专利名称：拱形桁架式车架及悬吊座椅的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车辆悬架及座椅配置，尤其涉及一种拱形桁架式车架及悬吊座椅。
由于座椅固定在车架上，在起动和停止某行驶中，乘座人员为寻找平衡，其上身的摆动幅度较大。因其座椅的固定。只通过腰，脊柱等身体来掌握平衡。是极其被动的。没有缓解的余地，造成颈椎病，腰部疼痛等疾病的原因之一。因梁式车架的振动与固定座椅的使用，造成振动大，上下颠簸，人员乘坐不舒适。在紧急刹车时，因座椅固定不能有效释放其惯性。造成人的上半身的头部和前胸等重要部位向前倾，瞬间撞伤头部，由于惯性作用，非常容易造成乘坐人员的颈部和腰部的损伤。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是车辆车体框架的中部相对平行设置若干个多边形拱形桁架，拱形桁架的中部相对垂直设置若干个支承桁架，沿拱形桁架一侧上部边缘相对平行设置若干个座椅悬吊桁架，沿拱形桁架一侧下部边缘相对平行设置若干个承载桁架，沿拱形桁架一侧前部边缘相对平行设置若干个连接桁架，沿拱形桁架一侧后部边缘相对平行设置若干个连接桁架，构成拱形桁架车厢。
车辆车体框架的前部相对平行设置若干个三角形承载桁架，沿三角形承载桁架一侧底部边缘相对平行设置若干个承载连接桁架，构成车体前支架。
车辆车体框架的后部相对平行设置若干个直角三角形桁架，沿三角形承载桁架一侧底部边缘相对平行设置若干个承载连接桁架，构成车体后支架。
车体前支架的三角形承载桁架的底部与车体后支架的三角形承载桁架的底部处于同一个水平面，且可使车辆车体框架的底部前后平行。车体前支架的三角形承载桁架的一端部与拱形桁架车厢的拱形桁架前部连接桁架固定相连接，三角形承载桁架的底部设置悬架，悬架与车轴相连接，车轴的两端设置车轮。车体后支架的三角形承载桁架的一端部与拱形桁架车厢的拱形桁架后部连接桁架固定相连接，三角形承载桁架的底部设置悬架，悬架与车轴相连接，车轴的两端设置车轮。
配合前后悬架承载全车的重量，结合拱形桁架的主体，构成拱形桁架式车辆车体框架。发动机可前置在车体前支架或后置在车体后支架，整个车体框架可一体成型，也可焊接或铆接成型。拱形的结构特点是产生竖向反力，同时产生水平推力，减少了截面的弯矩，车体前支架和车体后支架作为支承体的一部分，通过整个拱形结构，把荷载有效地分解到前、后车轴上，通过车轮传导到地面，使全车受力均匀。由于水平力的存在，通过拱形机构转化部分内力，减少了截面的弯矩，所以能承受更大压力。由于材料受压状态比受弯状态更能发挥其效能，故拱形梁能跨越较大的跨度及承受较大的荷载，解决梁式结构车架中不能过多承受载重物及空间不能有效拓展的矛盾，同时也解决了受偏心压力的矛盾。
拱形桁架车厢上部座椅悬吊桁架的一侧设置若干个悬吊轴座，悬吊轴座的一端部与悬吊桁架的一侧固定连接，悬吊轴座的另一端部与座椅悬吊架的一端部相联接，用固定转轴固定联接，且可旋转。
座椅悬吊架的另一端部与悬吊座椅的椅背上端部固定连接，悬吊座椅的下部与L形座椅连接杆的一端部固定连接，L形座椅连接杆的另一端部与固定架相联接，固定架内设置限位弹簧，限位弹簧套入L形座椅连接杆的另一端部，且限制L形座椅连接杆位移范围。
悬吊式座椅通过座椅悬吊架、悬吊轴座和固定转轴固定在座椅悬吊桁架上，并能转动。座椅的底部通过座椅连接杆、固定架和限位弹簧的约束限制在一定范围内，由车架对座椅的支承力转化为车架对座椅的拉力。改变其受力点，由支承力改为拉力，由固定改为可移动，提高了安全性和舒适性。当汽车在加速度行驶时，悬吊式座椅因转轴的作用使其可移动。座椅与竖直方向存在一定角度，真加速度等同于汽车的加速度，但方向相同，这样座椅通过自身的移动调整平衡，又因为底部的限制弹簧的作用减缓摆动，限制了摆幅的长度，使座椅不受其过分移动而影响乘坐人员的舒适度。
