CN110279244B - 区域运动辅助座椅 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种区域运动辅助座椅，包括悬挂系统和辅助座椅系统；所述悬挂系统包括安装架；所述辅助座椅系统包括座椅安装架和安装在所述座椅安装架上的座椅组件；所述安装架上设有转动副，所述座椅安装架安装在所述转动副上、并与所述转动副转动配合。本发明的区域运动辅助座椅，通过设置悬挂系统，并在座椅安装架上设置转动副，将座椅组件通过座椅安装架旋转配合安装在转动副上，如此，座椅组件可绕着转动副在一定区域内转动，扩大操作人员的行动区域，操作人员可以一直坐在座椅组件中，能够减轻劳动强度。

Description

区域运动辅助座椅
技术领域
本发明涉及一种座椅，具体的为一种可在辅助使用者在区域范围内自由运动的区域运动辅助座椅。
背景技术
随着社会发展，虽然各类生产设备的自动化程度越来越高，但对工人数量的需求也随之减少，工人的劳动强度却没有得到实质性的改善。随着自动化程度的不断提高，同一个工人需要负责的工作区域在不断增大，即要求工人从以前负责单一工位的工作到同时负责多个工位的工作，工人在多个不同工位之间来回切换，增加了工人工作量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种区域运动辅助座椅，使操作人员在坐立的条件下，也可实现在设定区域范围内的自由移动，能够有效降低操作人员的工作强度，提高工作效率。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种区域运动辅助座椅，
包括悬挂系统和辅助座椅系统；
所述悬挂系统包括安装架；
所述辅助座椅系统包括座椅安装架和安装在所述座椅安装架上的座椅组件；
所述安装架上设有转动副，所述座椅安装架安装在所述转动副上、并与所述转动副转动配合。
进一步，所述座椅安装架包括与所述转动副旋转配合的第一转轴和用于安装所述座椅组件的第二转轴，所述第一转轴和第二转轴之间设有用于调节所述座椅组件相对于所述第一转轴的位置的调节机构。
进一步，所述位置调节机构包括至少两根相互平行的双铰连杆，所述第一转轴上设有第一铰接座，所述第二转轴上设有第二铰接座，所有的所述双铰连杆的其中一端均与所述第一铰接座铰接连接、另一端均与所述第二铰接座铰接连接，且所述第一转轴或第二转轴上设有用于驱动所述双铰连杆转动进而调节所述第二转轴相对于所述第一转轴的位置的调节驱动机构。
进一步，所述调节驱动机构包括固定安装在所述第一转轴或第二转轴上的驱动气缸，所述驱动气缸的缸体与所述第一转轴或第二转轴铰接连接、活塞杆与所述双铰连杆铰接连接。
进一步，所述第二铰接座上设有第二转动副，所述第二转轴上设有连接臂，所述连接臂与所述第二转动副旋转配合。
进一步，所述座椅组件包括座椅和座椅架，所述座椅安装在所述座椅架上，且所述座椅架固定安装在所述第二转轴上，或所述座椅架与所述第二转轴之间转动配合。
所述座椅架上设有用于存放常用工具及零部件的工具箱。
进一步，所述悬挂系统包括悬挂轨道，所述安装架滑动配合安装在所述悬挂轨道上，且所述悬挂轨道与所述安装架之间设有用于驱动所述安装架沿着所述悬挂轨道移动的移动驱动机构。
所述移动驱动机构包括悬挂驱动电机，所述悬挂驱动电机的输出轴上设有主动齿轮，所述悬挂轨道上设有与所述主动齿轮啮合的齿条。
进一步，所述安装架上设有与所述悬挂轨道垂直的第一滑轨和与所述第一滑轨垂直的第二滑轨，所述第一滑轨与所述悬挂轨道滑动配合，所述第二滑轨与所述第一滑轨滑动配合，所述第一转动副滑动配合安装在所述第二滑轨上。
进一步，所述第一转动副和第二转动副上分别设有气动刹车机构；
所述气动刹车机构包括对应安装在所述第一转轴或所述连接臂上的刹车盘、与刹车盘配合的刹车片和用于驱动所述刹车片与所述刹车盘摩擦配合的刹车气缸。
