CN109645733B - 一种轨道式电动秋千椅结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及休闲座椅技术领域，公开了一种轨道式电动秋千椅结构，包括底座、椅子本体，底座的两侧设有弧形轨道，椅子本体的底部固定有椅子支架，椅子支架的两侧均设有支撑辊；底座的一侧固定有基板，基板的内侧一端固定有电机，基板的另一端设有主轴，主轴的内侧固定有通过主动齿轮驱动的太阳齿轮，轴套的外侧固定有驱动齿轮，太阳齿轮的端面上设有与主轴偏心的行星轴，行星轴与太阳齿轮转动连接，行星轴的一端固定有与驱动齿轮啮合的行星齿轮，太阳齿轮的端面设有双轴承座，双轴承座上设有相互啮合的输出齿轮、换向齿轮，连接臂的外端固定有拨杆。本发明将椅子本体与秋千运动很好的结合起来，稳定性好，适合室内休闲使用。

Description

一种轨道式电动秋千椅结构

技术领域

本发明涉及休闲座椅技术领域，尤其涉及一种轨道式电动秋千椅结构。

背景技术

椅子是一种常见的生活家具，目前常见的家用椅子或者办公椅子都是静态的、无法自动摇摆或做秋千运动，功能较单一。为了提高椅子的休闲性能，市面上出现了很多电动秋千椅和电动摇椅，具有较好的休闲娱乐功能，然而目前的各种秋千椅、摇椅等其驱动就均存在不同的缺陷。例如，中国专利申请公告号为CN108992930A，申请公布日为2018/12/14，公开了一种智能摇摆的秋千椅，然而该种秋千椅结构简陋、稳定性差，吊椅悬吊在顶板下方，极大的占用空间，不适合室内使用，其本质仍然是一种变形的秋千，并没有将椅子的特性与秋千完美结合；又如，中国专利授权公告号CN202618962U，授权公告日为2012/12/26，公开了一种电动秋千椅，该种秋千椅也是将吊椅悬挂在顶横梁上以实现秋千运动，占用空间极大，不适合室内使用。目前也有很多摇椅，但是摇椅通常只能往复平移或者绕着支点摆动，无法做秋千的单摆运动，无法满足秋千运动的体感需求。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的秋千椅存在的上述问题，提供了一种轨道式电动秋千椅结构，该种秋千椅将椅子的特性与秋千的运动模式很好的结合起来，整体稳定性好、高度小、适合室内使用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种轨道式电动秋千椅结构，包括底座、椅子本体，所述底座的两侧设有弧形轨道，所述椅子本体的底部固定有椅子支架，所述椅子支架的两侧均设有两个可沿着弧形轨道移动的支撑辊；所述底座的一侧固定有基板，所述基板的内侧一端固定有电机，所述电机的轴端固定有主动齿轮，基板的另一端设有主轴，主轴的内侧固定有通过主动齿轮驱动的太阳齿轮，主轴的外侧设有轴套，轴套与主轴转动连接，所述轴套的端部与基板固定连接，轴套的外侧固定有驱动齿轮，所述太阳齿轮的端面上设有与主轴偏心的行星轴，所述的行星轴与太阳齿轮转动连接，行星轴的一端固定有与驱动齿轮啮合的行星齿轮，所述太阳齿轮的端面设有双轴承座，所述双轴承座上设有相互啮合的输出齿轮、换向齿轮，输出齿轮通过输出轴与双轴承座转动连接，换向齿轮通过换向轴与双轴承座转动连接，所述的换向齿轮通过行星轴传递动力，所述输出齿轮的侧面设有连接臂，所述连接臂的外端固定有拨杆，所述椅子支架的底部设有可上下升降的滑块，所述的拨杆与滑块转动连接。

