一种两自由度传动机构及两自由度电动运动座椅的制作方法

本实用新型涉及运动座椅技术领域，具体涉及一种两自由度传动机构和两自由度电动运动座椅。

背景技术：

传统的运动座椅主要用于赛车游戏中，体积较大，动作幅度较小，无法给予体验者身临其境的感受。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种两自由度传动机构和两自由度电动运动座椅，可以很好地解决传统运动座椅动作幅度小的问题。

为达到上述要求，本实用新型采取的技术方案是：提供一种两自由度传动机构，包括俯仰电动伺服系统、旋转电动伺服系统及连接组件；所述俯仰电动伺服系统包括第一伺服电机、同步带传动组件、滚珠丝杠、推杆及直线导向机构，第一伺服电机通过同步带传动组件与滚珠丝杠的螺杆连接，滚珠丝杠的螺母与推杆连接，且推杆与直线导向机构滑动连接，推杆远离第一伺服电机的一端与连接组件铰接；所述旋转电动伺服系统包括第二伺服电机、减速机及旋转主轴，第二伺服电机的输出端通过减速机与旋转主轴连接，旋转主轴的自由端与连接组件转动连接。

提供一种两自由度电动运动座椅，包括座椅，还包括上述两自由度传动机构、运动底座、固定底座及用于控制俯仰电动伺服系统和旋转电动伺服系统的控制组件；座椅安装在运动底座上，运动底座与所述旋转轴承连接；俯仰电动所述伺服系统和旋转电动伺服系统安装在固定底座上。

本实用新型与现有技术相比具有的优点如下：

（1）两自由度传动机构可以实现在空间两个自由度上的传动，采用该两自由度传动机构的两自由度电动运动座椅结构简单紧凑，可以在空间两个自由度上做任意自由度的单自由度运动，也能做任意两个自由度的复合运动，并实现大幅度的俯仰、侧滚两个自由度运动，可应用于飞机、舰船、车辆的运动仿真和交互式娱乐动感体验游戏，并与VR 技术结合创造出身临其境的效果。

（2）旋转电动伺服系统中设置一个倾角传感器，该传感器将实时监测座椅的旋转角度，并返回给后台系统，达到节目与座椅运动状态同步的效果，给予体验者身临其境的感受。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请两自由度传动机构的结构示意图。

图2为本申请两自由度电动运动座椅的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。

在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。

为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。

根据本申请的一个实施例，提供一种两自由度传动机构，如图1所示，包括俯仰电动伺服系统1、旋转电动伺服系统2及连接组件3。

俯仰电动伺服系统1将旋转运动转变成直线往返运动，可以带动连接组件3做俯仰运动，具体包括第一伺服电机17、同步带传动组件16、滚珠丝杠15、推杆11及直线导向机构，同步带传动组件16包括主动轮、从动轮和连接主动轮和从动轮的皮带，第一伺服电机17的输出轴与主动轮连接，从动轮与滚珠丝杠15的螺杆连接，滚珠丝杠15的螺母与推杆11连接，且推杆11与直线导向机构滑动连接，推杆11远离第一伺服电机17的一端通过圆柱铰链与连接组件3铰接。直线导向机构包括直线导轨12和卡设在导轨上并与导轨滑动连接的滑动块14，推杆11上设置有止转连接块13，止转连接块13与滑动块14连接。

旋转电动伺服系统2可以带动连接组件3做旋转运动，具体包括第二伺服电机21、减速机22及旋转主轴23，第二伺服电机21的输出端通过涨紧套与减速机22直连，安装方便，减速机22与旋转主轴23连接，旋转主轴23的自由端与连接组件3转动连接。

根据本申请的一个实施例，连接组件3包括十字万向轴33、俯仰连接件31及旋转轴承32，所述旋转主轴23的自由端通过十字万向轴33与旋转轴承32连接，推杆11远离第一伺服电机17的一端与俯仰连接件31一端铰接，俯仰连接件31另一端与旋转轴承32连接。

根据本申请的一个实施例，提供一种两自由度电动运动座椅，如图2所示，包括座椅，还包括上述两自由度传动机构、运动底座4、固定底座5及用于控制俯仰电动伺服系统1和旋转电动伺服系统2的控制组件；座椅安装在运动底座4上，运动底座4与旋转轴承32连接，旋转电动伺服系统2和俯仰电动伺服系统1均能带动旋转轴承32运动，从而带动运动底座4运动。俯仰电动伺服系统1和旋转电动伺服系统2通过轴承座安装在固定底座5上。两自由度传动机构的旋转主轴23距离地面的高度优选为135cm；座椅水平時，座椅靠背與固定底座5的最小距离优选为110cm。

根据本申请的一个实施例，固定底座5由主框架54和包覆在主框架54上的板件53组成，主框架54分为位于上方的安装部51和位于下方的控制部52，所述俯仰电动伺服系统1和旋转电动伺服系统2安装在安装部51中，所述控制组件设置在控制部52中。固定底座5的底部设置有承重底座55。安装部51外包覆的板件53上设置有与控制组件电连接的触摸屏56和电源按钮57。

根据本申请的一个实施例，运动底座4两侧各设置一个工作扶手41，座椅大幅运动时方便用户扶紧，也可用于安装操作盘。

根据本申请的一个实施例，运动底座4上设置有座椅安全带，保证运动过程中的安全。

根据本申请的一个实施例，运动底座4上设置有脚踏板42，脚踏板42的长短可调节，使用者坐在座位上时可将脚放置在脚踏板42上。

根据本申请的一个实施例，控制组件的硬件包括控制组件包括控制器，以及与控制器电路连接的倾角传感器24、操作杆及行程保护传感器。倾角传感器24在两自由度传动机构的旋转主轴23上，用于检测座椅的旋转角度并返回给控制器。行程保护传感器设置在俯仰电动伺服系统1中，当行程保护传感器检测到信号时能够停止第一伺服电机17，终止推杆11的运动趋势，避免发生冲撞。操作杆设置在工作扶手41上。控制组件的软件包括实时信号处理单元、实时运算单元、伺服控制和特殊要求处理单元、监控软件等。

以上所述实施例仅表示本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型保护范围。因此本实用新型的保护范围应该以所述权利要求为准。