汽车安全带有效固定点分布设计方法以及汽车座椅和汽车的制作方法

专利名称：汽车安全带有效固定点分布设计方法以及汽车座椅和汽车的制作方法
汽车安全带有效固定点分布设计方法以及汽车座椅和汽车
技术领域：
本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种汽车安全带有效固定点分布设计方法以及通过采用该方法来进行安全带有效固定点布置的汽车座椅、设置有所述汽车座椅的汽车。
背景技木在现有技术中，尽管在进行汽车安全带有效固定点的分布设计时存在着诸如类比法或经验法等多种方法，但是至今尚未形成一整套成熟、固定的设计方法，这样就会造成由于各个设计人员所采用的设计方法不一致、设计时考虑问题不周全等原因而在造车试制阶段出现固定点分布设计不合理或不符合要求，需要再返エ重新修改设计的问题。如此，将导致设计周期过长，从而严重影响到整车的开发进度。
此外，由于汽车是经由众多零部件组装而成的相当复杂的产品，因此就需要在进行汽车安全带有效固定点分布设计时采用合适的方法，以避免由于进行不同坐标系统转换带来的繁琐、复杂的数据处理过程以及可能由此产生的差错。在公开号为CN101894173A的中国专利申请文献中公开了ー种安全带固定点坐标換算方法，此外在公开号为CN1736773A的中国专利申请文献中公开了供乘员横卧时使用的汽车横向安全带的安装固定方法，显然上述这些方法都不能解决以上问题。

发明内容有鉴于此，根据本发明的ー个方面，其目的在于提供一种汽车安全带有效固定点分布设计方法，以有效地解决在现有技术中存在的如上所述的诸多问题。此外，根据本发明的另ー个方面，其目的在于提供通过采用上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法来进行安全带有效固定点布置的汽车座椅，以在设计和制造汽车座椅时能够快速、高效、准确地获得被合理布置于其上的各安全带有效固定点，从而可以更好地满足现实需要。另外，根据本发明的又ー个方面，其目的在于提供设置有上述汽车座椅的汽车，以进ー步地满足现实需要。为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下一种汽车安全带有效固定点分布设计方法，其包括以下步骤A、在汽车上设定ー个基准点且以其为坐标原点，并且分别以汽车车身的纵向、横向和高度方向为Χ、γ和Z轴方向建立基准三直角坐标系，然后预设座椅躯干角、座椅在所述坐标系中的设计參考点R、座椅平均宽度和车身平均宽度；以及B、确定锁扣有效固定点S在所述坐标系中的坐标位置，其包括bl、预设点Tl和点T2，它们的X、Z轴坐标均与设计參考点R的X、Z轴坐标相同，点Tl和点T2各自的Y轴坐标点均位于设计參考点R的Y轴坐标点的相同一侧并且分别与之相隔O. 5倍所述座椅平均宽度、O. 6倍所述座椅平均宽度的距离；
b2、根据座椅和车身的结构及強度判断可否将锁扣设置在座椅上如果可以，则在所述坐标系中设置通过设计參考点R且与XY平面成鋭角α I相交并且二者相交线平行于Y轴的Pi平面，通过点Tl作平行于XZ平面的平面以与Pl平面相交得到相交线LI，再通过点S在Z轴上的预设上、下限坐标点分别作平行于XY平面的平面以与Pl平面相交得到相交线L2和L3，从而将点S设置在相交线LI与L2形成的第一交点、相交线LI与L3形成的第二交点之间的线段上；否则，将锁扣设置在车身上，在所述坐标系中设置通过设计參考点R且与XY平面分别成锐角α2、鋭角α 3相交并且与XY平面的相交线均平行于Y轴的Ρ2平面和Ρ3平面，所述锐角α3大于所述锐角α2，通过点Τ2作平行于XZ平面的F平面以分别与Ρ2平面和Ρ3平面相交得到相交线L4和L5，再通过点S在Z轴上的所述预设上、下限坐标点分别作平行于XY平面的平面以与F平面分别相交得到相交线L6和L7，从而将点S设置在由相交线L4、L5、L6和L7彼此相交所形成的封闭区域内。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，所述步骤B还包括b3、在通过步骤b2确定锁扣有效固定点S在所述坐标系中的坐标位直之后，校对该坐标位置是否符合设计规范如果不符合，则重新执行步骤b2直到符合设计规范为止。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，所述方法还包括确定端片有效固定点D在所述坐标系中的坐标位置的步骤C，其包括Cl、预设点T3和点T4，它们的X、Z轴坐标均与设计參考点R的X、Z轴坐标相同，点T3和点T4各自的Y轴坐标点均位于设计參考点R的Y轴坐标点的相同一侧并使得点T3与点Tl关于设计參考点R对称设置、点T4的Y轴坐标与设计參考点R的Y轴坐标相隔O. 