專利名稱：汽車座椅主動安全頭枕裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車座椅上的頭枕裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及一種汽車前排座椅主動安全頭枕裝置。
背景技術(shù)：
汽車座椅頭枕是一種為了提高乘車者乘坐時的舒適性以及保證乘車者乘坐時的安全性而設(shè)置的裝置。汽車座椅頭枕除了能為乘車者增添舒適感外，其主要功能是為乘客提供一個頭部依托和向后限位的保護功能。在汽車發(fā)生碰撞，尤其是追尾碰撞時，乘員上身快速移動到座椅靠背，乘員的頭部隨之快速地移動到頭枕。此時，乘員上身的移動量和乘員頭部的移動量之間產(chǎn)生差異，很容易造成對頸部的損傷。目前主動頭枕是減少頸部損傷風險的一種最為常見、直接和有效的裝置，它可以在追尾碰撞發(fā)生后的幾十毫秒內(nèi)使頭枕與乘員頭部的距離減小，或在追尾碰撞發(fā)生之前預(yù)測到危險從而做出反應(yīng)，從而降低頸部損傷的風險。但由于乘員身高的較大差異，以及人均身高的不斷增加，增大頭枕的接觸面積是最直接的解決方法。然而，增大傳統(tǒng)頭枕的尺寸，可能帶來諸多的不方便，例如，影響后排乘員的視野；在倒車的過程中，影響駕駛員對后方障礙物的觀察等等。同時，有關(guān)頭枕的高度方面，國家強制性標準GB11550-1995《汽車座椅頭枕性能要求和試驗方法》規(guī)定沿平行于軀干基準線測量頭枕的頂端到H點(假人臀部中心)的長度，駕駛員座椅為700mm以上，其他座椅為650mm以上。而歐洲(ECE R25)規(guī)定，前排固定頭枕最低高度為800mm，后排最低高度為750mm。而最近的研究人員提出，ECE R25所規(guī)定的高度，仍需繼續(xù)的提高，才能滿足大多數(shù)人的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種汽車座椅主動安全頭枕裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置包括頭枕總成、聯(lián)動總成與觸發(fā)總成。所述的頭枕總成包括頭枕主面板、頭枕副面板、1號支架連桿、2號搖擺臂、1號連桿套筒、2號連桿套筒、1號固定槽、套筒連板、蝴蝶彈簧自鎖合頁、2號固定槽、1號搖擺臂與2號支架連桿。頭枕主面板與頭枕副面板通過蝴蝶彈簧自鎖合頁相連接，頭枕主面板和1號支架連桿與2號支架連桿的上端固定連接，1號支架連桿與2號支架連桿的下端插入1號連桿套筒與2號連桿套筒中，1號支架連桿與1號連桿套筒和2號支架連桿與2號連桿套筒皆為緊密配合。1號固定槽與2號固定槽套裝在1號支架連桿與2號支架連桿下端的直線桿上并處于同一水平面內(nèi)，1號支架連桿與2號支架連桿的下端直線桿和1號固定槽與2號固定槽之間為固定連接。1號搖擺臂與2號搖擺臂的掛鉤端和1號固定槽與2號固定槽上的搖擺臂卡扣配裝在一起，另一端與頭枕副面板固定連接。1號連桿套筒與2號連桿套筒豎直地安裝在座椅靠背的上端，1號連桿套筒與2號連桿套筒之間由套筒連板固定連接。技術(shù)方案中所述的1號支架連桿與2號支架連桿為結(jié)構(gòu)相同的采用不銹鋼制成的桿類結(jié)構(gòu)件。ι號支架連桿與2號支架連桿皆由上端直線桿、下端直線桿與兩段弧形桿組成。1號支架連桿與2號支架連桿的上端直線桿和下端直線桿為相互平行的直線桿，上端直線桿與下端直線桿之間采用兩段弧形桿圓滑連接，上端直線桿的長度小于下端直線桿的長度；所述的1號搖擺臂與2號搖擺臂為結(jié)構(gòu)相同的板類結(jié)構(gòu)件。1號搖擺臂與2號搖擺臂的一端為和1號固定槽與2號固定槽配裝的鉤狀結(jié)構(gòu)件，1號搖擺臂與2號搖擺臂的另一端為與頭枕副面板配裝的T形板結(jié)構(gòu)件。鉤狀結(jié)構(gòu)件與T形板結(jié)構(gòu)件之間固定連接成一體；所述的1號固定槽與2號固定槽為結(jié)構(gòu)相同的零件，1號固定槽與2號固定槽皆由3塊鋼板和搖擺臂卡扣組成。3塊鋼板連接成門字形的結(jié)構(gòu)件，左側(cè)鋼板與右側(cè)鋼板結(jié)構(gòu)相同，同與中間鋼板垂直并固定連接成一體。搖擺臂卡扣固定在左側(cè)鋼板與右側(cè)鋼板之間，搖擺臂卡扣中心軸線與中間鋼板平行。搖擺臂卡扣與中間鋼板之間的距離大于1號支架連桿或2號支架連桿的直徑值；所述的頭枕主面板與頭枕副面板皆由外包皮、框架式骨架與聚氨酯泡沫填充物組成。外包皮包裹在框架式骨架與聚氨酯泡沫填充物的外面成為具有一定彈性的立體結(jié)構(gòu)件。頭枕主面板與頭枕副面板中的框架式骨架通過蝴蝶彈簧自鎖合頁相連接，即頭枕主面板與頭枕副面板中的框架式骨架采用螺釘固定連接在蝴蝶彈簧自鎖合頁中相鄰的1 號合頁板與2號合頁板上；所述的聯(lián)動總成包括1號棘輪、2號棘輪、1號圓柱凸臺、2號圓柱凸臺與小凸臺。