一种零重力座椅结构
阅读说明：本技术 一种零重力座椅结构 (Zero-gravity seat structure ) 是由 马志 龚晓 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种零重力座椅结构,包括靠背、座垫、腿托部件,所述靠背的底部通过一调角器铰设于所述座垫的后端,所述腿托部件的上端铰设于所述座垫的前端,还包括一个驱动电机和一套连杆机构,该一个驱动电机通过所述连杆机构同步驱动所述坐垫、腿托部件的位置发生变化并通过所述坐垫同步带动所述靠背位置发生变化。本发明通过结构简单和低成本的单电机和特殊的连杆机构,实现靠背、坐垫和腿托同步调节,其结构简单,成本低。(The invention discloses a zero-gravity seat structure, which comprises a backrest, a seat cushion and leg support parts, wherein the bottom of the backrest is hinged to the rear end of the seat cushion through an angle adjuster, the upper ends of the leg support parts are hinged to the front end of the seat cushion, the zero-gravity seat structure also comprises a driving motor and a set of link mechanism, and the driving motor synchronously drives the positions of the seat cushion and the leg support parts to change through the link mechanism and synchronously drives the position of the backrest to change through the seat cushion. The invention realizes the synchronous adjustment of the backrest, the cushion and the leg support through the single motor and the special link mechanism with simple structure and low cost, and has simple structure and low cost.)
技术领域
本发明涉及汽车座椅领域，特别涉及一种零重力座椅结构。
背景技术
零重力座椅是当前汽车座椅的发展趋势，当前市场上的零重力座椅大多使用多电机调节，其结构复杂、成本高，只有部分高档车型配备。
中国发明专利申请号202106409905公开的一种紧凑型多向调节零重力座椅骨架，包括，包括底座，该底座上方设置有座框，座框后部通过调角器连接有靠背骨架，座框的前部和后部分别与底座之间设有座框调节连杆，座框调节连杆均在竖直面内转动，每根座框调节连杆与底座分别通过铰接轴铰接，位于座框后部的座框调节连杆与座框铰接，位于前部的座框调节连杆与座框通过倾角调节连杆连接，位于前部和后部的座框调节连杆分别连接有转动驱动机构，同一侧的座框的座框边板和靠背骨架的靠背边板均设置有加强结构，该侧靠背边板后侧设置有用于引导安全带滑动的导向约束机构。该专利实现座框高度调节和倾角调节，并为座框提供稳定支撑，且保证安全带系统的安全性。
上述发明专利中，利用双电机配合多个连杆及转动驱动机构形成的调节结构实现座框高度调节和倾角调节，并且未有将调节结构同步应用于驱动腿托机构上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有零重力座椅均是采用两个以上的电机配合连杆机构来实现靠背、坐垫和腿托同步调节所存在的结构复杂、成本高的问题而提供一种只采用一个电机配合特殊的连杆机构来实现靠背、坐垫和腿托同步调节的零重力座椅结构，其结构简单，成本低。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种零重力座椅结构，包括靠背、座垫、腿托部件，所述靠背的底部通过一调角器铰设于所述座垫的后端，所述腿托部件的上端铰设于所述座垫的前端，还包括一个驱动电机和一套连杆机构，该一个驱动电机通过所述连杆机构同步驱动所述坐垫、腿托部件的位置发生变化并通过所述坐垫同步带动所述靠背位置发生变化。
