一种具有驾驶员保护功能的汽车主地毯的制作方法

1.本发明属于汽车零部件技术领域，涉及一种汽车主地毯。


背景技术：

2.汽车主地毯是装配在汽车主驾驶位的地毯件，布置于驾驶室的底部及前部。传统的汽车主地毯，多采用pu发泡材料、epp发泡材料、塑料件、吸音棉及装饰性地垫等叠合而成，以达到减震吸声的功能，同时使驾驶室美观整洁，承担了声学和美学的功能。
3.随着大家对汽车被动安全意识的增加，对于汽车正碰的要求也越来越高。在汽车的正碰中，驾驶室的汽车主地毯的前端在正碰的冲击力下会向后压缩，将汽车正碰的冲击力直接传递至驾驶员的脚部，更有甚至会使驾驶员的脚部过于倾斜而无法及时回撤，导致脚部骨折或者被夹住，对于驾驶员的脚部及其小腿的伤害性很大。但是传统的主地毯在汽车的正碰中并不能缓冲吸能，并不能对驾驶员起到保护作用。


技术实现要素：

4.为解决背景技术中的问题，本发明提出一种具有驾驶员保护功能的汽车主地毯。
5.本发明的技术方案包括脚踏支架、卡接支架、柔性的前垫块、上地毯件、底地毯件和柔性的后垫块；所述脚踏支架包括设置于汽车主地毯前端的用于支撑驾驶员一侧脚部的弯折金属支架，脚踏支架的尾部折弯部在汽车受到正碰时能沿着卡接支架的顶部端面向后滑动；所述前垫块的顶部前方一侧与卡接支架的底部固定连接，前垫块的顶部前方另一侧设置有用于支撑驾驶员另一侧脚部的前垫块凸台；所述脚踏支架、卡接支架以及前垫块被包裹于上地毯件和软质的底地毯件之间；所述后垫块横向设置于底地毯件的后端。
6.本发明的汽车主地毯中，支撑驾驶员一侧脚部的脚踏支架在汽车受到正碰时，可沿着卡接支架的顶部端面滑动，脚踏支架通过向后滑动可带动驾驶员的一侧脚部向后移动，起到对驾驶员一侧脚部及小腿缓冲的作用；柔性的前垫块设置于卡接支架及脚踏支架的后方和下部，可以吸收汽车受到正碰时脚踏支架传递过来的能量，从而达到缓冲吸能的作用；前垫块上设置有用于支撑驾驶员另一侧脚部的前垫块凸台，不仅保证了驾驶员另一侧脚部的脚感舒适性，还对驾驶员另一侧脚部的位置起到引导限位作用，避免在汽车受到正碰时，由于驾驶员另一侧脚部过于倾斜，导致回撤不及时，而对驾驶员另一侧脚部造成的伤害；软质的底地毯件及其后端横向设置的柔性的后垫块，在减震吸声降噪的同时，可以在汽车受到正碰时再次的吸收能量，起到安全双保险的作用，并且后垫块的横向设置可以提高汽车主地毯的整体刚性。
7.进一步地，所述脚踏支架包括依次连接的上固定片、脚踏斜面和下滑片；所述上固定片上设置有用于与车身钣金件配合的上固定孔，所述脚踏斜面上设置有用于与装饰性脚踏板配合的中部固定孔，所述下滑片的底部两侧设置有卡接滑条。
8.更进一步地，所述卡接支架包括方形塑料支架，卡接支架的顶部设置有用于与卡接滑条配合的卡接滑槽，卡接支架的底部设置有用于与前垫块配合的安装柱。
9.更进一步地，所述前垫块的顶部前左侧设置有用于与卡接支架的安装柱配合的安装槽。
10.更进一步地，所述上地毯件前端的左侧设置有与脚踏支架的顶部贴合的脚踏上斜面，所述脚踏上斜面上设置有与中部固定孔重合的上斜面固定孔；上地毯件前端的右侧设置有用于与前垫块凸台的顶部贴合的上地毯件凸台；上地毯件左侧面设置有用于与车身钣金件配合的侧面装配孔；上地毯件的右侧面设置有风管第一前端卡口，上地毯件的右后侧设置有风管第一后端卡口。
11.更进一步地，所述底地毯件前端的左侧设置有用于与脚踏支架的底部贴合的脚踏底斜面，所述脚踏底斜面上设置有与中部固定孔重合的底斜面固定孔；底地毯件前端的右侧设置有用于与前垫块凸台的底部贴合的底地毯件凸台；底地毯件后端设置有后垫块安装槽，底地毯件的右侧面设置有风管第二前端卡口，底地毯件的右后侧设置有风管第二后端卡口。
