專利名稱：一種可旋轉式汽車頭枕及其工作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車頭枕及其工作方法，特別是一種可旋轉式汽車頭枕及其工作方法。
背景技術：
目前亞太地區(qū)汽車市場已經基本同北美和歐洲的規(guī)模相當，而且有望在10年內成為全球最大的汽車市場。自從1985年，亞太地區(qū)的增長點已經高于北美和歐洲。從目前到2010年，全球汽車增長的60%將來自于亞洲，而這60%中的一半將來于中國、其次東南亞以及印度。中共十七大報告為汽車市場提供良好的發(fā)展前景，金融改革將促進和支持消費，改革分配制度，增加居民收入，將增強消費能力。國內部分城鎮(zhèn)居民已具備了從萬元級消費向10萬元級或幾十萬元級以上消費過渡的能力，以住房、汽車為主要消費品的發(fā)展型和享受型消費階段已經來臨。2002年城鎮(zhèn)居民家庭家用汽車擁有量僅為每百戶O. 9輛，到了2006年，這個數字已經增加到4. 3輛。當前我國居民消費結構正快速向住、用、行和文化娛樂等享受和發(fā)展方面升級。消費升級，正實實在在地提高百姓的生活水平，更為我國經濟的持續(xù)發(fā)展提供強大的動力。因此，當把消費當作經濟發(fā)展的主要帶動因素以后，汽車消費將會得到更大程度的鼓勵，汽車市場將繼續(xù)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。根據美國Autofact公司預估，至2010年時全球車輛安全防護系統(tǒng)的總產值約美金500億元。未來八年內，包括臺灣、大陸、東南亞等大中華地區(qū)之亞洲車輛市場，每年的銷售量將由目前的400萬輛提升至700萬輛，若能取得大中華地區(qū)10 15%的占有率，則我國整車與零組件產業(yè)及產值規(guī)模將擴大至現(xiàn)在的兩倍以上，產業(yè)前景一片光明。隨著汽車市場規(guī)模的不斷擴大，汽車安全裝置越來越受到各方面的關注。世界各國針對汽車安全制定的法規(guī)有越來越多、越來越苛刻的趨勢，加上消費者對汽車安全日益關注，安全配備更是準車主在購買汽車時的一項極為重要的參考指標，因此包括可降低車禍發(fā)生時乘員或駕駛員傷亡機率的被動式系統(tǒng)安全以及可協(xié)助駕駛者降低或避免車禍發(fā)生機率的主動式安全系統(tǒng)都是各大車廠及系統(tǒng)廠不遺余力努力研發(fā)的目標之一。座椅上的頭枕對乘駕人員的安全起到至關重要的作用，也是車內的保護裝置之一，它可以有效的避免或者降低駕車時發(fā)生意外。頭枕的兩大功能在于舒適性和安全性。1.舒適性，主要包括靜態(tài)舒適性、動態(tài)舒適性(又稱作振動舒適性)以及操作舒適性。靜態(tài)舒適性是指頭枕在靜止狀態(tài)下提供給人體的舒適特性，靜態(tài)舒適性主要與座椅尺寸參數、表面質量、調節(jié)特性等有關；動態(tài)舒適性是指汽車在運動狀態(tài)下通過座椅骨架以及軟墊將振動傳遞到人體的舒適特性；操作舒適性是指座椅在駕駛員駕駛過程中，為完成駕駛動作所表現(xiàn)出的舒適特性。在實際生活中，乘員和駕駛員對舒適性的要求是不同的。