模块化单壳式靠背的制作方法

本公开涉及座椅，更具体地说，涉及一种具有模块化单壳式靠背的座椅。

发明背景

传统飞机乘客座椅可在靠背结构中使用沉重的金属材料，以承受各种应力负载并且形成足够的承重系统。典型的靠背可包括铝或金属框架，所述框架具有剪力壁板、侧梁和横梁，以承担飞行中应力负载和碰撞负载。也可将沉重的扭矩管引入在腰部区域，以承担向前方向上的由不对称肩带造成的扭矩负载。归因于所使用的沉重金属材料的量，典型的靠背结构可较沉重并且成本较高。

发明概要

在各种实施例中，公开一种座椅靠背。座椅靠背可包括前护罩。前护罩可由第一模制碳纤维复合物形成。座椅靠背也可包括后护罩。后护罩可耦接到前护罩，并且可由第二模制碳纤维复合物形成。座椅靠背也可包括至少一个后杆柱。至少一个后杆柱可耦接在前护罩与后护罩之间，并且可在远离前护罩和后护罩的方向上延伸。

在各种实施例中，座椅靠背也还可包括下列。头枕托架可在第一端处耦接到后护罩，并且在第二端处耦接到前护罩。腰部支撑机构可耦接到前护罩。约束装置出口可耦接到后护罩。约束装置出口可在后护罩上限定空隙，并且所述空隙可被配置成允许肩部约束带通过。约束装置惯性卷筒可耦接到后护罩。约束装置惯性卷筒可被配置成通过约束装置出口来展开和缩回肩部约束带。约束装置出口可包括约束装置支撑件，所述约束装置支撑件具有与底部表面相对的顶部表面。底部表面可耦接到后护罩。约束装置槽框可耦接到顶部表面。约束装置出口可包括第二碳纤维复合材料。就这点而言，约束装置出口可与后护罩一起模制，使得后护罩和约束装置出口包括单个连续部分。至少一个后杆柱可包括铝材料。至少一个后杆柱可包括多个交叉撑条。

在各种实施例中，公开一种模块化单壳式靠背。模块化单壳式靠背可包括前护罩。前护罩可具有与第一连接表面相对的软垫支撑表面。前护罩可包括第一碳纤维复合材料。模块化单壳式靠背可包括后护罩。后护罩可具有与后表面相对的第二连接表面。后护罩可包括第二碳纤维复合材料。后护罩的第二连接表面可一体耦接到前护罩的第一连接表面，使得前护罩和后护罩形成单个完成物体。模块化单壳式靠背也可包括至少一个后杆柱。至少一个后杆柱可具有与底端相对的顶端。顶端可被配置成在第一边缘处耦接到前护罩的第一连接表面，并且在第二边缘处耦接到后护罩的第二连接表面。底端可在远离前护罩和后护罩的方向上延伸。

在各种实施例中，模块化单壳式靠背也还可以包括下列。头枕托架可在第一端处耦接到后护罩的第二连接表面，并且在第二端处耦接到前护罩的第一连接表面。腰部支撑机构可耦接到前护罩的软垫支撑表面。约束装置出口可耦接到后护罩的顶部。约束装置出口可在后护罩的顶部上限定空隙，所述空隙被配置成允许肩部约束带通过。约束装置惯性卷筒可耦接到后护罩的第二连接表面。约束装置惯性卷筒可被配置成通过约束装置出口来展开和缩回肩部约束带。约束装置出口可包括耦接到后护罩的顶部的约束装置支撑件和耦接到约束装置支撑件的顶部的约束装置槽框。约束装置出口可包括第二碳纤维复合材料。就这点而言，约束装置出口可与后护罩一起模制，使得后护罩和约束装置出口包括单个连续部分。至少一个后杆柱可包括铝材料。至少一个后杆柱可包括多个交叉撑条。

