CN203902331U - 一种汽车缓冲座椅 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车缓冲座椅，用于提高汽车的乘坐舒适性。汽车制动时，人相对于车先有向前的运动，之后会以一定的速度靠向座椅，这一过程对人体造成了冲击，增加了人体的不适感。本实用新型通过制动踏板传感器、座椅背部压力传感器，经门控制器来判断汽车的行车状态以及人相对于车的运动状态，将此判别信息传给电子控制单元，由电子控制单元控制相应电磁阀的导通，随后由蓄能器将压缩空气空气充入气缸，推动活塞运动转动，进而使座椅与人保持同向运动，从而在人靠向座椅时，可以依靠人体惯性所产生的压力推动座椅向后转动，以起到缓冲作用。

Description

一种汽车缓冲座椅

技术领域

本实用新型涉及一种汽车缓冲座椅，用于提高汽车制动时的乘坐舒适性。

背景技术

当汽车行驶在颠簸路面时，乘员会因汽车长时间的在垂直方向的振动而不适。随着社会经济的快速发展，道路交通的不断改善，人们也越来越少地行驶在颠簸的路面上；但社会经济的发展同时也使得汽车的保有量不断增加，城市的行车道路也越发的拥挤，为确保行车安全，驾驶者需以较低的车速行驶，并需要频繁地启停。

根据我国《人体承受全身振动评价——第一部分：一般要求》公布的数据显示，人体在垂直方向振动时，最敏感的频率范围为4~12.5Hz，而人体在水平方向振动时，最敏感的频率范围为0.5~2Hz，即人体更易受到水平方向振动的影响。当汽车在拥堵的路面行驶或为保持车距而需减速时，频繁的制动会造成人与车不断产生相对运动，即人体会受到汽车水平振动的影响，进而容易产生不适，这种情况在紧急刹车、急速起步时表现的更为明显。所以，减轻汽车制动时因相对运动而对人体造成的冲击，对提高人们的乘坐舒适性具有很大影响。

现已有的安全带主要是为了是提高乘员的乘车安全性，它可以有效地保证汽车在紧急制动或追尾时乘员与车之间最小的相对运动，避免乘员受到伤害。而对于一般的行车制动，安全带智能只能在一定程度上减小人体向前的运动幅度，并不能改善人体向后运动时所受到的冲击。

为解决上述的问题，本实用新型提出一种汽车缓冲座椅，以提高汽车制动时的乘坐舒适性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：在汽车制动过程中，判断汽车的行驶状态以及人相对于车的运动状态，在人与车有相对运动的情况下，采用一种缓冲座椅，使人与座椅保持相同的运动状态，以减轻因相对运动而对人体造成的冲击，提高乘员的乘坐舒适性。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：该缓冲座椅由座椅、压力传感器、制动踏板传感器、门控制器、电子控制单元、空气压缩机、空气处理装置、蓄能器、出气压力传感器、电磁阀A、单向阀、节流阀、电磁阀B、进气压力传感器、气缸、气缸活塞、活塞杆、活塞杆球接头、活塞杆导轨以及电动控制器组成；

所述空气压缩机与空气处理装置相连，空气处理装置与蓄能器进口相连，蓄能器出口处接有出口压力传感器；蓄能器出口通过输气管路与气缸进气口相连，蓄能器与气缸之间的输气管路上依次设有电磁阀A、单向阀和节流阀；气缸进口处接有进气压力传感器；气缸内设带有活塞杆的气缸活塞，活塞杆顶端设有活塞杆球接头，活塞杆球接头设于与活塞杆导轨上，活塞杆导轨设于座椅靠背的背部，所述活塞杆导轨的方向为上下布置；气缸出气口经电磁阀B与空气处理装置相连； 

所述座椅靠背上装有压力传感器，压力传感器检测人体是否与座椅靠背接触；制动踏板上装有制动踏板传感器，制动踏板传感器检测是否制动；

所述门控制器同时接收压力传感器和制动踏板传感器的输入信号；当压力传感器的压力信号为零时为1输入给门控制器，否则为0输入给门控制器；制动踏板传感器无制动信号时为零时为0输入给门控制器，否则为1输入给门控制器；只有压力传感器的压力信号和制动踏板传感器的制动信号输入都为1输入时，门控制器才将触发信号传给电子控制单元；

所述电子控制单元的输入端接收压力传感器、门控制器和出口压力传感器的信号，压力传感器的输入信号触发电子控制单元控制电磁阀B关闭，门控制器的输入信号触发电子控制单元控制电磁阀A和电磁阀B的导通，并在无信号输入时触发电子控制单元和控制电磁阀A关闭；门控制器的输出端与电磁阀A、电磁阀B（13）和空气压缩机相连，分别控制电磁阀A、电磁阀B的导通和空气压缩机的运行；