首先，駕駛員擔負駕駛汽車的任務，在整個行車過程中，駕駛員要求座椅能夠滿足動態(tài)舒適性以及操作舒適性，同時，駕駛員也是一名乘員，這意味著駕駛員又要求頭枕能夠提供良好的靜態(tài)舒適性。由此看來，如何滿足駕駛員對舒適性的要求，就成了汽車座椅舒適性研究的關鍵問題之一。然而，在頭枕舒適性設計過程中，同時滿足這三方面的設計要求是比較困難的。例如完全按乘員的靜態(tài)舒適性要求如果調整了座椅位置，靠背角度位置，那么頭枕也要做到相應的高度、角度調整，這樣就會讓駕駛員、乘客感到舒適，以此緩解駕駛員長時間駕駛帶來的疲勞感。2.安全性。汽車頭枕在為駕乘人員提供舒適感覺的同時，在發(fā)生交通事故時可以更好地保護駕乘人員的頸部安全。在汽車追尾等碰撞事故中，由于頸部強烈彎曲、拉扯，頭部前后碰撞會造成頸脊骨受傷和腦震蕩，稱為頭-頸受傷。頭-頸受傷在汽車追尾事故中出現(xiàn)的最為常見。有關數據表明，在汽車追尾事故中，有26%的人的頭部、頸部會受傷。頸部受傷的嚴重程度可分為三種，第一種是輕微傷害，傷者只會感到頸部有稍許的疼痛或者僵硬感；第二種是較嚴重傷害，這包括肌肉與骨骼順上、頸部運動超過極限；第三種是嚴重傷害，這種傷害可以導致神經系統(tǒng)出現(xiàn)問題，甚至癱瘓。汽車頭枕的出現(xiàn)，就是為了在交通事故中保護駕乘人員，避免乘員脆弱的頸部和頭部受到傷害。一項調查發(fā)現(xiàn)，在追尾事故中，26%的司機報告頸部損傷。而在美國，頸部扭傷是汽車保險索賠中出現(xiàn)頻率最高的。據估計，66%的身體損害的索賠和59%的保護方面的索賠一兩種最重要的保險索賠，都報告發(fā)現(xiàn)了輕微頸部損傷。分別有42%和36%的索賠者認為頸部扭傷和拉傷時最嚴重的受傷，索賠金額高達70億美元。美國有專門協(xié)會在分析了 5000多個保險索賠后得出以下結論在同等條件下，使用良好等級頭枕的司機比使用劣質產品的司機，在追尾事故中的頸部損傷概率降低了 24%。該協(xié)會在紐約測試了 585位發(fā)生追尾事故的司機。測試時，司機坐在正常的位置上，但頭枕則處于追尾時的位置。結果顯示，放置在頭部重心或者重心上部的保護裝置能夠降低追尾中頸部受傷的概率。正確使用保護裝置的司機比錯誤使用的司機發(fā)生疼痛的概率減少了40%。座椅頭枕在汽車受到后部突然沖擊時，保護乘員頭部及頸部的作用非常顯著，在通常情況下，汽車后部受到突然沖擊時，車內乘員(包括駕駛員)的頭部在一瞬間向后折壓，然后又反彈向前折壓。在這一過程中，人的頸部椎骨、肌肉、血管(主要是頸動脈)、神經束等，將受不同程度的損傷，為了減少后部突然沖擊所造成的危害，應注意如下幾點(1)調整靠背角度，以自身感覺舒適為宜。(2)調整頭枕高度，使頭枕的水平中線與雙耳中線持平。
(3)在行車時，頭枕與后腦之間的間隔不應超過10cm。(4)在購買新車時，應認真檢查頭枕能否起到可靠的保護功能，即能否安自身高度調整頭枕高度，按自身高度調整之后能否進行可靠的固定。目前，國內外的汽車座椅的頭枕都是固定式的，不可調節(jié)的。由于乘客本身身材的不同，所以需要調整座椅的方式及角度也就不同。頭枕本來就是保護頭部的，還有就是使乘客在乘駕的過程中更加舒適，但因為乘客的身材不同，固定式頭枕不能調節(jié)乘客頭部與頭枕的距離，當遇到特殊情況，需要緊急剎車時，因為頭枕是固定的，不能在行駛前得到有效的調整，即頭部與頭枕的距離過大，容易造成駕駛員及其他乘客，在慣性的作用下，頭會向后猛摔，在此過程中頸脊極易受到傷害。