CN110341569A - 一种机械延伸臂装置及包括该装置的座椅和头盔 - Google Patents

Abstract

一种机械延伸臂装置、包括上述机械延伸臂装置的座椅和头盔。所述机械延伸臂装置包括：外臂、内臂、主臂、驱动器和传动带，所述延伸臂为曲臂式结构，所述外臂、内臂与主臂为同心曲形臂，内臂、主臂和外臂相对于圆心由内到外依次排列；所述外臂与主臂在外侧可滑动连接，所述内臂与主臂在内侧可滑动连接；所述传动带设置于主臂中，连接于驱动器，所述传动带与所述外臂的外臂端以及与所述内臂的内臂端连接；当驱动器带动传动带运动时，传动带带动外臂和内臂在主臂的始端与终端之间运动。本发明采用单一驱动器进行驱动，可在一二维平面运动，能回避障碍物，降低了机械结构的复杂度，便于制造和节约成本；由控制开关控制，无需手动伸缩，方便操作。

Description

一种机械延伸臂装置及包括该装置的座椅和头盔

技术领域

本发明涉及机械结构领域，具体涉及一种机械延伸臂装置以及包括该机械延伸臂装置的座椅和头盔。

背景技术

现有技术中有多种机械延伸臂装置，可以在使用状态时延伸到应用位置、非使用状态时缩回到初始位置。比如在车载座椅领域，该延伸臂装置固定连接到车载座椅头枕处，当需要使用延伸臂装置时，其可从缩回状态转变到延伸状态。然而现有的延伸臂装置结构复杂，比如折叠结构的，其在三维空间中运动，使得运动轨迹多变；或者具有多个驱动，造成生产成本增高。

本发明基于上述问题，提出一种具有单一驱动、二维平面中运动的机械延伸臂装置，可以减小结构的复杂度，有效降低成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明的第一方面提供一种机械延伸臂装置，包括：

一外臂，其具有一外臂端；

一内臂，其具有一内臂端；

一主臂，其具有外侧和内侧；

所述延伸臂为曲臂式结构，所述外臂、内臂与主臂为同心曲形臂，内臂、主臂和外臂相对于圆心由内到外依次排列；

所述外臂与主臂在外侧可滑动连接，所述内臂与主臂在内侧可滑动连接；

一驱动器；

一传动带，设置于主臂中，连接于驱动器，所述传动带与所述外臂的外臂端连接以及与所述内臂的内臂端连接；当驱动器带动传动带运动时，传动带带动外臂和内臂在主臂的始端与终端之间运动。

进一步地，所述主臂包括主体部和盖体，所述主体部和所述盖体可拆卸地连接，并具有传动带容纳空间。

进一步地，所述主体部的中间设置有传动带运动限制部，所述传动带运动限制部一端设置有驱动器，另一端设置有传动带套接部，传动带套接到驱动器和传动带套接部上，并由中间的传动带运动限制部和外臂、内臂以及主臂共同限制传动带的运动轨道。

进一步地，所述驱动器为电机。

进一步地，所述传动带套接部为与驱动器同步的齿轮。

进一步地，所述外臂通过外臂端固定连接到传动带上，所述内臂通过内臂端固定连接到传动带上。

进一步地，所述主臂具有一始端和一终端，分别位于主臂不同两端；当传动带使外臂由始端向终端滑动时,传动带也同步使所述内臂由终端向始端滑动；而当传动带使外臂由终端向始端滑动时,传动带也同步使所述内臂由始端向终端滑动。

进一步地，所述外臂端部设置有负载固定部，该负载固定部用于固定搭载所需的负载。

进一步地，所述负载可以选择为光学眼镜、耳机、麦克风、显示器、和/或带有照相功能的装置。

进一步地，当所述负载固定部设置在外臂上时，所述内臂相对于内臂端的另一侧即远离主臂的一侧设置有与应用装置连接的应用连接部，用来将该机械延伸臂装置固定连接到应用装置上；当所述负载固定部设置在内臂上时，所述外臂朝向外侧终端以及相对于外臂端的另一侧即远离主臂的一侧设置有与应用装置连接的应用连接部，用来将该机械延伸臂装置固定连接到应用装置上。

