CN107776445A - 多功能驾驶椅和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多功能驾驶椅和应用。所述多功能驾驶椅包括椅本体，所述椅本体包括座垫和靠背，还包括非线性座椅悬架、支架和手扶架；所述非线性座椅悬架设置于座垫底部，所述支架设置于座垫的下方并通过连接件与座垫活动连接和形成对座垫的支撑，所述手扶架与座垫或者靠背连接。本发明设计出了一种新型的非线性座椅悬架，这种悬架具有高静态刚度和低动态刚度特性，可克服线性悬架存在的问题，隔振频带宽，且承载能力强，在结构优化的基础上，对座椅的其他辅助驾驶功能以及监控驾驶和作业信息予以收集和显示，不仅具备舒缓驾驶者疲劳功能，而且显著提高驾驶舒适度和精准驾驶，具有重要的实用意义。

Description

多功能驾驶椅和应用

技术领域

本发明涉及一种多功能驾驶椅和应用。

背景技术

目前市场所使用的驾驶用椅尤其是应用于轮式拖拉机、叉车等的驾驶椅，驾驶员需要一边驾驶一边作业，对驾驶椅的功能要求比较高，但现有多数结构简单，功能单一，辅助驾驶功能和提供驾驶舒适度等对驾驶员非常重要的功能都不能得到体现。

驾驶员在作业时所受到的振动的伤害主要来自于低频振动，现有驾驶椅悬架的刚度比较大，椅悬架系统的固有频率就变大，而这样对低频所引起的振动的衰减就很少，起不到提高驾驶员舒适性的目的。另一方面，如果刚度较小，那么驾驶员接触座椅时将会使座椅产生较大的位移，如果车辆在行驶中的振动强烈，将会带来更大的振动行程，驾驶员接触座椅时产生的较大的位移给座椅悬架的布置带来了空间上的限制，并且过大的振动行程将会导致驾驶员对车辆方向的掌控能力下降，使得操纵紊乱，增加了驾驶员的驾驶风险性，从而可能导致发生交通事故的概率提高。目前，应用较多的是线性座椅悬架和空气弹簧悬架，线性悬架在低频振动隔离问题上存在理论上的限制，即低频隔振性能好时静态位移大，难以满足非公路车辆（作业车辆）的低频隔振需求，空气弹簧悬架低频隔振性虽较好，但需要附加较大体积的气室。而主动、半主动悬架理论上具有理想的隔振性能，但系统复杂，成本高且耗能大。

与此同时，驾驶员在座椅上操作作业时对驾驶座后侧的作业情况也缺乏及时的了解，座椅两侧没有可调整性的扶手结构，具有按摩功能的农用机械座椅在市场上还未出现。

因此设计结构科学、驾驶舒适度较佳的多功能的驾驶椅，对作业车辆整体质量具有重要的提升价值，对驾驶员具有非常重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有作业车辆驾驶座椅功能单一、舒适性不足的技术缺陷，提供一种多功能驾驶椅。

本发明另一要解决的技术问题是提供所述驾驶椅的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种多功能驾驶椅，包括椅本体，所述椅本体包括座垫和靠背；还包括非线性座椅悬架、支架和手扶架；所述非线性座椅悬架设置于座垫底部，所述支架设置于座垫的下方并通过连接件与座垫活动连接和形成对座垫的支撑，所述手扶架与座垫或者靠背连接；

所述非线性座椅悬架包括座椅悬架上悬架、竖直方向隔振弹簧、水平方向球形结构、水平支撑悬架、球形凸轮结构、竖直悬架；所述竖直悬架的一端连接座椅悬架上悬架对其形成支撑；竖直方向隔振弹簧对称设置于座椅悬架上悬架和水平支撑悬架之间起到支撑连接作用，在座椅悬架上悬架和水平支撑悬架之间设置有水平方向球形结构，水平方向球形结构与座椅悬架上悬架运动方向保持一致，球形凸轮结构在水平方向球形结构周边并贴合水平方向球形结构设置，球形凸轮结构随水平方向球形结构的运动而发生相反方向的运动。

