CN209056106U - 一种旋转座椅训练器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转座椅训练器，其技术方案要点包括底座、设置在底座上表面的回转支撑轴承、与回转支撑轴承外环顶部相固定的平移板、设置在平移板上表面的平移架、以及设置在平移架顶部的旋转座椅，回转支撑轴承底部设有驱动回转支撑轴承旋转的旋转电机；平移架连接有滚珠丝杠，滚珠丝杠的一端设有驱动滚珠丝杠转动的平移电机，平移架沿滚珠丝杠水平滑移；平移架内设有推动座椅俯仰的电动推杆；旋转座椅上设有安全带，安全带设有安检系统，安检系统包括检测模块、信号处理模块、报警模块、电机控制模块、电机驱动模块，通过设置安检系统，能够对安全带的绑定情况进行检测，避免安全带未绑好就进行训练，从而保护训练员的安全。

Description

一种旋转座椅训练器

技术领域

本实用新型涉及训练器，更具体地说，它涉及一种旋转座椅训练器。

背景技术

随着我国航天事业的发展，航天训练也逐渐为人们所熟知，现有的航天模拟训练器能够模拟航天环境，带给用户真实航空体验，使人们不需要高超的飞行训练就可以实现模拟航天的体验。该训练器不仅仅在专业航天员的训练中起到巨大的帮助作用，而且在民用、娱乐方面也越来越多的被人们所喜爱。

在现有的训练器中，需要绑定安全带以保护训练员，然而现有的训练器需要工作人员人工对安全带进行绑定，一旦训练人员疏忽则会使得安全带绑定不牢，从而对训练员的人身安全造成威胁，存在安全隐患。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种旋转座椅训练器，能够对安全带的绑定情况进行检查，从而确保训练员的安全。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种旋转座椅训练器，包括底座、设置在底座上表面的回转支撑轴承、与回转支撑轴承外环顶部相固定的平移板、设置在平移板上表面的平移架、以及设置在平移架顶部的旋转座椅，所述旋转座椅与平移架顶部转动连接；所述回转支撑轴承底部设有驱动回转支撑轴承旋转的旋转电机；所述平移架连接有滚珠丝杠，滚珠丝杠的一端设有驱动滚珠丝杠转动的平移电机，平移架沿滚珠丝杠水平滑移；所述平移架内设有推动旋转座椅俯仰的电动推杆；其特征是：所述旋转座椅上设有安全带，所述安全带设有安检系统，所述安检系统包括：

检测模块：设置在安全带内，用于检测安全带的卡扣情况；当安全带打开时输出开启信号，当安全带卡合时输出闭合信号；

信号处理模块：连接于检测模块，用于接收开启信号和闭合信号；当接收到开启信号时，信号处理模块开始进行监测，若随后能接收到闭合信号则输出安全信号，若不能接收到闭合信号则输出报警控制信号；

报警模块：连接于信号处理模块，用于接收报警控制信号；当接收到报警控制信号时，输出报警信号；

电机控制模块：连接于信号处理模块；用于接收安全信号和报警控制信号；当接收到报警控制信号时，输出禁止信号；当接收到安全信号时，输出电机启动信号。

电机驱动模块：设置在旋转电机和平移电机上，用于接收禁止信号和电机启动信号；当接收到禁止信号时，感应断开电机供电；当接收到电机启动信号时，感应驱动旋转电机或平移电机转动。

通过采用上述技术方案，训练员坐入旋转座椅后绑系安全带，当安全带打开时输出开启信号，当安全带卡合时输出闭合信号；随后信号处理模块接收到开启信号，并开始进行监测，若随后能接收到闭合信号则输出安全信号，若不能接收到闭合信号则输出报警控制信号；当接收到报警控制信号时，输出报警信号；同时当电机驱动模块接收到报警控制信号时，输出禁止信号；当电机驱动模块接收到安全信号时，输出电机启动信号；当电机驱动模块接收到禁止信号时，感应断开电机供电；当电机驱动模块接收到电机启动信号时，感应驱动旋转电机或平移电机转动，随后平移电机驱动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠驱动平移架水平滑移至指定位置，随后电动推杆驱动旋转座椅俯仰至指定角度，之后旋转电机转动，从而驱动旋转座椅旋转。