1號棘輪與2號棘輪通過1號固定孔與2號固定孔安裝在座椅靠背骨架上為轉(zhuǎn)動連接，1號棘輪與2號棘輪之間為嚙合連接，1號棘輪與2號棘輪共面并和垂直平面成15°角。1號圓柱凸臺與2號圓柱凸臺安裝在1號固定孔與2號固定孔的外側(cè)，1號圓柱凸臺與2號圓柱凸臺和頭枕總成中的套筒連板上的2個結(jié)構(gòu)相同的長條通孔為轉(zhuǎn)動與滑動連接。小凸臺安裝在2號棘輪嚙合齒的里側(cè)，小凸臺與鋼絲繩的上端轉(zhuǎn)動連接，鋼絲繩的下端通過鋼絲扣與觸發(fā)總成中的擺臂連桿為轉(zhuǎn)動連接。一種機電一體式的汽車座椅主動安全頭枕裝置，其包括頭枕總成、1號棘輪、2號圓柱凸臺、電機、聯(lián)軸器、電動棘輪與1號圓柱凸臺。電機固定在座椅的靠背上，電機的輸出端與聯(lián)軸器輸入端固定連接，聯(lián)軸器輸出端與電動棘輪上的2號固定孔動配合連接。電動棘輪與1號棘輪之間為嚙合連接，2號圓柱凸臺與1號圓柱凸臺安裝在2號固定孔與1號固定孔的外側(cè)，2號圓柱凸臺與1號圓柱凸臺和頭枕總成中的套筒連板上的2個結(jié)構(gòu)相同的長條通孔為轉(zhuǎn)動與滑動連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是1.汽車座椅主動安全頭枕的尺寸驗證國家強制性標準GBl 1550-1995《汽車座椅頭枕性能要求和試驗方法》中對頭枕的高度提出沿平行于軀干基準線測量頭枕的頂端到R點的長度，駕駛員座椅為700mm以上， 其他座椅為650mm以上。而歐洲(ECE R25)規(guī)定，前排固定頭枕最低高度為800mm，后排最低高度為750mm。而最近的研究表明，ECE R25所規(guī)定的高度，仍需繼續(xù)的提高，才能滿足大多數(shù)人的需求。常用座椅頭枕的長、寬、厚尺寸分別為240X155X120 (單位mm)。主動安全頭枕， 主枕面尺寸為240X150X110，副枕面尺寸為240 X 140 X 110 (單位mm)。當主動安全頭枕完全展開后，其尺寸為240X^0X110，極大地彌補了常用座椅頭枕高度不夠的不足。2.汽車座椅主動安全頭枕防護功能驗證頸部損傷準則NIC是目前使用最為廣泛的一種頸部損傷評價指標，也是最為研究者信服的評價指標，它經(jīng)過了志愿者試驗、機械假人(如追尾碰撞假人BioRID II)試驗和計算機仿真試驗等多方面的驗證，充分說明了它評價頸部損傷的準確性。通常，研究者利用 NIC在追尾碰撞后的前150ms內(nèi)的最大值NICmax來評價頸部損傷的程度。參閱圖13，大多數(shù)的頸部傷害發(fā)生在速度變化量在10km/h到20km/h的范圍之內(nèi)， 相應(yīng)的加速度大約是5g。加速度小于2. 5g的通常不會發(fā)生傷害。因此，選用的追尾碰撞加速度曲線如圖中所示，速度變化量為18km/h，加速度峰值為9. 0g，持續(xù)時間為90ms，此曲線滿足美國FMVSS 202動態(tài)測試區(qū)間的要求。參閱圖14，經(jīng)汽車追尾碰撞試驗仿真模擬分析，常用汽車座椅頭枕下，乘員頸部損傷準則NIC最大值為76. Im2Zs2,當使用該新型主動安全頭枕，并且主動安全頭枕完全展開時，頸部損傷準則NIC減小到51. 5m2/s2。NICmax在數(shù)值上減小了大約30%，即在追尾碰撞過程中，主動安全頭枕可降低30%的乘員頸部傷害。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明圖1是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置工作狀態(tài)時結(jié)構(gòu)組成的軸測投影圖；圖2_a是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中的頭枕總成從側(cè)面看時的軸測投影圖；圖2_b是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中的頭枕總成從正面看時的軸測投影圖；圖3是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中支架連桿的主視圖；圖4是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中搖擺臂的主視圖；圖5是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中1號固定槽的軸測投影圖；圖6_a是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中所采用的安裝在頭枕主面板與頭枕副面板上的蝴蝶彈簧自鎖合頁工作狀態(tài)的軸測投影圖；圖6_b是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中所采用的蝴蝶彈簧自鎖合頁結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖7_a是