儿童安全座椅系统及其控制方法与流程
本发明涉及交通工具的附属设备技术领域，具体地涉及可附接于车辆的儿童安全座椅，还涉及用于控制这种座椅的方法。
背景技术：
当前的车用儿童安全座椅设计、尤其是带有厚重的侧面保护垫的儿童安全座椅设计，给父母将婴儿置于座椅府上的合适位置带来了困难和麻烦：对于放置婴儿的成年人而言，在放置时的近身一侧，座椅的头部轮廓会与该成年人的身体例如手臂产生很大冲突，使得成年人没有足够的空间来妥善处理婴儿；而在另一侧，成年人需要坐在整排座椅的中间，处理所有不易将婴儿固定在儿童安全座椅上的步骤。
由蔚来汽车有限公司的实用新型专利cn205130988u可知一种儿童安全座椅，该儿童安全座椅包括座椅本体和平台，平台设置在交通工具的地板上，座椅本体设置在平台的顶部并且能够相对于平台滑动或转动，所述平台还能够相对于所述地板滑动或转动。
然而，该儿童安全座椅仍具有以下缺点：
1.组装限制：其仅设计成组装在车辆地板上，这对于当前的车辆设计非常不便利；
2.高度是不可调的，因而不能提供更好的视野；
3.没有档位和换挡设计，不能提供平稳良好的舒适条件，并且其手动操作不可控；以及
4.不提供控制程序，父母每次都必须手动移动座椅轮廓。
因此，该儿童安全座椅几乎处于固定位置以及具有固定的几何形状，不可调节，这不能为婴儿或儿童提供更好的外部视野。
由福特全球技术公司的发明专利cn102173287b可知一种儿童安全座椅安装组件，一旦该儿童安全座椅安装好且儿童乘客坐入，乘客可以操动分离杆以解锁安装板和旋转该安装板，从而可以将儿童安全座椅和安装板旋转至例如处于面向前方的位置与面向后方的位置之间的中间位置。此外，该儿童安全座椅安装组件采用传感器，用于确认相应于儿童安全座椅安装组件的安装板是否处于锁定位置；另外，在该安装板之下采用另一个传感器，用于确定安装板面向何种方向。上述传感器均与位于车辆的前排座位上的显示器进行通讯，用于通知驾驶者儿童安全座椅安装组件处于旅行的锁定位置且儿童安全座椅被正确安装。
然而，上述儿童安全座椅安装组件结构和操作都比较复杂，而且不能进行多个维度的调节，用户体验不佳。
由此，期望提供一种能够克服上述缺陷至少之一的车用儿童安全座椅。
技术实现要素：
根据本发明的一个方面，提供一种儿童安全座椅系统，所述儿童安全座椅系统包括具有座位部分和基座部分的儿童安全座椅以及控制器，其中，所述基座部分设有传动机构，所述传动机构能够借助于控制器的控制使得所述座位部分沿竖直方向升降运动、沿水平方向平移运动和/或围绕一轴线旋转运动。
可选地，所述传动机构包括第一模块和第二模块，其中，第一模块与座位部分连接，并且设置成相对于座位部分可前后平移；第一模块还与第二模块连接，并且设置成相对于第二模块可上下升降；第二模块还与基座部分连接，并且设置成相对于基座部分可绕纵向中轴线旋转。
可选地，儿童安全座椅系统还包括连通传感器，其中，连通传感器设置在用于儿童安全座椅的固定插口中，当该儿童安全座椅被安装在车辆座椅上时，控制器通过所述连通传感器与车辆座椅传感器的信号耦合判断儿童安全座椅在车辆座椅上的安装位置。
可选地，第一模块包括固定在该第一模块的筒体内壁上的第一电机和连接在第一电机的输出轴上的齿轮，第二模块具有设置在该第二模块的筒体外壁上的滑动齿条，其中，连接在第一电机的输出轴上的所述齿轮与第二模块的相对应的滑动齿条啮合连接，用于驱动座位部分与第一模块一起沿竖直方向相对于基座部分和第二模块升降；所述传动机构还包括设置在座位部分的下部的第二电机，该第二电机与位于第一模块上部的滑动齿条啮合连接，用于驱动座位部分沿水平方向相对于第一模块平移。
可选地，第二模块包括固定在该第二模块下部的第三电机和连接在该第三电机的输出轴上的齿轮，基座部分包括环状齿条，其中，连接在第三电机的输出轴上的所述齿轮与基座部分上相对应的环状齿条啮合连接。
可选地，座位部分、第一模块和第二模块能够沿着所述环状齿条相对于基座部分在-90°至+90°的范围内转动。
可选地，儿童安全座椅系统还包括为电机供电的第三模块，以及复位键，通过按压该复位键能使所述座位部分一键复位。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于操作前述儿童安全座椅系统的方法，其中，儿童安全座椅能够附接到车辆中，所述方法包括以下步骤：利用传感器对车门以及车辆座椅进行检测，当检测到乘客开启车门并且在该车门旁的座椅上存在儿童安全座椅时，传感器发送信息至控制器，控制器控制儿童安全座椅旋转至朝着打开的车门方向的安置位置；以及当儿童安全座椅系统接收到复位指令后，控制器控制儿童安全座椅恢复到乘坐位置，该乘坐位置对应于车辆正常行驶时儿童安全座椅的安全位置。
