高铁座椅内部是用什么机构进行座椅靠背调节的?

2024-03-01 新闻中心

  为了回答好题主这样的一个问题,特地查阅了大量高铁座椅调节机构有关的资料。结合我多年传动设计的专业背景,这里结合图片对高铁座椅调节机构做多元化的分析,拓展延伸出其它类似的座椅调节机构,能应用于不同的场合中。给外行和新入行的机械设计师提供一些参考。当然,同行做设计时也可以互相借鉴应用到自己的产品结构设计中。

  常见的高铁座椅结构如下图所示,高铁坐垫框架为钢板焊接结构,后端采用导轮与靠背底部连接,保证靠背在向外移动的同时可以绕轴转动实现后倾。

  其中一种高铁靠背角度调节装置结构如下图所示,依靠伸缩杆进行腰部支撑和局部曲线的调整。

  靠背弧度调整原理:依靠导线的长度调整进行拉动弹性板材,还可以依靠者人体背部所施加的压力而进行细部的曲线调整。

  靠背上下调整原理:弹性板材两侧的上下端经由轨道装置而固定于靠背骨架上,呈可上下滑动的状态, 伸缩杆控制的导线分别固定于靠垫一端上下,可在导线相对收放而使靠垫相对轨道位移,做向上、向下的调整。

  除了高铁的座椅靠背能调节,汽车的座椅靠背同样也能调节。通过查阅相关文献资料,找到很多汽车、客车的靠背调节机构。这里对汽车靠背调节机构做多元化的分析总结,供有关人员参考。

  汽车靠背调节机构,主要驱动机构叫做座椅调角器。座椅调角器是标准的汽车配件,实物照片如下图所示。

  座椅调角器的靠背调节原理如下:汽车座椅靠背角度处于调角器前极限位置时,可实现直接推动靠背到驱动机构中第一齿轮锁止位置,此时靠背锁止,手柄锁止(靠背具有折叠功能);调节手柄使调角器解锁,向后推动靠背使座椅达到理想的角度后松开手柄,调角器自行锁止;调节手柄使调角器解锁,靠背可实现自动向前回复。汽车座椅调节示意图如下图所示,调角器的调角行程为104°,其中有级调节为12°.无级调节(空行程)为92°。

  汽车座椅调节器,主要分成调角器背板组件、调角器座板组件、驱动机构及平面涡卷弹簧这四个部分。下图是典型的调角器模型,模型除了四个主要部件还有如联杆、转动轴零件。

  旋转手柄座椅调节器结构图如下图所示。座椅调整示意图如下图所示。座椅调节原理如下:旋转手柄,带动手柄轮(偏心轮5)旋转,手柄轮的偏心转动驱动周转轮(齿环6)做周转运动,因周转轮与止动板3(与座垫相连)和调整臂(与靠背相连)的内齿同时啮合,且止动板与座垫固定连接,因而使调节臂(即靠背)转动,方向与手柄旋转方向相同,进而达到了调节靠背角度的目的。

  掀动手柄式座椅调角器基础原理是:通过手柄操纵(小齿板或锁止棘爪)使小齿板与大齿板脱开,在回位弹簧的作用下,靠背自动向前旋转或在乘坐者外力作用下向后旋转,调整至需要的靠背角度,然后松开手柄,在手柄位弹簧的作用下,大小齿板啮合使靠背锁止。

  客车座椅的构成最重要的包含座椅靠背、座椅座垫、座椅座架、座椅调节机构、座椅连接件、座椅肘靠、座椅支架及附件等几部分, 如结构下图所示。客车靠背向后调节主要是通过调节器来实现。调节器可分为板式调节器、杆式调节器。座椅横向移动采用滑轨式, 即在横梁上安装滑移轨道。

  轨道交通机车驾驶座椅同样也涉及到座椅调节机构。座椅的调节机构包括承重调节机构、旋转调节机构、前后调节机构、升降调节机构、坐垫前后调节机构、靠背倾角调节机构、扶手倾角调节机构、头枕升降调节机构。

  这8个调节机构的结构及形式大致上可以分为3种类型。第1种类型的调节机构采用了固定螺套和螺杆的形式,螺杆在螺套中转动使螺杆伸长或缩短从而带动其它运动件运动‚产生位移达到调节的目的,如承重调节、扶手倾角调节采用的就是这种形式。第2种类型采用的是齿条间的啮合和分离来实现调节,如前后调节、升降调节、坐垫前后调节、靠背倾角调节。第3种类型采用的是凸槽与凹槽的相互啮合与分离来完成机构调节,如座椅的旋转调节。驾驶座椅调节机构总成如下图所示。

  汽车电动座椅调节机构与上面的手动座椅调节机构不同,通过电机驱动水平方向和垂直方向调节,电动座椅结构图如下图所示。

  电动座椅的主要调节原理如下:大电机带动齿轮5 转动, 与齿轮配合的花键轴4 两端安装有蜗杆带动水平调节机构工作, 齿轮1 和齿条粘合, 带动座椅前后运动。四个小电机同时同时启动, 通过联轴器12 带动蜗杆转动, 垂直调节机构工作带动座椅上下运动。为越来越好的表达出座椅内部三维结构, 从图中A-A方向绘制出局部剖视图和B-B方向的剖视图, 如下图所示。

  [1]姜涛.高速列车座椅动态舒适性参数与评价方法的研究[D].沈阳:东北大学,2013

  [2]李杨芳.商速列车座椅人机工程学分析及造型设计研究[D].南京:东南大学,2015

  [3]邱小夏.轿车电动座椅调节机构设计[J].机械研究与应用,2015(05)

  [5]董宇清,孟宪国.亚星乘客座椅的设计[J].客车技术与研究,2003(01)

  [6]方卫宁,张云琨.TZY1型机车驾驶座椅的研制[J].内燃机车,2005(05)

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