КРЕСЛО
SEAT

Изобретение относится к оборудованию кабин, в частности кресел летательных аппаратов и других транспортных средств, и может быть использовано при конструировании кресел повышенной комфортности, обусловленной механизмом регулировки положения кресла и его частей.
Прототипом является кресло пилота, содержащее спинку, шарнирно прикрепленную к сиденью, размещенный под сиденьем механизм регулировки положения кресла, включающий жестко прикрепленную к полу кабины нижнюю раму с параллельными направляющими, прикрепленную к сиденью верхнюю раму, соединенную с нижней рамой посредством рычажного механизма, звенья которого соединены накрест и снабжены роликами, причем эти звенья соединены возвратными пружинами и внутреннее звено этого механизма, состоящее из двух параллельных жестко соединенных качалок, шарнирно связано с направляющими нижней рамы и посредством роликов - с направляющими верхней рамы, а наружное звено, состоящее из двух параллельных жестко соединенных качалок, соединено с направляющими нижней рамы и посредством роликов - с направляющими верхней рамы, дополнительные направляющие которой посредством роликов соединены с верхними концами качалок наружного звена, а нижние их концы с направляющими нижней рамы также соединены посредством роликов, при этом ролики верхних концов качалок внутреннего звена и нижних концов качалок наружного звена снабжены фиксаторами, установленными по оси каждого ролика, причем фиксаторы верхних концов качалок внутреннего звена соединены с рукояткой регулировки положения кресла в горизонтальном направлении, а фиксаторы нижних концов качалок наружного звена соединены с рукояткой регулировки положения кресла в вертикальном положении [Пат. РФ 2159707, МПК B60N 2/04, 2000].
Недостатками прототипа являются:
- сложная конструкция, обусловленная наличием большого количества деталей и узлов, что также ухудшает эксплуатационные характеристики;
- неудобство в эксплуатации, вызванное наличием ручного привода механизма регулировки;
- ограниченные функциональные возможности, связанные с отсутствием раздельной регулировки сиденья и спинки кресла.
Задачей изобретения является упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и улучшение эксплуатационных характеристик.
Задача решается тем, что в кресле, содержащем привод, шарнирно связанные сиденье, спинку и механизм регулировки их положения, по крайней мере первая часть механизма регулировки сиденья выполнена в виде установленных с возможностью поворота на оси двух П-образных рам, к концам которых с каждой стороны шарнирно присоединены звенья, образующие с рамами шарнирный параллелограмм, при этом каждая рама жестко соединена со свободно установленным на оси червячным сектором и связана с соответствующим приводом посредством последнего, двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси первого червяка, размещенного на основании и взаимодействующего с зубчатым сектором, и сопряжено со вторым червяком, выполненным со сквозным осевым отверстием, причем вторые червяки размещены соосно друг в друге с возможностью вращения и продольного перемещения, а другая часть механизма регулировки спинки выполнена в виде установленной с возможностью поворота на оси третьей рамы, связанной с третьим приводом червячной передачей, установленное с возможностью поворота на оси червячное колесо которой жестко соединено с третьей рамой и сопряжено с третьим червяком, имеющим возможность продольного перемещения, размещенным в отверстии второго червяка и соединенным с третьим приводом.
Червяк выполнен глобоидным. Червячная передача выполнена самотормозящейся. Вдоль оси третьего червяка выполнено сквозное отверстие. Червяк намагничен в радиальном направлении. Червячное колесо выполнено заодно с первым червяком. По крайней мере один червяк выполнен с возможностью осевого перемещения и подпружинен вдоль своей оси. Через сквозное отверстие третьего червяка пропущен стержень привода перемещения червяков. Через сквозное отверстие третьего червяка пропущен электрически изолированный стержень. На оси звеньев с натягом посажена пружина, соединенная одним концом с первым звеном, при этом конец второго звена выполнен в виде обгонной муфты.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Выполнение первой части механизма регулировки сиденья в виде установленных с возможностью поворота на оси двух П-образных рам, к концам которых с каждой стороны шарнирно присоединены звенья, образующие с рамами шарнирный параллелограмм, при этом каждая рама жестко соединена со свободно установленным на оси червячным сектором и связана с соответствующим приводом посредством последнего, двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси первого червяка, размещенного на основании и взаимодействующего с зубчатым сектором, и сопряжено со вторым червяком, выполненным со сквозным осевым отверстием, причем вторые червяки размещены соосно друг в друге с возможностью вращения и продольного перемещения, а другая часть механизма регулировки спинки выполнена в виде установленной с возможностью поворота на оси третьей рамы, связанной с третьим приводом червячной передачей, установленное с возможностью поворота на оси червячное колесо которой жестко соединено с третьей рамой и сопряжено с третьим червяком, имеющим возможность продольного перемещения, размещенным в отверстии второго червяка и соединенным с третьим приводом, позволяет размещать двигатели, регулирующие положение сиденья и спинки, вне последних (на неподвижном основании). Это упрощает конструкцию, снижает весогабаритные характеристики и момент инерции сиденья и спинки, что уменьшает энергопотребление при регулировке и дает возможность применять менее мощные двигатели, улучшая тем самым и эксплуатационные характеристики. Кроме того, сиденье и спинка остаются не занятыми оборудованием регулировки (пустыми), что дает возможности начинять их при необходимости различными устройствами, что расширяет функциональные возможности кресла.
