CN102940411A - 三自由度底座及应用其的4d座椅 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三自由度底座及应用其的4D座椅，该底座包括一底盘、一椅架和连接该底盘和该椅架的多个驱动缸，该多个驱动缸为三个驱动缸，且该三个驱动缸呈等腰三角形分布，且该其中每个驱动缸均通过万向可转动关节两端分别同该底盘和椅架连接，且该底座还包括至少一个平衡架通过小角度可转动关节两端连接该底盘和该椅架，应用该底座的4D座椅在该底盘上还设置有内设特效装置的座椅。本发明沿袭了传统的底盘，椅架和驱动缸的基本构造，使用3个驱动缸和2个平衡架，实现了多自由度运动，降低了驱动、控制及制作成本和动力能源成本。且让出大幅机械空间，使本来需另设控制设备的元器件集成到平台中，为产品一体化提供了空间支持。

Description

三自由度底座及应用其的4D座椅
技术领域
本发明涉及一种底座,尤其是一种三自由度底座及应用其的4D座椅。
背景技术
4D影院座椅在技术上已成熟且受到普遍使用，传统的4D座椅通常需通过五个驱动缸才实现座椅的后仰、左右摇摆、整体升降，或者通过用四个驱动缸实现座椅的前倾后仰、整体升降，其运动在于前后俯仰、上升和下降；后经过升级增加了快升慢升、快降慢降。随着市场的竞争，4D影院座椅迫切需要一种新型的运动方式来满足市场的需求。
发明内容
为了解决上述4D影院控制精度低、各设备及其零部件无法按其使用年限报废的问题，本发明提出一种4D影院控制系统及方法。
具体技术方案如下：
一种三自由度底座，包括一底盘、一椅架和连接该底盘和该椅架的多个驱动缸，该多个驱动缸为三个驱动缸，且该三个驱动缸呈等腰三角形分布，且该其中每个驱动缸均通过万向可转动关节两端分别同该底盘和椅架连接，且该底座还包括至少一个平衡架通过小角度可转动关节两端连接该底盘和该椅架。
较佳的，所述位于等腰三角形顶端的驱动缸设置于底盘、椅架的一侧，所述位于等腰三角形底边的其余两个驱动缸设置于底盘、椅架的另一侧。
较佳的，所述至少一个平衡架关于所述等腰三角形的底边中线对称。
较佳的，所述平衡架同所述椅架连接点与所述平衡架同所述底盘的连接点不在同一侧。
较佳的，所述平衡架为A字形，该A字顶端同所述椅架相连接，该A字底边与所述底盘相连接。
较佳的，所述小角度可转动关节为端面球轴承。
较佳的，所述驱动缸为液压油缸、气缸或电动缸。
一种应用了上述底座的4D座椅，所述椅架上固定有至少一个座椅。
较佳的，所述座椅内还设有特效装置。
本发明沿袭了传统的底盘，椅架和驱动缸的基本构造，使用3个驱动缸和2个平衡架，首先，在连接件和固定支撑件上做改进：将原来的4驱动缸呈“口”字形的排布（前2、后2排布）改为3驱动缸呈“品”字形的排布（前1、后2排布）；其次，进一步将驱动缸的连接方式和连接件作了改进：通过万向连接，将原本只承担升降功能的驱动缸起到既有上升又有平摆的双重功能，其表现为前缸运动时平台做后仰运动，在后左缸运行时平台右前倾运动，在后右缸运行时平台左前倾运动，在前缸与后左缸同时运动时平台右后仰运动，在前缸与后右缸同时运动时平台左后仰运动，三缸同步运行作上升运动。本发明以少气缸实现了多自由度运动，降低了驱动、控制及制作成本和动力能源成本。且让出大幅机械空间，使本来需另设控制设备的元器件集成到平台中，为产品一体化提供了空间支持。
附图说明
图1是本发明实施例底座结构示意图。
