用于车辆的座位系统的制作方法
【专利说明】用于车辆的座位系统
【背景技术】
[0001] 本公开内容涉及一种用于车辆的座位系统。在X、Y、Z坐标系中，人可能受到在六 个自由度上的运动。这些自由度包括绕Χ、γ和Ζ轴线的旋转和与这些轴线的每个轴线基本 上平行的平移。在车辆、比如农场拖拉机或者小汽车中行进时，人可能对绕滚动和倾斜轴线 的车辆旋转很敏感。这样，在有相对僵硬悬浮体的车辆（例如农场拖拉机、运动小汽车）中 的乘客可能在车辆由于车辆正在其之上行进的不平坦表面而开始侧向摇晃和/或前后倾 斜时变得不舒适。
[0002] 美国专利5, 857, 535公开一种低纵横自推进式车辆（1)，该车辆由坐在它上面的 驾驶员（4)操作、让它的座位（7)从下面由法兰（12)支撑，该法兰被枢转以在车辆的中垂 直平面中的水平轴线（15)歪斜。在轴线（15)与座位（7)之间的间距足以保证在通过操作 歪斜控制机制（21)绕轴线歪斜座位时，座位的中心也在斜坡的上山方向上移位显著程度。 这减少车辆加上驾驶员的组合的重心（10)的下山移动，从而减少车辆倾翻的风险。
【发明内容】
[0003] 在一个方面中，一种用于车辆的座位系统包括座位，该座位包括人可以坐在其上 的座位底部。第一假想参考竖直中心线在座位和车辆二者在标称水平面水平定向中时穿过 坐在座位中的人的身体。中间支撑结构被紧固到座位和车辆，该中间支撑结构允许座位相 对于车辆移动。第一致动器可以与座位相互作用以使座位相对于车辆移动。一个或多个传 感器可以各自测量运动方面。处理器可以（i)从一个或多个传感器中的每个传感器接收输 入并且（ii)利用输入以确定座位相对于车辆的期望移动，从而座位相对于车辆和车辆相 对于地面的组合运动造成人绕位置基本上沿着参考竖直中心线的虚拟枢转点的运动。
[0004] 实施例可以包括以下特征中的一个或多个特征。车辆相对于地面的运动是车辆绕 轴线的旋转。虚拟枢转点位于车辆绕其旋转的轴线以上。虚拟枢转点位于车辆的底板以 上。虚拟枢转点位于座位相对于车辆的相对运动出现的水平面以上。处理器控制座位的运 动以便最小化虚拟枢转点在车辆被旋转时沿着参考竖直中心线的移位。虚拟枢转点位于人 可以坐在其上的座位底部的表面以上约1-4英尺。虚拟枢转点位于人可以坐在其上的座位 底部的表面以上约2-3英尺。座位在车辆的底板或者附近枢转地连接到车辆。致动器使座 位相对于车辆绕第一轴线的旋转在相反意义上绕第二轴线旋转。座位能够绕与水平平面未 相交的第二轴线旋转。第二轴线与车辆在该车辆在直线中行进时移动的方向基本上平行。 第二轴线与车辆在该车辆在直线中行进时移动的方向基本上垂直。座位系统还包括第二致 动器。座位能够绕与水平平面未相交的第三轴线旋转。第一致动器和第二致动器能够使座 位绕第二和第三轴线旋转。
[0005] 实施例也可以包括以下特征中的一个或多个特征。第二轴线与车辆在该车辆在直 线中行进时移动的方向基本上平行。第三轴线与车辆在该车辆在直线中行进时移动的方向 基本上垂直。第二和第三轴线基本上相互正交。座位能够与未与水平平面相交的第二轴线 基本上平行地平移。第二轴线与车辆在该车辆在直线中行进时移动的方向基本上平行。第 二轴线与车辆在该车辆在直线中行进时移动的方向基本上垂直。座位系统还包括第二致动 器。座位能够与未与水平平面相交的第三轴线基本上平行地平移。第一致动器和第二致动 器能够使座位与第二和第三轴线基本上平行地平移。第二轴线与车辆在该车辆在直线中行 进时移动的方向基本上平行。第三轴线与车辆在该车辆在直线中行进时移动的方向基本上 垂直。一个或多个传感器包括用于检测车辆绕与车辆在该车辆在直线中行进时移动的方向 基本上平行的第一轴线的滚动速率的传感器。一个或多个传感器包括用于检测座位绕与车 辆在该车辆在直线中行进时移动的方向基本上平行的第二轴线的滚动速率的传感器。一个 或多个传感器包括用于检测在与车辆在该车辆在直线中行进时移动的方向基本上垂直而 与水平平面未相交的方向上的横向加速度的传感器。横向加速度传感器检测座位的横向加 速度。横向加速度传感器检测车辆的横向加速度。
[0006] 在另一方面中，一种控制座位相对于座位连接到的车辆的运动的方法包括以下步 骤：在处理器从可以各自测量运动方面的一个或多个传感器接收输入，以及利用处理器以 从输入确定座位绕与车辆在该车辆在直线中行进时移动的方向基本上平行的第一轴线的 期望运动。这样，如果人坐在座位中，则车辆相对于地面和座位相对于车辆的组合运动将造 成该人绕与他们的头部关联的定位或者更高旋转以明显地减少人的头部的侧向移动。从处 理器发布信号以使致动器绕着第一轴线旋转座位以实现座位绕第一轴线的期望运动。
