浅谈一种儿童座椅旋转机构的开发技术

刘芳梅，罗杰，计宇威

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007）

浅谈一种儿童座椅旋转机构的开发技术

刘芳梅，罗杰，计宇威

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007）

介绍了旋转机构的组成结构、工作原理和使用过程，简要分析了该旋转机构在开发过程中解决的技术问题和解决技术问题时所采取的技术方案，总结了该机构的技术应用带来的有益效果。

汽车；旋转；限位；锁止

目前两座电动汽车副驾驶儿童座椅的安装方式为将汽车儿童座椅直接安装在副驾驶座椅上。这种传统的安装方式安装拆卸方便快捷，安装结构简单。但是这种结构同时也存在一些缺点：安装儿童座椅后，由于副驾驶位置空间将近占到两座电动车整个车内空间的二分之一，整个车内空间将变小很多；此安装方式为固定方向的安装，不能实现其他方向的转换，同时会升高婴幼儿的整体座位高度，驾驶员在没有下车的情况下照顾婴幼儿时会受到操作方向性和高度太高的限制，均不符合人机工程；在阳光直射到前排座椅位置时，坐在副驾驶儿童座椅上的婴幼儿将很容易受到强光直射，从而损伤婴幼儿眼睛、皮肤等；如果汽车发生正面碰撞时，婴幼儿很容易受到直接冲击伤害。为解决以上存在的问题，设计制造了一种可以实现座椅旋转的旋转机构，本文则简单论述了一种儿童座椅旋转机构的开发应用技术。

1 旋转机构的原理和应用

设计的汽车儿童座椅的旋转机构如图1所示，其构成形式包括有：槽形头螺栓（1）、连接板（2）、固定连接板（3）、销钉（4）、“八字”弹簧（5）、限位螺栓（6）、槽形头锁止螺栓（7）、拉扣（8）、锁止板（9）、卡板一（10）、卡板二（11）、锁止操作手柄（12）、限位块（13）、垫片（14）、限位弹簧（15）、限位弓形片（16）、固定杆一（17）、固定底板（18）、旋转外套（19）、固定杆二（20）、旋转轴套（21）、旋转固定支架（22）、旋转轴（23）。

图1 儿童座椅旋转机构整体结构图

旋转机构如图2所示，其工作原理及使用过程：由固定底板（18）、旋转外套（19）、旋转轴套（21）、旋转固定支架（22）、旋转轴（23）、固定连接板（3）、固定杆一（17）、固定杆二（20）组成。两个固定杆一（17）和两个固定杆二（20）焊接在固定底板（18）上，且与原座椅支架焊接固定，防止固定底板（18）和旋转外套（19）随意转动。旋转外套（19）焊接固定在固定底板（18）上。旋转轴套（21）套在旋转外套（19）里面且在旋转轴（23）旋转时旋转轴套被锁止操作手柄（12）卡住不会随意转动。旋转固定支架（22）焊接固定在固定连接板（3）上。旋转轴（23）穿过旋转固定支架（22）插在固定连接板（3）上并焊接固定[1]。通过旋转轴（23）和旋转轴套（21）的相互运动实现旋转作用[2]。

图2 旋转机构结构图

连接机构如图3所示，由槽形头螺栓（1）、连接板（2）、销钉（4）、“八字”弹簧（5）、限位螺栓（6）、槽形头锁止螺栓（7）、拉扣（8）、锁止板（9）、卡板一（10）、卡板二（11）组成。锁止板（9）、卡板一（10）和卡板二（11）焊接固定在连接板（2）上[3]，且拉扣（8）焊接固定在锁止板（9）上。销钉（4）焊接固定在连接板（2）上。“八字”弹簧（5）扣在锁止板（9）上且其两端头卡在销钉（4）处。往外拉锁止板（9）解锁时，“八字”弹簧（5）两端头将始终靠紧销钉（4）移动。槽形头螺栓（1）、限位螺栓（6）和槽形头锁止螺栓（7）均固定在儿童座椅上。

图3 连接机构结构图

锁止机构如图4所示，由锁止操作手柄（12）、限位块（13）、垫片（14）、限位弹簧（15）、限位弓形片（16）组成。限位块（13）焊接固定在原座椅支架上，使整个锁止机构得以固定。限位弓形片（16）焊接固定在锁止操作手柄（12）上。限位块（13）、垫片（14）和限位弹簧（15）均穿插安装在锁止操作手柄（12）上。

图4 锁止机构结构图

儿童座椅安装时，先将固定在儿童座椅上的两个对称的槽形头螺栓（1）插进连接板（2）的葫芦形孔的大孔中，然后将座椅往前推，使槽形头螺栓（1）移到葫芦形孔的小孔中，再将两个限位螺栓（6）插进连接板（2）的圆孔中，同时用手往外轻轻拉一下拉扣（8）让槽形头锁止螺栓（7）插进锁止板（9）的大圆孔中，随之手松开拉扣（8），锁止板（9）将自动弹回，锁紧了槽形头锁止螺栓（7），从而实现了座椅与连接机构的安装固定及锁紧。儿童座椅拆卸操作过程与安装逆向进行即可。