所述气缸活塞的有效行程为L，活塞杆导轨的长度为L，初始状态下，活塞处于气缸的中间位置，活塞杆球接头沿活塞杆导轨移动带动座椅分别向前后方向转动0                                                —60范围；

初始状态下，气缸内部气压为P_q，蓄能器内部压力为P_x，P_x远远大于P_q；空气压缩机的工作状态由出口压力传感器的输入信号控制，当出口压力传感器所测压力P_x0<0.5P_x时，电子控制单元控制空气压缩机工作，向蓄能器充气。

所述门控制器的输入信号控制电磁阀A的导通与关闭；门控制器的输入信号控制电磁阀B的导通，压力传感器的输入信号控制电磁阀B的关闭。

本技术具有如下优点：（1）正常行驶过程中，可手动调节座椅靠背与坐垫间的的角度，以满足不同乘员的要求；（2）可实时判断汽车的制动状态以及制动时人与车的相对运动状态，并促发座椅靠背与人保持同向转动；（3）人与座椅靠背同向转动，减轻了人相对于车向后运动时所受到的冲击，起到了缓冲作用；（4）推动座椅转动的介质来源于大气，并可直接排入大气，具有很好的环保性能。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图。

图2为座椅靠背转动示意图。

图3为电磁阀A、B控制示意图。

图4为本实用新型的工作流程图。

图中：1-座椅   2-压力传感器   3-制动踏板传感器   4-门控制器   5-电子控制单元   6-空气压缩机   7-空气处理装置   8-蓄能器   9-出气压力传感器   10-电磁阀A   11-单向阀   12-节流阀   13-电磁阀B   14-进气压力传感器   15-气缸   16-活塞   17-活塞杆   18-活塞杆球接头   19-活塞杆导轨    20-电动控制器    -门控制器输入端   -压力传感器输入端   -出气压力传感器器输入端    -空气压缩机输出端    -电磁阀A输出端    -电磁阀B输出端    -电磁阀A输出端    -电磁阀B输出端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

空气压缩机6与空气处理装置7相连，空气处理装置7与蓄能器8相连，蓄能器8出口处接有出口压力传感器9；蓄能器8经电磁阀A10、单向阀11、节流阀12与气缸15进气口相连；气缸15进口处接有进气压力传感器14；活塞杆17经活塞杆球接头18与活塞杆导轨19接触；气缸15出气口经电磁阀B13与空气处理装置7相连； 

座椅1靠背上装有压力传感器，以检测人体是否与座椅靠背接触；制动踏板上装有制动踏板传感器，以检测是否制动；

门控制器4采用与门控制，根据内部电路结构，采取压力传感器2的压力信号为零时为1输入，否则为0输入；制动踏板传感器3无制动信号时为零时为0输入，否则为1输入，只有两个输入都为1输入时，门控制器4才能向电子控制单元5发出信号；

电子控制单元5的输入端接收门控制器4、压力传感器2、出口压力传感器9以及进口压力传感器14的信号，输出端与电磁阀A10、电磁阀B13、空气压缩机6相连，分别控制电磁阀A10、电磁阀B13的导通以及空气压缩机6的运行；

电动控制器5与电磁阀A10、电磁阀B13相连，可控制其导通，以手动调节座椅靠背与座椅间的角度；

座椅1后背装有活塞杆导轨19，活塞杆17头部装有球接头18，可将活塞杆17的直线运动转化为座椅1的转动；

下面结合附图对本实用新型具体实施过程作进一步说明。

初始状态下，人体对座椅靠背的压力为P_k，（即靠背上的压力传感器初始值为P_k）。电磁阀A、电磁阀B闭合，气缸内部气压为P_q，使得活塞处于气缸的中间位置，即活塞杆球接头位于导轨的中间位置，以保持座椅靠背与座椅坐间的夹角为110。同时，在汽车正常行驶过程中，乘员可以手动调节靠背与坐垫之间的夹角，即通过电动控制器控制电磁阀A、电磁阀B的导通。当电磁阀A导通时，蓄能器向气缸充气，夹角减小；当电磁阀B导通时，依靠人体自身压力将气缸能的气体排出，夹角增大，以此过程来满足不同乘员的要求；

当汽车制动时，驾驶者踩下制动踏板，制动踏板传感器接收到制动信号，实时将此信号传给门控制器；同时，座椅靠背上的压力传感器检测压力的变化，当人相对于车有向前的运动时，压力传感器检测到的压力信号将为零，若制动时人体未离开座椅靠背，压力传感器的压力将不为零。此时，门控制器同时接收制动踏板传感器及压力传感器的信号，经过控制器内部信号转化，判别是否都为1输入，若都为1输入，则将此触发信号传给电子控制单元，否则返回继续监测。

电子控制单元接收到门控制器的信号后（即汽车制动，并人与车发生相对运动），控制电磁阀A导通。由蓄能器向气缸内充气，推动活塞向前运动，并通过活塞杆球接头将活塞的直线转化为座椅的转动。

