一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅

1.本发明涉及特种车辆零部件领域，具体涉及一种具有减振与抗冲击缓冲功能的座椅。


背景技术：

2.对于装甲车辆和防暴车辆这些特种车辆而言，其行驶地面环境非常复杂，不仅需要在普通路面和越野地面上高速行驶，还可能面对地雷等爆炸物的威胁，导致车内乘员需要承受非常恶劣的振动与冲击载荷，严重影响了乘载员的乘坐舒适性和装备操控效能。研究表明：仅仅依靠悬挂减振系统难以保证特种车辆乘载员对减振与抗冲击性能的需求。因此，特种车辆研究人员们在载荷特性和车辆悬挂系统研究的基础上，进一步展开具有减振、抗冲击功能的乘载员座椅研究。
3.研究人员们通过分析特种车辆振动、冲击载荷特点，针对性的提出了一些减振、抗冲击座椅的方案，如cn110303955b、cn113060057a等。这些新型座椅实现了坐高的无级调节、减振、冲击缓冲等功能，减小了外界载荷对车辆乘载员的振动与冲击，提高了座椅的乘坐舒适性和乘载员的装备操控效能。然而，这些座椅的减振、抗冲击缓冲运动轨迹大都比较单一，其缓冲行程基本都是利用车辆内部竖直方向上的空间，与此同时，特种车辆的内部空间有限，特别是竖直方向上因受限于车体高度，限制了现有减振座椅的缓冲距离，制约了座椅的抗冲击性能。此外，现有减振座椅主要还是靠坐垫承载，冲击载荷通过减振元器件缓冲后传递到座椅坐垫上，再经过盆骨-腰椎-脊柱-颈椎传递到头部，形成了一个串联的人体载荷传递链。在这个串联的人体载荷传递链中，其盆骨和腰椎位置所承受的载荷最大，比较容易产生“压迫损伤”；于此同时，由于头部处在串联载荷传递链的最远端，又比较容易产生“甩鞭损伤”。
4.因此，需要提出一种新的具有减振与抗冲击缓冲功能的座椅，以解决上述技术问题中的现有减振座椅在空间利用上不够充分，并且减振与抗冲击缓冲的路径比较单一，再者在载荷传递链上设计不够合理，制约了其冲击载荷下对乘载员的保护效能的问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，能够解决在现有减振座椅在空间利用上不够充分，并且减振与抗冲击缓冲的路径比较单一，再者在载荷传递链上设计不够合理，制约了其冲击载荷下对乘载员的保护效能的问题。
6.为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
7.本发明提供一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，所述减振抗冲击座椅包括坐垫、背垫、位于所述坐垫下方的坐垫承载结构、位于所述背垫后方的靠背承载结构、竖直导向结构、振动缓冲器以及双滑块机构；
8.所述双滑块机构包括位于所述背垫后方的靠背滑轨结构、活动设置于所述靠背滑轨结构上的靠背滑块、位于所述坐垫下方的坐垫滑轨结构、活动设置于所述坐垫滑轨结构
上的坐垫滑块、以及位于所述靠背滑块和所述坐垫滑块之间的联动杆；
9.其中，所述靠背滑块和所述联动杆以及所述靠背承载结构连接处设置有锁扣，所述靠背承载结构的一端通过所述靠背滑块与所述靠背滑轨结构连接，另一端通过所述竖直导向结构和所述振动缓冲器连接到车体上。
10.根据本发明一可选实施例，所述减振抗冲击座椅还包括缓冲复位器，所述缓冲复位器设置在竖直导向结构远离所述靠背滑轨结构一侧，所述缓冲复位器用于快速将所述振动缓冲器复位。
11.根据本发明一可选实施例，所述靠背滑轨结构上设置有第一导向机构，所述靠背滑块通过所述第一导向机构与所述靠背滑轨结构连接，且所述靠背滑块分别通过铰链与所述靠背承载结构和所述联动杆相连接。
12.根据本发明一可选实施例，所述坐垫滑轨结构上设置有第二导向机构，所述坐垫滑块通过所述第二导向机构与所述坐垫滑轨结构连接，且所述坐垫滑块分别通过铰链与所述坐垫承载结构和所述联动杆相连接。
13.根据本发明一可选实施例，所述第一导向机构和所述第二导向机构为滑槽或导轨。
