航空座椅升降调节机构及调节方法与流程

本发明属于座椅调节技术领域，具体涉及一种航空座椅升降调节机构及调节方法。

背景技术：

航空驾驶员使用的航空座椅，需要具有高度调节功能，从而保证航空座椅的安全性与可靠性。目前的航空座椅，通常只具有电动调节功能，或只具有手动调节功能，无法兼具这两种功能，从而降低了航空驾驶员的使用体验。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种航空座椅升降调节机构及调节方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种航空座椅升降调节机构，包括离合制动单元(100)以及座椅升降传动单元(200)；

所述离合制动单元(100)包括电磁制动器(101)、电机(102)、减速机构(103)、第一齿轮(104)、第二齿轮(105)、输出主轴(106)、离合器(107)、复位弹簧(108)、拨叉(109)、拨叉控制轴(110)、拨叉控制手柄(111)和第一挡圈(112)；所述电机(102)的一端安装所述电磁制动器(101)，所述电机(102)的另一端安装所述减速机构(103)；所述减速机构(103)的输出端固定安装所述第一齿轮(104)；所述输出主轴(106)上间隙安装所述第二齿轮(105)，并且，所述第二齿轮(105)与所述第一齿轮(104)啮合，当所述电机(102)运行时，通过所述减速机构(103)带动所述第一齿轮(104)转动；当所述第一齿轮(104)转动时，带动所述第二齿轮(105)转动；

所述第二齿轮(105)的左侧固定设置有若干个传动销(1051)；所述离合器(107)可左右滑动的套设于所述输出主轴(106)上面，且位于所述第二齿轮(105)的左侧；当所述离合器(107)转动时，带动所述输出主轴(106)同步转动；所述离合器(107)的右侧具有与所述传动销(1051)对应的传动销孔(1071)；所述输出主轴(106)的左端且位于所述离合器(107)的左侧固定安装所述第一挡圈(112)；在所述第一挡圈(112)和所述离合器(107)之间安装所述复位弹簧(108)，所述复位弹簧(108)套于所述输出主轴(106)的外面；所述离合器(107)的外部被所述拨叉(109)夹持；所述拨叉(109)的轴孔与所述拨叉控制轴(110)的一端固定连接；所述拨叉控制轴(110)的另一端固定安装所述拨叉控制手柄(111)；所述拨叉控制手柄(111)转动时，带动所述拨叉控制轴(110)转动；所述拨叉控制轴(110)转动时，带动所述拨叉(109)沿所述输出主轴(106)进行左右移动，进而带动所述离合器(107)的传动销孔(1071)卡入或脱离所述第二齿轮(105)的传动销(1051)；当所述离合器(107)的传动销孔(1071)卡入所述第二齿轮(105)的传动销(1051)时，所述离合器(107)与所述第二齿轮(105)固定到一起，所述离合器(107)为闭合状态；当所述离合器(107)的传动销孔(1071)脱离所述第二齿轮(105)的传动销(1051)时，所述离合器(107)为开启状态；

所述输出主轴(106)的输出端与所述座椅升降传动单元(200)的一端连接；当电动调节模式时，所述输出主轴(106)的转动带动所述座椅升降传动单元(200)动作，进而实现座椅升降调节功能；在手动调节模式时，所述座椅升降传动单元(200)被手动触发而动作，同时带动所述输出主轴(106)转动。

优选的，所述第一齿轮(104)的直径小于所述第二齿轮(105)的直径。

优选的，所述离合器(107)与所述输出主轴(106)通过方孔装配在一起，使所述离合器(107)可沿所述输出主轴(106)进行轴向的滑动；同时，当所述离合器(107)旋转时，带动所述输出主轴(106)进行同步转动。

优选的，所述第二齿轮(105)的左右两侧且位于所述输出主轴(106)上面，固定装配第二挡圈(113)，进而限制所述第二齿轮(105)沿所述输出主轴(106)进行轴向滑动。