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中觸發(fā)總成的觸發(fā)支架結(jié)構(gòu)組成與連接關(guān)系分解式軸測投影圖；圖7_b是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中觸發(fā)總成結(jié)構(gòu)組成的軸測投影圖；圖8_a是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中頭枕總成與聯(lián)動總成連接關(guān)系的軸測投影圖；圖8_b是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中觸發(fā)總成與聯(lián)動總成連接關(guān)系的軸測投影圖；圖9_a是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置初始狀態(tài)的軸測投影圖9_b是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置過渡狀態(tài)的軸測投影圖；圖9-c是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置工作狀態(tài)的軸測投影圖；圖10是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置中主動頭枕中的電機與電動棘輪連接關(guān)系的軸測投影圖；圖11是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置結(jié)構(gòu)組成與工作原理的示意框圖；圖12是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置的控制流程圖；圖13是選用速度變化量為18km/h、加速度峰值為9. Og與持續(xù)時間為90ms的追尾碰撞的加速度曲線；圖14是經(jīng)汽車追尾碰撞試驗仿真模擬分析所得到的常用汽車座椅頭枕下與使用本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置時反映乘員頸部損傷準則NIC最大值的曲線；圖中1.頭枕總成，2.聯(lián)動總成，3.觸發(fā)總成，4.頭枕主面板，5.頭枕副面板，6. 1 號支架連桿，7. 2號搖擺臂，8. 1號連桿套筒，9. 2號連桿套筒，10. 1號固定槽，11.套筒連板，12.蝴蝶彈簧自鎖合頁，13.觸發(fā)機構(gòu)連接部，14.滑軌，15.連桿套，16.滑軸，17.擺臂， 18.擺臂連桿，19.觸發(fā)板支臂，20.觸發(fā)機構(gòu)上橫梁，21.觸發(fā)面板，22. 1號棘輪，23. 2號圓柱凸臺，24.小凸臺，25. 2號固定孔，26.鋼絲繩，27.鋼絲扣，28.電機，29.聯(lián)軸器，30.電動棘輪，31. 2號固定槽，32. 1號搖擺臂，33. 2號支架連桿，34. 1號固定孔，36. 2號棘輪，37. 1 號圓柱凸臺，38.搖擺臂卡扣，39. 1號合頁板，40. 2號合頁板，41. 3號合頁板，42. 4號合頁板，43. 1號合頁板軸，44. 2號合頁板軸，45. 3號合頁板軸，46. 4號合頁板軸。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細的描述本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置旨在當汽車發(fā)生追尾碰撞時，使得乘員頭部在盡量短的時間接觸頭枕，減少乘員頸部移動量和乘員頭部移動量之間的差異，有效地降低頸部損傷的風險；與此同時，考慮到各個乘員身高的不同，使用了頭枕主面板4與頭枕副面板5，觸發(fā)后，頭枕副面板5彈開至與頭枕主面板4同處一個平面內(nèi)，擴大了乘員頭頸部的接觸面積，給更廣泛的人群提供更好的保護。根據(jù)不同車型的需要，本發(fā)明所述的技術(shù)方案又分為純機械式和機電一體式兩種。參閱圖1，本發(fā)明所述的純機械式的汽車座椅主動安全頭枕裝置由頭枕總成1、聯(lián)動總成2與觸發(fā)總成3組成。參閱圖2-a與圖2-b，所述頭枕總成1包括頭枕主面板4、頭枕副面板5、1號支架連桿6、2號支架連桿33、1號搖擺臂32、2號搖擺臂7、1號連桿套筒8、2號連桿套筒9、1號固定槽10、2號固定槽31、套筒連板11與蝴蝶彈簧自鎖合頁12。其中頭枕主面板4與頭枕副面板5、1號支架連桿6與2號支架連桿33、1號搖擺臂32與2號搖擺臂7、1號連桿套筒8與2號連桿套筒9和1號固定槽10與2號固定槽31為結(jié)構(gòu)完全相同的零部件。參閱圖2，頭枕主面板4與頭枕副面板5為結(jié)構(gòu)相同的或相似的結(jié)構(gòu)件，頭枕主面板4與頭枕副面板5皆由外包皮、框架式骨架與聚氨酯泡沫填充物組成。