电机转动，带动太阳齿轮绕着主轴转动，太阳齿轮自转带动行星齿轮公转，同时行星齿轮又在驱动齿轮的作用下自转，进而带动换向齿轮公转、自转，换向齿轮又带动输出齿轮自转、公转，最终实现拨杆在水平位置来回往复运动，即带动椅子支架(椅子本体)沿着弧形轨道往复运动，拨杆的移动速度符合正弦曲线，即在中间位置速度最快，向两边摆动时速度逐步降低，移动到两端的极限位置时，速度为零，然后反向，最大限度的与秋千运动匹配，椅子本体移动到两端时惯性极小，而电机始终保持匀速同向转动，整体结构非常稳定、安全，所有的部件均在椅子本体的底部，占用空间小，非常适合室内使用；由于拨杆做水平运动，而椅子支架沿着弧形轨道摆动，通过滑块来调节两者之间的竖直方向的位移差。

作为优选，所述滑块的两端设有竖直的滑杆，滑杆与滑块之间滑动连接，所述滑杆的上端与椅子支架固定连接，所述滑杆的下端设有限位凸环，所述的滑块内设有轴承，所述的拨杆与轴承连接。滑块可沿着滑杆上下移动，从而补偿拨杆与椅子支架在竖直方向的位移差。

作为优选，所述的基板上位于电机与主轴之间的部位设有传动轴，所述的传动轴与所述的基板转动连接，所述传动轴的一端固定有主动齿轮啮合的一级传动齿轮，所述传动轴的另一端固定有与太阳齿轮啮合的二级传动齿轮。通过一级传动齿轮、二级传动齿轮，将电机输出的扭矩放大，最后增大拨杆处的输出扭矩。

作为优选所述一级传动齿轮与主动齿轮的传动比为2-4，所述太阳齿轮与二级传动齿轮的传动比为3-5，所述驱动齿轮与行星齿轮的传动比为1.5-3，所述输出齿轮与换向齿轮的传动比为1。

作为优选，所述的换向轴与所述的行星轴同轴固定连接，所述的双轴承座与与太阳齿轮的端面固定连接。该种结构中，椅子支架的摆动幅度是固定不变的，可以通过改变的电机的速度来调节椅子本体的摆动速度。

作为优选所述太阳齿轮的端面固定有连接板，所述连接板的两端均固定有支撑板，两块支撑板的外端之间固定有两根平行的导向杆，所述的双轴承座与导向杆之间滑动连接，所述行星轴的另一端固定有主动同步轮，所述换向轴的一端固定有被动同步轮，换向轴与行星轴之间设有菱形支架，菱形支架的四条边之间均铰接连接，换向轴、行星轴分别位于菱形支架的对角线的两端，菱形支架的另一条对角线的两端均设有传动同步轮，两个传动同步轮、主动同步轮、被动同步轮之间套设有同步带；靠近主动同步轮一侧的支撑板上固定有第一作动缸，第一作动缸的轴端与导向杆平行，第一作动缸的轴端与双轴承座的侧面固定连接，所述输出齿轮的端面固定有第二作动缸，所述连接臂与第二作动缸的轴端固定连接。菱形支架，可以通过第一作动缸改变主动同步轮(行星轴)、被动同步轮(换向轴)之间的轴间距，又能保持同步带的周向不变的情况下传递动力，第二作动缸的伸缩可以改变输出轴与拨杆的轴间距，即可以通过控制第一作动缸、第二作动缸的轴端伸出长短来改变椅子本体的秋千运动的摆动幅度，调节时，第一作动缸、第二作动缸的轴端伸出长度保持一致；第一作动缸、第二作动缸的轴端完全缩入时，此时椅子本体的摆动幅度最小，当第一作动缸、第二作动缸的轴端完全伸出时，此时椅子本体的摆动幅度最小，从而可以满足椅子本体做不同摆动幅度的秋千运动，以满足各种不同的体感需求。

作为优选所述第一作动缸、第二作动缸均为油缸，所述主轴内设有贯穿主轴两端的第一通孔，所述主轴的外端设有与第一通孔外端连接的第一旋转接头，第一旋转接头与外部油路连接，主轴内的第一通孔的内端通过油管与第一作动缸连接；所述输出轴内设有第二通孔，输出轴的外端设有第二旋转接头，第二旋转接头与外部油路连接，第二通孔的另一端通过油管与第二作动缸连接。通过第一旋转接头为第一作动缸(油缸)供油，通过第二旋转接头为第二作动缸(油缸)供油，通过巧妙的布置油路，使得整体旋转的时候不会发生干涉。