在本发明的一个优选实施例中，还包括一座椅安装部件，所述坐垫和所述电机均安装在所述座椅安装部件上，所述座椅安装部件支撑在一固定基础上或者安装在一对滑轨上，安装在一对滑轨上的座椅安装部件携带所述靠背、座垫、腿托部件以及驱动电机沿该一对滑轨前后运动。
在本发明的一个优选实施例中，所述连杆机构包括至少一驱动连杆、至少一座垫滑动部件、至少一腿托连杆、至少一中间滑动部件、至少一中间滑动部件连杆和至少一腿托滑动部件；所述坐垫滑动部件与所述座垫滑动连接，所述腿托滑动部件与所述腿托部件滑动连接，所述驱动连杆的一端与所述驱动电机的动力输出端驱动连接，所述驱动连杆的另一端与所述座垫滑动部件铰接；所述腿托连杆的一端与所述座垫滑动部件铰接，所述腿托连杆的另一端与所述腿托滑动部件铰接，所述腿托连杆与所述中间滑动部件滑动连接，所述中间滑动部件连杆的一端与所述座垫固定连接，所述中间滑动部件连杆的一端与所述中间滑动部件铰接。
在本发明的一个优选实施例中，所述座椅安装部件为一对座垫支架侧板，所述座垫包含一对座垫侧板和固定在一对座垫侧板上的坐盆，所述一对座垫侧板后端通过一根第一同步铰接轴与分别与一对座垫支架侧板的后端铰接；所述靠背的底部通过调节器铰接在这一对座垫侧板的后端上；所述驱动电机安装在其中一块座垫支架侧板上，在所述驱动电机的动力输出端上键设一输出齿轮；所述驱动连杆的一端通过一第二同步铰接轴铰接在所述座垫支架侧板上；在所述驱动连杆的一端配置有一扇形齿轮，所述扇形齿轮与所述输出齿轮啮合。
在本发明的一个优选实施例中，所述座垫滑动部件由一设置在所述座垫侧板上的第一长条槽和穿过所述第一长条槽并可在所述第一长条槽内滑动的第一台阶螺栓构成，所述第一台阶螺栓与所述驱动连杆的另一端和所述腿托连杆的一端铰接。
在本发明的一个优选实施例中，所述中间滑动部件由一设置在所述腿托连杆上的第二长条槽和穿过所述第二长条槽并可在所述第二长条槽内滑动的第二台阶螺栓组成，所述中间滑动部件连杆的一端与所述坐盆固定连接，所述第二台阶螺栓与所述中间滑动部件连杆的另一端铰接。
在本发明的一个优选实施例中，所述腿托部件包含一腿托基座，所述腿托基座的上端铰接在所述坐盆的前侧；所述腿托滑动部件为一腿托面板，所述腿托面板滑动配置在所述腿托基座上，所述腿托连杆的另一端铰接在所述腿托面板上。
在本发明的一个优选实施例中，在所述腿托面板上设置有腿托舒适层。
本发明的有益效果在于：
本发明所提供的一种零重力座椅结构，通过结构简单和低成本的单电机连杆机构，实现坐盆、靠背倾角和腿托机构伸展的联动调节功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明的总体结构图。
图2是本发明的座垫支架侧板的局部结构示意图。
图3是本发明的座垫侧板的局部结构示意图。
图4是本发明的座垫侧板和座垫支架侧板的装配示意图。
图5是本发明的腿托连杆的局部结构示意图。
图6是本发明的驱动连杆和第二同步铰接轴的装配示意图。
图7是本发明的座垫侧板、座垫支架侧板和连杆机构的装配示意图。
图8是本发明的腿托部件的局部结构示意图。
图9是本发明的腿托面板和腿托连杆的装配示意图。
图10是本发明的爆炸图。
图11是本发明的初始调节状态示意图。
图12是本发明的过程调节状态示意图。
图13是本发明的最终调节状态示意图。
图14是本发明的初始调节状态的原理简图。
图15是本发明的过程调节状态的原理简图。
图16是本发明的最终调节状态的原理简图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”“纵向”“垂向”“侧向”等指示的方位或位置关系为汽车工程领域技术术语，为了表示基于附图所示的方位或位置关系，便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
参考图1的一种零重力座椅结构，主要由座椅靠背700；包括座垫500；连接座垫500和靠背700的调角器600；设置在滑轨900上的座椅安装部件300；用于连接座椅安装部件300和座垫500的连杆机构100和第一同步铰接轴120；设置在座垫500前端腿托部件200组成。连杆机构100被驱动电机800所驱动用于调节座垫500的纵向角度以及控制腿托部件200的展开及合拢。