Выполнение червяка глобоидным уменьшает весогабаритные характеристики, так как глобоидный червяк может воспринимать большие нагрузки, а червячное колесо, выполненное заодно с червяком, уменьшает число деталей и узлов механизма, что упрощает его конструкцию.
Выполнение червячной передачи самотормозящейся позволяет автоматически фиксировать кресло и его перемещаемые приводами части в нужном положении после отключения двигателя, что упрощает конструкцию и улучшает эксплуатационные характеристики.
Выполнение вдоль оси третьего червяка сквозного отверстия позволяет использовать его в качестве трубы, осуществляя проведение через нее, например, стержня, кабеля или троса для приведения в действие каких-либо устройств, размещенных внутри кресла. Это улучшает эксплуатационные характеристики и расширяет функциональные возможности.
Намагничивание червяка в радиальном направлении позволяет использовать его при необходимости в качестве датчика угла поворота частей кресла, разместив при этом рядом с ним, например, геркон или датчик Холла. Это упрощает конструкцию, повышает ее надежность и расширяет функциональные возможности.
Выполнение червячного колеса заодно с первым червяком упрощает конструкцию и повышает ее надежность.
Выполнение по крайней мере одного червяка с возможностью осевого перемещения и подпружинивание вдоль своей оси позволяет амортизировать сиденье кресла при вертикальных колебаниях, что повышает эксплуатационные характеристики и расширяет функциональные возможности.
Пропускание через сквозное отверстие третьего червяка стержня привода перемещения червяков уменьшает габариты механизма.
Пропускание через сквозное отверстие третьего червяка электрически изолированного стержня расширяет функциональные характеристики за счет возможности использования стержня в качестве электрического проводника.
Установка на оси звеньев с натягом пружины, соединенной одним концом с первым звеном, и выполнение конца второго звена в виде обгонной муфты позволяет демпфировать вертикальные колебания сиденья кресла, что повышает эксплуатационные характеристики и расширяет функциональные возможности.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено кресло. На фиг. 2 изображена схема сиденья кресла. На фиг. 3 изображен разрез А-А кресла. На фиг. 4 изображен вид Б. На фиг. 5 изображен вариант выполнения амортизатора сиденья. На фиг. 6 изображен вариант выполнения демпфера сиденья. На фиг. 7 изображен вид В демпфера.
Кресло содержит установленное на горизонтальных направляющих основание 1 со стойками 2 и поперечиной 3, в которых неподвижно закреплена ось 4 с установленными на ней с возможностью вращения рамами 5, 6 (сиденья), 7 (спинки) и червячными колесами (или секторами) 8, 9, 10, жестко скрепленными с соответствующими рамами. Червячное колесо 8 взаимодействует с зубьями глобоидного червяка 11, который установлен в проеме стоек 2 с возможностью осевого вращения и имеет жестко закрепленное на оси червячное колесо 12, сопряженное с полым червяком 13, размещенным с возможностью вращения в полом червяке 14, который установлен с возможностью вращения во втулке 15, закрепленной на основании 1, и сопряжен с червячным колесом 16, закрепленным на червяке 17, сопряженным с зубчатым сектором 9. Червячное колесо 10 сопряжено с червяком 18, который установлен с возможностью вращения в червяке 13 и ограничен от продольного перемещения относительно червяка 14 с одной стороны заплечиками (фланцем) и стопорным кольцом 19 - с другой, а червяк 18 - заплечиками и стопорным кольцом 20, при этом совместно червяки 14, 13, 18 имеют возможность перемещения вдоль оси, а их концы выполнены в виде зубчатых шестерен, которые соответственно через зубчатые колеса 21, 22, 23 соединены с первым, вторым и третьим двигателями. К концам рам 5, 6 сиденья с каждой стороны шарнирно присоединены образующие с рамами шарнирный параллелограмм звенья 24, 25 с осью 26. В отверстие червяка 18 пропущен стержень 27, соединенный с приводом (не показан) его продольного перемещения и имеющий захват 28, взаимодействующий с поперечиной 3. Конец звена 25 может быть выполнен в виде обгонной муфты с пазом 29, имеющим заклинивающую 30 и незаклинивающую 31 поверхности и подпружиненное тело 32 качения, обладающее возможностью контакта с этими поверхностями и с осью 26, на которую с натягом посажена пружина 33, один конец которой закреплен на звене 24. При этом червяк 11 должен быть выполнен прямым, иметь возможность продольного перемещения (например, по шлицам) и взаимодействовать торцами с одними концами пружин 34, другие концы которых поджаты к его опорам.