14.根据本发明一可选实施例，所述坐垫滑轨结构通过铰链和/或柔性带与所述靠背滑轨结构相连接。
15.根据本发明一可选实施例，所述坐垫承载结构与所述靠背承载结构通过活动铰链连接。
16.根据本发明一可选实施例，所述减振抗冲击座椅上还安装四点式安全带，四点安全带后两点安装在所述靠背承载结构上，前两点安装在所述坐垫承载结构上。
17.本发明的有益效果：本发明实施例提供一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，该减振抗冲击座椅包括靠背滑轨结构、靠背滑块、靠背承载结构、锁扣、缓冲复位器、振动缓冲器、坐垫承载结构、坐垫滑块、坐垫滑轨结构、坐垫、联动杆、安全带、背垫和竖直导向结构；车辆正常行驶时，锁扣将靠背滑轨结构、滑块结构和靠背承载结构锁止在一起，形成一个整体，依靠振动缓冲器实现正常行驶状态下的缓冲减振；当车辆遇到冲击载荷时，锁扣超负荷打开，安装在靠背和坐垫上的两个滑块结构与联动杆一起构成双滑块运动机构，使得背垫向下缓冲运动的同时，带动坐垫产生横向的关联运动，改变座椅的缓冲运动轨迹，并提高座椅对乘载员腰、背的支撑，从而降低人体的损伤。本发明充分利用车辆内部竖直与水平两个方向上的空间进行缓冲减振，并改变冲击过程的载荷传递路径，从而提高冲击载荷下座椅对乘载员的保护效能。
附图说明
18.为了更清楚地说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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术实施例提供的一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅的结构示意图。
20.图2为本技术实施例提供的一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅中带阈值锁扣的结构示意图。
21.图3为本技术实施例提供的一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅的双滑块机构运行原理图。
22.图4为本技术实施例提供的一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅感受强大的冲击力前/后运动轨迹示意图。
23.图5为本技术实施例提供的一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅的初始位置示意图。
24.图6为本技术实施例提供的一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅抗冲击后的位置示意图。
25.附图标记：靠背滑轨结构1、靠背滑块2、靠背承载结构3、锁扣4、缓冲复位器5、振动缓冲器6、坐垫承载结构7、坐垫滑块8、坐垫滑轨结构9、坐垫10、联动杆11、安全带12、背垫13、车身14和竖直导向结构15。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，“/”表示“或者”的意思。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示，图中虚线表示在结构中并不存在的，仅仅说明结构的形状和位置。本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
28.针对现有减振座椅在空间利用上不够充分，并且减振与抗冲击缓冲的路径比较单一，再者在载荷传递链上设计不够合理，制约了其冲击载荷下对乘载员的保护效能的问题，本发明实施例能够解决上述问题。