5倍所述车身平均宽度减去设计參考点R的Y轴坐标绝对值的距离；c2、根据座椅和车身的结构及強度判断可否将端片设置在座椅上 如果可以，则在所述坐标系中设置通过设计參考点R且与XY平面成鋭角α 4相交并且二者相交线平行于Y轴的Ρ4平面，通过点Τ3作平行于XZ平面的平面以与Ρ4平面相交得到相交线L8，再通过点D在Z轴上的预设上、下限坐标点分别作平行于XY平面的平面以与Ρ4平面相交得到相交线L9和L10，从而将点D设置在相交线L8与L9形成的第三交点、相交线L8与LlO形成的第四交点之间的线段上；否则，将端片设置在车身上，在所述坐标系中设置通过设计參考点R且与XY平面分别成锐角α5、锐角α 6相交并且与XY平面的相交线均平行于Y轴的Ρ5平面和Ρ6平面，所述锐角α 6大于所述锐角α 5，并通过点Τ4作平行于XZ平面的H平面以分别与Ρ5平面和Ρ6平面相交得到相交线Lll和L12，再通过点D在Z轴上的预设上、下限坐标点分别作平行于XY平面的平面以与H平面分别相交得到相交线L13和L14，从而将点D设置在由相交线Lll、L12、L13和L14彼此相交所形成的封闭区域内。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，所述步骤C还包括c3、在通过步骤c2确定端片有效固定点D在所述坐标系中的坐标位直之后，校对该坐标位置是否符合设计规范如果不符合，则重新执行步骤c2直到符合设计规范为止。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，所述方法还包括确定肩部有效固定点J在所述坐标系中的坐标位置的步骤D，其包括dl、沿汽车车身的纵向设置包含汽车车身上B柱的P7平面，并将点J的Y轴坐标设置在P7平面上；d2、从设计參考点R沿所述座椅躯干角方向向上延伸I. 3倍所述座椅平均宽度的距离至点M,并从点M平行于Y轴向P7平面方向延伸O. 3倍所述座椅平均宽度的距离至点N，从点N沿垂直于由点R、M和N所构成平面的直线向车身头部方向延伸O. 2倍所述座椅平均宽度的距离作为安全带与人体肩部的接触点J1，然后将已设定的锁扣有效固定点S与点Jl连接成直线L15并得到其与P7平面相交形成的第五交点，将该第五交点的Z轴坐标点设置为上极限点Zmax ;过点Jl作平行于Y轴的直线并得到其与P7平面相交形成的第六交点，将该第六交点的Z轴坐标点设置为下极限点Zmin,从而将点J的Z轴坐标点设置在上极限点Z-和下极限点Zmin之间；d3、设置通过上极限点Zmax且平行于X轴的直线以使其与B柱的中线Xb相交于点JB1，再设置通过下极限点Zmin且平行于X轴的直线以使其与中线Xb相交于点JB2，从而将点J的X坐标点设置在点JBl和点JB2之间。 在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，所述步骤D还包括d4、在通过步骤dl-d3确定肩部有效固定点J在所述坐标系中的坐标位置之后，校对该坐标位置是否符合设计规范如果不符合，则重新执行步骤dl-d3直到符合设计规范为止。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，在步骤d4中，如果点J的X轴坐标不符合设计规范，则直接预设点J的X轴坐标以使其符合设计规范，然后再修正B柱在所述坐标系中的坐标位置。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，所述方法还包括预设4个座椅移动极限位置设计參考点以从其限定的区域内选定设计參考点R的步骤，所述座椅移动极限位置设计參考点包括前高位置设计參考点Rl、前低位置设计參考点R2、后低位置设计參考点R3和后高位置设计參考点R4。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，所述座椅躯干角的设置范围为20° -30°。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，所述锐角α 、α2和α 3的设置范围分别为50° -70°、35° -55°和70° -90°。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，所述锐角α4、α5和α 6的设置范围分别为50° -70°、20° -40°和70° -90°。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，步骤b2中的点S在Z轴上的预设上限坐标点的数值比设计參考点R的Z轴坐标值小O. 