12.更进一步地，所述后垫块包括缓冲梁、设置于缓冲梁前端的前缓冲凸台和设置于缓冲梁底部的底缓冲凸台。
13.更进一步地，本发明的汽车主地毯还包括风管，所述风管的风管前端开口朝上，风管的风管后端开口朝后，所述风管前端卡接于风管第一前端卡口和风管第二前端卡口中，所述风管后端卡入风管第二后端卡口和风管第一后端卡口中。风管的设置可将空调的出风口装配到汽车主地毯上，使得汽车座舱的布置更加协调统一，装配更为简单，直接降低了整车成本。
14.更进一步地，本发明的汽车主地毯还包括卡扣，所述卡扣包括卡扣杆和设置在卡扣杆顶部的上端卡子、设置在卡扣杆中部的中部卡接环和设置在卡扣杆下部的下部卡接环；所述的前垫块顶部的中部设置有用于容置下部卡接环的卡扣安装槽；所述的上地毯件的中部设置有卡扣卡接孔，所述的卡扣卡接孔卡接于中部卡接环和下部卡接环之间的卡扣杆上；所述的上端卡子突出于上地毯件之上，用于安装汽车的小地毯。
15.更进一步地，本发明的汽车主地毯还包括地垫，所述的地垫通过超声波焊接于上地毯件上。地垫对汽车主地毯易磨损和易脏污的脚踏区域起到保护作用，避免了汽车主地毯表面的脏污和磨损。
16.本发明与现有技术相比，在汽车受到正碰时，汽车主地毯前端支撑驾驶员左脚的脚踏支架可通过向后滑动可带动驾驶员的一侧脚部向后移动，起到对驾驶员一侧脚部及小腿缓冲的作用；支撑驾驶员另一侧脚部的前垫块凸台对驾驶员另一侧脚部的位置起到引导限位作用，避免对驾驶员另一侧脚部造成伤害；前垫块可以吸收脚踏支架传递过来的能量，从而达到缓冲吸能的作用；软质的底地毯件及其后端横向设置的柔质的后垫块，在减震吸声降噪的同时，可以在汽车受到正碰时再次的吸收能量，起到安全双保险的作用；另外，本发明的汽车主地毯还配备可与空调的出风口连接的风管，还可配置有安装汽车的小地毯的卡扣以及防脏污磨损的地垫。本发明的汽车主地毯在承担声学和美学的功能的同时，还能在汽车的正碰中缓冲吸能，对驾驶员进行保护。
附图说明
17.图1为汽车主地毯的整体示意图。
18.图2为汽车主地毯的爆炸图。
19.图3为图1的a-a截面图。
20.图4为汽车主地毯上部结构的等轴侧视图。
21.图5为汽车主地毯上部结构的仰视图。
22.图6为上地毯件的等轴侧视图。
23.图7为上地毯件的俯视图和仰视图。
24.图8为脚踏支架、卡接支架、前垫块和卡扣装配后的等轴侧视图。
25.图9为脚踏支架、卡接支架、前垫块和卡扣装配后的仰视图。
26.图10为脚踏支架的等轴侧视图。
27.图11为卡接支架和前垫块的结构示意图。
28.图12为卡扣的结构示意图。
29.图13为卡扣装配后的截面图。
30.图14为汽车主地毯下部结构的等轴侧视图。
31.图15为底地毯件的等轴侧视图。
32.图16为后垫块的结构示意图。
33.图17为风管的结构示意图。
34.图18为底地毯件、后垫块和风管装配后的等轴侧视图。
35.图19为汽车受到正碰后的驾驶员左脚受力与位移曲线。
36.其中：1-脚踏支架；1.1-上固定片；1.11-上固定孔；1.2-脚踏斜面；1.21-中部固定孔；1.3-下滑片；1.31-卡接滑条；2-卡接支架；2.1-安装柱；2.2-卡接口；3-前垫块；3.1-安装槽；3.2-前垫块凸台；3.3-卡扣安装槽；4-上地毯件；4.1-脚踏上斜面；4.11-上斜面固定孔；4.2-上地毯件凸台；4.3-侧面装配孔；4.4-风管第一前端卡口；4.5-风管第一后端卡口；4.6-卡扣卡接孔；5-底地毯件；5.1-脚踏底斜面；5.11-底斜面固定孔；5.2-底地毯件凸台；5.3-后垫块安装槽；5.4-风管第二前端卡口；5.5-风管第二后端卡口；6-后垫块；6.1-缓冲梁；6.2-前部凸台；6.3-下部凸台；7-风管；7.1-风管前端；7.2-风管后端；8-卡扣；8.1-上端卡子；8.2-中部卡接环；8.2-下部卡接环；9-地垫。