所述第一转动副和第二转动副上分别设有旋转驱动机构；
所述旋转驱动机构包括用于驱动所述第一转轴转动的第一驱动电机和用于驱动所述连接臂转动的第二驱动电机；
还包括控制系统，所述控制系统包括：
控制器；
第一电机控制电路，用于控制所述第一驱动电机动作；
第二电机控制电路，用于控制所述第二驱动电机动作；
驱动电磁阀，设置在所述驱动气缸的气路上并用于控制所述驱动气缸动作；
刹车电磁阀，设置在所述刹车气缸的气路上并用于控制所述刹车气缸动作；
控制信号采集装置，用于采集控制信息；
所述控制器分别与所述第一电机控制电路、第二电机控制电路、驱动电磁阀、刹车电磁阀和控制信号采集装置电连接；所述控制器根据所述控制信号采集装置采集到的控制信息，向所述第一电机控制电路和第二电机控制电路发出控制指令并控制所述驱动电磁阀和刹车电磁阀切换气路连接方式。
进一步，所述控制信号采集装置包括用于采集人体肢体信息进而判断操作人员意向的穿戴设备、用于输入控制信号的操作面板和/或用于输入控制信号的脚踏式控制踏板。
所述连接臂采用长度可伸缩的伸缩杆，且所述连接臂上设有用于控制其长度的螺纹丝杆机构，所述螺纹丝杆机构包括伺服电机，所述控制系统包括用于控制所述伺服电机的伺服电机控制电路，所述伺服电机控制电路与所述控制器电连接。
本发明的有益效果在于：
本发明的区域运动辅助座椅，通过设置悬挂系统，并在座椅安装架上设置转动副，将座椅组件通过座椅安装架旋转配合安装在转动副上，如此，座椅组件可绕着转动副在一定区域内转动，扩大操作人员的行动区域，操作人员可以一直坐在座椅组件中，能够减轻劳动强度。
通过将座椅安装架设置为第一转轴和第二转轴，并在第一转轴和第二转轴之间设置位置的调节机构，利用驱动气缸驱动双铰连杆绕第一铰接座或第二铰接座旋转，如此，在控制第一转轴和第二转轴始终保持平行的状态下，驱动第二转轴相对于第一转轴运动，进而调节座椅组件的位置；
另外，第一转轴与第一转动副旋转配合，第二转轴与第二转动副旋转配合，实际使用中，可根据操作人员需要工作的范围来控制座椅组件绕第一转轴或第二转轴转动，即座椅组件可以绕第二转轴小范围转动，也可以绕第一转轴大范围转动，可适用于不同的应用场景需求。
通过将安装架设置包括相互垂直的第一滑轨和第二滑轨，可使辅助座椅系统在第一滑轨和第二滑轨的区域内做平面运动，即当需要小范围移动的时候，操作人员可以坐立在座椅内，用脚部与地面之间的摩擦力控制座椅组件移动，操作灵活；且当需要更大范围调节座椅组件的位置时，可利用移动驱动机构驱动安装架沿着悬挂轨道移动。
通过设置控制系统，可采用多种模式控制座椅安装架动作，即通过穿戴设备实时检测操作人员的肢体动作，判断操作人员的移动意图，而后通过控制器控制各个电机及气缸动作，达到自动化动作的目的；通过操作面板输入控制指令以及通过脚踏板输入控制指令，也可达到控制座椅安装架动作的技术目的；当然，当操作人员的工作流程为固定化流程时，可以在控制器内预存控制指令，使座椅安装架按照预设的程序动作。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明区域运动辅助座椅实施例的结构示意图；
图2为图1的A详图。
附图标记说明：
100-悬挂系统；101-安装架；102-转动副；103-悬挂轨道；104-第一滑轨；105-第二滑轨；106-刹车盘；107-刹车片；108-刹车气缸；
200-辅助座椅系统；201-座椅组件；202-第一转轴；203-第二转轴；204-双铰连杆；205-第一铰接座；206-第二铰接座；207-驱动气缸；208-第二转动副；209-连接臂；210-座椅；211-座椅架；212-工具箱；213-操作面板；214-储气筒；215-配电箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明区域运动辅助座椅实施例的结构示意图。本实施例的区域运动辅助座椅，包括悬挂系统100和辅助座椅系统200；悬挂系统100包括安装架101；辅助座椅系统200包括座椅安装架和安装在座椅安装架上的座椅组件201；安装架101上设有转动副102，座椅安装架安装在转动副102上、并与转动副102转动配合。
