一种多级角度定位调节装置和汽车座椅靠背桌板的制作方法

本发明涉及一种多级角度定位调节装置，以及，应用该装置的汽车座椅靠背桌板。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，人们对汽车座椅能提供的功能要求也越来越多，其中座椅靠背小桌板的使用为人们的车上娱乐提供了极大的便利和舒适。

现有的汽车座椅靠背小桌板，存在以下不足：

其一，结构较为复杂，一是零部件组成较多，生产组装较难；二是桌板本体背面为配合安装零部件需要加工复杂结构，加工成型难度大，增加了生产成本。

其二，汽车座椅靠背小桌板内部调节机构多为连杆机构，强度不足，在车辆行驶颠簸过程中，连杆机构容易因振动受损，影响其调节功能正常使用。

其三，当需要进行汽车座椅靠背小桌板的角度位置调节时，多数的汽车座椅小桌板仅有一个角度位置，并不能进行角度位置的多级调节以适应前排座椅靠背倾斜角度。

其四，汽车座椅靠背小桌板需要专门的解锁和锁止机构进行解锁和固定小桌板，一般的解锁、锁止机构都较为复杂，解锁、锁止较为麻烦，这在一定程度上降低了乘员操作的便利性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多级角度定位调节装置和汽车座椅靠背桌板，以解决现有汽车座椅靠背桌板存在难以同时兼顾结构复杂程度、支撑强度、多级角度可调、锁止解锁便利性的问题。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种多级角度定位调节装置，其特征在于：所述的多级角度定位调节装置设有支架、旋转轴、棘轮、凸轮、固定轴、棘爪和扭簧；其中，所述棘轮的侧面设有限位柱，所述棘轮的外缘分为设有多个棘轮齿的棘轮齿段和没有设置棘轮齿的光滑段；所述凸轮开设有圆弧形限位槽，所述凸轮的外缘上设有第一突出部、第二突出部和位于所述第一突出部与第二突出部之间的凹槽部；

所述旋转轴的内端部安装在所述支架上，所述棘轮和凸轮均套装在所述旋转轴的中部，且所述棘轮与所述旋转轴相固定，所述支架和凸轮均能够绕所述旋转轴的旋转轴线旋转，使得：所述圆弧形限位槽的圆心落在所述旋转轴线上，所述限位柱伸入所述圆弧形限位槽中；

所述固定轴的内端部固定在所述支架上，所述固定轴平行于所述旋转轴，所述棘爪和扭簧均可旋转的套装在所述固定轴上，且所述扭簧的内侧端固定在所述棘爪上、外侧端与所述固定轴相对固定，使得：在所述棘爪被绕所述旋转轴线旋转的支架带动至停留在所述棘轮齿段时，在所述扭簧的作用下，所述棘爪的一侧部卡住所述棘轮的其中一个棘轮齿、另一侧部位于所述凸轮的凹槽部中，且在绕所述旋转轴线沿正向旋转的支架带动下，所述棘爪能够沿所述正向在所述棘轮的各个棘轮齿上滑动，并通过推动所述第一突出部带动所述凸轮绕所述旋转轴线沿所述正向旋转，并且，当所述棘爪卡住所述棘轮沿所述正向的最后一个棘轮齿时，所述限位柱滑动至所述圆弧形限位槽沿所述正向的起始端。

其中，所述棘轮与凸轮按照以下两种方式中的任意一种布置：

方式一、所述棘轮位于所述凸轮的内侧，则：所述限位柱设置在所述棘轮的外侧面；在所述棘爪被绕所述旋转轴线旋转的支架带动至停留在所述棘轮齿段时，在所述扭簧的作用下，所述棘爪的内侧部卡住所述棘轮的其中一个棘轮齿、外侧部位于所述凸轮的凹槽部中；

方式二、所述棘轮位于所述凸轮的外侧，则：所述限位柱设置在所述棘轮的内侧面；在所述棘爪被绕所述旋转轴线旋转的支架带动至停留在所述棘轮齿段时，在所述扭簧的作用下，所述棘爪的外侧部卡住所述棘轮的其中一个棘轮齿、内侧部位于所述凸轮的凹槽部中。

作为本发明的优选实施方式：所述支架设有限位凸柱，所述棘轮的光滑段上设有圆弧形凹槽，当所述支架通过所述棘爪带动所述凸轮沿反向绕所述旋转轴线旋转，使得所述限位柱处于所述圆弧形限位槽沿所述正向的末尾端之后，且所述支架继续沿所述反向绕所述旋转轴线旋转至某一位置时，所述限位凸柱能够卡在所述圆弧形凹槽中。