外包皮包裹框架式骨架與聚氨酯泡沫填充物的外面成為具有一定彈性的立體結(jié)構(gòu)件。頭枕主面板4與頭枕副面板5通過蝴蝶彈簧自鎖合頁12相連接，即頭枕主面板4與頭枕副面板5中的框架式骨架固定在蝴蝶彈簧自鎖合頁12中相鄰的1號合頁板39與2號合頁板40上。參閱圖3，所述的1號支架連桿6與2號支架連桿33為結(jié)構(gòu)相同的采用不銹鋼制成的彎曲的桿類結(jié)構(gòu)件，1號支架連桿6與2號支架連桿33皆由上端直線桿、下端直線桿與兩段弧形桿組成，1號支架連桿6與2號支架連桿33的上端直線桿和下端直線桿為相互平行的直線桿，上端直線桿與下端直線桿之間采用兩段弧形桿圓滑連接，上端直線桿的長度小于下端直線桿的長度。參閱圖4，所述的1號搖擺臂32與2號搖擺臂7為結(jié)構(gòu)相同的板類結(jié)構(gòu)件，1號搖擺臂32與2號搖擺臂7的一端為與1號固定槽10與2號固定槽31配裝的鉤狀結(jié)構(gòu)件，另一端為與頭枕副面板5配裝的T形板結(jié)構(gòu)件，兩者之間采用焊接的方式固定連接成一體。參閱圖5，所述的1號固定槽10與2號固定槽31為結(jié)構(gòu)相同的框架式結(jié)構(gòu)件，1 號固定槽10與2號固定槽31皆由3塊鋼板和1個圓柱桿式的搖擺臂卡扣38組成。3塊鋼板連接成門字形，左側(cè)鋼板與右側(cè)鋼板結(jié)構(gòu)相同，同與中間鋼板垂直并連成一體，搖擺臂卡扣38的左右端面固定連接在左側(cè)鋼板與右側(cè)鋼板之間，搖擺臂卡扣38的中心軸線與中間鋼板平行。搖擺臂卡扣38與中間鋼板之間的空間距離應(yīng)大于1號支架連桿6或2號支架連桿33的直徑值，其差值為0. 5 1cm。參閱圖6-a與圖6-b，所述的蝴蝶彈簧自鎖合頁12為標準件，通常為飯桌所用，可使得方桌變圓桌，增大桌子的使用面積。在本發(fā)明中，用來連接頭枕主面板4和頭枕副面板 5。蝴蝶彈簧自鎖合頁12包括1號合頁板39、2號合頁板40、3號合頁板41、4號合頁板42、1號合頁板軸43、2號合頁板軸44、3號合頁板軸45與4號合頁板軸46及自鎖彈簧。 1號合頁板39與2號合頁板40分別通過螺絲固定在頭枕主面板4和頭枕副面板5上。1 號合頁板39的右端與底端采用4號合頁板軸46與1號合頁板軸43和4號合頁板42的左端與2號合頁板40的頂端轉(zhuǎn)動連接，3號合頁板41的左端與頂端采用2號合頁板軸44與 3號合頁板軸45和2號合頁板40的右端與4號合頁板42的底端轉(zhuǎn)動連接，每個軸上都套裝有自鎖彈簧。1號合頁板39與4號合頁板42可繞4號合頁板軸46進行旋轉(zhuǎn)，3號合頁板41與4號合頁板42可繞3號合頁板軸45進行旋轉(zhuǎn)。正常工作狀態(tài)下，各合頁板都貼合在枕面上，即1號合頁板39與4號合頁板42貼合在頭枕主面板4或頭枕副面板5上，2號合頁板40與3號合頁板41貼合在頭枕副面板5或頭枕主面板4上。當汽車發(fā)生追尾碰撞時，隨著1號支架連桿6與2號支架連桿33的運動，由于瞬間運動差異，1號搖擺臂32與2 號搖擺臂7脫離1號固定槽10與2號固定槽31，蝴蝶彈簧自鎖合頁12打開，在自鎖彈簧的作用下，1號合頁板39繞1號合頁板軸43轉(zhuǎn)動并帶動頭枕副面板5向上翻轉(zhuǎn)，同樣，在套裝于每個軸上的自鎖彈簧的作用下，3號合頁板41與4號合頁板42轉(zhuǎn)動90°角度，支撐住頭枕副面板5，使得頭枕副面板5在外力的作用下不會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。參閱圖2-a與圖2-b，頭枕主面板4與頭枕副面板5通過蝴蝶彈簧自鎖合頁12相連接，頭枕主面板4和1號支架連桿6與2號支架連桿33的上端固定連接，即頭枕主面板4 中的聚氨酯泡沫填充物包裹在1號支架連桿6與2號支架連桿33的上端成固定連接(工藝過程為先將1號支架連桿6、2號支架連桿33的上端與固定蝴蝶彈簧自鎖合頁12的骨架放入模具中，然后利用聚氨酯泡沫充滿模具，取出后包裹上外包皮)。1號支架連桿6與2 號支架連桿33的下端插入1號連桿套筒8與2號連桿套筒9中，1號支架連桿6與1號連桿套筒8和2號支架連桿33與2號連桿套筒9皆為緊密磨砂配合，當用力拔或壓1號支架連桿6與2號支架連桿33時，可調(diào)節(jié)頭枕主面板4與頭枕副面板5的初始高度。1號固定槽10與2號固定槽31套裝在1號支架連桿6與2號支架連桿33的下端直線桿上并處于同一水平面內(nèi)，即1號支架連桿6與2號支架連桿33的下端直線桿插入1號固定槽10與 2號固定槽31的左側(cè)鋼板、右側(cè)鋼板、中間鋼板與搖擺臂卡扣38之間，1號支架連桿6與2 號支架連桿33的下端直線桿和1號固定槽10與2號固定槽31之間為固定(焊接或螺釘) 連接。1號搖擺臂32與2號搖擺臂7 —端(掛鉤端)和1號固定槽10與2號固定槽31上的搖擺臂卡扣38配裝在一起，另一端(T字形端)固定置于頭枕副面板5的聚氨酯泡沫內(nèi)。