CN111204265A - 悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，座椅主结构采用矩形的安装固定座，由上下横梁和两根竖直滑竿构成，安装固定座上端与特种设备车顶固连，下端与特种设备舱内地板保持设定距离；上下横梁之间还设置有能够沿竖直滑竿移动的中横梁，上横梁与中横梁之间连接缓冲吸能装置；座椅软质部分通过座椅支撑体安装在竖直滑竿上，能够沿竖直滑竿移动，并由中横梁提供运动的下方限位；缓冲吸能装置包括压缩阻尼结构和若干不同拉伸长度的拉伸吸能结构。本发明易于安装和操作，能够最大限度的隔断或降低传递至乘载员身上的瞬间大冲击，保护乘载员安全。

Description

悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅

技术领域

本发明涉及一种特种设备防护技术。

背景技术

现代特种装备的装甲防护技术越来越高，但在遭遇地雷、路边炸弹、简易爆炸物等时，爆炸瞬间强有力的冲击波会直接冲击到特种装备底板，爆轰冲击能量通过车辆、座椅等结构传递至人体，导致人员伤亡，防雷座椅的设计对整车的防护水平和乘员生存能力尤为重要。

目前常见通过悬挂和单一减振部件两种方式进行防雷座椅设计。全悬浮悬挂式防地雷爆炸冲击座椅，通过吊装的形式将座椅安装于装备冲击较小的顶部，同时阻隔冲击传播途径，但安装固定相对复杂，需要在顶部及车体内部多处进行固定安装，不易于在狭小的特种装备内部布置，提供稳定支撑。

另一型防地雷爆炸冲击座椅通过弹簧、气弹簧或其他单一部件达到缓冲效果，但单一部件有其固定减振缓冲能级范围，这样的防雷座椅只能在窄段频率中避震，在小缓冲距离下对大冲击缓冲过载缓冲能力有限，且易在低频段引起共振，影响乘员操作。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，易于安装和操作，能够最大限度的隔断或降低传递至乘载员身上的瞬间大冲击，保护乘载员安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，包括座椅主结构、缓冲吸能装置和座椅软质部分。

所述的座椅主结构采用矩形的安装固定座，由上下横梁和两根竖直滑竿构成，安装固定座上端与特种设备车顶固连，下端与特种设备舱内地板保持设定距离；上下横梁之间还设置有能够沿竖直滑竿移动的中横梁，上横梁与中横梁之间连接缓冲吸能装置；所述的座椅支撑体安装在竖直滑竿上，能够沿竖直滑竿移动，并由中横梁提供运动的下方限位；所述的座椅软质部分安装在座椅支撑体上；所述的缓冲吸能装置包括压缩阻尼结构和若干不同拉伸长度的拉伸吸能结构。

所述的安装固定座采用高强度铝合金矩形板制成。

所述的中横梁通过滑动轴承安装在竖直滑竿上，所述的座椅支撑体通过另一套滑动轴承安装在竖直滑竿上，且连接座椅支撑体的滑动轴承放置在连接中横梁的滑动轴承上。

所述的座椅支撑体包括升降滑轨和水平滑轨，所述的座椅软质部分能够沿升降滑轨和水平滑轨调整位置。

所述的缓冲吸能装置包括吸能器、阻尼器、拉簧和柔性体，吸能器与阻尼设置在两个相同的拉簧之间，冲击传递至缓冲吸能装置时，拉簧首先启动，将能量储存为弹性势能；当拉簧拉伸长度超过吸能器长度后，吸能器启动，拉簧和吸能器同时工作，吸收冲击能量；达到设计缓冲行程后，拉簧和吸能器同时回弹，阻尼器发挥作用，吸收冲击能量；下横梁两端环形装置上方套接柔性体，对中横梁进行过载保护。

