一種汽車緩沖座椅的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車緩沖座椅，用于提高汽車的乘坐舒適性。汽車制動時，人相對于車先有向前的運(yùn)動，之后會以一定的速度靠向座椅，這一過程對人體造成了沖擊，增加了人體的不適感。本發(fā)明通過制動踏板傳感器、座椅背部壓力傳感器，經(jīng)門控制器來判斷汽車的行車狀態(tài)以及人相對于車的運(yùn)動狀態(tài)，將此判別信息傳給電子控制單元，由電子控制單元控制相應(yīng)電磁閥的導(dǎo)通，隨后由蓄能器將壓縮空氣空氣充入氣缸，推動活塞運(yùn)動轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使座椅與人保持同向運(yùn)動，從而在人靠向座椅時，可以依靠人體慣性所產(chǎn)生的壓力推動座椅向后轉(zhuǎn)動，以起到緩沖作用。
【專利說明】一種汽車緩沖座椅
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車緩沖座椅，用于提高汽車制動時的乘坐舒適性。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)汽車行駛在顛簸路面時，乘員會因汽車長時間的在垂直方向的振動而不適。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路交通的不斷改善，人們也越來越少地行駛在顛簸的路面上；但社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同時也使得汽車的保有量不斷增加，城市的行車道路也越發(fā)的擁擠，為確保行車安全，駕駛者需以較低的車速行駛，并需要頻繁地啟停。
[0003]根據(jù)我國《人體承受全身振動評價——第一部分:一般要求》公布的數(shù)據(jù)顯示，人體在垂直方向振動時，最敏感的頻率范圍為4-12.5Hz，而人體在水平方向振動時，最敏感的頻率范圍為0.5^2Hz,即人體更易受到水平方向振動的影響。當(dāng)汽車在擁堵的路面行駛或?yàn)楸３周嚲喽铚p速時，頻繁的制動會造成人與車不斷產(chǎn)生相對運(yùn)動，即人體會受到汽車水平振動的影響，進(jìn)而容易產(chǎn)生不適，這種情況在緊急剎車、急速起步時表現(xiàn)的更為明顯。所以，減輕汽車制動時因相對運(yùn)動而對人體造成的沖擊，對提高人們的乘坐舒適性具有很大影響。
[0004]現(xiàn)已有的安全帶主要是為了是提高乘員的乘車安全性，它可以有效地保證汽車在緊急制動或追尾時乘員與車之間最小的相對運(yùn)動，避免乘員受到傷害。而對于一般的行車制動，安全帶智能只能在一定程度上減小人體向前的運(yùn)動幅度，并不能改善人體向后運(yùn)動時所受到的沖擊。
[0005]為解決上述的問題，本發(fā)明提出一種汽車緩沖座椅，以提高汽車制動時的乘坐舒適性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:在汽車制動過程中，判斷汽車的行駛狀態(tài)以及人相對于車的運(yùn)動狀態(tài)，在人與車有相對運(yùn)動的情況下，采用一種緩沖座椅，使人與座椅保持相同的運(yùn)動狀態(tài)，以減輕因相對運(yùn)動而對人體造成的沖擊，提高乘員的乘坐舒適性。
[0007]本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該緩沖座椅由座椅、壓力傳感器、制動踏板傳感器、門控制器、電子控制單元、空氣壓縮機(jī)、空氣處理裝置、蓄能器、出氣壓力傳感器、電磁閥A、單向閥、節(jié)流閥、電磁閥B、進(jìn)氣壓力傳感器、氣缸、氣缸活塞、活塞桿、活塞桿球接頭、活塞桿導(dǎo)軌以及電動控制器組成；
所述空氣壓縮機(jī)與空氣處理裝置相連，空氣處理裝置與蓄能器進(jìn)口相連，蓄能器出口處接有出口壓力傳感器；蓄能器出口通過輸氣管路與氣缸進(jìn)氣口相連，蓄能器與氣缸之間的輸氣管路上依次設(shè)有電磁閥A、單向閥和節(jié)流閥；氣缸進(jìn)口處接有進(jìn)氣壓力傳感器；氣缸內(nèi)設(shè)帶有活塞桿的氣缸活塞，活塞桿頂％5設(shè)有活塞桿球接頭，活塞桿球接頭設(shè)于與活塞桿導(dǎo)軌上，活塞桿導(dǎo)軌設(shè)于座椅靠背的背部，所述活塞桿導(dǎo)軌的方向?yàn)樯舷虏贾?；氣缸出氣口?jīng)電磁閥B與空氣處理裝置相連；所述座椅靠背上裝有壓力傳感器，壓力傳感器檢測人體是否與座椅靠背接觸；制動踏板上裝有制動踏板傳感器，制動踏板傳感器檢測是否制動；
