本发明涉及汽车座椅领域，具体地，涉及一种汽车座椅头枕调节机构，还涉及一种采用该头枕调节机构的汽车座椅。
背景技术：
目前，大多数汽车座椅的头枕前后位置不可调节，不能根据乘客的需要调节头枕位置。而一般可调节前后位置的头枕，调节后需要手动回复原位，操作繁琐。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种汽车座椅头枕调节机构，该头枕调节机构不仅可以实现头枕前后位置的调节，而且可以实现头枕的自动复位。
为了实现上述目的，本发明提供一种汽车座椅头枕调节机构包括：形成四连杆机构的支座、棘轮、前支架和后支架，所述支座固定在头枕壳体上，所述棘轮固定在头枕杆上，所述前支架的两端分别枢转连接于所述支座和棘轮，所述后支架的两端分别枢转连接于所述支座和棘轮；复位弹簧，用于驱动所述四连杆机构复位；棘爪，枢转安装在所述支座、前支架和后支架中的一者上，与所述棘轮相配合；棘爪弹簧，用于将所述棘爪偏压在所述棘轮上；第一定位件，固定在所述支座、前支架和后支架中的所述一者上，在所述四连杆机构的复位过程中，当所述棘爪沿所述棘轮向前运动到第一位置时，所述棘爪正向转动以结合到所述第一定位件上，所述第一定位件将所述棘爪保持在与所述棘轮分离的通过状态；当所述棘爪以所述通过状态向后运动到第二位置时，所述棘爪反向转动以脱离所述第一定位件，并在所述棘爪弹簧的作用下与所述棘轮重新啮合。
可选地，所述棘轮具有在前后方向上连续布设的多个挡位齿槽，当所述棘爪以所述通过状态向后运动到所述第二位置时，在所述棘爪弹簧的作用下，所述棘爪的钩部插入到所述多个挡位齿槽中位于最后端的一个挡位齿槽。
可选地，所述棘轮具有棘轮凸起，该棘轮凸起位于所述多个挡位齿槽的前侧；所述棘爪具有位于所述棘爪的枢转点前侧的第一棘爪凸起和位于所述棘爪的枢转点后侧的第二棘爪凸起，当所述棘爪沿所述棘轮向前运动到所述第一位置时，所述第二棘爪凸起触碰到所述棘轮凸起，使得所述棘爪被正向拨动；当所述棘爪向后运动到所述第二位置时，所述第一棘爪凸起触碰到所述棘轮凸起，使得所述棘爪被反向拨动。
可选地，所述棘爪上固定有第二定位件，该第二定位件与所述棘爪的枢转点隔开，当所述棘爪沿所述棘轮向前运动到第一位置时，所述棘爪正向转动以使所述第二定位件结合到所述第一定位件上；当所述棘爪以所述通过状态向后运动到第二位置时，所述棘爪反向转动以使所述第二定位件脱离所述第一定位件。
可选地，所述第二定位件为销轴，该销轴的一端固定在所述棘爪上，所述第一定位件包括基体和两个限位弹片，所述基体的边缘形成有用于接收所述销轴的凹槽，所述两个限位弹片相对地设置在所述凹槽的开口处，在所述销轴进入或脱离所述凹槽的过程中，所述限位弹片弹性抵压所述销轴上。
可选地，所述限位弹片形成为弯折的悬臂结构。
可选地，所述第一定位件由聚甲醛树脂一体制成。
可选地，所述支座、前支架和后支架中的所述一者上设置有棘爪轴，所述棘爪安装在所述棘爪轴上，所述棘爪弹簧为套设在所述棘爪轴上的扭簧。
可选地，所述棘爪枢转安装在所述前支架上。
可选地，所述四连杆机构为平行四边形机构。
可选地，所述支座包括在左右方向上间隔设置的第一支座和第二支座，所述第一支座和第二支座之间连接有第一后支架轴，所述后支架的上端安装在所述第一后支架轴上。
可选地，所述后支架与第一后支架轴之间设置有消声轴套。
可选地，所述前支架的左右两侧分别通过铆钉连接于所述第一支座和第二支座。
可选地，所述棘轮上连接有第二后支架轴，所述后支架的下端安装在所述第二后支架轴上，所述复位弹簧为套设在所述第二后支架轴上的扭簧，该扭簧的一端连接于所述棘轮，另一端连接于所述后支架。
本发明的汽车座椅头枕调节机构不仅可以实现头枕前后位置调节，而且可实现头枕的自动复位，操作简单，可靠性高。
