乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，更具体地说，涉及车辆在发生突然加速、减速、转弯、倾斜、上下坡，上下颠簸、碰撞等瞬间运动变化时，使得乘员和座椅与车辆发生瞬间运动分离，并消除因这些瞬间运动变化所产生的各种力的装置，使得乘员避免受到各类外来力的影响和伤害，并且保持乘坐舒适。
【背景技术】
[0002]在现有技术条件下，车辆对乘员所产生的影响和危害大致可以分为三大类，一类是发生严重碰撞等事故，乘员会被从座椅上猛烈抛起，甚至被抛出车辆之外，现有技术的解决办法主要是利用安全带把乘员固定在座椅上，同时利用气囊保护面部，这一办法具有一定的效果；第二类是出现严重颠簸、倾斜或者紧急刹车等状况，造成乘员瞬间可能脱离座椅，但是不会被抛出车辆之外，乘员通过抓紧车辆上的把手可以把自己控制在座椅上，现有技术还是利用安全带把乘员固定在座椅上加以解决，但是不能减轻或者免除乘员的痛苦甚至轻微伤害;第三类是突然启动、明显加速、减速、转向、上下坡、轻度碰撞、连续或反复地启动和停止等运动，造成乘员一定幅度的摇摆、晃动和颠簸，使其难受、不适、疲劳，甚至受到一定的伤害，现有技术中并没有合适的解决办法，还是利用安全带把乘员固定在座椅上，这种保护方式的效果很低，几乎不能解决乘员因此所遭遇的实际问题。在现有技术中也已经开始探讨通过改良座椅底座来提高保护水平的办法。
[0003]在申请号为201120115453.0的中国专利中涉及一种汽车座椅底座，采用气囊和阻尼器增加座椅的减震效果。
[0004]在申请号为200820027870.8的中国专利中涉及一种座椅底座，当发生碰撞时通过底座发生移位或者转角来减缓冲击力。
【发明内容】
[0005]本发明涉及乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，目的在于解决当车辆发生瞬间明显的运动变化(包括在速度、运动方向、空间高度等方面)，或因受到碰撞和发生倾斜时，各种惯性力及冲击力对乘员的冲击及影响。技术方案是借助本发明装置使乘员与车辆发生瞬间的运动分离并全部消除外来惯性力和冲击力，保护乘员的安全和乘坐舒适。
[0006]本发明改变和超越了现有保护技术的基本思想和基本思路，通过设置于上下板块之间的柱体来代替乘员直接承受来自于车辆的各种惯性力和冲击力，并使乘员与车辆在瞬间发生运动分离，不再接受车辆瞬间运动的影响，把乘员与车辆的运动在瞬间进行了隔离，从而有效地保护乘员。同时，再利用与柱体连接的万向轮、轴承和弹簧的共同作用和运动最终全部消除来自车辆的所有惯性力和冲击力，进一步保障乘员的安全和乘坐舒适。
[0007]本发明技术方案的主要功能体现在三个方面，第一是利用本发明装置中的柱体代替乘员；第二是当车辆发生瞬间运动变化时把乘员与车辆的运动隔离开;第三是在本发明装置内把来自于车辆的惯性力和冲击力全部消除。
[0008]—般地，本发明的基本构思在于，乘员在车辆中受到伤害或者不适主要来自于两种力的作用，一是由于车辆自身运动所产生的各种惯性力作用于乘员，二是来自于车辆之外但作用于车辆的冲击力对车辆冲击以后，通过车辆作用于乘员。对于乘员来说，较大冲击力的损害性可能一般比较大，但是发生的几率比较低;而各种惯性力的危害一般比较小，但是发生的几率比较大，因此应当以减缓和消除各种惯性力作为主要目标，同时具备减缓和消除冲击力的效果。
[0009]本发明的基本构思还在于，当发生惯性力或冲击力时，这些力通过车辆作用于乘员，消除这些力的途径有两个，一是消除这些力的产生，另一是阻止这些力作用于乘员。要消除这些力的产生就需要控制车辆的运动方式及避免发生碰撞，但是这两项内容都要受到外界条件影响和制约，不能完全由驾驶人员决定。因此，只有阻止这些力直接作用于乘员并最终消除这些力才是解决途径。
[0010]本发明的基本构思进一步在于，力是一种能量，因此惯性力也是一种能量。能量通过消耗和释放归于消失，能量消失了，基于这一能量的力也就消除了。
[0011]本发明通过乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，利用一种中间配置压缩弹簧，两端配置轴承和万向轮的柱体来代替乘员直接承接来自于车辆的各种惯性力及冲击力，并且通过柱体自身往复运动及转动以消耗各种力所携带的能量，并在装置中就把力消除掉，实现乘员与这些力相分离，并避免受到这些力的干扰和伤害，使乘员乘坐舒适。
