用于車輛的座位系統的制作方法
【專利說明】用于車輛的座位系統
【背景技術】
[0001] 本公開內容涉及一種用于車輛的座位系統。在X、Y、Z坐標系中，人可能受到在六 個自由度上的運動。這些自由度包括繞Χ、γ和Ζ軸線的旋轉和與這些軸線的每個軸線基本 上平行的平移。在車輛、比如農場拖拉機或者小汽車中行進時，人可能對繞滾動和傾斜軸線 的車輛旋轉很敏感。這樣，在有相對僵硬懸浮體的車輛（例如農場拖拉機、運動小汽車）中 的乘客可能在車輛由于車輛正在其之上行進的不平坦表面而開始側向搖晃和/或前后傾 斜時變得不舒適。
[0002] 美國專利5, 857, 535公開一種低縱橫自推進式車輛（1)，該車輛由坐在它上面的 駕駛員（4)操作、讓它的座位（7)從下面由法蘭（12)支撐，該法蘭被樞轉以在車輛的中垂 直平面中的水平軸線（15)歪斜。在軸線（15)與座位（7)之間的間距足以保證在通過操作 歪斜控制機制（21)繞軸線歪斜座位時，座位的中心也在斜坡的上山方向上移位顯著程度。 這減少車輛加上駕駛員的組合的重心（10)的下山移動，從而減少車輛傾翻的風險。

【發明內容】

[0003] 在一個方面中，一種用于車輛的座位系統包括座位，該座位包括人可以坐在其上 的座位底部。第一假想參考豎直中心線在座位和車輛二者在標稱水平面水平定向中時穿過 坐在座位中的人的身體。中間支撐結構被緊固到座位和車輛，該中間支撐結構允許座位相 對于車輛移動。第一致動器可以與座位相互作用以使座位相對于車輛移動。一個或多個傳 感器可以各自測量運動方面。處理器可以（i)從一個或多個傳感器中的每個傳感器接收輸 入并且（ii)利用輸入以確定座位相對于車輛的期望移動，從而座位相對于車輛和車輛相 對于地面的組合運動造成人繞位置基本上沿著參考豎直中心線的虛擬樞轉點的運動。
[0004] 實施例可以包括以下特征中的一個或多個特征。車輛相對于地面的運動是車輛繞 軸線的旋轉。虛擬樞轉點位于車輛繞其旋轉的軸線以上。虛擬樞轉點位于車輛的底板以 上。虛擬樞轉點位于座位相對于車輛的相對運動出現的水平面以上。處理器控制座位的運 動以便最小化虛擬樞轉點在車輛被旋轉時沿著參考豎直中心線的移位。虛擬樞轉點位于人 可以坐在其上的座位底部的表面以上約1-4英尺。虛擬樞轉點位于人可以坐在其上的座位 底部的表面以上約2-3英尺。座位在車輛的底板或者附近樞轉地連接到車輛。致動器使座 位相對于車輛繞第一軸線的旋轉在相反意義上繞第二軸線旋轉。座位能夠繞與水平平面未 相交的第二軸線旋轉。第二軸線與車輛在該車輛在直線中行進時移動的方向基本上平行。 第二軸線與車輛在該車輛在直線中行進時移動的方向基本上垂直。座位系統還包括第二致 動器。座位能夠繞與水平平面未相交的第三軸線旋轉。第一致動器和第二致動器能夠使座 位繞第二和第三軸線旋轉。
[0005] 實施例也可以包括以下特征中的一個或多個特征。第二軸線與車輛在該車輛在直 線中行進時移動的方向基本上平行。第三軸線與車輛在該車輛在直線中行進時移動的方向 基本上垂直。第二和第三軸線基本上相互正交。座位能夠與未與水平平面相交的第二軸線 基本上平行地平移。第二軸線與車輛在該車輛在直線中行進時移動的方向基本上平行。第 二軸線與車輛在該車輛在直線中行進時移動的方向基本上垂直。座位系統還包括第二致動 器。座位能夠與未與水平平面相交的第三軸線基本上平行地平移。第一致動器和第二致動 器能夠使座位與第二和第三軸線基本上平行地平移。第二軸線與車輛在該車輛在直線中行 進時移動的方向基本上平行。第三軸線與車輛在該車輛在直線中行進時移動的方向基本上 垂直。一個或多個傳感器包括用于檢測車輛繞與車輛在該車輛在直線中行進時移動的方向 基本上平行的第一軸線的滾動速率的傳感器。一個或多個傳感器包括用于檢測座位繞與車 輛在該車輛在直線中行進時移動的方向基本上平行的第二軸線的滾動速率的傳感器。一個 或多個傳感器包括用于檢測在與車輛在該車輛在直線中行進時移動的方向基本上垂直而 與水平平面未相交的方向上的橫向加速度的傳感器。橫向加速度傳感器檢測座位的橫向加 速度。橫向加速度傳感器檢測車輛的橫向加速度。
[0006] 在另一方面中，一種控制座位相對于座位連接到的車輛的運動的方法包括以下步 驟：在處理器從可以各自測量運動方面的一個或多個傳感器接收輸入，以及利用處理器以 從輸入確定座位繞與車輛在該車輛在直線中行進時移動的方向基本上平行的第一軸線的 期望運動。這樣，如果人坐在座位中，則車輛相對于地面和座位相對于車輛的組合運動將造 成該人繞與他們的頭部關聯的定位或者更高旋轉以明顯地減少人的頭部的側向移動。從處 理器發布信號以使致動器繞著第一軸線旋轉座位以實現座位繞第一軸線的期望運動。