可选地，该方法还包括以下步骤：用户经由交互设备或交互界面发送上升、下降、旋转和/或平移指令；以及控制器根据所接收到的指令来控制儿童安全座椅进行相应的上升、下降、旋转和/或平移运动。
可选地，所述安置位置由控制器根据儿童安全座椅和车辆的尺寸参数计算出儿童安全座椅旋转90度后的适宜高度及位置得出；或者，所述安置位置由用户提前设定并存储在控制器中。
根据本发明的儿童安全座椅采用无线电力机械系统，支持举升、移动和旋转，以及app中的可控功能，这将为父母提供更大的空间来将婴儿正确地固定在儿童安全座椅上，即使是在车外也是如此。因此，便于父母将婴儿和儿童固定在儿童安全座椅上，能够提升用户体验和满意度。另外，还可以提高坐在儿童安全座椅上的儿童的观看舒适性。此外，非常重要的一点在于，根据本发明的新的设计和产品不要求改变车辆的内部和外部结构和/或布置，而是将各个功能模块集成在儿童座椅上，从而使得本发明的儿童安全座椅适合于各种车型，以便为更多的家庭所使用。
附图说明
下面参考附图详细说明根据本发明的车用儿童安全座椅系统及其控制方法的优选实施例。然而以下原则是适用的：本发明的实施例不是限制性的，而是仅显示出一个有利的实施方式。所示出的特征可以单独地或与说明书的其它特征以及权利要求组合地实施。其中：
图1是根据本发明一个实施例的儿童安全座椅的示意性剖视侧视图，
图2是图1所示的儿童安全座椅的模块与座椅部分和基座部分的连接关系的示意性框图，
图3是根据本发明一个实施例的用于控制图1所示的儿童安全座椅的人机交互界面的概略性示意图，
图4是根据本发明一个实施例的用于控制图1所示的儿童安全座椅的方法的示意性流程图，以及
图5是根据图4所示的流程图中的功能性程序的示意性设置。
具体实施方式
下面参照附图描述根据本发明的车用儿童安全座椅及其控制方法的优选实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一部分。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下述的方法、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
参见图1，根据本发明的儿童安全座椅系统可以包括具有座位部分101和基座部分102的儿童安全座椅100以及控制器(未使出)基座部分102设有传动机构103，所述传动机构能够借助于控制器的控制使得所述座位部分沿竖直方向升降运动、沿水平方向平移运动和/或围绕一轴线旋转运动。
如图1所示，本发明在儿童安全座椅100上增设传动机构，该传动机构包括第一模块1和第二模块2，二者相互配合，从而实现座椅部分101的原地绕轴线转动、上下升降以及前后平移。
如图2所示，第一模块1与座位部分101连接，并且设置成相对于座位部分101可前后(例如沿图1中的x方向)平移；第一模块1还与第二模块2连接，并且设置成相对于第二模块2可上下(例如沿图1中的z方向)升降；第二模块2还与基座部分102连接，并且设置成相对于基座部分102可绕纵向中轴线(例如图1中的z轴)旋转。
座椅部分101的原地绕轴线转动、上下升降以及前后平移可以通过各种传动机制实现。在一个实施例中，第一模块1包括固定在该第一模块的筒体内壁上的第一电机a和连接在第一电机a的输出轴上的齿轮，第二模块2具有设置在该第二模块2的筒体外壁上的滑动齿条，其中，连接在第一电机a的输出轴上的所述齿轮与第二模块2的相对应的滑动齿条啮合连接，用于驱动座位部分101与第一模块1一起沿竖直方向相对于基座部分102和第二模块2升降。此外，第一模块1还包括设置在座位部分101的下部的第二电机b，该第二电机b与位于第一模块1上部的滑动齿条啮合连接，用于驱动座位部分101沿水平方向相对于第一模块1平移。模块1与座位部分连接，并且设置成相对于座位部分可沿x向平移。
第二模块2可以包括固定在该第二模块2下部的第三电机c和连接在该第三电机c的输出轴上的齿轮，基座部分102包括环状齿条，其中，连接在第三电机c的输出轴上的所述齿轮与基座部分102上相对应的环状齿条啮合连接。座位部分101、第一模块1和第二模块2能够沿着环状齿条相对于基座部分102在优选-90°至+90°的范围内转动。当然，也可以根据需要设置不同的转动范围。
具体而言，第一模块1可以构造成筒体的形状，第二模块2安装在筒体中。固定在座位部分101的下部的第二电机b与第一模块1上部的滑动齿条啮合连接。第二电机b的输出轴沿y方向延伸，用于驱动座位部分101沿x方向移动。
第一电机a固定在第一模块1的筒体内壁，第二模块2的外壁上设有竖向滑动齿条，第一电机a输出轴上的齿轮与第二模块2相应位置的滑动齿条啮合连接。第一电机a输出轴沿y方向延伸，用于驱动第一模块1与座位部分101沿z方向移动。
