座椅支撑系统以及车辆的制作方法

1.本技术涉及交通工具技术领域，特别地涉及一种座椅支撑系统以及车辆。


背景技术：

2.车辆在高速行驶时，特别是夜间高速行车时，驾驶员可能会低头观看仪表显示或观看中控台的音响等显示，此时如果前方遇有紧急情况就有可能因来不及采取有效措施而造成事故。为避免这种情况发生，有些高档车辆上装配了抬头显示系统，它可以将有关信息显示在前风挡玻璃的驾驶员平视范围上，这样可以避免低头看仪表，从而缩短眼球对前方的视觉盲区时间，对减少因低头走神引起的交通事故有着重要的价值。
3.抬头显示系统(head up display，hud)也称为平视显示系统。hud可以将重要的信息，如速度、油量、转速、导航信息等，投射到前挡风玻璃的驾驶员平视范围之内，显示位置和显示亮度可调。驾驶员几乎不用改变眼睛焦距和注视范围，即可方便的查看所需信息。
4.通常情况下，hud直接通过安装支架安装于车辆的仪表台上，以便于向前挡风玻璃投影。然而，hud的投影画面的高度在开车过程中不能灵活调节导致特定场景下显示信息看不清、看不到的问题开始凸显，例如，采用统一高度位置的投影画面，不能完全适应于不同身高的驾驶员，基于此，有必要研究一种方案，使hud的投影画面的高度能够适应于驾驶员的高度，从而提高用户的体验感受。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种座椅支撑系统以及车辆。
6.根据本技术的第一方面，本技术实施例提供一种座椅支撑系统，用于支撑车辆内的座椅，座椅支撑系统包括直线驱动件、支撑机构、传动机构、视觉传感器以及控制器。其中，支撑机构适于支撑座椅的底部；传动机构包括推动件、柔性传动件和适于与车辆固定连接的固定件，推动件连接于直线驱动件；柔性传动件的一端连接于固定件、另一端连接于支撑机构；柔性传动件可活动地绕设于推动件；视觉传感器用于检测车辆中驾驶员的视线高度；控制器电性连接于视觉传感器和直线驱动件，以用于根据视觉传感器的检测数据控制直线驱动件带动传动机构及支撑机构运动从而调节座椅的高度。
7.其中，在一些可选实施例中，固定件和支撑机构分别位于推动件的相对两侧；传动机构还包括连接件，连接件沿预定方向设置，推动件通过连接件配合连接于直线驱动件。
8.其中，在一些可选实施例中，传动机构还包括转轴，推动件通过转轴可转动地连接于连接件。
9.其中，在一些可选实施例中，推动件的外周设有多个啮合齿，柔性传动件朝向推动件的一侧设有多个配合齿，啮合齿与配合齿相互啮合。
10.其中，在一些可选实施例中，推动件为滑轮结构，推动件的外周设有限位槽，柔性传动件至少部分地嵌入限位槽中。
11.其中，在一些可选实施例中，座椅支撑系统还包括导向机构，导向机构在预定方向
上设有导向结构，支撑机构可活动地与导向结构相配合。
12.其中，在一些可选实施例中，导向机构包括第一引导件和第二引导件，第一引导件和第二引导件相对间隔设置形成导向槽，支撑机构至少部分地设置在导向槽内。
13.其中，在一些可选实施例中，支撑机构包括导向件和支撑件，导向件与支撑件固定连接，并至少部分地设置在导向槽内；支撑件适于支撑座椅的底部，并连接于柔性传动件。
14.其中，在一些可选实施例中，视觉传感器包括以下传感器中的至少一种：图像传感器、眼动传感器、高速近红外摄像头。
15.根据本技术的第二方面，本技术实施例提供一种车辆，包括车体、座椅、抬头显示装置以及上述中任一项的座椅支撑系统。车体内设有仪表台，座椅设置于车体内，并与仪表台相对间隔。抬头显示装置设置于仪表台，支撑机构设置于座椅的底部。
16.本技术实施方式提供的座椅支撑系统以及配置有座椅支撑系统的车辆中，支撑机构设置在座椅的底部，视觉传感器可以用于检测车辆中驾驶员的视线高度，控制器被配置为根据视觉传感器的检测数据控制直线驱动件带动传动机构及支撑机构运动，例如，控制器根据驾驶员的视线高度来决定座椅所需调整的目标高度后可以将目标高度换算为直线驱动件的目标运动行程，并控制直线驱动件按照该目标运动行程工作以驱动传动机构移动，使支撑机构运动以支撑起座椅，从而达到调节座椅高度的目的。