优选的，所述座椅升降传动单元(200)包括第三齿轮(201)、扇形齿轮(202)、旋转轴(203)、顶升块(204)和橡皮绳(205)；所述旋转轴(203)可转动安装于座面组件(206)的下方；所述旋转轴(203)上面固定安装所述顶升块(204)；当所述旋转轴(203)转动时，带动所述顶升块(204)转动，进而驱动所述座面组件(206)进行升降动作；所述扇形齿轮(202)的齿轮轴固定安装到所述旋转轴(203)的一端；所述扇形齿轮(202)的扇形齿与所述第三齿轮(201)啮合；所述第三齿轮(201)的齿轮轴固定安装到所述输出主轴(106)的一端；当所述输出主轴(106)转动时，通过所述第三齿轮(201)而带动所述扇形齿轮(202)转动；当所述扇形齿轮(202)转动时，带动所述旋转轴(203)转动；

所述扇形齿轮(202)上固定安装橡皮绳挂环(207)；所述橡皮绳(205)的一端通过橡皮绳挂环(207)与所述扇形齿轮(202)固定；所述橡皮绳(205)的另一端通过橡皮绳挂板(208)固定到挂板轴(209)上，用于向所述扇形齿轮(202)提供驱动力。

本发明还提供一种航空座椅升降调节机构的升降调节方法，包括电动调节模式和手动调节模式；

采用所述电动调节模式进行座椅电动升降调节的方法，包括以下步骤：

步骤1，不操纵拨叉控制手柄(111)，此时在复位弹簧(108)的弹力作用下，离合器(107)的传动销孔(1071)卡入第二齿轮(105)的传动销(1051)中，使离合器(107)和第二齿轮(105)固定到一起；

步骤2，通电时电磁制动器(101)解除对电机(102)的制动状态；电机(102)运转，电机(102)通过减速机构(103)而带动第一齿轮(104)转动；由于第一齿轮(104)与第二齿轮(105)啮合，第一齿轮(104)带动第二齿轮(105)转动；由于第二齿轮(105)和离合器(107)固定到一起，因此，第二齿轮(105)带动离合器(107)转动；当离合器(107)转动时，带动输出主轴(106)转动；

当输出主轴(106)转动时，由于输出主轴(106)的一端固定安装第三齿轮(201)，因此，输出主轴(106)带动第三齿轮(201)转动；由于第三齿轮(201)与扇形齿轮(202)啮合，因此，第三齿轮(201)带动扇形齿轮(202)转动；由于扇形齿轮(202)与旋转轴(203)固定，因此，扇形齿轮(202)带动旋转轴(203)转动；由于旋转轴(203)上面固定顶升块(204)，因此，旋转轴(203)带动顶升块(204)转动；当顶升块(204)转动时，驱动座面组件(206)进行升降动作；

步骤3，当座面组件(206)升降调节到位后，使电磁制动器(101)断电，电磁制动器(101)转化为制动状态；电磁制动器(101)的制动力矩依次通过电机(102)、减速机构(103)、第一齿轮(104)、第二齿轮(105)、离合器(107)、输出主轴(106)、第三齿轮(201)、扇形齿轮(202)、旋转轴(203)和顶升块(204)后，传递到座面组件(206)上，进而使座面组件(206)保持在所需的高度位置；

采用所述手动调节模式进行座椅手动升降调节的方法，包括以下步骤：

步骤1，电磁制动器(101)断电状态时，操纵拨叉控制手柄(111)转动，拨叉控制手柄(111)带动拨叉控制轴(110)转动；拨叉控制轴(110)带动拨叉(109)沿输出主轴(106)向左移动，进而带动离合器(107)沿输出主轴(106)向左移动，从而使离合器(107)的传动销孔(1071)脱离第二齿轮(105)的传动销(1051)，使离合器(107)成为开启状态；

