CN208730829U - 一种非线性座椅悬架和驾驶椅 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种非线性座椅悬架和驾驶椅。所述非线性座椅悬架包括架体，所述架体包括上悬架、竖直悬架和下底盘，所述竖直悬架内设置有分别与所述上悬架和下底盘连接的弹性压缩部件，所述竖直悬架的两侧设置有凸轮；所述每个凸轮远离所述竖直悬架的侧面接触均设置有滚动机构，所述滚动机构之间通过弹性拉伸部件连接，所述滚动机构远离所述弹性拉伸部件的侧面设置有水平滑动机构。本实用新型提供的非线性座椅悬架可以实现非线性接触，隔振频带宽，低静态刚度、高动态刚度等优势，克服了线性悬架运动过程中低刚度的要求导致的振动行程和静态位移偏大的情况，具有较好的舒适度，且设计简单。
Description
技术领域
本实用新型属于车辆领域，更具体地，涉及一种非线性座椅悬架和驾驶椅。
背景技术
目前市场所使用的驾驶用椅尤其是应用于轮式拖拉机、叉车等的驾驶椅，驾驶员需要一边驾驶一边作业，对驾驶椅的功能要求比较高，但现有多数结构简单，功能单一，辅助驾驶功能和提供驾驶舒适度等对驾驶员非常重要的功能都不能得到体现。
驾驶员在作业时所受到的振动的伤害主要来自于低频振动，现有驾驶椅悬架的刚度比较大，椅悬架系统的固有频率就变大，而这样对低频所引起的振动的衰减就很少，起不到提高驾驶员舒适性的目的。另一方面，如果刚度较小，那么驾驶员接触座椅时将会使座椅产生较大的位移，如果车辆在行驶中的振动强烈，将会带来更大的振动行程，驾驶员接触座椅时产生的较大的位移给座椅悬架的布置带来了空间上的限制，并且过大的振动行程将会导致驾驶员对车辆方向的掌控能力下降，使得操纵紊乱，增加了驾驶员的驾驶风险性，从而可能导致发生交通事故的概率提高。目前，应用较多的是线性座椅悬架和空气弹簧悬架，线性悬架在低频振动隔离问题上存在理论上的限制，即低频隔振性能好时静态位移大，难以满足非公路车辆（作业车辆）的低频隔振需求，空气弹簧悬架低频隔振性虽较好，但需要附加较大体积的气室。而主动、半主动悬架理论上具有理想的隔振性能，但系统复杂，成本高且耗能大。
因此设计结构科学、驾驶舒适度较佳的驾驶椅，对作业车辆整体质量具有重要的提升价值，对驾驶员具有非常重要的意义。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有驾驶椅悬架减震效果不佳，系统复杂，成本高耗能大的缺陷和不足，提供一种非线性座椅悬架。本实用新型提供的非线性座椅悬架可以实现非线性接触，隔振频带宽，低静态刚度、高动态刚度等优势，克服了线性悬架运动过程中低刚度的要求导致的振动行程和静态位移偏大的情况，具有较好的舒适度，且设计简单。
本实用新型的另一目的在于提供一种驾驶椅。
为实现上述实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种非线性座椅悬架，包括架体，所述架体包括上悬架、竖直悬架和下底盘，所述竖直悬架内设置有分别与所述上悬架和下底盘连接的弹性压缩部件，所述竖直悬架的两侧设置有凸轮；
所述每个凸轮远离所述竖直悬架的侧面接触均设置有滚动机构，所述滚动机构之间通过弹性拉伸部件连接，所述滚动机构远离所述弹性拉伸部件的侧面设置有水平滑动机构。
上悬架和下底盘起到支撑和固定作用，当受到人体重量力（竖直向下）时，非线性座椅悬架将出现竖直方向的振动，弹性压缩部件被压缩，进而带动凸轮向下运动，使得相互接触的凸轮和滚动机构相互挤压，滚动机构在凸轮的外周上来回滚动，并通过弹性拉伸部件带动水平滑动机构在水平方向来回拉伸收缩，从而使得竖直方向的振动转变为水平方向的伸缩，实现非线性座椅悬架在静态时刚度较大，动态时刚度较小的特性，达到较好的减振效果。
优选地，所述弹性压缩部件为压缩弹簧。
压缩弹簧具有较好的压缩及复原性能。
优选地，所述凸轮为椭圆形。
更为优选地，所述凸轮的长轴设置于竖直方向上。
该特定设计的凸轮和较好的与滚动机构接触，挤压及滚动。
优选地，所述凸轮对称设置。
优选地，所述凸轮与所述竖直悬架可拆卸连接。
