一种防晕车用自主平衡座椅的制作方法

本发明涉及汽车用辅助零部件加工技术领域，具体涉及一种防晕车用自主平衡座椅。

背景技术：

随着科技的发展和人民生活水平的进步，汽车广泛成为了人们的代步工具。但是汽车在为出行提供方便的同时，也引发了一些问题亟待解决，如晕动症。晕动症是由于机体对运动状态错误感知所导致的一系列生理反应的总和，具体表现为：呕吐，冒冷汗，伴随严重腹泻，头晕脑胀等。

每个人的内耳前庭器对刺激强度和刺激时间的耐受性都有一个限度，这个限度就是致晕阈值，如果刺激超过这个限度，便会产生明显的晕车的症状。而敏感人群内耳调节能力较差，很容易达到致晕阈值，所以容易产生晕车症状。现在针对敏感人群提供的防晕办法一般有三种形式：1、晕车药；2、晕车贴；3、晕车眼镜。晕车药虽然有效但容易对人体产生副作用，晕车贴的效果在具体使用中不明显，晕车眼镜的适应范围小而且携带不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防晕车用自主平衡座椅，该装置可以保持座椅的稳定，进而保持人体的稳定，减小水平和竖直方向的惯性加速度对内耳前庭器的刺激，使人不至达到致晕阈值。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种防晕车用自主平衡座椅，包括座椅本体及设置在座椅本体下方的平衡装置，平衡装置包括水平调节机构和竖直调节机构，水平调节机构设置在竖直调节机构的上方，竖直调节机构设置在座椅的下方，竖直调节机构包括减震机构、减震弹簧及减震器，所述减震机构包括上槽体、下槽体及用于连接上槽体和下槽体的连接组件，所述下槽体设置在上槽体的下方，连接组件设置在上槽体和下槽体之间；

水平调节机构设置在上槽体的上方，水平调节机构包括支撑座、支撑柱、调节机构及定位板，所述支撑座设置在上槽体的上方，所述支撑柱设置在支撑座的上方，所述调节机构包括调节组件、调节轴套及固定球，所述固定球固定设置在支撑柱的上方，所述调节轴套套设在固定球的外部，所述调节组件的一端设置在支撑座上，所述调节组件的另一端与调节轴套相连，当调节组件工作时，调节轴套和固定球产生相对转动。

进一步的，所述连接组件包括两个伸缩架，两个伸缩架平行设置在上槽体的两侧；所述减震器设置在上槽体和下槽体之间，所述减震器的顶部和上槽体相连，所述减震器的底部和下槽体相连，所述减震弹簧套设在减震器的外部，所述减震弹簧的顶部和上槽体相连，所述减震弹簧的底部和下槽体相连。

进一步的，上槽体包括顶板及设置在顶板下方的四个限位板ⅰ，四个限位板ⅰ首尾依次相连，前后相对称设置的两个限位板ⅰ上均设置有移动通道ⅰ；下槽体包括底板及设置在底板上方的四个限位板ⅱ，四个限位板ⅱ首尾依次相连，前后相对称设置的两个限位板ⅱ上均设置有移动通道ⅱ。

进一步的，所述伸缩架为x型伸缩架，伸缩架的顶端与上槽体相连，伸缩架的底端与下槽体相连，伸缩架包括交叉设置的移动架ⅰ和移动架ⅱ且两者在中部位置处铰接。

进一步的，所述移动架ⅰ和移动架ⅱ均为矩形架，该矩形架是由四个连杆首尾依次铰接组成；所述移动架ⅰ顶部的连杆穿设在移动通道ⅰ内，且该连杆通过移动块设置在移动通道ⅰ内，移动块套设在该连杆上，该移动块可在移动通道ⅰ内移动通道ⅰ的长度方向沿进行移动；所述移动架ⅰ底部的连杆穿设在移动通道ⅱ内，该连杆通过移动块设置在移动通道ⅱ内，该移动块可在移动通道ⅱ内移动通道ⅱ的长度方向沿进行移动。

