一種可翻轉安全座椅及翻轉控制方法
【專利摘要】本發明提供一種可翻轉安全座椅及翻轉控制方法，可翻轉安全座椅包括底座和設于底座上的座椅本體，椅座和靠背連接位置處通過轉軸鉸接于底座上，底座和椅座之間設有用于翻轉座椅本體的伸縮缸，座椅本體和底座的鉸接位置設有用于將座椅本體鎖止在翻轉位置的棘輪機構，座椅本體還設有用于使座椅本體從翻轉狀態回復到正常狀態的復位機構。本發明的安全座椅在翻轉控制系統測量存在撞車的風險時驅動伸縮缸推動座椅翻轉，使駕駛人員處于預仰狀態，最大化降低撞車對駕駛人員的傷害。
【專利說明】一種可翻轉安全座椅及翻轉控制方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可翻轉安全座椅及翻轉控制方法。

【背景技術】
[0002]目前，汽車上的座椅一般為靠背可調，椅座不可調，座椅的功用不僅僅是乘坐的舒適性，還應該有在車輛發生事故時對乘客的保護功能。目前的座椅并未考慮座椅提供安全性能，而僅僅通過安裝安全帶，在發生碰撞事故時，由人體的慣性產生的慣性力使人體在座椅上產生慣性加速度，而座椅與人體之間的摩擦力不足以抵消慣性力，當采用兩點式安全帶時，由于安全帶作用力位置較低，與慣性力一起產生旋轉力矩，人體上半身會發生向前的旋轉運動，造成碰撞事故中人體受到極大傷害，減少人體受到的旋轉力矩可以有效地降低人體受到的傷害。


【發明內容】

[0003]本發明提供一種可翻轉安全座椅，用于降低撞車事故對人體的傷害；同時，本發明提供了所述可翻轉安全座椅的翻轉控制方法。
[0004]為了解決上述問題，本發明的可翻轉安全座椅采用如下技術方案:
[0005]一種可翻轉安全座椅，包括底座和設于底座上的座椅本體，椅座和靠背連接位置處通過轉軸鉸接于底座上，所述底座和椅座之間設有用于使座椅本體繞所述轉軸翻轉的伸縮缸，所述座椅本體和底座的鉸接位置設有用于將座椅本體鎖止在翻轉位置的棘輪機構，所述座椅本體上還設有用于解除棘輪機構所知狀態使座椅本體從翻轉狀態回復到正常狀態的復位機構。
[0006]所述棘輪機構包括與所述轉軸同軸設置的棘輪和鉸接于座椅本體上的棘爪，所述棘輪固設于底座上，所述棘輪的齒向與座椅本體的翻轉方向相同。
[0007]所述復位機構包括復位手柄，所述復位手柄在轉動時能夠使棘輪機構的棘爪脫離棘輪從而使棘輪機構鎖止失效。
[0008]所述復位手柄通過兩端分別連接復位手柄和棘爪的與棘輪嚙合的一端的繩索控制棘爪脫離棘輪，棘爪的另一端連接有用于使棘爪在正常狀態時與棘輪嚙合的彈簧。
[0009]所述座椅本體上設有復位開關，所述復位手柄在轉動時壓觸復位開關并驅動伸縮缸轉動座椅本體復位。
[0010]所述座椅本體的椅座前端設有在正常狀態時與底座卡接的卡扣。
[0011]所述座椅本體上還設有用于測量座椅本體翻轉角度的角度測量儀。
[0012]本發明的可翻轉安全座椅的翻轉控制方法采用如下技術方案:
[0013]一種可翻轉安全座椅的翻轉控制方法，包括以下步驟:
[0014](I)檢測車體信息，采集車體與其他車體的相對速度和距離；
[0015](2)根據采集的信息判斷是否達到設定的發生碰撞危險的標準；
[0016](3)在確認達到設定的發生碰撞危險的標準，控制座椅本體翻轉。
[0017]進一步地，步驟(2)中的發生碰撞危險的標準是碰撞時間限值t0，tO = V/am+ts+tr，其中V為相對速度，am為車輛允許的最大制動減速度，ts為在緊急情況下司機的反應時間，tr為座椅執行系統所需準備時間，當碰撞時間小于tO時，微機處理器控制翻轉系統翻轉，當碰撞時間大于to時，控制系統不翻轉。
[0018]本發明的可翻轉安全座椅通過伸縮缸伸長推動座椅本體至翻轉狀態，這樣在可能發生撞車危險時，伸縮缸推動座椅本體翻轉，使駕駛人員處于后仰狀態，降低了撞車對駕駛人員造成的傷害，座椅本體在翻轉過程中通過棘輪機構的棘輪和棘爪的嚙合防止座椅回轉，能夠實現對座椅本體翻轉到任何位置時的鎖止，這樣就防止了車體碰撞過程中翻轉控制機構被撞壞后，座椅本體不能鎖止而自動復位的缺陷，在需要座椅復位時，通過復位機構解除棘輪機構的鎖止狀態并使座椅本體轉動回復至正常狀態即可。