[0007] 实施例可以包括以上特征和/或以下特征中的任何特征。座位包括座位底部和连 接到座位底部的座位背部。一个或多个传感器包括用于检测车辆绕与第一轴线基本上平行 的第二轴线的滚动速率的传感器。一个或多个传感器包括用于检测座位绕第一轴线的滚动 速率的传感器。一个或多个传感器包括用于检测在与第一轴线基本上垂直而与水平平面未 相交的方向上的横向加速度的传感器。横向加速度传感器检测座位的横向加速度。横向加 速度传感器检测车辆的横向加速度。处理器接收指示致动器的与座位绕第一轴线的定位相 关的定位的输入。
[0008] 在另一方面中，一种用于车辆的座位系统包括座位，该座位具有人可以坐在其上 的座位底部。中间支撑结构被紧固到座位和车辆，该中间支撑结构允许座位相对于车辆旋 转。致动器可以与座位相互作用以使座位相对于车辆旋转。一个或多个传感器可以各自测 量运动方面。处理器可以（i)从一个或多个处理器中的每个处理器接收输入，（ii)从该输 入确定车辆远离标称水平面水平定向的旋转的测量，并且（iii)利用输入以确定座位的期 望旋转。座位已经远离标称水平面定向的旋转的角度多于未明显地大于车辆已经远离标称 水平面水平定向的旋转的角度。
[0009] 在更多又一方面中，一种控制人相对于人位于其中的车辆的运动的方法包括向座 位提供人可以坐在其上的座位底部。车辆相对于地面的运动是车辆绕轴线的旋转。第一假 想参考竖直中心线在座位和车辆二者在标称水平面水平定向中时穿过坐在座位中的人的 身体。座位被紧固到车辆。用一个或多个传感器测量运动方面。操作处理器以（i)从一个 或多个传感器中的每个传感器接收输入并且（ii)利用输入以确定车辆的第一部分相对于 车辆的第二部分的期望移动，从而车辆的第二部分相对于车辆的第一部分和车辆的第一部 分相对于地面的组合运动造成人绕位置基本上沿着参考竖直中心线的虚拟枢转点的运动。 [0010] 实施例可以包括以上特征和/或以下特征中的任何特征。中间支撑结构被紧固到 座位和车辆的第二部分，该中间支撑结构允许座位相对于车辆的第二部分移动。在座位与 车辆的第二部分之间连接第一致动器，该第一致动器可以被操作以使座位相对于车辆的第 二部分移动。车辆的第二部分包括车辆的驾驶室。座位能够相对于驾驶室而移动。驾驶室 能够相对于车辆的第一部分而移动。
【附图说明】
[0011] 图1A是拖拉机的前视图；
[0012] 图1B示出在歪斜定向中的图1的拖拉机；
[0013] 图2是在图1A的拖拉机中使用的座位的透视图；
[0014] 图3是紧固到图1A的拖拉机的底板的、图2的座位的前视图；
[0015] 图4是座位系统的另一不例的如视图；
[0016] 图5是图4的座位的修改；
[0017] 图6是座位系统的另一示例的透视图，其中座位可以绕两个轴线旋转；
[0018] 图7是座位系统的另一示例的透视图，其中座位可以与第一轴线基本上平行地平 移；
[0019] 图8除了示出图7的座位系统取代图1B中的座位系统之外与图1B相似；
[0020] 图9是座位系统的另一示例的透视图，其中座位可以与第二轴线基本上平行地平 移；
[0021] 图10是座位系统的另一示例的透视图，其中座位可以与两个轴线基本上平行地 平移；以及
[0022] 图11是频率比对人对横向加速度的灵敏度的量值的绘图。
【具体实施方式】
[0023] 以下描述涉及一种用于车辆的座位系统。在车辆由于道路表面中的扰动而从侧向 和/或前/后摇晃时，车辆的驾驶员也经历这一运动。有了以下讨论的座位系统，在车辆在 一个方向上摇晃时，座位在相反方向上相对于车辆旋转或者平移。因而，驾驶员的头部在水 平方向上的加速度明显地减少，这产生驾驶员的更愉快的驾驶体验。
[0024] 转向图1A，示出在基本上水平面道路表面上的直线中驾驶的以拖拉机这一形式的 车辆10。未示出车辆的所有部分以便有助于这一描述。人12正坐在座位16的底部14上， 该座位是以下将更具体地描述的座位系统的部分。人正在沿着穿过正坐在座位16中的人 12的身体和轴线22 (以下进一步说明）的假想参考竖直中心线17坐在基本上竖直定向中。 在这一示例中，竖直中心线17在座位16和车辆二者如图1中所示在标称水平面水平定向 中时二分人12和座位。这是因为座位系统如图1A中所示的那样基本上对称。在其它类型 的车辆中，座位系统可以位于竖直中心线17的左侧或者右侧。
[0025] 中间支撑结构18被紧固到座位16和车辆10的底板20 (结构18可以视为座位16 的部分）。中间支撑结构18允许座位16绕与车辆10在车辆正在直线中行进时移动的方向 基本上平行的轴线22相对于车辆移