CN108819969B - 一种平衡座椅的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种平衡座椅控制系统，包括：水平检测装置，用于实时检测座椅的座面摆动的角速度，生成摆动信号；控制模块，用于通过摆动信号计算座椅的座面的第一倾角，将第一倾角与基准值比较生成调节指令，并发送至所述驱动机构；驱动机构可滑动的设置在导向部上，所述驱动机构上安装有座椅，用于根据所述调节指令使所述座椅在导向部上运动，直至所述第一倾角达到所述基准值，本申请还公开一种平衡座椅控制方法，本申请可以自动检测当前座椅的倾角，通过电控调节机构自动调节座椅，使座椅始终保持相对合理的倾角，避免当悬挂式轨道交通工具的上倾或下倾时乘客感到不适的问题。

Description

一种平衡座椅的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通工具的控制领域，具体涉及一种平衡座椅的控制系统及方法。

背景技术

人们在假日期间越来越多的选择进入山区，呼吸新鲜空气、放松身心。景点为了疏导游客，并提供方便的景区内部交通，常采用景区接驳车接载乘客。为了提供景区接驳车的专用道，往往需要沿着山势修建盘山公路。

现有通过悬挂式轨道交通工具在景区内建设轨道线，不仅可以避免开山修路，而且视野好、造价低，新鲜感也可以有效吸引乘客乘坐。

但是，部分景区受地理环境限制，悬挂式轨道交通工具需要攀爬陡坡、或从陡坡向下缓行，现有的交通工具中座椅的座面一般相对固定，无法根据悬挂式轨道交通工具的运行角度进行调整，给乘客带来不适；也有一部分交通工具中座椅可以调节一定角度，但是对于悬挂式轨道交通工具，在部分轨道段需要较大的倾角上行或下行时，乘客手动调节存在较大的滞后性，极易引起乘客的不适。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种平衡座椅控制系统及方法，可以自动检测当前座椅的倾角，通过电控调节机构自动调节座椅，使座椅始终保持相对合理的倾角，避免当悬挂式轨道交通工具的上倾或下倾时乘客感到不适的问题。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种平衡座椅控制系统，包括：

水平检测装置，用于实时检测座椅的座面摆动的角速度，生成摆动信号；

控制模块，用于通过摆动信号计算座椅的座面与水平面之间的第一倾角，将第一倾角与基准值比较生成调节指令，并发送至驱动机构；

驱动机构可滑动的设置在导向部上，所述驱动机构上安装有座椅，用于根据所述调节指令使所述座椅在导向部上运动，直至所述第一倾角达到所述基准值。

优选的，还包括手动模块，所述手动模块用于接收所述座椅上的指令输入端输入的包含有第二倾角的值的手动调节指令；

所述驱动机构用于根据所述手动调节指令使所述座椅在导向部上运动至指定的第二倾角。

优选的，还包括基准设定模块，还包括基准设定模块，所述基准设定模块用于接收指令输入端输入的基准设定指令，当基准设定模块接收所述基准设定指令时，所述控制模块将手动调节指令下的所述第二倾角的值设定为新的基准值；

所述驱动机构用于根据所述调节指令使所述座椅在导向部上运动，直至所述第一倾角达到所述基准值。

优选的，所述导向部包括设置在底座上的轨道部，所述轨道部上套装有所述驱动机构，所述轨道部的上表面为圆弧形的轨道面，所述轨道面的回转中心水平设置，所述轨道面上沿其周向分布有一圆弧齿条段，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的输出端通过驱动轮啮合在所述圆弧齿条段上。

优选的，所述圆弧齿条段的轴向两侧设置有圆弧形的凸沿，所述驱动机构包括若干第一支撑轮和第二支撑轮，所述第一支撑轮与所述凸沿的内表面接触，所述第二支撑轮与所述凸沿的外表面接触，所述第一支撑轮和所述第二支撑轮的转轴固定安装在所述驱动机构的壳体上。

优选的，所述轨道部上分布有一个或多个所述驱动机构，每一所述驱动机构中至少包括四个所述第一支撑轮和四个第二支撑轮，所述第一支撑轮和第二支撑轮对称设置在所述轨道部周向的几何对称轴两侧，并分别与所述凸沿的内表面和外表面接触。