[0019]進一步地，棘輪機構包括棘輪和棘爪，復位機構包括復位手柄，復位手柄上連接有一端連接在棘爪與棘輪相嚙合的一端的繩索，在轉動復位手柄時復位手柄拉動繩索使棘爪和棘輪脫離，從而使棘輪機構鎖止失效，繼續轉動復位手柄觸動復位開關，從而使控制系統驅動伸縮缸將座椅本體拉回到正常狀態。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發明實施例的結構示意圖；
[0021]圖2為圖1中棘輪結構和復位機構的結構示意圖；
[0022]圖3為本發明翻轉控制方法的實施例控制流程圖。

【具體實施方式】
[0023]本發明的一種可翻轉安全座椅實施例:如圖1 - 2所示，包括底座1，座椅I上安裝有座椅本體9，座椅本體9包括左側的椅座和右側的靠背，座椅本體9通過椅座前端的卡扣
2以及后端的轉軸13安裝在底座I上，轉軸13上安裝有角度測量儀14，角度測量儀14用于測量轉軸13的旋轉角度，轉軸13上安裝有軸承使得座椅可以繞轉軸13翻轉，液壓缸3的兩端分別鉸接于底座I上和椅座的前端，可為座椅本體9的翻轉提供動力，液壓缸3與控制系統連接并由控制系統控制伸縮，控制系統分別與車體的車身雷達和微機處理器控制連接，棘輪結構包括棘輪11和棘爪12，棘輪11固定在轉軸上，棘爪12固定在座椅本體9上，當座椅本體9順時針轉動時棘輪11不起作用，逆時針轉動時，棘輪11與棘爪12嚙合并將座椅本體9鎖死不能使其逆時針轉動，棘輪機構能夠實現在座椅本體翻轉到任何位置時對座椅本體的鎖止作用，這樣就防止了車體碰撞損壞翻轉機構時座椅本體自動復位的缺陷。
[0024]本實施例中的復位機構包括復位手柄6，復位手柄6鉸接于座椅本體9的一側，復位手柄6的上端兩側分別設有固定在座椅本體9上的前限位塊4和復位開關7，復位手柄6的下端連接有一端固定在座椅9上的復位彈簧8，復位彈簧8拉緊復位手柄6使其與前限位塊4接觸，復位手柄6的下端固定連接有鋼制拉線10，拉線10與棘輪機構的棘爪12連接，復位手柄6轉動時能夠拉動拉線10使棘爪12與棘輪11脫離嚙合,此時棘輪機構就不再起到鎖止作用，當復位手柄6轉動至最大位置處復位手柄6與復位開關7接觸，復位開關7控制液壓缸3排油壓縮，將座椅9拉回到正常狀態，實現復位。
[0025]本發明的可翻轉安全座椅的工作原理為:控制系統的車身雷達檢測本車與前方車輛的距離及兩車的車速，通過微機處理器對本車車速、加速度、前方車速、車距等信息通過一定的邏輯計算判斷碰撞風險，計算是否達到設定的發生碰撞危險的標準，在確認達到發生碰撞危險的標準時處理器發出指令對液壓缸進行充油，實現座椅的翻轉，直至達到設定位置，轉軸上的角度測量儀實時測量座椅轉角，并發送至微機處理器，微機處理器判斷座椅姿態是否調整到位，如果沒有翻轉到位，繼續控制液壓缸對座椅姿態進行調整。在座椅復位時，向后扳動座椅上的復位手柄時，手柄上帶有的鋼質拉線會拉動棘輪機構中的棘爪，使其不提供限位功能；當復位手柄扳動至極限位置時，手柄會觸動復位開關，觸發液壓缸排油，座椅姿態逐漸恢復正常位置，依靠人體的重力，最終座椅前端與固定底座通過卡扣固定，座椅完成復位功能。
[0026]本發明的可翻轉安全座椅是在微機處理器判斷出車體有碰撞危險時控制驅動液壓缸推動座椅翻轉，此時車體還未發生碰撞，這樣就避免了現有的汽車在碰撞時控制座椅翻轉的翻轉機構損壞而翻轉失效的問題，同時，由于現有的翻轉機構都是在碰撞瞬間控制座椅翻轉的，這就需要較高的制造精度和要求，而本發明的可翻轉安全座椅是提前翻轉，在車體碰撞之前還有一段時間，這就大大降低了翻轉機構的制作難度和使用成本。
[0027]上述實施例中，轉軸上安裝有角度測量儀用于測量轉軸的旋轉角度從而控制座椅的翻轉位置，在其他實施例中，可以不安裝角度測量儀，液壓缸的最大伸長量可以剛好滿足座椅的翻轉似直。
[0028]上述實施例中，復位手柄通過拉動一端連接在棘爪與棘輪相哨合的一端的繩索使棘爪和棘輪脫離，從而解除鎖止狀態，在其他實施例中，可以通過扳動復位手柄使棘輪在座椅本體復位時能夠隨轉軸旋轉，此時棘輪機構就不再起鎖止作用。
[0029]本發明的翻轉控制方法的實施例:如圖3所示，主要包括以下步驟:
[0030](I)微機處理器通過安裝在車前的雷達測量車輛正前方一定寬度范圍內的汽車(或障礙物)之間的距離L及相對速度V，根據采樣頻率計算車輛的相對加速度a，a= 5V/δ t ;根據相對加速度計算碰撞時間,如果a = O, t = L/V,如果a關O, t = [ (V2+2aL) 1/2-V]/a ；