图2是本发明本发明实施例底座（去椅架）结构示意图。
图3是本发明本发明实施例底座（去椅架）俯视图。
图4是本发明实施例底座常态（无动作）左视图。
图5是本发明实施例底座上升状态左视图。
图6是本发明实施例底座后仰状态左视图。
图7是本发明实施例底座前倾状态左视图。
图8是本发明实施例底座右前倾状态左视图。
图9是本发明实施例底座左前倾状态左视图。
图10是本发明实施例底座右后仰状态左视图。
图11是本发明实施例底座左后仰状态左视图。
图12是应用了本发明实施例底座的4D座椅的结构示意图。
图中符号说明：
1、底盘，11、平衡架固定架，21、前驱动缸，22、后第一驱动缸，23、后第二驱动缸，31第一平衡架，311、第一平衡架第一连接点，312、第一平衡架第二连接点，313、第一平衡架第三连接点，32、第二平衡架，4、椅架，5、座椅
具体实施方式
下面结合具体实例，进一步阐明本发明的内容。
请参阅图1～3，为本发明实施例底座结构示意图,包括底盘1、设置于底盘1上呈等腰三角形的三个驱动缸，该三个驱动缸底部同底盘1通过万向可转动关节连接，且进一步该三个驱动缸的顶端同椅架万向可转动连接。具体而言，该三个驱动缸包括前第一驱动缸21、后第一驱动缸22和后第二驱动缸23，前第一驱动缸21位于该等腰三角形的顶点，后第一驱动缸22和后第二驱动缸23位于该等腰三角形的底边两端，该前第一驱动缸21设置于底盘1、椅架4的一侧，而后第一驱动缸22和后第二驱动缸23设置于底盘1、椅架4的另一侧，该后第一驱动缸22和后第二驱动缸23间设置有至少一个平衡架，本发明由第一驱动缸22至后第二驱动缸23方向依次设置有第一平衡架31和第二平衡架32，该两个平衡架结构、相同，设置方式相似，其目的为了消除驱动缸所受的径向力，使驱动缸成二力杆结构。以第一平衡架31为例，为A字形结构，A字形底边同等腰三角形底边，即后第一驱动缸22和后第二驱动缸23的连线，平行，并通过第一平衡架第二连接点312、第一平衡架第三连接点313同设置于底座1一侧的平衡架固定架11小角度可转动连接，而A字形的顶点同椅架4另一侧边小角度可转动，具体可通过端面球轴承连接。第二平衡平衡架32其结构、设置如第一平衡平衡架31，该两个平衡架对称的分布于前第一驱动缸21两侧，关于该等腰三角形底边中心线对称。所述气缸及椅架4连接处可以进一步设有气垫以减缓震动带来的损伤，平滑整个动作。
请参阅图4～10，为三个气缸进行不同运作而带来的不同的运动效果，具体如下：
图4是本发明实施例底座常态（无动作）左视图，其中三个驱动缸处于气缸收缩静止状态，椅座4自然平放，如现有固定座椅。
图5是本发明实施例底座上升状态左视图，即三个气缸拉伸平举整个椅架4上行，平衡架31、32对整个椅架4作了限制牵引，使整个椅架4稳定上升。
图6是本发明实施例底座后仰状态左视图，前第一驱动缸21拉伸，后第一驱动缸22和后第二驱动缸23保持收缩状态，前第一驱动缸21拉伸对后第一驱动缸22和后第二驱动缸23各产生一推力，该两个推力因对称，横向分立抵消，仅余向后推力，则整个负载椅架4因该向后推力及其自重逐渐后仰，该过程中平衡架31、32对整个椅架4作了限制牵引，而驱动缸的万向连接，使移动过程平滑。
图7是本发明实施例底座前倾状态左视图，前第一驱动缸21保持收缩状态，后第一驱动缸22和后第二驱动缸23拉伸，后第一驱动缸22和后第二驱动缸23拉伸对前第一驱动缸21各产生一推力，该两个推力因对称，横向分立抵消，仅余向前推力，则整个负载椅架4因该向前推力及其自重逐渐前倾，该过程中平衡架31、32对整个椅架4作了限制牵引，而驱动缸的万向连接，使移动过程平滑。