17.由于直线驱动件的转动行程可以根据驾驶员的视线高度来确定，二者之间存在对应关系，这就使座椅的实际高度能够与驾驶员的视线高度所对应，从而能够实现根据驾驶员的视线高度来具体调节座椅高度的目的。而驾驶员的视线高度和抬头显示装置的投影画面之间存在一个舒适高度区域，也即，当驾驶员的视线范围位于该舒适高度区域时，其观看抬头显示装置的投影画面时的舒适度较高，因此，控制器只要根据驾驶员的视线高度数据调节座椅的高度，使调节后的视线高度数据落入该舒适高度区域，能够使驾驶员的视线高度适应于抬头显示装置的投影画面，从而提高驾驶员观看投影画面时的舒适度。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术实施例提供的车辆的整体示意图。
20.图2是图1所示座椅支撑系统以及座椅的示意图。
21.图3是图2所示座椅支撑系统的立体结构示意图。
22.图4是图3所示座椅支撑系统中传动机构的结构示意图。
23.图5是图3所示座椅支撑系统中导向机构的结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.请参阅图1，本技术实施方式提供一种座椅支撑系统100以及配置有该座椅支撑系统100的车辆200。车辆200包括抬头显示装置210、车体230、座椅250以及上述的座椅支撑系统100。座椅250以及仪表台270均设置于车体230内，且座椅250和仪表台270相对间隔设置。抬头显示装置210安装于仪表台270，其可以包括投影镜头、投影芯片等成像系统，以便于向车辆200的前挡风玻璃进行投影。座椅支撑系统100中的部分结构设置于座椅250的底部，并位于车体230内的地板和座椅250之间，以用于支撑座椅250。
26.请参阅图2，座椅支撑系统100包括视觉传感器10、控制器30、直线驱动件50、传动机构70以及支撑机构80，视觉传感器10用于检测车辆200中驾驶员的视线高度，控制器30电性连接于视觉传感器10，直线驱动件50电性连接于控制器30并受控于控制器30，传动机构70连接于直线驱动件50和支撑机构80之间，支撑机构80用于支撑座椅250的底部。控制器30被配置为根据视觉传感器10的检测数据控制直线驱动件50带动传动机构70和支撑机构80运动，以调节座椅250的高度。
27.因此，上述的座椅支撑系统100的视觉传感器10可以用于检测车辆200中驾驶员的视线高度，控制器30被配置为根据视觉传感器10的检测数据控制直线驱动件50带动传动机构70和支撑机构80运动，例如，控制器30根据驾驶员的视线高度来决定直线驱动件50的目标运动行程后，控制直线驱动件50按照该目标运动行程带动传动机构70运动，使支撑机构80受迫运动后支撑起座椅250，从而达到调节座椅250高度的目的，进而使座椅250上的驾驶员处于方便观看抬头显示装置210的高度，提高其使用体验感。
28.在本技术实施例中，视觉传感器10包括以下传感器中的至少一种：图像传感器、眼动传感器、高速近红外摄像头等。
29.例如在一些示例中，视觉传感器10包括图像传感器时，其可以为cmos高速图像传感器，并可以设置于抬头显示装置210上(例如集成在抬头显示装置210内)，或者设置在仪表台270上，并朝向座椅250设置。工作时，cmos高速图像传感器获取座椅250上的驾驶员的眼部图像，并根据眼部图像的图像特征(例如像素占比、角度等信息)分析驾驶员的眼部的空间位置信息(例如相对于cmos高速图像传感器的方位信息)，获得驾驶员的眼部在车辆200内的高度信息，从而获得驾驶员的视线高度，应当理解的是，在本示例中所例举的“根据眼部图像特征分析驾驶员的眼部的空间位置信息”的手段，可以基于图像处理和分析的现有技术获得，本说明书不再赘述。
30.又如在另一些示例中，视觉传感器10包括高速近红外摄像头时，其采用高速近红外摄像头拍摄人眼红外特征图像，对该红外特征图像进行图像处理，从而得出驾驶员的眼部的空间位置信息，这些例举的图像处理的手段，也可以基于图像处理和分析的现有技术获得，本说明书不再赘述。再如，视觉传感器10包括眼动传感器时，其可以采用眼动传感器中的近红外光源使用户眼睛的角膜和瞳孔上产成反射图像，然后使用两个图像传感器采集眼睛与反射的图像，对该眼睛与反射的图像进行图像处理，从而得出驾驶员的眼部的空间位置信息，这些例举的图像处理的手段，也可以基于图像处理和分析的现有技术获得，本说明书不再赘述。
31.在本技术实施例中，控制器30可以为控制芯片、集成电路板等结构，其中可以内置有图像处理芯片，以用于对视觉传感器10所获取的图像进行处理，上文所例举的图像处理手段，均可以由控制器30完成。具体而言，控制器30用于获取视觉传感器10所拍摄的驾驶员
