SE532970C2 - Seglarstol med automatisk horisontalinställning - Google Patents

Description

15 20 25 30 532 5178* och en undre platta att fästa i fordonet. Den övre plattan är anordnad att kunna pivotera runt en axel som är parallell med den undre plattan och som sitter mellan plattorna så att plattornas lutning i förhållande till varandra varieras. En linjärt arbetande drivanordning är monterad på den undre plattan, parallellt med den, och förmedlar kraft till den övre plattan för att få den att röra sig runt sin rotationsaxel. Detekteringsorgan känner när den övre plattan eller sätet avviker från horisontalläge och sänder då en signal till drivanordningen som driver den övre plattan till vågrät position. Lösningen med de två plattorna innebär att frihetsgraderna i lutning blir begränsad, typiskt till max ca l5° från horisontalplanet. Den är heller inte anpassad för användning i marina förhållanden, då det lätt ansamlas vatten och smuts i den.

En liknande anordning för automatisk horisontalinställning av en sits är känd genom patentdokumentet EP0677003 B 1. Anordníngen innefattar en bas, en drivanordning och ett av drivanordningen roterbart, ovanför basen anordnat, sitselement (jämförbar med den övre plattan ovan). I denna anordning är sitselementet anordnat mellan sin rotationsaxel och basen, dvs. sitselementet roterar kring en tänkt rotationsaxel som är placerad ovanför dess yta. Även i denna anordning är horisontalinställningen styrd av ett detekteringsorgan, som kan detektera sitselementets läge i förhållande till horisontalplanet, och till detekteringsorganet kopplade styrmedel för styrning av drivanordningen.

Genom patentdokument US2004003 5347 Al är det känt att tillhandahålla en automatisk, självkorrigerande stol för att förebygga åk- eller sjösj uka. Stolen är baserad på teknik från patentdokumentet US66l 1662 B 1, som beskriver en självkorrigerande, stabiliserad plattform som kan användas för att stabilisera Lex. kameror, antenner eller människor i horisontellt läge. Anordníngen innefattar två drivmekanismer, exempelvis motorer, som driver två, vinkelrätt mot varandra placerade, drivaxlar. Genom axlarnas rörelse kan plattformens lutning ställas i sidled och i fram- och baklut. Anordnin gen inkluderar även två av varandra oberoende sensorpaket och ett styrsystem. Sensorpaketen inkluderar en eller flera rörelsesensorer, såsom accelerometrar, gyroskopiska sensorer, fiberoptiska gyros eller liknande, och skickar regelbundet signaler till kontrollsystemet, som i sin tur lO 15 20 25 30 532 EIFÛ styr drivmekanismema. Användningen av två av varandra oberoende sensorpaket gör att plattformen blir sj älvkorrigerande, då anomalier i det ena sensorpaketet kan korrigeras med hjälp av det andra. Ett båtsäte eller liknande kan monteras vid den sj älvkorrigerande plattformen för att hållas i vågrät eller annan förinställd position. Anordningen med sätet innefattar också en operatorstyrd kontrollpanel, som ger operatom möjlighet att ställa in t.ex. på/av, önskad horísontallutning och önskad stabiliseringshastighet.

Genom patentdokumentet JP2006l99l88 är det känt att tillhandahålla ett säte för båtar som kan användas t.ex. för att förbygga sjösjuka. Sätets ben är teleskopiska och kan justeras i höjdled. Anordningen inkluderar en sensor som känner av lutningen på golvet.

Sensorn skickar signaler till motorer som driver de teleskopiska benen så att de automatiskt får en höjd i förhållande till golvet, som gör att sittytan håller sig vågrät.

Genom patentdokument J P2000038l94 är det känt att tillhandahålla en bas att placera under ett båtsäte, så att basen kan justera båtsätets sittyta att hållas vågrätt. Basen består av ett basblock och en basplatta placerad över basblocket. Basblocket innefattar en på ovansidan placerad konkavt formad yta, och basplattan innefattar en därtill passande, på undersidan placerad, konvext formad yta. Placerad mellan de konkava och konvexa ytoma är placerade rullande isolatorer som gör att ytoma kan röra sig i förhållande till varandra. En hydraulisk dämpare är ansluten till basblocket och basplattan och kontrolleras via signaler från en lutningssensor så att sittytans lutning blir så begränsad som möjligt.