作为本发明的优选实施方式：所述支架设有转轴安装孔和固定轴安装孔，所述旋转轴的内端部可旋转的安装在所述支架的转轴安装孔中，所述固定轴的内端部固定在所述支架的固定轴安装孔中；所述棘轮焊接固定在所述旋转轴上；所述棘爪设有扭簧安装孔，所述扭簧的内侧端固定在所述棘爪的扭簧安装孔中。

一种汽车座椅靠背桌板，设有桌板本体，其特征在于：所述的汽车座椅靠背桌板还设有所述的多级角度定位调节装置；

所述桌板本体设有旋转轴孔，所述多级角度定位调节装置布置在所述旋转轴孔的内侧，所述旋转轴的外侧端穿过所述旋转轴孔伸至所述桌板本体的外侧，且所述旋转轴能够在所述旋转轴孔中自转，所述支架、所述固定轴的外侧端、所述扭簧的外侧端均与所述桌板本体固定连接；所述旋转轴的外侧端用于与汽车座椅靠背固定连接。

作为本发明的优选实施方式：所述桌板本体设有桌板面以及分别设置在所述桌板面的左侧和右侧的左侧边和右侧边，所述左侧边和右侧边均设有一个所述旋转轴孔，且所述左侧边上的旋转轴孔与所述右侧边上的旋转轴孔共轴；所述的汽车座椅靠背桌板设有两个所述多级角度定位调节装置；

对于其中一个所述多级角度定位调节装置，其旋转轴的外端部通过所述左侧边上的旋转轴孔穿出至所述左侧边的外侧，其固定轴的外侧端和扭簧的外侧端均固定在所述左侧边上，其支架固定在所述桌板面的背面上；

对于另一个所述多级角度定位调节装置，其旋转轴的外端部通过所述右侧边上的旋转轴孔穿出至所述右侧边的外侧，其固定轴的外侧端和扭簧的外侧端均固定在所述右侧边上，其支架固定在所述桌板面的背面上。

其中，优选的：所述桌板本体还设有后侧边，该后侧边设置在所述桌板面的后侧；所述多级角度定位调节装置的支架还固定在所述后侧边上。

其中，优选的：所述左侧边和右侧边上均设有用于固定所述固定轴的外侧端的固定轴孔和用于固定所述扭簧的外侧端的扭簧固定孔；所述支架通过螺栓分别与所述桌板面的背面和所述后侧边固定连接。

作为本发明的优选实施方式：所述旋转轴的外侧端固定有固定板，所述固定板用于通过螺栓与所述汽车座椅靠背固定连接。

作为本发明的优选实施方式：所述桌板面的背面设有蜂窝状加强筋。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明利用由支架、旋转轴、棘轮、凸轮、固定轴、棘爪和扭簧通过巧妙的装配方式组合而成的多级角度定位调节装置，能够实现桌板本体在前排汽车座椅靠背上的多档角度位置支起、自动解锁、临时收起、不使用时的收起，并且，所述多级角度定位调节装置的结构简单、易于组装、加工成型，所述多级角度定位调节装置对桌板本体的多档角度位置支起具有较大的支撑强度，所述多级角度定位调节装置的锁止与解锁即所述桌板本体的支起与收起，均仅需将桌板本体向上或向下翻转即可实现，操作极为简单方便，因此，本发明同时具备结构简单、易装配、桌板支起角度多级可调、支撑强度大、操作简单方便的优点，且本发明能够适用于市面上的绝大多数汽车座椅。

第二，本发明通过在支架上设置限位凸柱，在棘轮的光滑段上设置圆弧形凹槽，利用圆弧形凹槽对限位凸柱的约束，能够减小桌板本体的晃动拍打，确保桌板本体在未受外力作用的情况下其背面能够可靠的贴合在前排汽车座椅靠背上。

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为本发明的多级角度定位调节装置在处于使用状态时的结构示意图；

图2为本发明的多级角度定位调节装置的结构爆炸示意图；

图3为本发明的汽车座椅靠背桌板的结构爆炸示意图；

图4为本发明的汽车座椅靠背桌板的背面视图；

图5为本发明的多级角度定位调节装置在桌板本体被支起在最高档角度位置时的结构示意图；

图6为本发明的多级角度定位调节装置在处于上翻状态时的结构示意图；

图7为本发明的多级角度定位调节装置在处于下翻状态时的结构示意图；

图8为本发明中棘轮的结构示意图；

图9为本发明中棘轮与支架在下翻状态下的结构示意图；

图10为本发明中桌板本体的结构示意图。

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10所示，本发明公开的是一种多级角度定位调节装置，设有支架1、旋转轴2、棘轮3、凸轮4、固定轴5、棘爪6和扭簧7；其中，所述棘轮3的侧面设有限位柱3-1，所述棘轮3的外缘分为设有多个棘轮齿3-2的棘轮齿段3a和没有设置棘轮齿的光滑段3b；所述凸轮4开设有圆弧形限位槽4a，所述凸轮4的外缘上设有第一突出部4-1、第二突出部4-2和位于所述第一突出部4-1与第二突出部4-2之间的凹槽部4b；

