技术领域
[0001] 本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种座椅底架组成。
相关背景技术
[0002] 随着高速列车速度等级提升，对车内各部件轻量化提出更高要。座椅组成作为高速列车大量应用结构，成为重点轻量化对象之一。
[0003] 现役的座椅底架的骨架为碳钢结构，并与铝合金围板、脚踏组件等构成底架组成。一种座椅底架中，其下方只设置一个底架腿进行支撑，具有应力集中的风险。
[0004] 因此，如何减少应力集中，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
具体实施方式
[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 本发明的核心是提供一种座椅底架组成，有利于减少应力集中。
[0031] 本发明所提供座椅底架组成的具体实施例一，请参考图1至图4，包括底架盘3、以及沿着横向X依次设置的第一底架腿1和第二底架腿2。第一底架腿1固定于底架盘3的底面
中部，第二底架腿2固定于底架盘3的底面端部。
[0032] 其中，第一底架腿1为一体式结构，包括在纵向Y依次排布的两个立柱11、以及连接于两个立柱11之间的支撑架12，其中，立柱11的顶部固定于底架盘3。
[0033] 在应用中，底架盘3与第一底架腿1、第二底架腿2、转架转轴、转架滑条紧密连接。在特定工况下，底架盘3与转架抗侧翻结构进行接触。另外，座椅能够在转架转轴处、转架滑条处以及抗侧翻结构处，将外载荷传递至底架盘3，再通过第一底架腿1、第二底架腿2作用于车体地板。
[0034] 本实施例中，通过第一底架腿1和第二底架腿2的设置，可以分担传递到底架盘3的载荷，有利于减少应力集中，保证支撑能力和支撑的稳定性。其中，第一底架腿1靠近转轴承载结构32，通过其设置为一体式结构，可保证承载能力，以能够承担较多且恶劣的载荷。
[0035] 对于底架盘3，如图2所示，其包括边框31、转轴承载结构32和防侧翻结构37。底架盘3可以为一体式锻造或压铸而成的镁合金结构。
[0036] 其中，边框31可以为环形结构，边框31具体包括位于纵向Y上两端的两个第一边梁311和位于横向X上两端的两个第二边梁312，两个第一边梁311、两个第二边梁312围成四边形框架，更具体为矩形框架，结构简单，便于加工。具体地，第一边梁沿横向X延伸，第二边梁沿纵向Y延伸。另外，第一边梁311、第二连梁上可设置若干个矩形孔，用于螺栓连接滑条结构。
[0037] 其中，转轴承载结构32用于安装转架转轴，可居中设于边框31上，具体位于环状的边框31内侧。另外，转轴承载结构32在横向X上居中设于边框31中，且固定连接于两个第一边梁311。
[0038] 具体地，转轴承载结构32包括连接环321和呈辐射状设于连接环321周围的多个连杆322，各连杆322的自由端分别固定于边框31，具体固定于第一边梁311。连接环321用于安装转架转轴。其中，连杆322的数量可以根据需要进行设置，本实施例中，连杆322为四个，构成X形结构，其中两个连杆322连接于连接环321和一个第一边梁311之间，另外两个连杆322连接于连接环321和另外一个第一边梁311之间。此外，各连杆322在连接环321外侧可以均
匀排布，例如相邻连杆322均间隔90°。当然，在其他实施例中，连杆322也可以设置为其他数量。另外，转轴承载结构32中的连杆322、连接环321等各结构均为实心的镁合金结构。
[0039] 通过连接环321与多个连杆322配合构成的转轴承载结构32，能够在保证承载能力的同时，实现结构轻量化。
[0040] 其中，防侧翻结构37设置在边框31上，具体可以设置在第二边梁312上。可选地，第二边梁312远离边框31中心的端面设置防侧翻结构37，具体可以为防侧翻板，其可以与转架上的滚轮等转架抗侧翻结构配合以实现防侧翻。具体地，防侧翻结构37可以为弧形板，两端分别固定于对应的第二边梁312，且中部与第二边梁312之间具有间隙，以减重，且适配滚轮的弧形运动轨迹。另外，防侧翻结构37的底面可以高于其所直接连接的第二边梁312的底面，两者形成阶梯面，此时，防侧翻结构37的底面、对应的第二边梁312的底面之间的对接面也可以对滚轮起到限位作用。