本实施例的区域运动辅助座椅，通过设置悬挂系统，并在座椅安装架上设置转动副，将座椅组件通过座椅安装架旋转配合安装在转动副上，如此，座椅组件可绕着转动副在一定区域内转动，扩大操作人员的行动区域，操作人员可以一直坐在座椅组件中，能够减轻劳动强度。
进一步，座椅安装架包括与转动副102旋转配合的第一转轴202和用于安装座椅组件201的第二转轴203，第一转轴202和第二转轴203之间设有用于调节座椅组件201相对于第一转轴202的位置的调节机构。本实施例的位置调节机构包括至少两根相互平行的双铰连杆204，第一转轴202上设有第一铰接座205，第二转轴203上设有第二铰接座206，所有的双铰连杆的其中一端均与第一铰接座205铰接连接、另一端均与第二铰接座206铰接连接，且第一转轴202或第二转轴203上设有用于驱动双铰连杆转动进而调节第二转轴203相对于第一转轴202的位置的调节驱动机构。本实施例的调节驱动机构包括固定安装在第一转轴202或第二转轴203上的驱动气缸207，驱动气缸207的缸体与第一转轴202或第二转轴203铰接连接、活塞杆与双铰连杆204铰接连接。本实施例的第一转轴202和第二转轴203之间相互平行，双铰连杆204设置为两根。通过设置多跟相互平行的双铰连杆204，能够确保第一转轴202和第二转轴203之间始终保持平行状态。通过将座椅安装架设置为第一转轴和第二转轴，并在第一转轴和第二转轴之间设置位置的调节机构，利用驱动气缸驱动双铰连杆绕第一铰接座或第二铰接座旋转，如此，在控制第一转轴和第二转轴始终保持平行的状态下，驱动第二转轴相对于第一转轴运动，进而调节座椅组件的位置。
进一步，第二铰接座206上设有第二转动副208，第二转轴203上设有连接臂209，连接臂209与第二转动副208旋转配合。通过设置第二转动副208，可使第二转轴203绕第二转动副208转动。第一转轴与第一转动副旋转配合，第二转轴与第二转动副旋转配合，实际使用中，可根据操作人员需要工作的范围来控制座椅组件绕第一转轴或第二转轴转动，即座椅组件可以绕第二转轴小范围转动，也可以绕第一转轴大范围转动，可适用于不同的应用场景需求。
进一步，座椅组件201包括座椅210和座椅架211，座椅210安装在座椅架211上，且座椅架211固定安装在第二转轴203上，或座椅架211与第二转轴203之间转动配合。本实施例的座椅架211固定安装在第二转轴203上。本实施例的座椅架211上设有用于存放常用工具及零部件的工具箱212。
进一步，悬挂系统包括悬挂轨道103，安装架101滑动配合安装在悬挂轨道103上，且悬挂轨道103与安装架101之间设有用于驱动安装架101沿着悬挂轨道移动的移动驱动机构。本实施例的移动驱动机构包括悬挂驱动电机，悬挂驱动电机的输出轴上设有主动齿轮，悬挂轨道103上设有与主动齿轮啮合的齿条。通过设置驱动电机，并利用齿轮齿条啮合机构，可驱动安装架101沿着悬挂系统移动。
进一步，本实施例的安装架101上设有与悬挂轨道103垂直的第一滑轨104和与第一滑轨垂直的第二滑轨105，第一滑轨104与悬挂轨道103滑动配合，第二滑轨105与第一滑轨104滑动配合，第一转动副102滑动配合安装在第二滑轨105上。通过将安装架设置包括相互垂直的第一滑轨和第二滑轨，可使辅助座椅系统在第一滑轨和第二滑轨的区域内做平面运动，即当需要小范围移动的时候，操作人员可以坐立在座椅内，用脚部与地面之间的摩擦力控制座椅组件移动，操作灵活；且当需要更大范围调节座椅组件的位置时，可利用移动驱动机构驱动安装架沿着悬挂轨道移动。