近日，在美國公路安全保險協(xié)會對75款汽車的最新撞擊測驗中，竟然只有22款汽車對駕駛員頭頸部的保護措施是合格的。根據測試結果，在75款被測試的汽車中，約70%的汽車頭枕對頭頸保護不夠。其中包括本田車系的Acura、別克君越、凱迪拉克CTS ;連美洲豹X - Type和寶馬5系的某些車型，也被入了“黑名單”。因此汽車頭枕的研發(fā)的方向是增加安全性和保護措施。目前，在一些高檔轎車上，座椅后背和頭枕是可以隨著車輛發(fā)生碰撞時的撞擊程度而自動調節(jié)的，當頭枕在受到后部沖擊的時候，它能夠自動的向后仰，能夠對前排成員身體起到一個緩沖的作用。從而保護乘員的頭、頸部避免受到傷害。但這些頭枕結構復雜，工藝繁瑣，成本較高，不利于推廣。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種可旋轉式汽車頭枕及其工作方法，該裝置可以按照乘客的身材在行駛前把頭枕角度做出相應的調整，使司乘人員的頭部距離頭枕在IOcm以內的安全范圍內，并且在發(fā)生車禍時能減少乘員頭部向后運動，有效地保護頭頸，從而降低頭頸受傷的發(fā)生，確保汽車座椅的安全性和舒適性。本發(fā)明的技術方案一種可旋轉式汽車頭枕，其特征在于它由升降機構、旋轉機構和支撐結構構成；所述升降機構由大軸、垂直調節(jié)桿和垂直桿構成，垂直調節(jié)桿和垂直桿分別與大軸垂直固定連接；所述旋轉機構安裝在大軸上，且相對于升降機構旋轉；所述支撐結構安裝在大軸上，包圍在旋轉機構外圍且與旋轉機構固定連接；所述旋轉機構由大左支片、大右支片、棘輪、棘爪、小軸、大簧、小簧、大軸和制動片構成；所述大左支片和大右支片垂直安裝在大軸上；所述小軸的兩端分別與大左支片和大右支片垂直固定連接；所述棘爪安裝在小軸上，所述棘輪與大軸依連接件固定連接，棘爪和棘輪相互配合；所述小簧的一端連接棘爪，另一端連接大左支片；所述大簧安裝在大軸上，一端連接大片，另一端連接棘輪；所述制動片位于大軸下端且兩端分別與大左支片和大右支片垂直固定連接，制動片上有限位片，用于防止棘輪過度旋轉。上述所述支撐結構由大片、小左支片、小右支片和蓋片構成；所述小左支片和小右支片垂直安裝在大軸上，小左支片位于旋轉機構中的大左支片外側，小右支片位于旋轉機構中的大右支片外側；大片與小左支片和小右支片以及旋轉機構中的大左支片和大右支片垂直固定連接；所述蓋片與大片固定連接。上述所述棘輪與大軸依鍵固定連接。一種上述可旋轉式汽車頭枕的工作方法，其特征在于( I)初始狀態(tài)支撐結構和旋轉機構相對于升降機構的夾角為O度；(2)使用狀態(tài)使用者按舒適度調整旋轉機構，通過棘輪和棘爪的配合實現(xiàn)步進式旋轉，每15度為一檔，共五個檔位，大簧將支撐結構通過棘爪緊壓在棘輪上，使支撐結構保持不動；(3)事故狀態(tài)當發(fā)生事故時，使用者頭部向后仰，壓迫支撐結構，帶動旋轉機構繼續(xù)向后旋轉，當旋轉至棘輪4和棘爪5配合轉動的最大角度后,棘輪和棘爪脫離配合,棘輪與制動片上的限位片接觸，防止棘輪過度旋轉，在大簧的回復力的帶動下，支撐結構和旋轉機構相對于大軸轉動至與升降機構呈O度角，棘爪在小簧的帶動下恢復與棘輪的配合，頭枕恢復至初始狀態(tài)。本發(fā)明的優(yōu)越性本裝置具有可旋轉功能，使用時可以按照乘客的身材在行駛前把頭枕角度做出相應的調整，使司乘人員的頭部距離頭枕在IOcm以內的安全范圍內，并且在發(fā)生車禍時能減少乘員頭部向后運動，有效地保護頭頸，從而降低頭頸受傷的發(fā)生，確保汽車座椅的安全性和舒適性。