29.为此，如图1和图2所示，本发明实施例提供一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅的结构示意图，减振抗冲击座椅包括坐垫10、背垫13、位于坐垫10下方的坐垫承载结构7、位于背垫13后方的靠背承载结构3、竖直导向结构15、振动缓冲器6以及双滑块机构；双滑块机构包括位于背垫13后方的靠背滑轨结构1、活动设置于靠背滑轨结构1上的靠背滑块2、位于坐垫10下方的坐垫滑轨结构9、活动设置于坐垫滑轨结构9上的坐垫滑块8、以及位于靠背滑块2和坐垫滑块8之间的联动杆11；其中，靠背滑块2和联动杆11以及靠背承载结构3连接
处设置有锁扣4，靠背承载结构3的一端通过靠背滑块2与靠背滑轨结构1连接，另一端通过竖直导向结构15和振动缓冲器6连接到车体上。
30.本发明通过双滑块机构，将座椅在竖直方向的缓冲运动扩展到竖直与水平两个方向上，充分利用车内有限空间，增加了的冲击缓冲行程，提高了座椅抗冲击效果；本发明借助于联动杆，将竖直方向的运动与水平方向上的运动关联起来，提高了座椅对人体腰背以上部分的支撑，改变了冲击载荷的传递路径，降低了人体的损伤；本发明通过锁扣和复位装置的配合使用，使座椅同时满足减振和抗冲击的双重需求，并且可以复位重复使用，降低了二次冲击伤害。
31.具体地，图1结合图2，减振抗冲击座椅包括靠背滑轨结构1、靠背滑块2、靠背承载结构3、锁扣4、缓冲复位器5、振动缓冲器6、坐垫承载结构7、坐垫滑块8、坐垫滑轨结构9、坐垫10、联动杆11、安全带12、背垫13和竖直导向结构15。减振抗冲击座椅固定在车身14上。
32.如图3所示，双滑块机构包括位于背垫13后方的靠背滑轨结构1、活动设置于靠背滑轨结构1上的靠背滑块2、位于坐垫10下方的坐垫滑轨结构9、活动设置于坐垫滑轨结构9上的坐垫滑块8、以及位于靠背滑块2和坐垫滑块8之间的联动杆11；靠背滑轨结构1上设置有第一导向机构，坐垫滑轨结构9上设置有第二导向机构，靠背滑块2延着靠背滑轨结构1上的第一导向机构往下移动，靠背滑块2会通过联动杆11带动坐垫滑块8移动，坐垫滑块8在坐垫滑轨结构9上的第二导向机构移动。
33.如图1所示，靠背承载结构3通过靠背滑轨结构1、靠背滑块2和振动缓冲器6连接到车体14上。靠背承载结构3的一端通过靠背滑块2与靠背滑轨结构1连接，另一端通过竖直导向结构15和振动缓冲器6连接到车体上，详细地，靠背承载结构3的另一端套设在竖直导向结构15上，竖直导向结构15通过铰链与车体14相连。振动缓冲器6的一端也套设在竖直导向结构15上，振动缓冲器6的另一端通过铰链与坐垫滑轨结构9相连，本实施例中的竖直导向结构15为圆柱体。
34.坐垫滑轨结构9通过铰链和/或柔性带与靠背滑轨结构1相连接。本实施例中的坐垫滑轨结构9通过铰链与靠背滑轨结构1相连接，可以折叠与展开；坐垫滑轨结构9与靠背滑轨结构1之间在铰链连接的基础上，采用柔性带进行连接以便于折叠与展开，坐垫滑轨结构9与靠背滑轨结构1展开后，利用柔性带保持相互位置，构成双滑块机构的两个滑动轨道。
35.靠背滑轨结构1上设置有第一导向机构，靠背滑块2通过第一导向机构与靠背滑轨结构1连接，且靠背滑块2分别通过铰链与靠背承载结构3和联动杆11相连接。坐垫滑轨结构9上设置有第二导向机构，坐垫滑块8通过第二导向机构与坐垫滑轨结构9连接，且坐垫滑块8分别通过铰链与坐垫承载结构7和联动杆11相连接。第一导向机构和第二导向机构优选为导轨，在其他实施例中的第一导向机构和第二导向机构也可以为滑槽。
36.乘员坐在座椅上，驾乘人的重力作用于坐垫承载结构7上，座椅上有安全带12固定，安全带12和靠背承载结构3以及坐垫承载结构7绑定，将人体完全绑定在座椅上，不会因受到冲击而整个人与座位分离。坐垫承载结构7与靠背承载结构3通过活动铰链连接，在座椅没使用的情况下可以折叠起来。
37.如图2所示，靠背滑块2和联动杆11以及靠背承载结构3连接处有一个锁扣4，在振动冲击没有达到阈值时，锁扣4就会固定于靠背承载结构3和靠背滑块2，通过振动缓冲器的缓冲作用保证乘员的驾驶环境。但军用车辆常常路过一些复杂的路段，车身14会受到很大