作为优选所述第一作动缸、第二作动缸均为电缸，所述主轴内设有贯穿主轴两端的第一通孔，所述主轴的外端设有第一导电滑环，第一导电滑环上的转动端子与外部电路连接，第一导电滑环上的固定端子通过导线与第一作动缸电连接；所述的拨杆内设有第三通孔，拨杆的侧面设有与第三通孔连通的引线孔，拨杆的外端设有第二导电滑环，第二导电滑环上的转动端子与外部电路连接，第二导电滑环上的固定端子通过导线与第二作动缸电连接。通过第一导电滑环为第一作动缸(电缸)供电，通过第二导电滑环为第二作动缸(电缸)供电，巧妙的布置电路、导线，确保旋转的时候不会发生干涉。

作为优选所述的电机为步进电机，所述支撑辊的圆周面上设有与弧形轨道配合的环形卡槽。步进电机稳定性好，便于控制，环形卡槽对支撑辊限位，防止支撑辊脱离弧形轨道。

作为优选所述底座的两侧设有防护罩，所述防护罩的顶部设有扶手，所述椅子本体的前侧设有搁脚架。

因此，本发明具有的如下有益效果：(1)采用弧形轨道支撑，稳定性好，又降低整体高度，无需横梁悬吊椅子本体，非常适合室内使用；(2)将椅子本体与秋千运动完美结合，椅子本体的摆动最接近秋千运动，使用者能最大限度的体验到秋千摆动的乐趣，休闲效果极佳；(3)通过一级传动齿轮、二级传动齿轮将电机的扭矩放大，保证拨杆处输出足够的扭矩，又能减小电机的尺寸(4)通过第一作动缸、第二作动缸来改变拨杆的摆动幅度，进而改变椅子本体秋千运动的摆动幅度，能够满足不同的体感需求，休闲性能进一步提高。

附图说明

图1为实施例一、实施例二、实施例三的整体结构示意图。

图2为实施例一、实施例二、实施例三的内部结构示意图。

图3为图2中A处局部放大示意图。

图4为实施例一中太阳轮与拨杆的连接示意图。

图5为图4的正视图。

图6为图4的俯视图。

图7为实施例二中太阳轮与拨杆的连接示意图。

图8为图的后侧轴视图。

图9为图7的俯视图。

图10为图9中第一作动缸、第二作动缸的轴端伸出状态示意图。

图11为实施例三中太阳轮与拨杆的连接示意图。

图中：底座1、椅子本体2、弧形轨道3、椅子支架4、支撑辊5、基板6、电机7、防护罩8、扶手9、搁脚架10、主动齿轮11、主轴12、太阳齿轮13、轴套14、驱动齿轮15、行星轴16、行星齿轮17、双轴承座18、输出齿轮19、换向齿轮20、输出轴21、换向轴22、连接臂23、拨杆24、滑块25、滑杆26、限位凸环27、轴承28、传动轴29、一级传动齿轮30、二级传动齿轮31、连接板32、支撑板33、导向杆34、主动同步轮35、被动同步轮36、菱形支架37、传动同步轮38、同步带39、第一作动缸40、第二作动缸41、第一旋转接头42、第二旋转接头43、第一导电滑环44、引线孔45、第二导电滑环46。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

实施例一：如图1、图2、图4所示的一种轨道式电动秋千椅结构，包括底座1、椅子本体2，底座的两侧设有弧形轨道3，椅子本体的底部固定有椅子支架4，椅子支架的两侧均设有两个可沿着弧形轨道移动的支撑辊5，支撑辊的圆周面上设有与弧形轨道配合的环形卡槽，底座1的一侧固定有基板6，基板的内侧左端固定有电机7，本实施例中的电机为步进电机，底座1的两侧设有防护罩8，防护罩的顶部设有扶手9，椅子本体的前侧设有搁脚架10。

