可调节的座椅组件和交通工具组件 |
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| 申请号 | CN201710138695.3 | 申请日 | 2017-03-09 | 公开(公告)号 | CN107521380A | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 李尔公司; 温森·C·邹扎尔; | 发明人 | 温森·C·邹扎尔; 杰拉尔德·帕特里克; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及可调节的座椅组件和交通工具组件。一种座椅组件设置有座椅靠背和定向在座椅靠背的第一区域和第二区域中的第一 致动器 和第二致动器。安全保护装置连接至座椅靠背。 控制器 编程为操作第一致动器和第二致动器以调节座椅靠背的第一区域和第二区域。控制器可以响应于致动器的调节来调节安全保护装置，以使安全保护装置的调节与按序姿势校准相协调。控制器还可以与致动器同时地调节交通工具视觉设备以使交通工具视觉设备的调节与按序姿势校准相协调。控制器还可以在致动器调节的同时调节交通工具驾驶控制手动输入设备以使交通工具驾驶控制手动输入设备的调节与按序姿势校准相协调。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种座椅组件，包括： |
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| 说明书全文 | 可调节的座椅组件和交通工具组件技术领域[0001] 各种实施方案涉及可调节的座椅组件和具有可调节的座椅组件和可调节的内部部件的交通工具组件。 [0002] 背景 [0004] 概述 [0005] 根据至少一个实施方案，座椅组件设置有座椅靠背。第一致动器定向在座椅靠背的第一区域中。第二致动器定向在座椅靠背的第二区域中。安全保护装置连接至座椅靠背。第三致动器连接至安全保护装置。控制器与第一致动器和第二致动器电通信。控制器被编程为操作第一致动器来调节座椅靠背的第一区域。第二致动器在初始调节第一致动器之后被操作来调节第二区域。响应于第一致动器和第二致动器中的至少一个的调节操作第三致动器来调节安全保护装置，以使安全保护装置的调节与按序姿势校准(sequential posture alignment)相协调。 [0006] 根据至少另一个实施方案，座椅组件设置有座椅靠背。第一致动器定向在座椅靠背的第一区域中。第二致动器定向在座椅靠背的第二区域中。控制器与第一致动器和第二致动器电通信。控制器被编程为操作第一致动器来调节座椅靠背的第一区域。第二致动器在初始调节第一致动器之后被操作来调节第二区域。响应于第一致动器和第二致动器中的至少一个的调节发送指示交通工具视觉设备的调节的输出信号，以使交通工具视觉设备的调节与按序姿势校准相协调。 [0007] 根据至少另一个实施方案，交通工具组件设置有具有座椅靠背的座椅组件。第一致动器定向在座椅靠背的第一区域中。第二致动器定向在座椅靠背的第二区域中。控制器与第一致动器和第二致动器电通信。控制器被编程为操作第一致动器来调节座椅靠背的第一区域。第二致动器在初始调节第一致动器之后被操作来调节第二区域。响应于第一致动器和第二致动器中的至少一个的调节发送指示交通工具视觉设备的调节的输出信号，以使交通工具视觉设备的调节与按序姿势校准相协调。交通工具视觉设备与控制器通信以接收指示交通工具视觉设备的调节的输出信号。交通工具视觉设备包括显示器。 [0008] 根据至少另一个实施方案，交通工具组件设置有具有座椅靠背的座椅组件。第一致动器定向在座椅靠背的第一区域中。第二致动器定向在座椅靠背的第二区域中。控制器与第一致动器和第二致动器电通信。控制器被编程为操作第一致动器来调节座椅靠背的第一区域。第二致动器在初始调节第一致动器之后被操作来调节第二区域。