所述旋转轴2的内端部安装在所述支架1上，所述棘轮3和凸轮4均套装在所述旋转轴2的中部，且所述棘轮3与所述旋转轴2相固定，所述支架1和凸轮4均能够绕所述旋转轴2的旋转轴线2a旋转，使得：所述圆弧形限位槽4a的圆心落在所述旋转轴线2a上，所述限位柱3-1伸入所述圆弧形限位槽4a中；

所述固定轴5的内端部固定在所述支架1上，所述固定轴5平行于所述旋转轴2，所述棘爪6和扭簧7均可旋转的套装在所述固定轴5上，且所述扭簧7的内侧端固定在所述棘爪6上、外侧端与所述固定轴5相对固定，使得：在所述棘爪6被绕所述旋转轴线2a旋转的支架1带动至停留在所述棘轮齿段3a时，在所述扭簧7的作用下，所述棘爪6的一侧部卡住所述棘轮3的其中一个棘轮齿3-2、另一侧部位于所述凸轮4的凹槽部4b中，且在绕所述旋转轴线2a沿正向fwd旋转的支架1带动下，所述棘爪6能够沿所述正向fwd在所述棘轮3的各个棘轮齿3-2上滑动，并通过推动所述第一突出部4-1带动所述凸轮4绕所述旋转轴线2a沿所述正向fwd旋转，并且，当所述棘爪6沿所述正向fwd滑动超过所述棘轮3在所述正向fwd上的最后一个棘轮齿3-2后，带动所述凸轮4转动至其在所述正向fwd上的极限转动角度，使得所述限位柱3-1处于所述圆弧形限位槽4a沿所述正向fwd的起始端4a1。

其中，所述棘轮3与凸轮4可以按照以下两种方式中的任意一种布置：

方式一、所述棘轮3位于所述凸轮4的内侧(参见图1)，则：所述限位柱3-1设置在所述棘轮3的外侧面；在所述棘爪6被绕所述旋转轴线2a旋转的支架1带动至停留在所述棘轮齿段3a时，在所述扭簧7的作用下，所述棘爪6的内侧部卡住所述棘轮3的其中一个棘轮齿3-2、外侧部位于所述凸轮4的凹槽部4b中；

方式二、所述棘轮3位于所述凸轮4的外侧(图中未示出)，则：所述限位柱3-1设置在所述棘轮3的内侧面；在所述棘爪6被绕所述旋转轴线2a旋转的支架1带动至停留在所述棘轮齿段3a时，在所述扭簧7的作用下，所述棘爪6的外侧部卡住所述棘轮3的其中一个棘轮齿3-2、内侧部位于所述凸轮4的凹槽部4b中。

本发明还公开了一种汽车座椅靠背桌板，设有桌板本体8和所述的多级角度定位调节装置；

所述桌板本体8设有旋转轴孔8a，所述多级角度定位调节装置布置在所述旋转轴孔8a的内侧，所述旋转轴2的外侧端穿过所述旋转轴孔8a伸至所述桌板本体8的外侧，且所述旋转轴2能够在所述旋转轴孔8a中自转，所述支架1、所述固定轴5的外侧端、所述扭簧7的外侧端均与所述桌板本体8固定连接；所述旋转轴2的外侧端用于与汽车座椅靠背固定连接。

本发明的汽车座椅靠背桌板能够工作在使用状态、上翻状态和下翻状态，具体的工作原理如下：

一、使用状态

如图1所示，将桌板本体8向上翻转，带动所述支架1绕所述旋转轴线2a沿所述正向fwd旋转，使得所述棘爪6被带动至所述棘轮齿段3a，在所述扭簧7的作用下，所述棘爪6首先卡住所述棘轮3沿所述正向fwd的第一个棘轮齿3-2，此时，所述桌板本体8被所述多级角度定位调节装置支起在最低档角度位置；将桌板本体8继续向上翻转，使所述棘爪6沿所述正向fwd在所述棘轮3的各个棘轮齿3-2上滑动，并在所述棘爪6处于所述棘轮齿段3a时停止所述桌板本体8的上翻，使所述棘爪6卡住所述棘轮3的多个棘轮齿3-2中的其中一个，此时，所述桌板本体8被所述多级角度定位调节装置支起在次低档角度位置至最高档角度位置中的任一者，因此，本发明的桌板本体8被多级角度定位调节装置支起在多档角度位置，后排乘员可以依据前排汽车座椅靠背的倾斜角度来选择将桌板本体8支起在合适的角度位置上，以将桌板本体8调整为水平状态，便于后排乘员使用。