进一步的，所述移动架ⅱ顶部的连杆穿设在移动通道ⅰ内，且该连杆通过移动块设置在移动通道ⅰ内，移动块套设在该连杆上，该移动块可在移动通道ⅰ内移动通道ⅰ的长度方向沿进行移动；所述移动架ⅱ底部的连杆穿设在移动通道ⅱ内，该连杆通过移动块设置在移动通道ⅱ内，该移动块可在移动通道ⅱ内移动通道ⅱ的长度方向沿进行移动。

进一步的，所述调节组件包括若干个伸缩驱动机构，伸缩驱动机构安装在支撑座上，所述伸缩驱动机构的输出端与调节轴套相连。

进一步的，所述座椅本体通过连接杆与调节轴套相连，该连接杆的一端与调节轴套相连，连接杆的另一端与座椅本体相连；所述调节轴套的外部设置有若干个安装座，若干个安装座与若干个伸缩驱动机构一一对应设置；安装座内安装有端杆轴承，伸缩驱动机构的输出端与端杆轴承相连，端杆轴承通过锁紧螺栓安装在安装座内。

进一步的，所述伸缩驱动机构的个数为2个，两个伸缩驱动机构以固定球的中心为圆心，相距90°分布在调节轴套上。

进一步的，所述调节轴套的外壁上设置有定位杆，所述定位板安装在支撑座的上方，所述定位板上开设有限位孔，所述定位杆的一端固定在调节轴套的外壁上，所述定位杆的另一端穿设在限位孔中。

本发明的有益效果主要表现在以下几个方面：本专利中装置可以保持座椅竖直和水平方向的稳定，进而保持人体的稳定，减小竖直和水平方向的运动加速度对内耳前庭器的刺激，使人不至达到致晕阈值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的竖直调节机构的结构示意图；

图3是本发明的伸缩架的结构示意图；

图4是本发明的下槽体的结构示意图；

图5是本发明的水平调节机构的结构示意图；

图6是图5从另一个角度的结构示意图；

图7是本发明去掉竖直调节机构的结构示意图；

图8为本发明的水平调节机构在正常行驶工况下的结构示意图；

图9为本发明的水平调节机构在急刹车工况下的结构示意图；

图10为本发明的水平调节机构在起步工况下的结构示意图；

图11为本发明的水平调节机构在急转弯工况下的结构示意图；

图中标记：1、底板，101、限位板ⅱ，102、移动通道ⅱ，2、顶板，201、限位板ⅰ，202、移动通道ⅰ，3、移动架ⅰ，4、移动架ⅱ，5、移动块，6、减震器，7、减震弹簧，8、支撑座，9、支撑柱，10、固定球，11、调节轴套，1101、安装座，1102、锁紧螺栓，12、伸缩驱动机构，13、端杆轴承，14、定位板，1401、限位孔，15、定位杆，16、座椅本体。

具体实施方式

结合附图对本发明实施例加以详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

根据附图可知，一种防晕车用自主平衡座椅，包括座椅本体16及设置在座椅本体16下方的平衡装置，平衡装置包括水平调节机构和竖直调节机构，水平调节机构设置在竖直调节机构的上方，竖直调节机构设置在座椅的下方，竖直调节机构该装置包括减震机构、减震弹簧7及减震器6，所述减震机构包括上槽体、下槽体及用于连接上槽体和下槽体的连接组件，所述下槽体设置在上槽体的下方，连接组件设置在上槽体和下槽体之间，所述连接组件包括两个伸缩架，两个伸缩架平行设置在上槽体的两侧；同时，两个伸缩架也平行设置在下槽体的两侧；

所述减震器6设置在上槽体和下槽体之间，所述减震器6的顶部和上槽体相连，所述减震器6的底部和下槽体相连，所述减震弹簧7套设在减震器6的外部，所述减震弹簧7的顶部和上槽体相连，所述减震弹簧7的底部和下槽体相连。

本专利中减震器6为现有技术中的减震器6，减震器6主要用来抑制减震弹簧7吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击，在经过不平路面时，虽然减震弹簧7可以过滤路面的震动，但减震弹簧7自身还会有往复运动，而减震器6就是用来抑制这种弹簧跳跃；

