活性材料致动的座椅底座伸展器制造技术

一种适于与座椅一起使用的座椅底部伸展系统，其限定了支撑长度，并且包括基于致动器的活性材料，其中所述致动器被构造成导致或使得所述支撑长度能够伸展或收回。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及座椅底座，具体地，涉及具有活性材料致动器的坐垫或底座 延伸部，该活性材料致动器从动地耦接至该底座的远端边缘，并可操作以使底座的远端 边缘伸展或收回。
技术介绍
传统的座椅底座或垫子用于支撑乘客的臀部。然而，令人担忧的是，这些底座 往往无视乘客的体型或喜好，而采用了恒定的长度。也就是说，尽管座椅作为整体通常 是可操作的，但是座椅的支撑长度却通常是固定的。特别考虑到汽车的设置，后排的乘 客座椅底座通常是固定定位的，这对乘客进出车辆造成了障碍。结果，有动力和无动力 的垫子伸展装置在本领域中已经被开发出来，然而，由于机电致动和锁定的复杂性，这 些实施例仅获得有限的应用或使用。
技术实现思路
本专利技术通过提供了一种使用活性材料致动来实现支撑长度的伸展/收回、或者 实现释放锁定机构以及允许锁定机构的座椅底座伸展系统，从而解决了这些担忧。因 此，本专利技术对于提供一种能更好地适应多种不同(例如，体型或喜好)乘客的节能的座椅 伸展/收回解决方案是有用的。也就是说，通过可伸展，座椅底座可更好的支撑身材较 大的乘客的大腿，而传统的座椅底座则通常被设计成适于平均身材的成年乘客。本专利技术 的功用还在于，在小型汽车中通过按照需要缩短座椅底座的长度能够使乘客上下车更便 禾U。最后，要认识到的是，活性材料致动的使用(取代了机电马达，螺线管，等)导致 了减少的重量、并且导致了在封装要求和噪音(包括听觉上的和关于EMF的)方面的减 小。总之，创新性的系统包括具有第一支撑长度的可重新构造的座椅底座，从动 地(或被驱动地(drivenly))耦接至该底座并包括活性材料元件的致动器，以及可操作以 产生信号并将其输送至该元件以便激活该信号的信号源。致动器被构造成导致或者使得 底座能够重新构造，以便在被激活时具有与第一支撑长度不同的第二支撑长度。通过参考以下对本专利技术各种特征的详细说明以及包含在其中的示例，可以更加 充分地理解本专利技术。附图说明下面将参照示例性比例的附图来详细描述本专利技术的优选实施例，附图中图1是根据本专利技术的优选实施例的具有底座和靠背(upright)的汽车座椅的透视 图，其中特别示出了底座伸展系统，包括与控制器通信耦接的枢转结构、信号源、输 入装置和传感器；图2是根据本专利技术的优选实施例的汽车座椅底座的侧视图，其示出了底座伸展系统的内部，包括形状记忆线丝致动器、枢转结构、和以放大视图示出的齿轮锁定机 构；图3是根据本 专利技术的优选实施例的底座伸展系统的局部正视图，包括固定区 段(或部分)、可手动调节的自由区段(或部分)、储能元件、和以放大视图示出的齿杆 锁定机构；图4是根据本专利技术优选实施例的图3所示系统的俯视图，还包括弓弦状形状记 忆线丝致动器，和以放大视图示出的过载保护器；图5是根据本专利技术优选实施例的底座伸展系统的局部侧视图，包括通过齿杆 和销锁定机构选择性接合的可手动调节的自由区段，以及储能元件；图6是根据本专利技术优选实施例的图5所示系统的俯视图，还示出与销互相耦接的 形状记忆线丝致动器，并且还示出了与致动器通信耦接的按钮输入装置；图7是根据本专利技术优选实施例的用来与图5和图6所示系统一起使用的小齿轮和 齿条的侧视图；图8是根据本专利技术优选实施例的适于锁定底座伸展系统以便防止双向运动的凹 口杆和方销的局部透视图；图9a是根据本专利技术优选实施例的层的透视图，其中该层具有由多个衬垫构成的 带分块小平面的远端区段，以及从动地耦接至所述区段的第一形状记忆线丝与第二形状 记忆线；图9b是根据本专利技术优选实施例的图9a中所示层的透视图，其中线丝被激活，以 使所述区段变直并伸展；图IOa是根据本专利技术优选实施例的层的侧视图，其中该层具有柔性远端区 