如图4、图5和图6所示，电机7的轴端固定有主动齿轮11，基板的右端设有主轴12，主轴的内端固定有通过主动齿轮驱动的太阳齿轮13，主轴的外侧设有轴套14，轴套与主轴通过轴承转动连接，轴套的端部与基板固定连接，轴套的外侧固定有驱动齿轮15，太阳齿轮的端面上设有与主轴偏心的行星轴16，行星轴与太阳齿轮转动连接，行星轴的一端固定有与驱动齿轮啮合的行星齿轮17，太阳齿轮的端面固定有双轴承座18，双轴承座上设有相互啮合的输出齿轮19、换向齿轮20，输出齿轮通过输出轴21与双轴承座转动连接，换向齿轮通过换向轴22与双轴承座转动连接，换向轴与行星轴同轴固定连接，输出齿轮19的侧面设有连接臂23，连接臂23的内端与输出轴21固定连接，连接臂的外端固定有拨杆24，如图3所示，椅子支架4的底部设有可上下升降的滑块25，滑块的两端设有竖直的滑杆26，滑杆与滑块之间滑动连接，滑杆的上端与椅子支架固定连接，滑杆的下端设有限位凸环27，滑块内设有轴承28，拨杆与轴承连接。

基板6上位于电机与主轴之间的部位设有传动轴29，传动轴与基板转动连接，传动轴的一端固定有主动齿轮啮合的一级传动齿轮30，传动轴的另一端固定有与太阳齿轮啮合的二级传动齿轮31；一级传动齿轮与主动齿轮的传动比为2，太阳齿轮与二级传动齿轮的传动比为5，驱动齿轮与行星齿轮的传动比为3，输出齿轮与换向齿轮的传动比为1。

实施例一的原理如下：电机7转动，依次通过主动齿轮11、一级传动齿轮30、二级传动齿轮31带动太阳齿轮13绕着主轴转动，太阳齿轮自转带动行星齿轮公转，同时行星齿轮17又在驱动齿轮的作用下自转，换向齿轮与行星齿轮同步自转和公转，进而带动输出齿轮转动，最终实现拨杆在水平位置来回往复运动，即带动椅子支架(椅子本体)沿着弧形轨道往复运动，拨杆的移动速度符合正弦曲线，即在中间位置速度最快，向两边摆动时速度逐步降低，移动到两端的极限位置时，速度为零，然后反向，椅子本体的摆动最大限度的与秋千运动匹配，椅子本体移动到两端时惯性极小，而电机始终保持匀速同向转动，整体结构非常稳定、安全，所有的部件均在椅子本体的底部，占用空间小，非常适合室内使用；由于拨杆做水平运动，而椅子支架沿着弧形轨道摆动，通过滑块来调节两者之间的竖直方向的位移差。

实施例二：如图1、图2、图3、图7、图8、图9和图10所示，太阳齿轮13的端面固定有连接板32，连接板的两端均固定有支撑板33，两块支撑板的外端之间固定有两根平行的导向杆34，双轴承座18与导向杆之间滑动连接，行星轴16的另一端固定有主动同步轮35，换向轴22与行星轴16为两根独立的轴且不同轴，换向轴22的一端固定有被动同步轮36，换向轴与行星轴之间设有菱形支架37，菱形支架的四条边之间均铰接连接，换向轴22、行星轴16分别位于菱形支架的对角线的两端，菱形支架的另一条对角线的两端均设有传动同步轮38，两个传动同步轮、主动同步轮、被动同步轮之间套设有同步带39，靠近主动同步轮一侧的支撑板上固定有第一作动缸40，第一作动缸的轴端与导向杆34平行，第一作动缸的轴端与双轴承座的侧面固定连接，输出齿轮19的端面固定有第二作动缸41，连接臂23与第二作动缸的轴端固定连接；第一作动缸、第二作动缸均为油缸，主轴12内设有贯穿主轴两端的第一通孔，主轴的外端设有与第一通孔外端连接的第一旋转接头42，第一旋转接头与外部油路连接，主轴内的第一通孔的内端通过油管与第一作动缸连接；输出轴21内设有第二通孔，输出轴的外端设有第二旋转接头43，第二旋转接头与外部油路连接，第二通孔的另一端通过油管与第二作动缸连接。其中，一级传动齿轮与主动齿轮的传动比为4，太阳齿轮与二级传动齿轮的传动比为5，驱动齿轮与行星齿轮的传动比为1.5，输出齿轮与换向齿轮的传动比为1。