当汽车以a0加速度行驶时，座椅必然以相反的a0为方向做运动，调整平衡而脱离竖直方向的倾向，由于有悬吊支架的约束式座椅不能脱离其约束曲线，而物体在约束曲线以内受到约束。因物体是以重力贴合于座椅，座椅在拉力作用下与物体紧密贴合，增强了摩擦力。当座椅摆动时，其受力在物体底部受摩擦力作用而不能移动，但其上部人员则有向前倾向的趋势。此理，当汽车行驶时乘坐人员有向前倾的趋势与汽车方向相同达到和谐一致。当紧急制动时，a0方向相反受力，同样相反，座椅为恢复原状在惯性作用下，继续向行驶方向位移、转动，这样乘坐人员在摩擦力机惯性作用下做相反运动，其上部向后倾倒，而腿部向前倾，有效的保护乘坐人员的头部及颈部安全。在悬吊式座椅中的限制弹簧对座椅的摆动起到缓释，减少其摆幅的作用，这样对起摆动的限制可以在紧急及正常行驶时能让乘坐人员松紧适度，乘坐更加舒适、安全。
原设计座椅依靠固定支承，固定在车架上，应视为一体，是梁式车架对座椅的约束，当汽车以a0加速度行驶时，因座椅的固定同行驶方向相同，在摩擦力的作用下物体或乘坐人员的上部有向后倾向及与行驶方向相反。这就是为什么在汽车行驶时乘坐人员有向后运动的趋势，对座椅的靠背依赖性特别大的原因。在紧急制动时，乘坐人员在惯性作用下，身体向前倾造成颈部及头部等部位受到损伤的原因。
本实用新型是拱形桁架式车架及悬吊座椅。拱形桁架车架是超静定结构，稳固不易变形。拱形桁架结构的车架由于水平推力的存在而减小了截面的弯矩，不易产生形变，在行驶中弹性较小，使人、物及车体的物害降至最小。结构合理，克服了梁式车架中振动大的缺点，降噪困难的不足。拱形桁架结构的车架可以在同等条件下跨越较大的跨度，能拓展空间上有了余地，同时承受较大的荷载。拱形桁架结构的车架采用桁架的结构及拱形解决了受偏心压力及轴力作用，而发生的扭曲变形等问题，同时桁架的特点减轻了重量，而不影响其结构的牢固。可以在材料上有更大的选择余地，拓宽了材料的使用范围。
悬吊式座椅通过转轴座固定在拱形车架上，由原来的支承力转变为拉力，通过座椅的摆动及限制弹簧对其的约束来调节身体的平衡，使乘坐人员能保持在一个较平衡的座椅力，减轻了腰部及颈部因被动寻求平衡而的受到的伤害。因拱形能减轻振动对座椅的影响，在拉力作用下有效的减缓了振动对人身体的伤害，增强了舒适性。制作简单、性能可靠、结构合理，在紧急状态下制动或相撞时，因其受力点在拱形车架上产生摆动，使乘坐人员的头部及后背部仰倒，防止在瞬间撞击时乘坐人员在惯性作用下向前倾造成撞伤头部、扭伤颈部等事故发生，有效的保护乘坐人员的安全。车辆侧面受到撞击时，不仅桁架整体的抗冲击性增强，其悬吊架的可移动性减缓了冲击对人员的伤害。在拉力的作用下乘坐人员与座椅贴合的紧密型高，稳定性高。
图1 拱形桁架式车架及悬吊座椅的示意图图2拱形桁架式车架及悬吊座椅的示意
图1三角形承载桁架，2承载连接桁架，3拱形桁架，4悬吊座椅，5固定架，6限位弹簧，7座椅连接杆，8座椅悬吊桁架，9悬吊轴座，10固定转轴，11座椅悬吊架，12连接桁架，13车轮，14车轴，15悬架，16支撑桁架，17承载桁架车辆车体框架的前部相对平行设置2个三角形承载桁架(1)，沿三角形承载桁架(1)一侧底部边缘相对平行设置2个承载连接桁架(2)，构成车体前支架。
车辆车体框架的后部相对平行设置2个直角三角形桁架(1)，沿三角形承载桁架(1)一侧底部边缘相对平行设置2个承载连接桁架(2)，构成车体后支架。
车体前支架的三角形承载桁架(1)的底部与车体后支架的三角形承载桁架(1)的底部处于同一个水平面，且可使车辆车体框架的底部前后平行。车体前支架的三角形承载桁架(1)的一端部与拱形桁架车厢的拱形桁架(3)前部连接桁架(12)固定相连接，三角形承载桁架(1)的底部设置悬架(15)，悬架(15)与车轴(14)相连接，车轴(14)的两端设置车轮(13)。车体后支架的三角形承载桁架(1)的一端部与拱形桁架车厢的拱形桁架(3)后部连接桁架(12)固定相连接，三角形承载桁架(1)的底部设置悬架(15)，悬架(15)与车轴(14)相连接，车轴(14)的两端设置车轮(13)，如