所述門控制器同時接收壓力傳感器和制動踏板傳感器的輸入信號；當(dāng)壓力傳感器的壓力信號為零時為I輸入給門控制器，否則為O輸入給門控制器；制動踏板傳感器無制動信號時為零時為O輸入給門控制器，否則為I輸入給門控制器；只有壓力傳感器的壓力信號和制動踏板傳感器的制動信號輸入都為I輸入時，門控制器才將觸發(fā)信號傳給電子控制單元；所述電子控制單元的輸入端接收壓力傳感器、門控制器和出口壓力傳感器的信號，壓力傳感器的輸入信號觸發(fā)電子控制單元控制電磁閥B關(guān)閉，門控制器的輸入信號觸發(fā)電子控制單元控制電磁閥A和電磁閥B的導(dǎo)通，并在無信號輸入時觸發(fā)電子控制單元和控制電磁閥A關(guān)閉；門控制器的輸出端與電磁閥A、電磁閥B (13)和空氣壓縮機(jī)相連，分別控制電磁閥A、電磁閥B的導(dǎo)通和空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行；
所述氣缸活塞的有效行程為L，活塞桿導(dǎo)軌的長度為L，初始狀態(tài)下，活塞處于氣缸的中間位置，活塞桿球接頭沿活塞桿導(dǎo)軌移動帶動座椅分別向前后方向轉(zhuǎn)動OO — 60 O范圍；
初始狀態(tài)下，氣缸內(nèi)部氣壓為P,，蓄能器內(nèi)部壓力為px，Px遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于P,;空氣壓縮機(jī)的工作狀態(tài)由出口壓力傳感器的輸入信號控制，當(dāng)出口壓力傳感器所測壓力PxQ〈0.5PX時，電子控制單元控制空氣壓縮機(jī)工作，向蓄能器充氣。
[0008]所述門控制器的輸入信號控制電磁閥A的導(dǎo)通與關(guān)閉；門控制器的輸入信號控制電磁閥B的導(dǎo)通，壓力傳感器的輸入信號控制電磁閥B的關(guān)閉。
[0009]本技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)正常行駛過程中，可手動調(diào)節(jié)座椅靠背與坐墊間的的角度，以滿足不同乘員的要求；(2)可實(shí)時判斷汽車的制動狀態(tài)以及制動時人與車的相對運(yùn)動狀態(tài)，并促發(fā)座椅靠背與人保持同向轉(zhuǎn)動；(3)人與座椅靠背同向轉(zhuǎn)動，減輕了人相對于車向后運(yùn)動時所受到的沖擊，起到了緩沖作用；(4)推動座椅轉(zhuǎn)動的介質(zhì)來源于大氣，并可直接排入大氣，具有很好的環(huán)保性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的工作原理圖。
[0011]圖2為座椅靠背轉(zhuǎn)動示意圖。
[0012]圖3為電磁閥A、B控制示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明的工作流程圖。
[0014]圖中:1_座椅2-壓力傳感器3-制動踏板傳感器4-門控制器5-電子控制單元6-空氣壓縮機(jī)7-空氣處理裝置8-蓄能器9-出氣壓力傳感器10-電磁閥A11-單向閥12-節(jié)流閥13-電磁閥B 14-進(jìn)氣壓力傳感器15-氣缸16-活塞17-活
塞桿18-活塞桿球接頭19-活塞桿導(dǎo)軌20_電動控制器④_門控制器輸入i而(§)-壓力傳感器輸入端?-出氣壓力傳感器器輸入端(T)-空氣壓縮機(jī)輸出端②-電磁閥A輸出端③-電磁閥B輸出端@-電磁閥A輸出端⑩-電磁閥B輸出端。
【具體實(shí)施方式】[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016]空氣壓縮機(jī)6與空氣處理裝置7相連，空氣處理裝置7與蓄能器8相連，蓄能器8出口處接有出口壓力傳感器9 ;蓄能器8經(jīng)電磁閥A10、單向閥11、節(jié)流閥12與氣缸15進(jìn)氣口相連；氣缸15進(jìn)口處接有進(jìn)氣壓力傳感器14 ;活塞桿17經(jīng)活塞桿球接頭18與活塞桿導(dǎo)軌19接觸；氣缸15出氣口經(jīng)電磁閥B13與空氣處理裝置7相連；