图8是本发明实施例底座右前倾状态左视图，前第一驱动缸21和后第一驱动缸22保持收缩状态，后第二驱动缸23拉伸，后第二驱动缸23拉伸对后第一驱动缸22和前第一驱动缸21各产生一推力，该两个推力合并后沿该等腰三角形底角角平分线方向，则整个负载椅架4因合力及其自重逐渐沿右前倾斜，该过程中平衡架31、32对整个椅架4作了限制牵引，而驱动缸的万向连接，使移动过程平滑。
图9是本发明实施例底座左前倾状态左视图，前第一驱动缸21和后第二驱动缸23保持收缩状态，后第一驱动缸22拉伸，则整个负载椅架4左前倾斜，原理同前。
图10是本发明实施例底座右后仰状态左视图，前第一驱动缸21和后第二驱动缸23拉伸，后第一驱动缸22保持收缩状态，第一驱动缸21和后第二驱动缸23拉伸后第一驱动缸22各产生一推力，该两个推力合并后沿该等腰三角形底角角平分线方向，则整个负载椅架4因合力及其自重逐渐沿右后仰倾斜，该过程中平衡架31、32对整个椅架4作了限制牵引，而驱动缸的万向连接，使移动过程平滑。
图11是本发明实施例底座左后仰状态左视图，前第一驱动缸21和后第一驱动缸22拉伸，后第二驱动缸23保持收缩状态，则整个负载椅架4因合力及其自重逐渐沿左后仰倾斜。
图12是应用了本发明实施例底座的4D座椅的结构示意图,该4D座椅在如前所述的底座上设置了一排内设有特效装置的座椅，该座椅通过紧固件固定于椅座4上。该特效装置包括风机、雪花机、泡泡机、烟雾机、空压机、储气容器或储水容器等。该多自由度4D座椅，并同内置的视频特效系统，如吹风机等结合，可以实时模拟出各种移动特效以符合影片中场景所涉及之效果，使用户对影片进一步有全方位的体验。
综上所述仅为发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (9)

1.一种三自由度底座，包括一底盘、一椅架和连接该底盘和该椅架的多个驱动缸，其特征在于，该多个驱动缸为三个驱动缸，且该三个驱动缸呈等腰三角形分布，且该其中每个驱动缸均通过万向可转动关节两端分别同该底盘和椅架连接，且该底座还包括至少一个平衡架通过小角度可转动关节两端连接该底盘和该椅架。
2.如权利要求1所述的底座，其特征在于，所述位于等腰三角形顶端的驱动缸设置于底盘、椅架的一侧，所述位于等腰三角形底边的其余两个驱动缸设置于底盘、椅架的另一侧。
3.如权利要求1所述的底座，其特征在于，所述至少一个平衡架关于所述等腰三角形的底边中线对称。
4.如权利要求2或权利要求3所述的底座，其特征在于，所述平衡架同所述椅架连接点与所述平衡架同所述底盘的连接点不在同一侧。
5.如权利要求4所述的底座，其特征在于，所述平衡架为A字形，该A字顶端同所述椅架相连接，该A字底边与所述底盘相连接。
6.如权利要求1所述的底座，其特征在于，所述小角度可转动关节为端面球轴承。
7.如权利要求1所述的底座，其特征在于，所述驱动缸为液压油缸、气缸或电动缸。
8.一种应用了如权利要求1所述底座的4D座椅，其特征在于，所述椅架上固定有至少一个座椅。
9.如权利要求8所述的座椅，其特征在于，所述座椅内还设有特效装置。
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