一种具备碰撞吸能特性的汽车座椅支架结构的制作方法

本发明涉及一种具备碰撞吸能特性的汽车座椅支架结构。

背景技术：

汽车被动安全是衡量汽车的重要性能指标，而座椅作为汽车重要安全件，在发生碰撞后对保护乘员具有重要作用。

当发生追尾碰撞时，人体对座椅有一个向后的冲击力，该冲击力通过靠背形成对坐垫总成一个向后下方的力矩，对于具有高度调节功能的座椅，坐垫受到冲击的能量不仅被坐垫侧板吸收，而且还应该被安装在坐垫与滑轨之间的高度调节机构吸收，因此如果高度调节机构结构强度较高，将会导致坐垫侧板变形较大，对整个座椅的安全性不利。因此考虑将高度调节机构中的支架设计成为具备一定吸能功效的部件，以合理分配汽车追尾碰撞过程中的能量吸收。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具备碰撞吸能特性的汽车座椅支架结构，以解决现有汽车座椅因高度调节机构的碰撞吸能特性差而存在安全隐患(发生追尾碰撞时，坐垫侧板易产生较大的变形，增加人体受伤风险)。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种具备碰撞吸能特性的汽车座椅支架结构，包括坐垫、高度调节装置和安装基座，所述高度调节装置设有调高驱动组件和两组连杆组件；

所述两组连杆组件分别位于左侧和右侧并分别安装在所述坐垫左侧的坐垫侧板与所述安装基座之间以及所述坐垫右侧的坐垫侧板与所述安装基座之间，以形成两套平面四连杆机构，即：所述连杆组件包含有前连杆、前支架、后连杆和后支架，所述前支架和后支架均固定安装在所述安装基座上，所述前连杆的上端和下端分别与所述坐垫侧板的前端和所述前支架铰接，所述后连杆的上端和下端分别与所述坐垫侧板的后端和所述后支架铰接，并且，所述后连杆按照上端在后、下端在前的姿态保持倾斜；

所述调高驱动组件能够调节并锁定其中一组所述连杆组件的后连杆与后支架之间的转动角度；

其特征在于：

另一组所述连杆组件的后支架上设有栅格式吸能结构，该栅格式吸能结构位于所述后支架与后连杆的铰接位置的后方，该栅格式吸能结构含有连接块和多条缓冲挡条，每一条所述缓冲挡条的两端均分别与所述后支架和所述连接块固定连接，且每一条所述缓冲挡条均位于另一组所述连杆组件的后连杆的转动平面上，各条所述缓冲挡条沿v方向间隔布置，所述v方向具有由前向后的水平方向分量，使得：在所述后连杆以其上端向下的方向转动时，所述后连杆能够按所述v方向逐条撕裂所述缓冲挡条。

作为本发明的优选实施方式：所述栅格式吸能结构的各条缓冲挡条的结构强度沿所述v方向逐条增强。

作为本发明的优选实施方式：所述后支架设有后支架安装板，所述后连杆的下端铰接在所述后支架安装板上；所述缓冲挡条由直线段和连接段连接构成，且所述直线段与所述连接块固定连接，所述连接段与所述后支架安装板固定连接，所述直线段平行于所述后连杆与后支架安装板的铰接轴线，每一条所述缓冲挡条的直线段均位于另一组所述连杆组件的后连杆的转动平面上，并且，所述v方向为由前上方指向后下方的直线方向；使得：在所述后连杆以其上端向下的方向转动时，所述后连杆能够接触所述缓冲挡条的直线段，以按所述v方向逐条撕裂所述缓冲挡条。

其中，优选的：所述缓冲挡条的连接段为圆弧段。

作为本发明的优选实施方式：所述栅格式吸能结构的各条缓冲挡条的结构强度沿所述v方向逐条增强的方式为：

任意相邻两条所述缓冲挡条之间的间隙宽度均设置为固定值b，各条所述缓冲挡条在所述v方向上的厚度按所述v方向逐条增加，并且，将各条所述缓冲挡条按所述v方向逐条编号，所述固定值b和第n条所述缓冲挡条在所述v方向上的厚度an按照下述公式1-1至公式1-4计算：