响应于第一致动器和第二致动器中的至少一个的调节发送指示交通工具视觉设备的调节的输出信号，以使交通工具视觉设备的调节与按序姿势校准相协调。交通工具视觉设备与控制器通信以接收指示交通工具视觉设备的调节的输出信号。交通工具视觉设备包括镜组件。 [0009] 根据至少另一个实施方案，座椅组件设置有座椅靠背。第一致动器定向在座椅靠背的第一区域中。第二致动器定向在座椅靠背的第二区域中。控制器与第一致动器和第二致动器电通信。控制器被编程为操作第一致动器来调节座椅靠背的第一区域。第二致动器在初始调节第一致动器之后被操作来调节第二区域。响应于第一致动器和第二致动器中的至少一个的调节发送指示交通工具驾驶控制手动输入设备的调节的输出信号，以使交通工具驾驶控制手动输入设备的调节与按序姿势校准相协调。 [0010] 根据至少另一个实施方案，交通工具组件设置有具有座椅靠背的座椅组件。第一致动器定向在座椅靠背的第一区域中。第二致动器定向在座椅靠背的第二区域中。控制器与第一致动器和第二致动器电通信。控制器被编程为操作第一致动器来调节座椅靠背的第一区域。第二致动器在初始调节第一致动器之后被操作来调节第二区域。响应于第一致动器和第二致动器中的至少一个的调节发送指示交通工具驾驶控制手动输入设备的调节的输出信号，以使交通工具驾驶控制手动输入设备的调节与按序姿势校准相协调。交通工具驾驶控制手动输入设备与控制器通信以接收指示交通工具驾驶控制手动输入设备的调节的输出信号。交通工具驾驶控制手动输入设备包括可调节的脚踏板。 [0011] 根据至少另一个实施方案，交通工具组件设置有具有座椅靠背的座椅组件。第一致动器定向在座椅靠背的第一区域中。第二致动器定向在座椅靠背的第二区域中。控制器与第一致动器和第二致动器电通信。控制器被编程为操作第一致动器来调节座椅靠背的第一区域。第二致动器在初始调节第一致动器之后被操作来调节第二区域。响应于第一致动器和第二致动器中的至少一个的调节发送指示交通工具驾驶控制手动输入设备的调节的输出信号，以使交通工具驾驶控制手动输入设备的调节与按序姿势校准相协调。交通工具驾驶控制手动输入设备与控制器通信以接收指示交通工具驾驶控制手动输入设备的调节的输出信号。交通工具驾驶控制手动输入设备包括可调节的方向盘组件。 [0013] 图1是根据实施方案的被图示为部分拆卸的交通工具座椅组件的前透视图； [0014] 图2是根据实施方案的用于交通工具座椅系统的显示图像； [0015] 图3是图2的交通工具座椅系统的另一显示图像； [0016] 图4是图2的交通工具座椅系统的另一显示图像； [0017] 图5是图2的交通工具座椅系统的另一显示图像； [0018] 图6是图2的交通工具座椅系统的另一显示图像； [0019] 图7是图2的交通工具座椅系统的另一显示图像； [0020] 图8是图2的交通工具座椅系统的另一显示图像； [0021] 图9是图2的交通工具座椅系统的另一显示图像； [0022] 图10是图2的交通工具座椅系统的另一显示图像； [0023] 图11是根据实施方案的用于调节交通工具座椅组件的总体方法的一部分的流程图； [0024] 图12是根据另一实施方案的用于调节交通工具座椅组件的总体方法的另一部分的流程图； [0025] 图13是根据实施方案的座椅组件和乘员骨骼(skeletal occupant)的后部示意图； [0026] 图14是座椅致动系统的致动区和方向的侧面示意图； [0027] 图15是乘员以各种姿势的一系列侧面示意图；以及 [0028] 图16是根据实施方案的交通工具组件的系统图。 [0029] 详细描述 [0030] 根据要求，在本文公开了本发明的详细的实施方案；然而应理解的是，所公开的实施方案仅仅是可以各种形式和可替代形式实施的本发明的示例。附图未必是按比例的；一些特征可能被夸大或缩小，以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构细节以及功能性细节不应解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式利用本发明的代表性基础。 [0031] 用于交通工具座椅组件的舒适性、姿势和健康的座椅系统有组织地或无组织地利用调节硬件来提供视觉界面。系统可被用来适当配置任何新的或现有的座椅系统。系统还可解决具体的舒适性、姿势或偏好，比如胸部支撑。座椅系统使舒适性数据和生物力学知识具体化，以使数据可传送。 [0032] 舒适性、姿势和健康的座椅系统整合人体测量学数据、生物力学数据和历史就坐舒适数据。座椅系统可以在用于交通工具的原始装备中或在售后产品中使用。可适用的市场包括汽车、公共交通、航空等，以及非交通工具座椅，比如办公室座椅、家庭座椅、商业座椅和公共场所座椅。 [0033] 可以进行数据收集，该数据收集包括由医学专业人员对于最佳舒适度或优选姿势进行的乘员的合适样本的专家定位。如果需要的话，数据收集可以在正在进行的基础上在具体位点处使用。专家输入提供高水平的专家舒适度、姿势和个性化适配。数据可以基于人体测量学、体压分布(BPD)、致动器的状态(例如，可充气空气囊的压力、阀的状态等)或提供可调节交通工具座椅组件的舒适性、姿势和生物力学优化位置的其它数据。基于数据的类别，数据被收集在知识库或表中以用于设置调节。知识库可以根据专家定位数据和乘员具体数据来编辑。根据知识库的设置调节被用于交通工具座椅组件28中的预设置选项。设置调节可以在控制器或显示器处由用户定制。 [0034] 输入数据可以相对于调节设置来标绘，以用于高水平分类。设置可以通过拓扑分簇来分类，以用于设置预设置选项。各种设置选项可以被提供用于各种类型的驾驶。例如，旅游设置可以提供每套设备设置和基本舒适性、姿势和健康建议。旅游设置还可以提供最佳可见度、使用特征和控制以及类似物。性能设置可以针对活跃的驾驶者来提供，以提供具有更稳固就座的更直立的位置。另外地，豪华设置可以是更后倾的，具有较软就座。 [0035] 图1图示了覆盖物被去除的交通工具座椅组件28。座椅组件28包括座垫32，座垫32适于被安装以用于在交通工具的前后方向和上下方向上马达驱动的可调节平移。座椅组件28包括座椅靠背34，座椅靠背34枢转地连接至座垫32，以相对于座垫32大致竖直地延伸，以用于相对于座垫32的马达驱动枢转调节。头部保护装置(未示出)被安装以用于相对于座椅靠背34的马达驱动的可调节平移。 [0036] 至少一个压缩机36向座椅组件28提供空气源。多个阀38接收被压缩的空气，并且通过控制器39来控制，以将被压缩的空气调控到座椅组件28中以及调控出座椅组件28。座垫32包括左前方空气囊40、右前方空气囊42、左后方空气囊44、右后方空气囊46、左侧靠垫空气囊48以及右侧靠垫空气囊50。座椅靠背34包括多个腰部空气囊52、多个胸部空气囊54、左侧靠垫空气囊56以及右侧靠垫空气囊58。阀38可设置为公共的阀组，其容纳在座椅靠背34中或在座垫32之下；或者阀38可以各自设置在空气囊40、42、44、46、48、50、52、54、56、58中的每一个上。压缩机36可以设置在座椅靠背34、座垫32中，或隐藏在交通工具主体内。控制器39可以设置在座垫32之下的模块中，并且可以是还控制交通工具中的其它功能的多功能控制器。 [0037] 据信，对脊椎的胸部区域的支撑可降低受力并且支撑多达上身质量的三分之一。通过增加上身质量的支撑，在肌肉、韧带以及脊椎和骨盆区域上降低了负载。减小的负载减少了身体的这些区域的疲乏。胸部空气囊54是可调节的，以在正确位置中提供降低这种负载所必需的正确的支撑度。 [0038] 控制器39从预设置数据或从定制化数据接收调节设置。数据可以从设置在交通工具中的界面输入。界面可整合到交通工具中，例如，与控制器39适当有线或无线通信的仪器面板显示器。界面可以是远程的，例如，个人数字助理(PDA)，包括电话、平板电脑以及类似物。界面可以设置为智能装置应用，其中，用户输入关于自身的相关信息。智能电话界面可以不需要现场专业技能或座椅性质。远程界面允许用户将设置输送至每个交通工具，例如，私人乘用交通工具、航空座椅、租赁汽车以及类似物。 [0039] 脊椎和椎间盘的错位可能引起对神经系统的刺激，并且可能是很多健康问题的根本原因。此外，脊椎的错位可能是椎间盘突出、椎间盘膨出、小关节问题、骨关节炎和椎管狭窄的影响因素。座椅组件的按序调节可以增强姿势，以最小化脊椎的错位。 [0040] 图2-10图示了来自界面(比如平板电脑)的显示图像。图2图示了其中数据收集过程被启动的欢迎屏幕。图3和图4示出了输入屏幕，其中，生物特征、个人健康以及个人偏好数据(例如身高和健康)被收集。此数据被用来基于知识库或表中先前收集的数据使座椅调节至预设置选项。 [0041] 空气囊40、42、44、46、48、50、52、54、56、58中的每一个可以包括压力传感器，以检测各自的囊40、42、44、46、48、50、52、54、56、58中的空气压力。可设想任何压力传感器，例如在每个相应的空气囊40、42、44、46、48、50、52、54、56、58的出口阀处的气动压力传感器。压力还可通过接触式压力传感器来感测，该接触式压力传感器布置在各个空气囊的一些或全部的前方或后面，包括在其前表面或后表面上。接触式压力传感器可以包括压力传感垫，比如通过美国马萨诸塞州02127-1309的南波士顿的307西部第一街(307West First Street.South Boston,MA.02127-1309,USA)的 公司可得的那些压力传感垫。图5图示了交通工具座椅组件28的描绘，其中区在颜色上不同，以描绘座椅组件28上压力的分布。该可视化可以使用生动的视觉反馈帮助乘员在座椅组件28上定位。如果选择手动调节，图6请求乘员选择座椅组件28的区以进行调节。一旦选择了区，例如图7中的胸部或图8中的腰部，允许乘员对每个空气囊52进行增量调节。 [0042] 提供了动态舒适性、姿势和健康选项。动态舒适性选项的选择测量在图9处的传感器中的压力，并且显示如在图10中的即时图。控制器39比较传感器值，并且如果控制器39确定乘员没有平稳地坐下，则控制器39平衡相对的空气囊中的空气压力，以平衡乘员的就座位置。 [0043] 图11描绘了根据实施方案的用于调节座椅组件28的方法的流程图。在框100处，乘员将座椅组件28调节至期望的位置。在框102处，从多仿型座椅模块请求位置数据以确定座椅组件28的手动调节的位置。在框104处，将手动调节的位置与具有对应预设就座位置的多个存储的预定数据范围进行比较，以确定与手动调节的位置相对应的预设就座位置，并且将相关联的预设就座位置或“舒适位置”分配到手动调节的位置。 [0044] 在框108处，座椅组件28被调节至舒适位置或相关联的预设就座位置。在框106处，通过如由“舒适位置”按钮选择的舒适模式获得舒适位置。可以默认地选择“舒适位置”按钮以获得舒适位置。在框110处，生成并显示例如图5的即时图。 [0045] 根据可替代的实施方案，针对舒适偏好来调查个体的集合，并且将数据制成用于人体测量学数据的范围的舒适就座位置。在图3和图4中的调查问卷中接收的数据可以与预定的人体测量学数据范围进行比较，并且座椅组件28可以被调节到与对应的人体测量学数据范围相关联的舒适位置。 [0046] 再次参考图11，当乘员在框112处选择“规定位置”按钮时，获得座椅组件28的健康模式。在框114处，将图3和图4的调查问卷中接收的数据与预定的人体测量学数据范围进行比较。预定健康位置的表由健康专家规定以用于各种人体测量学范围的最佳姿势和健康并存储在控制器中。选择与由乘员接收的数据的对应的人体测量学数据范围相关联的规定健康位置。在框114处，座椅组件被调节至健康位置。然后，在框116处，显示例如图10的即时图。动态舒适模式可以在该阶段开启，如在按钮112处所选择的。 [0047] 图12阐明了根据实施方案的座椅组件28的动态舒适性调节。在框200处，选择动态舒适模式，该动态舒适模式可以是框106的舒适模式，或框112的健康模式。检测时间，例如三秒，在框202处在传感器或传感器垫处进行测量。在框204和框206处，比较传感器值以确定乘员是否相对于舒适位置或规定位置从左到右偏离位置，这取决于所选择的模式。