[0001] 本发明属于活动座椅技术领域，具体涉及一种活动座椅双自由度摆动安装装置。

[0002] 现有的VR设备以VR内容为主体，VR画面投射到VR头盔上，同时把画面中物体的速度，加速度等通过体感算法转换成座椅的运动参数，座椅的运动通过反解算法最终转换到每个轴的电机上。最终通过运动控制器以及电机驱动器对电机的控制实现了VR座椅的运动。但现有体感座椅大多只能相对平台进行倾斜或者升降，活动自由度受限影响VR体验效果。除此之外，现有活动座椅朝向各向偏摆存在差异，在实际的使用过程中影响用户舒适性。

[0003] 为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种VR座椅[201710981930.3]，其包括电机、配重块、电动缸、支撑件和底座，所述支撑件与底座垂直并固定设置，配重块设于支撑件上并与支撑件转动连接，电机与配重块连接，电机的输出轴与座椅主体连接，电动缸的伺服电机固定于底座上，电动缸的丝杆与配重块连接。电机带动座椅主体在与电机的输出轴垂直的方向转动，实现座椅主体在一个维度的大角度旋转；电动缸的伺服电机带动丝杆伸缩，丝杆进而带动配重块转动，与配重块连接的电机以及与电机连接的座椅主体也随之转动，实现座椅主体在另一纬度的大角度旋转。

[0004] 上述方案在一定程度上解决了座椅活动自由度受限的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如朝向不同方向偏摆存在差异等问题。

[0026] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

[0027] 如图1‑8所示，一种活动座椅双自由度摆动安装装置，包括设置在活动座椅下端的固定底座1，固定底座1内部通常设置有相应的控制模块；固定底座1上端活动安装有摆动底座2，摆动底座2上端活动安装有偏摆底座3，其中偏摆底座3上端通常安装相应的座椅框架并包覆靠垫等结构；固定底座1与摆动底座2之间设置有驱动摆动底座2相对固定底座1前后摆动的第一驱动机构4，偏摆底座3与摆动底座2之间设置有驱动偏摆底座3相对摆动底座2左右摆动的第二驱动机构5，第一驱动机构4以及第二驱动机构5独立传动，其驱动量不同使得偏摆底座3移动至不同的位置，摆动底座2以及偏摆底座3摆动轨迹分别呈弧形且摆动轨迹的弧心相合，最终偏摆底座3在球面范围内进行移动。

[0028] 具体地，第一驱动机构4包括引导摆动底座2沿弧形轨迹移动的第一限位组件6以及为摆动底座2提供支撑力矩的支撑组件，固定底座1与摆动底座2之间安装有驱动摆动底座2移动的第一驱动组件7。固定底座1保持固定，摆动底座2相对固定底座1前后摆动，其中第一限位组件6限制其活动轨迹，支撑组件施加给摆动底座2朝上的支撑力矩，第一驱动组件7一方面为摆动底座2提供摆动驱动力矩，另一方面起到锁止作用实现摆动底座2与固定底座1的相对静止。

[0029] 深入地，固定底座1具有内外双层结构，具体包括保持相对隔离的外壳体11和内座体12，外壳体11以及内座体12上端分别留有供摆动底座2置入的开口；摆动底座2底部呈圆弧状，固定底座1的外壳体11两侧分别具有朝上延伸至摆动底座2外侧的凸边13，固定底座1的内座体12顶部设置有呈圆弧状且弧度与摆动底座2底部弧度一致的凹边14。凸边13以及凹边14与摆动底座2底部相适应避免外部异物侵入固定底座1内部。

[0030] 进一步地，支撑组件包括设置在摆动底座2底部两侧的支撑条15，外壳体11与内座体12之间转动安装有与支撑条15贴合压紧的支撑滚轮16；由于采用滚动摩擦，从而提高了摆动底座2的调节灵活度。第一限位组件6包括对称固定在摆动底座2底部中部的限位肋板61，限位肋板61截面呈L形且具有竖直设置且与摆动底座2连接的第一限位板62，第一限位板62下端连接有相对其垂直的第二限位板63，内座体12上端安装有第二限位板63上端滚动贴合的第一限位滚轮64以及与第二限位板63侧边滚动贴合的第二限位滚轮65。第一限位滚轮64以及第二限位滚轮65分别成对布置，其中第一限位滚轮64施加给第二限位板63朝下的压紧力，第二限位滚轮65施加的压紧力方向相反。

[0031] 更进一步地，第一驱动组件7包括安装在内座体12内且与固定底座1底部连接固定的驱动架体71，驱动架体71上安装有第一驱动电机72，第一驱动电机72通过第一变速齿轮组73与设置在固定底座1以及摆动底座2之间的第一齿轮齿条组件啮合传动；驱动架体71包括与固定底座1底部连接的主座体74以及连接在主座体74上的副座体75，主座体74与副座体75组合为长条筒装结构且通过螺纹件贴合压紧；第一驱动电机72安装在主座体74上，第一变速齿轮组73安装在主座体74与副座体75之间的空腔中；第一齿轮齿条组件包括设置在摆动底座2底部的第一驱动齿条76，第一变速齿轮组73传动连接有与第一驱动齿条76啮合的第一驱动齿轮77。第一驱动齿条76位于对称布置的限位肋板61之间同时与摆动底座2底部弧面贴合。

