專利名稱：自動調(diào)節(jié)式舒適型椅及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動調(diào)節(jié)式舒適型椅及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平和對汽車需求的提高，在駕乘汽車時已經(jīng)不單單注重汽車的外 觀、動力性和可操作性，座椅的舒適程度也成為了關(guān)注的焦點。舒適的座椅可以使駕乘者身 心愉悅，解除疲憊，減少事故發(fā)生率。目前市面上的汽車座椅有些是通過可自由調(diào)節(jié)座椅的高度、傾斜角來增加乘坐舒 適度；有些通過增加頭枕、腰托、靠背等來增加乘坐舒適度。但是，由于每個人身高、體型、脊 椎形狀的不同，一般的座椅無法做到讓每個人的身體每一部位在乘坐時受力均勻。長期受 力不均會造成血脈不暢、腰椎酸疼、下肢麻木，不利于駕車和乘客休息。有鑒于此，有必要提供一種新型座椅克服以上問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種自動調(diào)節(jié)式舒適型椅。本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題在于提供一種自動調(diào)節(jié)式舒適型椅的控制方法。自動調(diào)節(jié)式舒適椅，包括椅身和控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)包括可變電容，包括彈簧、介質(zhì)層和金屬片，彈簧對椅身施力點為壓強點，可變電容持 續(xù)輸出每個彈簧壓強點的振蕩頻率；檢測電路，持續(xù)掃描可變電容輸出的振蕩頻率并發(fā)送給微處理器；微處理器，根據(jù)檢測電路提供的數(shù)據(jù)判斷每個壓強點電容的振蕩頻率是否相同， 通過控制電路控制彈簧收縮力，保持所有壓強點對人的作用力數(shù)值一致；控制電路，根據(jù)微處理器計算結(jié)果，對壓強值大于當時壓強最小點的壓強點彈簧 通以適當電流，導致通電后產(chǎn)生的彈簧收縮力抵消一部分彈簧對人體的作用力，使得該壓 強點對人的作用力值等于當時壓強最小點的值。自動調(diào)節(jié)式舒適椅的控制方法，包括控制系統(tǒng)通過檢測電路持續(xù)檢測每個壓強 點受力情況，由控制電路控制彈簧收縮力直到各壓強點受力一致。本發(fā)明的有益效果由于每個人身高、體型、脊椎形狀的不同，一般的座椅無法做到讓每個人的身體每 一部位在乘坐時受力均勻。長期受力不均會造成血脈不暢、腰椎酸疼、下肢麻木，不利于駕 車和乘客休息。本發(fā)明可以讓駕乘者在使用座椅的過程中，尤其是在長途旅行中，始終保持 身體與座椅之間接觸部分均勻受力，感覺舒適，使得使用者身心愉悅，解除疲憊。


圖1為本發(fā)明實施例座椅整體效果圖。
圖2為本發(fā)明實施例可變電容分布示意圖。圖3為本發(fā)明實施例可變電容結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實施例控制系統(tǒng)框圖。圖5為本發(fā)明實施例控制系統(tǒng)工作流程圖。
具體實施例方式下面，結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的一個實施例。圖1是實施例座椅整體效果圖，圖2是實施例可變電容分布示意圖，該自動調(diào)節(jié)式 舒適型椅，包括椅身和控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)包括微處理器、檢測電路、可變電容和控制電 路。進一步的，如圖3所示，每個可變電容包括彈簧3、介質(zhì)層11、12和金屬片21、22， 彈簧3兩端首先各自連接介質(zhì)層11、12，本發(fā)明介質(zhì)層優(yōu)選陶瓷，然后在介質(zhì)層11上連接金 屬片21，在介質(zhì)層12上連接金屬片22，通電之后，可變電容形成RC振蕩回路，輸出振蕩頻率。