进一步地，还包括一控制开关，该控制开关与驱动器电性连接，用于控制驱动器的正向驱动和反向驱动，以用来控制机械延伸臂装置的伸出和缩回运动。

进一步地，所述主臂的外侧和内侧设置导电部件，且在内、外臂与主臂接触的侧面也设置导电部件，使内臂与外臂在相对滑动时保持通电。

进一步地，所述导电部件具体为在主臂、外臂和内臂三者接触的面涂覆导电材料，或者在主臂的接触侧面上涂覆导电材料、外臂和内臂相应的接触面上固定设置导电片或导电线。

本发明的另一方面还提供了一种座椅，所述座椅具有收纳空间，所述收纳空间中固定连接有如前所述的机械延伸臂装置，所述机械延伸臂装置通过连接到内臂或外臂上的应用连接部固定连接到所述座椅的收纳空间中，并通过负载固定部搭载所需的负载，以在使用时通过所述机械延伸臂装置将负载延伸出，不使用时将负载收回到收纳空间中。

本发明的又一方面还提供了一种头盔，包括如前所述的机械延伸臂装置，所述机械延伸臂装置通过连接到内臂或外臂上的应用连接部固定连接到所述头盔上，并通过负载固定部搭载所需的负载，以在使用时通过所述机械延伸臂装置将负载延伸到头盔前方，不使用时将负载收回到头盔侧面或内部。

综上所述，本发明提供了一种机械延伸臂装置，包括：外臂，其具有一外臂端；内臂，其具有一内臂端；主臂，其具有外侧和内侧；所述延伸臂为曲臂式结构，所述外臂、内臂与主臂为同心曲形臂，内臂、主臂和外臂相对于圆心由内到外依次排列；所述外臂与主臂在外侧可滑动连接，所述内臂与主臂在内侧可滑动连接；驱动器；传动带，设置于主臂中，连接于驱动器，所述传动带与所述外臂的外臂端连接以及与所述内臂的内臂端连接；当驱动器带动传动带运动时，传动带带动外臂和内臂在主臂的始端与终端之间运动。本发明还提供了包括上述机械延伸臂装置的座椅和头盔。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本发明采用单一驱动器进行驱动，可在一二维平面运动，能回避障碍物，降低了机械结构的复杂度，便于制造和节约成本；由控制开关控制，无需手动伸缩，方便操作。

附图说明

图1是本发明的机械延伸臂装置的内部结构示意图；

图2是本发明的机械延伸臂装置的初始状态结构示意图；

图3是本发明的机械延伸臂装置的伸出过程中结构示意图；

图4是本发明的机械延伸臂装置连接有负载的结构示意图；

图5是连接有负载的机械延伸臂在座椅头枕中的应用结构示意图。

附图标记：

1：延伸臂装置；2：主臂；3：外臂；4：内臂；5：驱动器；6：传动带；7：外臂端；8：内臂端；9：主体部；10：盖体；11：传动带运动限制部:12：传动带套接部；13：始端；14：终端；15：应用连接部；16：光学镜片；17：负载固定部。具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-3所示，一种机械延伸臂装置1，包括：主臂2，其具有外侧和内侧；外臂3，其具有一外臂端7；内臂4，其具有一内臂端8；所述外臂3与主臂2在外侧可滑动连接，所述内臂4与主臂2在内侧可滑动连接；驱动器5；传动带6，设置于主臂2中，连接于驱动器5，所述传动带6与所述外臂3的外臂端连接，与所述内臂4的内臂端连接。