在座椅与人保持同向运动的过程中，座椅靠背上的压力传感器检测到的压力信号始终为零。当其再此检测到压力信号时，人相对于车向前的运动结束，开始向后运动。此时，门控制器的输入信号不再是同为1输入，停止向电子控制单元输入信号，进而电子控制单元控制电磁阀A关闭，电磁阀B仍保持导通状态。此时，人体依靠惯性所产生的压力推动座椅向后转动，将气缸中的气体排入大气。当制动结束，人与车相对稳定时，座椅靠背上的压力传感器所检测到的压力恢复到初始值P_k，电子控制单元接收到信号控制电磁阀B关闭。此时，座椅靠背与坐垫间的夹角不一定仍为100 ，乘员可根据自身需要手动调节。

通过上述过程，有效地缓冲了汽车制动对人体所造成的冲击，减轻了人体在水平方向受到的振动，提高了乘坐舒适性。

Claims (4)

1.一种汽车缓冲座椅，其特征在于：包括座椅（1）、压力传感器（2）、制动踏板传感器（3）、门控制器（4）、电子控制单元（5）、空气压缩机（6）、空气处理装置（7）、蓄能器（8）、出气压力传感器（9）、电磁阀A（10）、单向阀（11）、节流阀（12）、电磁阀B（13）、进气压力传感器（14）、气缸（15）、气缸活塞（16）、活塞杆（17）、活塞杆球接头（18）、活塞杆导轨（19）、电动控制器（20）；

所述空气压缩机（6）与空气处理装置（7）相连，空气处理装置（7）与蓄能器（8）进口相连，蓄能器（8）出口处接有出口压力传感器（9）；蓄能器（8）出口通过输气管路与气缸（15）进气口相连，蓄能器（8）与气缸（15）之间的输气管路上依次设有电磁阀A（10）、单向阀（11）和节流阀（12）；气缸（15）进口处接有进气压力传感器（14）；气缸（15）内设带有活塞杆（17）的气缸活塞（16），活塞杆（17）顶端设有活塞杆球接头（18），活塞杆球接头（18）设于与活塞杆导轨（19）上，活塞杆导轨（19）设于座椅靠背的背部，所述活塞杆导轨（19）的方向为上下布置；气缸（15）出气口经电磁阀B（13）与空气处理装置（7）相连； 

所述座椅（1）靠背上装有压力传感器，压力传感器检测人体是否与座椅靠背接触；制动踏板上装有制动踏板传感器，制动踏板传感器检测是否制动；

所述门控制器（4）同时接收压力传感器（2）和制动踏板传感器（3）的输入信号；当压力传感器（2）的压力信号为零时为1输入给门控制器（4），否则为0输入给门控制器（4）；制动踏板传感器（3）无制动信号时为零时为0输入给门控制器（4），否则为1输入给门控制器（4）；只有压力传感器（2）的压力信号和制动踏板传感器（3）的制动信号输入都为1输入时，门控制器（4）才将触发信号传给电子控制单元（5）；

所述电子控制单元（5）的输入端接收压力传感器（2）、门控制器（4）和出口压力传感器（9）的信号，压力传感器（2）的输入信号触发电子控制单元（5）控制电磁阀B（13）关闭，门控制器（4）的输入信号触发电子控制单元（5）控制电磁阀A（10）和电磁阀B（13）的导通，并在无信号输入时触发电子控制单元（5）和控制电磁阀A（10）关闭；门控制器（4）的输出端与电磁阀A（10）、电磁阀B（13）和空气压缩机（6）相连，分别控制电磁阀A（10）、电磁阀B（13）的导通和空气压缩机（6）的运行。

2.根据权利要求1所述的一种汽车缓冲座椅，其特征在于：所述气缸活塞（16）的有效行程为L，活塞杆导轨（19）的长度为L，初始状态下，活塞（15）处于气缸（16）的中间位置，活塞杆球接头（18）沿活塞杆导轨（19）移动带动座椅分别向前后方向转动0                                               —60范围。

3.根据权利要求1所述的一种汽车缓冲座椅，其特征在于：初始状态下，气缸（15）内部气压为P_q，蓄能器（8）内部压力为P_x，P_x远远大于P_q；空气压缩机（6）的工作状态由出口压力传感器（9）的输入信号控制，当出口压力传感器（9）所测压力P_x0<0.5P_x时，电子控制单元（5）控制空气压缩机（6）工作，向蓄能器（8）充气。

4.根据权利要求1所述的一种汽车缓冲座椅，其特征在于：所述门控制器（4）的输入信号控制电磁阀A（10）的导通与关闭；门控制器（4）的输入信号控制电磁阀B（13）的导通，压力传感器（2）的输入信号控制电磁阀B（13）的关闭。