進一步的，如圖4所示，控制電路與每個可變電容中的彈簧3相連，檢測電路與每 個可變電容的金屬片21、22相連，微處理器與檢測電路和控制電路相連。如圖5所示，所述控制系統(tǒng)具體工作步驟為步驟a.控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)初始化；步驟b.通電后可變電容形成RC振蕩回路，可變電容輸出RC振蕩回路的頻率；步驟c.微處理器通過檢測電路對振蕩頻率進行持續(xù)掃描，并且判斷每個壓強點 電容的頻率是否相同；步驟d.如果檢測到的所有壓強點的頻率相同，則回到步驟b繼續(xù)掃描；如果不同， 則以當時壓強最小點的數(shù)值作為標準，微處理器通過計算由控制電路對壓強值大于最小壓 強點的壓強點彈簧通以適當電流，導致通電后產(chǎn)生的彈簧收縮力抵消一部分彈簧對人體的 作用力，使得該壓強點對人的作用力值等于當時壓強最小點對人的作用力值。步驟e.其中微處理器通過控制電路調(diào)整各壓強點對人體作用力一致后，回到步 驟b。具體的，控制系統(tǒng)控制各個可變電容中彈簧收縮力F'的計算原理，設(shè)定此時檢測 到的最小壓力為N;設(shè)定控制系統(tǒng)中包括η個可變電容，所以包括η個彈簧，1，分別為 彈簧1、彈簧2...彈簧η。下面設(shè)定的分析對象為單個彈簧?？刂葡到y(tǒng)開啟之前，每個彈簧在人坐下時受到壓力為Fn，由公式Fn = kdn(1)k為胡克系數(shù)，dn為各個彈簧收縮量?？刂葡到y(tǒng)開啟后，F(xiàn)n保持不變。可變電容形成RC振蕩回路，可變電容輸出振蕩電 路的頻率f，微處理器通過檢測電路對于振蕩頻率f進行掃描，如果檢測到的所有壓強點的 頻率相同，則繼續(xù)掃描；如果不同，則以當時壓強最小點的壓力數(shù)值N作為標準，微處理器 通過計算由控制電路對壓強值大于最小壓強點的壓強點彈簧通以適當電流I，導致通電后 產(chǎn)生的彈簧收縮力F'抵消一部分彈簧對人體的作用力，使得所有壓強點對人體的作用力 為N。理想狀態(tài)下，基本推算原理為
由公式N = kdn(min)(2)dn(fflin)為當時檢測到的壓強點彈簧最小收縮量。ffflax= 1/(2 π RC fflin)(3)fmax為最大振蕩頻率，R為電阻值，計算出最小電容Cmin。再通過公式Cfflin = s ε/(4 π K Dn(fflax))(4)s為金屬片面積，ε為介電常數(shù)，η為圓周率，K為靜電力常數(shù)，Dn為可變電容金 屬片之間的距離，得出可變電容金屬片之間的最大距離Dn(max)，設(shè)定未受力時可變電容金屬 片之間的初始距離為D，則dn(min) = D-Dn(max)(5)由公式(3)、(4)、(5)代入(2)，得出N = kD- (s ε k Rfmax) /2K(6)當振蕩頻率f取最大值fmax時，Dn為最大值Dnimax)，即dn為最小值dn(min)，由振蕩頻 率最大值fmax得出通電前彈簧對人體的最小力N。具體的，控制系統(tǒng)通過控制電路對可變電容中彈簧通以適當電流I，控制彈簧收縮 力F'，推導過程為N = Fn-F'(7)可計算F'。磁場強度公式如下B = NLI(8)B為磁場強度，N為彈簧匝數(shù)，L為電感，I為通電電流。彈簧間總的收縮磁力庫倫磁力定律公式如下F' = mk2 (B2S2)/I2(9)F'為通電后彈簧間總的收縮力，S為彈簧面積，1為螺距，k2 = 1/(4 π μ )，π為 圓周率，μ是磁導率，m = D/1。將公式(8)帶入(9)，得出F' = Dk2 (N2L2I2S2)/I3(10)由公式(10)可知，F(xiàn)'可以通過控制通入電流I來控制。