сиденье оператора строительной машины

Формула изобретения

Сиденье оператора строительной машины, содержащее спинку с рамой, набивкой, установленной на раме и имеющей углубление под опорный элемент, выполненный из двух частей жесткого материала, которые в целом имеют бабочкообразную форму с центральным участком и двумя противоположными концами с высотой, возрастающей по мере удаления от центрального участка, размещенный в нижней части спинки и прикрепленный к раме посредством нитеобразных горизонтально расположенных соединительных элементов, имеющих постоянную длину и связанных между собой двумя пружинами, причем приспособление для изменения расстояния между обращенными к центру торцами частей, образующих опорный элемент, выполнено в виде стяжки, противолежащие концы которой обращены к соответствующим частям, а между каждым из концов стяжки и соответствующей частью размещен упругий элемент, отличающееся тем, что вертикальные направляющие рамы выполнены волнообразно выпуклыми в верхней ее части и вогнутыми - в нижней, образуя профиль, подобный очертанию позвоночника, причем в верхней части спинки установлен с возможностью перемещения криволинейный опорный элемент в районе плечевого пояса, две составляющие которого выполнены из жесткого материала выпуклыми в направлении висящей стороны спинки сиденья, шарнирно связанными между собой и закрепленными жестко с помощью группы пружин к верхней и средней горизонтальной направляющим рамы, при этом на плечевых и боковых концах верхнего и нижнего опорных элементов жестко закреплены регулируемые ремни безопасности, а на верхней горизонтальной направляющей рамы жестко установлены трубчатые вертикальные стойки, внутри которых расположены стержни с возможностью перемещения, к которым кренится регулируемый по высоте опорный элемент криволинейной формы, к последнему жестко закреплен дугообразный подголовник с возможностью поворота в сагиттальной плоскости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительному машиностроению и может быть использовано преимущественно в кабинах землеройных машин и грузоподъемных кранов, а также может быть рекомендовано к использованию в кабинах транспортных и сельскохозяйственных машин.

Известно сиденье оператора подъемно-транспортных машин, содержащее каркас сиденья, связанный с плоскорычажным механизмом, который составлен из пар шарнирно связанных между собой звеньев, последний выполнен в виде двух параллельно расположенных четырехзвенных параллелограммов, через середину нижнего звена одного из параллелограммов проходит ось, на которой жестко закреплен полый рычаг с размещенным в нем подпружиненным фиксатором, который может занимать три положения в пазах червячного колеса, и последнее взаимодействует с червяком, управляемым маховиком, при этом два четырехзвенных параллелограмма и червячная пара смонтирована на раме, установленной в вертикальной стойке, соединенной с полом кабины через виброзащитный торообразный элемент (патент РФ 2137624, М.кл. В 60 N 2/02, В 66 С 13/54).

Данная конструкция сиденья обеспечивает обзор за объектами наблюдения путем увеличения диапазона регулирования сиденья по углу наклона, по высоте и по горизонтали, а также позволяет повысить комфортабельность за счет использования его в положениях "работа с наклоном" - "работа без наклона" - "отдых".

Однако данное изобретение не лишено недостатков:

1. Конструкция не обеспечивает безопасности оператора, поскольку в нем отсутствуют необходимые средства, позволяющие фиксировать тазовый пояс, спину, плечевой пояс оператора к подушке и спинке сиденья.

2. Указанный недостаток, кроме того, нарушает равномерную деформацию тел позвонков на протяжении всего позвоночника при имеющихся динамических нагрузках во время работы подъемно-транспортной машины.

Другим известным изобретением является пост управления оператора подъемно-транспортного средства, содержащий виброзащитное устройство, включающее в себя упругий торообразный пневматический элемент, направляющее устройство, образованное изогнутой трубой с горизонтальным участком, на котором посредством установленных в горизонтальном пазу трубы хомута со стопором закреплена подушка сиденья с размещенными около подлокотников рычагами управления и контрольно-измерительными приборами, причем нижний конец изогнутой трубы, пол поста управления и рычаг с подпружиненным роликом, жестко соединенные между собой, установлены подвижно на горизонтальной оси вертикальной стойки с жестко закрепленным на ней двухпозиционным кулачком, в пазы которого входит подпружиненный ролик, при этом вертикальная стойка установлена с возможностью поворота относительно вертикальной оси и фиксируется стопорным винтом на шариковой опоре, соединенной через виброзащитное торообразное устройство с полом кабины резьбовым соединением, а на верхнем конце изогнутой трубы с помощью двухпозиционного кулачкового устройства и возвратной пружины подвижно установлена рукоятка с регулируемым Г-образным двойным фиксатором для охвата плеч, причем пол поста управления опирается на вмонтированную в пол кабины кольцевую виброопору через три элемента: задний в виде регулируемого винта, два передних, снабженных демпфером и подпружиненной подвижной опорой под пятки оператора (патент РФ 2137625, М.кл. В 60 N 2/50, В 66 С 13/54).