步骤2，持续对拨叉控制手柄(111)操纵，使离合器(107)维持开启状态；此时，电磁制动器(101)的制动力矩依次通过电机(102)、减速机构(103)和第一齿轮(104)后，仅传递到第二齿轮(105)，而无法传递到离合器(107)，因此，电磁制动器(101)的制动力矩的传递路径被切断，离合器(107)和输出主轴(106)的旋转将不再受电磁制动器的制动扭矩的束缚；而当输出主轴(106)的旋转不再受电磁制动器的制动扭矩的束缚时，处于拉伸状态的橡皮绳(205)带动扇形齿轮(202)转动，扇形齿轮(202)带动旋转轴(203)转动；当旋转轴(203)转动时，带动顶升块(204)转动，进而将座面组件(206)提升到最高点；

然后，通过人体的重量克服橡皮绳(205)的拉力，使座面组件(206)的座面下调到所需的高度；其中，当座面组件(206)下降时，其传动过程为：驱动顶升块(204)转动；当顶升块(204)转动时，带动旋转轴(203)转动；当旋转轴(203)转动时，带动扇形齿轮(202)转动；当扇形齿轮(202)转动时，带动第三齿轮(201)转动，当第三齿轮(201)转动时，带动输出主轴(106)转动；

步骤3，当座面组件(206)升降调节到位后，手动释放对拨叉控制手柄(111)的操纵，因此，在复位弹簧(108)的弹力作用下，离合器(107)沿输出主轴(106)向右滑动，进而使离合器(107)的传动销孔(1071)卡入第二齿轮(105)的传动销(1051)中，使离合器(107)和第二齿轮(105)固定到一起；

当离合器(107)和第二齿轮(105)固定到一起时，断电状态的电磁制动器(101)为制动状态，电磁制动器(101)的制动力矩依次通过电机(102)、减速机构(103)、第一齿轮(104)、第二齿轮(105)、离合器(107)、输出主轴(106)、第三齿轮(201)、扇形齿轮(202)、旋转轴(203)和顶升块(204)后，传递到座面组件(206)上，进而使座面组件(206)保持在所需的高度位置。

本发明提供的航空座椅升降调节机构及调节方法具有以下优点：

本发明提供的航空座椅升降调节机构，同时具有手动调节功能和自动调节功能，体积重量大为缩减，使机构高度融合，满足航空驾驶员的使用需求。

附图说明

图1为本发明提供的离合制动单元的剖面图；

图2为本发明提供的离合制动单元的外部结构图；

图3为本发明提供的离合器与相关部件的装配图；

图4为本发明提供的离合器与相关部件的立体装配图；

图5为本发明提供的离合器的结构图；

图6为图5沿a-a的剖面图；

图7为本发明提供的离合器的俯视图；

图8为本发明提供的输出主轴的外部结构图；

图9为本发明提供的输出主轴的剖面图；

图10为本发明提供的输出主轴的俯视图；

图11为本发明提供的拨叉的结构图；

图12为本发明提供的拨叉的侧面图；

图13为本发明提供的拨叉控制轴的剖面图；

图14为本发明提供的拨叉控制轴的外部结构图；

图15为本发明提供的座椅升降传动单元的装配图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明提供一种航空座椅升降调节机构，使航空座椅同时具有手动调节功能和自动调节功能，并且，通过对航空座椅升降调节机构的结构进行设计，布局合理，使体积重量大为缩减，使机构高度融合，满足航空驾驶员的使用需求。

航空座椅升降调节机构包括离合制动单元100以及座椅升降传动单元200两大部分。下面对这两大部分分别详细介绍：

(一)离合制动单元100

参考图1，为离合制动单元100的剖面图；离合制动单元100包括电磁制动器101、电机102、减速机构103、第一齿轮104、第二齿轮105、输出主轴106、离合器107、复位弹簧108、拨叉109、拨叉控制轴110、拨叉控制手柄111和第一挡圈112；第一齿轮104的直径小于第二齿轮105的直径，即：第一齿轮104为小齿轮；第二齿轮105为大齿轮。