优选的，所述水平检测装置为重力加速度传感器或陀螺仪，所述水平检测装置的水平安装基准面与所述座面平行；

所述水平检测装置通过控制模块同时远程连接有若干个所述座椅上的驱动机构；

或每一座椅对应设置有一水平检测装置，所述水平检测装置对应连接一控制模块，并通过控制模块电连接其所位于的座椅上的所述驱动机构。

一种基于所述系统的平衡座椅控制方法，包括：

水平检测装置实时检测座椅的座面摆动的角速度，生成摆动信号；

控制模块通过摆动信号计算座椅的座面的第一倾角，将第一倾角与基准值比较生成调节指令，并发送至所述驱动机构；

驱动机构根据所述调节指令在导向部上滑动，使所述座椅在导向部上运动，直至所述第一倾角达到所述基准值。

优选的，所述控制模块中的手动模块接收所述座椅上的指令输入端输入的手动调节指令；

所述驱动机构根据所述手动调节指令使所述座椅在导向部上运动至指定的第二倾角。

优选的，所述控制模块中的基准设定模块接收所述座椅上的指令输入端输入的基准设定指令，当接收所述基准设定指令时，所述基准设定模块将手动调节指令下的所述第二倾角作为所述水平检测装置的基准值；

所述驱动机构根据所述调节指令使所述座椅在导向部上运动，直至所述第一倾角达到所述基准值。

本申请与现有技术相比，其详细说明如下：

本申请公开了一种平衡座椅控制系统，其中，水平检测装置实时检测座椅的座面在摆动时的角速度，生成摆动信号，控制模块根据实时检测的摆动信号计算出座椅的座面与水平面之间的第一倾角，并与基准值进行比对，使驱动机构在导向部上滑动，带动座椅沿着导向部摆动，座椅的座面的第一倾角达到所述基准值，轨道交通工具处于任意的倾仰角，座椅的座面与水平方向的夹角始终为基准值，从而保障乘客在乘坐轨道交通工具时具有良好的乘坐体验，控制模块根据摆动信号自动调节座椅的角度，无需乘客手动控制调节，进而提供了自动化的舒适乘坐体验。

乘客可以通过手动模块手动调节，使其座位的座面达到乘客自主调节的第二倾角，乘客可以根据自己的实际习惯或当下的需求，如小憩、就餐等调节座椅的角度，包括座椅座面与水平面之间的第二倾角，使本系统具有一定的自主灵活性，改善用户乘坐体验，为乘客提供方便。

乘客还可以通过基准设定模块将手动调节的第二倾角设置为新的基准值，当重新设定基准值后，控制模块接收到摆动信号时，每次驱动机构使座椅摆动至第二倾角，从而保证乘客在重新设定基准值时，每次驱动机构均将座椅的座面调整至重新设定的基准值。例如乘客在手动设置座椅角度后进行休息时，仍能够保持相对平衡的位置，提高乘客的舒适性。

应用有本系统的平衡座椅包括固定于轨道交通工具车厢内的轨道部，轨道部的上表面为圆弧形的轨道面，座椅包裹在轨道面内，并通过驱动机构连接在轨道部上；驱动机构中驱动电机的输出端通过驱动轮啮合在轨道面的圆弧齿条段上，使座椅沿着轨道面的回转中心摆动，从而达到座椅的座面与水平面的夹角始终为基准值的技术效果；同时，驱动轮、圆弧齿条段和驱动电机输出端的之间的扭矩也可以保证当驱动轮不转动时，座椅相对稳定的设置在轨道面上，不易发生滑动或偏转。

第一支撑轮和第二支撑轮分别支撑在凸沿的内表面和外表面上，驱动机构通过第一支撑轮和第二支撑轮滑动套装在轨道部上，第一支撑轮和第二支撑轮使驱动机构在轨道部上顺畅地滑动，同时保证驱动机构在轨道部上相对运动的稳定性。

所述驱动机构可以为一个或多个，可以根据实际情况选择安装，若干第一支撑轮沿着轨道部周向的几何对称轴两侧对称分布，同时沿着轨道部的回转中心对称分布，从而保证驱动机构在轨道部上相对运动的稳定性。

所述水平检测装置为重力加速度传感器或陀螺仪，其水平安装基准面与座面平行，当重力加速度传感器或陀螺仪发生偏转时，通过检测重力加速度传感器或陀螺仪的角速度实现实时检测座椅的座面摆动的角速度的功能，从而判断座椅是否发生偏转。