二、上翻状态

如图6所示，当所述桌板本体8被所述多级角度定位调节装置支起在最高档角度位置时，所述棘爪6卡住所述棘轮3沿所述正向fwd的最后一个棘轮齿3-2(参见图5)；在此时，将所述桌板本体8继续向上翻转，使得所述棘爪6带动所述凸轮4转动至其在所述正向fwd上的极限转动角度，即所述限位柱3-1处于所述圆弧形限位槽4a沿所述正向fwd的起始端4a1，由于所述棘轮3的限位柱3-1通过所述圆弧形限位槽4a对所述凸轮4的限位作用，所述凸轮4不能继续绕所述旋转轴线2a沿所述正向fwd旋转，使得所述棘爪6在所述凸轮4的第一突出部4-1的阻挡后再抬起的作用下与所述棘轮3的棘轮齿3-2分离，而在所述扭簧7的作用下，所述棘爪6压在所述凸轮4的第一突出部4-1上沿所述正向fwd滑动，实现了所述多级角度定位调节装置的自动解锁，并且，所述桌板本体8可以继续向上翻转至其正面8b与前排汽车座椅靠背相贴合的状态，以临时收起桌板本体8，便于后排乘员不受汽车座椅靠背桌板阻挡的进出座位。

三、下翻状态

如图7所示，在所述多级角度定位调节装置自动解锁，即所述棘爪6随着所述桌板本体8向上翻起而与所述棘轮3的棘轮齿3-2分离后，将所述桌板本体8向下翻转，带动所述支架1绕所述旋转轴线2a沿反向rev旋转，使得压在第一突出部4-1上的棘爪6带动所述凸轮4绕所述旋转轴线2a沿所述反向rev旋转，直至带动所述凸轮4转动至其在所述反向rev上的极限转动角度，即所述棘轮3的限位柱3-1处于所述圆弧形限位槽4a沿所述正向fwd的末尾端4a2时，由于所述限位柱3-1通过所述圆弧形限位槽4a对所述凸轮4的限位作用，所述凸轮4不能继续绕所述旋转轴线2a沿所述反向rev旋转，使得继续反向rev旋转的所述支架1带动所述棘爪6在所述凸轮4的第一突出部4-1上沿所述反向rev滑动，且所述棘爪6最终沿所述反向rev滑动至抵顶在所述凸轮4的第二突出部4-2上，从而，所述桌板本体8能够通过在所述上翻状态向下翻转至其背面8c与前排汽车座椅靠背相贴合，以在后排乘员不使用时收起所述桌板本体8，且在此时，所述棘爪6通过抵顶在第二突出部4-2上对所述凸轮4进行限位，使所述凸轮4的不能正向fwd旋转。

综上所述，本发明利用由支架1、旋转轴2、棘轮3、凸轮4、固定轴5、棘爪6和扭簧7通过巧妙的装配方式组合而成的多级角度定位调节装置，能够实现桌板本体8在前排汽车座椅靠背上的多档角度位置支起、自动解锁、临时收起、不使用时的收起，并且，所述多级角度定位调节装置的结构简单、易于组装、加工成型，所述多级角度定位调节装置对桌板本体8的多档角度位置支起具有较大的支撑强度，所述多级角度定位调节装置的锁止与解锁即所述桌板本体8的支起与收起，均仅需将桌板本体8向上或向下翻转即可实现，操作极为简单方便，因此，本发明同时具备结构简单、易装配、桌板支起角度多级可调、支撑强度大、操作简单方便的优点，且本发明能够适用于市面上的绝大多数汽车座椅。

其中，由于棘轮3和凸轮4同轴装配在旋转轴2上，且使用棘轮3和凸轮4作为执行机构，使得本发明的多级角度定位调节装置的强度较大。

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：

如图8和图9所示，所述支架1设有限位凸柱1-1，所述棘轮3的光滑段3b上设有圆弧形凹槽3c，当所述支架1通过所述棘爪6带动所述凸轮4沿反向rev绕所述旋转轴线2a旋转，使得所述限位柱3-1处于所述圆弧形限位槽4a沿所述正向fwd的末尾端4a2之后，且所述支架1继续沿所述反向rev绕所述旋转轴线2a旋转至某一位置时，所述限位凸柱1-1能够卡在所述圆弧形凹槽3c中。