所述主臂2包括主体部9和盖体10，两者通过螺钉连接或嵌合连接或其他可拆卸地连接方式连接，两者内部具有容纳空间。所述主体部9的中间设置有传动带运动限制部11，限制部11一端设置有驱动器5，具体可以选择为电机或者其他驱动转动的装置，驱动器5的表面可以设置与传动带6内表面吻合的齿状部；限制部7的另一端设置有传动带套接部12，传动带套接部12可以选择为与驱动器5同步转动的齿轮或者普通的固定端。这样，传动带6套接到驱动器5和传动带套接部12上，并由中间的传动带运动限制部11和外臂3、内臂4以及主臂2共同限制传动带6的运动轨道。当驱动器5转动时，驱动器5表面的齿状部和/或传动带套接部12表面的齿状部(当选择为与驱动器同步转动的齿轮时)与传动带内表面的齿状部啮合，带动传动带6转动，使得外臂3和内臂4朝向相反的方向运动。本发明通过单一驱动器进行驱动，降低了延伸装置的复杂度。

所述外臂3的长度与主臂2相当，外臂端7位于外臂3的一端，所述外臂3通过外臂端7固定连接到传动带6上，使外臂3随着传动带6的运动而运动，该固定连接可以为卡接或者套接或者其他固定连接的方式。而且外臂3与主臂2可滑动地连接，所述滑动连接可以通过在外臂3和主臂2相应配合的位置设置凹槽和导轨来实现。所述内臂4长度较短，通过内臂端8固定连接到传动带6上，使内臂4随着传动带6的运动而运动，该固定连接可以为卡接或者套接或者其他固定连接的方式。而且内臂4与主臂2可滑动地连接，所述滑动连接可以通过在内臂4和主臂2相应配合的位置设置凹槽和导轨来实现。

所述主臂2具有一始端13和一终端14，分别位于主臂2不同两端；当传动带使外臂3由始端向终端滑动时,传动带也同步使所述内臂4由终端向始端滑动；而当传动带使外臂3由终端向始端滑动时,传动带也同步使所述内臂4由始端向终端滑动。本发明的机械延伸臂装置采用上述的二维运动，进一步降低了结构的复杂度，方便制造。

如附图3和4所示，所述外臂3向外延伸的一端端部设置有负载固定部17，该负载固定部17用于固定搭载该机械延伸臂装置1所期望搭载的负载19，图4中所示的负载16为光学镜片，所述负载根据应用场合的需要不同可以进行更换。附图4中仅是示意性的列出了负载固定部17，其具体形状结构可以根据所搭载的负载适应性的更换。所述内臂4相对于内臂端8的另一侧即远离主臂2的一侧设置有与应用装置(图中未示)连接的应用连接部15，用来将该机械延伸臂装置1固定连接到应用装置上。所述应用连接部15在图3中示意性的为齿轮，也可以采用其他方便连接的连接部结构。另一方面，可将负载固定部17设置在内臂4朝向内侧终端16的一侧，并将应用连接部15设置在外臂3朝向外侧终端并远离外臂端的位置处。

所述机械延伸臂装置1还包括一控制开关，该控制开关与驱动器5电性连接，用于控制驱动器5的正转和反转，也即控制机械延伸臂装置1的伸出和缩回运动。所述控制开关可以设置在应用装置上或者其他便于操作的位置。

所述机械延伸臂装置1的伸缩过程描述如下：在机械延伸臂装置1的初始状态，各部件都处于缩回状态，如附图2所示。此时，外臂3的外臂端7位于始端13位置处，所述外臂3基本与主臂2重合；内臂4的内臂端8位于终端14位置处，整个机械延伸臂装置1相对于应用装置处于缩回状态，并通过应用连接部15固定连接到应用装置上。当机械延伸臂装置1需要使用时，使用者按下控制开关按钮，驱动器5驱动电机开始转动，电机带动传动带6运动，图中为逆时针方向，则内臂4从终端14运动到始端13，外臂3从始端13运动到终端14；主臂2相对于内臂4向远离应用装置的方向向外伸出，且外臂3相对于主臂2向远离应用装置的方向向外伸出。当达到完全伸展开的状态时，固定负载部17的一端相对于应用装置延伸了外臂+主臂的长度，相当于两个主臂的长度。当再次按下控制开关时(或者控制开关具有不同的按钮控制驱动器的不同驱动方向)，驱动器5驱动电机朝向反方向转动，即顺时针方向转动，那么主臂2和外臂3相对于内臂4向靠近应用装置的方向运动，直至缩回到或贴近应用装置。