图1所示。
实施例2拱形桁架车厢上部座椅悬吊桁架(8)的一侧设置4个悬吊轴座(9)，悬吊轴座(9)的一端部与悬吊桁架(8)的一侧固定连接，悬吊轴座(9)的另一端部与座椅悬吊架(11)的一端部相联接，用固定转轴(10)固定联接，且可旋转。
座椅悬吊架(11)的另一端部与悬吊座椅(4)的椅背上端部固定连接，悬吊座椅(4)的下部与L形座椅连接杆(7)的一端部固定连接，L形座椅连接杆(7)的另一端部与固定架(5)相联接，固定架(5)内设置限位弹簧(6)，限位弹簧(6)套入L形座椅连接杆(7)的另一端部，且限制L形座椅连接杆(7)位移范围，如
图1、图2所示。
权利要求1.一种拱形桁架式车架及悬吊座椅，其特征在于车辆车体框架的中部相对平行设置若干个多边形拱形桁架(3)，拱形桁架(3)的中部相对垂直设置若干个支承桁架(16)，沿拱形桁架(3)一侧上部边缘相对平行设置若干个座椅悬吊桁架(8)，沿拱形桁架(3)一侧下部边缘相对平行设置若干个承载桁架(17)，沿拱形桁架(3)一侧前部边缘相对平行设置若干个连接桁架(18)，沿拱形桁架(3)一侧后部边缘相对平行设置若干个连接桁架(12)，构成拱形桁架车厢；车辆车体框架的前部相对平行设置若干个三角形承载桁架(1)，沿三角形承载桁架(1)一侧底部边缘相对平行设置若干个承载连接桁架(2)，构成车体前支架；车辆车体框架的后部相对平行设置若干个直角三角形桁架(1)，沿三角形承载桁架(1)一侧底部边缘相对平行设置若干个承载连接桁架(2)，构成车体后支架；车体前支架的三角形承载桁架(1)的底部与车体后支架的三角形承载桁架(1)的底部处于同一个水平面，且可使车辆车体框架的底部前后平行；车体前支架的三角形承载桁架(1)的一端部与拱形桁架车厢的拱形桁架(3)前部连接桁架(12)固定相连接，三角形承载桁架(1)的底部设置悬架(15)，悬架(15)与车轴(14)相连接，车轴(14)的两端设置车轮(13)；车体后支架的三角形承载桁架(1)的一端部与拱形桁架车厢的拱形桁架(3)后部连接桁架(12)固定相连接，三角形承载桁架(1)的底部设置悬架(15)，悬架(15)与车轴(14)相连接，车轴(14)的两端设置车轮(13)。
2.根据权利要求1所述的拱形桁架式车架及悬吊座椅，其特征在于所述的拱形桁架车厢上部座椅悬吊桁架(8)的一侧设置若干个悬吊轴座(9)，悬吊轴座(9)的一端部与悬吊桁架(8)的一侧固定连接，悬吊轴座(9)的另一端部与座椅悬吊架(11)的一端部相联接，用固定转轴(10)固定联接，且可旋转；座椅悬吊架(11)的另一端部与悬吊座椅(4)的椅背上端部固定连接，悬吊座椅(4)的下部与L形座椅连接杆(7)的一端部固定连接，座椅连接杆(7)的另一端部与固定架(5)相联接，固定架(5)内设置限位弹簧(6)，限位弹簧(6)套入L形座椅连接杆(7)的另一端部，且限制L形座椅连接杆(7)位移范围。
专利摘要本实用新型是拱形桁架式车架及悬吊座椅。车辆车体框架的中部相对平行设置多边形拱形桁架、支承桁架座椅和悬吊桁架连接桁架构成拱形桁架车厢，车辆车体框架的前部和后部相对平行设置三角形承载桁架和承载连接桁架构成车体前支架和车体后支架。拱形桁架车厢上部座椅悬吊桁架的一侧设置悬吊轴座、座椅悬吊架、固定转轴、悬吊座椅、L形座椅连接杆、固定架和限位弹簧构成悬吊座椅。本实用新型是超静定结构，稳固不易变形，由于水平推力的存在从而减小了截面的弯矩，不易产生形变，结构合理，克服了梁式车架中振动大的缺点，降噪困难的不足，制作简单、性能可靠、结构合理，有效的保护乘坐人员的安全。
文档编号B62D23/00GK2567105SQ0225370
公开日2003年8月20日 申请日期2002年9月6日 优先权日2002年9月6日
发明者张伟安 申请人:张伟安