其中，所述圆弧形凹槽3c在所述光滑段3b上的设置位置取决于所述桌板本体8的背面8c贴合前排汽车座椅靠背所需转过的角度，使得：

在本发明的汽车座椅靠背桌板工作在所述下翻状态时，在所述棘轮3带动所述凸轮4转动至其在所述反向rev上的极限转动角度，即所述棘轮3的限位柱3-1处于所述圆弧形限位槽4a沿所述正向fwd的末尾端4a2之前，所述支架1的限位凸柱1-1未达到所述圆弧形凹槽3c所在的位置，其对所述桌板本体8的向下翻转不产生影响，而在所述限位柱3-1处于所述圆弧形限位槽4a沿所述正向fwd的末尾端4a2之后，当所述桌板本体8的背面8c与前排汽车座椅靠背相贴合时，所述限位凸柱1-1卡在所述圆弧形凹槽3c中，在所述棘轮3的约束下，所述支架1的旋转受到限制，也即所述桌板本体8的翻转受到限制，以减小所述桌板本体8的晃动拍打，确保所述桌板本体8在未受外力作用的情况下保持背面8c与前排汽车座椅靠背相贴合。而当后排乘员需要使用桌板时，用恰当的力将所述桌板本体8向上翻转，即可使所述限位凸柱1-1从所述圆弧形凹槽3c中脱离。

实施例三

在上述实施例一或实施例二的基础上，本实施例三还采用了以下优选的结构：

所述支架1设有转轴安装孔1a和固定轴安装孔1b，所述旋转轴2的内端部可旋转的安装在所述支架1的转轴安装孔1a中，以使得所述支架1能够绕所述旋转轴2的轴线旋转，所述固定轴5的内端部固定在所述支架1的固定轴安装孔1b中；所述棘轮3优选焊接固定在所述旋转轴2上，但也可通过匹配的限位凸沿与限位凹槽结构限制所述棘轮3与旋转轴2之间的转动和轴向移动；所述棘爪6设有扭簧安装孔6a，所述扭簧7的内侧端固定在所述棘爪6的扭簧安装孔6a中。

实施例四

在上述实施例一至实施例三中任意一个实施例的基础上，本实施例四还采用了以下优选的结构：

如图3和图4所示，所述桌板本体8设有桌板面8-1以及分别设置在所述桌板面8-1的左侧和右侧的左侧边8-2和右侧边8-3，所述左侧边8-2和右侧边8-3均设有一个所述旋转轴孔8a，且所述左侧边8-2上的旋转轴孔8a与所述右侧边8-3上的旋转轴孔8a共轴；所述的汽车座椅靠背桌板设有两个所述多级角度定位调节装置；

对于其中一个所述多级角度定位调节装置，其旋转轴2的外端部通过所述左侧边8-2上的旋转轴孔8a穿出至所述左侧边8-2的外侧，其固定轴5的外侧端和扭簧7的外侧端均固定在所述左侧边8-2上，其支架1固定在所述桌板面8-1的背面即所述桌板本体8的背面8c上；

对于另一个所述多级角度定位调节装置，其旋转轴2的外端部通过所述右侧边8-3上的旋转轴孔8a穿出至所述右侧边8-3的外侧，其固定轴5的外侧端和扭簧7的外侧端均固定在所述右侧边8-3上，其支架1固定在所述桌板面8-1的背面即所述桌板本体8的背面8c上。

其中，优选的：所述桌板本体8还设有后侧边8-4，该后侧边8-4设置在所述桌板面8-1的后侧；所述多级角度定位调节装置的支架1还固定在所述后侧边8-4上。

其中，优选的：所述左侧边8-2和右侧边8-3上均设有用于固定所述固定轴5的外侧端的固定轴孔8d和用于固定所述扭簧7的外侧端的扭簧固定孔8e；所述支架1通过螺栓9分别与所述桌板面8-1的背面和所述后侧边8-4固定连接。

实施例五

在上述实施例一至实施例四中任意一个实施例的基础上，本实施例五还采用了以下优选的结构：

所述旋转轴2的外侧端固定有固定板10，所述固定板10用于通过螺栓与所述汽车座椅靠背固定连接。其中，所述固定板10优选设有腰型孔10a，所述旋转轴2的外侧端闩接在所述固定板10的腰型孔10a中。

实施例六

在上述实施例一至实施例五中任意一个实施例的基础上，本实施例六还采用了以下优选的结构：

所述桌板面8-1的背面即所述桌板本体8的背面8c设有蜂窝状加强筋8-5。

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。