专利名称：一种可旋转式汽车头枕及其工作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车头枕及其工作方法，特别是一种可旋转式汽车头枕及其工作方法。
背景技术：
目前亚太地区汽车市场已经基本同北美和欧洲的规模相当，而且有望在10年内成为全球最大的汽车市场。自从1985年，亚太地区的增长点已经高于北美和欧洲。从目前到2010年，全球汽车增长的60%将来自于亚洲，而这60%中的一半将来于中国、其次东南亚以及印度。中共十七大报告为汽车市场提供良好的发展前景，金融改革将促进和支持消费，改革分配制度，增加居民收入，将增强消费能力。国内部分城镇居民已具备了从万元级消费向10万元级或几十万元级以上消费过渡的能力，以住房、汽车为主要消费品的发展型和享受型消费阶段已经来临。2002年城镇居民家庭家用汽车拥有量仅为每百户O. 9辆，到了2006年，这个数字已经增加到4. 3辆。当前我国居民消费结构正快速向住、用、行和文化娱乐等享受和发展方面升级。消费升级，正实实在在地提高百姓的生活水平，更为我国经济的持续发展提供强大的动力。因此，当把消费当作经济发展的主要带动因素以后，汽车消费将会得到更大程度的鼓励，汽车市场将继续稳定持续发展。根据美国Autofact公司预估，至2010年时全球车辆安全防护系统的总产值约美金500亿元。未来八年内，包括台湾、大陆、东南亚等大中华地区之亚洲车辆市场，每年的销售量将由目前的400万辆提升至700万辆，若能取得大中华地区10 15%的占有率，则我国整车与零组件产业及产值规模将扩大至现在的两倍以上，产业前景一片光明。随着汽车市场规模的不断扩大，汽车安全装置越来越受到各方面的关注。世界各国针对汽车安全制定的法规有越来越多、越来越苛刻的趋势，加上消费者对汽车安全日益关注，安全配备更是准车主在购买汽车时的一项极为重要的参考指标，因此包括可降低车祸发生时乘员或驾驶员伤亡机率的被动式系统安全以及可协助驾驶者降低或避免车祸发生机率的主动式安全系统都是各大车厂及系统厂不遗余力努力研发的目标之一。座椅上的头枕对乘驾人员的安全起到至关重要的作用，也是车内的保护装置之一，它可以有效的避免或者降低驾车时发生意外。头枕的两大功能在于舒适性和安全性。1.舒适性，主要包括静态舒适性、动态舒适性(又称作振动舒适性)以及操作舒适性。静态舒适性是指头枕在静止状态下提供给人体的舒适特性，静态舒适性主要与座椅尺寸参数、表面质量、调节特性等有关；动态舒适性是指汽车在运动状态下通过座椅骨架以及软垫将振动传递到人体的舒适特性；操作舒适性是指座椅在驾驶员驾驶过程中，为完成驾驶动作所表现出的舒适特性。在实际生活中，乘员和驾驶员对舒适性的要求是不同的。首先，驾驶员担负驾驶汽车的任务，在整个行车过程中，驾驶员要求座椅能够满足动态舒适性以及操作舒适性，同时，驾驶员也是一名乘员，这意味着驾驶员又要求头枕能够提供良好的静态舒适性。由此看来，如何满足驾驶员对舒适性的要求，就成了汽车座椅舒适性研究的关键问题之一。然而，在头枕舒适性设计过程中，同时满足这三方面的设计要求是比较困难的。例如完全按乘员的静态舒适性要求如果调整了座椅位置，靠背角度位置，那么头枕也要做到相应的高度、角度调整，这样就会让驾驶员、乘客感到舒适，以此缓解驾驶员长时间驾驶带来的疲劳感。2.安全性。汽车头枕在为驾乘人员提供舒适感觉的同时，在发生交通事故时可以更好地保护驾乘人员的颈部安全。在汽车追尾等碰撞事故中，由于颈部强烈弯曲、拉扯，头部前后碰撞会造成颈脊骨受伤和脑震荡，称为头-颈受伤。头-颈受伤在汽车追尾事故中出现的最为常见。有关数据表明，在汽车追尾事故中，有26%的人的头部、颈部会受伤。颈部受伤的严重程度可分为三种，第一种是轻微伤害，伤者只会感到颈部有稍许的疼痛或者僵硬感；第二种是较严重伤害，这包括肌肉与骨骼顺上、颈部运动超过极限；第三种是严重伤害，这种伤害可以导致神经系统出现问题，甚至瘫痪。