上述结构为实施例二与实施例一的区别结构，实施例二中的其余结构与实施例一中的结构相同。

实施例二的原理如下:电机7转动，依次通过主动齿轮11、一级传动齿轮30、二级传动齿轮31带动太阳齿轮13绕着主轴转动，太阳齿轮自转带动行星齿轮公转，太阳齿轮同时还带动连接板、支撑板、导向杆同步自转，双轴承座与导向杆同步转动，行星齿轮17在在驱动齿轮的作用下自转，行星轴带动主动同步轮35转动，主动同步轮通过同步带、带动被动同步轮转动，进而带动输出齿轮转动，最终实现拨杆的水平往复移动；需要增大椅子本体的摆动幅度时，如图10所示，第一作动缸、第二作动缸的轴端同步伸出，此时主动同步轮、被动同步轮之间的轴间距增大，拨杆与输出轴的轴间距增大，即拨杆往复运动的位移量同步增大，从而增大椅子本体的摆动幅度，以满足不同的体感需求。本实施例中的第一作动缸、第二作动缸也可以用气缸代替油缸，对应的油路改变成对应的气路即可。

实施例三：如图1、图2、图3和图11所示，第一作动缸40、第二作动缸41均为电缸，主轴内设有贯穿主轴两端的第一通孔，主轴的外端设有第一导电滑环44，第一导电滑环上的转动端子与外部电路连接，第一导电滑环上的固定端子通过导线与第一作动缸电连接；拨杆24内设有第三通孔，拨杆的侧面设有与第三通孔连通的引线孔45，拨杆的外端设有第二导电滑环46，第二导电滑环上的转动端子与外部电路连接，第二导电滑环上的固定端子通过导线与第二作动缸电连接。其中，一级传动齿轮与主动齿轮的传动比为3，太阳齿轮与二级传动齿轮的传动比为4，驱动齿轮与行星齿轮的传动比为2，输出齿轮与换向齿轮的传动比为1。

上述结构为实施例三与实施例二的区别结构，实施例三种其余结构与实施例二中的结构相同。实施例二的原理与实施例二的原理相同，区别在于，实施例三中第一作动缸、第二作动缸为电缸，并通过电路控制电缸的动作。

结合实施例二和实施例三可知，第一作动缸采用电缸、第二作动缸采用油缸，或者第一作动缸采用油缸、第二作动缸采用电缸均属于等效替换，也被实施例二和实施例三所包含。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种轨道式电动秋千椅结构，包括底座、椅子本体，其特征是，所述底座的两侧设有弧形轨道，所述椅子本体的底部固定有椅子支架，所述椅子支架的两侧均设有两个可沿着弧形轨道移动的支撑辊；所述底座的一侧固定有基板，所述基板的内侧一端固定有电机，所述电机的轴端固定有主动齿轮，基板的另一端设有主轴，主轴的内端固定有通过主动齿轮驱动的太阳齿轮，主轴的外侧设有轴套，轴套与主轴转动连接，所述轴套的端部与基板固定连接，轴套的外侧固定有驱动齿轮，所述太阳齿轮的端面上设有与主轴偏心的行星轴，所述的行星轴与太阳齿轮转动连接，行星轴的一端固定有与驱动齿轮啮合的行星齿轮，所述太阳齿轮的端面设有双轴承座，所述双轴承座上设有相互啮合的输出齿轮、换向齿轮，输出齿轮通过输出轴与双轴承座转动连接，换向齿轮通过换向轴与双轴承座转动连接，所述的换向齿轮通过行星轴传递动力，所述输出齿轮的侧面设有连接臂，所述连接臂的外端固定有拨杆，所述椅子支架的底部设有可上下升降的滑块，所述的拨杆与滑块转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种轨道式电动秋千椅结构，其特征是，所述滑块的两端设有竖直的滑杆，滑杆与滑块之间滑动连接，所述滑杆的上端与椅子支架固定连接，所述滑杆的下端设有限位凸环，所述的滑块内设有轴承，所述的拨杆与轴承连接。