[0041] 对于第一底架腿1，如图3所示，其为一体式的底架腿，具体包括外框和设于外框中的支撑架12。外框包括两个立柱11。
[0042] 其中，支撑架12包括中心块121和呈辐射状排布于中心块121周围的多个支撑杆122，各支撑杆122的一端固定于立柱11，另一端固定于中心块121，从而在保证支撑能力的同时，可以实现结构轻量化。
[0043] 具体地，支撑架12在中心块121的纵向Y上的两侧呈对称设置，以保证承载能力的一致性。其中，各立柱11的顶端可分别连接两个第一边梁311。
[0044] 具体地，中心块121在纵向Y上的两侧的支撑杆122均包括上支撑杆1221和对应位于上支撑杆1221下方的下支撑杆1222，两个上支撑杆1221连接于中心块121后形成向上的
张角，两个下支撑杆1222连接于中心块121后形成向下的张角。此时，两个下支撑杆1222构成人字形结构，两个上支撑杆1221构成倒置的人字形结构。上支撑杆1221的自由端固定于
对应的立柱11的顶端，下支撑杆1222的底端固定于对应的立柱11的底端，可确保对立柱11
端部的支撑能力，在纵向Y上，位于中心块121同一侧的上支撑杆1221、下支撑杆1222和立柱
11构成稳定的三角形。
[0045] 具体地，两个立柱11相靠近的侧面的顶部固定有第一连接块15，第一连接块15固定连接于底架盘3，也就是说，第一底架腿1与底架盘3连接的位置包括第一连接块15，具体地，第一底架腿1通过第一连接块15上的通孔螺栓连接底架盘3。支撑架12的顶部固定于第
一连接块15，具体地，上支撑杆1221的自由端固定于第一连接块15，且支撑架12和立柱11分别在纵向Y上位于对应的第一连接块15的两侧，以提高第一连接块15结构的稳定性。
[0046] 另外，外框还包括固定于两个立柱11底端的底杆13，以提高支撑架12的稳定性。此外，底杆13可设置通孔，用于连接地板，例如螺栓连接。其中，两个立柱11固定于底杆13上方，三者形成开口向上的槽体，以容纳支撑架12。
[0047] 本实施例中呈一体式结构的第一底架腿1，在装配后，靠近转架转轴、转轴承载结构32处，能够承担较多且恶劣载荷，其支撑架12为中间连接部分，可用于提高结构的抗扭和抗剪能力，不仅可以承受座椅的垂向载荷，且可以承受较多座椅横向X或纵向Y载荷。具体
地，横向X、纵向Y和垂向可两两垂直。
[0048] 对于第二底架腿2，如图4所示，其为分体式结构，包括两个不直接连接为一体的支腿21。
[0049] 其中，各支腿21沿纵向Y依次排布并间隔设置。支腿21顶端具有第二连接块22，以固定连接底架盘3，具体可以在第二连接块22上设置通孔以螺栓连接底架盘3。第二连接块
22位于支腿21靠近另一支腿21的第一侧面211上，第一侧面211上与第二连接块22之间还固
定设置加强板24，以避免第一连接块15相对于支腿21晃动。
[0050] 另外，第一侧面211的底端也可以设置底部连接块25，底部连接块25上设置通孔以螺栓连接地板。
[0051] 本实施例中，分体式的第二底架腿2在装配后，相对远离转架转轴、转轴承载结构32，以承受座椅垂向载荷为主，设置成分体式的结构，在满足承载要求的同时，可保证结构轻量化。
[0052] 对于底架盘3和第一底架腿1、第二底架腿2之间的位置关系，如图1所示，在横向X上，第一底架腿1和第二底架腿2分别位于转轴承载结构32的两侧，以从转轴承载结构32的
两侧分别进行支撑。
[0053] 对于底架盘3和第一底架腿1、第二底架腿2之间的连接方式，如图1所示，第一底架腿1和/或第二底架腿2的顶部设置插杆和/或插槽，以向上与底架盘3对应嵌接；和/或，第一底架腿1和/或第二底架腿2的顶部螺栓连接底架盘3。具体地，本实施例中，第一底架腿1与底架盘3之间、第二底架腿2与底架盘3之间均进行上述嵌接以及栓接，以加强结构之间的连接。另外，嵌接的位置过盈配合，以保持结构的接触的紧密性。
[0054] 具体地，为实现嵌接，立柱11的顶面设置第一插杆14，插入底架盘3底面的第一凹槽33，且过盈配合；支腿21的顶面设置第二插杆23，插入底架盘3底面的第二凹槽34，且过盈配合。