綜上所述，以上僅為本發(fā)明在汽車座椅上實施例而已，是為了幫助理解本專利的 精神和要點，但并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任 何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種自動調(diào)節(jié)式舒適型椅，其組成包括椅身和控制系統(tǒng)，其特征在于此控制系統(tǒng)包括可變電容，包括彈簧、介質(zhì)層和金屬片，彈簧對椅身施力點為壓強點，可變電容持續(xù)輸出每個彈簧壓強點的振蕩頻率；檢測電路，持續(xù)掃描可變電容輸出的振蕩頻率并發(fā)送給微處理器；微處理器，根據(jù)檢測電路提供的數(shù)據(jù)判斷每個壓強點電容的振蕩頻率是否相同，通過控制電路控制彈簧收縮力，保持所有壓強點對人的作用力數(shù)值一致；控制電路，根據(jù)微處理器計算結(jié)果，對壓強值大于當時壓強最小點的壓強點彈簧通以適當電流，導致通電后彈簧收縮力抵消一部分彈簧對人體的作用力，使得該壓強點的值等于當時壓強最小點的值。
2.一種自動調(diào)節(jié)式舒適椅的控制方法，其中自動調(diào)節(jié)式舒適椅包括椅身和控制系統(tǒng)， 此控制系統(tǒng)包括可變電容、檢測電路、微處理器和控制電路，所述可變電容包括彈簧、介質(zhì) 層和金屬片，彈簧對椅身施力點為壓強點；該自動調(diào)節(jié)式舒適椅的控制方法，包括控制系統(tǒng)通過檢測電路持續(xù)檢測每個壓強點受力情況，由控制電路控制彈簧收縮力直 到各壓強點對人體作用力一致。
3.如權(quán)利要求2所述的控制方法，其中控制系統(tǒng)工作步驟為 步驟a.控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)初始化；步驟b.通電后可變電容形成RC振蕩回路，可變電容輸出RC振蕩回路的頻率； 步驟c.微處理器通過檢測電路對振蕩頻率進行持續(xù)掃描，并且判斷每個壓強點電容 的頻率是否相同；步驟d.如果檢測到的所有壓強點的頻率相同，則回到步驟b繼續(xù)掃描；如果不同，則以 當時壓強最小點的數(shù)值作為標準，微處理器通過計算由控制電路對壓強值大于最小壓強點 的壓強點彈簧通以適當電流，導致通電后產(chǎn)生的彈簧收縮力抵消一部分彈簧對人體的作用 力，使得該壓強點對人的作用力值等于當時壓強最小點的值。
4.如權(quán)利要求3所述的控制方法，其中微處理器通過控制電路調(diào)整各壓強點對人體作 用力一致后，回到上述步驟b。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種自動調(diào)節(jié)式舒適型椅，其組成包括椅身、彈簧和控制系統(tǒng)，椅身與彈簧相連；彈簧對椅身施力點為壓強點，此控制系統(tǒng)包括可變電容，包括彈簧、介質(zhì)層和金屬片，可變電容持續(xù)輸出每個彈簧壓強點的振蕩頻率；檢測電路，持續(xù)掃描可變電容輸出的振蕩頻率并發(fā)送給微處理器；微處理器，根據(jù)檢測電路提供的數(shù)據(jù)判斷每個壓強點電容的振蕩頻率是否相同，通過控制電路控制彈簧收縮力，保持所有壓強點對人的作用力數(shù)值一致；控制電路，根據(jù)微處理器計算結(jié)果，對壓強值大于當時壓強最小點的壓強點彈簧通以適當電流，導致通電后產(chǎn)生的彈簧收縮力抵消一部分彈簧對人體的作用力，使得該壓強點對人的作用力值等于當時壓強最小點的值。一種自動調(diào)節(jié)式舒適椅的控制方法，包括控制系統(tǒng)通過檢測電路持續(xù)檢測每個壓強點受力情況，由控制電路控制彈簧收縮力直到各壓強點對人體作用力一致。
文檔編號B60N2/44GK101987582SQ200910109208
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者杜宇建, 楊青春, 王歡, 陳大軍 申請人:比亞迪股份有限公司