圖1為本發(fā)明所涉一種可旋轉式汽車頭枕的分解圖。圖2為本發(fā)明所涉一種可旋轉式汽車頭枕的結構示意圖。圖3為本發(fā)明所涉一種可旋轉式汽車頭枕中旋轉機構的結構示意圖。圖4為本發(fā)明所涉一種可旋轉式汽車頭枕中棘輪與大軸的連接示意圖。圖5為本發(fā)明所涉一種可旋轉式汽車頭枕中制動片的結構示意圖。圖6為本發(fā)明所涉一種可旋轉式汽車頭枕的整體結構示意圖。其中，I為大片，2A為大左支片，2B為大右支片，3A為小左支片，3B為小右支片，4為棘輪，5為棘爪，6為小軸，7為大簧，8為小簧，10為蓋片，11為制動片，11-1為限為片，12為鍵，13A為垂直調節(jié)桿，13B為垂直桿。
具體實施例方式實施例一種可旋轉式汽車頭枕(見圖1-6)，其特征在于它由升降機構、旋轉機構和支撐結構構成；所述升降機構由大軸9、垂直調節(jié)桿13A和垂直桿13B構成,垂直調節(jié)桿13A和垂直桿13B分別與大軸9垂直固定連接；所述旋轉機構安裝在大軸9上，且相對于升降機構旋轉；所述支撐結構安裝在大軸9上，包圍在旋轉機構外圍且與旋轉機構固定連接；所述旋轉機構由大左支片2A、大右支片2B、棘輪4、棘爪5、小軸6、大簧7、小簧8、大軸9和制動片11構成；所述大左支片2A和大右支片2B垂直安裝在大軸9上；所述小軸6的兩端分別與大左支片2A和大右支片2B垂直固定連接；所述棘爪5安裝在小軸6上，所述棘輪4與大軸9依連接件固定連接，棘爪5和棘輪4相互配合；所述小簧8的一端連接棘爪5，另一端連接大左支片2A ;所述大簧7安裝在大軸9上，一端連接大片1，另一端連接棘輪4 ;所述制動片11位于大軸9下端且兩端分別與大左支片2A和大右支片2B垂直固定連接，制動片11上有限位片11-1，用于防止棘輪4過度旋轉。上述所述支撐結構由大片1、小左支片3A、小右支片3B和蓋片10構成；所述小左支片3A和小右支片3B垂直安裝在大軸9上，小左支片3A位于旋轉機構中的大左支片2A外側，小右支片3B位于旋轉機構中的大右支片2B外側；大片I與小左支片3A和小右支片3B以及旋轉機構中的大左支片2A和大右支片2B垂直固定連接；所述蓋片10與大片I固定連接。上述所述棘輪4與大軸9依鍵12固定連接。一種上述可旋轉式汽車頭枕的工作方法，其特征在于
( I)初始狀態(tài)支撐結構和旋轉機構相對于升降機構的夾角為O度；(2)使用狀態(tài)使用者按舒適度調整旋轉機構，通過棘輪4和棘爪5的配合實現(xiàn)步進式旋轉，每15度為一檔，共五個檔位，大簧7將支撐結構通過棘爪5緊壓在棘輪4上，使支撐結構保持不動；(3)事故狀態(tài)當發(fā)生事故時，使用者頭部向后仰，壓迫支撐結構，帶動旋轉機構繼續(xù)向后旋轉，當旋轉至棘輪4和棘爪5配合轉動的最大角度后,棘輪4和棘爪5脫離配合，棘輪4與制動片11上的限位片11-1接觸，防止棘輪4過度旋轉，在大簧7的回復力的帶動下，支撐結構和旋轉機構相對于大軸9轉動至與升降機構呈O度角，棘爪4在小簧8的帶動下恢復與棘輪4的配合，頭枕恢復至初始狀態(tài)。