2倍 O. 3倍所述座椅平均宽度。在上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，优选地，步骤c2中的点D在Z轴上的预设上限坐标点的数值比设计參考点R的Z轴坐标值小O. 3倍 O. 5倍所述座椅平均宽度。—种汽车座椅,在所述汽车座椅上设置有锁扣，其根据上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法得到的锁扣有效固定点S的坐标位置进行布置；端片，其根据上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法得到的端片有效固定点D的坐标位置进行布置；和/或安全带上固定件，其根据上述的汽车安全带有效固定点分布设计方法得到的肩部有效固定点J的坐标位置进行布置。一种汽车，所述汽车内设置有至少ー个上述的汽车座椅。本发明的有益效果在于本发明的汽车安全带有效固定点分布设计方法是由一系列步骤组成，其适用性强并且成熟、可靠，采用该方法能充分保证在进行安全带有效固定点分布设计时考虑问题周到、全面，从而可以一次性地获得各安全带有效固定点的合理布置位置而不必再进行重复性设计，由此能够缩短了设计周期、降低开发成本，实现既快又好地设计出符合要求的汽车安全带有效固定点分布。按照本发明方法所得到的各安全带有效固定点分布位置进行相应地布置，就可以高效、快速、方便地提供安全带有效固定点布置位置合理、准确的汽车座椅以及设置有这类汽车座椅的汽车，从而能够更好地满足汽车制造厂商和消费者的现实需要。
以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进ー步的详细描述。为了清楚起见，在所附的附图中有可能部分地放大了图面中某些区域、线段、点等要素所占比例，因此仅作为示意图而不应认为其需要严格反映出几何尺寸的比例关系。其中图I示出了在使用本发明的汽车安全带有效固定点分布设计方法时的ー个基准三直角坐标系示例；图2示出了在使用本发明的汽车安全带有效固定点分布设计方法时的部分预设设计參数情况；图3是根据本发明方法的一个实施例，将锁扣安装在汽车座椅上时确定锁扣有效固定点S位置分布范围的示意图；图4是根据本发明方法的一个实施例，将锁扣安装在汽车车身上时确定锁扣有效固定点S位置分布范围的示意图；图5是根据本发明方法的另ー个实施例，将端片安装在汽车座椅上时确定端片有效固定点D位置分布范围的示意图；图6是根据本发明方法的另ー个实施例，将端片安装在汽车车身上时确定端片有效固定点D位置分布范围的示意图；图7是根据本发明方法的又一个实施例，确定安全带与人体肩部的接触点Jl位置的示意图，该图仅是基于XZ平面进行示意性图示的；图8是根据本发明方法的又一个实施例，确定安全带与人体肩部的接触点Jl位置的示意图，该图仅是基于YZ平面进行示意性图示的；图9是根据本发明方法的又一个实施例，确定肩部有效固定点J位置的示意图，该图仅是基于XZ平面进行示意性图示的；以及图10是根据本发明方法的又一个实施例，确定肩部有效固定点J位置的示意图，该图仅是基于YZ平面进行示意性图示的。
具体实施方式
虽然在本文中是以各种实施例来说明本发明的各种形式，但是应当理解的是这些不同形式也可以按照在本文中未显示的许多其他方式来加以实现，无论是独立地或以增カロ、删除其中某些特征的方式进行各种组合。除非特意地指明除外，所有这类组合都被认为属于本发明的范围之内。另外，尽管在本文中将本发明的某些特性、概念或形式表述成是优选的方法、装置或设备，但是除非特别指明，这类表述并不意味着这种特性是所希望的或必需的。此外，还需要特别指出的是，为了帮助理解本发明，在本文中可能直接提供了ー些典型的或者具有代表性的数值和范围，然而这些数值和范围并不是作为限制性的，而仅在特别指明时才需要将它们视为是极限的数值或范围，并且这些数值和范围显然应当是包括了针对它们的任何非实质性的偏差。另外，为了简化表述，可能在本文中有些地方是将锁扣有效固定点S、端片有效固定点D、肩部有效固定点J、安全带与人体肩部的接触点Jl直接简称为点S、点D、点J、点Jl。除另有特别指明以外，以上这类表述显然对应地具有完全相同的含义。此外，除非专门指 出，对于在本文中各处提及到的某一点在某一坐标轴上的坐标，它是包含了所述点在所述坐标轴上投影点的含义，即在本文中通常所称的所述点的所述轴坐标点。再者，在本文中所提到的上、下、高、低、前、后、头、尾、纵向、横向、高度方向、水平方向等方位用语是相对于附图中所示汽车的方位进行定义的，它们是相対的概念，可以根据汽车所处的不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。