Указанное изобретение служит для улучшения обзорности с рабочего места оператора, но и оно не лишено недостатка, вызванного отсутствием надежных средств защиты оператора при работе поста в положении наклона вперед. Предлагаемого устройства безопасности, служащего для охвата плеч оператора, недостаточно для того, чтобы обеспечить корпусу тела, находящемуся в неудобной рабочей позе и испытывающему динамические нагрузки, устойчивое положение.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению относится спинка сиденья (а. с. 2010736, М.кл. В 60 N 2/00), содержащая раму, набивку, установленную на раме, и подпружиненную конструкцию для удержания набивки, включающую в себя полосовой опорный элемент, размещенный в нижней части сиденья, прикрепленный к раме посредством соединительных элементов и образованный из двух частей, имеющий в целом бабочкообразную форму с центральным участком и двумя противоположно расположенными концами, высота которых взрастает по мере удаления от центрального участка, а части, образующие опорный элемент, соединены между собой шарнирно. В спинке сиденья по п.1 части, образующие опорный элемент, соединены между собой посредством вертикального шарнира, ось которого расположена в вертикальной плоскости симметрии спинки, а для изменения наклона опорного элемента и расстояния между частями, его образующими, имеется регулировочный механизм, который содержит поворотный эксцентрик, жестко прикрепленный к стяжке и взаимодействующий с частями опорного элемента. Набивка спинки сиденья по пп.1, 2, выполнена с углублением для размещения опорного элемента. Части, образующие опорный элемент, в спинке сиденья по пп. 1-3 выполнены из жесткого материала. В спинке сиденья по пп.1-4 опорный элемент снабжен приспособлениями для изменения расстояния между обращенными к центру торцами образующих его частей. В спинке сиденья по пп.4, 5 части, образующие опорный элемент, соединены с рамой с возможностью поворота относительно горизонтальной оси. Спинка сиденья по п.5 имеет соединительные элементы постоянной длины. Спинка сиденья по пп.5 и 7 имеет соединительные элементы, выполненные нитеобразными и расположенными горизонтально. Спинка сиденья по пп.5-8 содержит эластично удлиняемые приспособления для изменения расстояния между обращенными к центру торцами частей, образующих опорный элемент, приспособление выполнено в виде стяжки, противолежащие концы которой обращены к соответствующим частям, а между каждым из концов стяжки и соответствующей частью размещен упругий элемент. Спинка сиденья по п.8 содержит соединительные элементы, связанные между собой посредством по меньшей мере одной пружины. Спинка сиденья по п.9 содержит приспособление для изменения расстояния между обращенными к центру торцами частей, образующих опорный элемент, имеет форму кольца. В спинке сиденья по п.13 части, образующие опорный элемент, соединены с рамой посредством тяговых элементов. Каждая из двух частей, образующих опорный элемент, спинки сиденья по п.16 соединена с отдельным тяговым элементом. Спинка сиденья по пп.16, 17 снабжена приводным валом со скобками, соединенными с тяговыми элементами. Раме спинки сиденья по пп.16-18 выполнена с отверстиями, сквозь которые пропущены тяговые элементы. Спинка сиденья по п.16 имеет части, образующие опорный элемент, соединенные с рамой посредством единого тягового элемента, часть которого огибает опорный элемент. Спинка сиденья по пп.1 и 5 снабжена соединительными элементами, выполненными в виде Г-образных пружин.

Рассмотренное выше изобретение предназначено для использования в автомобильных сиденьях и может обеспечить опору для поясницы с широкой зоной охвата, а также предусматривает дополнительную возможность автоматического приспособления к различным конструкциям туловища людей за счет поперечного ограничения, создаваемого спинкой.

Среди недостатков этой конструкции следует отметить:

1. Спинка сиденья не копирует очертание позвоночного столба, что снижает эффект разгрузки позвоночника при удержании его в рабочем положении.

2. Спинка сиденья не обеспечивает правильной исходной позы оператора, при которой голова, плечевой и тазовый пояса плотно прижаты к спинке сиденья и хорошо зафиксированы, что приводит к значительному увеличению деформации тел позвонков в верхнем и среднем грудном отделах позвоночника. Аналогичные деформации имеют место в шейном отделе позвоночника при резком кивке головой вперед в момент действия динамической нагрузки, возникающей в период эксплуатации землеройных машин или строительных кранов.