较佳的，所述旋转电机的转子固定有齿轮，所述回转支撑轴承的外围外圆周面配合旋转电机的转子设有棘齿，所述旋转电机转子的齿轮与回转支撑轴承外围的棘齿相咬合。

通过采用上述技术方案，当旋转电机的转子转动时，旋转电机通过转子上的齿轮驱动回转支撑轴承外围的棘齿转动，从而带动回转支撑轴承的外围转动，进而带动平移板转动，平移板再带动平移架以及旋转座椅转动，从而实现旋转座椅以垂直于上表面的轴线为轴旋转。

较佳的，所述平移架的底部平行于平移板的长度方向设有两条相互平行的滑轨，平移架与滑轨滑移连接。

通过采用上述技术方案，平移电机驱动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠驱动平移架沿滑轨滑动，减少了平移架在滑移过程中的震动，从而提高了平移架在滑移过程中的稳定性。

较佳的，所述滑轨的截面呈上大下小的倒梯形。

通过采用上述技术方案，横截面为倒梯形的滑轨进一步减少了平移架在滑移过程中的振动，从而进一步提高了平移架在滑移过程中的稳定性。

较佳的，所述旋转座椅的前端设有向平移板延伸的伸腿结构。

通过采用上述技术方案，伸腿结构用于置放训练人员的腿部，从而提升训练员的舒适度。

较佳的，所述伸腿结构设置为伸缩板。

通过采用上述技术方案，伸缩板能够根据训练员的实际腿长进行伸缩，从而使伸腿结构适应不同人员使用。

较佳的，所述伸腿结构设有安全带。

通过采用上述技术方案，安全带能够将训练员的腿部进行绑定，避免训练员的腿部在旋转座椅旋转时受伤。

较佳的，所述旋转座椅上设有用于答题的显示屏。

通过采用上述技术方案，训练员能够通过显示屏进行答题，从而能够对训练员的平衡能力进行训练，增强了训练效果。

较佳的，所述旋转座椅上设有用于置放训练员头部的头部护垫。

通过采用上述技术方案，头部护垫能够对训练员的头部进行保护，同时增加训练员的舒适感。

较佳的，所述旋转座椅上设有用于保护训练员头部的侧面护垫。

通过采用上述技术方案，当训练员的头部受离心力作用甩至头部护垫侧面时，侧面护垫能够对训练员的头部进行保护，避免训练员头部受伤。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过设置安检系统，能够对安全带的绑定情况进行检测，避免安全带未绑好就进行训练，从而保护训练员的安全；

2、通过设置倒梯形的滑轨，能够减少旋转座椅在滑移过程中的震动，提高滑移过程中的稳定性；

3、通过设置头部护垫和侧面护垫，能够保护训练员的头部，避免训练员在训练中受伤。

附图说明

图1为一种旋转座椅训练器的结构示意图；

图2为一种旋转座椅训练器的结构爆炸图；

图3为一种旋转座椅训练器剖视图；

图4为图3中A处结构放大图；

图5为滑轨截面视图；

图6为旋转座椅结构示意图；

图7为安检系统结构示意图；

图8为检测模块和信号处理模块电路图；

图9为电机控制模块和电机驱动模块电路图。

附图标记：1、底座；2、回转支撑轴承；21、内围；22、外围；221、齿轮；23、旋转电机；231、棘齿；3、平移板；4、平移架；41、滚珠丝杠；42、平移电机；43、电动推杆；431、辊轴；44、滑轨；5、旋转座椅；51、椅座；52、靠背；521、头部护垫；522、侧面护垫；53、扶手；54、伸腿结构；541、伸缩板；55、显示屏；6、安检系统；61、检测模块；62、信号处理模块；63、报警模块；64、电机控制模块；65、电机驱动模块；7、安全带；71、腰带；72、肩带；73、连接带；74、腰带卡扣；75、连接带卡扣；76、腿部安全带。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种旋转座椅训练器，如图1及图2所示，包括底座1、设置在底座1上表面的回转支撑轴承2、与回转支撑轴承2外环顶部相固定的平移板3、设置在平移板3上表面的平移架4、以及设置在平移架4顶部的旋转座椅5；回转支撑轴承2的内围21的靠近平移板3的一端与平移板3的底部相固定，回转支撑轴承2的外围22靠近底座1的一端与底座1上表面相固定；回转支撑轴承2底部设有驱动回转支撑轴承2旋转的旋转电机23，旋转电机23固定在底座1内；平移架4内部连接有平行于平移板3长度方向的滚珠丝杠41，滚珠丝杠41的一端设有驱动滚珠丝杠转动的平移电机42，平移架4沿滚珠丝杠41水平滑移；平移架4内设有推动旋转座椅5俯仰的电动推杆43，平移架4上表面背离电动推杆43的一侧固定有辊轴431，旋转座椅5通过辊轴431与平移架4顶部转动连接。