座椅I靠背上裝有壓力傳感器，以檢測人體是否與座椅靠背接觸；制動踏板上裝有制動踏板傳感器，以檢測是否制動；
門控制器4采用與門控制，根據(jù)內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，采取壓力傳感器2的壓力信號為零時為I輸入，否則為O輸入；制動踏板傳感器3無制動信號時為零時為O輸入，否則為I輸入，只有兩個輸入都為I輸入時，門控制器4才能向電子控制單兀5發(fā)出信號；
電子控制單元5的輸入端接收門控制器4、壓力傳感器2、出口壓力傳感器9以及進(jìn)口壓力傳感器14的信號，輸出端與電磁閥AlO、電磁閥B13、空氣壓縮機(jī)6相連,分別控制電磁閥A10、電磁閥B13的導(dǎo)通以及空氣壓縮機(jī)6的運(yùn)行；
電動控制器5與電磁閥A10、電磁閥B13相連，可控制其導(dǎo)通，以手動調(diào)節(jié)座椅靠背與座椅間的角度；
座椅I后背裝有活塞桿導(dǎo)軌19，活塞桿17頭部裝有球接頭18，可將活塞桿17的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為座椅I的轉(zhuǎn)動；
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實(shí)施過程作進(jìn)一步說明。
[0017]初始狀態(tài)下，人體對座椅靠背的壓力為Pk，(即靠背上的壓力傳感器初始值為Pk)。電磁閥A、電磁閥B閉合，氣缸內(nèi)部氣壓為P,，使得活塞處于氣缸的中間位置，即活塞桿球接頭位于導(dǎo)軌的中間位置，以保持座椅靠背與座椅坐間的夾角為110。。同時，在汽車正常行
駛過程中，乘員可以手動調(diào)節(jié)靠背與坐墊之間的夾角，即通過電動控制器控制電磁閥A、電磁閥B的導(dǎo)通。當(dāng)電磁閥A導(dǎo)通時,蓄能器向氣缸充氣,夾角減?。划?dāng)電磁閥B導(dǎo)通時,依靠人體自身壓力將氣缸能的氣體排出，夾角增大，以此過程來滿足不同乘員的要求；
當(dāng)汽車制動時，駕駛者踩下制動踏板，制動踏板傳感器接收到制動信號，實(shí)時將此信號傳給門控制器；同時，座椅靠背上的壓力傳感器檢測壓力的變化，當(dāng)人相對于車有向前的運(yùn)動時，壓力傳感器檢測到的壓力信號將為零，若制動時人體未離開座椅靠背，壓力傳感器的壓力將不為零。此時，門控制器同時接收制動踏板傳感器及壓力傳感器的信號，經(jīng)過控制器內(nèi)部信號轉(zhuǎn)化，判別是否都為I輸入，若都為I輸入，則將此觸發(fā)信號傳給電子控制單元，否則返回繼續(xù)監(jiān)測。
[0018]電子控制單元接收到門控制器的信號后(即汽車制動，并人與車發(fā)生相對運(yùn)動)，控制電磁閥A導(dǎo)通。由蓄能器向氣缸內(nèi)充氣，推動活塞向前運(yùn)動，并通過活塞桿球接頭將活塞的直線轉(zhuǎn)化為座椅的轉(zhuǎn)動。
[0019]在座椅與人保持同向運(yùn)動的過程中，座椅靠背上的壓力傳感器檢測到的壓力信號始終為零。當(dāng)其再此檢測到壓力信號時，人相對于車向前的運(yùn)動結(jié)束，開始向后運(yùn)動。此時，門控制器的輸入信號不再是同為I輸入，停止向電子控制單元輸入信號，進(jìn)而電子控制單元控制電磁閥A關(guān)閉，電磁閥B仍保持導(dǎo)通狀態(tài)。此時，人體依靠慣性所產(chǎn)生的壓力推動座椅向后轉(zhuǎn)動，將氣缸中的氣體排入大氣。當(dāng)制動結(jié)束，人與車相對穩(wěn)定時，座椅靠背上的壓力傳感器所檢測到的壓力恢復(fù)到初始值Pk，電子控制單元接收到信號控制電磁閥B關(guān)閉。此時，座椅靠背與坐墊間的夾角不一定仍為100。，乘員可根據(jù)自身需要手動調(diào)節(jié)。