在正常行駛中，1號搖擺臂32與2號搖擺臂7 —端的掛鉤掛在1號固定槽10和2 號固定槽31上的搖擺臂卡扣38上，發(fā)生追尾時，沖力使得1號固定槽10與2號固定槽31 上升，1號固定槽10與2號固定槽31上的搖擺臂卡扣38脫離了 1號搖擺臂32與2號搖擺臂7 —端的掛鉤，此時頭枕副面板5脫離了束縛而在蝴蝶彈簧自鎖合頁12的作用下打開。1號連桿套筒8與2號連桿套筒9豎直地安裝在座椅靠背的上端，1號連桿套筒8 與2號連桿套筒9之間由套筒連板11連成一體，使得1號連桿套筒8與2號連桿套筒9的對稱軸線平行，并使1號連桿套筒8、2號連桿套筒9與套筒連板11垂直共面，在1號棘輪 22與2號棘輪36的驅(qū)動下1號連桿套筒8與2號連桿套筒9在豎直方向自由上下移動， 所述的豎直方向是指1號連桿套筒8、2號連桿套筒9與套筒連板11所處平面和兩棘輪所處平面平行。套筒連板11均布有兩個和聯(lián)動總成2中的1號圓柱凸臺37與2號圓柱凸臺 23配裝的長條通孔。參閱圖7-a與圖7-b，所述觸發(fā)總成3包括2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)機構(gòu)連接部13、連桿套15、2個結(jié)構(gòu)相同的滑軸16、2個結(jié)構(gòu)相同的擺臂17、擺臂連桿18、2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)板支臂19、觸發(fā)機構(gòu)上橫梁20與觸發(fā)面板21。觸發(fā)機構(gòu)上橫梁20插入2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)機構(gòu)連接部13與2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)板支臂19上端的通孔中，2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)機構(gòu)連接部13位于2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)板支臂19的外側(cè)為接觸連接，且2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)機構(gòu)連接部13與2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)板支臂19相對于觸發(fā)機構(gòu)上橫梁20的中間點對稱設(shè)置即處于觸發(fā)機構(gòu)上橫梁20的兩端處。2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)機構(gòu)連接部13與觸發(fā)機構(gòu)上橫梁20之間為過盈配合，2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)板支臂19的上端與觸發(fā)機構(gòu)上橫梁20之間為轉(zhuǎn)動連接。2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)板支臂19的另一(下)端通過2個結(jié)構(gòu)相同的滑軸16與2個結(jié)構(gòu)相同的擺臂17的一端轉(zhuǎn)動連接，2個結(jié)構(gòu)相同的擺臂17的另一端套裝在穿過2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)機構(gòu)連接部13 上滑槽14的擺臂連桿18上成轉(zhuǎn)動連接，每個擺臂17皆處于觸發(fā)板支臂19與觸發(fā)機構(gòu)連接部13之間。擺臂連桿18在觸發(fā)機構(gòu)連接部13外側(cè)的右端端部套裝有連桿套15為過盈配合連接。觸發(fā)面板21采用螺釘或焊接方式覆蓋在2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)板支臂19上端面上。所述觸發(fā)總成3通過2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)機構(gòu)連接部13的下端固定安裝在座椅上。參閱圖8-a與圖8-b，所述聯(lián)動總成2包括1號棘輪22、2號棘輪36、1號圓柱凸臺 37、2號圓柱凸臺23、小凸臺24、鋼絲繩沈與鋼絲扣27。其中1號棘輪22與2號棘輪36 和1號圓柱凸臺37與2號圓柱凸臺23是結(jié)構(gòu)相同的零件。所述的1號棘輪22與2號棘輪36為結(jié)構(gòu)相同的扇形板類結(jié)構(gòu)件。1號棘輪22與 2號棘輪36的一端為周邊端面上設(shè)置有嚙合齒的扇形部分，2號棘輪36嚙合齒的里側(cè)設(shè)置有小凸臺24，1號棘輪22與2號棘輪36的另一端固定安裝1號圓柱凸臺37與2號圓柱凸臺23，1號圓柱凸臺37與2號圓柱凸臺23的回轉(zhuǎn)軸線和板類結(jié)構(gòu)件的1號棘輪22與2號棘輪36所處平面垂直，1號圓柱凸臺37與2號圓柱凸臺23的里側(cè)設(shè)置有1號固定孔34與 2號固定孔25。