公式1-1：an＝a1+γ(n-1)，n≥1；

公式1-2：a1＝σb/l；

公式1-3：γ＝σb/w；

公式1-4：b＝σb/m；

式中，σb为所述缓冲挡条的材料抗拉强度，单位为mpa，l＝300mpa，w＝3000mpa，m＝400mpa。

作为本发明的优选实施方式：所述栅格式吸能结构的各条缓冲挡条的结构强度沿所述v方向逐条增强的方式为：

每一条所述缓冲挡条在所述v方向上的厚度均设置为固定值a，相邻两条所述缓冲挡条之间的间隙宽度按所述v方向递减，并且，将各条所述缓冲挡条按所述v方向逐条编号，所述固定值a和第n条所述缓冲挡条与第n+1条所述缓冲挡条之间的间隙宽度bn按照下述公式2-1至公式2-4计算：

公式2-1：a＝σb/l；

公式2-2：bn＝b1-σ(n-1)，n≥1，且当计算出bn<0时，令bn＝0；

公式2-3：b1＝σb/m；

公式2-4：σ＝σb/x；

式中，σb为所述缓冲挡条的材料抗拉强度，单位为mpa，l＝300mpa，m＝400mpa，x＝2000mpa。

作为本发明的优选实施方式：所述栅格式吸能结构的各条缓冲挡条的结构强度沿所述v方向逐条增强的方式为：

各条所述缓冲挡条在所述v方向上的厚度按所述v方向逐条增加，相邻两条所述缓冲挡条之间的间隙宽度按所述v方向递减，并且，将各条所述缓冲挡条按所述v方向逐条编号，第n条所述缓冲挡条在所述v方向上的厚度an以及第n条所述缓冲挡条与第n+1条所述缓冲挡条之间的间隙宽度bn按照下述公式3-1至公式3-6计算：

公式3-1：an＝a1+τ(n-1)，n≥1；

公式3-2：a1＝σb/l；

公式3-3：τ＝σb/y；

公式3-4：bn＝b1-υ(n-1)，n≥1，且当计算出bn<0时，令bn＝0；

公式3-5：b1＝σb/m；

公式3-6：υ＝σb/z；

式中，σb为所述缓冲挡条的材料抗拉强度，单位为mpa，l＝300mpa，y＝3500mpa，m＝400mpa，z＝2500mpa。

作为本发明的优选实施方式：所述v方向与所述后支架在所述安装基座上的安装平面之间的夹角在10°至80°之间。

作为本发明的优选实施方式：在所述坐垫处于下限高度位置时，所述后连杆与所述栅格式吸能结构在所述v方向上的第一条缓冲挡条相接触。

作为本发明的优选实施方式：所述安装基座设有左侧滑轨机构和右侧滑轨机构，所述左侧滑轨机构和右侧滑轨机构均沿所述坐垫的前后方向延伸，位于左侧的所述连杆组件的前支架和后支架均固定安装在所述左侧滑轨机构上，位于右侧的所述连杆组件的前支架和后支架均固定安装在所述右侧滑轨机构上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明通过在另一组连杆组件的后支架上设置栅格式吸能结构，能够通过栅格式吸能结构吸收在汽车追尾碰撞中乘员对汽车座椅的撞击能量，使得作用到汽车座椅坐垫上的能量被较好的转移到栅格式吸能结构上，确保了汽车座椅坐垫的其他部件，尤其是两侧的坐垫侧板在汽车追尾碰撞中不会发生较大变形，解决了汽车座椅在追尾碰撞中坐垫侧板易变形损坏带来的相关安全隐患，提高了汽车座椅的安全性能。