因此，上述这些或者其他的方位用语都是为了方便说明而加以使用的，所以不应当将它们解释为限制性用语。在本发明的汽车安全带有效固定点分布设计方法中，为了保证组成汽车的各零部件能够相互匹配、协调工作，并且避免由于采用不同坐标系而需要进行后期坐标转换处理造成的不便以及可能产生的差错，首先需要在汽车上设定ー个基准点，然后以该基准点为原点建立基准三直角坐标系。例如图I所示，一个此类基准三直角坐标系(以下简称为“坐标系”)在该图中就是将汽车上的O点选取为基准点，然后再以车身纵向作为X轴并且以车尾方向为X轴正向，车身横向作为Y轴，车身高度方向作为Z轴。如此，在进行安全带有效固定点设计时，就可以依据上述坐标系作为整个设计过程中的设计坐标系，从而不必再进行任何复杂繁琐的后期坐标转换工作。在使用本发明方法时，还需要预设ー些设计參数，例如座椅躯干角α、座椅在上述坐标系中的设计參考点R、座椅平均宽度和车身平均宽度等。以下将具体说明这些參数的基本含义及其设置情況。进行安全带有效固定点分布设计的目的时为了有效地保护乘员安全，同时也应当兼顾到佩戴的舒适性。所以安全带有效固定点设计是以乘员坐在座椅上所占有的位置及其坐姿为基础的，如图2所示，这个被占有的位置即称为座椅设计參考点R，而坐姿通常是以座椅躯干角α来表示(通常与Z轴的夹角处于20° -30°范围内，例如在优选的情形下将其设为25° )。另外，在本发明方法中，座椅平均宽度、车身平均宽度这两个尺寸參数都是作为重要的參考基准，以便于在进行复杂的设计处理时都是采用统一的比值參照对象，从而有助于实现參数化设计。在ー些更优选的情况下，还需要设置更多的设计參数。例如，由于座椅的移动将会影响到安全带对乘员的保护性和舒适性，为此在进行汽车安全带有效固定点分布设计时最好就预先考虑到座椅移动的极限位置。再请參阅图2，在进行安全带有效固定点分布设计前除了设定上述的座椅设计參考点R坐标、座椅躯干角α等參数之外，还需要预设4个座椅移动极限位置设计參考点，它们分别包括前高位置设计參考点R1、前低位置设计參考点R2、后低位置设计參考点R3和后高位置设计參考点R4。如图2所示，座椅的设计參考点R实际上就是被包含在由上述4个座椅移动极限位置点R1-R4所限定的区域内的。又如，在进行设计时，可能还需要限定锁扣、端片等有效固定点在坐标系中某些坐标轴(如Z轴)上的上、下限坐标点位置參数值。关于如何在坐标系中合理地预设以上所述的各种极限位置的具体数值，这是与安全带有效固定点的各种相关设计规范(例如，国际标准、国家标准、行业标准、企业标准、设计手册或其他规范等)、工程人员或设计人员的经验以及设计需求等方面相关的，由于这部分内容已被本领域技术人员所能理解或熟知，所以在本文中不做重点描述。在完成了上述的坐标系以及相应设计參数的设置工作之后，就可以随后确定锁扣有效固定点S在该坐标系中的坐标位置。在图3和图4中示出了采用本发明方法的ー个实 施例，该实施例是基于将锁扣有效固定点S布置在座椅上或车身上这两种可能的情形，下面将分别结合图3和图4来对其中的设计步骤过程进行详细的说明。对于锁扣的设置位置，首先需要综合考虑座椅、车身的结构特点以及强度承载能力等方面因素来确定将其设置在座椅上、还是车身上。如果判定可以将锁扣设置在座椅上，则这将有利于进行锁扣操作，锁扣有效固定点S不会随着座椅移动而产生相对移动，因此也就不需要使用两个限制平面来确定锁扣有效固定点S的位置分布范围。请具体參考图3，首先在坐标系中预设点Tl,该点Tl的Χ、Ζ轴坐标与设计參考点R的Χ、Ζ轴坐标完全相同，但是它的Y轴坐标则与设计參考点R的Y轴坐标相隔O. 5倍座椅平均宽度的距离；然后，再如图3所示，在坐标系中设置Pl平面，该Pl平面是通过设计參考点R并且同XY平面之间形成鋭角α I(将其优选地设定在50° -70°范围内)相交，同时该Pl平面与XY平面二者之间的相交线是与Y轴保持平行的。接下来，通过点Tl作平行于XZ平面的E平面，该E平面与Pl平面相交得到相交线LI ;再通过点S在Z轴上的预设上、下限坐标点(可以根据具体设计情形来确定上述的上、下限坐标点，例如可将上限坐标点设置成比设计參考点R的Z轴坐标值小O. 2倍 O. 3倍座椅平均宽度)分别作平行于XY平面的平面，以使得它们分别与Pl平面相交得到相交线L2和L3，这样就得到了由相交线LI与L2相交形成的第一交点Ρ12、由相交线LI与L3相交形成的第二交点ρ13。由此，在将锁扣设置在座椅上的情形下，通过以上步骤就获得了锁扣有效固定点S的合理布置范围，即将其设置在第一交点Ρ12和第二交点ρ13之间的线段上，这种锁扣有效固定点布置方式能够有效地将乘员的臀部约束在汽车座椅上。