训练时先通过平移电机驱动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠驱动平移架4水平滑移至指定位置，随后电动推杆43驱动旋转座椅5俯仰至指定角度，再通过旋转电机23驱动旋转座椅5以垂直于底座1上表面的轴线为轴旋转。

进一步的，如图2所示，旋转电机23的转子固定有齿轮，回转支撑轴承2的外围22外圆周面配合旋转电机23的转子设有棘齿221，旋转电机23转子的齿轮与回转支撑轴承2外围22的棘齿221相咬合；当旋转电机23的转子转动时，旋转电机23通过转子上的齿轮驱动回转支撑轴承2的外围22的棘齿221转动，从而带动回转支撑轴承2的外围22转动，进而带动平移板3转动，平移板3再带动平移架4以及旋转座椅5转动，从而实现旋转座椅5以垂直于底座1上表面的轴线为轴旋转。

进一步的，如图1及图5所示，平移架4的底部平行于平移板3的长度方向设有两条相互平行的滑轨44，滑轨44的截面呈上大下小的倒梯形，平移架4与滑轨44滑移连接；平移电机42驱动滚珠丝杠41转动，滚珠丝杠41驱动平移架4沿滑轨44滑动，减少了平移架4在滑移过程中的震动，从而提高了平移架4在滑移过程中的稳定性。

进一步的，如图6所示，旋转座椅5包括椅座51、与椅座51一体化连接的靠背52、与椅座51一体化连接的扶手53，旋转座椅5的前端设有向平移板3延伸的伸腿结构54，在靠背52的上方设置有头部护垫521，在靠背52的两侧设有侧面护垫522，训练员坐入椅座51，并靠在靠背52上，双手放置在扶手53上，头部置于头部护垫521上，双腿放置在伸腿结构54上；优化的，伸腿结构54设置为伸缩板541；伸缩板541能够根据训练员的实际腿长进行伸缩，使不同腿长的人员均能将腿部置放于伸缩板541上，从而提升训练员的舒适度。

进一步的，如图6所示，扶手53上设置有用于答题的显示屏55，训练员能够通过显示屏55进行答题，从而能够对训练员的平衡能力进行训练，增强了训练效果。

进一步的，如图6所示，所述旋转座椅5上设有安全带7，所述安全带7包括腰带71、两根一端固定在靠背52正面另一端向椅座51延伸的肩带72、以及一端固定在椅座51前端另一端向靠背52延伸的连接带73，肩带72背离靠背52正面的一端与连接带73背离椅座51的一端通过连接带卡扣75相连接；腰带71的一端固定在椅座51一侧，另一端通过腰带卡扣74固定在椅座51另一侧；使用时分别将腰带71、肩带72和连接带73进行固定，从而对训练员做好保护，避免训练员在训传座椅旋转过程中飞出旋转座椅5。

进一步的，如图7所示，所述旋转座椅5内设有安检系统6，所述安检系统6包括：

检测模块61：设置在腰带卡扣74和连接带卡扣75内，用于检测安全带7的卡扣情况；当安全带7打开时输出开启信号，当安全带7卡合时输出闭合信号；

信号处理模块62：连接于检测模块61，用于接收开启信号和闭合信号；当接收到开启信号时，信号处理模块62开始进行监测，若随后能接收到闭合信号则输出安全信号，若不能接收到闭合信号则输出报警控制信号；

报警模块63：连接于信号处理模块62，用于接收报警控制信号；当接收到报警控制信号时，输出报警信号；

电机控制模块64：连接于信号处理模块62；用于接收安全信号和报警控制信号；当接收到报警控制信号时，输出禁止信号；当接收到安全信号时，输出电机启动信号。

电机驱动模块65：设置在旋转电机23和平移电机上，用于接收禁止信号和电机启动信号；当接收到禁止信号时，感应断开电机供电；当接收到电机启动信号时，感应驱动旋转电机23或平移电机42转动。