所述的吸能器包括活塞杆、活塞环和滑动轴承；活塞环固定于活塞杆端部，在外力作用下在滑动轴承套筒内滑动。

所述的吸能器端部采用长条形拉环结构，为拉簧预留缓冲空间，使得拉簧先于吸能器启动工作。

本发明的有益效果是：由于特种装备座椅的缓冲吸能性能要求苛刻，且装备内部结构紧凑，本发明通过刚性悬吊式设计隔断冲击直接传播途径，延长冲击传递路径，降低传递至座椅面的爆轰能量，在特种装备遇到地雷、简易爆炸物及路边炸弹等爆炸威胁时有效保护乘载员安全，同时，避免了柔性座椅的多点安装调试，占用空间小，且座椅稳定可靠晃动小。

本发明提供的悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，通过多级能量隔断及能量吸收达到缓冲减振的目的。座椅根据冲击能量大小自动启动不同吸能装置，具有组合多段非线性缓冲减振系统，避免单一部件吸能只能在窄段频率中避震、小缓冲距离下对大冲击缓冲过载缓冲能力有限、易在低频段引起共振的问题。

附图说明

图1是本发明装备防雷座椅的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是固定架结构示意图；

图4是吸能器结构示意图；

图5安全带结构示意图。

图中，1-安装固定座，2-上横梁，3-中横梁，4-下横梁(固定横梁)，5-竖直滑竿，6-滑动轴承I，7-滑动轴承II，8-上安装板，9-下安装板，10-拉簧I，11-吸能器，12-阻尼器，13-拉簧II，14-升降滑轨，15-锁止球，16-水平滑轨，17-座椅支撑体，18-座椅本体，19-靠背角度调节器，20-头枕，21-靠背，22-坐垫，23-活塞杆，24-滑动轴承，25-拉环，26-柔性体，27-织带，28-预紧带，29-带扣，30-长度调整结构，31-活塞环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明采用悬吊式多级吸能的防雷座椅，包含座椅主结构、缓冲吸能装置、和座椅软质部分组成；所述座椅主体结构多为高强度铝合金器件，起到固定和支撑座椅系统，以及连接吸能装置和软质包部分的作用。

座椅主体结构中的安装固定座为高强度铝合金矩形板，连接于车体顶部，实现座椅系统的吊装，防止来自底板的强冲击直接传递至座椅系统；

安装固定座成矩形设计，下方设置竖直滑竿安装套筒；竖直滑竿套接于安装固定座的安装套筒内，竖直滑竿之间配备上横梁和下横梁，用于保证动载荷下座椅整体结构的强度和稳定性。上横梁安装于固定座套筒位置，安装牢固，限定竖直横梁位置并可用于负载重量，上安装板连接于上横梁下端，上安装板设计有四副挂耳装置，用于挂载吸能装置；下横梁安装于竖直滑竿下端，将竖直滑竿控制于平行位置，并进行缓冲过载保护；座椅主体结构多为硬质金属器件，起到固定和支撑座椅系统作用，以及连接吸能装置和软质包部分的作用。

所述的座椅固定架直接吊装于舱室顶部，下方直接与舱内地板隔开，座椅系统载重情况下，仍留有缓冲及脚部放置空间。

竖直滑竿上设置滑动轴承I和滑动轴承II两组滑动轴承；下方滑动轴承通过中横梁连接，中横梁上固定下安装板，下安装板设计有四副挂耳装置，中横梁两端固定座椅升降滑轨；上方轴承II用于安装座椅支撑体。

所述的座椅支撑体连接在升降滑轨的滑动块上，随轴承II上下滑动实现座椅升降调节功能；座椅支撑体上安装水平滑轨，用于座椅系统的前后水平调节。

所述的缓冲吸能装置包括吸能器、阻尼器、拉簧II和柔性体；上安装板下方四副挂耳分别挂载吸能器、阻尼器和拉簧II的上端，下安装板上方四副挂耳分别挂载吸能器、阻尼器和拉簧II的下端。其中拉簧II对称布置于靠背两侧，吸能器与阻尼设置在拉簧II之间，两者位置可以互换，拉簧I位于靠背最中间。拉簧I的上端挂在上安装板上方中间位置，拉簧I下端通过横连杆连接于升降滑轨滑块的下端，辅助进行座椅高低调节；