本申请公开的水平检测装置可以同时远程连接有若干个所述座椅上的驱动机构，从而达到节省造价、集中控制的效果，控制模块根据调节指令独立控制每一座椅上的驱动机构；

本申请公开的水平检测装置也可以独立设置在每一座椅上，所述水平检测装置独立电连接其所位于的座椅上的所述驱动机构，从而实现独立控制，可以有效降低控制模块的负荷，提高检测精度和响应速度。

本申请还公开了一种基于上述控制模块的控制方法，通过自动检测和控制实现座椅的座面的所在平面与水平面的夹角始终符合基准值，具有响应及时、自动化程度高，智能方便的优点，应用该控制模块及方法的座椅具有乘坐体验好，舒适性好的优点。

附图说明

图1为本发明的系统示意图；

图2为导向部、驱动机构(3)和座椅(5)的安装结构示意图；

图3为导向部、驱动机构(3)和座椅(5)的局部剖切示意图；

图4为本发明水平检测装置(1)连接关系的另一种实施例。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图所示，一种平衡座椅控制系统，用于通过水平检测装置(1)实时检测座椅(5)的摆动情况，控制驱动机构(3)调节座椅(5)在导向部上摆动的角度，使座椅(5)的座面与水平面之间的倾角始终保持在基准值。本系统包括：

水平检测装置(1)，具体为重力加速度传感器或陀螺仪，其水平安装基准面与座面平行，用于实时检测座椅(5)的座面摆动的角速度，生成摆动信号；

控制模块(2)，用于根据摆动信号计算出座椅(5)的座面与水平面之间的第一倾角，将第一倾角的值与基准值比较生成调节指令，并发送至所述驱动装置；

所述座椅(5)上的驱动装置用于调节座椅(5)在导向部摆动的上的角度，使所述座椅(5)在导向部上运动，直至所述水平检测装置(1)检测的第一倾角与所述基准值匹配，从而达到当轨道交通工具的底面不水平时，座椅(5)的座面的水平倾角始终保持在基准值的效果，避免当轨道交通工具在上坡或下坡时，因座椅(5)倾斜导致乘客舒适度差的问题。

应用于该系统的平衡座椅(5)包括：

导向部，包括底座和设置于底座上的轨道部(4)，所述底座安装在轨道交通工具车厢内的底面，所述轨道部(4)的上表面为斜开口向上的圆弧形的轨道面(41)，所述轨道面(41)的回转中心水平设置，所述轨道面(41)上沿其周向分布有一圆弧齿条段(42)，所述圆弧齿条段(42)的轴向两侧设置有圆弧形的凸沿(43)；

驱动机构(3)，套装在所述轨道部(4)上，包括驱动电机(31)，所述驱动电机(31)的输出端通过驱动轮(32)啮合在所述圆弧齿条段(42)上，当驱动轮(32)在圆弧齿条段(42)上转动时，所述驱动机构(3)在所述导向部上滑动；

所述驱动机构(3)还包括若干第一支撑轮(33)和第二支撑轮(34)，所述第一支撑轮(33)与所述凸沿(43)的内表面接触，所述第二支撑轮(34)与所述凸沿(43)的外表面接触，所述第一支撑轮(33)和所述第二支撑轮(34)的转轴固定安装在所述驱动机构(3)的壳体上，所述第一支撑轮(33)和第二支撑轮(34)使所述驱动机构(3)套装在轨道部(4)上，当驱动轮(32)在圆弧齿条段(42)上转动时，所述第一支撑轮(33)和第二支撑轮(34)分别在所述凸沿(43)的内表面和凸沿(43)的外表面上滚动，使所述驱动机构(3)始终平稳的在轨道部(4)上滑动；

所述座椅(5)固定在所述驱动机构(3)上，本申请所公开的平衡座椅(5)中，所述轨道部(4)上分布有一个或多个所述驱动机构(3)，每一所述驱动机构(3)中至少包括四个所述第一支撑轮(33)和四个第二支撑轮(34)，所述第一支撑轮(33)和第二支撑轮(34)对称设置在所述轨道部(4)周向的几何对称轴两侧，并分别与所述凸沿(43)的内表面和外表面接触。