3. В спинке сиденья не предусмотрена привязная система, обеспечивающая не только безопасность оператора во время управления строительной машиной, но и плотной фиксации тела оператора к спинке сиденья, что может привести к травматизму на производстве.

4. Конструкция подголовника, предлагаемого выше изобретения, не только не обеспечивает плотного контакта шейного отдела позвоночника и головы оператора, но и не защищает голову от возможных ушибов при столкновении с твердыми предметами, например, с ограждающими конструкциями кабины при резких толчках или торможении машины.

Задачей изобретения является повышение комфортности и безопасности оператора строительной машины за счет расширения конструктивных особенностей спинки сиденья и создания дополнительных предохранительных устройств.

Поставленная задача достигается тем, что сиденье оператора строительной машины, содержащее спинку с рамой, набивкой, установленной на раме и имеющей углубление под опорный элемент, выполненный из двух частей жесткого материала, которые в целом имеют бабочкообразную форму с центральным участком и двумя противоположными концами с высотой, возрастающей по мере удаления от центрального участка, размещенный в нижней части спинки и прикрепленный к раме посредством нитеобразных горизонтально расположенных соединительных элементов, имеющих постоянную длину и связанных между собой двумя пружинами, причем приспособление для изменения расстояния между обращенными к центру торцами частей, образующих опорный элемент, выполнено в виде стяжки, противолежащие концы которой обращены к соответствующим частями, а между каждым из концов стяжки и соответствующей частью размещен упругий элемент; вертикальные направляющие рамы выполнены волнообразно выпуклыми в верхней ее части и вогнутыми - в нижней, образуя профиль, подобный очертанию позвоночника, причем в верхней части спинки установлен с возможностью перемещения криволинейный опорный элемент в районе плечевого пояса, две составляющие которого выполнены из жесткого материала выпуклыми в направлении внешней стороны спинки сиденья, шарнирно связанными между собой и закрепленными жестко с помощью группы пружин к верхней и средней горизонтальным направляющим рамы, при этом на плечевых и боковых концах верхнего и нижнего опорных элементов жестко закреплены регулируемые ремни безопасности, а на верхней горизонтальной направляющей рамы жестко установлены трубчатые вертикальные стойки, внутри которых расположены стержни с возможностью перемещения, к которым крепится регулируемый по высоте опорный элемент криволинейной формы, к последнему жестко закреплен дугообразный подголовник с возможностью поворота в сагиттальной плоскости.

Новые существенные признаки:

1. Вертикальные направляющие рамы выполнены волнообразно выпуклыми в верхней ее части и вогнутыми - в нижней, образуя профиль, подобный очертанию позвоночника.

2. На раме жестко закреплена средняя горизонтальная направляющая.

3. В верхней части спинки расположен криволинейный опорный элемент в районе плечевого пояса оператора.

4. Криволинейный опорный элемент, расположенный в верхней части спинки сиденья, представляет собой две составляющие, которые выполнены из жесткого материала выпуклыми в направлении внешней стороны спинки сиденья.

5. Две составляющие опорного элемента шарнирно связаны между собой и закреплены жестко с помощью группы пружин к верхней и средней горизонтальным направляющим рамы.

6. На плечевых и боковых концах верхнего и нижнего опорных элементов жестко закреплены регулируемые ремни безопасности.

7. На верхней горизонтальной направляющей рамы жестко установлены трубчатые вертикальные стойки, внутри которых расположены стержни с возможностью перемещения.

8. К стержням по п.7 крепится регулируемый по высоте опорный элемент криволинейной формы для фиксации шейного отдела.

