RU211548U1 - Виброзащитная система с квазинулевой жесткостью сиденья оператора - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к подвескам сидений для транспортных средств. Виброзащитная система с квазинулевой жесткостью сиденья содержит основание, направляющий шарнирно сочлененный механизм параллелограммного типа, состоящий из неподвижного звена, жестко закрепленного на основании, и подвижного бокового звена. На неподвижном звене шарнирно закреплены нижнее и верхнее звенья, к которым шарнирно прикреплено подвижное боковое звено. Система также содержит механизм регулировки натяжения пружины с подвижным штоком, механизм стабилизации крена, сиденье, пружину растяжения, один направляющий ролик и два тормозных ролика. Ось направляющего ролика закреплена на нижнем подвижном звене, оси двух тормозных роликов закреплены на неподвижном основании. При этом механизм натяжения пружины с подвижным штоком установлен на нижнем подвижном звене, а к подвижному штоку прикреплен один конец пружины растяжения. Второй конец пружины растяжения прикреплен к гибкому нерастяжимому тросу, опирающемуся на направляющий ролик, установленный на нижнем подвижном звене. Второй конец гибкого нерастяжимого троса закреплен на неподвижном звене. Достигается возможность реализовывать режим квазинулевой жесткости при вертикальных колебаниях сиденья оператора, без ударов ограничивать вертикальные перемещения сиденья относительно основания при выходе за границы зоны квазинулевой жесткости, упрощение конструкции устройства и уменьшение габаритов. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к подвескам сидений для транспортных средств и рабочих мест операторов строительных, дорожных, подъемно-транспортных и других машин, а также технологического оборудования.

Известна виброзащитная система для сиденья оператора [RU 94008130, 09.10.1996], состоящая из механизма стабилизации крена, подушки со спинкой, направляющего механизма параллелограммного типа и упругого элемента, состоящего из набора тарельчатых пружин.

Недостатками данной системы являются отсутствие возможности реализовывать режим квазинулевой жесткости при вертикальных колебаниях сиденья и без ударов ограничивать вертикальные перемещения подвески при выходе за границы допустимых перемещений.

Известна виброзащитная система сиденья [SU 1081024, 23.03.1984], содержащая подвижное основание, направляющий механизм параллелограммного типа, пружину, механизм стабилизации крена, сиденье.

Недостатками данной системы являются отсутствие возможности реализовывать режим квазинулевой жесткости при вертикальных колебаниях сиденья и без ударов ограничивать вертикальные перемещения сиденья относительно основания при выходе за границы допустимых перемещений.

Известно виброзащитное сиденье человека-оператора [RU 209204, 07.02.2022], содержащее подвижное основание, направляющий механизм параллелограммного типа, пружину, механизм стабилизации крена, сиденье, механизм регулировки натяжения пружины, гибкий малорастяжимый трос, вращающиеся ролики.

Недостатками данной системы является большие габариты конструкции, за счет того, что пружина расположена за подвеской сиденья, что создает определенные неудобства в компоновке кабины и самого сиденья.

Наиболее близкой по своей технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемой полезной модели является виброзащитная система сиденья оператора [RU 206711, 23.09.2021], содержащая подвижное основание, направляющий механизм параллелограммного типа, пружину, механизм стабилизации крена, сиденье, механизм регулировки натяжения пружины, гибкий малорастяжимый трос, вращающиеся ролики.

Недостатками данной системы является большие габариты конструкции, за счет того, что пружина расположена за подвеской сиденья, что создает определенные неудобства в компоновке кабины и самого сиденья.

Задачей полезной модели является создание компактного сиденья с квазинулевой жесткостью оператора мобильной машины, имеющей возможности: реализовывать режим квазинулевой жесткости (обеспечивающий более широкий частотный диапазон виброзащиты по сравнению с линейными виброизоляторами и более эффективную виброзащиту от низкочастотных колебаний) при вертикальных колебаниях сиденья оператора и без ударов ограничивать вертикальные перемещения сиденья относительно основания при выходе за границы зоны квазинулевой жесткости.

При этом достигаются следующие технические результаты:

возможность реализовывать режим квазинулевой жесткости при вертикальных колебаниях сиденья оператора;

возможность без ударов ограничивать вертикальные перемещения сиденья относительно основания при выходе за границы зоны квазинулевой жесткости.