再请參考图4，如果综合考虑座椅、车身的结构特点以及强度承载能力等方面之后，判定不适宜将锁扣设置在座椅上而改设在车身上，则设置点Τ2并使其与上述的点Tl位于设计參考点R的Y轴坐标点的相同一侧，点Τ2的Χ、Ζ轴坐标也被设置成与设计參考点R的X、Z轴坐标完全相同，并且将点Τ2的Y轴坐标设置成与设计參考点R的Y轴坐标相隔O. 6倍座椅平均宽度的距离；接下来，在图4所示的坐标系中分别设置Ρ2平面和Ρ3平面。其中，Ρ2平面被设置成通过设计參考点R并且与XY平面形成锐角α2(将其优选地设定在35° -55°范围内)，同时该P2平面与XY平面之间的相交线平行于Y轴；而P3平面是被设置成通过设计參考点R，并且与XY平面形成锐角α3(其大于锐角α 2，并被优选地设定在70° -90°范围内)，同时该Ρ3平面与XY平面之间的相交线平行于Y轴。然后，通过点Τ2作平行于XZ平面的F平面，该F平面分别与Ρ2平面和Ρ3平面相交得到相交线L4和L5。随后，再通过点S在Z轴上的预设上、下限坐标点(可以根据具体设计情形来确定上述的上、下限坐标点，例如可将上限坐标点设置成比设计參考点R的Z轴坐标值小O. 2倍 O. 3倍座椅平均宽度)分别作平行于XY平面的平面，以使得它们分别与F平面相交得到相交线L6和L7。这样，在将锁扣设置在车身上的情形下，就获得了锁扣有效固定点S的合理布置范围，即将其设置在由上述的相交线L4、L5、L6和L7彼此相交所形成的封闭区域内，采用本实施例所示的锁扣有效固定点布置方式能够将乘员的臀部有效地约束在汽车座椅上。在通过本发明方法的以上示例获得了锁扣有效固定点S的分布位置之后，在更优选的情形下，还可以进ー步实施校验步骤来校对该有效固定点的坐标位置是否符合设计规范，如果不符合则重新执行以上的相应步骤直到符合设计规范为止。关于上述的设计规范，其可以国际标准、国家标准、行业标准、企业标准、设计手册、设计要求或者其他方面的规范等，因为这部分内容属于现有技术并被本领域技术人员理解或熟知，所以在此不多赘述。下面将结合图5、图6来进行进一步说明本发明方法的另ー个实施例，以便于能够更好地理解本发明的设计过程、特点及其优势。与前述的锁扣设置情形相类似，端片的布置位置也是根据座椅、车身的结构特点以及强度承载能力等方面因素进行综合考虑，来确定是将其设置在座椅上、还是车身上，并且根据这两种不同情形分别采用以下的步骤进行相应设计处理以获得端片有效固定点D 在坐标系中的坐标位置。如图5所示，如果确认能将端片设置在座椅上，则首先预设点Τ3，该点Τ3的Χ、Ζ轴坐标与设计參考点R的X、Z轴坐标完全相同，同时使得点Τ3与前述的点Tl关于设计參考点R进行对称设置，这样就将点Τ3在坐标系中的位置进行了唯一确定；随后，在图5所示的坐标系中继续设置Ρ4平面，该Ρ4平面是通过设计參考点R并且与XY平面形成锐角α4(将其优选地设定在50° -70°范围内)相交，同时应使得Ρ4平面与XY平面之间的相交线平行于Y轴。然后，通过点Τ3作平行于XZ平面的G平面，以使得该G平面与Ρ4平面相交得到相交线L8 ;再通过点D在Z轴上的预设上、下限坐标点(可以根据具体设计情形来确定上述的上、下限坐标点，例如可将上限坐标点设置成比设计參考点R的Z轴坐标值小O. 3倍 O. 5倍座椅平均宽度)分别作平行于XY平面的平面，以使得它们分别与Ρ4平面相交得到相交线L9和L10，这样就得到了由相交线L8与L9相交形成的第三交点Ρ89、由相交线L8与LlO相交形成的第四交点ρ810。通过以上步骤，就在将端片设置在座椅上的情形下获得了其合理的布置范围，即将端片有效固定点D设置在第三交点Ρ89、第四交点ρ810之间的线段上，这种端片有效固定点布置方式可以保证将乘员的臀部有效约束在汽车座椅上的效果。当考虑座椅、车身的结构特点以及强度承载能力等方面后，确定适宜将端片设置车身上而不是在座椅上时，这种方式有利于降低座椅的设计强度，并且在座椅移动时，端片有效固定点将会相对座椅移动而需要使用ニ个限制平面来确定端片有效固定点的布置范围。
在将端片设置车身上的情况下进行设计吋，如图6所示，首先设置点T4，使点T4的X、Z轴坐标与设计參考点R的X、Z轴坐标相同，并且保证点T4和点T3各自的Y轴坐标点都是位于设计參考点R的Y轴坐标点的相同一侧(即点T4与前述的点T2在Y轴方向上是分处于设计參考点R的不同侧)，同时将点T4的Y轴坐标设置成与设计參考点R的Y轴坐标相隔一个设定的距离，该距离等于O. 5倍车身平均宽度与设计參考点R的Y轴坐标绝对值之间的差值；再如图6所示，然后在坐标系中设置P5平面和P6平面，P5平面是通过设计參考点R并且与XY平面形成锐角α5(将其优选地设定在20° -40°范围内)，同时使得该Ρ5平面与XY平面之间的相交线平行于Y轴；Ρ6平面也是通过设计參考点R，同时该平面Ρ6与XY平面形成锐角α6(其大于锐角α 5，并将该锐角α 6优选地设置在70° -90°范围内)，并且使得该Ρ6平面与XY平面之间的相交线也平行于Y轴。