在各种实施例中，公开一种制造模块化单壳式靠背的方法。所述方法可包括形成前护罩，所述前护罩具有与第一连接表面相对的软垫支撑表面。前护罩可包括第一碳纤维复合材料。所述方法可包括形成后护罩，所述后护罩具有与后表面相对的第二连接表面。后护罩可包括第二碳纤维复合材料。所述方法可包括将前护罩的第一连接表面耦接到后护罩的第二连接表面。所述方法也可包括将至少一个后杆柱耦接到前护罩和后护罩。后护罩可包括与底端相对的顶端。顶端可被配置成在第一边缘处耦接到前护罩的第一连接表面，并且在第二边缘处耦接到后护罩的第二连接表面。底端可在远离前护罩和后护罩的方向上延伸。在各种实施例中，前护罩可经由环氧粘合剂耦接到后护罩。

除非本文中另有明确说明，否则上述特征和元件可以不排他地在各种组合中进行组合。鉴于下列描述和附图，所公开的实施例的这些特征和元件以及它们的操作将更清楚。

附图说明

在说明书的结论部分中特别指出并且明确主张了本公开的主题。然而，结合以下说明性附图，通过参考具体实施方式和权利要求书，可以最好地全面理解本公开。在以下附图中，类似的参考编号指代附图中类似的元件和步骤。

图1a示出根据各种实施例的模块化单壳式靠背的正视透视图；

图1b示出根据各种实施例的模块化单壳式靠背的后视透视图；

图1c示出根据各种实施例的模块化单壳式靠背的分解透视图；

图2a示出根据各种实施例的还包括约束系统的模块化单壳式靠背的后视透视图；

图2b示出根据各种实施例的还包括约束系统的模块化单壳式靠背的后护罩的正视透视图；以及

图3示出根据各种实施例的还包括腰部支撑机构的模块化单壳式靠背的正视透视图。

为简单且清楚起见，示出附图中的元件和步骤，并且所示元件和步骤不必根据任何特定顺序来呈现。例如，附图中示出可同时或按不同顺序执行的步骤，以帮助提高对本公开的实施例的理解。

具体实施方式

本文中的示例性实施例的具体实施方式参考附图，附图以插图的方式示出示例性实施例。尽管足够详细地描述这些示例性实施例以使得本领域的技术人员能够实践本公开，但应理解，可以实现其他实施例，并且根据本公开和本文中的教示，可以在设计和构造上进行逻辑改变和调适。因此，本文中的具体实施方式仅用于说明目的，而非限制。

本公开的范围由所附权利要求书以及它们的合法等效物限定，而不是仅由所述实例限定。例如，任一方法或过程描述中列举的步骤可以按照任何顺序执行，而不必限于所介绍的顺序。此外，对单数的任何引用都包括复数实施例，并且对不止一个部件或步骤的任何引用可以包括单一实施例或步骤。而且，对附接、固定、耦接、连接等的任何引用可以包括永久、可移除、临时、部分、全部和/或任何其他可能的附接选项。另外，对没有接触（或类似短语）的任何引用也可以包括减少接触或最小接触。在所有附图中，表面影线表示不同的零件，但不必表示相同或不同材料。

在各种实施例中并且参考图1a、图1b和图1c，示出模块化单壳式靠背100。模块化单壳式靠背100可被配置成提供在重量上比传统靠背结构轻同时仍保持抵抗动态碰撞负载的结构。此外，模块化单壳式靠背100也可允许无需额外外部覆盖部分的外观造型和装饰特征。在各种实施例中，模块化单壳式靠背100可包括任何合适的轻质且结构耐用的材料。就这点而言，模块化单壳式靠背100可包括碳纤维复合物。模块化单壳式靠背100也可包括复合加固材料，诸如，玻璃纤维和/或酚醛树脂。模块化单壳式靠背100可使用任何合适的碳纤维制造技术来制成。例如，模块化单壳式靠背100可使用碳纤维积层方法制成，并且模制成任何所需的形状和/或尺寸。任何合适的积层方法可用来制成模块化单壳式靠背100。模块化单壳式靠背100也可包括任何合适的涂层和/或覆盖物。例如，根据需要，模块化单壳式靠背100可被包裹在皮革和/或任何其他合适的材料中。

