[发明专利]一种防晕动座椅及其调节平衡性的方法

权利要求书

1.一种防晕动座椅，其特征在于，包括座椅底盘(2)，及设在座椅底盘(2)上的滚珠丝杠支座(5)和一个通过负重杆(3)支撑的承重环(6)；承重环(6)上放置有半球形座椅(1)；所述承重环(6)呈圆盘状，在盘底部固定有万向滚珠(11)，半球形座椅(1)底部放置在万向滚珠(11)上，半球形座椅(1)与圆盘状承重环(6)形状大小相适应；半球形座椅(1)底部设有传感器；沿滚珠丝杠支座(5)之间连接有一对平行布置的滚珠丝杠x轴(7)，以及在滚珠丝杠x轴(7)之间滑动设置的滚珠丝杠y轴(9)，滚珠丝杠x轴(7)和滚珠丝杠y轴(9)上设有伺服电机(4)；滚珠丝杠y轴(9)上垂直设置有一与承重环(6)底部固定连接的可伸缩平衡轴(8)；座椅底盘(2)上还分别设有与伺服电机(4)相连的主控电路模块(14)、旋转编码器(13)和开关电源(12)，主控电路模块(14)与传感器相连。

2.根据权利要求1所述的防晕动座椅，其特征在于，所述可伸缩平衡轴(8)通过万向节(10)和滚珠丝杠y轴(9)连接。

3.根据权利要求2所述的防晕动座椅，其特征在于，所述主控电路模块(14)分别连接旋转编码器(13)、座椅传感器和电源电路，电源电路连接座椅传感器，旋转编码器(13)连接电机驱动电路，电机驱动电路连接伺服电机(4)；所述座椅传感器包括座椅姿态传感器、座垫姿态传感器和平衡杆长度传感器。

4.一种权利要求1-3任一项所述的防晕动座椅调节平衡性的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：接通电源，两根滚珠丝杠x轴和一根滚珠丝杠y轴在伺服电机驱动下伸缩调节，带动万向节联动可伸缩平衡轴调节承重环使半球形座椅产生倾角；

步骤2：通过传感器对座姿态采集得到半球形座椅的倾角值，然后判断倾角值大小是否满足条件，不满足倾角值θ_x、θ_y条件，则重复步骤1-2；满足则继续下一步；

步骤3：通过倾角值θ_x、θ_y和半球形座椅底座倾角值大小，计算可伸缩平衡轴需要调整量；

步骤4：根据可伸缩平衡轴在坐标系中的目标位置x₁和y₁，以及当前可伸缩平衡轴位置，计算出其可伸缩平衡轴横向翻滚角偏移量Δ_x、可伸缩平衡轴纵向俯仰角偏移量Δ_y；并利用PID算法得到可伸缩平衡轴翻滚角和俯仰角输出量Output_Roll和Output_Pich；

步骤5：将可伸缩平衡轴翻滚角和俯仰角输出量Output_pich和Output_Roll输出到旋转编码器进行控制输出：

步骤6：根据电机的转速V_x和V_y值分别驱动两个电机转动；

步骤7：根据调整完毕后判断用户是否已发出停止指令，是，则座椅停止工作；否，则继续重复步骤1至5。

5.根据权利要求4所述的防晕动座椅调节平衡性的方法，其特征在于，所述判断倾角值大小满足的条件为：

θ_x≥k或θ_y≥k

其中，θ_x为座椅平面的翻滚角，θ_y为座椅平面的俯仰角，k为防抖阈值。