吸能器、阻尼器和拉簧II为主要吸能部件，小冲击传递至座椅系统时，拉簧II首先启动，将能量储存为弹性势能；当拉簧II拉伸长度超过吸能器端部拉环长度后，吸能器启动，拉簧和吸能器同时工作，吸收冲击能量；达到设计缓冲行程后，拉簧和吸能器同时回弹，阻尼器发挥作用，吸收冲击能量，衰减上横梁传递过来的能量后传递至中横梁；下横梁两端环形装置上方套接柔性体，进行过载保护(中横梁如果砸到下横梁上，通过柔性体减震)。

所述的吸能器主要由活塞杆、活塞环和集成滑动轴承构成；活塞环固定于活塞杆端部，在外力作用下在集成滑动轴承套筒内滑动，吸能器的拉力取决于活塞环的表面积。

所述的吸能器端部采用长条形拉环结构，常规状态下，挂耳连接于吸能器拉环的上端，为拉簧II预留缓冲空间，使得拉簧II先于吸能器启动工作。

所述的软质部分主要包括头枕、靠背、坐垫、调角器组成；坐垫安装在水平滑轨上方，能够前后调节；头枕可上下调节适应不同高度人员乘坐；靠背能通过调角器实现角度调节。

所述的头枕、靠背和坐垫，内部填充一定抗压强度泡沫，面料采用黑色皮革，满足乘坐舒适性要求，并具有阻燃、耐磨特性。

所述的防雷座椅系统配备四点式安全带；安全带由织带、预紧器、带扣、长度调整结构组成，安全带材料为高强度聚酰胺合成纤维编织带，具有良好的抗拉性、耐磨性、耐水性、耐寒性、耐热性、不褪色性和能量吸收性。

如图1所示，本发明的实施例包括座椅主结构，缓冲吸能装置和座椅软质部分；所述座椅主体结构包括安装固定座1，上横梁2，下横梁4，数值滑竿5，上安装板8。

如图2所示，所述座椅主体结构，其安装固定座1为高强度铝合金矩形板，连接于车体顶部，实现座椅系统的吊装。安装固定座1下方设置安装套筒，竖直滑竿5套接于安装固定座1的安装套筒内，竖直滑竿之间配备上横梁2和下横梁4，用于保证动载荷下座椅整体结构的强度和稳定性。上横梁2安装固定于安装套筒位置，安装牢固，限定竖直滑竿5位置并可用于负载重量，上安装板8连接于上横梁2下端，上安装板8设计有四副挂耳装置，用于挂载吸能装置；下横梁4安装于竖直滑竿5下端，将竖直滑竿5控制于平行位置，并进行缓冲过载保护；座椅主体结构多为硬质高强度铝合金器件，起到固定和支撑座椅系统作用，以及连接吸能装置和软质包裹部分的作用。

所述的座椅固定架直接吊装于舱室顶部，下方直接与舱内地板隔开，座椅系统载重情况下，仍留缓冲及脚部放置空间。

所述的竖直滑竿5上设置滑动轴承I6和滑动轴承II7两组滑动轴承；下方滑动轴承I6通过中横梁3连接，中横梁3上固定下安装板9，下安装板9设计有四副挂耳装置，中横梁3两段固定座椅升降滑轨14；上方轴承II7用于安装座椅支撑体17。

所述的座椅支撑体17连接在升降滑轨14的滑动块上，随轴承II7上下滑动实现座椅升降调节功能；座椅支撑体17上安装水平滑轨16，用于座椅系统的前后水平调节。

所述的缓冲吸能装置包括吸能器11、阻尼器12、拉簧II13和柔性体26；上安装板8下方四副挂耳分别挂载吸能器11、阻尼器12和拉簧II13的上端，下安装板9上方四副挂耳分别挂载吸能器11、阻尼器12和拉簧II13的下端；其中其中拉簧II13对称布置于靠背两侧，吸能器11与阻尼器12设置在拉簧II13之间，两者位置可以互换，拉簧I11位于靠背最中间；。拉簧I11的上端挂在上安装板8上方中间位置，拉簧I下端通过横连杆连接于升降滑轨14滑块的下端，辅助进行座椅高低调节；吸能器11、阻尼器12、拉簧II13为主要吸能部件，衰减上横梁2传递过来的能量后传递至中横梁3；下横梁4两端环形装置上方套接柔性体26，进行过载保护。