具体实施方式
37.下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅做举例而已，同时通过说明，将更加清楚地理解本发明的优点。本领域的普通的技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。实施例中所述位置关系均与附图所示一致，实施例中其他未详细说明的部分均为现有技术。
38.如图2所示，汽车主地毯由脚踏支架1、卡接支架2、前垫块3、上地毯件4、底地毯件5、后垫块6、风管7、卡扣8和地垫9构成，各个部件装配完成后的汽车主地毯如图1所示，图1的a-a截面图如图3所示。
39.下面结合附图对汽车主地毯的各个组成及其装配关系进行详细介绍。
40.如图10所示，脚踏支架1为设置于汽车主地毯前端的用于支撑驾驶员左脚的弯折金属支架，从上到下依次为上固定片1.1、脚踏斜面1.2和下滑片1.3。上固定片1.1上设置有上固定孔1.11，上固定孔1.11可连带着汽车主地毯一起固定在汽车车身钣金件的焊接螺柱
上；脚踏斜面1.2上设置有中部固定孔1.21，中部固定孔1.21用来固定塑料或者铝制的装饰性脚踏板；下滑片1.3即为脚踏支架1的尾部折弯部，其底部两侧设置有卡接滑条1.31。
41.如图11所示，卡接支架2为方形的塑料支架，顶部的两侧设置有与卡接滑条1.31配合的卡接滑槽2.2，从而脚踏支架1与卡接支架2卡接配合后，脚踏支架1能沿着卡接支架2的顶部滑动，从而在汽车受到正碰时，支撑驾驶员左脚的脚踏支架1可通过向后滑动可带动驾驶员的左脚向后移动，起到对驾驶员左脚及左小腿缓冲的作用；卡接支架2的底部设置有用于与前垫块3配合的安装柱2.1，安装柱2.1呈多排多列均匀间隔分布。前垫块3为方形柔性缓冲板，优选由发泡epp材料制成，前垫块3设置于卡接支架2及脚踏支架1的后方和下部，可以吸收汽车受到正碰时脚踏支架传递过来的能量，从而达到缓冲吸能的作用；前垫块3的顶部前左侧设置有用于与卡接支架2的安装柱2.1配合的安装槽3.1，装配时，将卡接支架2的安装柱2.1直接按入安装槽3.1中即可；前垫块3的顶部前右侧设置有用于支撑驾驶员右脚的前垫块凸台3.2，前垫块凸台3.2不仅保证了驾驶员右脚的脚感舒适性，还对驾驶员右脚的位置起到引导限位作用，避免在汽车受到正碰时，由于驾驶员右脚过于倾斜，导致回撤不及时，而对驾驶员右脚造成的伤害；前垫块3顶部的中部设置有卡扣安装槽3.3。
42.如图12所示，卡扣8的卡扣杆的顶部设置有上端卡子8.1，卡扣杆的中部设置有中部卡接环8.2，卡扣杆的下部设置有下部卡接环8.3；下部卡接环8.3置于前垫块3的卡扣安装槽3.3中。
43.从而，脚踏支架1、卡接支架2、前垫块3和卡扣8装配完成后的结构如图8和图9所示。
44.如图6和图7所示，上地毯件4为片状结构，上地毯件4前端的左侧设置有与脚踏支架1的顶部贴合的脚踏上斜面4.1，脚踏上斜面4.1上设置有与脚踏支架1的中部固定孔1.21重合的上斜面固定孔4.11；上地毯件4前端的右侧设置有上地毯件凸台4.2，上地毯件凸台4.2的底部与前垫块凸台3.2的顶部贴合配合；上地毯件4左侧面设置有用于与车身钣金件配合的侧面装配孔4.3；上地毯件4的右侧面设置有风管第一前端卡口4.4，上地毯件4的右后侧设置有风管第一后端卡口4.5；上地毯件4的中部设置有卡扣卡接孔4.6。
