輪式振動座椅，其特征在于，所述上、下保護塊之間的距離為5毫米至20毫米之間。
9.根據(jù)權利要求1所述的車用凸輪式振動座椅，其特征在于，所述內導向柱上刻有細油槽。
10.根據(jù)權利要求1所述的車用凸輪式振動座椅，其特征在于，所述座板為左右兩塊，結構相同，水平左右對稱裝配；所述凸輪連桿裝置為兩個；所述滾子為四個；所述底板上的軸承支撐架和所述電機均為兩個，并水平左右對稱分布。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車用凸輪式振動座椅，包括底板、座板、電機，所述底板上表面設置軸承支撐架，至少兩個左右對稱布置的內導向柱，以及用于將底板固定在駕駛座椅上的螺栓連接孔；電機固定安裝在底板上;所述座板下表面設置滾子和至少兩個左右對稱布置的外導向槽，所述外導向槽與所述底板上表面的內導向柱相配合構成導向機構；所述車用凸輪式振動座椅還包括凸輪連桿裝置，包括軸承、凸輪、大齒輪，所述軸承置于所述底板上表面的軸承支撐架上；所述凸輪與所述座板上的滾子相配構成凸輪急回機構；所述大齒輪與所述電機的小齒輪相配合構成動力傳動機構。本發(fā)明可以減輕或消除車輛駕駛員因為長期駕駛而帶來的疲勞感或者精神上的松懈。
文檔編號B60N2/04GK102991377SQ20121035976
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權日2012年9月25日
發(fā)明者陳洪立, 邱志華, 毛云杰, 石峰 申請人:浙江理工大學