可拆卸连接，可便利地对磨损的凸轮进行更换，延长非线性座椅悬架的使用寿命；另外，也可在不同需求下更换合适的凸轮尺寸，以适应不同的体重（不同的减振需求）。
更为优选地，所述凸轮与所述竖直悬架通过螺栓结构连接。
优选地，所述弹性拉伸部件为拉伸弹簧。
拉伸弹簧具有较好的拉伸作用，可实现竖直方向的振动转变为水平方向的移动，具有较好的减振效果。
优选地，所述滚动机构为滚子轴承。
优选地，所述滚动机构和水平滑动机构通过螺栓结构固定连接。
优选地，所述水平滑动机构包括与所述滚动机构固定连接的滑动柱和滑动槽，所述水平滑动机构与所述架体固定连接。
滑动柱在滑动槽内来回移动，可较好的实现竖直方向的振动转变为水平方向的移动，具有较好的减振效果。
优选地，所述架体还包括竖直设置于所述下底盘上的支撑架，所述水平滑动机构与支撑架固定连接。
为了实现更好的减振效果，优选地，所述上悬架和下底盘之间还设置有剪式升降机构。
现有的剪式升降机构均可用于本实用新型中。
优选地，所述剪式升降机构包括剪式升降悬架和用于驱动所述剪式升降悬架升降的气缸。
本实用新型还请求保护一种驾驶椅，包括坐垫，所述坐垫底部设置有上述非线性座椅悬架。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型提供的非线性座椅悬架可以实现非线性接触，隔振频带宽，低静态刚度、高动态刚度等优势，克服了线性悬架运动过程中低刚度的要求导致的振动行程和静态位移偏大的情况，具有较好的舒适度，且设计简单。
附图说明
图1为实施例1提供的非线性座椅悬架的结构示意图；
图2为实施例1提供的非线性座椅悬架的另一结构示意图（无剪式升降机构）；
图3为实施例1提供的非线性座椅悬架的力-位移静态特性曲线；
图4为实施例1提供的非线性座椅悬架与线性座椅悬架的力-位移特性曲线比较图；
其中，1为架体，101为上悬架，102为竖直悬架，103为下底盘，104为支撑架；2为弹性压缩部件；3为凸轮；4为弹性拉伸部件；5为滚动机构；6为水平滑动机构，601为滑动柱，602为滑动槽；7为剪式升降机构，701为剪式升降悬架；
A为非线性；B为线性。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图和具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
需要说明的是，当原件被称为“设置于”、“安设于”另一元件，它既可以直接在另一元件上，也可以存在居中的元件。当一个元件认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或可能同时存在居中元件。
实施例1
本实施例提供一种非线性座椅悬架，如图1~2，包括架体1，架体1包括上悬架101、竖直悬架102和下底盘103，竖直悬架102内设置有分别与上悬架101和下底盘103连接的弹性压缩部件2，竖直悬架102的两侧对称设置有凸轮3；每个凸轮3远离竖直悬架102的侧面接触均设置有滚动机构5，滚动机构5之间通过弹性拉伸部件4连接，滚动机构5远离弹性拉伸部件4的侧面设置有水平滑动机构6。
在本实施例中，弹性压缩部件2为压缩弹簧；凸轮3为椭圆形凸轮，且凸轮3的长轴设置于竖直方向上；弹性拉伸部件4为拉伸弹簧，滚动机构5为滚子轴承。
为了可在需要时可对椭圆形凸轮进行更换，椭圆形凸轮与竖直悬架102可拆卸连接。具体地，两者通过螺栓结构连接。该特定连接方式可便利地对磨损的椭圆形凸轮进行更换，延长非线性座椅悬架的使用寿命；另外，也可在不同需求下更换合适的椭圆形凸轮尺寸，以适应不同的体重不同的减振需求。
在本实施例中，水平滑动机构6包括与滚动机构5固定连接的滑动柱601和滑动槽602，水平滑动机构6与架体1固定连接。架体1还包括竖直设置于下底盘103上的支撑架104，水平滑动机构6与支撑架104固定连接。
为了进一步提升减振效果，上悬架101和下底盘103之间还设置有剪式升降机构7。具体地，剪式升降机构7包括剪式升降悬架701和用于驱动剪式升降悬架701升降的气缸，剪式升降悬架701的两端分别与上悬架101和下底盘103固定连接，气缸设置于下底盘103上。