Genom patentdokument US3863587 är det känt att tillhandahålla ett automatiskt horisontalinställt båtsäte utan sensorer och motordrivning. US3863587 beskriver en båtstol som är anordnad att vara horisontellt sj älvjusterande, samtidigt som sätet kan rotera runt en vertikal axel så att dess användare kan vrida sig i valfri riktning. Sätet är monterat på en horisontell axel, runt vilken sätet kan vrida sig i sidled. Från sätets undersida sträcker sig också en vertikal axel nedåt, utan att slå i golvet. Tyngder är placerade vid den vertikala axelns nedre ände, för att ge motvikt till stolens och dess användares tyngd och genom gravitationen dra stolen så att dess säte hamnar vågrätt. l0 15 20 25 30 532 QYÛ Även patentdokument US5669324 beskriver ett automatiskt horisontalinstållt båtsäte utan sensorer och motordrivning. Det är också känt till exempel genom patentdokumenten F R288722l Al och FR2863339 Al att tillhandahålla automatiskt horisontalinställda bord med sensorer och motordrivning att användas på båt.

I tidningsartikeln filjärnstorm kring uppfinningar publicerad i dagstidningen Vestmanlands Läns Tidning (Sverige) den 5 mars 2008 visas en seglarstol med en anordning för manuellt styrd horisontalinstâllning gjord och presenterad av samma uppfinnare som är upphovsman till föreliggande uppfinning. Föreliggande uppfinning är en vidareutveckling av den i tidningsartikeln presenterade anordningen.

Uppfinningen syfte Det är ett övergripande syfte med och problem som avses lösas med denna uppfinning att åstadkomma en båtstol med automatisk horisontalinställning anpassad för seglingssituationen i segelbåtar.

Sammanfattning av uppfinningen Enligt uppfinningen uppnås syftet och löses problemet med en anordning för automatisk horisontallägesinställning av en seglarstol, innefattande: en pivotaxel anordnad för upphängning av ett säte; ett pivotelement med ett sätesfäste, en koppling anordnad för pivotcrbar koppling av pivotelementet till pivotaxeln och en momentarm; en drivanordning kopplad till momentarmen och anordnad att överföra en förskj utningsrörelse till momentarmen; samt en sensor anordnad för detektering av sätets läge i förhållande till horisontalplanet och anordnad att avge en signal som indikerar en lägesavvikelse från horisontalplanet; och en styrenhet anordnad att styra pivotelementets läge medelst drivanordningen i beroende av lägesavvikelsesignalen till ett kompenserat läge för inställning av sätet i horisontalläge.

Följande aspekter och utföringsformer av uppfinningen löser olika delproblem. 10 15 20 25 30 532 Biff? l en utföringsform innefattar drivanordningen en DC-motor och styranordningen är anordnad att styra DC-motorn med pulsade styrsi gnaler i ett återkopplat styrsystem i beroende av lägesavvikelsesignalen. För att undvika överstyming och sj älvsvängning i anordningen styrs pulslängden hos de pulsade styrsignalerna företrädesvis i beroende av storleken hos lägesavvikelsen. Pulslängden hos de pulsade styrsignalerna styrs exempelvis till att vara proportionerli g mot storleken hos lägesavvikelsen.

Pulsstymingen innefattar i en utföringsform att varaktigheten hos pauser (icke-puls) mellan styrsignalpulserna styrs i beroende av storleken hos lägesavvikelsen.

Varaktigheten hos pauserna (icke-puls) mellan styrsignalpulserna styrs exempelvis till att vara omvänt proportionell mot storleken hos lägesavvikelsen.

För att ta hänsyn till mer tillfälliga variationer i lutning hos båten som inte kräver kompensering är det i en utföringsform anordnat att styrningen av kompenserande horisontallägesinställning aktiveras vid en inställbar minsta lägesavvikelse, företrädesvis vid en vinkelavvikelse i området 5-25 grader från horisontalplanet. I en utföringsform är anordningen utformad med inställningsorgan för manuell inställning av minsta lägesavvikelse.