在各种实施例中，碳纤维复合物模制设计的使用可使模块化单壳式靠背100能够通过模块化单壳式靠背100的外部壳体来分布和支撑应力负载，而无需用于加固的额外金属部件。此外，碳纤维复合物模制设计也可使模块化单壳式靠背100能够将额外设计特征模块化地合并到模制设计中，从而消除对额外的外部安装托架、硬件等的需要。例如，模块化单壳式靠背100可经过模制以包括背部资料袋。模块化单壳式靠背100也可经过模制以还包括用于背部资料袋的安装托架，并且背部资料袋可紧固在所述安装托架上。模块化单壳式靠背100也可经过模制以包括用于扬声器、灯、加热和/或制冷元件、扶手和/或任何其他合适附件的安装装置。碳纤维复合物模制设计的使用也可使模块化单壳式靠背100能够模制成任何所需的形状和/或尺寸。因此，可在无需额外外部覆盖部分的情况下合并所需的外部造型和设计。

在各种实施例中，模块化单壳式靠背100还可通过合并支撑材料来分布和支撑应力负载。就这点而言，支撑材料可在从外表面向内的位置添加到模块化单壳式靠背100的内部。例如，模块化单壳式靠背100可包括具有蜂巢结构的内部中的支撑材料。蜂巢结构可包括碳纤维材料，和/或能够为模块化单壳式靠背100提供进一步支撑的任何其他合适材料。蜂巢结构可包括与模块化单壳式靠背100分开的物体，或者蜂巢结构也可与模块化单壳式靠背100合并。在各种实施例中，也可在模块化单壳式靠背100的内部中实施泡沫芯部。泡沫芯部可被配置成进一步分布和支撑应力负载。

在各种实施例中，模块化单壳式靠背100可包括前护罩110、后护罩120和后杆柱130。前护罩110可被配置成为模块化单壳式靠背100提供结构支撑。参考图1c，前护罩110可包括软垫支撑表面112和连接表变114。在前护罩110耦接到后护罩120之后，软垫支撑表面112可包括模块化单壳式靠背100的外表面。软垫支撑表面112可被配置成耦接到软垫、衬垫等。在前护罩110耦接到后护罩120之后，连接表面114可包括模块化单壳式靠背100的内表面。就这点而言，连接表面114可被配置成作为耦接到后护罩120的前护罩110的表面。

在各种实施例中，后护罩120可被配置成为模块化单壳式靠背100提供进一步的结构支撑。后护罩120可包括连接表面122和后表面124。在前护罩110耦接到后护罩120之后，连接表面122可包括模块化单壳式靠背100的内表面。就这点而言，连接表面122可被配置成作为耦接到前护罩110的后护罩120的表面。在前护罩110耦接到后护罩120之后，后表面124可包括模块化单壳式靠背100的外表面。

在各种实施例中，前护罩110可被配置成耦接到后护罩120。就这点而言，前护罩110的连接表面114可被配置成耦接到后护罩120的连接表面122。前护罩110可使用任何合适的技术耦接到后护罩120。例如，前护罩110可使用粘合剂和/或粘接剂耦接到后护罩120，诸如，用于复合物粘接的环氧树脂、树脂、热固性塑料和/或热塑性塑料。前护罩110也可使用机械紧固件耦接到后护罩120，诸如，铆钉、螺钉等。机械紧固件可用在模块化单壳式靠背100周围的各种间隔处，以确保前护罩110与后护罩120之间的牢固耦接。例如，机械紧固件可用在约每一英寸、两英寸和/或任何其他合适和/或所需间隔处。在各种实施例中，前护罩110可使用耦接技术的组合而耦接到后护罩120，诸如，通过使用粘合剂和机械紧固件。