9. К криволинейному опорному элементу для фиксации шейного отдела жестко закреплен дугообразный подголовник с возможностью последнего поворота в сагиттальной плоскости.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными обеспечивают получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Настоящее изобретение предполагает использование удобной и плотной опоры позвоночника за счет выполненной в качестве каркаса спинки сиденья рамы, вертикальные направляющие которой в верхней части являются волнообразно выпуклыми с наружной части спинки, а в нижней части волнообразно вогнутыми к внутренней поверхности спинки. Кроме того, для более плотной опоры поясничной части спинки сидящего в нижней части спинки к раме жестко закреплен нижний опорный элемент с высокими боковинами для достижения эффективного поперечного ограничения в сидении. Благоприятный эффект с точки зрения комфорта достигается благодаря особой конструкции частей поясничной опоры и ее набивки. Возможность регулирования профиля спинки, необходимость в котором возникает под действием давления, прикладываемого к спинке сидящим в сиденье оператором, осуществляется за счет раздвижения деталей, образующих нижний поясничный опорный элемент. Для устойчивой работы оператора строительной машины недостаточно только нижней опоры позвоночника, крайне необходимо обеспечить плотную фиксацию плечевого отдела. С этой целью в верхней волнообразно выпуклой части рамы упруго установлен верхний опорный элемент с концами, фиксирующими плечи. Верхний опорный элемент, выполненный из двух составляющих, шарнирно связанных между собой, способен перемещаться в вертикальной плоскости за счет имеющихся групп пружин, обеспечивая тем самым способность фиксировать плечевой пояс операторов, с различными антропометрическими данными. Кроме того, верхний опорный элемент, выполненный также из жесткого материала, имеет криволинейный профиль, с выпуклой частью в направлении внешней стороны спинки сиденья для более плотного прилегания спины оператора к спинке. Помимо этого, на плечевых и боковых концах нижнего и верхнего опорных элементов жестко закреплены и выведены наружу ремни безопасности, необходимые для безопасной работы оператора строительной машины в положении наклона вперед или при выполнении работ, связанных с резкими толчками или раскачиванием кабины, например при разработке земляных масс бульдозером. Кроме того, ремни безопасности позволяют плотно зафиксировать тело оператора на сиденье, при котором позвоночник человека повторяет профиль спинки сиденья. При резких толчках, имеющих место при эксплуатации строительных машин, возможны резкие движения в виде "кивка" шейного отдела и головы, что может вызвать смещение позвонков шейного отдела позвоночника и привести к ушибам головы при столкновении ее с твердыми частями оснастки кабины. Для предупреждения подобных ситуаций и, как следствие травмирования оператора, в верхней части спинки сиденья предусмотрен регулируемый по высоте криволинейный опорный элемент для фиксации шейного отдела, с которым жестко связан дугообразный подголовник, с возможностью поворота последнего в сагиттальной плоскости. Армирование подголовника может быть выполнено из трубчатого металла. Обшивка криволинейного опорного элемента для фиксации шейного отдела и дугообразного подголовника может быть выполнена из мягкого пористого материала.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 - общий вид сиденья (аксонометрическое изображение); фиг.2 - вид сиденья сзади; фиг. 3 - общий вид верхней части спинки сиденья с криволинейным опорным элементом для фиксации шейного отдела и дугообразным подголовником.