[0007] 實施例可以包括以上特征和/或以下特征中的任何特征。座位包括座位底部和連 接到座位底部的座位背部。一個或多個傳感器包括用于檢測車輛繞與第一軸線基本上平行 的第二軸線的滾動速率的傳感器。一個或多個傳感器包括用于檢測座位繞第一軸線的滾動 速率的傳感器。一個或多個傳感器包括用于檢測在與第一軸線基本上垂直而與水平平面未 相交的方向上的橫向加速度的傳感器。橫向加速度傳感器檢測座位的橫向加速度。橫向加 速度傳感器檢測車輛的橫向加速度。處理器接收指示致動器的與座位繞第一軸線的定位相 關的定位的輸入。
[0008] 在另一方面中，一種用于車輛的座位系統包括座位，該座位具有人可以坐在其上 的座位底部。中間支撐結構被緊固到座位和車輛，該中間支撐結構允許座位相對于車輛旋 轉。致動器可以與座位相互作用以使座位相對于車輛旋轉。一個或多個傳感器可以各自測 量運動方面。處理器可以（i)從一個或多個處理器中的每個處理器接收輸入，（ii)從該輸 入確定車輛遠離標稱水平面水平定向的旋轉的測量，并且（iii)利用輸入以確定座位的期 望旋轉。座位已經遠離標稱水平面定向的旋轉的角度多于未明顯地大于車輛已經遠離標稱 水平面水平定向的旋轉的角度。
[0009] 在更多又一方面中，一種控制人相對于人位于其中的車輛的運動的方法包括向座 位提供人可以坐在其上的座位底部。車輛相對于地面的運動是車輛繞軸線的旋轉。第一假 想參考豎直中心線在座位和車輛二者在標稱水平面水平定向中時穿過坐在座位中的人的 身體。座位被緊固到車輛。用一個或多個傳感器測量運動方面。操作處理器以（i)從一個 或多個傳感器中的每個傳感器接收輸入并且（ii)利用輸入以確定車輛的第一部分相對于 車輛的第二部分的期望移動，從而車輛的第二部分相對于車輛的第一部分和車輛的第一部 分相對于地面的組合運動造成人繞位置基本上沿著參考豎直中心線的虛擬樞轉點的運動。 [0010] 實施例可以包括以上特征和/或以下特征中的任何特征。中間支撐結構被緊固到 座位和車輛的第二部分，該中間支撐結構允許座位相對于車輛的第二部分移動。在座位與 車輛的第二部分之間連接第一致動器，該第一致動器可以被操作以使座位相對于車輛的第 二部分移動。車輛的第二部分包括車輛的駕駛室。座位能夠相對于駕駛室而移動。駕駛室 能夠相對于車輛的第一部分而移動。
【附圖說明】
[0011] 圖1A是拖拉機的前視圖；
[0012] 圖1B示出在歪斜定向中的圖1的拖拉機；
[0013] 圖2是在圖1A的拖拉機中使用的座位的透視圖；
[0014] 圖3是緊固到圖1A的拖拉機的底板的、圖2的座位的前視圖；
[0015] 圖4是座位系統的另一不例的如視圖；
[0016] 圖5是圖4的座位的修改；
[0017] 圖6是座位系統的另一示例的透視圖，其中座位可以繞兩個軸線旋轉；
[0018] 圖7是座位系統的另一示例的透視圖，其中座位可以與第一軸線基本上平行地平 移；
[0019] 圖8除了示出圖7的座位系統取代圖1B中的座位系統之外與圖1B相似；
[0020] 圖9是座位系統的另一示例的透視圖，其中座位可以與第二軸線基本上平行地平 移；
[0021] 圖10是座位系統的另一示例的透視圖，其中座位可以與兩個軸線基本上平行地 平移；以及
[0022] 圖11是頻率比對人對橫向加速度的靈敏度的量值的繪圖。
【具體實施方式】
[0023] 以下描述涉及一種用于車輛的座位系統。在車輛由于道路表面中的擾動而從側向 和/或前/后搖晃時，車輛的駕駛員也經歷這一運動。有了以下討論的座位系統，在車輛在 一個方向上搖晃時，座位在相反方向上相對于車輛旋轉或者平移。因而，駕駛員的頭部在水 平方向上的加速度明顯地減少，這產生駕駛員的更愉快的駕駛體驗。
[0024] 轉向圖1A，示出在基本上水平面道路表面上的直線中駕駛的以拖拉機這一形式的 車輛10。未示出車輛的所有部分以便有助于這一描述。人12正坐在座位16的底部14上， 該座位是以下將更具體地描述的座位系統的部分。人正在沿著穿過正坐在座位16中的人 12的身體和軸線22 (以下進一步說明）的假想參考豎直中心線17坐在基本上豎直定向中。 在這一示例中，豎直中心線17在座位16和車輛二者如圖1中所示在標稱水平面水平定向 中時二分人12和座位。這是因為座位系統如圖1A中所示的那樣基本上對稱。在其它類型 的車輛中，座位系統可以位于豎直中心線17的左側或者右側。
[0025] 中間支撐結構18被緊固到座位16和車輛10的底板20 (結構18可以視為座位16 的部分）。中間支撐結構18允許座位16繞與車輛10在車輛正在直線中行進時移動的方向 基本上平行的軸線22相對于車輛移