所述支架包括架体和调节装置，所述架体为两条平行的槽架与挂钩构成的工字型结构，所述槽架分别设置有槽，所述挂钩的两端与所述槽分别配合连接并可以在槽中前后滑动；所述调节装置为设置于挂钩和所述槽之间的配合结构，所述调节装置使得挂钩可以在槽中滑动至需要的位置并固定；所述座垫与挂钩经连接件活动连接。

优选地，所述球形凸轮结构可根据运动趋势而运动至水平方向球形结构的顶端。

优选地，所述竖直悬架外表面设有滑槽，所述水平方向球形结构是环绕竖直悬架设置的若干球片结构，所述球片结构上设有可在所述滑槽中上下滑动的销轴。

进一步优选地，所述球片结构为四片，环绕竖直悬架对称设置。

优选地，所述球形凸轮结构包括球形凸轮和横贯球形凸轮的支撑轴，还包括球形凸轮固定结构，所述球形凸轮固定结构包括相对设置的两个横梁，每一个横梁上均设有槽孔，所述支撑轴的两端分别伸入横梁中的槽孔可在槽孔中来回滑动。

进一步地，所述球形凸轮结构还包括水平隔振弹簧，所述水平隔振弹簧的一端连接支撑轴，另一端固定于水平支撑悬架或横梁。水平隔振弹簧对球形凸轮的运动进行控制。每一个球形凸轮结构至少包括两个水平隔振弹簧，对称设置于所述球形支撑的两旁。

进一步地，所述球形凸轮与所述球片结构的数目相同。

优选地，所述球形凸轮为四个，所述球片结构为四个。

进一步优选地，所述竖直方向隔振弹簧为四个，对称设置于座椅悬架上悬架和水平支撑悬架之间起到支撑连接作用。

优选地，所述非线性座椅悬架还包括气缸，所述气缸设置于竖直悬架远离座椅悬架上悬架的另一端。所述竖直方向隔振弹簧采用空气弹簧，所述气缸连通竖直方向隔振弹簧并向其输送气体。

优选地，所述水平隔振弹簧采用空气弹簧，所述气缸连通水平隔振弹簧并向其输送气体。

优选地，所述手扶架上设置有显示驾驶和/或作业信息的显示装置。

进一步地，在所述驾驶椅上或者应用所述驾驶椅的车或者农用机械上适宜位置设置有摄像机构。所述显示屏通过与摄像机构连接，能够观测农用机械的使用情况或耕作情况，摄像机构的位置可根据不同需求进行调节，起到辅助驾驶和耕作的作用。所述架体固定于农用机械或者车上。

优选地，所述手扶架为两个，分别设置于座垫或者靠背的两边。更为优选地，所述手扶架分别设置于座垫的两边手臂放置的位置。所述手扶架的高度可调，倾斜角度也可以调节。

如果手扶架连接靠背，所述手扶架的一端连接靠背，另一端向前延伸形成横臂方便放置驾驶员的手臂；所述显示屏固定连接于横臂。可以通过调节手扶架的一端连接靠背的上下位置来调节手扶架的高低。

进一步地，可以在靠背背离驾驶者背部的一面设置加强筋，将所述手扶架的一端连接于所述加强筋。更优选地，所述手扶架的一端与所述加强筋连接的方式可以采用螺栓连接，在所述加强筋上设置不同的插孔和螺孔，将手扶架的一端插入插孔后用螺栓经螺孔锁紧手扶架。进一步地，所述插孔和螺孔有对应的若干个，通过插入不同的插孔锁紧连接，用以调节手扶架不同的高度。

如果所述手扶架连接座垫，所述手扶架包括立架和横臂，所述立架的一端连接椅本体，立架的另一端连接和支撑横臂。优选地，所述立架的长度可以调节以获得手扶架不同的高度，适用于不同身高要求。进一步地，所述手扶架可以不同倾斜的角度进行调节，适用于更多的不同需求。