[0020]通過上述過程，有效地緩沖了汽車制動對人體所造成的沖擊，減輕了人體在水平方向受到的振動，提高了乘坐舒適性。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車緩沖座椅，其特征在于:包括座椅(I)、壓力傳感器(2)、制動踏板傳感器(3)、門控制器(4)、電子控制單元(5)、空氣壓縮機(jī)(6)、空氣處理裝置(7)、蓄能器(8)、出氣壓力傳感器(9)、電磁閥A (10)、單向閥(11)、節(jié)流閥(12)、電磁閥B (13)、進(jìn)氣壓力傳感器(14)、氣缸(15)、氣缸活塞(16)、活塞桿(17)、活塞桿球接頭(18)、活塞桿導(dǎo)軌(19)、電動控制器(20)； 所述空氣壓縮機(jī)(6)與空氣處理裝置(7)相連，空氣處理裝置(7)與蓄能器(8)進(jìn)口相連，蓄能器(8)出口處接有出口壓力傳感器(9);蓄能器(8)出口通過輸氣管路與氣缸(15)進(jìn)氣口相連，蓄能器(8 )與氣缸(15 )之間的輸氣管路上依次設(shè)有電磁閥A (10 )、單向閥(11)和節(jié)流閥(12);氣缸(15)進(jìn)口處接有進(jìn)氣壓力傳感器(14);氣缸(15)內(nèi)設(shè)帶有活塞桿(17)的氣缸活塞(16)，活塞桿(17)頂端設(shè)有活塞桿球接頭(18)，活塞桿球接頭(18)設(shè)于與活塞桿導(dǎo)軌(19)上,活塞桿導(dǎo)軌(19)設(shè)于座椅靠背的背部,所述活塞桿導(dǎo)軌(19)的方向?yàn)樯舷虏贾?；氣?15)出氣口經(jīng)電磁閥B (13)與空氣處理裝置(7)相連； 所述座椅(I)靠背上裝有壓力傳感器，壓力傳感器檢測人體是否與座椅靠背接觸；制動踏板上裝有制動踏板傳感器，制動踏板傳感器檢測是否制動； 所述門控制器(4)同時接收壓力傳感器(2)和制動踏板傳感器(3)的輸入信號；當(dāng)壓力傳感器(2)的壓力信號為零時為I輸入給門控制器(4)，否則為O輸入給門控制器(4)；制動踏板傳感器(3)無制動信號時為零時為O輸入給門控制器(4)，否則為I輸入給門控制器(4);只有壓力傳感器(2)的壓力信號和制動踏板傳感器(3)的制動信號輸入都為I輸入時，門控制器(4)才將觸發(fā)信號傳給電子控制單元(5)； 所述電子控制單元(5)的輸入端接收壓力傳感器(2)、門控制器(4)和出口壓力傳感器(9)的信號，壓力傳感器(2)的輸入信號觸發(fā)電子控制單元(5)控制電磁閥B (13)關(guān)閉，門控制器(4)的輸入信號觸發(fā)電子控制單元(5)控制電磁閥A (10)和電磁閥B (13)的導(dǎo)通，并在無信號輸入時觸發(fā)電子控制單元(5)和控制電磁閥A (10)關(guān)閉；門控制器(4)的輸出端與電磁閥A (10)、電磁閥B (13)和空氣壓縮機(jī)(6)相連，分別控制電磁閥A (10)、電磁閥B (13)的導(dǎo)通和空氣壓縮機(jī)(6)的運(yùn)行； 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車緩沖座椅，其特征在于:所述氣缸活塞(16)的有效行程為L，活塞桿導(dǎo)軌(19)的長度為L，初始狀態(tài)下，活塞(15)處于氣缸(16)的中間位置，活塞桿球接頭(18)沿活塞桿導(dǎo)軌(19)移動帶動座椅分別向前后方向轉(zhuǎn)動O° — 60ο范圍； 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車緩沖座椅，其特征在于:初始狀態(tài)下，氣缸(15)內(nèi)部氣壓為P,，蓄能器(8)內(nèi)部壓力為Px，Px遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于P,;空氣壓縮機(jī)(6)的工作狀態(tài)由出口壓力傳感器(9)的輸入信號控制，當(dāng)出口壓力傳感器(9)所測壓力Ρχ(ι〈0.5ΡΧ時，電子控制單元(5)控制空氣壓縮機(jī)(6)工作，向蓄能器(8)充氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車緩沖座椅，其特征在于:所述門控制器(4)的輸入信號控制電磁閥A (10)的導(dǎo)通與關(guān)閉；門控制器(4)的輸入信號控制電磁閥B (13)的導(dǎo)通，壓力傳感器(2)的輸入信號控制電磁閥B (13)的關(guān)閉。
【文檔編號】B60N2/42GK103991394SQ201410135072
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】汪若塵, 丁仁凱, 陳欣, 陳龍 申請人:江蘇大學(xué)