的眼部图像后，采用对应的图像处理分析方法，得到驾驶员的眼部的空间位置信息，从而换算得到驾驶员的眼部在车辆200内的高度信息，进而获得驾驶员的视线高度。进一步地，控制器30可以根据抬头显示装置210的实际投影画面高度来获得对应的舒适高度区域(舒适高度区域可以是现有的、内置于抬头显示装置210或控制器30内的数据)，也即，当驾驶员的视线范围位于该舒适高度区域时，其观看抬头显示装置210的投影画面时的舒适度较高，在控制器30获得驾驶员的视线高度后，可以控制直线驱动件50驱动座椅250升降，进而使驾驶员的眼部处于舒适高度区域内，以便于驾驶员观看抬头显示装置210的投影画面。
32.在本技术实施例中，直线驱动件50可以为直线电机、气缸等直线驱动装置。具体而言，直线驱动件50电性连接于控制器30，并根据控制器30输入的控制指令和目标运动行程进行移动。
33.请参阅图3，传动机构70包括推动件71、柔性传动件73和固定件75。其中，推动件71连接于直线驱动件50。柔性传动件71沿着预定方向h设置，柔性传动件71的一端连接于固定件75，另一端连接于支撑机构80，并可活动地绕设于推动件71，其中，预定方向h为座椅250的升降高度方向。固定件75适于与车辆200固定连接。因此，当直线驱动件50处于工作状态时，驱动推动件71进行h方向的平移，进而带动柔性传动件71沿着预定方向h运动。由于柔性传动件71的一端由固定件75固定于车辆200，因此，柔性传动件71的主体部分绕设于推动件71后，另一端(也即，与支撑机构80连接的一端)在推动件71的推动下沿着预定方向h运动，进而实现了支撑机构80的升降。
34.在本技术实施例中，固定件75相对固定地设置于车辆200内，例如，固定件75固定地设置于车辆200的车身，以保证传动机构70的整体稳定性和可靠性。固定件75用于固定柔性传动件73的一端，以便于柔性传动件73的另一端能够基于推动件71的运动而运动。
35.在本实施例中，柔性传动件73为条带状结构，其包括绕设部730、第一延伸部732和第二延伸部734。其中，绕设部730可活动地绕设于推动件71，第一延伸部732和第二延伸部734均沿预定方向h延伸，并分别位于推动件71的相对两侧。第一延伸部732的一端连接于绕设部730，另一端连接于固定件75；第二延伸部734的一端连接于绕设部730远离第一延伸部732的一端，另一端连接于支撑机构80，也即，固定件75和支撑机构80分别位于推动件71的相对两侧。在具体的应用示例中，柔性传动件73可以为传动皮带或传动链条等柔性传动带。
36.在一些实施例中，传动机构70还包括连接件77，连接件77大致为柱状结构，例如、圆柱状、方形柱状等等。其沿预定方向h设置，推动件71通过连接件77配合连接于直线驱动件50。也即，在直线驱动件50处于工作状态时，通过驱动连接件77移动，进而带动推动件71沿着预定方向h运动。
37.在一些实施例中，直线驱动件50可以是直线电机。连接件77可以固定连接于直线电机上的动子，动子沿预定方向h上设置。当直线电机处于工作状态时，直线电机将电能转化为定子和动子之间电磁力，动子在电磁力的作用下，沿着预定方向h运动，从而带动与动子连接的连接件77沿着预定方向h平移，进而带动推动件71沿着预定方向h运动。
38.在一些实施例中，直线驱动件50可以是气缸。连接件77可以固定连接于气缸上的活塞，活塞沿预定方向h上设置。当气缸处于工作状态时，活塞在缸体内部的压力的作用下沿着预定方向h运动，从而带动与活塞连接的连接件77沿着预定方向h平移，进而带动推动件71沿着预定方向h运动。
39.在一些实施例中，传动机构70还包括转轴79，推动件71通过转轴79可转动地连接于连接件77。具体地，转轴79连接于连接件77远离直线驱动件50的一端。转轴79连接于推动件71的中心，并在连接件77的带动下，使得推动件71能够相对于柔性传动件73进行旋转，进而降低了柔性传动件73在运动中与推动件71之间的摩擦阻力，使得支撑机构80在升降时更加灵活，也提高了传动机构70的使用寿命。
40.在一些实施例中，转轴79的数量和直线驱动件50的数量为两个，正如图3所示的实施例中，两个转轴79同轴设置于推动件71的两侧，并一一对应于直线驱动件50，使得推动件71在运动时更加稳定可靠。