在实际装配过程中，电磁制动器101与电机102通过螺钉连接，然后整体安装在壳体上，电机102的输出轴与减速机构103相连接；减速机构103、第一齿轮104、离合器107、输出主轴106、第二齿轮105、拨叉控制轴110、拨叉109、复位弹簧108、第一挡圈112安装于壳体中；壳盖通过螺钉安装于壳体上；拨叉控制手柄111通过螺钉安装在壳体上。其中，电磁制动器101是成品件，具有通电解除制动，断电制动的作用，其通过连接螺钉与电机102融合在一起，最大限度的减小了产品的体积。

电机102是成品件，与电磁制动器101融合在一起后，通过螺钉与壳体连接，同时电机102输出轴与减速机构103通过花键配合连接。

离合器107通过方孔与输出主轴106配合连接在一起。离合器107可在输出主轴106上做轴向滑动，离合器107与输出主轴106只能共同旋转不能够相对转动，即：当离合器107旋转时，带动输出主轴106进行同步转动。

结合图3和图4，电机102的一端安装电磁制动器101，电磁制动器101的结构如图5-7所示；电机102的另一端安装减速机构103；减速机构103的输出端固定安装第一齿轮104；如图8-10，为输出主轴106的结构图，输出主轴106上间隙安装第二齿轮105，并且，第二齿轮105与第一齿轮104啮合，当电机102运行时，通过减速机构103带动第一齿轮104转动；当第一齿轮104转动时，带动第二齿轮105转动；可见，第一齿轮104与第二齿轮105通过轮齿相互啮合的方式传递转速与转矩，其中第一齿轮104安装于减速机构103的输出轴端，第二齿轮105安装于输出主轴106上。

第二齿轮105的左右两侧且位于输出主轴106上面，固定装配第二挡圈113，进而限制第二齿轮105沿输出主轴106进行轴向滑动。

第二齿轮105的左侧固定设置有若干个传动销1051；离合器107可左右滑动的套设于输出主轴106上面，且位于第二齿轮105的左侧；当离合器107转动时，带动输出主轴106同步转动；离合器107的右侧具有与传动销1051对应的传动销孔1071；输出主轴106的左端且位于离合器107的左侧固定安装第一挡圈112；在第一挡圈112和离合器107之间安装复位弹簧108，复位弹簧108套于输出主轴106的外面；复位弹簧108安装于输出主轴106上，使离合器具有自动复位的功能。

离合器107的外部被拨叉109夹持；如图11-12，为拨叉109的结构图；拨叉109的轴孔与拨叉控制轴110的一端固定连接；图13-图14为拨叉控制轴110的结构图；拨叉控制轴110的另一端固定安装拨叉控制手柄111；即：拨叉109、拨叉控制轴110通过轴孔配合的方式连接在一起。拨叉控制手柄111与拨叉控制轴110通过轴孔配合后使用螺钉紧固的方式连接在一起。

拨叉控制手柄111转动时，带动拨叉控制轴110转动；拨叉控制轴110转动时，带动拨叉109沿输出主轴106进行左右移动，进而带动离合器107的传动销孔1071卡入或脱离第二齿轮105的传动销1051；当离合器107的传动销孔1071卡入第二齿轮105的传动销1051时，离合器107与第二齿轮105固定到一起，离合器107为闭合状态；当离合器107的传动销孔1071脱离第二齿轮105的传动销1051时，离合器107为开启状态；

本发明中，离合器107的闭合与开起通过拨叉控制轴110的转动实现，离合器107的闭合与开启能够实现座椅的电动与手动功能转换。

当手动控制使离合器107开启时，离合器107与第二齿轮105分离，从而导致电磁制动器的制动扭矩的传递路径被切断，离合器107与输出主轴106的旋转将不再受电磁制动器的制动扭矩的束缚，从而使人手动调节座椅的高度成为可能。

输出主轴106的输出端与座椅升降传动单元200的一端连接；当电动调节模式时，输出主轴106的转动带动座椅升降传动单元200动作，进而实现座椅升降调节功能；在手动调节模式时，座椅升降传动单元200被手动触发而动作，同时带动输出主轴106转动。

