專利名稱：評估座椅坐感的模擬模型的脊柱位置調節(jié)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種評估座椅坐感的模擬模型的脊柱位置調節(jié)裝置， 模擬模型用來獲得數(shù)據(jù)以便評估新研制座椅的舒適性或不適性，模擬 模型代替人坐在座椅上。
背景技術：
汽車座椅設計成這樣以便乘客能保持盡可能舒適的姿勢。為了這 種座椅設計，使用評估座椅坐感的模擬模型。
這樣的模擬模型必須能精確地再現(xiàn)人坐在座椅上的姿勢。具體地， 在模擬模型內需要模仿人的骨骼或關節(jié)結構，它與脊柱相關，并且是 在人坐在座椅上的情況下確定舒適性/不適性的重要因素。
本發(fā)明背景技術部分內公開的信息只用于加強對本發(fā)明背景的理 解，而不應該作為確認或任何形式的暗示，對于本領域普通技術人員 來說，這個信息形成已經公知的現(xiàn)有技術。

發(fā)明內容
因此，提出本發(fā)明來解決現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的上述問題，本發(fā)明的 目的是提供一種評估座椅坐感的模擬模型的脊柱位置調節(jié)裝置，模擬 模型幾乎精確地模仿人的脊椎關節(jié)的特征。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種評估座椅坐感的模擬
模型的脊柱位置調節(jié)裝置。這個裝置包括骨盆板；多個腰椎關節(jié)， 它們堆疊在骨盆板上，彼此分開，在它們的前部和后部安裝有關節(jié)彈 簧，以互聯(lián)其中兩個相鄰腰椎關節(jié)的旋轉中心為中心；股骨關節(jié)，它 們可旋轉地安裝在骨盆板下面，并且與各股骨桿的一端連接；以及骨
盆鉸接部件，它們將由股骨桿的垂直鉸接(piloting)引起的股骨關節(jié)
旋轉力傳遞給骨盆板，并且改變骨盆板的垂直角度。
這里，骨盆鉸接部件可以使股骨關節(jié)與骨盆板連接，骨盆鉸接部 件之一連接在骨盆板下表面的前側上，而另一個連接在骨盆板下表面 的后側上。
此外，骨盆鉸接部件可以調節(jié)預載或張力。
每個腰椎關節(jié)可以包括關節(jié)殼、撐桿(spacer)和關節(jié)彈簧，關節(jié) 殼能通過橫向穿過關節(jié)殼的殼軸進行旋轉，撐桿布置在彼此堆疊的關 節(jié)殼之間，關節(jié)彈簧布置在撐桿的前面和后面。
此外，每個關節(jié)殼可以在其下端與位于它之下的下關節(jié)殼的殼軸 連接。
同樣，撐桿可以具有中空孔，每個關節(jié)殼的下端和位于它之下的 下關節(jié)殼的殼軸可以通過穿過撐桿的固定部件相互固定。
此外，每個關節(jié)殼可以在其上下表面上包括凹座(seatingrecess)， 各自的撐桿和關節(jié)彈簧的末端都固定在凹座內，撐桿的凹座直徑大于 撐桿直徑。 '
另外，每個腰椎關節(jié)可以包括旋轉角度傳感器，而撐桿可以由彈 性材料制成。
根據(jù)評估座椅坐感的模擬模型的脊柱位置調節(jié)裝置，因為取決于 坐在座椅上的人的上部和每個股骨的位置變化的人脊椎關節(jié)特征得以 幾乎準確地模仿，所以能精確地進行座椅舒適性/不適性性能測試。


現(xiàn)在將參考附圖中圖示的本發(fā)明某些實施例來詳細描述本發(fā)明的 上述和其他特征，這些附圖將在下文中給出作為例證，而不是對本發(fā) 明的限定，其中
圖1是圖解人體脊柱結構的視圖2A、 2B和2C都是圖解由人體上部位置變化所引起的脊柱變形 圖3A和3B都是圖解由人體下部位置變化所引起的脊柱變形的側
視圖4是圖解脊椎關節(jié)操作原理的示意圖5是圖解一個評估座椅坐感的模擬模型實例的視圖，根據(jù)本發(fā) 明實施例的脊柱位置調節(jié)裝置應用于這個模擬模型；