进一步地，所述立架采用伸缩结构。

进一步地，所述座垫的底部设有加强筋，所述立架的一端连接加强筋。所述立架的一端与所述加强筋连接的方式可以采用螺栓连接，在所述加强筋上设置不同的插孔和螺孔，将手扶架的一端插入插孔后用螺栓经螺孔锁紧手扶架。进一步地，所述插孔和螺孔有对应的若干个，通过插入不同的插孔锁紧连接，用以调节手扶架不同的高度。

优选地，所述座垫与挂钩通过采用销轴连接，使得座垫可以以挂钩为轴前后翻折。

进一步地，所述座垫的底部设有加强筋，所述加强筋与挂钩通过采用销轴连接。

更进一步地，所述座垫的底部设有加强筋，所述加强筋与挂钩通过采用销轴连接，而且手扶架的立架一端与加强筋相连接，整体设计简单牢固耐用。

优选地，所述调节装置还包括有弹簧，对挂钩的滑动起到缓冲和复位的作用。

优选地，所述座垫和/或靠背设置有按摩机构，可以对驾驶员的身体进行按摩。

进一步优选地，所述座垫和/或靠背的按摩机构包括若干滚珠和固定连接滚珠的加强筋，并通过锥齿轮结构控制。

进一步优选地，所述加强筋连接手扶架。

优选地，所述按摩机构为滚珠按摩结构。所述按摩机构可以为设置于座垫或靠背表面的带滚珠的层，也可以是连接电源的电动按摩器，如果是采用电动的按摩器，该按摩器的电源连接在农用机械的电源开关处，插上电源后即可进行相应的按摩，在安全的前提下，可在司机停车时或行进中均可进行按摩，缓解驾驶者的疲劳。进一步地，如果按摩机构为滚轮式，滚轮的传动可以通过锥齿轮进行控制，实现一轴转动，滚轮全部进行按摩的功能。

本发明椅本体的座垫和靠背可以采用一体化设计而成；也可以是座垫和靠背之间通过弹性片或者其他连接件连接而成。

本发明所述多功能驾驶椅在作业车辆上具有很好的应用，尤其适用于轮式拖拉机或叉车。

本发明具有以下有益效果：

本发明设计出了一种新型的非线性座椅悬架，这种悬架具有高静态刚度和低动态刚度特性，可克服线性悬架存在的问题，隔振频带宽，且承载能力强，在结构优化的基础上，显著提高驾驶舒适度和精准驾驶作业，具有重要的实用意义。

本发明针对作业车辆用的驾驶椅，进行了科学的改进，农用机械用驾驶椅，提供了一种可进行前后调节，同时具有按摩功能的座椅，结构简单，制作成本低，实用性较好。同时给座椅安装有显示屏和摄像头结构，方便驾驶员对驾驶和耕作情况实时观测。本发明提供的驾驶椅具有实时显示驾驶和耕作作业情况的功能，驾驶座位前后可调并具备舒缓驾驶者疲劳的按摩功能，具有重要的实用意义。

附图说明

图1本发明结构示意图。

图2本发明非线性座椅悬架的立体结构示意图。

图3本发明非线性座椅悬架的爆炸图。

图4本发明非线性座椅悬架结构示意图。

图5图4所示非线性座椅悬架得A-A剖面图。

图6图4所示非线性座椅悬架得B-B剖面图。

图7本发明椅本体的座垫以挂钩为轴进行翻折的示意图。

图8本发明显示屏连接摄像机构示意图。

图9本发明设置按摩机构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行进一步说明，下述实施例所述仅为本发明的部分实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，基于本发明思想可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。

实施例1

本实施例提供一种多功能驾驶椅，如图1所示，包括椅本体1，所述椅本体1包括座垫11和靠背12；还包括支架2、手扶架3和非线性座椅悬架6；所述非线性座椅悬架6设置于座垫11的底部，所述支架2设置于座垫11的下方并通过连接件与座垫11活动连接和形成对座垫11的支撑，所述手扶架3与座垫11或者靠背12连接。

