RU2509284C1

RU2509284C1 - Damping seat

Info

Publication number: RU2509284C1
Application number: RU2012144204/11A
Authority: RU
Inventors: Михаил Петрович Брыкин; Иван Васильевич Шкарбан
Original assignee: Закрытое акционерное общество Корпорация "Защита"
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-03-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: proposed seat comprises suspension system, backrest, footrest, seat cushion and side thrusts to fix head and body at lateral acceleration. Suspension system comprises top and bottom suspensions, damping elements and lever. Top bracket is composed of flexed metal plate to be welded to vehicle body frames and including guide slots for seat carcass. Bottom bracket is composed of a set of plates to allow articulation of suspension lever to vehicle body. Damping elements are composed by extension-compression plates or rods. Damping elements top point is secured to suspension system top bracket. Damping elements bottom point is secured to lever composed by two metal plates and interconnection side. Lever is articulated with seat carcass and vehicle body.

EFFECT: higher safety.

3 cl

Description

Изобретение относится к средствам защиты человека от воздействия перегрузок и может быть использовано в транспортных средствах специального назначения, например, в бронеавтомобилях при воздействии высокоскоростных нагрузок от взрыва мины, а также в авиационной технике при аварийной посадке.The invention relates to means of protecting a person from the effects of overloads and can be used in special vehicles, for example, in armored vehicles when exposed to high-speed loads from a mine explosion, as well as in aircraft during an emergency landing.

Известно (US, патент 3468582) кресло летательного аппарата, содержащее сиденье со спинкой, установленное на сиденье амортизирующее устройство, выполненное из материала, поглощающего энергию при изменении своего объема, в виде сотового блока и ремни безопасности с узлами крепления.It is known (US Patent 3468582) that an aircraft seat comprises a seat with a back, a shock absorber mounted on the seat made of a material that absorbs energy when its volume changes, in the form of a cell unit and seat belts with attachment points.

Недостатками известного устройства являются частичное поглощение кинетической энергии при ударных нагрузках, недостаточное для обеспечения безопасности пассажиров и экипажа.The disadvantages of the known device are the partial absorption of kinetic energy during shock loads, insufficient to ensure the safety of passengers and crew.

Известно (RU, патент 2095289) кресло энергопоглощающее, содержащее сиденье со спинкой, установленное на сиденье амортизирующее устройство, выполненное из материала, поглощающего энергию при изменении своего объема, в виде сотового блока и ремни безопасности с узлами крепления, при этом кресло жестко закреплено относительно фюзеляжа, кроме того, оно дополнительно снабжено расположенной на амортизирующем устройстве жесткой плитой, установленной с возможностью вертикального перемещения внутри кресла, а ремни безопасности закреплены на кресле с возможностью совместного перемещения с жесткой плитой.It is known (RU, patent 2095289) that an energy-absorbing chair contains a seat with a back, a shock absorber mounted on the seat made of a material that absorbs energy when its volume changes, in the form of a cell unit and seat belts with fasteners, while the chair is rigidly fixed relative to the fuselage in addition, it is additionally equipped with a rigid plate located on the shock-absorbing device, mounted with the possibility of vertical movement inside the seat, and seat belts are fixed on the seat e with the possibility of joint movement with a rigid plate.