2號圓柱凸臺23、2號固定孔25與小凸臺M同處于通過2號棘輪36回轉(zhuǎn)中心的縱向?qū)ΨQ線上，1號圓柱凸臺37與1號固定孔34同處于通過1號棘輪22回轉(zhuǎn)中心的縱向?qū)ΨQ線上。1號棘輪22與2號棘輪36通過1號固定孔34與2號固定孔25并采用強度較大的不銹鋼銷釘安裝在座椅靠背骨架上為轉(zhuǎn)動連接，1號棘輪22與2號棘輪36之間為嚙合連接，1號棘輪22與2號棘輪36要共面，1號棘輪22與2號棘輪36所處的平面和垂直平面成15°角(1號棘輪22與2號棘輪36向坐墊方向方向傾斜)。1號棘輪22與2號棘輪36 上的2個結(jié)構(gòu)相同的1號圓柱凸臺37與2號圓柱凸臺23插入頭枕總成1中套筒連板11 上的2個結(jié)構(gòu)相同的長條通孔中成轉(zhuǎn)動與滑動連接。鋼絲繩沈的上端與2號棘輪36上的小凸臺M轉(zhuǎn)動連接，固定連接有鋼絲扣27的鋼絲繩沈的另一端套裝在觸發(fā)總成3中擺臂連桿18上為轉(zhuǎn)動連接。純機械式的汽車座椅主動安全頭枕裝置的工作原理參閱圖9_a，圖中是本發(fā)明所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置的初始狀態(tài)。當汽車發(fā)生追尾碰撞時，乘員在慣性的作用下，軀干擠壓觸發(fā)面板21，推動2個結(jié)構(gòu)相同的觸發(fā)板支臂19繞觸發(fā)機構(gòu)上橫梁20向下(逆時針)轉(zhuǎn)動，進而推動2個結(jié)構(gòu)相同的擺臂17繞2 個結(jié)構(gòu)相同的滑軸16向下(順時針)擺動和移動，擺臂17推動擺臂連桿18沿滑槽14向下移動。擺臂連桿18拉動鋼絲繩沈?qū)崿F(xiàn)傳遞力和運動，鋼絲繩沈使其上端固定連接的2 號棘輪36順時針(1號棘輪22逆時針)轉(zhuǎn)動，相嚙合的2號棘輪36與1號棘輪22的轉(zhuǎn)動使得2號圓柱凸臺23與1號圓柱凸臺37通過套筒連板11帶動2號連桿套筒9與1號連桿套筒8沿著2號棘輪36與1號棘輪22方向，即與垂直方向成15°的方向迅速向上向前移動，同時，由于1號支架連桿6與2號支架連桿33的迅速移動以及頭枕主面板4和頭枕副面板5之間連接的空隙，造成頭枕主面板4與頭枕副面板5的運動差異，使得1號搖擺臂 32與2號搖擺臂7上的掛鉤脫離了 1號固定槽10與2號固定槽31上的搖擺臂卡扣38，即 1號搖擺臂32上的掛鉤脫離了 1號支架連桿6，2號搖擺臂7上的掛鉤脫離了 2號支架連桿33，在蝴蝶彈簧自鎖合頁12的作用下，頭枕副面板5向上展開，直至與頭枕主面板4同平面，增大了頭枕枕面的接觸面積，參閱圖9-c。此時，蝴蝶彈簧自鎖合頁12鎖止，限制了頭枕副面板5的移動，即為主動安全頭枕的工作狀態(tài)。這樣，乘員頭部能夠盡早地接觸前移的頭枕，減少了頭部與頸部之間移動量的差異，有效地減少了發(fā)生頸部傷害的風險。同時，頭枕接觸面積最大程度的增加，適用于不同坐高的乘員，給更加廣泛的人群提供了更好的保護。機電一體式的汽車座椅主動安全頭枕裝置參閱圖10，為了彌補傳統(tǒng)純機械式的汽車座椅主動安全頭枕裝置相應(yīng)滯后的不足，采用機電一體式的結(jié)構(gòu)，保留了傳統(tǒng)純機械式的汽車座椅主動安全頭枕裝置中的頭枕總成1和聯(lián)動總成2中的1號圓柱凸臺37、2號圓柱凸臺23、1號棘輪22與2號棘輪36 (此處被稱為電動棘輪30)的結(jié)構(gòu)，增加了電機觀、聯(lián)軸器四與電控部分，替換了傳統(tǒng)純機械式的汽車座椅主動安全頭枕裝置中的觸發(fā)總成3和聯(lián)動總成2中的鋼絲繩沈、鋼絲扣27與小凸臺24。機電一體式的汽車座椅主動安全頭枕裝置根據(jù)傳感器提供的信息，提前判斷并啟動頭枕總成1，從而更好地保護乘員的頭頸部的安全。所述的機電一體式的汽車座椅主動安全頭枕裝置由頭枕總成1、1號圓柱凸臺37、 2號圓柱凸臺23、電機觀、聯(lián)軸器四、1號棘輪22、電動棘輪30與電控部分組成。參閱圖11，電控部分包括路況傳感器、尾部測距雷達、加速度傳感器、乘員頭部位置傳感器與單片機控制單元。所述的電動棘輪30的結(jié)構(gòu)和純機械式的汽車座椅主動安全頭枕裝置中所采用的 2號棘輪36的結(jié)構(gòu)相同。汽車座椅主動安全頭枕裝置由于采用了機電一體式的結(jié)構(gòu)，所以電動棘輪30 —端嚙合齒的里側(cè)不再設(shè)置小凸臺24，電動棘輪30的另一端固定安裝2號圓柱凸臺23，2號圓柱凸臺23的回轉(zhuǎn)軸線和板類結(jié)構(gòu)件的電動棘輪30所處平面垂直，2號圓柱凸臺23的里側(cè)設(shè)置有2號固定孔25，2號圓柱凸臺23與2號固定孔25的回轉(zhuǎn)中心同處于通過電動棘輪30回轉(zhuǎn)中心的縱向?qū)ΨQ線上。