如图1所示，所述调节装置22还包括有弹簧221，对挂钩212的滑动起到缓冲和复位的作用。

所述座垫11底部设置所述非线性座椅悬架。本发明所述非线性座椅悬架，如图2、图4和图5所示，所述非线性座椅悬架包括座椅悬架上悬架61、竖直方向隔振弹簧62、水平方向球形结构63、水平支撑悬架64、球形凸轮结构65、竖直悬架67；所述竖直悬架67的一端连接座椅悬架上悬架61对其形成支撑；竖直方向隔振弹簧62对称设置于座椅悬架上悬架61和水平支撑悬架64之间起到支撑连接作用，在座椅悬架上悬架61和水平支撑悬架64之间设置水平方向球形结构63，水平方向球形结构63与座椅悬架上悬架61的运动方向保持一致，球形凸轮结构65在水平方向球形结构63周边并贴合水平方向球形结构63设置，球形凸轮结构65随水平方向球形结构63的运动而发生相反方向的运动，根据运动趋势而运动至水平方向球形结构63的顶端。

所述座椅悬架上悬架61和水平支撑悬架64平行设置。

所述竖直悬架67包括底座和竖架，所述竖架与所述座椅悬架上悬架61和水平支撑悬架64垂直设置。

如图3所示，本实施例提供了一种效果较优的结构。所述竖直悬架67的外表面设有滑槽（图中未标示），所述水平方向球形结构63是环绕竖直悬架67设置的若干球片结构，所述球片结构上设有可在所述滑槽中上下滑动的销轴。

所述球片结构可以设置为四片，环绕竖直悬架对称设置。

如附图3和6所示，球形凸轮结构65包括球形凸轮651和横贯球形凸轮651的支撑轴652，还包括球形凸轮固定结构653，所述球形凸轮固定结构653包括相对设置的两个横梁，每一个横梁上均设有槽孔，所述支撑轴652的两端分别伸入横梁653中的槽孔可在槽孔中来回滑动，实现在槽内水平方向上的移动。

所述括球形凸轮固定结构653固定设置于所述水平支撑悬架64上。

进一步地，所述球形凸轮结构65还包括水平隔振弹簧654，所述水平隔振弹簧654的一端连接支撑轴652，另一端固定于水平支撑悬架64或横梁653。水平隔振弹簧654对球形凸轮651的运动进行控制。每一个球形凸轮结构65至少包括两个水平隔振弹簧654，对称设置于所述球形凸轮651的两旁。

进一步地，所述球形凸轮651与所述球片结构的数目相同。

优选地，所述球形凸轮651为四个，所述球片结构为四个。

进一步优选地，所述竖直方向隔振弹簧62为四个，对称设置于座椅悬架上悬架61和水平支撑悬架64之间起到支撑连接作用。

如图5所示，所述非线性座椅悬架还包括气缸66，所述气缸66设置于竖直悬架67远离座椅悬架上悬架61的另一端。所述竖直方向隔振弹簧62采用空气弹簧，所述气缸66连通竖直方向隔振弹簧62并向其输送气体。

所述水平隔振弹簧654也可以采用空气弹簧，所述气缸66连通水平隔振弹簧654并向其输送气体。

所述非线性座椅悬架的座椅悬架上悬架61贴合座垫11底部并与座垫11固定连接。

当驾驶员通过驾驶椅的座垫施加力F至座椅悬架上悬架61上，通过竖直方向隔振弹簧62实现初步减振，同时竖直方向隔振弹簧62和竖直悬架67也起到竖直方向的固定作用。

当驾驶员完全坐到驾驶椅上时，水平方向球形结构63随座椅悬架上悬架61往下运动，球形凸轮651也会根据运动趋势而运动至水平方向球形结构63的顶端；在球形凸轮651的两端部分由一系列的弹簧，对球形凸轮651的运动进行控制，实现球形凸轮651在水平运动过程中的非线性减振。