段，该柔性远端区段限定有内部空间；设置在该空间中的远端耦接器；以及同样位于该 空间之中的由至少一根形状记忆线丝与耦接器互相连接的滑动机构；图IOb是图IOa中所示层的侧视图，其中线丝被激活，使得滑块被促使外移动， 从而使底座相应伸展；图11是根据本专利技术优选实施例的底座伸展系统的侧视图，包括四连杆联接组 件、由滑轮拖拽并从动地耦接至该组件的形状记忆线丝致动器、和内部返回机构；图12是根据本专利技术优选实施例的柔性结构构件的侧视图，该构件枢转地连接至 底座框架并具有第一升起位置(以实线示出)和由形状记忆线丝致动器与乘客的体重共同 导致的伸展位置(以虚线示出)；图13是根据本专利技术优选实施例的图12中所示构件的侧视图，其中该竖直构件限 定了铰链和移动至跨骑该铰链的线丝。具体实施例下述对活性材料致动的座椅底座伸展系统10的优选实施例的描述在本质上仅仅 是示例性的，并不意图限制本专利技术、其应用或使用。本专利技术关于包括底座或垫子12a的 汽车座椅12进行描述和例示，其中该底座或垫子12a构造成用于支撑乘客的臀部(未示 出)；然而应该理解，本专利技术的益处可有用于其他各种类型的座椅(或家具)，包括，例 如靠躺式沙发、飞机座椅和儿童座椅。在所示出的实施例中，座椅12是还具有靠背(或椅背)12b的类型。图1示出了处于正常状态中的座椅底座12a，其中限定了第一支撑长度Lp在 本专利技术的第一方面，底座12a的至少一部分被从动地耦接到至少一个活性材料元件14， 或以其他方式与至少一个活性材料元件14相关联，以便通过其来进行重新构造。此处， 重新构造导致支撑长度伸展或收回至第二长度L2。在第二方面，元件14的激活使得重新 构造能够以其他方式(例如，手动)被致动。也就是说，活性材料元件14用于驱动底座 12a的至少一部分进行移位或重新构造，或者用于使底座12a的至少一部分能够移位或重 新构造，从而改变所述支撑长度。I.活性材料的描述和功能如此处所用，术语“活性材料”应被赋予其由本领域的普通技术人员所理解那 样的通常含义，并且包括当暴露于外部信号源时在基本性质(例如，化学性质或固有的 物理性质)中具有可逆变化的任何材料或复合物。因此，活性材料应当包括那些响应于 激活信号而在刚性、形状和/或尺寸中具有变化的成分。活性材料包括但不仅限于，形状记忆合金(SMA)、铁磁体形状记忆合金、电活 性聚合物(ΕΑΡ)、压电材料、磁流变弹性体、电流变弹性体、高输出石蜡型(HOP)蜡致 动器，等等。取决于特定的活性材料，激活信号可以采取但不仅限于以下形式热能、 电流、电场(电压)、温度变化、磁场、机械负载、或应力等，具体激活信号取决于活性 材料的构造和/或材料。例如，磁场可被应用于改变由磁致伸缩材料制造的活性材料的 性质。热信号可被应用于改变如SMA之类的热激活的活性材料的性质。电信号可被应 用于改变由电活性材料和压电材料制造的活性材料的性质。用于和本专利技术一起使用的合适的活性材料包括但不仅限于形状记忆合金、铁 磁形状记忆合金、电活性聚合物(ΕΑΡ)、压电陶瓷、和其他可作为致动器起作用的活性 材料。这些类型的活性材料具有记住其原始形状和/或弹性模量的能力，该原始形状 和/或弹性模量可通过应用外部刺激被随后恢复。这样，从原始形状的变形只是临时性 的情况。以这种方式，由这些材料构成的元件可响应激活信号改变到训练形状(trained shape)。更特别的，形状记忆合金(SMA' S)通常是指显示出在受到合适热量刺激时恢 复到某种预先限定的形状或尺寸的能力的一组金属材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种座椅底座伸展系统，包括：具有第一支撑长度的能够重新构造的座椅底座；从动耦接至所述底座的致动器，所述致动器包括活性材料元件，当暴露于激活信号或者被与激活信号隔开时，所述活性材料元件能够操作以经受可逆的变化；以及信号源，其能够操作以产生所述信号并将所述信号输送至所述元件，以使所述元件暴露于所述信号；所述致动器被构造成作为所述变化的结果导致或使得所述底座能够被重新构造，以便具有与所述第一支撑长度不同的第二支撑长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-3-4 61/0336501.