所述机械延伸臂装置1可以根据需要应用到多种不同的应用场合。比如座椅，该座椅具有收纳所述机械延伸臂装置1的收纳空间，在不使用时，该延伸臂装置收纳在座椅中，当需要使用时，通过控制开关控制延伸出座椅外，该延伸臂装置1搭载的负载可为光学眼镜、耳机、麦克风等，所述座椅可以应用于车辆、影院、家庭等场合。如图5所示，连接有负载的机械延伸臂1在使用状态下从座椅头枕中延伸出来，并绕过使用者头部，将负载送至使用者头部的前方位置处；在非使用状态下，机械延伸臂1缩回到座椅头枕中，且负载固定部的转动使得负载从向前延伸的状态运动到向后收回的状态。另外，该延伸臂装置1还可以应用到头盔上，负载可以搭载除上述的光学眼镜、耳机、麦克风、显示器外，还可以搭载带有拍照功能的电子器件，如手机、相机等。上述场合中所述机械延伸臂装置1的延伸臂选择为曲臂式结构，所述外臂、内臂与主臂为同心曲形臂，内臂、主臂和外臂相对于圆心由内到外依次排列。采用上述曲形臂形状，可以有效避开障碍物。所述主臂2的外侧和内侧设置导电部件，且在内臂4、外臂3上与主臂2接触的侧面也设置导电部件，使内臂4与外臂3在主臂2上相对滑动时保持通电。所述导电部件具体可以设置为在主臂2、外臂3和内臂4三者接触的侧面涂覆导电材料，也可以在主臂2的接触侧面上涂覆导电材料、外臂3和内臂4相应的接触面上固定设置导电片或导电线，以使内臂4与外臂3在主臂2上相对滑动时保持通电。这样，如果延伸臂装置搭载的负载为电子元件或需要电流信号时，可通过内臂、主臂、外臂将电流信号传输到到所搭载的负载上。所述电流信号由应用连接部连接到电源来提供。

综上所述，本发明提供了一种机械延伸臂装置、包括上述机械延伸臂装置的座椅以及头盔。所述机械延伸臂装置包括：外臂、内臂、主臂、驱动器和传动带，所述延伸臂为曲臂式结构，所述外臂、内臂与主臂为同心曲形臂，内臂、主臂和外臂相对于圆心由内到外依次排列；所述外臂与主臂在外侧可滑动连接，所述内臂与主臂在内侧可滑动连接；所述传动带设置于主臂中，连接于驱动器，所述传动带与所述外臂的外臂端以及与所述内臂的内臂端连接；当驱动器带动传动带运动时，传动带带动外臂和内臂在主臂的始端与终端之间运动。本发明采用单一驱动器进行驱动，可在一二维平面运动，能回避障碍物，降低了机械结构的复杂度，便于制造和节约成本；由控制开关控制，无需手动伸缩，方便操作。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (15)

1.一种机械延伸臂装置，其特征在于，包括：

一外臂，其具有一外臂端；

一内臂，其具有一内臂端；

一主臂，其具有外侧和内侧；

所述延伸臂为曲臂式结构，所述外臂、内臂与主臂为同心曲形臂，内臂、主臂和外臂相对于圆心由内到外依次排列；

所述外臂与主臂在外侧可滑动连接，所述内臂与主臂在内侧可滑动连接；

一驱动器；

一传动带，设置于主臂中，连接于驱动器，所述传动带与所述外臂的外臂端连接以及与所述内臂的内臂端连接；当驱动器带动传动带运动时，传动带带动外臂和内臂在主臂的始端与终端之间运动。