参考图2至图4，座垫支架侧板401的侧面上从前向后依次开设有第二同步铰接轴支架固定孔403和电机传动通孔404，其后侧上方开设有一第一同步铰接轴支架固定孔402。驱动电机800固定在座垫支架侧板401上，驱动电机800的一侧设置有一向外突出的电机输出齿轮801，电机输出齿轮801上设置有齿轮，电机输出齿轮801穿过电机传动通孔404向座垫支架侧板401的内侧延伸。座垫500包括设置在前端的半盆500a和两侧的座垫侧板301。座垫侧板301的侧面上从前向后的依次开设有长条槽安装槽304和第一同步铰接轴侧板固定孔302。其中长条槽安装槽304在座垫侧板301平面上的开设方向是倾斜的，其前端垂向的位置度低于后端的位置度。座垫侧板301的后端还分别开设有两个连接板安装孔305，用于通过紧固件与调角器600固定相连。装配时，座垫侧板301被设置在座垫支架侧板401的上方外侧，第一同步铰接轴120通过铰接的方式将坐盆支架第一同步铰接轴支架固定孔402和侧壁板后管固定孔302连接在一起，使得座垫500可以绕第一同步铰接轴120相对座椅安装部件300进行转动。
参考图5至图7，连杆机构100由腿托连杆100c、驱动连杆100d、中间滑动部件100b、座垫滑动部件100a和中间滑动部件连杆100e组成。中间滑动部件连杆100e设置在半盆500a的下方。座垫滑动部件100a由第一长条槽106和第一台阶螺栓105a组成，其中第一长条槽106安装在长条槽安装槽304中。中间滑动部件100b由设置在腿托连杆100c侧壁上的第二长条槽102和第二台阶螺栓105b组成。腿托连杆100c的前端设置有腿托连杆前固定孔103，后端设置有腿托连杆后固定孔104。驱动连杆100d的下方侧壁上开设有第二同步铰接轴连杆固定孔112，驱动连杆100d下方的后侧边上布置有弧状的齿条111，驱动连杆100d的顶端设置有一驱动连杆固定孔113，驱动连杆100d的底端还设置有限位槽114，在座垫支架侧板401上设置有限位销(图中未示出)。安装时，驱动连杆100d被第二同步铰接轴121的一端穿过第二同步铰接轴连杆固定孔112铰接固定在第二同步铰接轴支架固定孔403上，第二同步铰接轴121可自由旋转，座垫支架侧板401上的限位销插入对应的限位槽114内，对驱动连杆100d的转动角度进行限定。第一台阶螺栓105a从最外侧穿过第一长条槽106和腿托连杆后固定孔104，并最终锁紧在驱动连杆固定孔113上。齿条111与电机输出齿轮801相啮合，通过控制驱动电机输出齿轮801正向或反向旋转，推动驱动连杆100d绕第二同步铰接轴121正向或反向旋转，从而将座垫侧板301前端抬高的同时推动腿托连杆100c沿第一长条槽106向前运动。
参考图8至图9，腿托部件200由腿托基座210和半包围设置在腿托基座210两侧和顶面的腿托面板230。腿托基座210包括前端的基座长直部214和后端的基座短直部213，两者之间通过基座折弯部212进行连接，腿托部件200通过紧固件穿过腿托基座210顶部使其固定在半盆500a的前端下方。腿托面板230由两侧的腿托面板外侧板231和连接在腿托面板外侧板231之间的腿托横板240组成。基座滑槽211设置在基座长直部214的侧壁上，两块基座加强板220夹持在基座滑槽211的两侧，两颗加强板螺丝221穿过第一块基座加强板220、基座滑槽211、第二块基座加强板220(本发明仅命名基座加强板220，第一块基座加强板和第二块基座加强板并非单独的技术特征)，最后固定在腿托面板230上，使得腿托面板230可以沿基座滑槽211方向进行滑动。安装时，第二台阶螺栓105b穿过第二长条槽102固定在半盆500a下方的中间滑动部件连杆100e上，腿托连杆前固定孔103则通过紧固件固定在腿托面板外侧板231上。
结合图10至图15，当座垫500位于最低点的初始调节位置时，驱动连杆100d位于其转动方向的最低点，第一台阶螺栓105a位于第一长条槽106的最右侧，腿托连杆100c向外伸出的长度是最短的，使得腿托部件200相对于座垫500向下垂下。启动驱动电机800后，驱动电机800推动驱动连杆100d沿逆时针方向旋转，驱动连杆固定孔113位置持续抬升，通过第一台阶螺栓105a绕第二同步铰接轴121做圆周运动同时驱使座垫侧板301带动整个座垫500前端抬升。同时第一台阶螺栓105a推动腿托连杆100c沿第一长条槽106向前伸出，第二台阶螺栓105b在第二长条槽102中相对于第一台阶螺栓105a做反向移动，使得连杆机构100的前端在第一台阶螺栓105a推动向前伸出的同时还绕第二台阶螺栓105b以中间滑动部件连杆100e为支点做顺时针向上抬起的旋转运动。腿托连杆100c在位移过程中，推动腿托部件200绕腿托基座210的顶部的固定点做逆时针旋转，腿托面板230最终在连杆机构100的驱使下沿基座滑槽211向其另一端持续运动，最终将腿托部件200抬起。当驱动电机800行程结束时，驱动连杆固定孔113位于最高点，第一台阶螺栓105a位于第一长条槽106的最左端，第二台阶螺栓105b位于第二长条槽102的最右端，腿托部件200抬升至最高点，座垫500和靠背700完成后仰运动。
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