I vissa lägen önskar seglaren sj älv styra horisontallägesinställningen manuellt. För den skull innefattar en utföringsform manövreringsorgan för manuell styrning av horisontalinställningen, varvid den automatiska stymingen överrids vid aktivering av de manuella manövreringsorganen.

För att fasta en seglarstol enligt uppfinningen i en segelbåt innefattar uppfinningen en stödanordning anordnad för infástning i en segelbåt, varvid stödanordningen är utformad att medge en lutningsfrihet för ett på pivotelementet fäst säte upp till ett område av 20-45 grader. Företrädesvis är drivanordningen anordnad med ett ledat båtfaste anordnat för fästning vid en i förhållande till båten fast del och varvid en förskjutningsstång hos drivanordriingen är ledat fäst vid mornentarmen. 10 15 20 25 30 532 97Ü Kortfattad figurbeskrívning Uppfinningen förklaras närmare i nedanstående beskrivning med hänvisning till bifogade figurer där: Fig. l visar schematiskt en anordning för horisontalinställning av en seglarstol enligt en utföringsform av uppfinningen; Fig. 2 visar schematiskt en pivoteringsanordning i en seglarstol enligt en utföringsform av uppfinningen; Fig. 3 visar schematiskt styranordning och drivmekanism till en horisontalinställningsanordning för en seglarstol enligt en utföringsform av uppfinningen; Fig. 4 visar schematiskt styranordning och drivmekanism styranordning och drivmekanism till en horisontalinställningsanordning för en seglarstol enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning Fig. 1 visar en seglarstol med en anordning för automatisk horisontallägesinställning 1 enligt en första utföringsform. Stolen innefattar ett säte 25, med en sits 26 att sitta på och ett valbart stöd för ryggen 27. Sätet 25 är monterat på en horisontalinställningsplattform som i utföringsfornien enligt denna figur innefattar en stödanordning 3 i form av en ram 4 med ben 5, ett pivotelement 7 med ett sätesfäste 8, och en drivfunktion 15 för hoiisontalinställning. Plattformen innefattar vidare en pivotaxel 6 vid vilken horisontalläget för ett säte, fäst via sätesfästet 8, ställs in genom pivotering av sätet 25 runt pivotaxeln 6. Pivotaxelns 6 längdriktning är avsedd att placeras i huvudsak sammanfallande med båtens fárdriktning, och vid horisontalinställning justeras sätet därmed i sidled.

Pivotaxeln 6 är anordnad i princip i horisontalläge, men dess lutning kan variera beroende på vilken båttyp den är tänkt att placeras i, hur sätet 25 är utformat och hur användaren vill sitta i förhållande till bak- och framåtlutning.

Pivotaxeln 6 bärs upp och stabiliseras av en stödanordning 3 som är anordnad att ge lutningsfrihet för sätet 25 runt pivotaxeln 6, med minst 20 grader i respektive riktning l0 15 20 25 30 532 'EFFG från lodlinjen eller horisontalplanet (samma vinkel), och därmed kompensera för motsvarande lutning hos båten. Kraven på rotationsfrihet kan varieras beroende på båttyp, men ligger företrädesvis i området 20-45 grader från lodlinjen/horisontalplanet. I en utföringsform anpassad till exempelvis en segelbåt av typen SKUD 18 är det anordnat en rotationsfrihet sådan att sätet kan lutas +/- ca 30 grader och i många fall är i vart fall en rotationsfrihet om minst 25 grader från lodlinjen/horisontalplanet föredragen.

I utföringsformen i Fig. l utgörs stödanordningen 3 av en ram 4 med fyra stödben 5, där stödbenen i användning placeras mot golvet i en sittbrunn. Stödbenen bestämmer höjden på sätet i båten och är i en utföringsform anordnade med justerbar längd, exempelvis medelst benen utförda i låsbar teleskopstång. Ramen 4 är öppen vid sätets sidor och utformad i förhållande till pivotaxeln 6 för att ge plats åt sitsen eller sätet när det pivoteras runt pivotaxeln 6. Andra utföringsformer av stödanordningen 3 inkluderar exempelvis att byta ut ramen 4 mot ett i framtill och ett i baktill placerade stöd, där vartdera stödet innefattar en tvärgående axel, vid vilken pivotaxeln 6 kan fästas, med Stödben i vardera änden. Alternativt kan pivotaxeln 6 vara försedd med fästanordningar i vardera änden, för fästning direkt i båtens struktur. Utformningen på stödanordningen 3 kan varieras i ytterligare former, för att på bästa sätt passa till den båttyp stolen l är tänkt att sitta i.

