[發明專利]一種三自由度電動動感座椅

無效

• 申請號: 201210570985.2
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN102987771A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 叢明;仲崇權;熊永康;劉冬;李稚春;陳晨
• 申請（專利權）人: 大連理工計算機控制工程有限公司
• 主分類號: A47C1/12
• 分類號: A47C1/12;A63J25/00;A63G31/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明涉及一種三自由度電動動感座椅，該動感座椅在控制信號的激勵下能隨著3D影視畫面同步做出前后搖擺、左右搖擺、上升下降及顛簸等動作。

背景技術

動感座椅應用在4D影院和商用游戲機等娛樂行業中，能結合3D影視畫面和特殊效果，將觀眾帶入虛擬運動場景中，給觀眾身臨其境的真實體驗。三自由度動感座椅是在二自由度動感座椅的基礎上發展而來，相比二自由度動感座椅增加了垂直方向的平移運動。目前市場上常用的三自由度動感座椅主要以液壓或氣壓驅動，一方面，油、氣容易泄露，造成污染，且需要外接動力源，占用空間較大，另一方面，液壓或氣壓驅動速度和加速度響應遲滯，座椅運動規律和影視畫面匹配難度大。

發明內容

針對以上液壓或氣壓驅動易造成污染，占用空間大及速度、加速度響應遲滯等問題，本發明提出了一種三自由度電動動感座椅，能靈活的實現座椅前后搖擺、左右搖擺、上升下降及顛簸等動作。

本發明通過以下技術方案實現：

一種三自由度電動動感座椅，包括底座、座椅連接板和三套電動升降機構。

三套電動升降機構分別位于底座前端中間、后端左、后端右，呈正三形布置；每套電動升降機構都包括球鉸、伺服電動缸和轉動副組件。三套電動升降機構的轉動副組件的軸線分別與該正三角的三個角平分線垂直。電動升降機構上端通過球鉸和座椅連接板連接，下端通過轉動副組件和底座連接，通過三套電動升降機構的相互協調，可以完成動感座椅預定的動作。球鉸的上端與座椅連接板固定，下端通過球頭與伺服電動缸連接，然后通過六角螺母鎖緊；轉動副組件的兩端分別與伺服電動缸、底座固定。

三自由度電動動感座椅的球鉸由上半球、下半球和球頭組成，球頭在上半球和下半球之間，能在一定空間范圍自由轉動，上、下半球通過螺釘固定。

三自由度電動動感座椅的轉動副組件由軸承座、銷軸、插銷、兩個深溝球軸承和連接塊組成，銷軸通過插銷和連接塊固定，銷軸軸線方向即為電動升降機構轉動副方向。

本發明的有益效果是：

（1）采用伺服電動缸作為驅動部件，不僅克服了油、氣驅動容易污染，占用空間大等缺陷，而且使動感座椅運動速度和加速度響應快，能根據需要實時控制。

（2）三套升降機構呈正三角布置，無空間奇異位置且受力均勻，提高了整體剛性。

附圖說明

圖1為三自由度電動動感座椅軸視圖。

圖2為三自由度電動動感座椅機械平臺側視圖。

圖3為球鉸的軸視圖。

圖4為球鉸的剖視圖。

圖5為轉動副組件的軸視圖。

圖6為轉動副組件的剖視圖。

圖中：1底座；2座椅連接板；3電動升降機構；4球鉸；5伺服電動缸；6轉動副組件；7六角螺母；?8上半球；9下半球；10球頭；11軸承座；12銷軸；13插銷；14深溝球軸承；15連接塊。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步描述：

如附圖1所示，一種三自由度電動動感座椅，其包括底座1，座椅連接板?2，電動升降機構3，其中：

底座1與地面通過地腳螺栓連接，是電動升降機構3的連接基礎面，用于承受整個座椅的重量。

座椅連接板2下表面分別焊有3塊小鋼板用于和電動升降機構連接，上表面用于和座椅連接。

參照圖1和圖2所示，三套電動升降機構3分別安裝在底座1前端中間和后端左右，其主要包括球鉸4、伺服電動缸5和轉動副組件6，其中球鉸4上端和座椅連接板2固定，下端和伺服電動缸5連接，然后由六角螺母7鎖緊；轉動副組件6上端和伺服電動缸5通過螺釘固定，下端和底座1通過螺釘固定。

球鉸4如附圖3、4所示，主要由上半球8、下半球9和球頭10組成，球頭10在上半球8和下半球9之間，座椅運動過程中，球頭10能在一定空間范圍內自由轉動。

轉動副組件6如附圖5、6所示，主要由軸承座11、銷軸12、插銷13、深溝球軸承14和連接塊15組成，銷軸12通過插銷13與連接塊15固定，連接塊15與底座1通過螺釘固定，軸承座11和伺服電動缸5通過螺釘固定，在座椅運動過程中，伺服電動缸5能沿銷軸12軸線方向自由擺動。

由上述實施方式可了解，座椅運動過程中伺服電動缸5在控制信號的激勵下，以不同的行程、速度和加速度伸縮推桿，使三套升降機構進行并聯耦合運動，以此實現水平面內兩個旋轉運動和垂直方向一個平移運動，從而完成座椅的前后搖擺、左右搖擺、上下移動和顛簸等動作，結合網絡化控制系統、3D影視系統及外部其他特效設施，如吹風、煙霧和掃腿等，能將觀眾帶入虛擬場景中，給其身臨其境的感覺。