Преимуществом предлагаемого решения является расположение пружины растяжения и механизма натяжения пружины на нижнем подвижном звене параллелограммного механизма, что существенно упрощает конструкцию устройства и уменьшает ее габариты, позволяет оператору регулировать растяжение пружины, не выходя из кабины, устанавливать начальное положение сиденья под свой вес.

Указанные технические результаты достигаются за счет того, что виброзащитная система с квазинулевой жесткостью сиденья оператора содержит основание (кабину оператора), шарнирно сочлененный четырехзвенный направляющий механизм параллелограммного типа, механизм стабилизации крена, сиденье, пружину растяжения, механизм регулировки натяжения пружины с подвижным штоком, который закреплен на нижнем подвижном звене параллелограммного механизма, гибкий нерастяжимый трос, один конец которого закреплен на неподвижном звене параллелограммного механизма, второй конец прикреплен к одному концу пружины растяжения, второй конец пружины растяжения связан с подвижным штоком механизма регулировки натяжения пружины, один направляющий ролик для троса, ось которого закреплена на нижнем подвижном звене параллелограммного механизма, два тормозных ролика, оси которых закреплены на неподвижном основании.

Полезная модель поясняется прилагаемым чертежом и нижеследующим описанием, где на фигуре 1 приведен вид сбоку виброзащитной системы с квазинулевой жесткостью сиденья оператора.

Устройство включает в себя основание 1, жестко прикрепленное к кабине оператора. Чтобы не затемнять чертеж, основание 1 изображено в виде двух фрагментов. На основании 1 жестко закреплено неподвижное звено 2 параллелограммного механизма, на котором шарнирно закреплены нижнее звено 3 и верхнее звено 4 параллелограммного механизма. К звеньям 3 и 4 шарнирно прикреплено подвижное звено 5 параллелограммного механизма, на котором жестко закреплен механизм стабилизации крена 6. На механизм стабилизации крена 6 установлено сиденье 7. На нижнем подвижном звене 3 параллелограммного механизма установлен механизм натяжения пружины 14 с подвижным штоком 13. К подвижному штоку 13 прикреплен один конец пружины растяжения 12, другой конец пружины растяжения 12 прикреплен к одному концу гибкого нерастяжимого троса 11. Второй конец гибкого нерастяжимого троса 11 жестко закреплен на неподвижном звене 2 параллелограммного механизма. На нижнем звене 3 параллелограммного механизма шарнирно установлен вращающийся направляющий ролик 8. На основании 1 шарнирно установлены вращающиеся тормозные ролики: нижний тормозной ролик 9 и верхний тормозной ролик 10. При этом гибкий нерастяжимый трос 11 огибает и опирается на направляющий ролик 8.

Виброзащитная система с квазинулевой жесткостью сиденья оператора работает следующим образом. Горизонтальные вибрации, передаваемые на сиденье оператора 7, гасятся механизмом стабилизации крена 6. Изменение вертикальной силы, для подстройки устройства к различной массе оператора, осуществляется механизмом 14 регулировки натяжения пружины 12 за счет втягивания или выдвижения штока 13. Вертикальные вибрации, передаваемые на сиденье оператора 7, гасятся за счет вертикальных перемещений подвижного звена 5 параллелограммного механизма с механизмом 6 и сиденьем 7. Подъем (опускание) сиденья 7, звена 5 приводит к повороту горизонтальных звеньев 3 и 4 параллелограммного механизма, что приводит к изменению расстояния между точкой жесткого закрепления гибкого нерастяжимого троса 11 на неподвижном звене 2 параллелограммного механизма и направляющим роликом 8, за счет чего изменяется сила натяжения гибкого нерастяжимого троса 11, пружина 12 сжимается (растягивается). Таким образом, уравновешиваются две вертикальные разнонаправленные силы, возникающие на сиденье оператора 7 и создаваемые пружиной 12.

Трос 11 в процессе работы может занимать три положения относительно двух тормозных роликов 9 и 10, установленных на основании 1:

1) находиться между двумя тормозными роликами 9 и 10, установленными на основании 1, и не касаться ни одного из них. В этом случае обеспечивается режим квазинулевой жесткости, выражающийся в том, что вертикальные силы, действующие со стороны сиденья 7 и со стороны параллелограммного механизма, компенсируют друг друга;