当作业车辆的车体在运动过程中，会因为振动产生各个方向上的振动，振动引起竖直方向上的力不断变化，变化的同时水平方向球形结构63随座椅悬架上悬架61上下往返运动，进而引起水平方向球形结构63和球形凸轮651第二次，第三次......等不断地非线性接触，根据非线性接触悬架具有高静态刚度和低动态刚度特性，可克服线性悬架存在的问题，隔振频带宽，且承载能力强的特点，从而能实现在运动过程中良好的减振，并能适应不同路况，适应于非路面行驶的车辆。

如图1所示，所述多功能驾驶椅还包括支架2和手扶架3，所述座垫11与支架2活动连接，所述手扶架3与座垫11或者靠背12连接；所述支架2包括架体21和调节装置22，所述架体21为两条平行的槽架211与挂钩212构成的工字型结构，所述槽架211分别设置有槽，所述挂钩212的两端与所述槽分别配合连接并可以在槽中前后滑动；所述调节装置22为设置于挂钩212和所述槽之间的配合结构，所述调节装置22使得挂钩可以在槽中滑动至需要的位置并固定；所述座垫11与挂钩212活动连接；至少一个的手扶架3上安装有显示屏5，该显示屏5可以显示辅助驾驶的一些信息和图案。

进一步地，在所述驾驶椅上或者应用所述驾驶椅的车或者农用机械上适宜位置设置有摄像机构9，如图8所示。所述显示屏5通过与摄像机构9连接，能够观测农用机械的使用情况或耕作情况，摄像机构的位置可根据不同需求进行调节，起到辅助驾驶和耕作的作用。所述架体固定于农用机械或者车上。

优选地，所述手扶架3为两个，分别设置于座垫11的两边，也可以设置于靠背12的两边。优选地，所述手扶架3分别设置于座垫22的两边，其设有驾驶者手臂放置的位置。所述手扶架3的高度可调，倾斜角度也可以调节。

以手扶架3连接座垫11为例进行详细说明。所述手扶架3包括立架32和横臂31，所述立架32的一端连接座垫11，立架32的另一端连接和支撑横臂31。优选地，所述立架32的长度可以调节以获得手扶架3不同的高度，适用于不同身高要求。进一步地，所述手扶架3可以不同倾斜的角度进行调节，适用于更多的不同需求。

所述立架32可以采用伸缩结构来调节高度。

如图7所示，进一步地，所述座垫11的底部可以设有加强筋111，所述立架32的一端连接加强筋111。所述立架32的一端与所述加强筋111连接的方式可以采用螺栓连接，在所述加强筋上设置不同的插孔和螺孔，将立架32的一端插入插孔后用螺栓经螺孔锁紧手扶架。进一步地，所述插孔和螺孔有对应的若干个，通过插入不同的插孔锁紧连接，用以调节手扶架不同的高度。

本实施例中，所述座垫11与挂钩212通过采用销轴7连接，使得座垫11可以以挂钩212为轴前后翻折。

进一步地，所述座垫11的底部设有加强筋111，所述加强筋111与挂钩212通过采用销轴8连接。

进一步地，所述座垫111的底部设有加强筋111，所述加强筋111与挂钩212通过采用销轴8连接，而且手扶架的立架32一端与加强筋111相连接，整体设计简单牢固耐用。

所述座垫11和/或靠背12设置有按摩机构7，可以对驾驶员的身体进行按摩。

如图9所示，以靠背设有按摩机构为例进行说明：靠背12背面设有带滚珠71的按摩机构7，也可以是连接电源的电动按摩器，如果是采用电动的按摩器，该按摩器的电源连接在农用机械的电源开关处，插上电源后即可进行相应的按摩，在安全的前提下，可在司机停车时或行进中均可进行按摩，缓解驾驶者的疲劳。进一步地，如果按摩机构为滚轮式，滚轮的传动可以通过锥齿轮72进行控制，实现一轴转动，滚轮全部进行按摩的功能。