训练员坐入旋转座椅5后绑系安全带7，当安全带7打开时输出开启信号，当安全带7卡合时输出闭合信号；随后信号处理模块62接收到开启信号，并开始进行监测，若随后能接收到闭合信号则输出安全信号，若不能接收到闭合信号则输出报警控制信号；当接收到报警控制信号时，输出报警信号；同时当电机驱动模块65接收到报警控制信号时，输出禁止信号；当电机驱动模块65接收到安全信号时，输出电机启动信号；当电机驱动模块65接收到禁止信号时，感应断开电机供电；当电机驱动模块65接收到电机启动信号时，感应驱动旋转电机23或平移电机42转动。

如图8所示，检测模块61包括设置在安全带7卡扣内的开关SW，开关SW一端经安全带7外接电源VCC，另一端经安全带7与信号处理模块62电路连接；同时检测模块61还设置有常开开关S；一般情况下安全带7卡扣闭合，当进行训练时，开关SW打开，此时常开开关S闭合，从而输出开启信号，当开关SW重新闭合时，常开开关S断开，从而输出闭合信号。

如图8所示，信号处理模块62设置为型号为AT89C51的单片机U1，单片机U1的管脚P1.0与检测模块61的输出端相连接；单片机U1的VCC管脚与外部电源相连接，单片机U1的XTAL1管脚与XTAL2管脚分别经电容C2和电容C3接地，并通过晶振相并联，单片机U1的GND管脚接地；当单片机U1接收到开启信号时，单片机U1开始进行监测，若随后能接收到闭合信号则通过管脚P0.0和管脚0.2输出安全信号，若不能接收到闭合信号则通过管脚P0.1和管脚P0.3输出报警控制信号。

如图9所示，电机控制模块64包括供电控制单元和电机控制单元；供电控制单元包括一个三极管和与三极管的发射极相连接的电磁阀KM2，三极管的基极与单片机U1的P0.1管脚相连接，三极管的集电极与外部电源相连接,电磁阀KM2的输出端接地；电机控制单元包括与单片机U1的P0.0管脚相连接的锁存器、与锁存器的输出端相连接的三极管、以及与三极管的发射极相连接的电磁阀KM1，电磁阀KM1的输出端接地;当接收到报警控制信号时，电磁阀KM2输出禁止信号；当电磁阀KM1接收到安全信号时，输出电机启动信号。

如图9所示，电机驱动模块65包括设置在电机上收电磁阀KM2控制并与电机的三相接口相连接常开开关组K2、以及设置在电机上受电磁阀KM1控制的电机开关组K1；当电机驱动模块65接收到禁止信号时，常开开关组K2受KM2控制断开，从而断开电机供电；当电机驱动模块65接收到电机启动信号时，常开开关组K2受KM2控制闭合，同时电机开关组K1受电磁阀K1控制使常开开关闭合，常闭开关打开，从而感应驱动旋转电机23或平移电机42正向转动或反向转动。

优化的，报警模块63设置为型号为YS-01的工业一体化声光报警器，当报警模块63接收到报警控制信号时，报警模块63发出高分贝的声音报警信号，从而梯形训练人员重新绑好安全带7。

工作过程：训练员坐入旋转座椅5后绑系安全带7，当进行训练时，开关SW打开，此时常开开关S闭合，从而输出开启信号，当开关SW重新闭合时，常开开关S断开，从而输出闭合信号；随后当单片机U1接收到开启信号时，单片机U1开始进行监测，若随后能接收到闭合信号则通过管脚P0.0和管脚0.2输出安全信号，若不能接收到闭合信号则通过管脚P0.1和管脚P0.3输出报警控制信号；当接收到报警控制信号时，输出报警信号；当接收到报警控制信号时，电磁阀KM2输出禁止信号；当电磁阀KM1接收到安全信号时，输出电机启动信号；当电机驱动模块65接收到禁止信号时，感应断开电机供电；当电机驱动模块65接收到禁止信号时，常开开关组K2受KM2控制断开，从而断开电机供电；当电机驱动模块65接收到电机启动信号时，常开开关组K2受KM2控制闭合，同时电机开关组K1受电磁阀K1控制使常开开关闭合，常闭开关打开，从而感应驱动旋转电机23或平移电机42正向转动或反向转动。