Кресло работает следующим образом.
Для подъема сиденья кресла включают первый двигатель, в результате чего посредством колеса 21, червяка 14, колеса 16 и червяка 17 будет происходить поворот зубчатого сектора 9 заодно с рамой 6 и опускание (подъем) звена 25 вместе с подушкой сиденья (не показана) путем параллельного перемещения звена 25 относительно рамы 5 (фиг. 1, 2, 3, 4). При достижении подушкой сиденья нужной высоты выключают первый двигатель, автоматически фиксируя ее в этом положении за счет самотормозящейся передачи.
Для изменения угла наклона сиденья относительно пола (горизонтальной оси) включают второй двигатель, благодаря чему начинают вращаться колесо 22, червяк 13, который посредством зубчатого колеса 12 и связанного с ним червяка 11 поворачивает зубчатое колесо 8 вместе с рамой 5, что вызывает перемещение звена 24 параллельно раме 6 и изменение углового положения звена 25 вместе с подушкой сиденья. После получения необходимого угла выключают второй двигатель, и рама 5 автоматически фиксируется.
Поворот спинки кресла производят путем включения третьего двигателя, который посредством колеса 23, червяка 18, червячного колеса 10 поворачивает раму 7 спинки. Выключение третьего двигателя приводит к автоматической фиксации спинки. В случае необходимости настройку сиденья и спинки кресла можно производить одновременно тремя двигателями.
Кресло можно также перемещать вперед-назад вместе с основанием 1 по горизонтальным направляющим при помощи четвертого привода (не показан), при включении которого происходит перемещение стержня 27 (заодно с червяками 13, 14, 18) с захватом 28, перемещающим за поперечину 3 стойки 2 с основанием 1 и креслом. Поскольку при перемещении положение указанных червяков относительно сопряженных с ними колес 8-10 не изменяется, то, следовательно, сиденье и спинка кресла останутся в неизменном состоянии. Следует заметить, что ширина шестерен на концах червяков должна быть не меньше, чем величина полного хода кресла вперед-назад.
Для определения в пространстве положения кресла и его частей выполняют червяки намагниченными в радиальном направлении и устанавливают с ними рядом, например, герконы. По числу срабатываний геркона подсчитывают угол поворота червячных колес и, следовательно, вращающихся частей кресла.
Для придания пилоту оптимального положения в кресле при катапультировании (стойки 2 с основанием 1, естественно, должны отделяться от направляющих) перемещают относительно друг друга стержень 27 (или стойки 2) и червяк 18, например, при помощи пиропатрона. В результате этого колесо 10 со спинкой поворачиваются до упора в нужное для катапультирования положение и закрепляются в нем с помощью, например, фиксатора (не показан). После этого выполняются действия, присущие процессу катапультирования. Отделение кресла происходит вместе с небольшим числом деталей (колесами 8-10 и червяками 11, 17), т.е. практически весь механизм регулировки кресла остается на полу, благодаря чему масса отсоединяемого кресла не увеличивается.
На кресле может быть установлен амортизатор и демпфер вертикальных колебаний сиденья. Для этого червяк 11 выполняют прямым с возможностью взаимодействия с пружинами 33, а на ось 26 напрессовывают пружину 33 и конец звена 25 выполняют в виде обгонной муфты (фиг. 5, 6, 7). При движении сиденья вверх рама 5 и звено 25 поворачиваются на осях, причем звено 25 относительно звена 24 поворачивается против часовой стрелки (фиг. 6, 7). Заодно с рамой 5 поворачивается колесо 8, перемещая червяк 11 вдоль оси и сжимая одну из пружин 34, которая противодействует подъему сиденья. Одновременно затянутые на оси 26 витки пружины 33 препятствуют повороту этой оси вместе со звеном 25, поэтому тело качения 32 переходит в пазу 29 на незаклинивающую поверхность 31 и не препятствует повороту звена 25. Движение рамы 5 вниз вызовет поворот звена 25 по часовой стрелке, при этом тело качения 32 переходит на заклинивающую поверхность 32 и препятствует повороту звена 2 на оси 26. В результате этого поворот звена 25 происходит заодно с осью 26, которая будет как бы раскручивать витки пружины 33 и проворачиваться в ней, создавая момент трения, противодействующий опусканию рамы 5 сиденья, уменьшающий скорость его опускания и гасящий колебания. Одновременно одна сжатая ранее пружина 34 будет расправляться, а другая - сжиматься, уменьшая скорость опускания сиденья. При необходимости подобная пружина 33 может быть установлена на другой стороне сиденья и на других его осях.
Внедрение изобретения позволит создать простое по конструкции и удобное в эксплуатации кресло, которое можно автоматически регулировать под людей с различными антропологическими данными.