汽车头枕的出现，就是为了在交通事故中保护驾乘人员，避免乘员脆弱的颈部和头部受到伤害。一项调查发现，在追尾事故中，26%的司机报告颈部损伤。而在美国，颈部扭伤是汽车保险索赔中出现频率最高的。据估计，66%的身体损害的索赔和59%的保护方面的索赔一两种最重要的保险索赔，都报告发现了轻微颈部损伤。分别有42%和36%的索赔者认为颈部扭伤和拉伤时最严重的受伤，索赔金额高达70亿美元。美国有专门协会在分析了 5000多个保险索赔后得出以下结论在同等条件下，使用良好等级头枕的司机比使用劣质产品的司机，在追尾事故中的颈部损伤概率降低了 24%。该协会在纽约测试了 585位发生追尾事故的司机。测试时，司机坐在正常的位置上，但头枕则处于追尾时的位置。结果显示，放置在头部重心或者重心上部的保护装置能够降低追尾中颈部受伤的概率。正确使用保护装置的司机比错误使用的司机发生疼痛的概率减少了40%。座椅头枕在汽车受到后部突然冲击时，保护乘员头部及颈部的作用非常显著，在通常情况下，汽车后部受到突然冲击时，车内乘员(包括驾驶员)的头部在一瞬间向后折压，然后又反弹向前折压。在这一过程中，人的颈部椎骨、肌肉、血管(主要是颈动脉)、神经束等，将受不同程度的损伤，为了减少后部突然冲击所造成的危害，应注意如下几点(1)调整靠背角度，以自身感觉舒适为宜。(2)调整头枕高度，使头枕的水平中线与双耳中线持平。
(3)在行车时，头枕与后脑之间的间隔不应超过10cm。(4)在购买新车时，应认真检查头枕能否起到可靠的保护功能，即能否安自身高度调整头枕高度，按自身高度调整之后能否进行可靠的固定。目前，国内外的汽车座椅的头枕都是固定式的，不可调节的。由于乘客本身身材的不同，所以需要调整座椅的方式及角度也就不同。头枕本来就是保护头部的，还有就是使乘客在乘驾的过程中更加舒适，但因为乘客的身材不同，固定式头枕不能调节乘客头部与头枕的距离，当遇到特殊情况，需要紧急刹车时，因为头枕是固定的，不能在行驶前得到有效的调整，即头部与头枕的距离过大，容易造成驾驶员及其他乘客，在惯性的作用下，头会向后猛摔，在此过程中颈脊极易受到伤害。近日，在美国公路安全保险协会对75款汽车的最新撞击测验中，竟然只有22款汽车对驾驶员头颈部的保护措施是合格的。根据测试结果，在75款被测试的汽车中，约70%的汽车头枕对头颈保护不够。其中包括本田车系的Acura、别克君越、凯迪拉克CTS ;连美洲豹X - Type和宝马5系的某些车型，也被入了“黑名单”。因此汽车头枕的研发的方向是增加安全性和保护措施。目前，在一些高档轿车上，座椅后背和头枕是可以随着车辆发生碰撞时的撞击程度而自动调节的，当头枕在受到后部冲击的时候，它能够自动的向后仰，能够对前排成员身体起到一个缓冲的作用。从而保护乘员的头、颈部避免受到伤害。但这些头枕结构复杂，工艺繁琐，成本较高，不利于推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可旋转式汽车头枕及其工作方法，该装置可以按照乘客的身材在行驶前把头枕角度做出相应的调整，使司乘人员的头部距离头枕在IOcm以内的安全范围内，并且在发生车祸时能减少乘员头部向后运动，有效地保护头颈，从而降低头颈受伤的发生，确保汽车座椅的安全性和舒适性。本发明的技术方案一种可旋转式汽车头枕，其特征在于它由升降机构、旋转机构和支撑结构构成；所述升降机构由大轴、垂直调节杆和垂直杆构成，垂直调节杆和垂直杆分别与大轴垂直固定连接；所述旋转机构安装在大轴上，且相对于升降机构旋转；所述支撑结构安装在大轴上，包围在旋转机构外围且与旋转机构固定连接；所述旋转机构由大左支片、大右支片、棘轮、棘爪、小轴、大簧、小簧、大轴和制动片构成；所述大左支片和大右支片垂直安装在大轴上；所述小轴的两端分别与大左支片和大右支片垂直固定连接；所述棘爪安装在小轴上，所述棘轮与大轴依连接件固定连接，棘爪和棘轮相互配合；所述小簧的一端连接棘爪，另一端连接大左支片；所述大簧安装在大轴上，一端连接大片，另一端连接棘轮；所述制动片位于大轴下端且两端分别与大左支片和大右支片垂直固定连接，制动片上有限位片，用于防止棘轮过度旋转。