本发明还提供一种汽车座椅，包括如上所述的汽车座椅头枕调节机构。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一种实施方式的汽车座椅头枕调节机构的后视图；
图2是根据本发明的一种实施方式的汽车座椅头枕调节机构的前视图；
图3是根据本发明的一种实施方式的汽车座椅头枕调节机构的立体图；
图4是根据本发明的一种实施方式的汽车座椅头枕调节机构中，四连杆机构的示意图；
图5是根据本发明的一种实施方式的汽车座椅头枕调节机构的爆炸图；
图6是根据本发明的一种实施方式的汽车座椅头枕调节机构的另一爆炸图；
图7是根据本发明的一种实施方式的汽车座椅头枕调节机构中，第一定位件的立体图；
图8是根据本发明的一种实施方式的汽车座椅头枕调节机构中，前支架、棘爪和第一定位件的装配关系图；
图9是根据本发明的一种实施方式的汽车座椅头枕调节机构中，前支架和第一支座、第二支座的装配关系图；
图10是根据本发明的一种实施方式的汽车座椅头枕调节机构中，前支架和棘轮的装配关系图；
图11是图1的左视图，其中，第一支座和前支架未示出；
图12至图16是显示本发明的汽车座椅头枕调节机构的工作原理的运动状态图。
附图标记说明
1第一支座2第二支座3第一后支架轴
4后支架5棘轮轴6前支架
7第二后支架轴8棘轮9棘爪轴
10棘爪101钩部102第一棘爪凸起
103第二棘爪凸起11复位弹簧12棘爪弹簧
13第一定位件131基体132限位弹片
14第二定位件15消声轴套16铆钉
81、82、83、84挡位齿槽85棘轮凸起
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作其他说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、前、后”均是从坐在汽车座椅上的乘员的角度来定义的。
如图1至图16所示，根据本发明的一个方面，提供一种汽车座椅头枕调节机构，包括支座、棘轮8、前支架6、后支架4、复位弹簧11、棘爪10、棘爪弹簧12和第一定位件13。其中，所述支座固定在头枕壳体(未示出)上，棘轮8固定在头枕杆(未示出)上，前支架6的两端分别枢转连接于支座和棘轮8，后支架4的两端也分别枢转连接于支座和棘轮8，从而使支座、棘轮8、前支架6和后支架4形成一个四连杆机构(如图4所示)。复位弹簧11用于驱动该四连杆机构复位。棘轮8具有在前后方向上连续布设的多个挡位齿槽81，82，83，84，每个挡位齿槽对应头枕调节机构的一个挡位。棘爪10枢转安装在前支架6上，并与棘轮8相配合，棘爪弹簧12用于将棘爪10偏压在棘轮8上。第一定位件13固定在前支架6上。
调节时，向前拉动头枕壳体，头枕壳体带动四连杆机构向前运动，四连杆机构带动棘爪10沿棘轮8的齿面向前滑动。在有效行程中，当停止施加向前的拉力时，在棘爪弹簧12的作用下，棘爪10的钩部101插入到与之邻近的挡位齿槽中，实现棘爪10与棘轮8的锁止，从而将头枕调节机构保持在某一挡位上。
复位时，施力使棘爪10沿棘轮8向前运动，如图13和图14所示，当棘爪10越过全部的挡位齿槽以到达第一位置时，棘爪10正向转动以结合到第一定位件13上，第一定位件13向棘爪10施加一定的约束力，使得仅在棘爪弹簧12的作用下棘爪10无法从第一定位件13上脱离，从而将棘爪10保持在与棘轮8无接触的状态(以下称为“通过状态”)；在此之后，停止施加向前的力，四连杆机构在复位弹簧11的作用下向后运动，棘爪10在四连杆机构的带动下向后运动且继续保持在所述通过状态；如图15和图16所示，当棘爪10向后运动到第二位置时，棘爪10反向转动以从第一定位件13上脱离，在棘爪弹簧12的作用下棘爪10与棘轮8重新啮合，使四连杆机构回复原位。需要说明的是，本文中使用“正向转动”、“反向转动”只是用于说明两次转动的方向不同，并不表示特定的转动方向。