2.根据权利要求1所述的机械延伸臂装置，其特征在于，所述主臂包括主体部和盖体，所述主体部和所述盖体可拆卸地连接，并具有传动带容纳空间。

3.根据权利要求2所述的机械延伸臂装置，其特征在于，所述主体部的中间设置有传动带运动限制部，所述传动带运动限制部一端设置有驱动器，另一端设置有传动带套接部，传动带套接到驱动器和传动带套接部上，并由中间的传动带运动限制部和外臂、内臂以及主臂共同限制传动带的运动轨道。

4.根据权利要求3所述的机械延伸臂装置，其特征在于，所述驱动器为电机。

5.根据权利要求3或4所述的机械延伸臂装置，其特征在于，所述传动带套接部为与驱动器同步的齿轮。

6.根据权利要求1所述的机械延伸臂装置，其特征在于，所述外臂通过外臂端固定连接到传动带上，所述内臂通过内臂端固定连接到传动带上。

7.根据权利要求1所述的机械延伸臂装置，其特征在于，所述主臂具有一始端和一终端，分别位于主臂不同两端；当传动带使外臂由始端向终端滑动时,传动带也同步使所述内臂由终端向始端滑动；而当传动带使外臂由终端向始端滑动时,传动带也同步使所述内臂由始端向终端滑动。

8.根据权利要求7所述的机械延伸臂装置，其特征在于，所述外臂端部设置有负载固定部，该负载固定部用于固定搭载所需的负载。

9.根据权利要求8所述的机械延伸臂装置，其特征在于，所述负载可以选择为光学元件、耳机、麦克风、显示器、和/或带有照相功能的装置。

10.根据权利要求8所述的机械延伸臂装置，其特征在于，当所述负载固定部设置在外臂上时，所述内臂相对于内臂端的另一侧即远离主臂的一侧设置有与应用装置连接的应用连接部，用来将该机械延伸臂装置固定连接到应用装置上；当所述负载固定部设置在内臂上时，所述外臂朝向外侧终端以及相对于外臂端的另一侧即远离主臂的一侧设置有与应用装置连接的应用连接部，用来将该机械延伸臂装置固定连接到应用装置上。

11.根据权利要求1所述的机械延伸臂装置，其特征在于，还包括一控制开关，该控制开关与驱动器电性连接，用于控制驱动器的正向驱动和反向驱动，以用来控制机械延伸臂装置的伸出和缩回运动。

12.根据权利要求1所述的机械延伸臂装置，其特征在于，所述主臂的外侧和内侧设置导电部件，且在内、外臂与主臂接触的面也设置导电部件，使内臂与外臂在相对滑动时保持通电。

13.根据权利要求12所述的机械延伸臂装置，其特征在于，所述导电部件具体为在主臂、外臂和内臂三者接触的侧面涂覆导电材料，或者在主臂的接触侧面上涂覆导电材料、外臂和内臂相应的接触面上固定设置导电片或导电线。

14.一种座椅，所述座椅具有收纳空间，所述收纳空间中固定连接有如权利要求1-13任一项所述的机械延伸臂装置，所述机械延伸臂装置通过连接到内臂或外臂上的应用连接部固定连接到所述座椅的收纳空间中，并通过负载固定部搭载所需的负载，以在使用时通过所述机械延伸臂装置将负载延伸出，不使用时将负载收回到收纳空间中。

15.一种头盔，包括如权利要求1-13任一项所述的机械延伸臂装置，所述机械延伸臂装置通过连接到内臂或外臂上的应用连接部固定连接到所述头盔上，并通过负载固定部搭载所需的负载，以在使用时通过所述机械延伸臂装置将负载延伸到头盔前方，不使用时将负载收回到头盔侧面。