曲静
(长春旭阳富奥江森汽车座椅骨架有限责任公司，吉林长春130031)
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喃要】随着汽车技术的发展，轿车座椅已从一个简单的部件发展到一个比较复杂和精确程度要求较高的部件。电动座椅在具体设计时需要很好的材料学、人体工程学、结构学、电子学、工业设计学采优化，力争制造出能够满足乘坐舒适、久坐不乏的座椅。
嘎蘧词]电动座椅；可逆直流电动机；串激电动机；永磁型电动机
1引育
目前国内汽车座椅基本上是一种固定的姿势，人长时间保持一种相对稳定的坐姿很容易疲劳，从提高驾乘人员舒适度的角度，本文给出一种新型电动座椅的设计思路。
2方案构思
笔者为了寻一种比较好的方案，搜集了众多相关资料，发现对于可以调节的汽车电动座椅的研究，国内发现尚少。尤其在目前，国内市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上，汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。两向电动座椅只能作前后水平移动：四向电动座椅除前后水平移动外，还可以升降：六向电动座椅除了能够控制上述移动外，座椅的座位前部和靠背还可以分别升降……。大多数电动座椅使用永磁型电动机，通过装在左座侧板上或左门扶手上的肘节式控制开关控制电流路线和方向。可使某一电动机按不同方向转动。大多数永磁型电动机内装有断路器，以防电动机过载。许多福特汽车电动座椅的电动机在磁铁外壳内装有3个独立的电枢。有的电动座椅使用串激电动机(如通用公司生产的某些汽车)，用2个磁场线圈使电动机能作双向转动。这种电动机一般使用继电器以控制电流方向，因此当开关换向时，可以听到继电器吸合的咔嗒声。电动座椅使用的电动机的数量多的可达8个……。希望本文提出的电动座椅设计构思方案能够给国内汽车行业提供一种思路。本方案是一种机械设计制造学、人体工程学与电子技术相结合的除可八个方向(座椅水平平行前后移动、座椅前端上下升降、座椅后端上下升降、座椅靠背的角度旋转)调节外还可调整头枕高度、座椅长度和扶手位置等。甚至还可以在椅背下部装一个或几个气囊，由一个小气泵充气，以支持身体腰椎部分。
汽车电动座椅一般由双向电动机、传动装置和座椅调节器等组威。传动装置包括变速器、联轴装置和电磁阀。座椅调节器的主要部件是螺旋千斤顶和齿轮传动机构。传动装置和座椅调节器之间用软轴连接。通过座椅调节器实现对座椅的调节。
方案的思路就是电动座椅是利用电动机的动力来调整座椅位置、靠背的倾斜度、头枕高度、座椅长度和扶手位置等，自
动适应不同体型的驾驶员与乘员的乘坐舒适性要求。电动座椅能满足便利性和舒适性，驾驶员通过按键操纵，既可以将座椅调整到最佳的位置上，以获得最好视野．得到易于操纵方向盘、脚踏板、变速杆等操纵件的便利，还可以获得舒适和最习惯的乘坐角度。
3电动座椅的结构设计
由于座椅是与人接触最密切的部件，能够直接影响人们对汽车性能的感受，因此，电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。这就需要对电动座椅的结构进行充分的考虑和设计。
图1电动机控制图
汽车电动座椅的结构主要有：可逆直流微型电动机、传动装置、
连接机构、调角器、蜗轮、蜗杆、滚珠丝杠、水平滑动导轨等部件组合
而成。电动座椅由坐垫、靠背、靠枕、骨架、悬挂和调节机构等组成。
其中调节机构由控制器、可逆性直流电动机和传动部件组成，是电动座
椅中最复杂和最关键的部分。可逆性直流电动机必须体积小，负荷能力
要大，其电源由汽车本身带有的蓄电池提供，它将电能转换为机械能，
最终产生转矩，通过传动装置驱动调整机构对座椅进行调整。既电枢的
旋转方向随电流的方向改变而改变，使电动机按不同的电流方向进行正
转或反转，以达到座椅调节的目的；而机械传动部件在运行时要求有十
分良好的平稳性，噪音要低，尤其是靠背上的调角器更需要材料可靠，
另外蜗轮、蜗杆、滚珠丝杠的材料也要求可靠。
电动座椅既要实现八个方向调整、还要调整头枕高度、座椅长度
和扶手位置等，关键是调节机构的设计。在笔者设计中采用把所有结构
动作控制的按键集中在一个组合控制按键上，便于使用方便、简洁，通
过按键控制电动机的转动以及传动部件的运动达到可控制：1)使座椅
前后水平平行移动；2)座椅前端上下升降；3】座椅后端上下升降；4)
座椅靠背可自由调节角度(最大12泸)i5)可调整头枕高度；6)可
调整座椅长度：7)可调整扶手位置。
这也决定了整个电动座椅需要七个可逆直流电动机。其具体的控
制电路如图1所示。传动部件有蜗杆轴、蜗轮、齿轴和齿条等。调整时，蜗杆轴在电动机的驱动下，带动蜗轮转动，从而将齿轴旋入或旋出，即令座椅下降或上升。如果蜗轮又与齿条啮合，蜗轮转动将齿条移动，即令座椅前移或后移。
图1中M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7为可逆直流电动机。F U SE1、FU SE2、FU SE3、FU SE4、FU SE5、FU SE6、FU SE7为熔丝断路器，过电流保护作用。K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7为
控制按键。控制机理如图中虚线框内K1所示为例，按照双向箭头，K1
向左移闭合接通时，2#端子接电源“+”，3}}端子接电源“一”；K1向
右移闭合接通时，2}}端子接电源“一”。1#端子接电源“+”，1#、3撑
端子共用一个线头，这样可以很方便的实现电机换向转动。当开关接通后，电动机和某一磁阀同时通电，电磁阀柱塞和爪形接头结合，电动机
的动力即通过齿轮、驱动轴使软轴转动，再驱动座椅调节器运动。当调
节器到达行程终点时，软轴停止转动，如果此时电动机仍在转动，其动
力即为装在电动机和变速器之间的橡胶联轴节所吸收，这样也可以防止
座椅万一卡住时，电动机过载损坏。当控制开关断电后，回位弹簧能使
电磁阀柱塞和爪形接头分离，回到原来位置。
4结语
今天的轿车设计思想倡导人与车的融合，座椅就是这个设计思想
汽车靠枕中极其重要的环节。随着汽车技术的发展，轿车座椅己从～个简单的部
件发展到一个比较复杂和精确程度要求较高的部件。电动座椅在具体设
计时需要很好的材料学、人体工程学、结构学、电子学、工业设计学来
优化，力争制造出能够满足乘坐舒适、久坐不乏的座椅。
[参考文献】
…1颜培钦汽车车身设备系统及附属设备(面向21世纪)【M】．西安电子科技
大学出版社．
【2】2汽车座椅系统动态舒适性的研究综述Ⅱ】汽车与维修．
【3】基于M A T L A B汽车电动座椅水平自动调节控制的仿真与分析田．年中国
机械工程学会年会论文集，2005．
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