第二，本发明结构简单，无需增加汽车座椅的零件总数量，适用范围广。

第三，本发明通过将栅格式吸能结构的各条缓冲挡条的结构强度设置为沿所述v方向逐条增强，在汽车发生追尾碰撞时，能够使得第一条所述缓冲挡条在所述后连杆的冲击力下迅速发生塑性变形，并引导所述后连杆按图1的逆时针方向继续转动，以按照所述v方向逐条与其他缓冲挡条发生接触；并且，由于位于所述v方向末尾的缓冲挡条的结构强度较高，能够确保栅格式吸能结构在追尾碰撞过程中不会发生脱落，且限制了所述后连杆的转动角度，保证了乘员的安全。

第四，本发明为实现栅格式吸能结构的各条缓冲挡条的结构强度沿所述v方向逐条增强所采用的三种方式，能够保证后连杆挤压每一条缓冲挡条导致其发生塑性变形至撕裂后，即与下一条缓冲挡条开始发生接触，以联系的吸收能量，因此，具有吸能效率高的优点，能够减小乘员在追尾碰撞中受到的冲击。

综上所述，本发明能够合理分配汽车追尾碰撞过程中的座椅零部件的能量吸收，通过具备碰撞吸能结构的座椅支架，将减少其他零部件(特别是坐垫侧板)对碰撞能量的吸收，从而降低了其他零部件(特别是坐垫侧板)的设计要求，最终增加座椅的开发效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明的汽车座椅支架结构的结构示意图；

图2为本发明中后连杆、后支架和栅格式吸能结构的结构示意图；

图3为本发明实施例四的栅格式吸能结构的结构示意图；

图4为本发明实施例五的栅格式吸能结构的结构示意图；

图5为本发明实施例六的栅格式吸能结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例一

如图1至图5所示，本发明公开的是一种具备碰撞吸能特性的汽车座椅支架结构，包括坐垫1、高度调节装置和安装基座2，所述高度调节装置设有调高驱动组件和两组连杆组件；

所述两组连杆组件分别位于左侧和右侧并分别安装在所述坐垫1左侧的坐垫侧板1-1与所述安装基座2之间以及所述坐垫1右侧的坐垫侧板1-1与所述安装基座2之间，以形成两套平面四连杆机构，即：所述连杆组件包含有前连杆3、前支架4、后连杆5和后支架6，所述前支架4和后支架6均固定安装在所述安装基座2上，所述前连杆3的上端和下端分别与所述坐垫侧板1-1的前端和所述前支架4铰接，所述后连杆5的上端和下端分别与所述坐垫侧板1-1的后端和所述后支架6铰接，并且，所述后连杆5按照上端在后、下端在前的姿态保持倾斜；

所述调高驱动组件能够调节并锁定其中一组所述连杆组件的后连杆5与后支架6之间的转动角度，以通过所述坐垫1相应带动所述两组连杆组件的前连杆3与前支架4之间的转动角度以及另一组所述连杆组件的后连杆5与后支架6之间的转动角度，从而实现所述坐垫1相对于所述安装基座2的高度调节；

另一组所述连杆组件的后支架6上设有栅格式吸能结构7，该栅格式吸能结构7位于所述后支架6与后连杆5的铰接位置6a的后方，该栅格式吸能结构7含有连接块7-1和多条缓冲挡条7-2，每一条所述缓冲挡条7-2的两端均分别与所述后支架6和所述连接块7-1固定连接，且每一条所述缓冲挡条7-2均位于另一组所述连杆组件的后连杆5的转动平面上，各条所述缓冲挡条7-2沿v方向间隔布置，所述v方向具有由前向后的水平方向分量，所述v方向可以是直线方向也可以是曲线方向，使得：在所述后连杆5以其上端向下的方向转动时，所述后连杆5能够按所述v方向逐条撕裂所述缓冲挡条7-2。