优化的，如图6所示，伸腿结构54上垂直于伸缩装置设置有腿部安全带76，腿部安全带76的两端分别固定在伸缩装置垂直于伸缩装置延伸方向的两侧；腿部安全带76能够将训练员的腿部进行绑定，避免训练员的腿部在旋转座椅5旋转时受伤。

本实用新型，通过设置安检系统6，能够对安全带7的绑定情况进行检测，避免安全带7未绑好就进行训练，从而保护训练员的安全；通过设置倒梯形的滑轨，能够减少旋转座椅5在滑移过程中的震动，提高滑移过程中的稳定性。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种旋转座椅训练器，包括底座（1）、设置在底座（1）上表面的回转支撑轴承（2）、与回转支撑轴承（2）外环顶部相固定的平移板（3）、设置在平移板（3）上表面的平移架（4）、以及设置在平移架（4）顶部的旋转座椅（5），所述回转支撑轴承（2）底部设有驱动回转支撑轴承（2）旋转的旋转电机（23）；所述平移架（4）连接有滚珠丝杠（41），滚珠丝杠（41）的一端设有驱动滚珠丝杠（41）转动的平移电机（42），平移架（4）沿滚珠丝杠（41）水平滑移；所述平移架（4）内设有推动旋转座椅（5）俯仰的电动推杆（43）；其特征是：所述旋转座椅（5）上设有安全带（7），所述安全带（7）设有安检系统（6），所述安检系统（6）包括：

检测模块（61）：设置在安全带（7）内，用于检测安全带（7）的卡扣情况；当安全带（7）打开时输出开启信号，当安全带卡合时输出闭合信号；

信号处理模块（62）：连接于检测模块（61），用于接收开启信号和闭合信号；当接收到开启信号时，信号处理模块（62）开始进行监测，若随后能接收到闭合信号则输出安全信号，若不能接收到闭合信号则输出报警控制信号；

报警模块（63）：连接于信号处理模块（62），用于接收报警控制信号；当接收到报警控制信号时，输出报警信号；

电机控制模块（64）：连接于信号处理模块（62）；用于接收安全信号和报警控制信号；当接收到报警控制信号时，输出禁止信号；当接收到安全信号时，输出电机启动信号；

电机驱动模块（65）：设置在旋转电机（23）和平移电机（42）上，用于接收禁止信号和电机启动信号；当接收到禁止信号时，感应断开电机供电；当接收到电机启动信号时，感应驱动旋转电机（23）或平移电机（42）转动。

2.根据权利要求1所述的一种旋转座椅训练器，其特征是：所述旋转电机（23）的转子固定有齿轮（231），所述回转支撑轴承（2）的外围（22）外圆周面配合旋转电机（23）的转子设有棘齿（221），所述旋转电机（23）转子的齿轮与回转支撑轴承（2）的外围（22）的棘齿（221）相咬合。

3.根据权利要求1所述的一种旋转座椅训练器，其特征是：所述平移架（4）的底部平行于平移板（3）的长度方向设有两条相互平行的滑轨（44），平移架（4）与滑轨（44）滑移连接。

4.根据权利要求3所述的一种旋转座椅训练器，其特征是：所述滑轨（44）的截面呈上大下小的倒梯形。

5.根据权利要求1所述的一种旋转座椅训练器，其特征是：所述旋转座椅（5）的前端设有向平移板（3）延伸的伸腿结构（54）。

6.根据权利要求5所述的一种旋转座椅训练器，其特征是：所述伸腿结构（54）设置为伸缩板（541）。

7.根据权利要求6所述的一种旋转座椅训练器，其特征是：所述伸腿结构（54）设有安全带（7）。

8.根据权利要求1所述的一种旋转座椅训练器，其特征是：所述旋转座椅（5）上设有用于答题的显示屏（55）。

9.根据权利要求1所述的一种旋转座椅训练器，其特征是：所述旋转座椅（5）上设有用于置放训练员头部的头部护垫（521）。

10.根据权利要求1所述的一种旋转座椅训练器，其特征是：所述旋转座椅（5）上设有用于保护训练员头部的侧面护垫（522）。