旋转儿童座椅，有两种操作方式：

一，用手轻轻往外拉锁止操作手柄（12）大于2 mm远时，开始旋转儿童座椅，在旋转的同时就松开锁止操作手柄（12），到儿童座椅旋转到相邻的设计的旋转位置时锁止操作手柄（12）将自动弹回到旋转轴（23）对应的孔中，从而锁止旋转轴（23）继续转动。

二，先用手轻轻往外拉锁止操作手柄（12）大于2 mm远后，转动锁止操作手柄（12）一个角度，手松开锁止操作手柄（12），由限位弓形片（16）将卡住锁止操作手柄（12），使其不能自动弹回。然后开始将儿童座椅旋转到任何一个不相邻的设计的旋转位置时，转动锁止操作手柄（12）使其回到原来的位置后松开手，锁止操作手柄（12）将弹回到旋转轴（23）对应的孔中，从而锁止旋转轴（23）继续转动。

2 解决的技术问题

该结构操作简单方便，便于安装和拆卸。采用设计有和儿童座椅底座相连接的连接板，该连接板采用三组螺栓卡紧机构，以达到安装拆卸简单方便的效果，可实现360°旋转功能。采用轴与轴套配合作用的旋转机构，实现360°旋转功能。且轴套一端表面设计有一圈油槽，用于存储润滑脂以保证旋转底座与旋转轴得到可靠的润滑作用。同时，实现六个方位的锁止功能，分别是正前、正后、正前左30°、正前右30°、正后左30°、正后右30°方位。采用在旋转轴和旋转轴套及旋转外圈的同一截面开孔，与设计的锁止操作杆机构配合使用，以达到锁止功能。同时设计在中间旋转轴的同一截面上开六个直径为6 mm的通孔，旋转轴套和旋转外圈分别开一个直径为6 mm的通孔，旋转座椅时可以实现六个方位的锁止。

儿童座椅的连接结构具有卡紧、限位和自锁功能。设计不大于儿童座椅底座的连接板，且连接板连接面的型面与儿童座椅底座相一致，保证儿童座椅安装在旋转机构上时平稳。连接板上设计两个葫芦形孔和儿童座椅相对应的两个槽形头螺栓对孔安装，然后前推滑移实现卡紧功能。在连接板上设计有两个直径为8 mm的圆孔和儿童座椅相对应的两个限位螺栓对孔安装实现限位功能。在连接板上设计一个直径为18 mm的圆孔及滑片式弹簧机构和儿童座椅相对应的一个槽形头螺栓对孔安装实现座椅固定且自动锁止功能。

整个结构设计不占用空间，有足够的操作空间。连接板固定和锁止结构采用板料设计，达到节省高度空间的目的。旋转机构的旋转轴和锁止操作杆位置均设计在原座椅支架区间内，不占用额外空间。

3 新技术带来的有益效果

开发设计的儿童座椅带来了如下有益的效果：

（1）增加旋转功能，同时具有锁止、限位作用；

（2）去掉原来副驾驶座椅，直接将儿童座椅安装在座椅底座上，节省车内空间；

（3）在不需要使用儿童座椅时，可恢复原副驾驶座椅的安装使用；

（4）符合“低成本”制造理念，利用车间边角废料即可完成所有部件的制造；

（5）连接板制造工艺简单，先型面折弯，后开孔即可；

（6）槽形头螺栓和限位螺栓制造工艺简单快速，直接用棒料外圆车和车螺纹即可；

（7）连接板上的卡紧机构可实现自动卡紧，限位的功能；

（8）旋转轴刚性好，硬度强，耐磨性强；

（9）旋转轴套采用塑料材质可降低成本，减轻重量，减小噪音，防止生锈卡滞，便于加工；

（10）锁止操作手柄具有合适的操作位置，操作简单方便，轻轻往外用力一拉即可解锁。

4 结束语

根据设计要求，试制了儿童座椅旋转机构并安装到实车上，如图5所示。通过试验和用户体验验证了安装带有旋转机构功能的儿童座椅替代副驾驶座椅后，车内空间明显增大，当旋转向后时可有效保护婴幼儿不被阳光直射，避免直接冲击碰撞，便于驾驶员不受操作方向和高度的限制方便照顾婴幼儿。

图5 儿童座椅旋转机构安装效果图

[1]陈国华.机械机构及应用全套技术[M].北京：机械工业出版社，2008.

[2]王洪光.实用焊接工艺手册[M].北京：化学工业出版社，2010.

[3]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2010.

Introduction to the Development Technology of a Child Seat Rotate Mechanism

LIU Fang-mei，LUO Jie，JI Yu-wei
（SAIC-GM-Wuling Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China）

Rotating mechanism are introduced the structure，working principle and use of process，the brief analysis of the rotating mechanism in the development process to solve the technical problems and solve the technical problems of technical solution，summarizes the technical application the salutary effect of rotary mechanism.

rotation；limit；locking

TB472

：A

：1672-545X（2017）01-0094-03

2016-10-08

刘芳梅（1984-），女，甘肃天水人，工程师，本科，研究方向为汽车前期试制研发。