在各种实施例中，后杆柱130可提供安装点，以将模块化单壳式靠背100安装到表面，诸如，飞机地板。后杆柱130也可以为模块化单壳式靠背100提供额外的结构支撑，以抵抗扭矩负载、飞行中滥用负载和/或碰撞负载。后杆柱130可从前护罩110和后护罩120向下伸出。在各种实施例中，模块化单壳式靠背100可包括多个后杆柱130。后杆柱130可包括任何合适的材料。例如，后杆柱130可包括金属材料，诸如，铝。在各种实施例中，后杆柱130也可包括碳纤维材料。后杆柱130可模制到前护罩110和/或后护罩120中，使得后杆柱130与前护罩110和/或后护罩120可形成单个连续部分。就这点而言，后杆柱130、前护罩110和后护罩120可形成模块化单壳式靠背100中的一体部件。

在各种实施例中，后杆柱130可包括与底端134相对的顶端132。顶端132可包括接近模块化单壳式靠背100的后杆柱130的端部，并且底端134可包括最远离模块化单壳式靠背100的后杆柱130的端部。顶端132可被配置成将后杆柱130耦接到模块化单壳式靠背100。顶端132可被配置成耦接到前护罩110和/或后护罩120。顶端132可使用任何合适的方法耦接到前护罩110和后护罩120，诸如，经由机械紧固件进行耦接。顶端132可插入在前护罩110与后护罩120的耦接之间，并且在第一边缘处耦接到前护罩110的连接表面114，而在第二边缘处耦接到后护罩120的连接表面122。底端134可包括用于后杆柱130的安装点，并且可被配置成安装到表面，诸如，飞机地板。后杆柱130也可包括被配置成为模块化单壳式靠背100提供额外结构支撑的多个交叉撑条137。交叉撑条137可包括后杆柱130的内表面上的多个空隙，所述空隙被配置成增加后杆柱130的结构强度。就这点而言，交叉撑条137的使用也可允许重量更轻的后杆柱130。

在各种实施例中，模块化单壳式靠背100也可包括头枕托架140。头枕托架140可被配置成接纳头枕（例如，通过头枕支撑孔270来接纳，如图2a所示），并且为头枕提供结构支撑。就这点而言，头枕托架140可包括被配置成接纳和固定头枕的多个空隙145。头枕托架140可包括任何合适的材料。例如，头枕托架140可包括铝材料。头枕托架140可耦接到前护罩110的连接表面114和后护罩120的连接表面122，使得头枕托架140可装配在前护罩110到后护罩120的耦接之间。在各种实施例中，头枕托架140也可包括碳纤维材料。头枕托架可直接与后护罩120一起模制，使得后护罩120和头枕托架140可包括单个连续部分。就这点而言，头枕托架140、前护罩110和后护罩120可形成模块化单壳式靠背100中的一体部件。

在各种实施例中并且参考图2a和图2b，公开还包括约束装置的模块化单壳式靠背200。就这点而言，模块化单壳式靠背200可包括多种约束和安全装置和/或机构。在各种实施例中，约束装置惯性卷筒250可被配置成展开和缩回肩部约束带255。约束装置惯性卷筒250可包括能够展开和缩回肩部约束带255的弹簧承载式卷筒。约束装置惯性卷筒250也可包括惯性锁紧机构，或者能够防止肩部约束带255在突然加速期间进一步展开的其他此类类似设备和/或机构。约束装置惯性卷筒250可耦接到后护罩120的连接表面122。约束装置惯性卷筒250可使用安装托架、螺栓等耦接到后护罩120的连接表面122。在各种实施例中，后护罩120的连接表面122可被模制成包括约束装置惯性卷筒250的安装托架。就这点而言，约束装置惯性卷筒250可用螺栓连接到连接表面122，而无需额外硬件和/或安装托架。

在各种实施例中，肩部约束带255可通过约束装置出口260从约束装置惯性卷筒250中展开。肩部约束带255随后可被配置成连接到位于座椅上的阴安全附接构件，诸如，约束装置搭扣等。约束装置出口260可包括任何合适的材料，诸如，铝。在各种实施例中，约束装置出口260也可包括碳纤维材料。就这点而言，约束装置出口260可直接模制到后护罩120中，使得后护罩120和约束装置出口260包括单个连续部分。约束装置出口260可包括约束装置支撑件268和约束装置槽框264。约束装置支撑件268可被配置成在肩部约束带255展开时结构引导和支撑肩部约束带255。约束装置支撑件268可耦接到后护罩120的顶部。就这点而言，后护罩120可被模制以包括空隙，并且约束装置支撑件268可基本上与空隙对准，以允许肩部约束带255穿过后护罩120的顶部。约束装置槽框264可被配置成保护约束装置支撑件268，并且在肩部约束带255展开之后，为肩部约束带255提供结构支撑。约束装置槽框264本质上也可以是装饰性的，包括金属镀层等。