Sätet 25 är anordnat vid pivotaxeln 6 via ett pivotelement 7, visat i närmare detalj från sidan i Fig. 2. Pivotelementet 7 innefattar ett sätesfáste 8 anordnat för företrädesvis löstagbar montering av ett säte 25, minst en koppling 9 anpassad att vridbart omsluta pivotaxeln 6, och en momentarm 1 l via vilken kraft överförs från en drivanordning 16 (se nedan) till pivotelementet 7 så att kopplingen 9 och därmed pivotelementet roterar runt pivotaxeln 6. Kopplingen 9 är anordnad på ett sådant sätt att infästningen är stabil men samtidigt medger en mjuk och smidig rotation. För den sakens skull innefattar kopplingen företrädesvis någon form av lagring i förhållande till pivotaxeln, till exempel glidlager i plastmaterial. 10 15 20 25 30 E32 BÉVÜ Sätesfastet 8 innefattar fästanordningar för fastspänning av sätet 25. Den kan utformas på olika sätt men har företrädesvis en form, exempelvis genom en stödplatta, som stabiliserar sätet 25 i förhållande till plattformen. Ett annat alternativt är att stödplattan eller en annan motsvarande struktur utformas som en integrerad del av sitsen 26.

Momentarmen ll är kopplad till sätesfästet och har en utsträckning från kopplingen 9 och därmed från rotationsaxeln 6 med en längd som är anpassad till drivanordningens l6 kraftkapacitet och gränser för användarens vikt. l en föredragen utföringsform är momentarmen ll anordnad i huvudsak mittför sätesfástet 8 under pivotaxeln 6. l en annan utföringsform är momentarmen ll anordnad över pivotaxeln 6, och så att den företrädesvis är placerad bakom ett på sätesfästet 8 monterat säte.

I utföringsformen visad i Fi g. 2 är momentarmen 1 1 utformad som två i förhållande till pivotaxeln 6 tvärställda trekanter eller vingar som sträcker sig parallellt med varandra, vinkelrätt utåt och nedåt från sätesfästet 8. Drivanordningen 16 har en förskjutningsstång 19 vars ände är anordnad mellan vingarna och medelst en ledad koppling 20 fäst till momentarmen ll via en axel som löper från ena Vingen, genom änden på förskjutningsstången l9 och till den andra Vingen. I en enkel konstruktionslösning är den ledade kopplingen 20 och axeln realiserad genom en löstagbar och lâsbar sprint.

Drivanordningen 16 är i utföringsformen enligt Fi g. l anordnad med ett båtfáste 17 med gångledsfiinktion placerat vid drivanordningens bakre ände. Drivanordningen 16 fästs vid båten, företrädesvis i golvet av sittbrunnen. När förskjutningsstången l9, som i dess ände är fäst vid momentarmen ll, drivs i en linjär rörelse framåt eller bakåt kan stången 19 genom den ledade kopplingen till momentarmen ll och det ledade båtfästet 17 följa den cirkelbågsformade rörelsen hos kopplingsstället 20 vid momentarmen.

Seglarstolens 1 horisontalläge ställs in via pivotelementet 7 av en drivfunktíon 15, innefattande en sensor 22, en central styrenhet 23 och drivanordrringen l6. Sensorn 22 är i utföringsformen i Fig. l anordnad vid pivotelementet 7 och är anordnad att känna av sitsens 26 lutning i förhållande till horisontalplanet företrädesvis som en vinkelavvikelse 10 15 20 25 30 532 BFT! från horisontalplanet eller vertíkalplanet beroende på valt referensläge. I en alternativ utföringsform är sensom 22 anordnad vid stödanordningen 3 eller båten och känner då av båtens lutningsavvikelse. Sensorn kan exempelvis utgöras av en vinkel givare, såsom en elektronisk vinkel givare med kiselsensor som använder jordgravitationen som referens.