一种座椅底座伸展系统，包括具有第一支撑长度的能够重新构造的座椅底座；从动耦接至所述底座的致动器，所述致动器包括活性材料元件，当暴露于激活信号 或者被与激活信号隔开时，所述活性材料元件能够操作以经受可逆的变化；以及信号源，其能够操作以产生所述信号并将所述信号输送至所述元件，以使所述元件 暴露于所述信号；所述致动器被构造成作为所述变化的结果导致或使得所述底座能够被重新构造，以 便具有与所述第一支撑长度不同的第二支撑长度。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述元件包括选自基本上由如下材料构成的组中 的材料形状记忆合金、铁磁形状记忆合金、形状记忆聚合物、磁流变弹性体、电流变 弹性体、电活性聚合物、和压电陶瓷。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述致动器还包括在所述活性材料元件和所述底 座中间与它们耦接的储能元件，并且其中，作为所述变化的结果，所述储能元件能够操 作以释放所储存的能量并导致所述底座被重新构造。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述底座包括锁定机构，所述锁定机构能够操作 以相对于所述底座实现接合和分离状况，仅当所述机构处于所述分离状况中时所述底座 能够被重新构造，所述致动器从动地耦接至所述机构，并且能够操作以导致所述机构实 现所述接合和分离状况。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述机构包括齿杆和可运动的销，其构造成在所 述接合状况中选择性地抓住所述杆，并且所述致动器从动地耦接至所述销，以便作为所 述变化的结果导致所述销与所述杆分离。6.如权利要求4所述的系统，其中，所述致动器还包含偏置弹簧，其接合所述机构， 以便朝向所述接合状况驱动所述机构。7.如权利要求1所述的系统，其中，输入装置连接至所述底座，通信地耦接至所述致 动器，并且能够操作以选择性地导致所述元件变化。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述底座包括枢转结构，所述枢转结构被构造 成使所述底座在处于第一位置中时达到第一长度，并且在摆动到第二位置时达到第二长 度，并且所述元件是从动地耦接至所述结构并且构造成导致所述结构作为所述变化的结 果而摆动的形状记忆合金线丝。9.如权利要求1所述的系统，其中，所述底座具有纵向分开的第一区段和第二区段， 所述区段协同地具有所述第一长度，并且所述致动器被构造成选择地修改所述区段之间 的间隔或相对定位，以便限定所述第二长度。10.如权利要求9所述的系统，其中，所述区段通过传动装置耦接，所述传动装置包 括齿条和小齿轮、机械连杆、螺母和螺杆传动装置、齿轮传动装置、或液压或气动耦 接器，并且所述致动器被从动地耦接至所述齿条和小齿轮，从而使得作为所述变化的结 果导致所述齿条和小齿轮中的相对移位。11.如权利要求1所述的系统，其中，所述底座包括具有分块小平面的远端区段的外 层，所述区段能够弯曲，通常具有限定所述第一长度的伸展和非线性状况，并且所述元 件是连接至所述区段并被构造成作为所述变化的结果导致所述区段变直以限定所述第二长度的形状记忆合金线丝。12.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP拉瓦尔，DK麦奎恩，SE莫里斯，NL约翰逊，PW亚历山大，AL布朗，GL琼斯，ND曼凯姆，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US