Известно (DE, патент 3622521) энергопоглощающее кресло водителя транспортного средства, содержащее сиденье с размещенным под ним механизмом регулировки положения кресла, включающим верхнюю и нижнюю рамы, соединенные посредством рычажного механизма, качалки звеньев которых соединены накрест. Верхние концы качалок наружных звеньев соединены с верхней рамой, а нижние их концы посредством роликов соединены с направляющими нижней рамы. Нижние концы качалок внутренних звеньев шарнирно соединены с нижней рамой, а их верхние концы соединены с направляющим верхней рамы посредством роликов. Кроме того, механизм подвески кресла содержит амортизатор, соединяющий нижнюю раму с верхними концами внутренних звеньев, механизм регулировки положения кресла и фиксатор крайних положений кресла.It is known (DE, patent 3622521) an energy-absorbing seat of a vehicle driver, comprising a seat with a seat adjustment mechanism located underneath it, including an upper and lower frame connected by a linkage, the rocking units of which are connected crosswise. The upper ends of the rockers of the outer links are connected to the upper frame, and their lower ends are connected via rollers to the guides of the lower frame. The lower ends of the rockers of the inner links are pivotally connected to the lower frame, and their upper ends are connected to the guide of the upper frame by means of rollers. In addition, the suspension mechanism of the chair includes a shock absorber connecting the lower frame with the upper ends of the internal links, a mechanism for adjusting the position of the chair and the clamp extreme positions of the chair.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2270138) энергопоглощающее кресло для экипажа вертолета. Известное кресло, способное поглощать энергию при ударе, содержит каркас кресла, включающий в себя спинку и сиденье, две вертикальные стойки с направляющими, жестко закрепленные на полу транспортного средства с помощью дополнительных опорных узлов и двух подкосов, узлы подвеса каркаса кресла, которые расположены на спинке каркаса и представляют собой две пары ползунов, установленные подвижно на направляющих вертикальных стоек, амортизаторы, выполненные в виде деформируемых элементов и встроенные в узлы подвеса каркаса, независимо соединяющие каркас кресла с вертикальными стойками.The closest analogue of the developed technical solution can be recognized (RU, patent 2270138) energy-absorbing seat for the helicopter crew. A well-known seat capable of absorbing energy upon impact contains a seat frame including a backrest and a seat, two uprights with rails rigidly fixed to the vehicle floor with additional support units and two struts, suspension units for the seat frame located on the back the frame and are two pairs of sliders mounted movably on the guides of the vertical struts, shock absorbers made in the form of deformable elements and built into the suspension unit of the frame, independently connected sinking frame armchairs with uprights.

Работа кресла осуществляется следующим образом. При эксплуатационных нагрузках каркас кресла удерживается от перемещения по направляющим с помощью амортизаторов, в результате чего кресло вместе с сидящим на нем человеком находится в неподвижном положении. При аварийной посадке вертолета, когда вертикальная ударная нагрузка вертолета превышает по своему значению допустимую нагрузку, кресло вместе с сидящим на нем человеком перемещается по вертикальным направляющим вниз, приводя в работу амортизаторы, которые поглощают энергию удара и тем самым снижают нагрузку, действующую на человека, до допустимых значений.The chair is as follows. During operational loads, the chair frame is kept from moving along the rails with shock absorbers, as a result of which the chair, together with the person sitting on it, is in a fixed position. In case of emergency landing of the helicopter, when the vertical shock load of the helicopter exceeds the permissible load, the seat, together with the person sitting on it, moves along the vertical guides down, causing shock absorbers that absorb impact energy and thereby reduce the load acting on the person to work allowable values.

Недостаток данной конструкции кресла состоит в том, что в результате скоротечного взрыва мины (миллисекунды) наблюдается поражение личного состава и оборудования, закрепленного на днище, в результате его деформации в районе подрыва. При этом демпфирующие устройства прототипа не могут обеспечить поглощение (диссипацию) энергии взрыва до требуемого уровня перегрузок.The disadvantage of this design of the chair is that as a result of a transient mine explosion (milliseconds), there is a defeat of the personnel and equipment fixed on the bottom, as a result of its deformation in the area of the explosion. In this case, the damping devices of the prototype cannot provide the absorption (dissipation) of the explosion energy to the required level of overloads.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного устройства, состоит в повышении безопасности людей, находящихся в обитаемом отсеке транспортного средства за счет эффективного гашения импульса ударной волны.The technical result obtained by the implementation of the developed device is to increase the safety of people in the inhabited compartment of the vehicle due to the effective suppression of the shock wave impulse.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать энергопоглощающее кресло разработанной конструкции. Энергопоглощающее кресло состоит из системы подвеса, каркаса кресла, сидения и спинки подголовника, подножки и собственно кресла, причем система подвеса кресла содержит верхний и нижние кронштейны, энергопоглощающие элементы и рычаг. Верхний кронштейн представляет собой гнутую металлическую пластину, которая приваривается к лонжеронам (балкам) корпуса транспортного средства и содержит пазы - направляющие для перемещения каркаса сиденья. Нижние кронштейны представляют собой набор пластин, служащий для шарнирного крепления рычага подвеса к корпусу транспортного средства. Энергопоглощающие элементы представляют собой пластины или стержни, работающие на растяжение-сжатие, в частности, имеющие конфигурацию цепи со звеньями ромбической формы. В верхней своей точке энергопоглощающие элементы прикреплены к верхнему кронштейну системы подвеса, в нижней - к рычагу. Рычаг состоит из двух металлических пластин и соединяющей их площадки, придающей конструкции жесткость. Рычаг шарнирно соединен с каркасом сиденья и корпусом транспортного средства. Подножка состоит из правого и левого кронштейнов, присоединяемых к каркасу кресла, и основания. Кроме того, кресло дополнительно содержит боковые упоры для фиксации головы и тела при боковых ускорениях.To achieve the specified technical result, it is proposed to use an energy-absorbing chair of a developed design. An energy-absorbing chair consists of a suspension system, a carcass of a chair, a seat and backrest of a head restraint, a footrest and the chair itself, and the suspension system of the chair contains upper and lower brackets, energy-absorbing elements and a lever. The upper bracket is a bent metal plate that is welded to the side members (beams) of the vehicle body and contains grooves - guides for moving the seat frame. The lower brackets are a set of plates used to swivel the suspension arm to the vehicle body. Energy-absorbing elements are plates or rods operating in tension-compression, in particular, having a configuration of a chain with links of a rhombic shape. At its upper point, the energy-absorbing elements are attached to the upper bracket of the suspension system, and at the bottom to the lever. The lever consists of two metal plates and a pad connecting them, giving the structure rigidity. The lever is pivotally connected to the seat frame and the vehicle body. The footboard consists of the right and left brackets attached to the frame of the chair, and the base. In addition, the chair additionally contains lateral stops for fixing the head and body during lateral accelerations.