上槽体包括顶板2及设置在顶板2下方的四个限位板ⅰ201，四个限位板ⅰ201首尾依次相连，四个限位板ⅰ201和顶板2共同组成上槽体，前后相对称设置的两个限位板ⅰ201上均设置有移动通道ⅰ202。

下槽体包括底板1及设置在底板1上方的四个限位板ⅱ101，四个限位板ⅱ101首尾依次相连，四个限位板ⅱ101和底板1共同组成下槽体，前后相对称设置的两个限位板ⅱ101上均设置有移动通道ⅱ102。

所述伸缩架为x型伸缩架，伸缩架的顶端与上槽体相连，伸缩架的底端与下槽体相连，伸缩架包括交叉设置的移动架ⅰ3和移动架ⅱ4且两者在中部位置处铰接。移动架ⅰ3和移动架ⅱ4在铰接处可通过螺栓相连；

所述移动架ⅰ3和移动架ⅱ4均为矩形架，该矩形架是由四个连杆首尾依次铰接组成；

所述移动架ⅰ3顶部的连杆穿设在移动通道ⅰ202内，且该连杆通过移动块5设置在移动通道ⅰ202内，移动块5套设在该连杆上，该移动块5可在移动通道ⅰ202内沿移动通道ⅰ202的长度方向进行移动；所述移动架ⅰ3底部的连杆穿设在移动通道ⅱ102内，该连杆通过移动块5设置在移动通道ⅱ102内，该移动块5可在移动通道ⅱ102内沿移动通道ⅱ102的长度方向进行移动。

当同一个移动通道ⅰ202内的两个移动块5相对运动时，移动架ⅰ和移动架ⅱ4处于升高的过程，当同一个移动通道ⅰ202内的两个移动块5向相反的方向运动时，移动架ⅰ和移动架ⅱ4处于下降的过程；

移动架ⅱ4顶部的连杆穿设在移动通道ⅰ202内，位于同一侧的移动架ⅰ3和移动架ⅱ4的顶部的连杆均位于同一个移动通道ⅰ202内；且该连杆通过移动块5设置在移动通道ⅰ202内，移动块5套设在该连杆上，该移动块5可在移动通道ⅰ202内沿移动通道ⅰ202的长度方向进行移动；所述移动架ⅱ4底部的连杆穿设在移动通道ⅱ102内，该连杆通过移动块5设置在移动通道ⅱ102内，该移动块5可在移动通道ⅱ102内沿移动通道ⅱ102的长度方向进行移动。位于同一侧的移动架ⅰ3和移动架ⅱ4的底部的连杆均位于同一个移动通道ⅱ102内。

当汽车座椅在竖直方向内产生的加速度时，减震弹簧7初步减缓冲击力，减震器6能够产生可变的阻尼力使震动能量迅速消散，减小甚至消除座椅的震动，同时设置伸缩架也起到一定的减震效果并使座椅保持稳定。

水平调节机构设置在上槽体的上方，水平调节机构包括支撑座8、支撑柱9、调节机构及定位板14，所述支撑座8设置在上槽体的上方，所述支撑柱9设置在支撑座8的上方，支撑柱9垂直于支撑座8设置，且支撑柱9设置在支撑座8的中心；

所述调节机构包括调节组件、调节轴套11及固定球10，所述固定球10固定设置在支撑柱9的上方，所述调节轴套11套设在固定球10的外部，调节轴套11及固定球10组成球关节结构，所述座椅本体16通过连接杆与调节轴套11相连，调节轴套11的外部还设置有安装座ⅱ，该安装座ⅱ内设置有连接杆，连接杆的底端和安装座ⅱ相连，连接杆的顶端和座椅本体16相连；所述调节组件的一端设置在支撑座8上，所述调节组件的另一端与调节轴套11相连，当调节组件工作时，调节轴套11和固定球10产生相对转动。

所述调节组件包括若干个伸缩驱动机构12，伸缩驱动机构12安装在支撑座8上，所述伸缩驱动机构12的输出端与调节轴套11相连，所述伸缩驱动机构12为气缸、液压缸、电推杆中的任意一种。