Styrenheten 23 innefattar företrädesvis en programmerbar databearbetningsenhet med en CPU, minnesenheter, I/O-enheter för signalkommuníkation med sensor 22 och drivanordning 16 samt enligt uppfinningen anpassad programvara.

Sensorn 22, som företrädesvis är en vinkelgivare, överför en sensorsignal som indikerar en lägesavvikelse, exempelvis i form av en vinkelavvikelse, till den centrala styrenheten 23, som i nästa steg avger en styrsignal till drivanordningen 16. Drivanordningen 16 är i en utföringsform realiserad med en DC-motor kopplad till en skruv som överför motorns rotation till en linjär rörelse. Skruven är i sin tur en del av eller är kopplad till förskjutningsstången 19 som är fäst vid momentarmen l l i den ledade kopplingen 20.

Styrningen av horisontallägesinställningen visas schematiskt i Fig. 3. Sensom 22, vilken i utfóringsformen enligt Fig. l sitter anordnad vid pivotelementet 7, känner av stolens lägesavvikelse. När båtens lutning gör att sitsens 26 läge avviker från horisontalplanet detekteras detta genom sensorsignalen av den centrala styrenheten 23. Styrenheten 23 genererar i beroende av sensorsignalen en styrsignal till drivmekanisinen 16, som därmed styrs till att vrida pivotelementet genom förskjutning av momentarmen ll.

I en första utföringsform beräknas den riktning och distans som momentarmen ll behöver fórskjutas för att vrida pivotelementet 7 och därmed sätet 25 för att kompensera för vinkelavvikelsen och återföra sätet 25 till ett horisontalläge, och en styrsignal genereras for att styra motom att driva förskjutningsstången 19 motsvarande den beräknade riktning och distansen. Därefter sker ny beräkning i beroende av aktuell sensorsignal. 10 15 20 25 30 5312 E70 10 I en andra utföringsform genereras en styrsignal till drivanordningen 16 baserat på en samplad sensorsignal i ett äterkopplat styrsystem, så att motom styrs att driva fórskjutningsstången 19 beroende av sensorsignalen tills sensorsignalen ligger inom ett förbestämt avvikelseintervall. Avvikelseintervallet är i en utfóringsfonn satt så att -l grader < maximal avvikelse < 1 grader räknat från en förbestämd referensvinkel.

För att motverka överstyrning och självsvängning i anordningen styrs motorn företrädesvis genom pulsade styrsignaler till ett relä i motorns strömmatningskrets.

Motom körs i konstant hastighet i tidsintervall med pulslängder som är beräknade beroende av avståndet från aktuellt läge till ett målläge för sätet. I en utföringsform är pulslängden proportionerlig mot storleken hos den aktuella lägesavvikelsen. Pulslängden varierar i en utföringsform från ett maximum av 740 millisekunder till ett minimum av 140 millisekunder, och ändras under styrforloppet så att pulslängden minskas ju närmre målläget sätet kommer.

På liknande sätt styrs varaktigheten hos pauserna (icke-pulser) mellan styrsignalpulserna beroende av storleken hos lägesavvikelsen, företrädesvis så att varaktigheten är omvänt proportionell mot storleken hos lägesavvikelsen. Pauserna varierar i en utföringsform mellan 56 millisekunder och 250 millisekunder, och ändras under styrförloppet så att varaktigheten hos pauserna ökar ju närmre målläget sätet kommer.

Aktiveringen av horisontallägesinställningen kan variera beroende på seglarens preferenser, seglingssituation och båttyp. I en utföringsform är styming anordnad så att den automatiska horisontallägesinställningen aktiveras vid en manuellt inställbar vinkelavvikelse som är inställbar i intervallet 5-21 grader i båda riktningar. Företrädesvis innefattar drivftmktionen en knapp för inställning av tröskelvärde för aktivering.

Fig. 4 visar en principskiss över en vidareutvecklad utföringsform av drivfunktionen 15 i uppfinningen. Enligt denna utföringsform kan seglarstolens horisontalinställning styras både automatiskt och manuellt. Den manuella styrningen överrider den automatiska då operatören exempelvis vill luta stolen ät ett visst häll med en valfri lutning. Systemet med lO 15 532 QÉPÜ ll styrenheten innefattar i denna utföringsform si gnalingångar och programvara för manuell inmatning av styrsignal via en eller flera tryckknappar 28, 29 som ett när som helst valbart alternativ till den sensorberoende automatiska styrningen. Såsom i de ovan beskrivna utföringsformerna justeras vid automatisk styrning läget på stolen i beroende av sensorsignalen så att stolen styrs till ett horisontalläge. Vid de tillfällen då man inte vill ha ett automatiskt horisontellt läge trycker man in någon av tryckknappama 28, 29.