圖6是圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的脊柱位置調節(jié)裝置的概念圖7是圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的脊柱位置調節(jié)裝置的腰椎關節(jié)和
胸區(qū)柱的視圖8是圖解圖7中某些部件的分解透視圖9是圖解圖7中腰椎關節(jié)的示意剖視圖。
應該理解，這些附圖不需要按比例來畫，只要呈現(xiàn)出各種優(yōu)選特 征的稍微簡化表示，說明本發(fā)明的基本原理。如本文中所公開的本發(fā) 明的具體設計特征，包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀，將部分 由特定預期應用和使用環(huán)境來確定。
在這些附圖中，整個這些附圖的幾幅圖中的附圖標記指的都是本 發(fā)明的相同或等效部件。
具體實施方式

現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，它的實例圖示在附圖中， 并在下面進行描述。盡管將結合實施例描述本發(fā)明，但應該理解成， 這個描述不是要把本發(fā)明限定到本實施例。相反，本發(fā)明不但要覆蓋 本實施例，而且要覆蓋可能包含在由附屬權利要求所定義的本發(fā)明的 精神和范圍內的各種替代、修改、等效和其他實施例。
首先，關于人體脊椎結構，參考圖1，人體脊柱一般來說由腰椎區(qū)、 胸部區(qū)和頸部區(qū)組成，它們依次連接到位于脊柱下部的骨盆。腰椎區(qū)、
胸部區(qū)和頸部區(qū)分別由5、 12和7塊椎骨構成。
關于由坐在座椅上的人的上部和下部變化所引起的人脊柱位置變 化，從圖2A、 2B、 2C、 3A和3B中能看出，主要是腰椎區(qū)的變形。 換句話說，如圖2A、 2B和2C中所示，根據(jù)人的上部彎曲方向，腰椎 區(qū)遭受向后彎曲(參見圖2A)或者向前彎曲(參見圖2B)。此外，如 圖3A和3B中所示，在大腿彎曲成高于水平位置的情況下(參見圖3A)， 骨盆向前旋轉，從而腰椎區(qū)向后彎曲。在大腿彎曲成低于水平位置的
情況下(參見圖3B)，骨盆向后旋轉，從而腰椎區(qū)向前彎曲。與胸部 區(qū)的變形相比，腰椎區(qū)的變形相對微小。
同時，因為脊柱向前或向后彎曲，當周圍肌肉/韌帶使椎間盤變形
時，每個腰椎圍繞關節(jié)向前或向后旋轉。如圖4中所示，使用旋轉關
節(jié)能模仿這個腰椎區(qū)，旋轉關節(jié)的前側和后側根據(jù)旋轉中心由彈簧支 撐。只有當旋轉關節(jié)必須要克服每個預載彈簧的彈性力時，它才能向
前或向后旋轉。
在圖5中，應用上述脊柱模型的評估座椅坐感的模擬模型圖解成 一個實例。模擬模型包括桿60，桿60連接肩胛帶和骨盆板20以便與 四肢、脊柱和頸部/頭部一起限制脊柱位置在預定范圍內變化。當模擬 模型的骨盆板20的角度變化時，脊柱31、尤其是每個腰椎關節(jié)10的 形狀就變化。骨盆板20的角度變化與每個股骨桿50的角度變化相關。
將參考圖6描述根據(jù)實施例的評估座椅坐感的模擬模型的脊柱位 置調節(jié)裝置。
脊柱位置調節(jié)裝置具有這樣的結構，其中多個腰椎關節(jié)IO堆疊在 骨盆板20上，骨盆彈簧30、股骨關節(jié)40和股骨桿50安裝在骨盆板 20下面。
多個腰椎關節(jié)IO這樣堆疊以便它們使用撐桿(未圖示)彼此分開。 關節(jié)彈簧9彼此平行地安裝在每個撐桿的前面和后面。將在下面描述 每個撐桿和腰椎關節(jié)10的結構。