上悬架和下底盘起到支撑和固定作用，当受到人体重量力（竖直向下）时，非线性座椅悬架将出现竖直方向的振动，弹性压缩部件被压缩，进而带动凸轮向下运动，使得相互接触的凸轮和滚动机构相互挤压，滚动机构在凸轮的外周上来回滚动，并通过弹性拉伸部件带动水平滑动机构在水平方向来回拉伸收缩，从而使得竖直方向的振动转变为水平方向的伸缩，实现非线性座椅悬架在静态时刚度较大，动态时刚度较小的特性，达到较好的减振效果。如图3，为非线性座椅悬架运动过程中的力-位移静态特性曲线，呈非线性的特性。刚度由大变小再由小变大，可以实现座椅悬架较小的静态刚度，而且具备良好的低频隔振性能。如图4，为线性隔振系统与非线性隔振系统的比较，图A表示非线性隔振系统，图B表示非线性隔振系统，从图中可知，非线性隔振系统的隔振区间在平衡位置附近处存在较小位移变化，大大提高了悬架系统的稳定性与隔振效率。
本实用新型提供的非线性座椅悬架可以实现非线性接触，隔振频带宽，低静态刚度、高动态刚度等优势，克服了线性悬架运动过程中低刚度的要求导致的振动行程和静态位移偏大的情况，具有较好的舒适度，且设计简单。
将本实施例提供的非线性座椅悬架可应用于常规的驾驶椅中，具体地，该驾驶椅包括坐垫，所述坐垫底部设置有上述非线性座椅悬架。
本实用新型提供的驾驶椅具有较好的减振效果，舒适度高。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普遍技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种非线性座椅悬架，其特征在于，包括架体（1），所述架体（1）包括上悬架（101）、竖直悬架（102）和下底盘（103），所述竖直悬架（102）内设置有分别与所述上悬架（101）和下底盘（103）连接的弹性压缩部件（2），所述竖直悬架（102）的两侧设置有凸轮（3）；
所述每个凸轮（3）远离所述竖直悬架（102）的侧面接触均设置有滚动机构（5），所述滚动机构（5）之间通过弹性拉伸部件（4）连接，所述滚动机构（5）远离所述弹性拉伸部件（4）的侧面设置有水平滑动机构（6）。
2.根据权利要求1所述非线性座椅悬架，其特征在于，所述弹性压缩部件（2）为压缩弹簧。
3.根据权利要求1所述非线性座椅悬架，其特征在于，所述凸轮（3）为椭圆形。
4.根据权利要求1所述非线性座椅悬架，其特征在于，所述弹性拉伸部件（4）为拉伸弹簧。
5.根据权利要求1所述非线性座椅悬架，其特征在于，所述滚动机构（5）为滚子轴承。
6.根据权利要求1所述非线性座椅悬架，其特征在于，所述水平滑动机构（6）包括与所述滚动机构（5）固定连接的滑动柱（601）和滑动槽（602），所述水平滑动机构（6）与所述架体（1）固定连接。
7.根据权利要求1所述非线性座椅悬架，其特征在于，所述架体（1）还包括竖直设置于所述下底盘（103）上的支撑架（104），所述水平滑动机构（6）与支撑架（104）固定连接。
8.根据权利要求1所述非线性座椅悬架，其特征在于，所述上悬架（101）和下底盘（103）之间还设置有剪式升降机构（7）。
9.根据权利要求8所述非线性座椅悬架，其特征在于，所述剪式升降机构（7）包括剪式升降悬架（701）和用于驱动所述剪式升降悬架（701）升降的气缸。
10.一种驾驶椅，其特征在于，包括坐垫，所述坐垫底部设置有权利要求1~9任一所述非线性座椅悬架。
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| CN111022545A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-17 | 中国民航大学 | 圆筒式高静低动低频被动隔振器 |
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| CN108909557B (zh) * | 2018-08-21 | 2024-03-26 | 华南农业大学 | 一种非线性座椅悬架和驾驶椅 |
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