41.在一些实施例中，推动件71为齿轮结构，例如可以为圆柱齿轮结构，推动件71的外周710设有多个啮合齿712，具体地，多个啮合齿712沿推动件71的周向依次排列设置于推动件71的外周710。柔性传动件73可以是与齿轮结构相适配的齿条结构，具体地，柔性传动件73朝向推动件71的一侧设有多个配合齿736，啮合齿712与配合齿736相互啮合。其中，啮合齿712与配合齿736可以是直齿、斜齿或者人字齿等形状。因此，当推动件71在直线驱动件50的驱动下沿预定方向h运动时，通过啮合齿712与配合齿736相互啮合，可以使得推动件71和柔性传动件73在移动时更加稳定和灵活，提高了驾驶员的乘坐体验。
42.请参阅图4，在一些实施例中，推动件71为滑轮结构，柔性传动件73可以是与滑轮结构相适配的皮条、金属链条、拉绳等结构，也即，柔性传动件73和推动件71两者形成滑轮传动结构。进一步地，为了防止推动件71和柔性传动件73之间的相对位置发生偏离，推动件71的外周710设有限位槽714，柔性传动件73至少部分地嵌入限位槽714中，以提高柔性传动件73在运动时的稳定性，进而保证了座椅支撑系统100的整体稳定性。
43.请再次参阅图3，在本实施例中，支撑机构80连接于传动机构70，并用于支撑座椅250的底部，支撑机构80在传动机构70的带动下沿预定方向h平移。具体地，支撑机构80包括支撑件82和导向件84。支撑件82可以为块状座体或者板状座体，其可以通过紧固件等装配于座椅250的底部以起到支撑和转动的作用。在本技术中，支撑件82连接于柔性传动件73远离固定件75的一端(也即，第二延伸部734)。在柔性传动件73在直线驱动件50的驱动下沿预定方向h移动时，迫使支撑件82与柔性传动件73进行同步移动，以实现调节座椅250高度的目的。
44.导向件84大致为块状结构，其固定连接于支撑件82背离传动机构70的一侧，并至少部分地设置在导向机构90内。导向件84和导向机构90相配合，限制了支撑件82的移动方向，使得支撑件82能够在预定方向h上稳定移动。在一些实施例中，导向件84和支撑件82为一体成型的结构，使得支撑机构80的整体更加牢固可靠。
45.请参阅图5，在一些实施例中，座椅支撑系统100还包括导向机构90。导向机构90用于限制支撑机构80在运动时的运动方向。在本实施例中，导向机构90在预定方向h上设有导向结构91，导向结构91与支撑机构80中的导向件84相配合，起到对导向件84在预定方向h上移动时的引导和限制作用。
46.具体而言，导向机构90包括第一引导件93和第二引导件95，第一引导件93和第二引导件95分别与车辆200的车身固定连接。在图5中，第一引导件93和第二引导件95相对间隔设置形成导向槽910(也即，导向结构91)。导向件84至少部分地设置在导向槽910内，导向槽910起到对导向件84的引导和限制作用，使得导向件84在移动时，只能沿着导向槽910的
设置方向(也即，预定方向h)移动，使得座椅250的升降更加稳定。
47.请参阅图5，在一些实施例中，第一引导件93包括相邻接的第一导向面930以及第二导向面932，第一导向面930以及第二导向面932均位于第一引导件93朝向导向件84的一侧。第一导向面930以及第二导向面932之间的夹角为钝角并共同限定导向槽910。相应地，导向件84包括相邻接的第一配合面841及第二配合面843，第一配合面841与第一导向面930相对间隔，第二配合面843与第二导向面932相对间隔。具体地，第一配合面841及第二配合面843之间的夹角和第一导向面930以及第二导向面932之间的夹角近似相等，当导向件84嵌入导向槽910内后，导向槽910限制了导向件84的运动方向，避免了导向件84在水平方向上偏离导向槽910，进而保证了导向件84能够严格沿着预定方向h进行移动，也使得导向件84和第一引导件93之间的配合更加稳定可靠。