安裝每個股骨關節(jié)40以便能圍繞骨盆板20下面的旋轉軸41進行 旋轉。作為另一實例，每個股骨關節(jié)40能與旋轉軸41 一起旋轉。在 這種情況下，需要帶有支撐旋轉軸41的軸承的支撐部件。每個股骨關 節(jié)40通過兩根骨盆彈簧30連接到骨盆板20的下表面，允許連接到它 的股骨桿50沿垂直方向進行鉸接。
骨盆彈簧30用來將由每個股骨桿50的垂直鉸接所引起的每個股 骨關節(jié)40的旋轉傳遞給骨盆板20，從而改變骨盆板20的位置。應該 注意，為了圖6中骨盆鉸接部件的概念描述，每根骨盆彈簧只圖示成 簡單的彈簧，即骨盆鉸接部件，因此，骨盆鉸接部件的實際設計可以 變化。
同時，作為圖6中骨盆鉸接部件實例而圖示的兩根骨盆彈簧之一
連接在骨盆板20的前側上，而另一個骨盆彈簧連接在骨盆板20的后 側上。當股骨關節(jié)40沿順時針方向旋轉時，前側骨盆彈簧受到壓縮而 上推骨盆板20的前端，同時后側骨盆彈簧受到拉伸。相反，當股骨關 節(jié)40沿逆時針方向旋轉時，相反現(xiàn)象發(fā)生。優(yōu)選地，骨盆彈簧30在 裝配到調節(jié)裝置之后適合于調節(jié)預載或張力以便調節(jié)脊柱位置。骨盆 彈簧用來將骨盆板20的鉸接角度調節(jié)到每個股骨桿50的鉸接角度。
同時，當骨盆板20旋轉時，骨盆板20上的多個腰椎關節(jié)10都能 向前或向后自然彎曲，就像人體脊柱。
將參考圖7、 8和9以及上述圖來描述根據(jù)實施例的腰椎關節(jié)和它 們之間的連接結構。
在圖7中，圖示了堆疊在骨盆板20上的腰椎關節(jié)10和胸區(qū)柱70。 如圖7中所示，腰椎關節(jié)10相當于人體腰椎L1，連接關節(jié)71相當于 人體胸椎T12。胸區(qū)柱70的下端固定地裝配到連接關節(jié)71，腰椎關節(jié) 10耦合在連接關節(jié)71之下以便能圍繞殼軸2旋轉。腰椎關節(jié)相當于腰 椎L2-L5，它們的結構與圖7中圖示的腰椎關節(jié)的結構相同。
布置在腰椎關節(jié)10和連接關節(jié)71之間的兩根關節(jié)彈簧9同時受 到壓縮或拉伸，從而調節(jié)腰椎關節(jié)10的旋轉角度。布置在兩根關節(jié)彈 簧9之間的撐桿5調節(jié)腰椎關節(jié)10和連接關節(jié)71之間的間隔，并且 用作腰椎關節(jié)10的旋轉中心。這個撐桿5由金屬、柔性材料例如氨基 甲酸乙酯、或彈性材料制成，以便評估例如由乘客坐在座椅上時椎間 盤壓縮所引起的位置變化。
將參考圖8和9更詳細地描述腰椎關節(jié)10的結構。
腰椎關節(jié)10設計成這樣以便關節(jié)殼8可旋轉地耦合到殼軸2，從 而將電位計1安裝在殼軸2的一側上，以便測量關節(jié)殼8的旋轉角度。
沿橫向布置殼軸2，并且這樣插入軸承3以便關節(jié)殼8位于它們之 間。耦合到關節(jié)殼8的殼軸2在其一側與電位計1連接，并且在其另 一側與穿過防軸承分離片6的固定螺釘7連接。同時，殼軸2在其中 間形成有螺紋固定孔2a。
關節(jié)殼8在其上部配備有凹座8b和8c，撐桿5和關節(jié)彈簧9分別 固定在凹座8b和8c內。撐桿5的凹座8b的形狀是橢圓形，直徑大于 撐桿的直徑。這用來防止關節(jié)殼8的旋轉受到固定在凹座8b內的撐桿
5的阻礙。同時，用于插入固定螺釘4的固定孔8d位于固定撐桿5的 凹座8b之下。固定螺釘4通過其頭部懸掛在關節(jié)殼8的下端，并且在 其前端固定到關節(jié)殼的軸上，穿過并布置在中空撐桿5之下。還沒有 描述的附圖標記8a表示殼軸2所穿過的軸孔。
在圖8中，位于連接關節(jié)71局部上的固定部件4a穿過撐桿5a， 然后固定到位于撐桿5a之下的殼軸2的固定孔2a上。撐桿5a穿過凹 座8b固定在殼軸2的中間。此外，位于關節(jié)殼8局部上的固定部件4 穿過撐桿5，固定到位于撐桿5之下的另一關節(jié)軸上。