所述调节轴套11的外部设置有若干个安装座1101，若干个安装座1101与若干个伸缩驱动机构12一一对应设置；安装座1101内安装有端杆轴承13，伸缩驱动机构12的输出端与端杆轴承13相连，端杆轴承13通过锁紧螺栓1102安装在安装座1101内。

所述伸缩驱动机构12的个数可以为4个，4个伸缩驱动机构12平均分布在调节轴套11的外周面上；所述伸缩驱动机构12的个数也可以为2个，两个伸缩驱动机构12以固定球10的中心为圆心，相距90°分布在调节轴套11上。

所述调节轴套11的外壁上设置有定位杆15，所述定位板14安装在支撑座8的上方，所述定位板14上开设有限位孔1401，所述定位杆15的一端固定在调节轴套11的外壁上，所述定位杆15的另一端穿设在限位孔1401中。定位杆15沿垂直于支撑柱的中心轴线方向设置在调节轴套11的外壁上，定位板14垂直于支撑座8设置，限位孔沿定位板14的长度方向设置；

本专利的支撑柱9上设置有用于感知加速度的传感器，座椅本体上设置有控制器，传感器与控制器的输入端连接，本专利中的伸缩驱动机构12、减震器6均与控制器的输出端连接，传感器可以将汽车运动状态进行实时采集，传感器将竖直方向的加速度和水平方向的加速度数据信息传递给控制器，控制器将这些数据进行处理后，将相对应的指令输出给减震器6和伸缩驱动机构12，以保证座椅的稳定，减小运动加速度对内耳前庭器的刺激，使人不至达到致晕阈值，从而达到防治晕车的状况。

本专利安装在汽车座椅下方，当汽车行驶过程中水平方向产生的惯性加速度时，伸缩驱动机构会通过控制其伸缩长度，使与其连接的调节轴套11绕固定球10产生一定倾角，带动座椅产生一定的倾角，从而抵消变工况下的惯性加速度，使座椅保持水平方向的平衡，进而保持人体的稳定，减小水平方向的惯性加速度对前庭的刺激。同时定位杆15穿设在限位孔1401中可限制伸缩驱动机构在水平方向转动的范围，以保证座椅的稳定性。

本实施例中以伸缩驱动机构12的个数为2个，两个伸缩驱动机构12以固定球10的中心为圆心，相距90°分布在调节轴套11上的条件，如图1所示，将左边的伸缩驱动机构12记为伸缩驱动机构ⅰ,在说明书附图9—11中标记为a；将右边的伸缩驱动机构12记为伸缩驱动机构ⅱ，在说明书附图9—11中标记为b；介绍以下五种工况下座椅的具体调整方式：

1）正常行驶工况

此时座椅平面与地面平行即调节轴套11平面与地面平行，两个伸缩驱动机构的伸缩杆长度相等均为原始长度l，调节轴套11中心到伸缩驱动机构的距离为r。

2）急刹车工况

根据传感器实时提供的数据可得到预测和即时向前的加速度和惯性加速度座椅平面与正常行驶工况下水平面之间的夹角为θ。根据力的平衡原理，得出调整方案：

伸缩驱动机构ⅰ的伸出的长度不变，伸缩驱动机构ⅱ伸出的长度缩短，座椅向后倾斜一个角度以抵消向前的惯性加速度。

3）起步工况

根据传感器实时提供的数据可得到预测和即时向后的加速度和惯性加速度座椅平面与正常行驶工况下水平面之间的夹角为θ，根据力的平衡原理，得出调整方案：

伸缩驱动机构ⅰ伸出的长度保持不变，伸缩驱动机构ⅱ伸出的长度伸长

4）急转弯工况

根据传感器实时提供的数据可得到预测和即时的加速度和惯性加速度座椅平面与正常行驶工况下水平面之间的夹角为θ。根据力的平衡原理，得出调整方案：

伸缩驱动机构ⅱ伸出的长度保持不变，伸缩驱动机构ⅰ伸出的长度缩短

5）刹车（起步）转弯联合工况

即为刹车（起步）工况与转弯工况综合工况，根据实际工况两杆分别控制与以上工况相同。

还需要说明的是，在本文中，诸如ⅰ、ⅱ、ⅲ关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。