本发明提供的离合制动单元100，其工作原理可概括描述为：

当座椅高度调节到位后，电磁制动器断电，断电的情况下电磁制动器处于制动状态，然后其制动力矩通过电机、减速机构、齿轮等传动机构最终传递到座椅上，使座椅保持在某一高度位置；

当需要电动调节座椅高度时，一方面，离合器107与第二齿轮105固定到一起，使离合器107为闭合状态；另一方面，使电磁制动器通电，电磁制动器解除制动状态，然后电机旋转，通过一系列传动机构，带动输出主轴106转动；当输出主轴106旋转时，即可进一步通过一系列传动机构带动座椅上下运动，实现上下位置的调节；

在没有电或供电系统故障的情况下，手动对拨叉控制手柄111操作，使离合器与第二齿轮105分离，离合器107为开启状态，此时，保持离合器107为开启状态，离合器107与输出主轴就不再受电磁制动器制动扭矩的束缚，可通过手动的方式实现座椅的上下调节，在座椅升降调节时，会带动离合器107与输出主轴旋转，也就是说，此时的离合器107与输出主轴可自由旋转，因此，不会阻碍座椅升降的调节；

当座椅高度调节到位后，手脱离拨叉控制手柄111，离合器在复位弹簧的作用下复位，再次与第二齿轮105连接在一起，电磁制动器断电，在电磁制动器的作用下，其制动力矩通过电机、减速机构、齿轮等传动机构最终传递到座椅上，使座椅保持在某一高度位置。

也就是说，本发明中，当离合器为开启状态时，电磁制动器的制动力矩仅能传递到第二齿轮105，无法传递给离合器和输出主轴106，因此，电磁制动器的制动力矩被切断，离合器和输出主轴106的旋转不再受电磁制动器束缚，从而可手动调节座椅高度；而当离合器为闭合状态时，一方面，电机的转动作用可传递给座椅，实现电动调节座椅高度的目的；另一方面，无论电动还是手动方式调节座椅高度到位后，使电磁制动器断电，因此，电磁制动器的制动力矩可传递给座椅，保持座椅维持在所需的高度。

(二)座椅升降传动单元200

为方便对本发明理解，下面介绍一种具体的座椅升降传动单元200。需要强调的是，下面描述的座椅升降传动单元200仅为一种示例，实际应用中，也可以采用其他结构形式的座椅升降传动单元200，本发明对此并不限制。

参考图15，座椅升降传动单元200包括第三齿轮201、扇形齿轮202、旋转轴203、顶升块204和橡皮绳205；旋转轴203可转动安装于座面组件206的下方；旋转轴203上面固定安装顶升块204；当旋转轴203转动时，带动顶升块204转动，进而驱动座面组件206进行升降动作；扇形齿轮202的齿轮轴固定安装到旋转轴203的一端；扇形齿轮202的扇形齿与第三齿轮201啮合；第三齿轮201的齿轮轴固定安装到输出主轴106的一端；当输出主轴106转动时，通过第三齿轮201而带动扇形齿轮202转动；当扇形齿轮202转动时，带动旋转轴203转动；

扇形齿轮202上固定安装橡皮绳挂环207；橡皮绳205的一端通过橡皮绳挂环207与扇形齿轮202固定；橡皮绳205的另一端通过橡皮绳挂板208固定到挂板轴209上，用于向扇形齿轮202提供驱动力。

本发明还提供一种航空座椅升降调节机构的升降调节方法，包括电动调节模式和手动调节模式；

采用电动调节模式进行座椅电动升降调节的方法，包括以下步骤：

步骤1，不操纵拨叉控制手柄111，此时在复位弹簧108的弹力作用下，离合器107的传动销孔1071卡入第二齿轮105的传动销1051中，使离合器107和第二齿轮105固定到一起；

步骤2，通电时电磁制动器101解除对电机102的制动状态；电机102运转，电机102通过减速机构103而带动第一齿轮104转动；由于第一齿轮104与第二齿轮105啮合，第一齿轮104带动第二齿轮105转动；由于第二齿轮105和离合器107固定到一起，因此，第二齿轮105带动离合器107转动；当离合器107转动时，带动输出主轴106转动；