Кресло разработанной конструкции может дополнительно содержать механизм подтягивания привязных ремней, а также механизм складывания сиденья.The seat of the developed design may additionally contain a mechanism for pulling seat belts, as well as a folding mechanism for the seat.

Кресло энергопоглощающее конструктивно состоит из собственно кресла, подголовника, подножки и системы подвеса кресла, которая служит для крепления всей конструкции к лонжеронам корпуса транспортного средства.The energy-absorbing seat structurally consists of the seat itself, the head restraint, the footrest and the seat suspension system, which serves to attach the entire structure to the side members of the vehicle body.

Система подвеса кресла предназначена также для гашения импульса взрывной или ударной волны, передающейся от корпуса транспортного средства к креслу. Импульс сначала гасится за счет деформации корпуса транспортного средства, пока волна идет снизу вверх, а затем - за счет деформации самой системы подвеса.The seat suspension system is also designed to suppress the impulse of an explosive or shock wave transmitted from the vehicle body to the seat. The pulse is first suppressed due to deformation of the vehicle body, while the wave goes from the bottom up, and then due to the deformation of the suspension system itself.

Чехол-сидушку шьют из брезента. На каркасе сиденья его крепят шнуровкой. Каркас сиденья выполняют (сваривают) из стальных труб и пластин, он имеет эргономичную форму. В каркасе предусмотрены места крепления 4-точечного ремня безопасности.The cover is sewn from tarpaulin. On the seat frame it is laced. The seat frame is made (welded) of steel pipes and plates, it has an ergonomic shape. The frame provides mounting points for a 4-point safety belt.

Конструкция каркаса сиденья отличается хорошей технологичностью. Спинка состоит из мягкого ложемента, фанерной основы и двух металлических кронштейнов, крепящихся к ней при помощи самонарезающих винтов. Нижний кронштейн вставляют в пазы одной из пластин каркаса сиденья, верхний кронштейн крепят к каркасу при помощи болтового соединения. Для фиксации головы члена экипажа к спинке кресла крепится подголовник. Подголовник включает в себя мягкий ложемент на фанерной основе и сварной металлический кронштейн, крепящийся к основе саморезами. Крепление кронштейна к каркасу сиденья может быть неподвижным (сварка) и подвижным (болтовое соединение), позволяющим задавать необходимую высоту подголовника. Под сиденьем находится подножка.The design of the seat frame is characterized by good adaptability. The backrest consists of a soft lodgement, a plywood base and two metal brackets attached to it with self-tapping screws. The lower bracket is inserted into the grooves of one of the plates of the seat frame, the upper bracket is attached to the frame using a bolted connection. To fix the head of a crew member, a head restraint is attached to the back of the chair. The headrest includes a soft lodgement on a plywood base and a welded metal bracket attached to the base with self-tapping screws. Mounting the bracket to the seat frame can be fixed (welding) and movable (bolted connection), allowing you to set the required height of the head restraint. Under the seat is a footrest.