48.在一些实施例中，第二引导件95包括相邻接的第三导向面950以及第四导向面952，第三导向面950以及第四导向面952均位于第二引导件95朝向导向件84的一侧。第三导向面950以及第四导向面952之间的夹角为钝角并共同限定导向槽910。相应地，导向件84包括相邻接的第三配合面845及第四配合面847，第三配合面845与第三导向面950相对间隔，第四配合面847与第四导向面952相对间隔。具体地，第三配合面845及第四配合面847之间的夹角和第三导向面950以及第四导向面952之间的夹角近似相等，当导向件84嵌入导向槽910内后，导向槽910限制了导向件84的运动方向，避免了导向件84在水平方向上偏离导向槽910，进而保证了导向件84能够严格沿着预定方向h进行移动，也使得导向件84和第二引导件95之间的配合更加稳定可靠。
49.在本技术所提供的车辆200中，座椅支撑系统100的数量可以为一个或多个，当座椅支撑系统100为多个时，多个座椅支撑系统100可以依次并列设置于座椅250的底部，以便于为座椅250提供稳固的支撑。
50.本技术所提供的座椅支撑系统100在工作时，例如，车辆200在行车过程中，视觉传感器10实时获取驾驶员的眼部图像并传输至控制器30，控制器30根据该眼部图像进行分析检测到驾驶员视线高度，计算驾驶员的眼部的目标高度位置后，将目标高度位置换算为直线驱动件50的目标运动行程，并将工作指令以及目标运动行程发送给直线驱动件50。例如，目标高度位置可以分为3个等级，每个等级由高度区间界定；若当前的视线高度超出当前等级的高度区间时，控制器30便向直线驱动件50发出调整高度指令。直线驱动件50接收到高度调节指令后工作，控制传动机构70带动支撑机构80运动，并实时标定行程，当支撑机构80运动使驾驶员实时的视线高度达到目标等级的高度区间时，则控制器30给出高度反馈信息反馈给直线驱动件50，直线驱动件50停止工作，则高度调节完成。反之，若需要降低座椅250的高度，工作过程与上述的过程相反，本技术说明书不再赘述。上述工作过程中，所涉及的指令生成、信号传递，均可由本领域技术人员根据本领域的公知常识来实现。
51.本技术实施方式提供的座椅支撑系统以及配置有座椅支撑系统的车辆中，支撑机构设置在座椅的底部，视觉传感器可以用于检测车辆中驾驶员的视线高度，控制器被配置为根据视觉传感器的检测数据控制直线驱动件带动传动机构及支撑机构运动，例如，控制器根据驾驶员的视线高度来决定座椅所需调整的目标高度后可以将目标高度换算为直线驱动件的目标运动行程，并控制直线驱动件按照该目标运动行程工作以驱动传动机构移动，使支撑机构运动以支撑起座椅，从而达到调节座椅高度的目的。
52.由于直线驱动件的转动行程可以根据驾驶员的视线高度来确定，二者之间存在对应关系，这就使座椅的实际高度能够与驾驶员的视线高度所对应，从而能够实现根据驾驶员的视线高度来具体调节座椅高度的目的。而驾驶员的视线高度和抬头显示装置的投影画面之间存在一个舒适高度区域，也即，当驾驶员的视线范围位于该舒适高度区域时，其观看抬头显示装置的投影画面时的舒适度较高，因此，控制器只要根据驾驶员的视线高度数据调节座椅的高度，使调节后的视线高度数据落入该舒适高度区域，能够使驾驶员的视线高度适应于抬头显示装置的投影画面，从而提高驾驶员观看投影画面时的舒适度。
53.在本技术说明书中，如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一组件。说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”；“大致”是指本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
54.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“里”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术而简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
55.在本技术中，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
56.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
57.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
58.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。