进一步，第一转动副102和第二转动副208上分别设有气动刹车机构；本实施例的气动刹车机构包括对应安装在第一转轴202或连接臂209上的刹车盘106、与刹车盘106配合的刹车片107和用于驱动刹车片107与刹车盘106摩擦配合的刹车气缸108。通过设置气动刹车机构，可快速制动处于运动状态的第一转动副102和第二转动副208，达到精确控制第一转轴202和第二转轴203转动位置的技术目的。具体的，本实施例的座椅安装架上设有储气筒214，储气筒214用于对驱动气缸和刹车气缸108提供气源。
本实施例的第一转动副102和第二转动副208上分别设有旋转驱动机构；本实施例的旋转驱动机构包括用于驱动第一转轴202转动的第一驱动电机和用于驱动连接臂209转动的第二驱动电机。
具体的，本实施例区域运动辅助座椅还包括控制系统，控制系统包括：
控制器；
第一电机控制电路，用于控制第一驱动电机动作；
第二电机控制电路，用于控制第二驱动电机动作；
驱动电磁阀，设置在驱动气缸207的气路上并用于控制驱动气缸207动作；
刹车电磁阀，设置在刹车气缸108的气路上并用于控制刹车气缸108动作；
控制信号采集装置，用于采集控制信息；
控制器分别与第一电机控制电路、第二电机控制电路、驱动电磁阀、刹车电磁阀和控制信号采集装置电连接；控制器根据控制信号采集装置采集到的控制信息，向第一电机控制电路和第二电机控制电路发出控制指令并控制驱动电磁阀和刹车电磁阀切换气路连接方式。
具体的，本实施例的座椅安装架上设有配电箱215，控制器、第一电机控制电路、第二电机控制电路、驱动电磁阀和刹车电磁阀等均集成安装在配电箱215内。
进一步，控制信号采集装置包括用于采集人体肢体信息进而判断操作人员意向的穿戴设备、用于输入控制信号的操作面板213和/或用于输入控制信号的脚踏式控制踏板。
优选的，本实施例的连接臂209采用长度可伸缩的伸缩杆，且连接臂209上设有用于控制其长度的螺纹丝杆机构，螺纹丝杆机构包括伺服电机，控制系统包括用于控制伺服电机的伺服电机控制电路，伺服电机控制电路与控制器电连接。通过将连接臂209设置为伸缩杆结果，能够直接控制座椅组件相对于第一转轴202的径向距离。
通过设置控制系统，可采用多种模式控制座椅安装架动作，即通过穿戴设备实时检测操作人员的肢体动作，判断操作人员的移动意图，而后通过控制器控制各个电机及气缸动作，达到自动化动作的目的；通过操作面板输入控制指令以及通过脚踏板输入控制指令，也可达到控制座椅安装架动作的技术目的；当然，当操作人员的工作流程为固定化流程时，可以在控制器内预存控制指令，使座椅安装架按照预设的程序动作。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种区域运动辅助座椅，其特征在于：
包括悬挂系统(100)和辅助座椅系统(200)；
所述悬挂系统(100)包括安装架(101)；
所述辅助座椅系统(200)包括座椅安装架和安装在所述座椅安装架上的座椅组件(201)；
所述安装架(101)上设有转动副(102)，所述座椅安装架安装在所述转动副(102)上、并与所述转动副(102)转动配合；
所述座椅安装架包括与所述转动副(102)旋转配合的第一转轴(202)和用于安装所述座椅组件(201)的第二转轴(203)，所述第一转轴(202)和第二转轴(203)之间设有用于调节所述座椅组件(201)相对于所述第一转轴(202)的位置的调节机构；
所述位置调节机构包括至少两根相互平行的双铰连杆(204)，所述第一转轴(202)上设有第一铰接座(205)，所述第二转轴(203)上设有第二铰接座(206)，所有的所述双铰连杆的其中一端均与所述第一铰接座(205)铰接连接、另一端均与所述第二铰接座(206)铰接连接，且所述第一转轴(202)或第二转轴(203)上设有用于驱动所述双铰连杆转动进而调节所述第二转轴(203)相对于所述第一转轴(202)的位置的调节驱动机构；