[0031](2)根據相對車速計算碰撞時間限值tO, tO = V/am+ts+tr,其中am為車輛允許的最大制動減速度，ts為在緊急情況下司機的反應時間，tr為座椅執行系統所需準備時間。充分考慮車輛與駕駛員的共同影響，與只考慮車輛的因素相比更為合理，當碰撞時間小于tO時，碰撞可能性會急劇增大，甚至不可避免；考慮座椅執行系統準備時間，確保在發生碰撞前座椅翻轉到位，有效保證乘客安全；
[0032](3)通過比較碰撞時間t與時間限值tO之間的大小關系，判定碰撞可能性；如果t〈t0，判定為存在碰撞可能，執行座椅翻轉，否則不執行。
[0033]本發明的翻轉控制方法的本質在于首先獲得車體與前方車體的相對速度和距離，然后通過微機處理器計算碰撞時間來判斷是否會發生碰撞，接著根據計算出的碰撞時間控制反裝系統翻轉或不翻轉。對于采集車體信息，本實施例中，采用雷達進行測量，作為其他實施方式，也可以采用其它傳感器，或者借助GPS信息獲取測量數值；關于判斷標準，本實施例中是以碰撞時間作為判斷標準，作為其他實施方式，也可以采用距離作為判斷標準，如計算在當前車速下的緊急制動距離，如果根據第一步計算出的制動距離大于當前緊急制動距離，那么有很大幾率會發生碰撞危險，此時就需要微機處理器控制翻轉系統進行翻轉。
【權利要求】
1.一種可翻轉安全座椅，包括底座和設于底座上的座椅本體，椅座和靠背連接位置處通過轉軸鉸接于底座上，其特征在于，所述底座和椅座之間設有用于使座椅本體繞所述轉軸翻轉的伸縮缸，所述座椅本體和底座的鉸接位置設有用于將座椅本體鎖止在翻轉位置的棘輪機構，所述座椅本體上還設有用于解除棘輪機構所知狀態使座椅本體從翻轉狀態回復到正常狀態的復位機構。
2.根據權利要求1所述的可翻轉安全座椅，其特征在于，所述棘輪機構包括與所述轉軸同軸設置的棘輪和鉸接于座椅本體上的棘爪，所述棘輪固設于底座上，所述棘輪的齒向與座椅本體的翻轉方向相同。
3.根據權利要求2所述的可翻轉安全座椅，其特征在于，所述復位機構包括復位手柄，所述復位手柄在轉動時能夠使棘輪機構的棘爪脫離棘輪從而使棘輪機構鎖止失效。
4.根據權利要求3所述的可翻轉安全座椅，其特征在于，所述復位手柄通過兩端分別連接復位手柄和棘爪的與棘輪嚙合的一端的繩索控制棘爪脫離棘輪，棘爪的另一端連接有用于使棘爪在正常狀態時與棘輪嚙合的彈簧。
5.根據權利要求4所述的可翻轉安全座椅，其特征在于，所述座椅本體上設有復位開關，所述復位手柄在轉動時壓觸復位開關并驅動伸縮缸轉動座椅本體復位。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的可翻轉安全座椅，其特征在于，所述座椅本體的椅座前端設有在正常狀態時與底座卡接的卡扣。
7.根據權利要求1所述的可翻轉安全座椅，其特征在于，所述座椅本體上還設有用于測量座椅本體翻轉角度的角度測量儀。
8.—種如權利要求1所述的可翻轉安全座椅的翻轉控制方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)檢測車體信息，采集車體與其他車體的相對速度和距離； (2)根據采集的信息判斷是否達到設定的發生碰撞危險的標準； (3)在確認達到設定的發生碰撞危險的標準，控制座椅本體翻轉。
9.根據權利要求8所述的可翻轉安全座椅的翻轉控制方法，其特征在于，步驟(2)中的發生碰撞危險的標準是碰撞時間限值tO，tO = V/am+ts+tr，其中V為相對速度，am為車輛允許的最大制動減速度，ts為在緊急情況下司機的反應時間，tr為座椅執行系統所需準備時間，當碰撞時間小于tO時，微機處理器控制翻轉系統翻轉，當碰撞時間大于tO時，控制系統不翻轉。
【文檔編號】B60N2/42GK104192030SQ201410361652
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】樊金磊, 葉帥, 秦濤, 梁榮朝, 史松源 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司