第三电机c固定在第二模块2的下部，第三电机c的输出轴上的齿轮与基座部分102相应位置处的环状齿条啮合连接。第三电机c输出轴沿z方向延伸，用于驱动座位部分101、第一模块1与第二模块2沿着基座部分的半个圆周部分的齿在-90°至+90°的范围内转动。
根据本发明优选实施例的儿童安全座椅系统还包括第三模块3，例如无线电力接收器，以便为所有电机供电。
根据本发明优选实施例的儿童安全座椅系统还包括连通传感器4，该连通传感器4设置在用于儿童安全座椅100的固定插口(未示出)中，当该儿童安全座椅100被安装在车辆座椅上时，控制器通过所述连通传感器4与车辆座椅传感器的信号耦合，以判断儿童安全座椅100在车辆座椅上的安装位置。
根据本发明优选实施例的儿童安全座椅系统还包括复位键5，通过按压该复位键5能使所述座位部分101一键复位。
下面结合图3至5说明根据本发明实施例的用于前述儿童安全座椅系统的方法。
当本发明的儿童安全座椅100附接到车辆中时，通过传感器对车门以及车辆座椅进行检测，当检测到乘客开启车门并且在该车门旁的座椅上存在儿童安全座椅100时，传感器发送信息至控制器，控制器控制儿童安全座椅100旋转至朝着打开的车门方向的安置位置。
当儿童安全座椅系统接收到复位指令后，控制器控制儿童安全座椅100恢复到乘坐位置，该乘坐位置对应于车辆正常行驶时儿童安全座椅的安全位置。安置位置可以由控制器根据儿童安全座椅和车辆的尺寸参数计算出儿童安全座椅旋转90度后的适宜高度及位置得出；或者，所述安置位置由用户提前设定并存储在控制器中。
如图3所示，用户可以经由交互设备(例如触摸屏或者其它用于输入用户指令的输入装置)发送上升、下降、旋转和/或平移指令。控制器可以根据所接收到的指令来控制儿童安全座椅进行相应的上升、下降、旋转和/或平移运动。
在图3所示的hmi(人机交互界面)实施例中，其中图标的含义如下：
“上”“下”按键——驱动电机a；
“滑移”按键——驱动电机b；
“旋转”按键——驱动电机c；
“p1”-“p4”——四组可供选择的预定义程序，例如：
“p1”，当安全座椅位于左后位置，结合上下提升，沿x向前后滑移，以及座椅旋转，定义出最为方便的婴幼儿安放位置；
“p2”，当安全座椅位于左后位置，结合上下提升，沿x向前后滑移，定义出为婴幼儿最好视野的位置；
“p3”，当安全座椅位于右后位置，结合上下提升，沿x向前后滑移，以及座椅旋转，定义出最为方便的婴幼儿安放位置；
“p4”，当安全座椅位于右后位置，结合上下提升，沿x向前后滑移，定义出为婴幼儿最好视野的位置；
“记录”——用户可以手动来调整座椅的转向和座椅的高度位置，然后记录当前位置；以及
“复位”——控制儿童安全座椅从安置位置恢复到乘坐位置即安全位置。
在一个实施例中，儿童安全座椅系统可以包括复位键，提供一键复位功能；还可以包括连通传感器，当儿童安全座椅被在车用座椅上连接isofix(儿童安全座椅固定系统)时，设置连通传感器。当儿童安全座椅时，与车辆座椅传感器信号结合，系统可以判断出安全座椅在座椅上的安装位置。
下面介绍根据本发明的儿童安全座椅系统的操作方法的一个实施例。如图4所示，当乘客开启车辆的一扇门时，系统可以自动判别开启的是哪一扇门，并按照预设程序来移动临近该门的儿童安全座椅至指定位置(例如旋转座椅使其转向开门方向)，以方便乘客安放婴幼儿。在操作完成后，乘客通过座椅上的机械“复位键”使座椅转回到原始位置。机械“复位键”的功能与hmi上的复位键相同。
图4中示出的“已有定位程序”可以通过如下方式来设置：
参见图5，在easyfit(轻松适配)程序中，用户可以手动来调整座椅的转向和座椅的高度位置(防止座椅在转动90度后，与车门框产生干涉)，然后记录当前位置。当然，在得知座椅的高度和配置参数，以及车型的尺寸参数后，系统也可以自动计算儿童安全座椅转90度后的适宜高度，并自行定义出“已有定位程序”，而无需用户手动设置。
同样参见图5，在betterview(更佳视野)程序中，同理，当儿童坐在座椅上后，用户可以手动调节座椅高度，使儿童更好地看到前方景象，并记录该位置。当然，在得知座椅的高度和配置参数，以及车型的尺寸参数后，系统也可以自动计算儿童安全座椅在乘车时的适宜高度，并自行定义出“已有定位程序”，而无需用户手动设置。
因此，该实施例具有以下特点和优势：
本发明至少具有以下有益效果和成本优势：
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
附图标记列表
100儿童安全座椅系统
101座位部分
102基座部分
1第一模块
2第二模块
3第三模块
4连通传感器
5复位键
a电机
b电机
c电机
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