一种三自由度运动座椅的制作方法

1.本实用新型属于虚拟现实体验设备领域，具体涉及一种三自由度运动座椅。


背景技术：

2.运动座椅，具有一定自由度，可以旋转。常用做vr线下体验设备，能够全角度的模仿过山车，飞行等体验类影片。现有阶段市场产品以双旋转居多。两个自由度，难以实现达到空间全坐标的想法。
3.现有运动坐椅的自由度低，从而导致只能实现单一的运动，应用不佳，应用局限大的情况。


技术实现要素：

4.为了解决现有运动坐椅自由度低的情况，本实用新型目的在于提供一种三自由度运动座椅。
5.本实用新型所采用的技术方案为：
6.一种三自由度运动座椅，包括安装平台、水平转动机构、第一竖直转动机构和座椅；水平转动机构包括底盘和支撑架，底盘可转动安装在安装平台上，底盘的两端设置有支撑架；第一竖直转动机构包括安装架，安装架的两端分别可转动安装在底盘两侧的支撑架上，安装架的转动平面与底盘的转动平面相互垂直；安装架的一侧可转动安装有座椅，座椅的转动平面与安装架的转动平面相互垂直。
7.作为可选的，安装平台和底盘之间通过回转支撑连接，回转支撑为蜗轮蜗杆组件。
8.作为可选的，第一竖直转动机构还包括安装垫板、轴承座和支撑轴；
9.安装垫板放置在支撑架的顶端，安装垫板上设置有若干轴承座，轴承座内设置有轴承；
10.安装架的两端设置有支撑轴，支撑轴安装在轴承座内的轴承上。
11.作为可选的，第一竖直转动机构上安装有第一驱动电机，第一驱动电机的动力输出轴与支撑轴平行；
12.安装架一端的支撑轴上安装有第一传动齿轮，第一驱动电机的动力输出轴上设置有第二传动齿轮，第一传动齿轮与第二传动齿轮相互啮合。
13.作为可选的，第一竖直转动机构上还设置有第二竖直转动机构，第二竖直转动机构包括第二驱动电机、第三传动齿轮和座椅安装板；
14.第二驱动电机的动力输出轴与支撑轴相互垂直，第二驱动电机的动力输出轴上设置有第四传动齿轮；
15.第三传动齿轮为转盘轴承齿轮，转盘轴承齿轮的内圈与安装架连接，转盘轴承齿轮的外圈与座椅安装板连接；
16.座椅安装板上安装有座椅。
17.作为可选的，第二竖直转动机构还包括限位轴和轴承安装板，轴承安装板上设置
有带座轴承；
18.座椅安装板的中心开设有轴孔，限位轴贯穿轴孔，限位轴的一端设置有限位板，限位板的外径大于轴孔的内径；
19.限位轴的另一端安装在带座轴承内。
20.作为可选的，安装架上设置有适配板，适配板设置在轴承安装板与第三传动齿轮之间。
21.作为可选的，座椅顶部设置有安全扣件，安全扣件的一端与座椅顶端铰接连接。
22.作为可选的，座椅的顶端等间距设置有若干扣件轴承，扣件轴承内安装有扣件安装轴，安全扣件与扣件安装轴连接。
23.作为可选的，扣件安装轴的两端安装有推动机构。
24.本实用新型的有益效果为：
25.本实用新型提供了一种三自由度运动座椅，包括安装平台、水平转动机构、第一竖直转动机构和座椅；水平转动机构包括底盘和支撑架，通过将底盘可转动安装在安装平台上，使得带动底盘两端的支撑架在水平面内旋转；第一竖直转动机构包括安装架，通过将安装架的两端分别可转动安装在底盘两侧的支撑架上，安装架的转动平面与底盘的转动平面相互垂直；使得安装架可以在竖直平面内转动；最后，安装架的一侧可转动安装有座椅，座椅的转动平面与安装架的转动平面相互垂直。三个自由度之间的运动互不干涉，在底盘转动的时候安装架和座椅均可自由转动，从而可以实现更加复杂的运动，应用局限更小，具有更好的应用前景。
附图说明
26.图1是本实用新型的结构示意图。
27.图2是本实用新型的侧视示意图。
28.图3是安装平台的结构示意图。
29.图4是水平转动机构的结构示意图。
30.图5是第一竖直转动机构的结构示意图。
31.图6是第一竖直转动机构另一视角的结构示意图。
32.图7是第二竖直转动机构的爆炸示意图。
33.图8是第二竖直转动机构部分零部件的安装示意图。
34.图9是图8中d区域的放大示意图。
35.图10和图13是座椅的结构示意图。
36.图11是图10中a区域的放大示意图。
37.图12是图10中c区域的放大示意图。
38.图14是图13中b区域的放大示意图。
39.图中：1-安装平台，2-回转支撑，3-水平转动机构，31-底盘，32-支撑架，33-显示屏，4-第一竖直转动机构，41-安装架，42-第一驱动电机，43-安装垫板，44-轴承座，45-支撑轴，46-第一传动齿轮，47-第二驱动电机，48-第三传动齿轮，49-轴承安装板，5-第二竖直运动机构，51-座椅，52-座椅安装板，53-限位轴，54-安全扣件，55-扣件轴承，56-扣件安装轴，57-推动机构，571-电动推杆，572-铰接连接件，58-缓冲弹簧，581-弹簧主体，582-弹簧连接