[0032] 除此之外，第二驱动机构5相对第一驱动机构4独立传动，包括设置在摆动底座2与偏摆底座3上端之间的转动连接组件，转动连接组件维持其上端连接结构稳定。摆动底座2与偏摆底座3下端之间设置有引导偏摆底座3沿弧形轨迹移动的第二限位组件8，第二限位组件8内置相应的支撑结构，限制摆动轨迹的同时维持偏摆底座3稳定，第二限位组件8配备有驱动偏摆底座3摆动的第二驱动组件9，当第二驱动组件9停止时摆动底座2与偏摆底座3保持锁止。

[0033] 同时，摆动底座2下端设置有一对分别沿竖直方向延伸的支撑板21，支撑板21隐藏在摆动底座2，摆动底座2外侧设置有将支撑板21以及其他支撑结构覆盖的围板。支撑板21对称布置且相互平行，偏摆底座3下端设置有沿竖直方向延伸且边缘呈圆弧状的支撑片22，支撑片22通过第二限位组件8活动安装在支撑板21之间。支撑片22呈扇形结构，为偏摆底座3提供相应的支撑力矩。

[0034] 可见地，第二限位组件8包括设置在支撑片22下端且呈弧形的限位片81，限位片81与支撑片22组合且截面呈T字型，配合限位滚轮进行限位。支撑板21之间安装有与限位片81上端滚动贴合的第三限位滚轮82，支撑板21之间安装有与限位片81下端滚动贴合的第四限位滚轮83，支撑板21之间安装有与支撑片22两侧滚动贴合的第五限位滚轮84。其中第三限位滚轮82与第四限位滚轮83所施加的压紧力相反且之间留有供限位片81穿过的通道。

[0035] 很明显，与第一驱动组件4的驱动方式相类似，本申请中第二驱动组件9包括安装在偏摆底座3下端的第二驱动齿条91，第二驱动齿条91与支撑片22贴合固定，其摆动力矩由第二驱动齿条91传递至支撑片22。支撑板21侧面安装有第二驱动电机92以及与第二驱动电机92啮合传动的第二变速齿轮组93，第二变速齿轮组93传动连接有位于支撑板21之间的第二驱动齿轮94，第二驱动齿轮94与第二驱动齿条91啮合传动。第二驱动电机92通常选用伺服电机，根据需要调整传动速率以及传动方向。

[0036] 优选地，与常规的单一转动连接结构不同，本申请除了由第二驱动机构5进行摆动连接，上端的转动连接组件辅助第二驱动机构5保持稳定。转动连接组件包括固定在偏摆底座3上端的转动座51，摆动底座2上端设置有供转动座51插接并转动连接的转动台52，转动座51与转动台52之间通常设置有轴承以及传感元件，转动座51以及转动台52的中心轴线与偏摆底座3移动轨迹的弧心相合，确保偏摆底座3摆动轨迹在竖直平面上。

[0037] 实施例一

[0038] 本实施例中固定底座1保持固定，摆动底座2与固定底座1之间的第一驱动机构4停止工作，摆动底座2与固定底座1处于初始相对位置，第二驱动机构5正常工作并带动偏摆底座3相对摆动底座2左右摆动，当使用者固定在偏摆底座3上时，其中心相对转动连接组件中心轴线进行摆动。

[0039] 实施例二

[0040] 本实施例的结构、原理以及具体实施步骤与实施例一类似，其区别在于本实施例中固定底座1保持固定，第一驱动机构4带动摆动底座2相对固定底座1前后摆动，但摆动底座2与偏摆底座3之间的第二驱动机构5停止工作并将摆动底座2与偏摆底座3相对锁止，该状态下偏摆底座3上固定的使用者中心相对摆动底座2摆动轨迹的弧心进行前后摆动。

[0041] 实施例三

[0042] 本实施例的结构、原理以及具体实施步骤与实施例一类似，其区别在于本实施例中第一驱动机构4以及第二驱动机构5都处于开启状态，该状态下摆动底座2以及偏摆底座3独立运动，但由于其摆动轨迹的弧心相和，固定在偏摆底座3上的使用者中心的位置限制在球面内，该运动方式有助于控制使用者朝向任意方向运动的加速度趋于一致，进而消除其摆动驱动差异所带来的不适感。

[0043] 综上所述，本实施例的原理在于：固定底座1保持固定，第一驱动机构4驱动摆动底座2相对固定底座1前后摆动，第二驱动机构5驱动偏摆底座3相对摆动底座2左右偏摆，由于摆动底座2以及偏摆底座3的摆动轨迹的弧心相和，使得偏摆底座3以及上端固定的使用者运动中心的运动范围限制在球面内。

[0044] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

[0045] 尽管本文较多地使用了固定底座1、外壳体11、内座体12、凸边13、凹边14、支撑条15、支撑滚轮16、摆动底座2、支撑板21、支撑片22、偏摆底座3、第一驱动机构4、第二驱动机构5、第一限位组件6、限位肋板61、第一限位板62、第二限位板63、第一限位滚轮64、第二限位滚轮65、第一驱动组件7、驱动架体71、第一驱动电机72、第一变速齿轮组73、主座体74、副座体75、第一驱动齿条76、第一驱动齿轮77、第二限位组件8、限位片81、第三限位滚轮82、第四限位滚轮83、第五限位滚轮84、第二驱动组件9、第二驱动齿条91、第二驱动电机92、第二变速齿轮组93、第二驱动齿轮94等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。