所述驱动机构(3)设置于轨道部(4)上，当驱动轮(32)不旋转时，所述座椅(5)相对固定在轨道部(4)上，并通过驱动电机(31)的扭矩保持相对固定；当驱动电机(31)带动驱动轮(32)转动时，座椅(5)绕着轨道部(4)的回转中心摆动，从而使座椅(5)的座面与水平平面的夹角始终保持在基准值上。

作为本申请的一种优选实施例，所述水平检测装置(1)设置在所述座椅(5)上，并独立电连接有控制模块(2)，通过控制膜(2)控制其所位于的座椅(5)上的所述驱动机构(3)，可以独立将座椅(5)与水平面的交角调整至基准值。如图4所示，作为本申请水平检测装置(1)连接关系的另一种实施例，所述水平检测装置(1)可以设置于轨道交通工具内，通过控制模块(2)同时远程连接有若干个所述座椅(5)上的驱动机构(3)，通过实施检测结果同时向多个座椅(5)上的驱动机构(3)发送调节指令。

本系统的所述控制模块(2)中还设置有手动模块(21)，所述手动模块(21)的指令输入端可以为设置于座椅(5)上的电子触摸屏，也可以为具有实体案件的遥控器。所述手动模块(21)用于接收所述指令输入端输入的手动调节指令，所述驱动机构(3)用于根据所述手动调节指令使所述座椅(5)在导向部上运动至指定的第二倾角。

乘客在乘坐应用有本系统的轨道交通工具时，可以通过该座椅(5)对应的指令输入端输入手动调节指令，使其座椅(5)在导向部上摆动至指定的第二倾角，当乘客需要休息，或就餐时，可以手动调节使座椅(5)的座面的所在平面与水平面的夹角出于第二倾角。

本系统的所述控制模块(2)中还设置有基准设定模块(22)，所述基准设定模块(22)用于接收所述座椅(5)上的指令输入端输入的基准设定指令，当控制模块(2)接收到所述基准设定指令时，所述控制模块(2)用于将手动调节指令下的所述第二倾角作为所述水平检测装置(1)的基准值，直至基准值被重置。

当乘客将手动调节后的第二倾角设置为基准值后，当轨道交通工具出于上坡或下坡时，所述座椅(5)上的驱动装置调节座椅(5)在导向部摆动的上的角度，使所述座椅(5)在导向部上运动，直至所述水平检测装置(1)检测的第一倾角与手动设置的所述基准值匹配。比如当乘客在休息时，座椅(5)的靠背向后设置，座椅(5)的椅面向上倾斜的角度为第二倾角，且乘客将此角度设置为基准值，此时即使轨道交通工具出于上坡或下坡发生倾斜时，座椅(5)的座面的水平倾角始终保持在基准值上，不会因轨道交通工具在上坡或下坡时，座椅(5)重新调整倾角影响乘客当前的休息状态，提高了乘客乘坐的舒适性。

本申请还公开了一种基于上述平衡座椅(5)的控制系统的控制方法，包括如下步骤：

水平检测装置(1)实时检测座椅(5)的座面摆动的角速度，生成摆动信号；

控制模块(2)通过摆动信号计算座椅(5)的座面的第一倾角，将第一倾角与基准值比较生成调节指令，并发送至所述驱动机构(3)；

驱动机构(3)根据所述调节指令使所述座椅(5)在导向部上运动，直至所述水平检测装置(1)检测的第一倾角达到所述基准值。

本申请公开的方法还包括：

手动模块(21)接收指令输入端输入的手动调节指令；

所述驱动机构(3)根据所述手动调节指令使所述座椅(5)在导向部上运动至指定的第二倾角；

所述基准设定模块(22)接收所述座椅(5)上的指令输入端输入的基准设定指令，当接收所述基准设定指令时，所述基准设定模块(22)将手动调节指令下的所述第二倾角作为所述水平检测装置(1)的基准值；

所述驱动机构(3)根据所述调节指令使所述座椅(5)在导向部上运动，直至所述水平检测装置(1)检测的第一倾角与所述基准值匹配。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种平衡座椅控制系统，其特征在于，包括：