[0012]本发明乘员与车辆短暂运动分离并消除惯性的座椅底座安全装置，包括箱体，箱体的底板与车辆固定连接，并随车辆同时运动;位于箱体内上下相向设置的至少两块板块，下方的板块固定安装在箱体底板上，能够随箱体及车辆同时运动;在上下板块之间设置至少一个柱体，柱体的两端分别以万向轮与上下板块相接，柱体通过万向轮支撑着上方板块，并且只通过柱体把来自于车辆、箱体和下方板块的运动传递给上方板块，上方板块不与箱体接触；在上方板块上固定安装座椅，座椅随上方板块同时运动，从而实现在运动上与车辆、箱体及下方板块发生分离。
[0013]所述的箱体，包括箱体底板和侧板，它们之间可以固定连接，底部和侧部可以共同形成一个封闭的容器，保护箱体内的板块和柱体；由柱体支撑的上方板块固定连接座椅，因此箱体的上部不封闭；可以在箱体上部的四周，沿水平方向向箱体内平行设置一定宽度和长度的板块保护板，板块保护板与箱体固定连接，阻止上方板块在车辆发生严重事故时脱离箱体;但板块保护板的长度和宽度应受到限制，不能影响上方板块与座椅的固定连接，也不能影响上方板块及板块下方柱体的运动，也不与上方板块、座椅或柱体相接触;上方板块的四周以具有弹性的安全带与箱体上部四周的箱体边框固定连接，安全带的长度大于上方板块距箱体之间的垂直距离，安全带的连接保护上方板块不脱离箱体及柱体，这一连接不影响也不限制上方板块在箱体内的自由运动。
[0014]所述的上下相向设置的至少两个板块，下方板块通过与箱体底板固定连接及箱体底板与车辆固定连接，实现与车辆同时运动;上方板块通过与座椅固定连接实现与座椅同时运动;上下板块通过设置在两者之间的柱体实现两种不同运动的转化。
[0015]在上述两个板块相向的板块表面四周设置有边框，可以用于固定与柱体连接的弹簧，也可以防止柱体移动到板块范围以外。
[0016]板块边框以内的板块表面可以是平面的，也可以是从边框趋向板块中心呈现凹陷形，板块中心位置处于最低处，使得柱体在板块表面移动时具有向心力，有利于保持柱体和上下板块的平衡及稳定。
[0017]所述配置于上下板块之间的柱体，柱体两端和中部配置有轴承，柱体顶部和环绕两端的轴承配置有万向轮，万向轮分别与上下两个板块相接，并沿着两个板块的表面移动；沿环绕轴承配置的每一万向轮方向配置拉力弹簧，牵引万向轮和柱体复位;在柱体两端轴承与中部轴承之间，分别配置有压缩弹簧。
[0018]在不影响本发明赋予柱体的功能的情况下，柱体的形状可以是圆柱体，正方体，长方体或其它形状;柱体两端及中部的直径可以相同，也可以不同。
[0019]柱体的作用之一是作为支撑体，用以支撑上方板块，并借助上方板块支撑位于其上方且与其固定连接的座椅，借助座椅再支撑座椅上的乘员；作用之二是作为乘员的替代体，替代乘员在车辆中直接承接各种惯性力和冲击力;作用之三是作为消耗各种力的机构，通过自身的旋转和移动，以及与其固定连接的万向轮、轴承及弹簧的旋转和移动，消耗并最终耗尽作用于其上的各种力所携带的能量，实现把各种力消除。
[0020]柱体两端的顶部沿与柱体平行方向各配置一万向轮，万向轮的柄部与柱体顶部固定连接，万向轮的轮部垂直于上下板块且与上下板块直接相接，并沿着板块表面在多个方向上移动；配置这一万向轮的作用之一是通过万向轮沿着惯性力或冲击力的所用方向移动，在抵消摩擦力和拉力弹簧的复位引力的过程中消耗力所携带的能量，减弱这种力;作用之二是基于能够最大程度地沿着力的作用方向运动，能够增加柱体及其承载的上方板块的稳定性，进一步增加座椅和乘员的稳定性;作用三是承担部分支撑柱体、上方板块的作用。
[0021]柱体两端各配置一轴承，轴承一端与柱体固定连接，与柱体同时旋转和移动，另一端固定连接于万向轮，与万向轮同时旋转和移动;轴承的作用之一是传递运动，下方板块把来自于车辆的惯性力和冲击车辆的冲击力通过与其接触的万向轮首先传递给柱体下端的轴承，此时，沿下方板块移动的万向轮和自身旋转且移动的下端轴承共同消耗了惯性力和冲击力携带的部分能量，其余能量通过这一轴承传递给柱体，柱体在下端轴承的带动下开始旋转和移动，并把多余的能量传递给柱体上端的轴承并带动上端的轴承旋转和移动，上端轴承再把剩余的能量传递给与其相连的万向轮，并带动万向轮沿不同方向移动，万向轮在移动时需要克服摩擦力的阻碍，并受到与其连接的拉力弹簧的复位牵引，由轴承传递来的能量逐渐被消耗完毕，万向轮、轴承、柱体逐渐停止旋转和移动;轴承的作用之二是在旋转和移动时消耗能量，消弱惯性力和冲击力;轴承的作用之三是转换运动形式，把柱体携带的运动形式转换为万向轮的运动形式；轴承的作用之四是平衡和稳定柱体及万向轮的运动。
[0022]环绕柱体两端轴承配置万向轮，万向轮柄部与轴承固定连接，轮部与上下板块直接相接，且在轴承带动下在上下板块表面沿不同方向移动;此处的万向轮的作用之一是消耗能量，通过克服