上述所述支撑结构由大片、小左支片、小右支片和盖片构成；所述小左支片和小右支片垂直安装在大轴上，小左支片位于旋转机构中的大左支片外侧，小右支片位于旋转机构中的大右支片外侧；大片与小左支片和小右支片以及旋转机构中的大左支片和大右支片垂直固定连接；所述盖片与大片固定连接。上述所述棘轮与大轴依键固定连接。一种上述可旋转式汽车头枕的工作方法，其特征在于( I)初始状态支撑结构和旋转机构相对于升降机构的夹角为O度；(2)使用状态使用者按舒适度调整旋转机构，通过棘轮和棘爪的配合实现步进式旋转，每15度为一档，共五个档位，大簧将支撑结构通过棘爪紧压在棘轮上，使支撑结构保持不动；(3)事故状态当发生事故时，使用者头部向后仰，压迫支撑结构，带动旋转机构继续向后旋转，当旋转至棘轮4和棘爪5配合转动的最大角度后,棘轮和棘爪脱离配合,棘轮与制动片上的限位片接触，防止棘轮过度旋转，在大簧的回复力的带动下，支撑结构和旋转机构相对于大轴转动至与升降机构呈O度角，棘爪在小簧的带动下恢复与棘轮的配合，头枕恢复至初始状态。本发明的优越性本装置具有可旋转功能，使用时可以按照乘客的身材在行驶前把头枕角度做出相应的调整，使司乘人员的头部距离头枕在IOcm以内的安全范围内，并且在发生车祸时能减少乘员头部向后运动，有效地保护头颈，从而降低头颈受伤的发生，确保汽车座椅的安全性和舒适性。
图1为本发明所涉一种可旋转式汽车头枕的分解图。图2为本发明所涉一种可旋转式汽车头枕的结构示意图。图3为本发明所涉一种可旋转式汽车头枕中旋转机构的结构示意图。图4为本发明所涉一种可旋转式汽车头枕中棘轮与大轴的连接示意图。图5为本发明所涉一种可旋转式汽车头枕中制动片的结构示意图。图6为本发明所涉一种可旋转式汽车头枕的整体结构示意图。其中，I为大片，2A为大左支片，2B为大右支片，3A为小左支片，3B为小右支片，4为棘轮，5为棘爪，6为小轴，7为大簧，8为小簧，10为盖片，11为制动片，11-1为限为片，12为键，13A为垂直调节杆，13B为垂直杆。
具体实施例方式实施例一种可旋转式汽车头枕(见图1-6)，其特征在于它由升降机构、旋转机构和支撑结构构成；所述升降机构由大轴9、垂直调节杆13A和垂直杆13B构成,垂直调节杆13A和垂直杆13B分别与大轴9垂直固定连接；所述旋转机构安装在大轴9上，且相对于升降机构旋转；所述支撑结构安装在大轴9上，包围在旋转机构外围且与旋转机构固定连接；所述旋转机构由大左支片2A、大右支片2B、棘轮4、棘爪5、小轴6、大簧7、小簧8、大轴9和制动片11构成；所述大左支片2A和大右支片2B垂直安装在大轴9上；所述小轴6的两端分别与大左支片2A和大右支片2B垂直固定连接；所述棘爪5安装在小轴6上，所述棘轮4与大轴9依连接件固定连接，棘爪5和棘轮4相互配合；所述小簧8的一端连接棘爪5，另一端连接大左支片2A ;所述大簧7安装在大轴9上，一端连接大片1，另一端连接棘轮4 ;所述制动片11位于大轴9下端且两端分别与大左支片2A和大右支片2B垂直固定连接，制动片11上有限位片11-1，用于防止棘轮4过度旋转。上述所述支撑结构由大片1、小左支片3A、小右支片3B和盖片10构成；所述小左支片3A和小右支片3B垂直安装在大轴9上，小左支片3A位于旋转机构中的大左支片2A外侧，小右支片3B位于旋转机构中的大右支片2B外侧；大片I与小左支片3A和小右支片3B以及旋转机构中的大左支片2A和大右支片2B垂直固定连接；所述盖片10与大片I固定连接。上述所述棘轮4与大轴9依键12固定连接。一种上述可旋转式汽车头枕的工作方法，其特征在于