如图4所示，所述的吸能器11主要由活塞杆23、活塞环31和集成滑动轴承24构成：活塞环31固定于活塞杆23端部，在外力作用下在集成滑动轴承24的套筒内滑动，吸能器的拉力取决于活塞环的表面积。

所述的吸能器11端部采用长条形拉环25结构，常规状态下，挂耳连接于吸能器11拉环的上端，为拉簧II13预留缓冲空间，使得拉簧II13先于吸能器11启动工作。

所述的防雷座椅软质部分，主要包括头枕20、靠背21、坐垫22、调角器19组成；坐垫22安装在水平滑轨16上方，能够前后调节；头枕13可上下调节适应不同高度人员乘坐；靠背21能通过调角器19实现角度调节。

所述的防雷座椅的头枕20、靠背21和坐垫22，内部填充一定抗压强度泡沫，面料采用黑色皮革，满足乘坐舒适性要求，并具有阻燃、耐磨特性。

如图5所示，所述防雷座椅系统配备四点式安全带；安全带由织带27、预紧器28、带扣29、长度调整结构30组成，安全带材料为高强度聚酰胺合成纤维编织带，具有良好的抗拉性、耐磨性、耐水性、耐寒性、耐热性、不褪色性和能量吸收性。

所述的的吸能器部件可根据使用环境及参数不同进行更换或卸载；所述的的多级吸能为模块化组装，吸能的先后顺序可根据使用环境及参数要求不同进行调换。

以上所述为本发明的较佳实施例，并不用以限值本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，包括座椅主结构、缓冲吸能装置和座椅软质部分，其特征在于：所述的座椅主结构采用矩形的安装固定座，由上下横梁和两根竖直滑竿构成，安装固定座上端与特种设备车顶固连，下端与特种设备舱内地板保持设定距离；上下横梁之间还设置有能够沿竖直滑竿移动的中横梁，上横梁与中横梁之间连接缓冲吸能装置；所述的座椅支撑体安装在竖直滑竿上，能够沿竖直滑竿移动，并由中横梁提供运动的下方限位；所述的座椅软质部分安装在座椅支撑体上；所述的缓冲吸能装置包括压缩阻尼结构和若干不同拉伸长度的拉伸吸能结构。

2.根据权利要求1所述的悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，其特征在于：所述的安装固定座采用高强度铝合金矩形板制成。

3.根据权利要求1所述的悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，其特征在于：所述的中横梁通过滑动轴承安装在竖直滑竿上，所述的座椅支撑体通过另一套滑动轴承安装在竖直滑竿上，且连接座椅支撑体的滑动轴承放置在连接中横梁的滑动轴承上。

4.根据权利要求1所述的悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，其特征在于：所述的座椅支撑体包括升降滑轨和水平滑轨，所述的座椅软质部分能够沿升降滑轨和水平滑轨调整位置。

5.根据权利要求1所述的悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，其特征在于：所述的缓冲吸能装置包括吸能器、阻尼器、拉簧和柔性体，吸能器与阻尼设置在两个相同的拉簧之间，冲击传递至缓冲吸能装置时，拉簧首先启动，将能量储存为弹性势能；当拉簧拉伸长度超过吸能器长度后，吸能器启动，拉簧和吸能器同时工作，吸收冲击能量；达到设计缓冲行程后，拉簧和吸能器同时回弹，阻尼器发挥作用，吸收冲击能量；下横梁两端环形装置上方套接柔性体，对中横梁进行过载保护。

6.根据权利要求5所述的悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，其特征在于：所述的吸能器包括活塞杆、活塞环和滑动轴承；活塞环固定于活塞杆端部，在外力作用下在滑动轴承套筒内滑动。

7.根据权利要求5所述的悬挂式特种装备多级吸能防雷座椅，其特征在于：所述的吸能器端部采用长条形拉环结构，为拉簧预留缓冲空间，使得拉簧先于吸能器启动工作。

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