電機觀固定在座椅的靠背上，電機觀的輸出端與聯(lián)軸器四輸入端固定連接，聯(lián)軸器四輸出端與電動棘輪30上的2號固定孔25動配合連接，電動棘輪30與1號棘輪22 之間為嚙合連接，2號圓柱凸臺23與1號圓柱凸臺37安裝在2號固定孔25與1號固定孔 34的外側(cè)，2號圓柱凸臺23與1號圓柱凸臺37和頭枕總成1中的套筒連板11上的2個結(jié)構(gòu)相同的長條通孔為轉(zhuǎn)動與滑動連接。由電機觀的轉(zhuǎn)動帶動2個相互嚙合的電動棘輪30 與1號棘輪22轉(zhuǎn)動，2個相互嚙合的電動棘輪30與1號棘輪22通過1號圓柱凸臺37與2 號圓柱凸臺23使頭枕總成1中的1號連桿套筒8與2號連桿套筒9向上移動，從而帶動頭枕總成1的運動，實現(xiàn)頭枕副面板5向上展開，直至與頭枕主面板4同平面，增大了乘員與頭枕的接觸面積。乘員頭部位置傳感器位于汽車B柱上方，可以測得頭枕總成1與頭部的距離和高度差。路況傳感器(即型號為MMA72600T的加速度傳感器與型號為LLDAR的尾部激光測距雷達)位于汽車尾部車燈附近，由于電控部分不是很復(fù)雜，可以采用一片PIC單片機或型號為C8051的單片機進行操控處理；電控部分中的電機觀可同時調(diào)節(jié)頭枕的水平位移和高度位移，使用無刷直流電機，這種電機不僅保留了直流電機的優(yōu)點，而且又具有交流電機的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便等優(yōu)點。機電一體式的汽車座椅主動安全頭枕裝置的工作原理參閱圖12，當汽車開始行駛時，乘員頭部位置傳感器測量多次，數(shù)據(jù)處理后得到頭枕總成1與頭部的距離和高度差，電機觀帶動聯(lián)軸器四轉(zhuǎn)動對高度給以補償，使高度差處于最佳范圍內(nèi)，提高了座椅的舒適性。當汽車可能要追尾碰撞時，路況傳感器多次測量，初步判斷碰撞的危險程度，對頭枕的水平位移和高度進行第一次調(diào)節(jié)；汽車發(fā)出安全預(yù)警，乘員做出相應(yīng)的反應(yīng)，對坐姿進行調(diào)整，控制單元重新接受測量后的結(jié)果，對頭枕總成1進行第二次調(diào)節(jié)；當汽車發(fā)生追尾碰撞時，頭枕副面板5打開，頭枕主面板4與頭枕副面板5已經(jīng)盡量調(diào)整到使乘員頸部傷害降低到最小的范圍內(nèi)，有效保護乘員頭部、頸部安全；碰撞結(jié)束后，電機反轉(zhuǎn)，退回補償?shù)木嚯x，保證乘員可以得到舒適的休息。汽車座椅主動安全頭枕裝置可以看作頭枕總成1自動調(diào)節(jié)裝置，沒有忽略傳統(tǒng)頭枕總成1的高度調(diào)節(jié)功能；頭枕總成1與頭部的距離和高度差時刻都處于最佳范圍內(nèi)，因此汽車座椅主動安全頭枕裝置比較可靠；同時，汽車座椅主動安全頭枕裝置可以做到因人而異，故防護效果的穩(wěn)定性比較好。
權(quán)利要求
1.一種汽車座椅主動安全頭枕裝置，包括頭枕總成(1)、聯(lián)動總成( 與觸發(fā)總成(3)， 其特征在于，所述的頭枕總成(1)包括頭枕主面板(4)、頭枕副面板(5)、1號支架連桿(6)、 2號搖擺臂(7)、1號連桿套筒(8)、2號連桿套筒(9)、1號固定槽(10)、套筒連板(11)、蝴蝶彈簧自鎖合頁(12)、2號固定槽(31)、1號搖擺臂(32)與2號支架連桿(33)；頭枕主面板(4)與頭枕副面板( 通過蝴蝶彈簧自鎖合頁(1 相連接，頭枕主面板 (4)和1號支架連桿(6)與2號支架連桿(33)的上端固定連接，1號支架連桿(6)與2號支架連桿(33)的下端插入1號連桿套筒(8)與2號連桿套筒(9)中，1號支架連桿(6)與1 號連桿套筒(8)和2號支架連桿(33)與2號連桿套筒(9)皆為緊密配合，1號固定槽(10) 與2號固定槽(31)套裝在1號支架連桿(6)與2號支架連桿(33)下端的直線桿上并處于同一水平面內(nèi)，1號支架連桿(6)與2號支架連桿(33)的下端直線桿和1號固定槽(10)與 2號固定槽(31)之間為固定連接，1號搖擺臂(32)與2號搖擺臂(7)的掛鉤端和1號固定槽(10)與2號固定槽(31)上的搖擺臂卡扣(38)配裝在一起，另一端與頭枕副面板(5)固定連接，1號連桿套筒(8)與2號連桿套筒(9)豎直地安裝在座椅靠背的上端，1號連桿套筒⑶與2號連桿套筒(9)之間由套筒連板(11)固定連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置，其特征在于，所述的1號支架連桿(6)與2號支架連桿(33)為結(jié)構(gòu)相同的采用不銹鋼制成的桿類結(jié)構(gòu)件，1號支架連桿 (6)與2號支架連桿(3 皆由上端直線桿、下端直線桿與兩段弧形桿組成；1號支架連桿(6)與2號支架連桿(33)的上端直線桿和下端直線桿為相互平行的直線桿，上端直線桿與下端直線桿之間采用兩段弧形桿圓滑連接，上端直線桿的長度小于下端直線桿的長度。