Сиденье оператора строительной машины содержит горизонтально расположенную подушку 1 и вертикально расположенную спинку 2 с рамой 3, обычно выполняемой из трубчатого металла, образующей жесткий каркас спинки и предназначенной для присоединения у ее нижнего конца (известными, но не показанными средствами) к подушке 1 сиденья так, чтобы обеспечивалась возможность шарнирного регулирования наклона вперед и назад. Отличительная часть рамы 3 в том, что вертикальные направляющие рамы 3 выполнены волнообразно выпуклыми в верхней ее части и вогнутыми - в нижней, образуя профиль, подобный очертанию позвоночника. Наружную часть рамы 3 покрывает набивка 4 из пористого мягкого материала, в свою очередь, имеющая наружное покрытие из ткани, натуральной или искусственной кожи. Набивка 4 имеет углубление под нижний 5 и верхний 6 опорные элементы. Нижний опорный элемент 5 имеет в целом дугообразную форму, обращенную своей вогнутой частью к передней стороне спинки сиденья, при этом нижний опорный элемент 5 расположен поперек рамы 3. Опорный элемент 5 представляет собой форму бабочки, составленной из двух деталей 7, 8, выполненных из жесткого материала (например, металла или пластмассы), имеющей центральную часть, высота которой постепенно увеличивается в направлении концов 9, обращенных к вертикальным направляющим рамы 3. Каждый конец 9 нижнего опорного элемента 5 закреплен на вертикальной направляющей рамы 3 посредством двух нерастяжимых и не связанных между собой стержней 10. Стяжка 11 с двумя пружинами 12 расположена между двумя деталями 7, 8 и проходит через отверстия 13. Каждая из пружин 12 сжата под действием уширенного торца 14 стяжки 11 и соответствующим фланцем 15 деталей 7, 8, в которых выполнено отверстие 16. В верхней части спинки 2 сиденья расположен криволинейный верхний опорный элемент 6, выполненный в виде двух составляющих 17, 18, выпуклых в направлении внешней стороны спинки сиденья, из жесткого материала, связанных между собой посредством шарнира 19, ось которого расположена в вертикальной плоскости. В целом криволинейный верхний опорный элемент 6 имеет дугообразную форму, обращенную своей выпуклой частью к задней стороне спинки сиденья, и распространяется от уровня плечевого пояса до лопаточной части сидящего. Составляющие 17, 18 жестко закреплены с помощью группы пружин 20 к верхней 21 и средней 22 горизонтальным направляющим рамы 3. Каждая группа пружин 20 жестко установлена с помощью планки 23 в верхней и нижней зонах составляющих 17, 18. На боковых концах 9 нижнего опорного элемента 5 и на верхних концах 24, 25 верхнего опорного элемента 6 жестко закреплены выводящиеся из-под обивки спинки 2 сиденья регулируемые ремни безопасности 26. На верхней горизонтальной направляющей 21 рамы 3 жестко установлены трубчатые вертикальные стойки 27, внутри которых подвижно установлены стержни 28, к которым жестко крепится регулируемый по высоте опорный элемент криволинейной формы 29 для фиксации шейного отдела. К последнему жестко закреплен дугообразный подголовник 30 с возможностью поворота в сагиттальной плоскости. Регулирование по высоте опорного элемента 29 для фиксации шейного отдела может быть осуществлено широко известными средствами (не показано), а изменение положения дугообразного подголовника в сагиттальной плоскости можно осуществлять, например, рукояткой 31, установленной подвижно с помощью двухпозиционного кулачка 32 и возвратной пружины 33 на одной из трубчатых вертикальных стоек 27 (преимущественно для правой руки оператора). Рукоятка снабжена подпружиненным роликом 34, взаимодействующим с пазами двухпозиционного кулачка 32.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы оператор должен занять удобное положение на сиденье, что позволит ему в течение смены выполнять рабочие операции, не подвергая опорно-двигательный аппарат излишним нагрузкам при вынужденных рабочих пазах, сохраняя при этом высокую работоспособность и безопасность. Для этого оператору необходимо после принятия исходного положения зафиксировать его ремнями безопасности 26, которые следует накинуть на плечи и талию и закрепить замками известных конструкций. Ремни 26 фиксируют положение тела оператора на сиденье и позволяют позвоночнику находиться как бы в корсете, поскольку спинка сиденья 2, выполненная с волнообразным профилем, повторяет очертание позвоночника тела человека. Профиль спинки 2 сиденья совместно с ремнями безопасности 26 обеспечивают плотный контакт спинки 2 со спиной оператора, что позволяет избежать деформаций позвонков верхнего и поясничного отделов позвоночника.

Когда оператор строительной машины занимает исходное положение на своем рабочем месте (на сиденье), то под давлением, прикладываемым спиной, нижний опорный элемент 5 становится "открытым", если сидящий имеет широкую спину, и "закрытым", если сидящий имеет менее широкую спину. Подвижное состояние опорного элемента 5, состоящего из двух деталей 7, 8, обеспечивается при этом способностью раздвигаться последних друг относительно друга за счет стяжек 11 и пружин 12, которые связаны со стержнями 10, являющимися опорой для элементов 7, 8. Таким образом, увеличение или уменьшение вогнутости между деталями 7, 8 возможно при перемещении стяжки 11. Плотную фиксацию плечевого пояса обеспечивает верхний опорный элемент 6, обладающий подвижностью в вертикальной плоскости, которая обеспечивается с помощью группы пружин 20. Чтобы избежать любых деформаций позвонков шейного отдела и повреждения головы оператора при работе в положении наклона вперед или при возможных во время работы колебаниях и толчках, оператор может защитить себя, используя криволинейный опорный элемент для фиксации шейного отдела 29 и дугообразный подголовник 30 для охвата головы, который можно привести в рабочее положение, выполнив следующие действия: за рукоятку 31, подпружиненную роликом 34, действием "на себя" оператор выводит последний из паза двухпозиционного кулачка 32, возвратная пружина 33 растягивается, оператор накидывает дугообразный подголовник 30 на голову, обеспечивая также плотный контакт шеи с опорным элементом 29, при этом подпружиненный ролик 34 занимает положение во втором пазе двухпозиционного кулачка 32. Для того чтобы снять подголовник 30, оператору необходимо отвести рукоятку 31 вверх. Подпружиненный ролик 34 выйдет из второго паза двухпозиционного кулачка 32, возвратная пружина 33 вернет подпружиненный ролик 34 в прежнее положение. Опорный элемент 29 криволинейной формы для фиксации шейного отдела и дугообразный подголовник 30 можно регулировать по высоте, передвигая их по трубчатым стойкам 27, что позволит использовать последний для операторов с разными антропометрическими данными.