当输出主轴106转动时，由于输出主轴106的一端固定安装第三齿轮201，因此，输出主轴106带动第三齿轮201转动；由于第三齿轮201与扇形齿轮202啮合，因此，第三齿轮201带动扇形齿轮202转动；由于扇形齿轮202与旋转轴203固定，因此，扇形齿轮202带动旋转轴203转动；由于旋转轴203上面固定顶升块204，因此，旋转轴203带动顶升块204转动；当顶升块204转动时，驱动座面组件206进行升降动作；

步骤3，当座面组件206升降调节到位后，使电磁制动器101断电，电磁制动器101转化为制动状态；电磁制动器101的制动力矩依次通过电机102、减速机构103、第一齿轮104、第二齿轮105、离合器107、输出主轴106、第三齿轮201、扇形齿轮202、旋转轴203和顶升块204后，传递到座面组件206上，进而使座面组件206保持在所需的高度位置；

采用手动调节模式进行座椅手动升降调节的方法，包括以下步骤：

步骤1，电磁制动器101断电状态时，操纵拨叉控制手柄111转动，拨叉控制手柄111带动拨叉控制轴110转动；拨叉控制轴110带动拨叉109沿输出主轴106向左移动，进而带动离合器107沿输出主轴106向左移动，从而使离合器107的传动销孔1071脱离第二齿轮105的传动销1051，使离合器107成为开启状态；

步骤2，持续对拨叉控制手柄111操纵，使离合器107维持开启状态；此时，电磁制动器101的制动力矩依次通过电机102、减速机构103和第一齿轮104后，仅传递到第二齿轮105，而无法传递到离合器107，因此，电磁制动器101的制动力矩的传递路径被切断，离合器107和输出主轴106的旋转将不再受电磁制动器的制动扭矩的束缚；而当输出主轴106的旋转不再受电磁制动器的制动扭矩的束缚时，处于拉伸状态的橡皮绳205带动扇形齿轮202转动，扇形齿轮202带动旋转轴203转动；当旋转轴203转动时，带动顶升块204转动，进而将座面组件206提升到最高点；

然后，通过人体的重量克服橡皮绳205的拉力，使座面组件206的座面下调到所需的高度；其中，当座面组件206下降时，其传动过程为：驱动顶升块204转动；当顶升块204转动时，带动旋转轴203转动；当旋转轴203转动时，带动扇形齿轮202转动；当扇形齿轮202转动时，带动第三齿轮201转动，当第三齿轮201转动时，带动输出主轴106转动；

步骤3，当座面组件206升降调节到位后，手动释放对拨叉控制手柄111的操纵，因此，在复位弹簧108的弹力作用下，离合器107沿输出主轴106向右滑动，进而使离合器107的传动销孔1071卡入第二齿轮105的传动销1051中，使离合器107和第二齿轮105固定到一起；

当离合器107和第二齿轮105固定到一起时，断电状态的电磁制动器101为制动状态，电磁制动器101的制动力矩依次通过电机102、减速机构103、第一齿轮104、第二齿轮105、离合器107、输出主轴106、第三齿轮201、扇形齿轮202、旋转轴203和顶升块204后，传递到座面组件206上，进而使座面组件206保持在所需的高度位置。

本发明提供的航空座椅升降调节机构及调节方法，机构设置简捷，操作使用方便，具备多种实用功能，拓展了座椅座椅的调节功能，具体具有如下优点：

(1)本发明离合器的应用使得产品实现电动与手动两种功能的同时，体积重量大为缩减，使机构高度的融合。

(2)本发明通过电磁制动器、电机与离合器的合理布局，放大了各个元件的实际功能，缩减了产品的体积，降低了电机的功率和电磁制动器的制动扭矩。

(3)本发明在实现功能的同时，保证了航空标准的技术要求的实现，为航空座椅调节功能提供了新的思路。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。