Система подвеса состоит из верхнего и нижних кронштейнов, энергопоглощающих элементов и рычага. Верхний кронштейн представляет собой гнутую металлическую пластину, которая приваривается к лонжеронам (балкам) корпуса транспортного средства и имеет пазы - направляющие для перемещения каркаса сиденья. Нижние кронштейны - это набор пластин, служащий для шарнирного крепления рычага подвеса к корпусу транспортного средства. Энергопоглощающие элементы - пластины или стержни, работающие на растяжение-сжатие, в частности, имеющие конфигурацию цепи со звеньями ромбической формы. В верхней своей точке элементы крепятся к верхнему кронштейну системы подвеса, в нижней - к рычагу. Рычаг состоит из двух металлических пластин и соединяющей их площадки, придающей конструкции жесткость. Рычаг шарнирно соединен с каркасом сиденья и корпусом транспортного средства.The suspension system consists of upper and lower brackets, energy absorbing elements and a lever. The upper bracket is a bent metal plate that is welded to the side members (beams) of the vehicle body and has grooves - guides for moving the seat frame. The lower brackets are a set of plates used to swivel the suspension arm to the vehicle body. Energy-absorbing elements - plates or rods operating in tension-compression, in particular, having the configuration of a chain with links of a rhombic shape. At its upper point, the elements are attached to the upper bracket of the suspension system, at the bottom - to the lever. The lever consists of two metal plates and a pad connecting them, giving the structure rigidity. The lever is pivotally connected to the seat frame and the vehicle body.

Работа энергопоглощающего кресла осуществляется следующим образом. При эксплуатационных нагрузках каркас кресла вместе с сидящим на нем человеком удерживается от перемещения с помощью энергопоглощающих элементов. При нагрузках, превышающих эксплуатационные, например в результате взрыва мины под транспортным средством, корпус транспортного средства начинает перемещаться вверх, растягивая (деформируя) энергопоглощающие элементы. В результате указанных деформаций происходит поглощение энергии взрыва. При этом кресло с сидящим в нем человеком перемещается по направляющим верхнего кронштейна системы подвеса не только вниз, но и вперед с разворотом назад за счет шарнирного соединения рычага системы подвеса с креслом и корпусом транспортного средства, что обеспечивает снижение продольных перегрузок и их рациональное восприятие человеком. Ноги человека расположены на основании подножки, что исключает их прямой контакт с полом. Человека в кресле надежно удерживает 4-точечный ремень безопасности (не показан).The work of the energy-absorbing chair is as follows. During operational loads, the frame of the chair, together with the person sitting on it, is kept from moving with the help of energy-absorbing elements. At loads exceeding operational, for example, as a result of a mine explosion under the vehicle, the vehicle body begins to move upward, stretching (deforming) the energy-absorbing elements. As a result of these deformations, the energy of the explosion is absorbed. At the same time, the chair with the person sitting in it moves along the guides of the upper bracket of the suspension system not only downward, but also forward with a backward rotation due to the articulated connection of the suspension system lever with the seat and the vehicle body, which ensures a reduction in longitudinal overloads and their rational perception by a person. The human legs are located on the base of the footboard, which excludes their direct contact with the floor. The person in the chair is held securely by a 4-point safety belt (not shown).

Конструкция энергопоглощающего кресла может иметь отличия в геометрии подвеса. Отличия определяются типом транспортного средства, в котором установлено кресла, а также геометрией кузова.The design of the energy-absorbing chair may have differences in suspension geometry. The differences are determined by the type of vehicle in which the seats are installed, as well as the geometry of the body.

Claims

1. An energy-absorbing vehicle seat comprising a suspension system, a backrest, a footrest and a seat, characterized in that the suspension system comprises upper and lower brackets, energy-absorbing elements and a lever, the upper bracket is a bent metal plate made with the possibility of welding to the side members of the vehicle body means and containing grooves - guides for moving the seat frame, the lower bracket is a set of plates made with the possibility of hinging the lever of the suspension to the vehicle body, the energy-absorbing elements are plates or rods operating in tension-compression, at their upper point the energy-absorbing elements are attached to the upper bracket of the suspension system, at the bottom - to the lever, consisting of two metal plates and connecting the platform, the lever is pivotally connected to the seat frame and the vehicle body, the footboard consists of right and left brackets attached to the seat frame, and the base, while the seat is additional ADDITIONAL comprises side stops for fixing the head and the body at lateral acceleration.

2. Energy-absorbing chair according to claim 1, characterized in that it further comprises a mechanism for pulling seat belts.

3. The energy-absorbing chair according to claim 1, characterized in that it further comprises a folding mechanism for the seat.