3.按照權(quán)利要求1所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置，其特征在于，所述的1號搖擺臂 (32)與2號搖擺臂(7)為結(jié)構(gòu)相同的板類結(jié)構(gòu)件，1號搖擺臂(32)與2號搖擺臂(7)的一端為和1號固定槽(10)與2號固定槽(31)配裝的鉤狀結(jié)構(gòu)件，1號搖擺臂(32)與2號搖擺臂(7)的另一端為與頭枕副面板(5)配裝的T形板結(jié)構(gòu)件，鉤狀結(jié)構(gòu)件與T形板結(jié)構(gòu)件之間固定連接成一體。
4.按照權(quán)利要求1所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置，其特征在于，所述的1號固定槽 (10)與2號固定槽(31)為結(jié)構(gòu)相同的零件，1號固定槽(10)與2號固定槽(31)皆由3塊鋼板和搖擺臂卡扣(38)組成；3塊鋼板連接成門字形的結(jié)構(gòu)件，左側(cè)鋼板與右側(cè)鋼板結(jié)構(gòu)相同，同與中間鋼板垂直并固定連接成一體，搖擺臂卡扣(38)固定在左側(cè)鋼板與右側(cè)鋼板之間，搖擺臂卡扣(38)中心軸線與中間鋼板平行，搖擺臂卡扣(38)與中間鋼板之間的距離大于1號支架連桿(6)或2 號支架連桿(3 的直徑值。
5.按照權(quán)利要求1所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置，其特征在于，所述的頭枕主面板(4)與頭枕副面板(5)皆由外包皮、框架式骨架與聚氨酯泡沫填充物組成；外包皮包裹在框架式骨架與聚氨酯泡沫填充物的外面成為具有一定彈性的立體結(jié)構(gòu)件，頭枕主面板(4)與頭枕副面板(5)中的框架式骨架通過蝴蝶彈簧自鎖合頁(1 相連接，即頭枕主面板(4)與頭枕副面板(5)中的框架式骨架采用螺釘固定連接在蝴蝶彈簧自鎖合頁(12)中相鄰的1號合頁板(39)與2號合頁板00)上。
6.按照權(quán)利要求1所述的汽車座椅主動安全頭枕裝置，其特征在于，所述的聯(lián)動總成⑵包括1號棘輪02)、2號棘輪(36)、1號圓柱凸臺(37)、2號圓柱凸臺Q3)與小凸臺 (24)；1號棘輪02)與2號棘輪(36)通過1號固定孔(34)與2號固定孔05)安裝在座椅靠背骨架上為轉(zhuǎn)動連接，1號棘輪02)與2號棘輪(36)之間為嚙合連接，1號棘輪02)與 2號棘輪(36)共面并和垂直平面成15°角，1號圓柱凸臺(37)與2號圓柱凸臺Q3)安裝在1號固定孔(34)與2號固定孔05)的外側(cè)，1號圓柱凸臺(37)與2號圓柱凸臺03)和頭枕總成(1)中的套筒連板(11)上的2個結(jié)構(gòu)相同的長條通孔為轉(zhuǎn)動與滑動連接，小凸臺(24)安裝在2號棘輪(36)嚙合齒的里側(cè)，小凸臺04)與鋼絲繩06)的上端轉(zhuǎn)動連接，鋼絲繩06)的下端通過鋼絲扣(XT)與觸發(fā)總成(3)中的擺臂連桿(18)為轉(zhuǎn)動連接。
7. 一種機電一體式的汽車座椅主動安全頭枕裝置，其特征在于，所述的機電一體式的汽車座椅主動安全頭枕裝置包括頭枕總成(1)、1號棘輪0幻、2號圓柱凸臺(23)、電機 (觀)、聯(lián)軸器( )、電動棘輪(30)與1號圓柱凸臺(37)；電機08)固定在座椅的靠背上，電機08)的輸出端與聯(lián)軸器09)輸入端固定連接， 聯(lián)軸器09)輸出端與電動棘輪(30)上的2號固定孔05)動配合連接，電動棘輪(30)與1 號棘輪02)之間為嚙合連接，2號圓柱凸臺03)與1號圓柱凸臺(37)安裝在2號固定孔(25)與1號固定孔(34)的外側(cè)，2號圓柱凸臺03)與1號圓柱凸臺(37)和頭枕總成(1) 中的套筒連板(11)上的2個結(jié)構(gòu)相同的長條通孔為轉(zhuǎn)動與滑動連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車座椅主動安全頭枕裝置，包括頭枕總成、聯(lián)動總成與觸發(fā)總成。頭枕總成包括頭枕主面板、頭枕副面板、1號支架連桿、2號支架連桿、1號連桿套筒、2號連桿套筒、1號固定槽、2號固定槽、套筒連板、2號搖擺臂、蝴蝶彈簧自鎖合頁與1號搖擺臂。頭枕主面板與頭枕副面板通過蝴蝶彈簧自鎖合頁相連接，1號支架連桿與2號支架連桿的上端和頭枕主面板固定連接，下端插入1號連桿套筒與2號連桿套筒中，中間固定有1號固定槽與2號固定槽。1號搖擺臂與2號搖擺臂的掛鉤端和1號固定槽與2號固定槽上的搖擺臂卡扣配裝，另一端與頭枕副面板固定連接，由套筒連板固定連接的1號連桿套筒與2號連桿套筒豎直地安裝在座椅靠背為滑動連接。
文檔編號B60N2/427GK102285325SQ201110284488
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者安月, 張君媛, 張昕, 李幸福, 田迪斯, 金景旭, 陳 光, 黃炫 申請人:吉林大學