3.根据权利要求1所述的一种轨道式电动秋千椅结构，其特征是，所述的基板上位于电机与主轴之间的部位设有传动轴，所述的传动轴与所述的基板转动连接，所述传动轴的一端固定有主动齿轮啮合的一级传动齿轮，所述传动轴的另一端固定有与太阳齿轮啮合的二级传动齿轮。

4.根据权利要求3所述的一种轨道式电动秋千椅结构，其特征是，所述一级传动齿轮与主动齿轮的传动比为2-4，所述太阳齿轮与二级传动齿轮的传动比为3-5，所述驱动齿轮与行星齿轮的传动比为1.5-3，所述输出齿轮与换向齿轮的传动比为1。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种轨道式电动秋千椅结构，其特征是，所述的换向轴与所述的行星轴同轴固定连接，所述的双轴承座与太阳齿轮的端面固定连接。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种轨道式电动秋千椅结构，其特征是，所述太阳齿轮的端面固定有连接板，所述连接板的两端均固定有支撑板，两块支撑板的外端之间固定有两根平行的导向杆，所述的双轴承座与导向杆之间滑动连接，所述行星轴的另一端固定有主动同步轮，所述换向轴的一端固定有被动同步轮，换向轴与行星轴之间设有菱形支架，菱形支架的四条边之间均铰接连接，换向轴、行星轴分别位于菱形支架的对角线的两端，菱形支架的另一条对角线的两端均设有传动同步轮，两个传动同步轮、主动同步轮、被动同步轮之间套设有同步带；靠近主动同步轮一侧的支撑板上固定有第一作动缸，第一作动缸的轴端与导向杆平行，第一作动缸的轴端与双轴承座的侧面固定连接，所述输出齿轮的端面固定有第二作动缸，所述连接臂与第二作动缸的轴端固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种轨道式电动秋千椅结构，其特征是，所述第一作动缸、第二作动缸均为油缸，所述主轴内设有贯穿主轴两端的第一通孔，所述主轴的外端设有与第一通孔外端连接的第一旋转接头，第一旋转接头与外部油路连接，主轴内的第一通孔的内端通过油管与第一作动缸连接；所述输出轴内设有第二通孔，输出轴的外端设有第二旋转接头，第二旋转接头与外部油路连接，第二通孔的另一端通过油管与第二作动缸连接。

8.根据权利要求6所述的一种轨道式电动秋千椅结构，其特征是，所述第一作动缸、第二作动缸均为电缸，所述主轴内设有贯穿主轴两端的第一通孔，所述主轴的外端设有第一导电滑环，第一导电滑环上的转动端子与外部电路连接，第一导电滑环上的固定端子通过导线与第一作动缸电连接；所述的拨杆内设有第三通孔，拨杆的侧面设有与第三通孔连通的引线孔，拨杆的外端设有第二导电滑环，第二导电滑环上的转动端子与外部电路连接，第二导电滑环上的固定端子通过导线与第二作动缸电连接。

9.根据权利要求1所述的一种轨道式电动秋千椅结构，其特征是，所述的电机为步进电机，所述支撑辊的圆周面上设有与弧形轨道配合的环形卡槽。

10.根据权利要求1所述的一种轨道式电动秋千椅结构，其特征是，所述底座的两侧设有防护罩，所述防护罩的顶部设有扶手，所述椅子本体的前侧设有搁脚架。