[0055] 具体地，在第一边梁311上，其在横向X上的中部向边框31内凸出设置多个凸块36，各连杆322的端部可分别连接于各凸块36，可提高连接处的连接强度，且连杆322在横向X上的一侧面与第一边梁311的内侧面通过凸块36的侧面平滑过渡。另外，第一凹槽33设置在对应的凸块36的底面，且第一连接块15固定连接凸块36下方，具体螺栓连接，以保证第一边梁311上具有足够的空间连接第一底架腿1。
[0056] 具体地，在边框31内部、位于第一边梁311和第二边梁312的夹角处固定设置三角板35，提高边框31结构强度，且可以提供第二底架腿2的连接空间，具体地，第二凹槽34可设置在三角板35或者第一边梁311底面，第二连接块22可固定连接三角板35，具体螺栓连接。
[0057] 本实施例中的座椅底架组成，其优势在于：采用耐蚀阻燃的镁合金：镁合金密度低，可保证结构轻量化，同时随着镁合金冶炼制备技术的提升，确保了镁合金良好的耐腐
蚀、阻燃性能及经济性，底架盘3、第一底架腿1、第二底架腿2中的各支腿21可均采用镁合金，更具体可选用AZ80或AZ61等镁合金材料，且底架盘3、第一底架腿1和第二底架腿2可采用微弧氧化表面处理方法进行表面处理；结构轻量化设计：采用结构拓扑优化技术，在一定的设计空间内，重新对底架结构的材料进行重新布局，保证在多种载荷工况下，结构的应力分布更加均匀，材料的利用率更高；一体化成形：底架盘3、第一底架腿1、第二底架腿2中的各支腿21可分别通过锻造、锻压或压铸整体成型，并仅需一定的机加工工序，形成可用产
品，避免了传统大量的焊接、矫形等繁多工序。
[0058] 本发明的座椅底架组成的实现过程包括如下步骤：
[0059] 步骤一：根据底架组成与外界的约束条件、设计空间要求等技术条件，确定底架组成的设计域、非设计域及约束类型。
[0060] 步骤二：根据高速列车座椅标准规范，确定座椅服役期间承受的载荷工况类型。
[0061] 步骤三：针对座椅的各种承载工况，开展座椅底架组成的拓扑优化分析，明确影响底架组成拓扑构型的主要载荷工况，确定底架组成的拓扑构型。
[0062] 步骤四：针对拓扑构型，开展底架组成方案设计，包括底架组成构型设计、结构连接设计等。
[0063] 步骤五：开展新型镁合金底架组成的强度以及对整椅刚度分析，并结合应力分析结果，开展镁合金底架组成进行局部设计，满足材料强度指标，同时实现座椅轻质高刚。
[0064] 该设计结合结构拓扑优化技术，在多种载荷工况下，重新对底架盘3和底架腿的材料分布进行分析，确定镁合金材料在座椅变形中充分发挥作用，减去不必要的部分的材料，根据结构局部优化，消除座椅底架应力集中，形成高刚度轻质一体化可压铸或锻造的底架
盘3和底架腿设计方案，实现整体结构的轻量化设计。
[0065] 另外，此种镁合金材质的座椅底架组成结构可适用于高速列车，可大幅降低结构重量，保持结构高轻量化与高刚度水平，在多种工况承载中，保证材料具有更高的利用效
率。
[0066] 需要说明的是，当元件被称为“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
[0067] 术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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
能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
[0068] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0069] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0070] 以上对本发明所提供的座椅底架组成进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法
及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保
护范围内。