權利要求
1.一種可旋轉式汽車頭枕，其特征在于它由升降機構、旋轉機構和支撐結構構成； 所述升降機構由大軸、垂直調節(jié)桿和垂直桿構成，垂直調節(jié)桿和垂直桿分別與大軸垂直固定連接； 所述旋轉機構安裝在大軸上，且相對于升降機構旋轉； 所述支撐結構安裝在大軸上，包圍在旋轉機構外圍且與旋轉機構固定連接； 所述旋轉機構由大左支片、大右支片、棘輪、棘爪、小軸、大簧、小簧、大軸和制動片構成；所述大左支片和大右支片垂直安裝在大軸上；所述小軸的兩端分別與大左支片和大右支片垂直固定連接；所述棘爪安裝在小軸上，所述棘輪與大軸依連接件固定連接，棘爪和棘輪相互配合；所述小簧的一端連接棘爪，另一端連接大左支片；所述大簧安裝在大軸上，一端連接大片，另一端連接棘輪；所述制動片位于大軸下端且兩端分別與大左支片和大右支片垂直固定連接，制動片上有限位片，用于防止棘輪過度旋轉。
2.根據權利要求1所述一種可旋轉式汽車頭枕，其特征在于所述支撐結構由大片、小左支片、小右支片和蓋片構成；所述小左支片和小右支片垂直安裝在大軸上，小左支片位于旋轉機構中的大左支片外側，小右支片位于旋轉機構中的大右支片外側；大片與小左支片和小右支片以及旋轉機構中的大左支片和大右支片垂直固定連接；所述蓋片與大片固定連接。
3.根據權利要求1所述一種可旋轉式汽車頭枕，其特征在于所述棘輪與大軸依鍵固定連接。
4.一種可旋轉式汽車頭枕的工作方法，其特征在于具體步驟如下 (1)初始狀態(tài)支撐結構和旋轉機構相對于升降機構的夾角為O度； (2)使用狀態(tài)使用者按舒適度調整旋轉機構，通過棘輪和棘爪的配合實現(xiàn)步進式旋轉，每15度為一檔，共五個檔位，大簧將支撐結構通過棘爪緊壓在棘輪上，使支撐結構保持不動； (3)事故狀態(tài)當發(fā)生事故時，使用者頭部向后仰，壓迫支撐結構，帶動旋轉機構繼續(xù)向后旋轉，當旋轉至棘輪4和棘爪5配合轉動的最大角度后,棘輪和棘爪脫離配合,棘輪與制動片上的限位片接觸，防止棘輪過度旋轉，在大簧的回復力的帶動下，支撐結構和旋轉機構相對于大軸轉動至與升降機構呈O度角，棘爪在小簧的帶動下恢復與棘輪的配合，頭枕恢復至初始狀態(tài)。
全文摘要
一種可旋轉式汽車頭枕，其特征在于它由升降機構、旋轉機構和支撐結構構成；所述升降機構由大軸、垂直調節(jié)桿和垂直桿構成，垂直調節(jié)桿和垂直桿分別與大軸垂直固定連接；所述旋轉機構安裝在大軸上，且相對于升降機構旋轉，所述支撐結構安裝在大軸上，包圍在旋轉機構外圍且與旋轉機構固定連接；工作方法分為初始狀態(tài)、使用狀態(tài)和事故狀態(tài)。本發(fā)明的優(yōu)越性本裝置具有可旋轉功能，使用時可以按照乘客的身材在行駛前把頭枕角度做出相應的調整，使司乘人員的頭部距離頭枕在10cm以內的安全范圍內，并且在發(fā)生車禍時能減少乘員頭部向后運動，有效地保護頭頸，從而降低頭頸受傷的發(fā)生，確保汽車座椅的安全性和舒適性。
文檔編號B60N2/48GK103010056SQ20121059236
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權日2012年12月29日
發(fā)明者王宇彤 申請人:安卡汽車配件(天津)有限公司