所述调节驱动机构包括固定安装在所述第一转轴(202)或第二转轴(203)上的驱动气缸(207)，所述驱动气缸(207)的缸体与所述第一转轴(202)或第二转轴(203)铰接连接、活塞杆与所述双铰连杆(204)铰接连接；
所述第二铰接座(206)上设有第二转动副(208)，所述第二转轴(203)上设有连接臂(209)，所述连接臂(209)与所述第二转动副(208)旋转配合；
所述第一转动副(102)和第二转动副(208)上分别设有气动刹车机构；
所述气动刹车机构包括对应安装在所述第一转轴(202)或所述连接臂(209)上的刹车盘(106)、与刹车盘(106)配合的刹车片(107)和用于驱动所述刹车片(107)与所述刹车盘(106)摩擦配合的刹车气缸(108)；
所述第一转动副(102)和第二转动副(208)上分别设有旋转驱动机构；
所述旋转驱动机构包括用于驱动所述第一转轴(202)转动的第一驱动电机和用于驱动所述连接臂(209)转动的第二驱动电机；
还包括控制系统，所述控制系统包括：
控制器；
第一电机控制电路，用于控制所述第一驱动电机动作；
第二电机控制电路，用于控制所述第二驱动电机动作；
驱动电磁阀，设置在所述驱动气缸(207)的气路上并用于控制所述驱动气缸(207)动作；
刹车电磁阀，设置在所述刹车气缸(108)的气路上并用于控制所述刹车气缸(108)动作；
控制信号采集装置，用于采集控制信息；
所述控制器分别与所述第一电机控制电路、第二电机控制电路、驱动电磁阀、刹车电磁阀和控制信号采集装置电连接；所述控制器根据所述控制信号采集装置采集到的控制信息，向所述第一电机控制电路和第二电机控制电路发出控制指令并控制所述驱动电磁阀和刹车电磁阀切换气路连接方式。
2.根据权利要求1所述的区域运动辅助座椅，其特征在于：
所述座椅组件(201)包括座椅(210)和座椅架(211)，所述座椅(210)安装在所述座椅架(211)上，且所述座椅架(211)固定安装在所述第二转轴(203)上，或所述座椅架(211)与所述第二转轴(203)之间转动配合；
所述座椅架(211)上设有用于存放常用工具及零部件的工具箱(212)。
3.根据权利要求1所述的区域运动辅助座椅，其特征在于：
所述悬挂系统包括悬挂轨道(103)，所述安装架(101)滑动配合安装在所述悬挂轨道(103)上，且所述悬挂轨道(103)与所述安装架(101)之间设有用于驱动所述安装架(101)(103)沿着所述悬挂轨道移动的移动驱动机构；
所述移动驱动机构包括悬挂驱动电机，所述悬挂驱动电机的输出轴上设有主动齿轮，所述悬挂轨道(103)上设有与所述主动齿轮啮合的齿条。
4.根据权利要求3所述的区域运动辅助座椅，其特征在于：
所述安装架(101)上设有与所述悬挂轨道(103)垂直的第一滑轨(104)和与所述第一滑轨垂直的第二滑轨(105)，所述第一滑轨(104)与所述悬挂轨道(103)滑动配合，所述第二滑轨(105)与所述第一滑轨(104)滑动配合，所述第一转动副(102)滑动配合安装在所述第二滑轨(105)上。
5.根据权利要求1所述的区域运动辅助座椅，其特征在于：
所述控制信号采集装置包括用于采集人体肢体信息进而判断操作人员意向的穿戴设备、用于输入控制信号的操作面板(213)和/或用于输入控制信号的脚踏式控制踏板；
所述连接臂(209)采用长度可伸缩的伸缩杆，且所述连接臂(209)上设有用于控制其长度的螺纹丝杆机构，所述螺纹丝杆机构包括伺服电机，所述控制系统包括用于控制所述伺服电机的伺服电机控制电路，所述伺服电机控制电路与所述控制器电连接。
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