一种可翻转安全座椅及翻转控制方法
【专利摘要】本发明提供一种可翻转安全座椅及翻转控制方法，可翻转安全座椅包括底座和设于底座上的座椅本体，椅座和靠背连接位置处通过转轴铰接于底座上，底座和椅座之间设有用于翻转座椅本体的伸缩缸，座椅本体和底座的铰接位置设有用于将座椅本体锁止在翻转位置的棘轮机构，座椅本体还设有用于使座椅本体从翻转状态回复到正常状态的复位机构。本发明的安全座椅在翻转控制系统测量存在撞车的风险时驱动伸缩缸推动座椅翻转，使驾驶人员处于预仰状态，最大化降低撞车对驾驶人员的伤害。
【专利说明】一种可翻转安全座椅及翻转控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可翻转安全座椅及翻转控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，汽车上的座椅一般为靠背可调，椅座不可调，座椅的功用不仅仅是乘坐的舒适性，还应该有在车辆发生事故时对乘客的保护功能。目前的座椅并未考虑座椅提供安全性能，而仅仅通过安装安全带，在发生碰撞事故时，由人体的惯性产生的惯性力使人体在座椅上产生惯性加速度，而座椅与人体之间的摩擦力不足以抵消惯性力，当采用两点式安全带时，由于安全带作用力位置较低，与惯性力一起产生旋转力矩，人体上半身会发生向前的旋转运动，造成碰撞事故中人体受到极大伤害，减少人体受到的旋转力矩可以有效地降低人体受到的伤害。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种可翻转安全座椅，用于降低撞车事故对人体的伤害；同时，本发明提供了所述可翻转安全座椅的翻转控制方法。
[0004]为了解决上述问题，本发明的可翻转安全座椅采用如下技术方案:
[0005]一种可翻转安全座椅，包括底座和设于底座上的座椅本体，椅座和靠背连接位置处通过转轴铰接于底座上，所述底座和椅座之间设有用于使座椅本体绕所述转轴翻转的伸缩缸，所述座椅本体和底座的铰接位置设有用于将座椅本体锁止在翻转位置的棘轮机构，所述座椅本体上还设有用于解除棘轮机构所知状态使座椅本体从翻转状态回复到正常状态的复位机构。
[0006]所述棘轮机构包括与所述转轴同轴设置的棘轮和铰接于座椅本体上的棘爪，所述棘轮固设于底座上，所述棘轮的齿向与座椅本体的翻转方向相同。
[0007]所述复位机构包括复位手柄，所述复位手柄在转动时能够使棘轮机构的棘爪脱离棘轮从而使棘轮机构锁止失效。
[0008]所述复位手柄通过两端分别连接复位手柄和棘爪的与棘轮啮合的一端的绳索控制棘爪脱离棘轮，棘爪的另一端连接有用于使棘爪在正常状态时与棘轮啮合的弹簧。
[0009]所述座椅本体上设有复位开关，所述复位手柄在转动时压触复位开关并驱动伸缩缸转动座椅本体复位。
[0010]所述座椅本体的椅座前端设有在正常状态时与底座卡接的卡扣。
[0011]所述座椅本体上还设有用于测量座椅本体翻转角度的角度测量仪。
[0012]本发明的可翻转安全座椅的翻转控制方法采用如下技术方案:
[0013]一种可翻转安全座椅的翻转控制方法，包括以下步骤:
[0014](I)检测车体信息，采集车体与其他车体的相对速度和距离；
[0015](2)根据采集的信息判断是否达到设定的发生碰撞危险的标准；
[0016](3)在确认达到设定的发生碰撞危险的标准，控制座椅本体翻转。
[0017]进一步地，步骤(2)中的发生碰撞危险的标准是碰撞时间限值t0，tO = V/am+ts+tr，其中V为相对速度，am为车辆允许的最大制动减速度，ts为在紧急情况下司机的反应时间，tr为座椅执行系统所需准备时间，当碰撞时间小于tO时，微机处理器控制翻转系统翻转，当碰撞时间大于to时，控制系统不翻转。
[0018]本发明的可翻转安全座椅通过伸缩缸伸长推动座椅本体至翻转状态，这样在可能发生撞车危险时，伸缩缸推动座椅本体翻转，使驾驶人员处于后仰状态，降低了撞车对驾驶人员造成的伤害，座椅本体在翻转过程中通过棘轮机构的棘轮和棘爪的啮合防止座椅回转，能够实现对座椅本体翻转到任何位置时的锁止，这样就防止了车体碰撞过程中翻转控制机构被撞坏后，座椅本体不能锁止而自动复位的缺陷，在需要座椅复位时，通过复位机构解除棘轮机构的锁止状态并使座椅本体转动回复至正常状态即可。