的冲击力，就需要振动缓冲器6以及双滑块结构起到双重减振缓冲作用，并振动缓冲器6在缓冲复位器5的作用下快速复原，让振动缓冲器6快速应对下次冲击。
38.带有阈值的锁扣4在座椅抗冲击具有很大的作用，当座椅受到冲击未达到预定的阈值下，座椅的靠背滑块2会由锁扣4将其与靠背承载结构3两侧的侧板固定在一起，不会轻易的断开，此时座椅只通过振动缓冲器6的作用，实现减振缓冲的效果，提高驾乘员乘坐的舒适度。
39.当座椅需要折叠的时候，这时可通过松开锁扣4，坐垫承载结构7转动带动靠背滑块2沿着靠背承载结构3往下滑动，靠背滑块2往上运动，坐垫10和背垫13朝着贴近的趋势运动，从而起到一个收缩的效果，在不需要乘坐的时候节约车内空间。
40.在图4中，线条s1代表座椅感受强大的冲击力后的双滑块机构运动状态示意图，线条s2代表座椅感受强大的冲击力前的双滑块机构运动状态示意图，线条s2代表座椅感受强大的冲击力前的坐垫滑块8的运动轨迹示意图。图5为本技术实施例提供的一种座椅的初始位置示意图。图6为本技术实施例提供的一种座椅抗冲击后的位置示意图。
41.如图4至图6所示，当车辆在路况不好遇到了强大的冲击力，超过了锁扣4的阈值时，座椅中的靠背滑块2会受到强大的冲击力，与靠背承载结构3相连接的连杆处的固定的锁扣4开始运作，当爆炸冲击传递到座椅的瞬间，固定的锁扣4就会被挤开或者断裂，此时双滑块机构中的靠背滑块2延着靠背滑轨结构1上的第一导向机构往下移动，就会带动靠背承载结构3往下移动，靠背承载结构3在下沉时，靠背滑块2会通过联动杆11带动坐垫滑块8移动，坐垫滑块8在坐垫滑轨结构9上的第二导向机构移动，即靠背滑块2带动坐垫10往前移动，使得背垫向下缓冲运动的同时，带动坐垫产生横向的关联运动，改变座椅的缓冲运动轨迹，增加了座椅缓冲的路程，并提高座椅对乘载员腰、背的支撑，从而降低人体的损伤。
42.在同样的时间里，人体所受到的加速度就相对减小，并且连杆机构通过带动座椅，靠背承载结构3在做曲线运动的过程中会和支撑处产生一个阻尼力，为乘员减少爆炸冲击力。然后减振器中的缓冲复位器5快速将振动缓冲器6复位，预防下一次的冲击的到来。并且座椅在缓冲运动中给予乘员的背部一个有效的支撑，有效减少对于腰部和盆骨处的受损，从而来减少乘员在爆炸过程中所受的损伤，并且在头部位置也会有横向的支撑力，并且会有更长的抗冲击行程，有效的规避更多的冲击。在受到冲击的时候，振动缓冲器6中的上连杆会受到压迫往下移动，就会顶着活塞往下压，油缸中的油会被压到减振器中的上连杆内，振动缓冲器6产生缓冲力，抵抗座椅对冲击力的第一道缓冲。
43.整个座椅受到冲击的时候，会自动的往下压，当到达一个峰值的时候，靠背滑块2和靠背承载结构3之间的锁扣4就会松动或者掉下，通过靠背滑块2与坐垫承载结构7处的铰链以及靠背滑块2和联动杆11带动着坐垫承载结构7与靠背承载结构3之间的转动副运动下，座椅不仅往下移动，还会往前移动。在缓冲冲击力的时候不仅增加了路程，进而通过分散加速度减小了人体所受的瞬时加速度，更加的有效的是，它使座椅产生一个曲线运动，在运动的过程中还会给予乘员相应的支撑，相对应的颈椎部分也会相应的有多余的缓冲路程，头部损伤也会有所防护，双滑块机构产生第二道缓冲，更加有效的保障了乘员的安全。
44.本实施例中的安全带12采用的是四点式紧固安全带，能够有效的防止乘员晃动，起到了良好的保护措施。座椅上安装四点式安全带12，四点安全带12后两点安装在靠背承载结构3上，前两点安装在坐垫承载结构7上，通过四点安全带将乘载员固定在坐垫10和靠
背13上，以保证乘载员身体在冲击缓冲过程中按双滑块机构轨迹运动。
45.以上，本实施例中的减振抗冲击座椅通过振动缓冲器6、安全带12、靠背滑块2、坐垫滑块8以及联动杆11能够缓冲巨大的冲击，缓冲复位器5进行快速回位，保证座椅安全性和可靠性。
46.综上，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