件。
具体实施方式
40.在本实施例中，如图1～4所示的一种三自由度运动座椅，它包括安装平台1、水平转动机构3、第一竖直转动机构4和座椅51；水平转动机构3包括底盘31和支撑架32，通过将底盘31可转动安装在安装平台1上，使得带动底盘31两端的支撑架32在水平面内旋转；第一竖直转动机构4包括安装架41，通过将安装架41的两端分别可转动安装在底盘31两侧的支撑架32上，安装架41的转动平面与底盘31的转动平面相互垂直；使得安装架41可以在竖直平面内转动；最后，安装架41的一侧可转动安装有座椅51，座椅51的转动平面与安装架41的转动平面相互垂直。座椅51、安装架41和底盘31之间的运动互不干涉，在底盘31转动的时候安装架41和座椅51均可自由转动，从而可以实现更加复杂的运动，应用局限更小，具有更好的应用前景。
41.在本实施例中，如图3所示，安装平台1和底盘31之间通过回转支撑2连接，回转支撑2为蜗轮蜗杆组件，具体的，底盘31的底部设置有回转轴(图中未示出)，回转轴与蜗轮连接，回转支撑2的蜗杆通过电机(图中未示出)驱动，电机带动蜗杆转动从而驱动蜗轮转动，进而带动底盘31转动。底盘31周圈安转有若干减震轮(图中未示出)，若干减震轮环绕回转支撑2安装，且若干减震轮均匀设置在底盘31的底面，用于缓冲和支撑底盘31。
42.在本实施例中，如图4所示，支撑架32分别设置在底盘31的左右两端，底盘31的前侧设置有显示屏33。
43.在本实施例中，如图5～9所示，第一竖直转动机构4还包括安装垫板43、轴承座44和支撑轴45；安装垫板43安装在支撑架32的顶端，安装垫板43上设置有若干轴承座44，轴承座44内设置有轴承；安装架41的两端设置有支撑轴45，支撑轴45安装在轴承座44内的轴承上。第一竖直转动机构4上安装有第一驱动电机42，第一驱动电机42的动力输出轴与支撑轴45平行；安装架41一端的支撑轴45上安装有第一传动齿轮46，第一驱动电机42的动力输出轴上设置有第二传动齿轮，第一传动齿轮46与第二传动齿轮相互啮合。第一驱动电机42固定安装在安装架41上，在使用时，第一驱动电机42通过第二传动齿轮带动第一传动齿轮46转动，进而使得安装架41绕支撑轴45转动。
44.在本实施例中，如图7～9所示，第一竖直转动机构4上还设置有第二竖直转动机构5，第二竖直转动机构5包括第二驱动电机47、第三传动齿轮48和座椅安装板52；第二驱动电机47的动力输出轴与支撑轴45相互垂直，第二驱动电机47的动力输出轴上设置有第四传动齿轮。
45.在本实施例中，如图8所示，第三传动齿轮48为转盘轴承齿轮，转盘轴承齿轮的内圈与安装架41连接，转盘轴承齿轮的外圈与座椅安装板52连接；座椅安装板52上安装有座椅51。第二驱动电机47固定安装在安装架41上，第二竖直转动机构5还包括限位轴53和轴承安装板49，轴承安装板49上设置有带座轴承(图中未示出)。
46.在本实施例中，如图6和图7所示，座椅安装板52的中心开设有轴孔，限位轴53贯穿轴孔，限位轴53的一端设置有限位板，限位板的外径大于轴孔的内径；限位轴53的另一端安装在带座轴承内。
47.在本实施例中，如图8和图9所示，安装架41上设置有适配板411，适配板411设置在
轴承安装板49与第三传动齿轮48之间。
48.在本实施例中，如图10所示，座椅51顶部设置有安全扣件54，安全扣件54的一端与座椅51顶端铰接连接。在使用时，安全扣件54用于扣住座位上的使用者，防止使用者在使用过程中跌落到座椅51之外。
49.在本实施例中，如图11～13所示，座椅51的顶端等间距设置有若干扣件轴承55，扣件轴承55内安装有扣件安装轴56，安全扣件54与扣件安装轴56连接。扣件轴承55为带座安装轴承。
50.在本实施例中，如图11所示，扣件安装轴56的两端安装有推动机构57，推动机构57包括电动推杆571和铰接连接件572，电动推杆571的壳体一端铰接连接在座椅51上，电动推杆571的另一端与铰接连接件572的一端连接，铰接连接件572的另一端与扣件安装轴56连接，扣件安装轴56的两端均连接有铰接连接件572。
51.在本实施例中，如图14所示，扣件安装轴56上还安装有缓冲弹簧58，缓冲弹簧58设置在座椅51的背侧，缓冲弹簧58包括弹簧主体581和弹簧连接件582，弹簧连接件582设置在扣件安装轴56上，弹簧主体581和扣件安装轴56通过弹簧连接件582连接。