本发明椅本体的座垫和靠背可以采用一体化设计而成；也可以是座垫和靠背之间通过弹性片或者其他连接件连接而成。

通过大量试用，获得满分的试用评价。总结发现本发明针对农用机械用的驾驶椅设计，克服线性悬架存在的问题，隔振频带宽，且承载能力强，在结构优化的基础上，显著提高驾驶舒适度和精准驾驶作业，具有重要的实用意义。还可以可进行前后调节，同时具有按摩功能，结构简单，制作成本低，实用性较好，同时给座椅安装有显示屏和摄像机构，方便驾驶员对驾驶和耕作情况实时观测。本发明提供的驾驶椅具有实时显示驾驶和耕作作业情况的功能，驾驶座位前后可调并具备舒缓驾驶者疲劳的按摩功能，具有重要的实用意义。

Claims (10)

1.一种多功能驾驶椅，包括椅本体，所述椅本体包括座垫和靠背；其特征在于，还包括非线性座椅悬架、支架和手扶架；所述非线性座椅悬架设置于座垫底部，所述支架设置于座垫的下方并通过连接件与座垫活动连接和形成对座垫的支撑，所述手扶架与座垫或者靠背连接；

所述非线性座椅悬架包括座椅悬架上悬架、竖直方向隔振弹簧、水平方向球形结构、水平支撑悬架、球形凸轮结构、竖直悬架；所述竖直悬架的一端连接座椅悬架上悬架对其形成支撑；竖直方向隔振弹簧对称设置于座椅悬架上悬架和水平支撑悬架之间起到支撑连接作用，在座椅悬架上悬架和水平支撑悬架之间设置有水平方向球形结构，水平方向球形结构与座椅悬架上悬架运动方向保持一致，球形凸轮结构在水平方向球形结构周边并贴合水平方向球形结构设置，球形凸轮结构随水平方向球形结构的运动而发生相反方向的运动；

所述支架包括架体和调节装置，所述架体为两条平行的槽架与挂钩构成的工字型结构，所述槽架分别设置有槽，所述挂钩的两端与所述槽分别配合连接并可以在槽中前后滑动；所述调节装置为设置于挂钩和所述槽之间的配合结构，所述调节装置使得挂钩可以在槽中滑动至需要的位置并固定；所述座垫与挂钩经连接件活动连接。

2.根据权利要求1所述多功能驾驶椅，其特征在于，所述非线性座椅悬架还包括气缸，所述气缸设置于竖直悬架的另一端；所述竖直方向隔振弹簧和/或水平隔振弹簧采用空气弹簧，所述气缸连通竖直方向隔振弹簧和/或水平隔振弹簧并向其输送气体。

3.根据权利要求1所述多功能驾驶椅，其特征在于，所述竖直悬架的另一端与所述架体相连接，优选所述竖直悬架的另一端与架体的挂钩相连接。

4.根据权利要求1所述多功能驾驶椅，其特征在于，所述座垫与挂钩通过采用销轴连接，所述座垫可以以挂钩为轴前后翻折。

5.根据权利要求1所述多功能驾驶椅，其特征在于，所述手扶架为两个，分别设置于座垫或者靠背的两边；优选所述手扶架高度和倾斜角度可调。

6.根据权利要求1或5所述多功能驾驶椅，其特征在于，至少一个的手扶架上安装有显示屏。

7.根据权利要求1至6任一项所述多功能驾驶椅，其特征在于，所述驾驶椅设置有摄像机构；所述摄像机构连接显示屏。

8.根据权利要求1所述多功能驾驶椅，其特征在于，所述槽内还设置有定位和/或缓冲弹簧。

9.根据权利要求1至8任一项所述多功能驾驶椅，其特征在于，所述多功能驾驶椅的座垫和/或靠背设置有按摩机构；优选所述座垫和/或靠背的按摩机构包括若干滚珠和固定连接滚珠的加强筋，并通过锥齿轮结构控制；优选所述加强筋连接手扶架。

10.权利要求1至9任一项所述多功能驾驶椅在作业车辆上的应用。