( I)初始状态支撑结构和旋转机构相对于升降机构的夹角为O度；(2)使用状态使用者按舒适度调整旋转机构，通过棘轮4和棘爪5的配合实现步进式旋转，每15度为一档，共五个档位，大簧7将支撑结构通过棘爪5紧压在棘轮4上，使支撑结构保持不动；(3)事故状态当发生事故时，使用者头部向后仰，压迫支撑结构，带动旋转机构继续向后旋转，当旋转至棘轮4和棘爪5配合转动的最大角度后,棘轮4和棘爪5脱离配合，棘轮4与制动片11上的限位片11-1接触，防止棘轮4过度旋转，在大簧7的回复力的带动下，支撑结构和旋转机构相对于大轴9转动至与升降机构呈O度角，棘爪4在小簧8的带动下恢复与棘轮4的配合，头枕恢复至初始状态。
权利要求
1.一种可旋转式汽车头枕，其特征在于它由升降机构、旋转机构和支撑结构构成； 所述升降机构由大轴、垂直调节杆和垂直杆构成，垂直调节杆和垂直杆分别与大轴垂直固定连接； 所述旋转机构安装在大轴上，且相对于升降机构旋转； 所述支撑结构安装在大轴上，包围在旋转机构外围且与旋转机构固定连接； 所述旋转机构由大左支片、大右支片、棘轮、棘爪、小轴、大簧、小簧、大轴和制动片构成；所述大左支片和大右支片垂直安装在大轴上；所述小轴的两端分别与大左支片和大右支片垂直固定连接；所述棘爪安装在小轴上，所述棘轮与大轴依连接件固定连接，棘爪和棘轮相互配合；所述小簧的一端连接棘爪，另一端连接大左支片；所述大簧安装在大轴上，一端连接大片，另一端连接棘轮；所述制动片位于大轴下端且两端分别与大左支片和大右支片垂直固定连接，制动片上有限位片，用于防止棘轮过度旋转。
2.根据权利要求1所述一种可旋转式汽车头枕，其特征在于所述支撑结构由大片、小左支片、小右支片和盖片构成；所述小左支片和小右支片垂直安装在大轴上，小左支片位于旋转机构中的大左支片外侧，小右支片位于旋转机构中的大右支片外侧；大片与小左支片和小右支片以及旋转机构中的大左支片和大右支片垂直固定连接；所述盖片与大片固定连接。
3.根据权利要求1所述一种可旋转式汽车头枕，其特征在于所述棘轮与大轴依键固定连接。
4.一种可旋转式汽车头枕的工作方法，其特征在于具体步骤如下 (1)初始状态支撑结构和旋转机构相对于升降机构的夹角为O度； (2)使用状态使用者按舒适度调整旋转机构，通过棘轮和棘爪的配合实现步进式旋转，每15度为一档，共五个档位，大簧将支撑结构通过棘爪紧压在棘轮上，使支撑结构保持不动； (3)事故状态当发生事故时，使用者头部向后仰，压迫支撑结构，带动旋转机构继续向后旋转，当旋转至棘轮4和棘爪5配合转动的最大角度后,棘轮和棘爪脱离配合,棘轮与制动片上的限位片接触，防止棘轮过度旋转，在大簧的回复力的带动下，支撑结构和旋转机构相对于大轴转动至与升降机构呈O度角，棘爪在小簧的带动下恢复与棘轮的配合，头枕恢复至初始状态。
全文摘要
一种可旋转式汽车头枕，其特征在于它由升降机构、旋转机构和支撑结构构成；所述升降机构由大轴、垂直调节杆和垂直杆构成，垂直调节杆和垂直杆分别与大轴垂直固定连接；所述旋转机构安装在大轴上，且相对于升降机构旋转，所述支撑结构安装在大轴上，包围在旋转机构外围且与旋转机构固定连接；工作方法分为初始状态、使用状态和事故状态。本发明的优越性本装置具有可旋转功能，使用时可以按照乘客的身材在行驶前把头枕角度做出相应的调整，使司乘人员的头部距离头枕在10cm以内的安全范围内，并且在发生车祸时能减少乘员头部向后运动，有效地保护头颈，从而降低头颈受伤的发生，确保汽车座椅的安全性和舒适性。
文档编号B60N2/48GK103010056SQ20121059236
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者王宇彤 申请人:安卡汽车配件(天津)有限公司