水平检测装置(1)，用于实时检测座椅(5)的座面摆动的角速度，生成摆动信号；

控制模块(2)，用于通过摆动信号计算座椅(5)的座面与水平面之间的第一倾角，将第一倾角与基准值比较生成调节指令，并发送至驱动机构(3)；

驱动机构(3)可滑动的设置在导向部上，所述驱动机构(3)上安装有座椅(5)，用于根据所述调节指令使所述座椅(5)在导向部上运动，直至所述第一倾角达到所述基准值；

所述导向部包括设置在底座上的轨道部(4)，所述轨道部(4)上套装有所述驱动机构(3)，所述轨道部(4)的上表面为圆弧形的轨道面(41)，所述轨道面(41)的回转中心水平设置，所述轨道面(41)上沿其周向分布有一圆弧齿条段(42)，所述驱动机构(3)包括驱动电机(31)，所述驱动电机(31)的输出端通过驱动轮(32)啮合在所述圆弧齿条段(42)上。

2.根据权利要求1所述的一种平衡座椅控制系统，其特征在于，还包括手动模块(21)，所述手动模块(21)用于接收指令输入端输入的包含有第二倾角的值的手动调节指令；

所述驱动机构(3)用于根据所述手动调节指令使所述座椅(5)在导向部上运动至指定的第二倾角。

3.根据权利要求2所述的一种平衡座椅控制系统，其特征在于，还包括基准设定模块(22)，所述基准设定模块(22)用于接收指令输入端输入的基准设定指令，当基准设定模块(22)接收所述基准设定指令时，所述控制模块(2)将手动调节指令下的所述第二倾角的值设定为新的基准值；

所述驱动机构(3)用于根据所述调节指令使所述座椅(5)在导向部上运动，直至所述第一倾角达到所述基准值。

4.根据权利要求1所述的一种平衡座椅控制系统，其特征在于，所述圆弧齿条段(42)的轴向两侧设置有圆弧形的凸沿(43)，所述驱动机构(3)包括若干第一支撑轮(33)和第二支撑轮(34)，所述第一支撑轮(33)与所述凸沿(43)的内表面接触，所述第二支撑轮(34)与所述凸沿(43)的外表面接触，所述第一支撑轮(33)和所述第二支撑轮(34)的转轴固定安装在所述驱动机构(3)的壳体上。

5.根据权利要求4所述的一种平衡座椅控制系统，其特征在于，所述轨道部(4)上分布有一个或多个所述驱动机构(3)，每一所述驱动机构(3)中至少包括四个所述第一支撑轮(33)和四个第二支撑轮(34)，所述第一支撑轮(33)和第二支撑轮(34)对称设置在所述轨道部(4)周向的几何对称轴两侧，并分别与所述凸沿(43)的内表面和外表面接触。

6.根据权利要求1所述的一种平衡座椅控制系统，其特征在于，所述水平检测装置(1)为重力加速度传感器或陀螺仪，所述水平检测装置(1)的水平安装基准面与所述座面平行；

所述水平检测装置(1)通过控制模块(2)同时远程连接有若干个所述座椅(5)上的驱动机构(3)；

或每一座椅(5)对应设置有一水平检测装置(1)，所述水平检测装置(1)对应连接一控制模块(2)，并通过控制模块(2)电连接其所位于的座椅(5)上的所述驱动机构(3)。

7.一种平衡座椅控制方法，包括权利要求1所述系统，其特征在于，包括：

水平检测装置(1)实时检测座椅(5)的座面摆动的角速度，生成摆动信号；

控制模块(2)通过摆动信号计算座椅(5)的座面的第一倾角，将第一倾角与基准值比较生成调节指令，并发送至所述驱动机构(3)；

驱动机构(3)根据所述调节指令在导向部上滑动，使所述座椅(5)在导向部上运动，直至所述第一倾角达到所述基准值。

8.根据权利要求7所述的一种平衡座椅控制方法，其特征在于，所述控制模块(2)中的手动模块(21)接收所述座椅(5)上的指令输入端输入的手动调节指令；

所述驱动机构(3)根据所述手动调节指令使所述座椅(5)在导向部上运动至指定的第二倾角。

9.根据权利要求8所述的一种平衡座椅控制方法，其特征在于，所述控制模块(2)中的基准设定模块(22)接收所述座椅(5)上的指令输入端输入的基准设定指令，当接收所述基准设定指令时，所述基准设定模块(22)将手动调节指令下的所述第二倾角作为所述水平检测装置(1)的基准值；

所述驱动机构(3)根据所述调节指令使所述座椅(5)在导向部上运动，直至所述第一倾角达到所述基准值。

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