52.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
53.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
54.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种三自由度运动座椅，其特征在于：包括安装平台(1)、水平转动机构(3)、第一竖直转动机构(4)和座椅(51)；所述水平转动机构(3)包括底盘(31)和支撑架(32)，所述底盘(31)可转动安装在安装平台(1)上，所述底盘(31)的两端设置有支撑架(32)；所述第一竖直转动机构(4)包括安装架(41)，所述安装架(41)的两端分别可转动安装在底盘(31)两侧的支撑架(32)上；所述安装架(41)的一侧可转动安装有座椅(51)。2.根据权利要求1所述的一种三自由度运动座椅，其特征在于，所述安装平台(1)和底盘(31)之间通过回转支撑(2)连接，所述回转支撑(2)为蜗轮蜗杆组件。3.根据权利要求1所述的一种三自由度运动座椅，其特征在于，所述第一竖直转动机构(4)还包括安装垫板(43)、轴承座(44)和支撑轴(45)；所述安装垫板(43)放置在支撑架(32)的顶端，所述安装垫板(43)上设置有若干轴承座(44)，所述轴承座(44)内设置有轴承；所述安装架(41)的两端设置有支撑轴(45)，所述支撑轴(45)安装在轴承座(44)内的轴承上。4.根据权利要求3所述的一种三自由度运动座椅，其特征在于，所述第一竖直转动机构(4)上安装有第一驱动电机(42)，所述第一驱动电机(42)的动力输出轴与支撑轴(45)平行；所述安装架(41)一端的支撑轴(45)上安装有第一传动齿轮(46)，所述第一驱动电机(42)的动力输出轴上设置有第二传动齿轮，所述第一传动齿轮(46)与第二传动齿轮相互啮合。5.根据权利要求4所述的一种三自由度运动座椅，其特征在于，所述第一竖直转动机构(4)上还设置有第二竖直转动机构(5)，所述第二竖直转动机构(5)包括第二驱动电机(47)、第三传动齿轮(48)和座椅安装板(52)；所述第二驱动电机(47)的动力输出轴与支撑轴(45)相互垂直，所述第二驱动电机(47)的动力输出轴上设置有第四传动齿轮；所述第三传动齿轮(48)为转盘轴承齿轮，所述转盘轴承齿轮的内圈与安装架(41)连接，所述转盘轴承齿轮的外圈与座椅安装板(52)连接；所述座椅安装板(52)上安装有座椅(51)。6.根据权利要求5所述的一种三自由度运动座椅，其特征在于，所述第二竖直转动机构(5)还包括限位轴(53)和轴承安装板(49)，所述轴承安装板(49)上设置有带座轴承；所述座椅安装板(52)的中心开设有轴孔，所述限位轴(53)贯穿轴孔，所述限位轴(53)的一端设置有限位板，所述限位板的外径大于轴孔的内径；所述限位轴(53)的另一端安装在带座轴承内。7.根据权利要求1所述的一种三自由度运动座椅，其特征在于，所述安装架(41)上设置有适配板(411)，所述适配板(411)设置在轴承安装板(49)与第三传动齿轮(48)之间。8.根据权利要求7所述的一种三自由度运动座椅，其特征在于，所述座椅(51)顶部设置有安全扣件(54)，所述安全扣件(54)的一端与座椅(51)顶端铰接连接。9.根据权利要求8所述的一种三自由度运动座椅，其特征在于，所述座椅(51)的顶端等间距设置有若干扣件轴承(55)，所述扣件轴承(55)内安装有扣件安装轴(56)，所述安全扣
件(54)与扣件安装轴(56)连接。10.根据权利要求9所述的一种三自由度运动座椅，其特征在于，所述扣件安装轴(56)的两端安装有推动机构(57)。

技术总结
本实用新型公开了一种三自由度运动座椅，涉及到虚拟现实体验设备领域，它包括安装平台、水平转动机构、第一竖直转动机构和座椅；水平转动机构包括底盘和支撑架，通过将底盘可转动安装在安装平台上，使得带动底盘两端的支撑架在水平面内旋转；第一竖直转动机构包括安装架，通过将安装架的两端分别可转动安装在底盘两侧的支撑架上，安装架的转动平面与底盘的转动平面相互垂直；使得安装架可以在竖直平面内转动；最后，安装架的一侧可转动安装有座椅，座椅的转动平面与安装架的转动平面相互垂直。三个自由度之间的运动互不干涉，在底盘转动的时候安装架和座椅均可自由转动，从而可以实现更加复杂的运动，应用局限更小，具有更好的应用前景。前景。前景。


技术研发人员：孟尚武
受保护的技术使用者：广州华赢科技有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/9/3