随后，通过点Τ4作平行于XZ平面的H平面，该H平面分别与Ρ5平面和Ρ6平面相交得到相交线Lll和L12，再通过点D在Z轴上的预设上、下限坐标点(可以根据具体设计情形来确定上述的上、下限坐标点，例如可将上限坐标点设置成比设计參考点R的Z轴坐标值小O. 3倍 O. 5倍座椅平均宽度)分别作平行于XY平面的平面，以与使得它们分别与H平面分别相交得到相交线L13和L14。 如此则在将端片设置在车身上的情形下，就获得了端片有效固定点D的合理布置范围，SP将其设置在由上述的相交线Lll、L12、L13和L14彼此相交所形成的封闭区域内，采用本实施例所示方式获得的锁扣有效固定点布置位置是能够将乘员的臀部有效约束在汽车座椅上的。在更优选的情形下，当通过以上示例方法获得了端片有效固定点D的分布位置之后，还可以进ー步采用校验步骤来校对该有效固定点的坐标位置是否符合设计规范，如果不符合则重新执行以上的相应步骤直到符合设计规范为止。在此提交到的设计规范内容，请參见之前关于锁扣有效固定点设计部分处的相应说明，在此不再描述。请再将结合參阅图7-10，通过这些附图以下将详细地介绍根据本发明方法的又一个实施例来确定肩部有效固定点J分布位置的过程。首先，确定点J在坐标系中的Y轴坐标先沿着汽车车身的纵向设置P7平面(图10)并通过该P7平面将汽车车身上B柱包含在其内，在得到P7平面之后，就可以将点J的Y轴坐标设置在该P7平面上。其次，确定点J在坐标系中的Z轴坐标，该过程包括以下步骤(I)确定安全带与人体肩部的接触点Jl :首先，从设计參考点R沿座椅躯干角α方向向上延伸I. 3倍座椅平均宽度的距离至点Μ(图7、图8)，然后从点M开始平行于Y轴方向朝向Ρ7平面方向延伸O. 3倍座椅平均宽度的距离到点N，再从点N开始沿着与由点R、M和N所构成平面相垂直的直线方向朝向车身头部方向延伸O. 2倍座椅平均宽度的距离得到一个坐标点(在图7、图8中分别图示出了该坐标点在XZ平面、YZ平面内的投影情形)，即将这个坐标点作为安全带与人体肩部的接触点Jl ；(2)确定点J在Z轴上的上、下极限点Zmax和Zmin :首先，将通过前述步骤后已被设定的锁扣有效固定点S与点Jl连接成直线L15(图10)，并且得到直线L15与P7平面相交形成的第五交点(在图10中示出了该第五交点在YZ平面内的投影情形)，这样就将该第五交点的Z轴坐标点设定为上极限点Zmax ;过点Jl作平行于Y轴的直线并得到其与P7平面相交形成的第六交点(在图10中示出了该第六交点在YZ平面内的投影情形)，以此将该第六交点的Z轴坐标点设定为下极限点Zmin,从而将点J的Z轴坐标点设置在以上得到的上极限点Zmax和下极限点Zmin之间；最后，确定点J在坐标系中的X轴坐标首先设置通过上极限点Zmax并且平行于X轴的直线，该直线与B柱的中线Xb相交于点JB 1(图9);然后，再设置通过下极限点Zmin并且平行于X轴的直线，该直线与中线Xb相交于点JB2 (图9)，这样即可将点J的X坐标设置在点JB I和点JB2之间。通过以上详述的设计步骤，就能够最终确定肩部有效固定点J在坐标系中的合理分布位置。与前述针对锁扣有效固定点S和端片有效固定点D的坐标位置进行校对的步骤相类似，在优选情形下，也可以对以上得到的肩部有效固定点J的坐标位置进行一次或多次校对处理，直到其符合设计规范为止。当然，还可以结合前述的前高位置设计參考点R1、前 低位置设计參考点R2、后低位置设计參考点R3、后高位置设计參考点R4，通过由这四个座椅移动极限位置设计參考点所限定的区域来对肩部有效固定点J的坐标位置进行进一歩的校对和调整处理，以符合设计规范。此外，在更优选的情形下，还可以在以上校对过程中，如果发现点J的X轴坐标不符合设计规范，则可以直接预设点J的X轴坐标以使其符合设计规范，然后再修正B柱在坐标系中的坐标位置，这样处理的优点在于可以在某些实际应用场合下加快本发明方法的设计效率。通过采用以上的本发明的汽车安全带有效固定点分布设计方法，就可以快速、准确、高效地确定锁扣、端片和/或安全带在汽车上的合理布置位置，如此就能够在汽车座椅上相应地设置此类锁扣、端片和/或安全带上固定件，进而可以将ー个或多个上述的汽车座椅装设在汽车内部，以便能够满足汽车厂商、消费者等的现实需求。由于本发明具备了如前所述的众多优点和良好的技术效果，因此颇为值得将其在汽车技术领域进行推广、应用，以创造出更佳的社会效益和经济效益。以上列举了若干具体实施例来详细阐明本发明的汽车安全带有效固定点分布设计方法以及通过采用该方法来设置安全带有效固定点的汽车座椅和汽车，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