技术特征：
1.一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，其特征在于，所述减振抗冲击座椅包括坐垫、背垫、位于所述坐垫下方的坐垫承载结构、位于所述背垫后方的靠背承载结构、竖直导向结构、振动缓冲器以及双滑块机构；所述双滑块机构包括位于所述背垫后方的靠背滑轨结构、活动设置于所述靠背滑轨结构上的靠背滑块、位于所述坐垫下方的坐垫滑轨结构、活动设置于所述坐垫滑轨结构上的坐垫滑块、以及位于所述靠背滑块和所述坐垫滑块之间的联动杆；其中，所述靠背滑块和所述联动杆以及所述靠背承载结构连接处设置有锁扣，所述靠背承载结构的一端通过所述靠背滑块与所述靠背滑轨结构连接，另一端通过所述竖直导向结构和所述振动缓冲器连接到车体上。2.根据权利要求1所述的基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，其特征在于，所述减振抗冲击座椅还包括缓冲复位器，所述缓冲复位器设置在竖直导向结构远离所述靠背滑轨结构一侧，所述缓冲复位器用于快速将所述振动缓冲器复位。3.根据权利要求1所述的基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，其特征在于，所述靠背滑轨结构上设置有第一导向机构，所述靠背滑块通过所述第一导向机构与所述靠背滑轨结构连接，且所述靠背滑块分别通过铰链与所述靠背承载结构和所述联动杆相连接。4.根据权利要求3所述的基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，其特征在于，所述坐垫滑轨结构上设置有第二导向机构，所述坐垫滑块通过所述第二导向机构与所述坐垫滑轨结构连接，且所述坐垫滑块分别通过铰链与所述坐垫承载结构和所述联动杆相连接。5.根据权利要求4所述的基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，其特征在于，所述第一导向机构和所述第二导向机构为滑槽或导轨。6.根据权利要求1所述的基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，其特征在于，所述坐垫滑轨结构通过铰链和/或柔性带与所述靠背滑轨结构相连接。7.根据权利要求1所述的基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，其特征在于，所述坐垫承载结构与所述靠背承载结构通过活动铰链连接。8.根据权利要求1所述的基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，其特征在于，所述减振抗冲击座椅上还安装四点式安全带，四点安全带后两点安装在所述靠背承载结构上，前两点安装在所述坐垫承载结构上。

技术总结
本发明提供一种基于双滑块机构的减振抗冲击座椅，该减振抗冲击座椅包括靠背滑轨结构、靠背滑块、靠背承载结构、锁扣、缓冲复位器、振动缓冲器、坐垫承载结构、坐垫滑块、坐垫滑轨结构、坐垫、联动杆、安全带、背垫和竖直导向结构；当车辆遇到冲击载荷时，锁扣超负荷打开，安装在靠背和坐垫上的两个滑块结构与联动杆一起构成双滑块运动机构，使得背垫向下缓冲运动的同时带动坐垫产生横向的关联运动，改变座椅的缓冲运动轨迹，并提高座椅对乘载员腰、背的支撑，从而降低人体的损伤；本发明充分利用车辆内部竖直与水平两个方向上的空间进行缓冲减振，并改变冲击过程的载荷传递路径，从而提高冲击载荷下座椅对乘载员的保护效能。高冲击载荷下座椅对乘载员的保护效能。高冲击载荷下座椅对乘载员的保护效能。


技术研发人员：陈哲吾 陈振邦 汪国胜 杨书仪 李桂兵
受保护的技术使用者：湖南科技大学
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/6/28