由此可以看出，本发明的汽车座椅头枕调节机构不仅可以实现头枕前后位置调节，而且可实现头枕的自动复位，操作简单，可靠性高。
为了保证棘爪10的钩部101能够插入到各个挡位齿槽中，优选地，当棘爪10以所述通过状态向后运动到所述第二位置时，在棘爪弹簧12的作用下，棘爪10的钩部101插入到所述多个挡位齿槽81～84中位于最后端的一个挡位齿槽81。
在本发明的头枕调节机构中，挡位齿槽的数量可以根据所需的挡位数量具体设定。在附图示出的实施例中，棘轮8上形成有四个挡位齿槽81～84，该四个挡位齿槽81～84从后向前依次布置，分别对应第一挡位、第二挡位、第三挡位和第四挡位。
在本发明的头枕调节机构中，棘爪弹簧12可以为各种类型的弹簧，只要能够向棘爪10施加弹性力以使棘爪10抵压在棘轮8上即可。作为一种实施方式，前支架6上设置有棘爪轴9，棘爪10枢转安装在该棘爪轴9上，棘爪弹簧12为套设在棘爪轴9上的扭簧，该扭簧的一端连接于前支架6，另一端连接于棘爪10。通过利用扭簧给棘爪10施加弹性力，使得棘爪10在有效行程中保持与棘轮8的齿面接触，以便能够随时停止在某个挡位齿槽内。
在本发明的头枕调节机构中，第一定位件13可以为各种适当类型的定位件。作为一种实施方式，第一定位件13可以为电磁铁，当棘爪10向前运动到第一位置时，所述电磁铁通电以产生磁力，驱动棘爪10正向转动并结合到其上；当棘爪10向后运动到第二位置时，所述电磁铁断电，磁力消失，棘爪10在棘爪弹簧12的作用下反向转动，以与棘轮8重新啮合。
除了上述实施方式中通过磁力驱动棘爪10转动之外，也可以通过其他方式促使棘爪10运动到位时转动。作为一种实施方式，如图11至图16所示，棘轮8可以具有棘轮凸起85，该棘轮凸起85位于多个挡位齿槽81～84中最前端的一个挡位齿槽84的前侧；棘爪10具有位于棘爪10的枢转点前侧的第一棘爪凸起102和位于棘爪10的枢转点后侧的第二棘爪凸起103。棘爪10的钩部101可以位于第二棘爪凸起103的后侧。在这种情况下，当棘爪10沿棘轮8向前运动到第一位置时，第二棘爪凸起103触碰到棘轮凸起85，使得棘爪10被棘轮凸起85正向拨动；当棘爪10向后运动到第二位置时，第一棘爪凸起102触碰到棘轮凸起85，使得棘爪10被棘轮凸起85反向拨动。在其他变型方式中，棘爪凸起和棘轮凸起可以设置在其他适当的位置。
在本发明的头枕调节机构中，棘爪10可以直接结合到第一定位件13上，可以通过设置在其上的其他部件(第二定位件14)间接结合到第一定位件13上。在后一种情况下，第一定位件13和第二定位件14例如可以为极性相反的磁铁。
作为本发明的优选实施方式，如图3、图5、图6、图7、图11至图16所示，第二定位件14为销轴，该销轴的一端固定在棘爪10上，另一端形成为自由端；第一定位件13包括基体131和两个限位弹片132，基体131的边缘形成有用于接收所述销轴的凹槽133，两个限位弹片132相对地设置在凹槽133的开口处，两个限位弹片132之间的最小距离小于销轴的直径，在销轴进入或脱离凹槽133的过程中，销轴挤压限位弹片132以使其发生变形。也就是说，销轴进入或脱离凹槽133都需要克服限位弹片132的弹性力。
为了使限位弹片132易于受压变形以方便销轴进入或脱离凹槽133，如图7所示，限位弹片132可以形成为一端与凹槽133的开口边缘相连，另一端朝向凹槽133的内部弯折的悬臂结构。
在本发明的头枕调节机构中，第一定位件13可以由金属制成，也可以由非金属制成。为了减小第一定位件13与销轴之间的摩擦磨损，同时避免或减小销轴进入凹槽133时产生异响，优选地，第一定位件13整体可以由非金属材料制成，更优选地，可以由聚甲醛树脂制成。