权利要求
1.一种汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 A、在汽车上设定一个基准点且以其为坐标原点，并且分别以汽车车身的纵向、横向和高度方向为X、Y和Z轴方向建立基准三直角坐标系，然后预设座椅躯干角、座椅在所述坐标系中的设计参考点R、座椅平均宽度和车身平均宽度；以及 B、确定锁扣有效固定点S在所述坐标系中的坐标位置，其包括 bl、预设点Tl和点T2，它们的X、Z轴坐标均与设计参考点R的X、Z轴坐标相同，点Tl和点T2各自的Y轴坐标点均位于设计参考点R的Y轴坐标点的相同一侧并且分别与之相隔0. 5倍所述座椅平均宽度、0. 6倍所述座椅平均宽度的距离； b2、根据座椅和车身的结构及强度判断可否将锁扣设置在座椅上 如果可以，则在所述坐标系中设置通过设计参考点R且与XY平面成锐角a I相交并且二者相交线平行于Y轴的Pl平面，通过点Tl作平行于XZ平面的平面以与Pl平面相交得到相交线LI，再通过点S在Z轴上的预设上、下限坐标点分别作平行于XY平面的平面以与Pl平面相交得到相交线L2和L3，从而将点S设置在相交线LI与L2形成的第一交点、相交线LI与L3形成的第二交点之间的线段上； 否则，将锁扣设置在车身上，在所述坐标系中设置通过设计参考点R且与XY平面分别成锐角a 2、锐角a 3相交并且与XY平面的相交线均平行于Y轴的P2平面和P3平面，所述锐角a3大于所述锐角a2，通过点T2作平行于XZ平面的F平面以分别与P2平面和P3平面相交得到相交线L4和L5，再通过点S在Z轴上的所述预设上、下限坐标点分别作平行于XY平面的平面以与F平面分别相交得到相交线L6和L7，从而将点S设置在由相交线L4、L5、L6和L7彼此相交所形成的封闭区域内。
2.根据权利要求I所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，所述步骤B还包括 b3、在通过步骤b2确定锁扣有效固定点S在所述坐标系中的坐标位置之后，校对该坐标位置是否符合设计规范如果不符合，则重新执行步骤b2直到符合设计规范为止。
3.根据权利要求I所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，所述方法还包括确定端片有效固定点D在所述坐标系中的坐标位置的步骤C，其包括 Cl、预设点T3和点T4，它们的X、Z轴坐标均与设计参考点R的X、Z轴坐标相同，点T3和点T4各自的Y轴坐标点均位于设计参考点R的Y轴坐标点的相同一侧并使得点T3与点Tl关于设计参考点R对称设置、点T4的Y轴坐标与设计参考点R的Y轴坐标相隔0. 5倍所述车身平均宽度减去设计参考点R的Y轴坐标绝对值的距离； c2、根据座椅和车身的结构及强度判断可否将端片设置在座椅上 如果可以，则在所述坐标系中设置通过设计参考点R且与XY平面成锐角a 4相交并且二者相交线平行于Y轴的P4平面，通过点T3作平行于XZ平面的平面以与P4平面相交得到相交线L8，再通过点D在Z轴上的预设上、下限坐标点分别作平行于XY平面的平面以与P4平面相交得到相交线L9和L10，从而将点D设置在相交线L8与L9形成的第三交点、相交线L8与LlO形成的第四交点之间的线段上； 否则，将端片设置在车身上，在所述坐标系中设置通过设计参考点R且与XY平面分别成锐角a 5、锐角a 6相交并且与XY平面的相交线均平行于Y轴的P5平面和P6平面，所述锐角a 6大于所述锐角a 5，并通过点T4作平行于XZ平面的H平面以分别与P5平面和P6平面相交得到相交线Lll和L12，再通过点D在Z轴上的预设上、下限坐标点分别作平行于XY平面的平面以与H平面分别相交得到相交线L13和L14，从而将点D设置在由相交线L11、L12、L13和L14彼此相交所形成的封闭区域内。
4.根据权利要求3所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，所述步骤C还包括 c3、在通过步骤c2确定端片有效固定点D在所述坐标系中的坐标位置之后，校对该坐标位置是否符合设计规范如果不符合，则重新执行步骤c2直到符合设计规范为止。