同時，將電位計l固定到支撐固定器la上，并且在其前端連接到 殼軸2。支撐固定器la固定到關節(jié)殼8，并且當關節(jié)殼8旋轉時進行 旋轉。當關節(jié)殼8旋轉時，電位計1檢測關節(jié)殼8的旋轉角度，關節(jié) 殼8圍繞殼軸2旋轉。
盡管為了例證目的已經描述了本發(fā)明的實施例，但本領域技術人員 將能意識到，各種修改、增加和替代都是可能的，并不脫離如所附權 利要求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神。
權利要求
1、一種評估座椅坐感的模擬模型的脊柱位置調節(jié)裝置，所述裝置包括骨盆板；多個腰椎關節(jié)，它們堆疊在所述骨盆板上，彼此分開，在它們的前部和后部安裝有關節(jié)彈簧，以互聯(lián)其中兩個相鄰腰椎關節(jié)的旋轉中心為中心；股骨關節(jié)，它們可旋轉地安裝在所述骨盆板下面，并且與各股骨桿的一端連接；以及骨盆鉸接部件，它們將由所述股骨桿的垂直鉸接引起的股骨旋轉力傳遞給骨盆板，并且改變骨盆板的垂直角度。
2、 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述骨盆鉸接部件使所述股 骨關節(jié)與所述骨盆板連接，所述骨盆鉸接部件之一連接在所述骨盆板 下表面的前側上，而另一個連接在所述骨盆板下表面的后側上。
3、 根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中所述骨盆鉸接部件調節(jié)預載 或張力。
4、 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中每個腰椎關節(jié)包括關節(jié)殼、 撐桿和關節(jié)彈簧，所述關節(jié)殼能通過橫向穿過關節(jié)殼的殼軸進行旋轉， 所述撐桿布置在彼此堆疊的關節(jié)殼之間，所述關節(jié)彈簧布置在撐桿的 前面和后面。
5、 根據(jù)權利要求4所述的裝置，其中每個關節(jié)殼在其下端與位于 它之下的下關節(jié)殼的殼軸連接。
6、 根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中所述撐桿具有中空孔，每個 關節(jié)殼的下端和位于它之下的下關節(jié)殼的殼軸通過穿過所述撐桿的固 定部件相互固定。
7、 根據(jù)權利要求4所述的裝置，其中每個關節(jié)殼在其上下表面上包括凹座，所述撐桿和所述關節(jié)彈簧的末端都分別固定在所述凹座內， 所述撐桿的凹座直徑大于所述撐桿直徑。
8、 根據(jù)權利要求4所述的裝置，其中每個腰椎關節(jié)包括旋轉角度 傳感器。
9、 根據(jù)權利要求4所述的裝置，其中所述撐桿由彈性材料制成。
全文摘要
一種評估座椅坐感的模擬模型的脊柱位置調節(jié)裝置幾乎準確地模仿人的脊椎關節(jié)的特征。所述裝置包括骨盆板；多個腰椎關節(jié)，它們堆疊在所述骨盆板上，彼此分開，在它們的前部和后部安裝有關節(jié)彈簧，以互聯(lián)其中兩個相鄰腰椎關節(jié)的旋轉中心為中心；股骨關節(jié)，它們可旋轉地安裝在所述骨盆板下面，并且與各股骨桿的一端連接；以及骨盆鉸接部件，它們將由所述股骨桿的垂直鉸接引起的股骨旋轉力傳遞給所述骨盆板，并且改變所述骨盆板的垂直角度。
文檔編號G01M99/00GK101354849SQ200710305880
公開日2009年1月28日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權日2007年7月27日
發(fā)明者崔亨然, 張仁培, 金庚民, 金錫煥, 黃琇煥 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社