2) при уменьшении силы веса на сиденье 7, действующей вертикально сверху вниз, сиденье 7 начнет подниматься, нижнее звено 3 параллелограммного механизма начинает поворачиваться против часовой стрелки, угол поворота между звеньями 2 и 3 уменьшается, расстояние между точкой жесткого закрепления гибкого нерастяжимого троса 11 на неподвижном звене 2 параллелограммного механизма и направляющим роликом 8 уменьшается, пружина 12 сжимается, создаваемая пружиной 12 вертикальная сила уменьшается и уравновешивает силу веса сиденья 7 с оператором. Дальнейший подъем сиденья 7 приводит к тому, что трос 11 накладывается на верхний тормозной ролик 10 и начинает его огибать, происходит натяжение троса 11, который начинает растягивать пружину 12 и плавно тормозить дальнейший подъем сиденья 7 вплоть до полной остановки сиденья 7. Торможение происходит плавно без ударов;

3) при повышении силы веса на сиденье 7, действующей вертикально сверху вниз, сиденье 7 начинает опускаться, нижнее звено 3 параллелограммного механизма начинает поворачиваться по часовой стрелке, угол поворота между звеньями 2 и 3 увеличивается, расстояние между точкой жесткого закрепления гибкого нерастяжимого троса 11 на неподвижном звене 2 параллелограммного механизма и направляющим роликом 8 увеличивается, пружина 12 растягивается, создаваемая пружиной вертикальная сила увеличивается и уравновешивает силу веса сиденья 7 с оператором. Дальнейшее опускание сиденья 7 приводит к тому, что трос 11 накладывается на нижний тормозной ролик 9 и начинает его огибать, происходит дальнейшее натяжение троса 11, который продолжает растягивать пружину 12 и плавно тормозить дальнейшее опускание сиденья 7 вплоть до полной остановки сиденья 7. Торможение происходит плавно без ударов.

При выходе за границы средней области вертикальных перемещений сиденья 7, соответствующей зоне квазинулевой жесткости, происходит плавное увеличение вертикальной силы, действующей на сиденье 7 со стороны параллелограммного механизма, заставляющее сиденье 7 возвращаться в зону квазинулевой жесткости.

Использование новых элементов: механизма натяжения 14 пружины растяжения 12 с подвижным штоком 13, который установлен на нижнем подвижном звене 3 параллелограммного механизма, к которому прикреплен один конец пружины растяжения 12, второй конец пружины растяжения 12 прикреплен к гибкому нерастяжимому тросу 11, опирающемуся на направляющий ролик 8, установленный на нижнем подвижном звене 3 параллелограммного механизма, а второй конец гибкого нерастяжимого троса 11 закреплен на неподвижном звене 2 параллелограммного механизма, обеспечивает возможность реализовывать режим квазинулевой жесткости при вертикальных колебаниях сиденья оператора 7, обеспечивает возможность без ударов ограничивать вертикальные перемещения сиденья 7 относительно основания 1 при выходе за границы зоны квазинулевой жесткости, а также существенно уменьшает габариты виброзащитной системы, позволяет оператору регулировать растяжение пружины 12, не выходя из кабины, устанавливать начальное положение сиденья под свой вес, за счет механизма натяжения 14 пружины растяжения 12, установленного под сиденьем 7, на нижнем подвижном звене 3.

Предлагаемая полезная модель – виброзащитная система с квазинулевой жесткостью сиденья оператора, может быть изготовлена промышленным способом из серийно выпускаемых узлов и агрегатов.

Claims (1)

1. Виброзащитная система с квазинулевой жесткостью сиденья оператора, содержащая основание, направляющий шарнирно сочлененный механизм параллелограммного типа, состоящий из неподвижного звена, жестко закрепленного на основании, на неподвижном звене шарнирно закреплены нижнее и верхнее звенья, к которым шарнирно прикреплено подвижное боковое звено параллелограммного механизма, механизм регулировки натяжения пружины с подвижным штоком, механизм стабилизации крена, сиденье, пружину растяжения, один направляющий ролик и два тормозных ролика, ось направляющего ролика закреплена на нижнем подвижном звене параллелограммного механизма, оси двух тормозных роликов закреплены на неподвижном основании, отличающаяся тем, что механизм натяжения пружины с подвижным штоком установлен на нижнем подвижном звене параллелограммного механизма, к подвижному штоку прикреплен один конец пружины растяжения, второй конец пружины растяжения прикреплен к гибкому нерастяжимому тросу, опирающемуся на направляющий ролик, установленный на нижнем подвижном звене параллелограммного механизма, а второй конец гибкого нерастяжимого троса закреплен на неподвижном звене параллелограммного механизма.

Images