本发明的汽车座椅支架结构的工作原理如下：

参见图1，在汽车发生追尾碰撞时，乘员对汽车座椅的靠背8产生冲击作用力f，其通过坐垫侧板1-1传递到所述两组连杆组件的后连杆5上，其中一组所述连杆组件的后连杆5由于所述调高驱动组件的角度锁定作用而不会产生转动，另一组所述连杆组件的后连杆5则绕其与后支架安装板6-1的铰接轴线按图1的逆时针方向转动；从而，在所述后连杆5的转动过程中，所述后连杆5按照所述v方向将所述栅格式吸能结构7的缓冲挡条7-2逐条压成塑性变形至撕裂，使得所述栅格式吸能结构7在此过程中起到吸能作用，因此，本发明能够通过栅格式吸能结构7吸收在汽车追尾碰撞中乘员对汽车座椅的撞击能量，使得作用到汽车座椅坐垫上的能量被较好的转移到栅格式吸能结构7上，确保了汽车座椅坐垫的其他部件，尤其是两侧的坐垫侧板1-1在汽车追尾碰撞中不会发生较大变形，解决了汽车座椅在追尾碰撞中坐垫侧板易变形损坏带来的相关安全隐患，提高了汽车座椅的安全性能。

并且，本发明结构简单，无需增加汽车座椅的零件总数量，适用范围广。

实施例二

在上述实施例一的基础上，本实施例二还采用了以下优选的结构：

所述栅格式吸能结构7的各条缓冲挡条7-2的结构强度沿所述v方向逐条增强。

从而，在汽车发生追尾碰撞时，通过各条缓冲挡条7-2的结构强度沿所述v方向逐条增强的设计，能够使得第一条所述缓冲挡条7-2在所述后连杆5的冲击力下迅速发生塑性变形，并引导所述后连杆5按图1的逆时针方向继续转动，以按照所述v方向逐条与其他缓冲挡条7-2发生接触；并且，由于位于所述v方向末尾的缓冲挡条7-2的结构强度较高，能够确保栅格式吸能结构7在追尾碰撞过程中不会发生脱落，且限制了所述后连杆5的转动角度，保证了乘员的安全。

实施例三

在上述实施例二的基础上，本实施例三还采用了以下优选的结构：

所述后支架6设有后支架安装板6-1，所述后连杆5的下端铰接在所述后支架安装板6-1上；所述缓冲挡条7-2由直线段和连接段连接构成，且所述直线段与所述连接块7-1固定连接，所述连接段与所述后支架安装板6-1固定连接，所述直线段平行于所述后连杆5与后支架安装板6-1的铰接轴线，每一条所述缓冲挡条7-2的直线段均位于另一组所述连杆组件的后连杆5的转动平面上，并且，所述v方向为由前上方指向后下方的直线方向；使得：在所述后连杆5以其上端向下的方向转动时，所述后连杆5能够接触所述缓冲挡条7-2的直线段，以按所述v方向逐条撕裂所述缓冲挡条7-2。

其中，优选的：所述缓冲挡条7-2的连接段为圆弧段。

实施例四

在上述实施例三的基础上，本实施例四还采用了以下优选的结构：

所述栅格式吸能结构7的各条缓冲挡条7-2的结构强度沿所述v方向逐条增强的方式为：

如图3所示，任意相邻两条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度均设置为固定值b，各条所述缓冲挡条7-2在所述v方向上的厚度按所述v方向逐条增加，并且，将各条所述缓冲挡条7-2按所述v方向逐条编号，所述固定值b和第n条所述缓冲挡条7-2在所述v方向上的厚度an按照下述公式1-1至公式1-4计算：

公式1-1：an＝a1+γ(n-1)，n≥1；

公式1-2：a1＝σb/l；

公式1-3：γ＝σb/w；

公式1-4：b＝σb/m；

式中，σb为所述缓冲挡条7-2的材料抗拉强度，单位为mpa，l＝300mpa，w＝3000mpa，m＝400mpa。

例如：图3中，第1条所述缓冲挡条7-2的厚度为a1，第2条所述缓冲挡条7-2的厚度为a2，第3条所述缓冲挡条7-2的厚度为a3，第n-1条所述缓冲挡条7-2的厚度为an-1，第n条所述缓冲挡条7-2的厚度为an。