45.从而，如图4和图5所示，脚踏支架1、卡接支架2、前垫块3和卡扣8装配完成后，设置于上地毯件4的底部，卡扣8可卡入上地毯件4的卡扣卡接孔4.6中，构成了汽车主地毯的上部结构。具体地，如图13的截面图所示，卡扣卡接孔4.6卡接于中部卡接环8.2和下部卡接环8.3之间的卡扣杆上，上端卡子8.1突出于上地毯件4之上，上端卡子8.1用于安装汽车的小地毯。
46.如图14所示，脚踏支架1、卡接支架2、前垫块3和卡扣8装配完成后，设置于底地毯件5前端的上部，底地毯件5的后端设置有后垫块6，构成了汽车主地毯的下部结构。
47.如图15所示，底地毯件5为具有一定厚度的软质片状结构，优选pu发泡材料，底地毯件5前端的左侧设置有脚踏底斜面5.1，脚踏底斜面5.1的顶部与脚踏支架1的底部贴合配合，脚踏底斜面5.1上设置有与脚踏支架1的中部固定孔1.21重合的底斜面固定孔5.11；底地毯件5前端的右侧设置有底地毯件凸台5.2，底地毯件凸台5.2与前垫块凸台3.2的底部贴合配合；底地毯件5的右侧面设置有风管第二前端卡口5.4，底地毯件5的右后侧设置有风管第二后端卡口5.5；底地毯件5后端设置有后垫块安装槽5.3。
48.如图16所示，后垫块6为长条状的柔性缓冲件，优选由发泡epp材料制成，长条状的
缓冲梁6.1的前端设置有前缓冲凸台6.2，缓冲梁6.1的底部设置有底缓冲凸台6.3。整个后垫块6可横向卡入后垫块安装槽5.3中。
49.如图17所示，风管7的风管前端7.1开口朝上，风管7的风管后端7.2开口朝后；管前端7.1卡接于风管第一前端卡口4.4和风管第二前端卡口5.4中，即风管前端7.1设置于汽车主地毯的右侧面；风管后端7.2卡入风管第二后端卡口5.5和风管第一后端卡口4.5中，即风管后端7.2从汽车主地毯的底部依次通过风管第二后端卡口5.5和风管第一后端卡口4.5，卡入汽车主地毯的右后侧。风管7的设置可将空调的出风口装配到汽车主地毯上，使得汽车座舱的布置更加协调统一，装配更为简单，直接降低了整车成本。
50.后垫块6、风管7与底地毯件5装配后的结构如图18所示，软质材料的底地毯件5以及底地毯件5的后端横向设置的后垫块6，在减震吸声降噪的同时，可以在汽车受到正碰时再次的吸收能量，起到安全双保险的作用，并且后垫块6的横向设置可以提高汽车主地毯的整体刚性。
51.从而，通过上述的说明可知，脚踏支架1、卡接支架2、前垫块3和卡扣8装配完成后，被包裹于上地毯件4与底地毯件5之间。地垫9通过超声波焊接于上地毯件4上，地垫9对汽车主地毯易磨损和易脏污的脚踏区域起到保护作用，避免了汽车主地毯表面的脏污和磨损。
52.制备工艺上，先将脚踏支架1、卡接支架2、前垫块3和卡扣8装配完成后，再与上地毯件4装配，构成汽车主地毯的上部结构；然后汽车主地毯的上部结构整体放置在模具中，然后通过pu一体发泡成型，在汽车主地毯的上部结构的底部成型底地毯件5；然后将地垫9通过超声波焊接于上地毯件4上；最后将风管7卡接于汽车主地毯上即完成了装配。装配完成后的汽车主地毯如图1所示，其a-a截面图如图3所示。
53.采用传统汽车主地毯的汽车和采用本发明的汽车主地毯的汽车，在整车正碰实验中，驾驶员左脚受力与位移曲线如图19所示，可知采用本发明的汽车主地毯的汽车的驾驶员左脚受力与位移明显低于采用传统汽车主地毯的汽车。从实验结果可明确得知采用本发明的汽车主地毯的汽车，在汽车正碰过程中，对于驾驶员具有有效的保护作用。
54.以上结合附图及具体实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。