在各种实施例中并且参考图3，描绘还包括腰部支撑机构380的模块化单壳式靠背300。腰部支撑机构380可耦接到前护罩110的软垫支撑表面112。腰部支撑机构380可位于软垫支撑表面112上的任何合适位置，诸如，在软垫支撑表面112的大体腰部区域。腰部支撑机构380可使用任何合适的技术耦接到软垫支撑表面112，诸如，经由安装托架、紧固件、螺栓等进行耦接。在各种实施例中，软垫支撑表面112也可被模制成包括安装托架等，使腰部支撑机构380能够在不需要额外硬件和/或安装托架的情况下耦接到软垫支撑表面112。

在各种实施例中，腰部支撑机构380可被配置成可调整地改变模块化单壳式靠背300中的腰部支撑量。例如，腰部支撑机构380可调整到从前护罩110向外伸出。向外伸出部可在腰部区域为乘客提供更大的支撑和舒适性。在包括耦接到软垫支撑表面112的软垫的各种实施例中，调整的腰部支撑机构380可向外伸出，从而导致软垫在腰部区域弯曲。腰部支撑机构380也可包括允许调整向外伸出的水平的机械和/或电装置。就这点而言，腰部支撑机构380可允许改变伸出量，以改变腰部支撑机构380远离前护罩110伸出的距离。腰部支撑机构380可使用任何合适的装置进行调整，诸如，通过电子控件、机械控件等进行调整。

本文中已参考具体实施例描述了益处、其他优势以及问题的解决方案。此外，本文中含有的各附图中示出的连接线意图表示各元件之间的示例性功能关系和/或物理耦接。应注意，实际系统中可以存在许多替代或额外的功能关系或物理连接。然而，可以产生任何益处、优势或解决方案或者使它们更加显著的益处、优势、问题的解决方案以及任何元件不应解释为本公开的决定性、必需或本质特征或元件。因此，本公开的范围仅受所附权利要求书及其合法等效物的限制，其中除非明确陈述，否则对单数形式的元件的引用并不意图表示“一个并且只有一个”，而是表示“一个或多个”。此外，在权利要求书中使用类似于“a、b或c中的至少一个”的短语的情况下，意图将该短语解释为表示一个实施例中可以只存在a、一个实施例中可以只存在b、一个实施例中可以只存在c，或者单个实施例中可以存在元件a、b和c的任何组合，例如，a和b、a和c、b和c，或者a和b以及c。

本文中提供系统、方法和设备。在本文的具体实施方式中，对“各种实施例”、“一个实施例”、“一实施例”、“示例实施例”等的引用表明所述实施例可以包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可以不必包括所述特定特征、结构或特性。另外，这些短语不必指代相同实施例。此外，当结合一个实施例描述特定特征、结构或特性时，本领域的技术人员应了解，无论是否明确描述，都可以结合其他实施例实现此类特征、结构或特性。在阅读说明书之后，相关领域的技术人员将明白如何在替代实施例中实施本公开。

此外，不管权利要求书中是否明确列举元件、部件或方法步骤，本公开中的元件、部件或方法步骤都不意图公布于众。除非明确使用短语“用于……的构件”来描述元件，否则本文中主张的元件不应根据35u.s.c.112(f)的条款进行解释。本文中使用的术语“包括”，或任何其他变形意图涵盖非排他性的包括情况，从而包括元件清单的工艺、方法、物品或设备并不仅仅只包含这些元件，而是可以包含并未明确列出或并不为此类工艺、方法、物品或设备固有的其他元件。