[0019]进一步地，棘轮机构包括棘轮和棘爪，复位机构包括复位手柄，复位手柄上连接有一端连接在棘爪与棘轮相啮合的一端的绳索，在转动复位手柄时复位手柄拉动绳索使棘爪和棘轮脱离，从而使棘轮机构锁止失效，继续转动复位手柄触动复位开关，从而使控制系统驱动伸缩缸将座椅本体拉回到正常状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例的结构示意图；
[0021]图2为图1中棘轮结构和复位机构的结构示意图；
[0022]图3为本发明翻转控制方法的实施例控制流程图。
【具体实施方式】
[0023]本发明的一种可翻转安全座椅实施例:如图1 - 2所示，包括底座1，座椅I上安装有座椅本体9，座椅本体9包括左侧的椅座和右侧的靠背，座椅本体9通过椅座前端的卡扣
2以及后端的转轴13安装在底座I上，转轴13上安装有角度测量仪14，角度测量仪14用于测量转轴13的旋转角度，转轴13上安装有轴承使得座椅可以绕转轴13翻转，液压缸3的两端分别铰接于底座I上和椅座的前端，可为座椅本体9的翻转提供动力，液压缸3与控制系统连接并由控制系统控制伸缩，控制系统分别与车体的车身雷达和微机处理器控制连接，棘轮结构包括棘轮11和棘爪12，棘轮11固定在转轴上，棘爪12固定在座椅本体9上，当座椅本体9顺时针转动时棘轮11不起作用，逆时针转动时，棘轮11与棘爪12啮合并将座椅本体9锁死不能使其逆时针转动，棘轮机构能够实现在座椅本体翻转到任何位置时对座椅本体的锁止作用，这样就防止了车体碰撞损坏翻转机构时座椅本体自动复位的缺陷。
[0024]本实施例中的复位机构包括复位手柄6，复位手柄6铰接于座椅本体9的一侧，复位手柄6的上端两侧分别设有固定在座椅本体9上的前限位块4和复位开关7，复位手柄6的下端连接有一端固定在座椅9上的复位弹簧8，复位弹簧8拉紧复位手柄6使其与前限位块4接触，复位手柄6的下端固定连接有钢制拉线10，拉线10与棘轮机构的棘爪12连接，复位手柄6转动时能够拉动拉线10使棘爪12与棘轮11脱离啮合,此时棘轮机构就不再起到锁止作用，当复位手柄6转动至最大位置处复位手柄6与复位开关7接触，复位开关7控制液压缸3排油压缩，将座椅9拉回到正常状态，实现复位。
[0025]本发明的可翻转安全座椅的工作原理为:控制系统的车身雷达检测本车与前方车辆的距离及两车的车速，通过微机处理器对本车车速、加速度、前方车速、车距等信息通过一定的逻辑计算判断碰撞风险，计算是否达到设定的发生碰撞危险的标准，在确认达到发生碰撞危险的标准时处理器发出指令对液压缸进行充油，实现座椅的翻转，直至达到设定位置，转轴上的角度测量仪实时测量座椅转角，并发送至微机处理器，微机处理器判断座椅姿态是否调整到位，如果没有翻转到位，继续控制液压缸对座椅姿态进行调整。在座椅复位时，向后扳动座椅上的复位手柄时，手柄上带有的钢质拉线会拉动棘轮机构中的棘爪，使其不提供限位功能；当复位手柄扳动至极限位置时，手柄会触动复位开关，触发液压缸排油，座椅姿态逐渐恢复正常位置，依靠人体的重力，最终座椅前端与固定底座通过卡扣固定，座椅完成复位功能。
[0026]本发明的可翻转安全座椅是在微机处理器判断出车体有碰撞危险时控制驱动液压缸推动座椅翻转，此时车体还未发生碰撞，这样就避免了现有的汽车在碰撞时控制座椅翻转的翻转机构损坏而翻转失效的问题，同时，由于现有的翻转机构都是在碰撞瞬间控制座椅翻转的，这就需要较高的制造精度和要求，而本发明的可翻转安全座椅是提前翻转，在车体碰撞之前还有一段时间，这就大大降低了翻转机构的制作难度和使用成本。
[0027]上述实施例中，转轴上安装有角度测量仪用于测量转轴的旋转角度从而控制座椅的翻转位置，在其他实施例中，可以不安装角度测量仪，液压缸的最大伸长量可以刚好满足座椅的翻转似直。
[0028]上述实施例中，复位手柄通过拉动一端连接在棘爪与棘轮相哨合的一端的绳索使棘爪和棘轮脱离，从而解除锁止状态，在其他实施例中，可以通过扳动复位手柄使棘轮在座椅本体复位时能够随转轴旋转，此时棘轮机构就不再起锁止作用。
[0029]本发明的翻转控制方法的实施例:如图3所示，主要包括以下步骤:
[0030](I)微机处理器通过安装在车前的雷达测量车辆正前方一定宽度范围内的汽车(或障碍物)之间的距离L及相对速度V，根据采样频率计算车辆的相对加速度a，a= 5V/δ t ;根据相对加速度计算碰撞时间,如果a = O, t = L/V,如果a关O, t = [ (V2+2aL) 1/2-V]/a ；
[0031](2)根据相对车速计算碰撞时间限值tO, tO = V/am+ts+tr,其中am为车辆允许的最大制动减速度，ts为在紧急情况下司机的反应时间，tr为座椅执行系统所需准备时间。充分考虑车辆与驾驶员的共同影响，与只考虑车辆的因素相比更为合理，当碰撞时间小于tO时，碰撞可能性会急剧增大，甚至不可避免；考虑座椅执行系统准备时间，确保在发生碰撞前座椅翻转到位，有效保证乘客安全；
[0032](3)通过比较碰撞时间t与时间限值tO之间的大小关系，判定碰撞可能性；如果t〈t0，判定为存在碰撞可能，执行座椅翻转，否则不执行。
[0033]本发明的翻转控制方法的本质在于首先获得车体与前方车体的相对速度和距离，然后通过微机处理器计算碰撞时间来判断是否会发生碰撞，接着根据计算出的碰撞时间控制反装系统翻转或不翻转。对于采集车体信息，本实施例中，采用雷达进行测量，作为其他实施方式，也可以采用其它传感器，或者借助GPS信息获取测量数值；关于判断标准，本实施例中是以碰撞时间作为判断标准，作为其他实施方式，也可以采用距离作为判断标准，如计算在当前车速下的紧急制动距离，如果根据第一步计算出的制动距离大于当前紧急制动距离，那么有很大几率会发生碰撞危险，此时就需要微机处理器控制翻转系统进行翻转。
【权利要求】
1.一种可翻转安全座椅，包括底座和设于底座上的座椅本体，椅座和靠背连接位置处通过转轴铰接于底座上，其特征在于，所述底座和椅座之间设有用于使座椅本体绕所述转轴翻转的伸缩缸，所述座椅本体和底座的铰接位置设有用于将座椅本体锁止在翻转位置的棘轮机构，所述座椅本体上还设有用于解除棘轮机构所知状态使座椅本体从翻转状态回复到正常状态的复位机构。
2.根据权利要求1所述的可翻转安全座椅，其特征在于，所述棘轮机构包括与所述转轴同轴设置的棘轮和铰接于座椅本体上的棘爪，所述棘轮固设于底座上，所述棘轮的齿向与座椅本体的翻转方向相同。
3.根据权利要求2所述的可翻转安全座椅，其特征在于，所述复位机构包括复位手柄，所述复位手柄在转动时能够使棘轮机构的棘爪脱离棘轮从而使棘轮机构锁止失效。
4.根据权利要求3所述的可翻转安全座椅，其特征在于，所述复位手柄通过两端分别连接复位手柄和棘爪的与棘轮啮合的一端的绳索控制棘爪脱离棘轮，棘爪的另一端连接有用于使棘爪在正常状态时与棘轮啮合的弹簧。
5.根据权利要求4所述的可翻转安全座椅，其特征在于，所述座椅本体上设有复位开关，所述复位手柄在转动时压触复位开关并驱动伸缩缸转动座椅本体复位。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的可翻转安全座椅，其特征在于，所述座椅本体的椅座前端设有在正常状态时与底座卡接的卡扣。
7.根据权利要求1所述的可翻转安全座椅，其特征在于，所述座椅本体上还设有用于测量座椅本体翻转角度的角度测量仪。
8.—种如权利要求1所述的可翻转安全座椅的翻转控制方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)检测车体信息，采集车体与其他车体的相对速度和距离； (2)根据采集的信息判断是否达到设定的发生碰撞危险的标准； (3)在确认达到设定的发生碰撞危险的标准，控制座椅本体翻转。
9.根据权利要求8所述的可翻转安全座椅的翻转控制方法，其特征在于，步骤(2)中的发生碰撞危险的标准是碰撞时间限值tO，tO = V/am+ts+tr，其中V为相对速度，am为车辆允许的最大制动减速度，ts为在紧急情况下司机的反应时间，tr为座椅执行系统所需准备时间，当碰撞时间小于tO时，微机处理器控制翻转系统翻转，当碰撞时间大于tO时，控制系统不翻转。
【文档编号】B60N2/42GK104192030SQ201410361652
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】樊金磊, 叶帅, 秦涛, 梁荣朝, 史松源 申请人:郑州宇通客车股份有限公司