[发明专利]一种三自由度电动动感座椅

说明书

技术领域

本发明涉及一种三自由度电动动感座椅，该动感座椅在控制信号的激励下能随着3D影视画面同步做出前后摇摆、左右摇摆、上升下降及颠簸等动作。

背景技术

动感座椅应用在4D影院和商用游戏机等娱乐行业中，能结合3D影视画面和特殊效果，将观众带入虚拟运动场景中，给观众身临其境的真实体验。三自由度动感座椅是在二自由度动感座椅的基础上发展而来，相比二自由度动感座椅增加了垂直方向的平移运动。目前市场上常用的三自由度动感座椅主要以液压或气压驱动，一方面，油、气容易泄露，造成污染，且需要外接动力源，占用空间较大，另一方面，液压或气压驱动速度和加速度响应迟滞，座椅运动规律和影视画面匹配难度大。

发明内容

针对以上液压或气压驱动易造成污染，占用空间大及速度、加速度响应迟滞等问题，本发明提出了一种三自由度电动动感座椅，能灵活的实现座椅前后摇摆、左右摇摆、上升下降及颠簸等动作。

本发明通过以下技术方案实现：

一种三自由度电动动感座椅，包括底座、座椅连接板和三套电动升降机构。

三套电动升降机构分别位于底座前端中间、后端左、后端右，呈正三形布置；每套电动升降机构都包括球铰、伺服电动缸和转动副组件。三套电动升降机构的转动副组件的轴线分别与该正三角的三个角平分线垂直。电动升降机构上端通过球铰和座椅连接板连接，下端通过转动副组件和底座连接，通过三套电动升降机构的相互协调，可以完成动感座椅预定的动作。球铰的上端与座椅连接板固定，下端通过球头与伺服电动缸连接，然后通过六角螺母锁紧；转动副组件的两端分别与伺服电动缸、底座固定。

三自由度电动动感座椅的球铰由上半球、下半球和球头组成，球头在上半球和下半球之间，能在一定空间范围自由转动，上、下半球通过螺钉固定。

三自由度电动动感座椅的转动副组件由轴承座、销轴、插销、两个深沟球轴承和连接块组成，销轴通过插销和连接块固定，销轴轴线方向即为电动升降机构转动副方向。

本发明的有益效果是：

（1）采用伺服电动缸作为驱动部件，不仅克服了油、气驱动容易污染，占用空间大等缺陷，而且使动感座椅运动速度和加速度响应快，能根据需要实时控制。

（2）三套升降机构呈正三角布置，无空间奇异位置且受力均匀，提高了整体刚性。

附图说明

图1为三自由度电动动感座椅轴视图。

图2为三自由度电动动感座椅机械平台侧视图。

图3为球铰的轴视图。

图4为球铰的剖视图。

图5为转动副组件的轴视图。

图6为转动副组件的剖视图。

图中：1底座；2座椅连接板；3电动升降机构；4球铰；5伺服电动缸；6转动副组件；7六角螺母； 8上半球；9下半球；10球头；11轴承座；12销轴；13插销；14深沟球轴承；15连接块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述：

如附图1所示，一种三自由度电动动感座椅，其包括底座1，座椅连接板 2，电动升降机构3，其中：

底座1与地面通过地脚螺栓连接，是电动升降机构3的连接基础面，用于承受整个座椅的重量。

座椅连接板2下表面分别焊有3块小钢板用于和电动升降机构连接，上表面用于和座椅连接。

参照图1和图2所示，三套电动升降机构3分别安装在底座1前端中间和后端左右，其主要包括球铰4、伺服电动缸5和转动副组件6，其中球铰4上端和座椅连接板2固定，下端和伺服电动缸5连接，然后由六角螺母7锁紧；转动副组件6上端和伺服电动缸5通过螺钉固定，下端和底座1通过螺钉固定。

球铰4如附图3、4所示，主要由上半球8、下半球9和球头10组成，球头10在上半球8和下半球9之间，座椅运动过程中，球头10能在一定空间范围内自由转动。

转动副组件6如附图5、6所示，主要由轴承座11、销轴12、插销13、深沟球轴承14和连接块15组成，销轴12通过插销13与连接块15固定，连接块15与底座1通过螺钉固定，轴承座11和伺服电动缸5通过螺钉固定，在座椅运动过程中，伺服电动缸5能沿销轴12轴线方向自由摆动。

由上述实施方式可了解，座椅运动过程中伺服电动缸5在控制信号的激励下，以不同的行程、速度和加速度伸缩推杆，使三套升降机构进行并联耦合运动，以此实现水平面内两个旋转运动和垂直方向一个平移运动，从而完成座椅的前后摇摆、左右摇摆、上下移动和颠簸等动作，结合网络化控制系统、3D影视系统及外部其他特效设施，如吹风、烟雾和扫腿等，能将观众带入虚拟场景中，给其身临其境的感觉。