Виброзащитная система сиденья оператора

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.
Наиболее близкой по своей технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемой полезной модели является 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.
Задачей полезной модели является создание виброзащитной системы сиденья оператора, 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:
1) возможность реализовывать режим квазинулевой жесткости при вертикальных колебаниях сиденья оператора;
2) возможность без ударов ограничивать вертикальные перемещения сиденья относительно основания при выходе за границы зоны квазинулевой жесткости.
Указанные технические результаты достигаются за счет того, что виброзащитная система сиденья оператора содержит основание (кабину оператора), шарнирно сочлененный четырехзвенный направляющий механизм параллелограммного типа, механизм стабилизации крена, сиденье, пружину растяжения, механизм регулировки растяжения пружины, гибкий малорастяжимый трос, соединяющий пружину и подвижное звено параллелограммного механизма, четыре направляющих ролика для троса, оси двух из которых закреплены на основании, а двух других на звеньях параллелограммного механизма.
Полезная модель поясняется прилагаемым чертежом и нижеследующим описанием, где на фигуре 1 приведён вид сбоку виброзащитной системы сиденья оператора.
Устройство включает в себя основание 1, жестко прикрепленное к кабине оператора. Чтобы не затемнять чертеж, основание 1 изображено в виде трех 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 неподвижном звене 2 шарнирно установлен вращающийся направляющий ролик 8, на нижнем звене 3 шарнирно установлен вращающийся направляющий ролик 9. На основании 1 шарнирно установлены вращающиеся нижний направляющий ролик 10 и верхний направляющий ролик 11. На основании 1 жестко установлен механизм 12 регулировки растяжения пружины с штоком 13, к которому прикреплен неподвижный конец пружины растяжения 14. Подвижный конец пружины растяжения 14 соединен с одним концом гибкого малорастяжимого троса 15, второй конец которого закреплен на подвижном звене 5 параллелограммного механизма. При этом трос 15 огибает и опирается на ролики 8 и 9.
Виброзащитная система 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 12 регулировки растяжения пружины 14 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 креслом 7. Подъем (опускание) кресла 7, звена 5 приводит к повороту нижнего звена 3 параллелограммного механизма, изменяется расстояние между роликами 8 и 9, изменяется сила натяжения троса 15, пружина 14 сжимается (растягивается). Таким образом, уравновешиваются две вертикальные разнонаправленные силы, возникающие на кресле оператора 7 и создаваемые пружиной 14.
Трос 15 в процессе работы может занимать три положения относительно двух роликов 10 и 11, расположенных ближе к подвижному звену 5 параллелограммного механизма и установленных на основании 1:
1) находиться между двумя роликами 10 и 11, расположенными ближе к подвижному звену 5 параллелограммного механизма и 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 кресле 7, действующей вертикально сверху вниз, кресло 7 начнет подниматься, нижнее звено 3 параллелограммного механизма начинает поворачиваться против часовой стрелки, угол поворота между звеньями 2 и 3 уменьшается, расстояние между роликами 8 и 9 уменьшается, пружина 14 сжимается, создаваемая пружиной 14 вертикальная сила уменьшается и уравновешивает силу веса кресла 7 с оператором. Дальнейший подъем кресла 7 приводит к тому, что трос 15 накладывается на верхний ролик 11 и начинает его огибать, происходит натяжение троса 15, который начинает растягивать пружину 14 и плавно тормозить дальнейший подъем кресла 7 вплоть до полной остановки кресла 7. Торможение происходит плавно без ударов;
3) при повышении силы веса на кресле 7, действующей вертикально сверху вниз, кресло 7 начинает опускаться, нижнее звено 3 параллелограммного механизма начинает поворачиваться по часовой стрелке, угол поворота между звеньями 2 и 3 увеличивается, расстояние между роликами 8 и 9 увеличивается, пружина 14 растягивается, создаваемая пружиной вертикальная сила увеличивается и уравновешивает силу веса кресла 7 с оператором. Дальнейший опускание кресла 7 приводит к тому, что трос 15 накладывается на нижний ролик 10 и начинает его огибать, происходит дальнейшее натяжение троса 15, который продолжает растягивать пружину 14 и плавно тормозить дальнейшее опускание кресла 7 вплоть до полной остановки кресла 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: пружины растяжения 14, гибкого малорастяжимого троса 15, роликов 8, 9, 10, 11 обеспечивает возможность реализовывать режим квазинулевой жесткости при вертикальных колебаниях сиденья оператора 7, а также возможность без ударов ограничивать вертикальные перемещения сиденья 7 относительно основания 1 при выходе за границы зоны квазинулевой жесткости.
Предлагаемая полезная модель – виброзащитная система сиденья оператора, может быть изготовлена промышленным способом из серийно выпускаемых узлов и агрегатов.