实施例五

在上述实施例三的基础上，本实施例五还采用了以下优选的结构：

所述栅格式吸能结构7的各条缓冲挡条7-2的结构强度沿所述v方向逐条增强的方式为：

如图4所示，每一条所述缓冲挡条7-2在所述v方向上的厚度均设置为固定值a，相邻两条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度按所述v方向递减，并且，将各条所述缓冲挡条7-2按所述v方向逐条编号，所述固定值a和第n条所述缓冲挡条7-2与第n+1条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度bn按照下述公式2-1至公式2-4计算：

公式2-1：a＝σb/l；

公式2-2：bn＝b1-σ(n-1)，n≥1，且当计算出bn<0时，令bn＝0；

公式2-3：b1＝σb/m；

公式2-4：σ＝σb/x；

式中，σb为所述缓冲挡条7-2的材料抗拉强度，单位为mpa，l＝300mpa，m＝400mpa，x＝2000mpa。

例如：图4中，第1条所述缓冲挡条7-2与第2条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度为b1，第2条所述缓冲挡条7-2与第3条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度为b2，第n条所述缓冲挡条7-2与第n+1条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度为bn。

实施例六

在上述实施例三的基础上，本实施例六还采用了以下优选的结构：

所述栅格式吸能结构7的各条缓冲挡条7-2的结构强度沿所述v方向逐条增强的方式为：

如图5所示，各条所述缓冲挡条7-2在所述v方向上的厚度按所述v方向逐条增加，相邻两条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度按所述v方向递减，并且，将各条所述缓冲挡条7-2按所述v方向逐条编号，第n条所述缓冲挡条7-2在所述v方向上的厚度an以及第n条所述缓冲挡条7-2与第n+1条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度bn按照下述公式3-1至公式3-6计算：

公式3-1：an＝a1+τ(n-1)，n≥1；

公式3-2：a1＝σb/l；

公式3-3：τ＝σb/y；

公式3-4：bn＝b1-υ(n-1)，n≥1，且当计算出bn<0时，令bn＝0；

公式3-5：b1＝σb/m；

公式3-6：υ＝σb/z；

式中，σb为所述缓冲挡条7-2的材料抗拉强度，单位为mpa，l＝300mpa，y＝3500mpa，m＝400mpa，z＝2500mpa。

例如：图5中，第1条所述缓冲挡条7-2的厚度为a1，第2条所述缓冲挡条7-2的厚度为a2，第3条所述缓冲挡条7-2的厚度为a3，第n-1条所述缓冲挡条7-2的厚度为an-1，第n条所述缓冲挡条7-2的厚度为an。第1条所述缓冲挡条7-2与第2条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度为b1，第2条所述缓冲挡条7-2与第3条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度为b2，第n条所述缓冲挡条7-2与第n+1条所述缓冲挡条7-2之间的间隙宽度为bn。

实施例七

在上述实施例四至实施例六中任意一个实施例的基础上，本实施例七还采用了以下优选的结构：

所述v方向与所述后支架6在所述安装基座2上的安装平面之间的夹角在10°至80°之间。

实施例八

在上述实施例一至实施例七中任意一个实施例的基础上，本实施例八还采用了以下优选的结构：

在所述坐垫1处于下限高度位置时，所述后连杆5与所述栅格式吸能结构7在所述v方向上的第一条缓冲挡条7-2相接触，以更好的传递、吸收追尾碰撞中座椅的能量。

实施例九

在上述实施例一至实施例八中任意一个实施例的基础上，本实施例九还采用了以下优选的结构：

所述安装基座2设有左侧滑轨机构和右侧滑轨机构，所述左侧滑轨机构和右侧滑轨机构均沿所述坐垫1的前后方向延伸，位于左侧的所述连杆组件的前支架4和后支架6均固定安装在所述左侧滑轨机构上，位于右侧的所述连杆组件的前支架4和后支架6均固定安装在所述右侧滑轨机构上。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。