5.根据权利要求I所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，所述方法还包括确定肩部有效固定点J在所述坐标系中的坐标位置的步骤D，其包括 dl、沿汽车车身的纵向设置包含汽车车身上B柱的P7平面，并将点J的Y轴坐标设置在P7平面上； d2、从设计参考点R沿所述座椅躯干角方向向上延伸I. 3倍所述座椅平均宽度的距离至点M,并从点M平行于Y轴向P7平面方向延伸0. 3倍所述座椅平均宽度的距离至点N，从点N沿垂直于由点R、M和N所构成平面的直线向车身头部方向延伸0. 2倍所述座椅平均宽度的距离作为安全带与人体肩部的接触点J1，然后将已设定的锁扣有效固定点S与点Jl连接成直线L15并得到其与P7平面相交形成的第五交点，将该第五交点的Z轴坐标点设置为上极限点Zmax ;过点Jl作平行于Y轴的直线并得到其与P7平面相交形成的第六交点，将该第六交点的Z轴坐标点设置为下极限点Zmin，从而将点J的Z轴坐标点设置在上极限点Zmax和下极限点Zniin之间； d3、设置通过上极限点Zmax且平行于X轴的直线以使其与B柱的中线Xb相交于点JB1，再设置通过下极限点Zmin且平行于X轴的直线以使其与中线Xb相交于点JB2，从而将点J的X坐标点设置在点JBl和点JB2之间。
6.根据权利要求5所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，所述步骤D还包括 d4、在通过步骤dl-d3确定肩部有效固定点J在所述坐标系中的坐标位置之后，校对该坐标位置是否符合设计规范如果不符合，则重新执行步骤dl-d3直到符合设计规范为止。
7.根据权利要求6所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，在步骤d4中，如果点J的X轴坐标不符合设计规范，则直接预设点J的X轴坐标以使其符合设计规范，然后再修正B柱在所述坐标系中的坐标位置。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，所述方法还包括预设4个座椅移动极限位置设计参考点以从其限定的区域内选定设计参考点R的步骤，所述座椅移动极限位置设计参考点包括前高位置设计参考点RU前低位置设计参考点R2、后低位置设计参考点R3和后高位置设计参考点R4。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，所述座椅躯干角的设置范围为20° -30°。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，所述锐角a I、a 2和a 3的设置范围分别为50° -70°、35° -55°和70° -90°。
11.根据权利要求3或4所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，所述锐角a 4、a 5和a 6的设置范围分别为50° -70°、20° -40°和70° -90°。
12.根据权利要求1-7中任一项所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，步骤b2中的点S在Z轴上的预设上限坐标点的数值比设计参考点R的Z轴坐标值小0.2倍 0. 3倍所述座椅平均宽度。
13.根据权利要求3或4所述的汽车安全带有效固定点分布设计方法，其特征在于，步骤c2中的点D在Z轴上的预设上限坐标点的数值比设计参考点R的Z轴坐标值小0. 3倍 0.5倍所述座椅平均宽度。
14.一种汽车座椅，其特征在于，在所述汽车座椅上设置有 锁扣，其根据权利要求1-13中任一项所述汽车安全带有效固定点分布设计方法得到的锁扣有效固定点S的坐标位置进行布置； 端片，其根据权利要求3、4、11或13所述汽车安全带有效固定点分布设计方法得到的端片有效固定点D的坐标位置进行布置；和/或 安全带上固定件，其根据权利要求5、6或7所述汽车安全带有效固定点分布设计方法得到的肩部有效固定点J的坐标位置进行布置。
15.—种汽车，其特征在于，所述汽车内设置有至少一个根据权利要求14所述的汽车座椅。
全文摘要
本发明涉及一种汽车安全带有效固定点分布设计方法，包括步骤A、在汽车上设定一个基准点且以其为坐标原点，并且分别以汽车车身的纵向、横向和高度方向为X、Y和Z轴方向建立基准三直角坐标系，然后预设座椅躯干角、座椅在该坐标系中的设计参考点R、座椅平均宽度和车身平均宽度；B、确定锁扣有效固定点S在该坐标系中的坐标位置。本发明还涉及通过采用上述方法来进行安全带有效固定点布置的汽车座椅和设置有所述汽车座椅的汽车。采用本发明能分布合理安全带有效固定点，缩短设计周期，降低开发成本，从而能够既快又好地设计出符合要求的汽车安全带有效固定点分布。
文档编号G06F17/50GK102682140SQ20111006519
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者方根明 申请人:上海汽车集团股份有限公司