Vid intryckning av knapparna 28, 29 överrids den automatiska regleringen i styrenheten 23 och manuell styrning tar vid. Förslagsvis finns två tryckknappar för styrning av lutning till höger respektive vänster sida. Information från tryckknapparna 28, 29 bearbetas även i detta läge av styrenheten 23 och resulterar i signaler som reglerar drivmekanismens l6 rörelser. I en föredragen utföringsform är det anordnat så att då knapparna 28, 29 släpps återgår systemet till att känna av information från sensorn 22 och drivmekanismens 16 aktivitet att regleras automatiskt. I en annan utföringsform är systemet försett med en omkopplare för manuell omkoppling mellan automatisk och manuell styrning.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 9532 ÜTÜ 12 Patentkrav l. En anordning fór automatisk horisontallägesinställning av en seglarstol, innefattande: en pivotaxel (6) anordnad for upphängning av ett säte (25); ett pivotelement (7) med ett sätesfáste (8), en koppling (9) anordnad for pivoterbar koppling av pivotelementet till pivotaxeln och en momentarm (1 1); en drivanordning (16) kopplad till momentarmen (1 1) och anordnad att överföra en förskjutningsrörelse till momentarmen (1 1); kännetecknad av en sensor (22) anordnad fór detektering av sätets läge i förhållande till horisontalplanet och anordnad att avge en signal som indikerar en lägesavvikelse från horisontalplanet; en styrenhet (23) anordnad att styra pivotelementets läge medelst drivanordningen (16) i beroende av lägesavvikelsesignalen till ett kompenserat läge fór inställning av sätet i horisontalläge. . Anordningen enligt krav 1, varvid drivanordningen (16) innefattar en DC-motor och styrenheten (23) är anordnad att styra DC-motom med pulsade styrsignaler i ett återkopplat styrsystem i beroende av lägesavvikelsesignalen. Anordningen enligt föregående krav, varvid pulslängden hos de pulsade styrsignalerna styrs i beroende av storleken hos lägesavvikelsen. . Anordningen enligt föregående krav, varvid pulslängden hos de pulsade styrsignalerna styrs till att vara proportionerlig mot storleken hos lägesavvikelsen. . Anordningen enligt något av föregående krav 2-4, varvid varaktigheten hos pauser (icke-puls) mellan styrsignalpulserna styrs i beroende av storleken hos lägesavvikelsen. 10 15 20 25 532 9?Ü 13 . Anordningen enligt föregående krav, van/id varaktigheten hos pauserna (icke- puls) mellan styrsignalpulserna styrs till att vara omvänt proportionell mot storleken hos lägesavvikelsen. . Anordningen enligt något av föregående krav, varvid styrningen av kompenserande horisontallägesinställriing aktiveras vid en ínställbar minsta lägesavvikelse, företrädesvis vid en vinkelavvikelse i området 5-25 grader från horisontalplanet. . Anordníngen enligt föregående krav, vidare innefattande inställningsorgan för manuell inställning av minsta lägesavvikelse. . Anordningen enligt något av föregående krav, vidare innefattande manövreringsorgan (28, 29) för manuell styrning av horisontalinställningen, varvid den automatiska styrningen överrids vid aktivering av de manuella manövreringsorganen (28, 29). l0. Anordningen enligt något av föregående krav, innefattande en stödanordning (3) anordnad för infastning i en segelbåt, varvid stödanordningen (3) är utfonnad att medge en lutningsfrihet för ett på pivotelementet fast säte upp till ett område av 20-45 grader. l l.Anordningen enligt något av föregående krav, varvid drivanordningen (16) är anordnad med ett ledat båtfaste (17) anordnat för fästning vid en i förhållande till båten fast del och varvid en förskjutningsstång (19) hos drivanordningen (16) är ledat fast vid rnomentarmen (l l).