在本发明的头枕调节机构中，由支座、棘轮8、前支架6和后支架4组成的四连杆机构可以为任意适当的四连杆机构。然而，为了保证头枕在调节过程中只发生平移而不发生转动，提高乘坐舒适性，优选地，如图4所示，所述四连杆机构为平行四边形机构。由于棘轮8固定不动，因此在平行四边形机构运动时支座仅发生平移而不发生转动。在这种情况下，本发明的头枕调节机构为一种头枕平移调节机构。通过设计棘轮8的挡位齿槽形状，可以保证每个挡位之间，支座移动距离均等。
在本发明的头枕调节机构中，支座可以为分体设置的两个，即，第一支座1和第二支座2，第一支座1和第二支座2在左右方向上间隔设置。当然，在其他可能的实施方式中，支座也可以为一体结构。
后支架4可以通过各种适当的方式枢转连接于支座。作为一种实施方式，如图3所示，第一支座1和第二支座2之间连接有第一后支架轴3，后支架4的上端枢转安装在第一后支架轴3上。为了减小后支架4转动时产生的噪声，提高乘坐舒适性，可以在后支架4与第一后支架轴3之间设置消声轴套15(图5和图6可见)。
前支架6可以通过各种适当的方式枢转连接于支座。作为一种实施方式，如图9所示，前支架6的左右两侧可以分别通过铆钉16连接于第一支座1和第二支座2。
棘轮8可以通过各种适当的方式枢转连接于前支架6。作为一种实施方式，如图10所示，前支架6上固定有棘轮轴5，棘轮8枢转安装在棘轮轴5上。
复位弹簧11可以为多种各种适当形式的弹簧，并且可以安装在任意适当的位置，只要能实现四连杆机构的复位即可。作为一种实施方式，棘轮8上连接有第二后支架轴7，后支架4的下端安装在第二后支架轴7上，复位弹簧11为套设在第二后支架轴7上的扭簧，该扭簧的一端连接于棘轮8，另一端连接于后支架4。
需要说明的是，虽然以上及附图仅介绍了棘爪10和第一定位件13安装在前支架6上的实施方式，但是本领域技术人员应当理解的是，在本发明的其他实施方式中，棘爪10和第一定位件13也可以安装在支座或后支架4上，只要保证棘爪10和棘轮8之间有相对运动即可。
以下结合图12至图16详细描述根据本发明的优选实施方式的头枕调节机构的工作原理。
在图12示出的状态下，棘爪10的钩部101插在棘轮8的第一挡位齿槽81中，头枕调节机构处于初始位置。当需要调节头枕的位置时，向前拉动头枕壳体，头枕壳体带动第一支座1和第二支座2向前运动，第一支座1和第二支座2通过前支架6带动棘爪10沿棘轮8的齿面向前滑动。在有效行程中，当停止施加向前的拉力时，在复位弹簧11和棘爪弹簧12的共同作用下，棘爪10向后微弹，棘爪10的钩部101插入到与之邻近的挡位齿槽中，实现棘爪10与棘轮8的锁止，从而将头枕调节机构保持在某一挡位上。
如图13和图14所示，当需要使头枕调节机构复位时，施力使棘爪10越过棘轮8的四个挡位齿槽之后，通过棘轮8的棘轮凸起85拨动棘爪10的第二棘爪凸起103以将棘爪10抬高，销轴(第二定位件14)进入第一定位件13的凹槽133中，整个机构达到极限位置。如图15和图16所示，停止施加向前的力，机构在复位弹簧11的作用下回弹，销轴(第二定位件14)被限位弹片132卡挡在凹槽133中，将棘爪10保持在高位(通过状态)，棘爪10依次越过棘轮8的第四挡位齿槽84、第三挡位齿槽83、第二挡位齿槽82，至第一挡位齿槽81的上方，通过棘轮8的棘轮凸起85拨动棘爪10的第一棘爪凸起102，销轴(第二定位件14)从凹槽133中脱出，棘爪10的钩部101插入第一挡位齿槽81中，整个机构回到初始位置。
根据本发明的另一方面，提供一种汽车座椅，该汽车座椅包括头枕和用于调节该头枕前后位置的头枕调节机构，其中，该头枕调节机构为根据本发明的头枕调节机构。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。