如果是，则在框208或210处在显示器上提供弹出框，并调节适当的囊。例如，如果乘员向左倾斜太远，则在框204处检测另外的压力，然后在框208处显示消息，并且在框208处另外地充气左囊。在向左倾斜的过程中，在框206处如果检测到压降已经发生在右囊中，则在框210处信息将会被显示且在框210处右囊可以放气，以进一步将左倾斜乘员调节回到中心规定位置。同样，这些选项可以以相反的顺序工作使乘员向右倾斜。 [0048] 在框212和框214处，比较囊的压力来测量胸部、腰部和骶骨区域的中心囊的弯曲和伸展。在框212处如果确定乘员相对于舒适性或规定的位置低垂，则在框216处在显示器的弹出框中提供指示调整的消息，并且在框216处适当的囊被至少部分地充气。如果在框214处确定乘员相对于规定位置弓身，则在框218处提供消息，并且在框218处中心囊被至少部分地放气以使乘员返回到规定的健康位置。 [0049] 在框220处，乘员根据所选择的模式返回到舒适位置或健康位置。为了避免连续的调节，在框202处重复传感器检测之前发生例如五秒的保持位置。 [0050] 图13和图14图示了由数字300标注的座椅组件。座椅组件300类似于先前实施方案，并且被示意性地图示，而没有框架、软垫、装饰、控制器、阀、压缩机以及类似物。座椅组件300还以乘员骨骼被图示出，以讨论普通乘员的相关生物力学特征的机械方位。座椅组件300通过空气囊组件的布置来描绘，空气囊组件各自参照乘员的对应的接触区域，以座椅组件300内的目标位置命名。空气囊组件包括胸部空气囊组件301，其位于座椅组件300的胸部区域中，以支撑乘员的胸部区域，胸部区域是T1至T12椎骨、肋骨并且在肩胛(scapulae)或肩胛骨(shoulder blade)之间。 [0051] 参考图13，胸部区空气囊组件301包括肩胛空气囊302、在肩胛空气囊302之下的中位胸部空气囊303；并且低位胸部空气囊304也设置在中位胸部空气囊303下方，其延伸以支撑脊椎、肩胛和肋骨。三个胸部空气囊302、303、304允许独立控制这些区域以有目标的支撑。 [0052] 继续参考图13，腰部区空气囊组件309设置在胸部空气囊组件301之下，以在L1-L5椎骨处支撑下背部。根据实施方案，腰部区空气囊组件309包括一对空气囊305、306。 [0053] 继续参考图13，骶骨区空气囊组件317设置在腰部空气囊组件309之下，以支撑乘员的骶骨区。骶骨区空气囊组件317可以设置有单个空气囊307。 [0054] 根据至少一个实施方案，空气囊302、303、304、305、306、307按顺序充气，以支持姿势校准、姿势支撑和移动。顺序可通过如以上在先前实施方案中描述的座椅控制器39来控制。首先，胸部空气囊组件301被充气。胸部空气囊302、303、304可以单独地或同时地被充气。图15从左到右图示了在胸部空气囊303、304的充气期间乘员的姿势，在该充气期间，乘员由于背部支撑308(图14)和促进施加在胸部T5-T10椎骨中的压力的向前运动(箭头T，图14)接近和获得健康和姿势的位置。在改进的姿势的情况下，乘员被诱导使其背部挺直并坐直。 [0055] 随后，腰部空气囊305、306被充气，从而用图15中的压力310支撑腰部椎骨，同时低位胸部椎骨和腰部椎骨朝后移动(箭头L/T)，并且颈椎骨(箭头C)朝后移动。接着，肩胛空气囊302被充气以用于肩胛支撑。随后，骶骨空气囊307被充气用于骶骨压力312(图14)，以促进稍微向前倾斜。 [0056] 再次参考图13，座椅组件300可包括多个传感器，该多个传感器各自在空气囊302、303、304、305、306、307中的至少一个中。传感器在每个位置处测量压力或接近度，以向控制器39提供反馈，用于如先前实施方案中描述的后续调节和监控。传感器可以是囊压力传感器、囊阀压力反馈传感器、接近度传感器、三轴角测量传感器或类似物。另外地，对于各种座椅组件实施方案，传感器的任何布置和数量可被设想。 [0057] 现在参考图16，一旦座椅组件28、300和相关联的控制器被激活以将乘员置于适当的就坐姿势，可以对交通工具组件的各种动力控制的内部部件进行调节以适应就坐的姿势变化。所有这些内部部件与乘员配合并且可以受到乘员位置变化的影响。为了说明的目的，显示器402在图16中示出。如上面描述的，显示器402与座椅控制器39进行通信。交通工具控制器可以经由至交通工具组件400的各个内部部件的计算机网络与座椅控制器39通信，以经由软件调节各个内部部件从而适应乘员位置。乘员的输入和位置信息然后可以用于调节上述内部特征。座椅组件28、300的调节可以与交通工具组件400的各种内部部件的调节是同步的、在交通工具组件400的各种内部部件的调节过程中进行或以其它方式与交通工具组件400的各种内部部件的调节同时进行。交通工具组件400的各种内部部件的调节可以响应于座椅组件28、300的调节。可替代地，座椅组件28、300和交通工具组件400的各种内部部件可以按顺序调节。 [0058] 根据一个示例，控制器39可以与方向盘界面404通信。在座椅组件28、300被调节之后，可以调节方向盘组件，例如倾斜度调节、伸出/缩回调节和/或升高/降低调节。方向盘调节可以由健康专业人员规定。可替代地，方向盘调节可以基于所检测的乘员位置确定。方向盘界面404可以与控制器39通信以报告方向盘的手动调节，从而存储特定乘员的位置。 [0059] 控制器39可以与其它交通工具驾驶控制手动输入设备通信，例如，加速踏板和制动踏板界面406。在座椅组件28、300被调节之后，脚踏板(例如，加速踏板和制动踏板)中的一个或多个可以被调节。踏板调节可以被规定或基于所检测的乘员位置确定。踏板界面406可以与控制器39通信以报告踏板的手动调节，从而存储特定乘员的位置。 [0060] 交通工具视觉设备(例如，侧视镜和后视镜界面408)还可以与控制器39进行通信。在座椅组件28、300被调节之后，镜组件中的一个或多个可以被调节，该镜组件包括左侧视镜和右侧视镜以及后视镜。镜调节可以被规定或基于检测的乘员位置确定。镜界面408可以与控制器39通信以报告镜的手动调节，从而存储特定乘员的位置。 [0061] 控制器39还可以与平视显示器界面410进行通信。平视显示器包括用于将信息投影到交通工具组件400的风挡的一部分上的投影仪。调节可以包括为特定用户规定的取向和焦距。在座椅组件28、300被调节之后，显示器可以被调节。该调节可以根据所检测的乘员位置确定。平视显示器界面410可以与控制器39通信以报告显示器的手动调节，从而存储特定乘员的调节数据。 [0062] 安全保护装置还可以与控制器39通信，例如座椅头部保护装置界面412。在座椅组件28、300被调节之后，头部保护装置可以向前和朝上延伸以最小化头部保护装置和乘员的头部之间的间隙。头部保护装置调节可以被规定或根据检测的乘员位置确定。座椅头部保护装置界面412可以与控制器39通信以报告头部保护装置的手动调节，从而存储特定乘员的位置。可替代地，座椅头部保护装置界面412可以并入到控制器39中。 [0063] 座椅安全带肩部锚定器界面414也被示出为与座椅组件控制器39通信。座椅安全带肩部锚定器可固定至交通工具主体柱，或座椅组件28、300。在座椅组件28、300被调节之后，座椅安全带肩部锚定器可以被转移至最佳的舒适、健康或安全位置。座椅安全带肩部锚定器调节可以被规定或根据所检测的乘员位置确定。座椅安全带肩部锚定器界面414可以与控制器39通信以报告座椅安全带肩部锚定器的手动调节，从而存储特定乘员的位置。可替代地，座椅安全带肩部锚定器界面414可以并入到控制器39中。 [0064] 尽管上文描述了各种实施方案，但是不意味着这些实施方案描述了本发明的所有可能的形式。而是，在说明书中使用的词是描述性的词而不是限制性的词，并且应理解，可以做出各种改变而不脱离本发明的精神和范围。另外，可以组合各种实施的实施方案的特征以形成本发明的另外的实施方案。 |
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