一种高速动车座椅转向装置及控制电路的制作方法

1.本发明属于高速动车技术领域，具体地说，涉及一种高速动车座椅转向装置及控制电路。


背景技术：

2.高速动车组座椅需要根据其行驶方向做出调整，使座椅朝向与动车组行进方向保持一致。动车组的座椅数量较多，若要调整其朝向还需识别座椅的当前朝向，为控制制造和维修成本，无法使用电机或传感器，因此，现有的动车组座椅为机械结构，其转向动作主要依靠人力来完成，列车需要改变行进方向时，列车员需要耗费较多的时间来调整座椅朝向，容易造成旅客拥堵现象等诸多不便。
3.有鉴于此特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种高速动车座椅转向装置及控制电路，能够改变电磁铁线圈内电流的方向，电路结构简单，降低成本。
5.为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
6.一种高速动车座椅转向装置的控制电路，包括与电磁铁线圈相连的主电路，主电路包括第一支路和第二支路，第一支路和第二支路分别与电磁铁线圈相连并形成电流方向不同的闭合回路，还包括用于控制第一支路和第二支路通断的通断控制电路，通断控制电路与第一支路和第二支路连接。
7.优选的，第一支路包括第一电源，第一电源正极与控制开关第一端连接，控制开关第二端连接至第一场效应管的漏极，第一场效应管的源极连接至电磁铁线圈第一端，电磁铁线圈第二端连接至第三场效应管的漏极，第三场效应管的源极连接至第一电源负极。
8.优选的，第二支路包括第二场效应管和第四场效应管，控制开关第二端连接至第二场效应管的漏极，第二场效应管的源极连接至电磁铁线圈第二端，电磁铁线圈第一端连接至第四场效应管的漏极，第四场效应管的源极连接至第一电源负极。
9.优选的，通断控制电路包括第二电源，第二电源正极与导电接头连接，第二电源负极与第一电容第一端连接，第一电容第二端与第一导电接口连接，第一电容第二端连接至第二场效应管的栅极和第四场效应管的栅极，第二场效应管的源极和第四场效应管的源极连接至第二电源负极。
10.优选的，第二电源负极与第二电容第一端连接，第二电容第二端与第二导电接口连接，第二电容第二端连接至第一场效应管的栅极和第三场效应管的栅极，第一场效应管的源极和第三场效应管的源极连接至第二电源负极。
11.优选的，包括可以自动断开或者导通的限时通电装置，限时通电装置第一端经限位电磁铁连接至控制开关第二端，限时通电装置第二端与第一电源负极连接。
12.优选的，限时通电装置包括二极管和阻容电路，二极管正极与限位电磁铁连接，二
极管负极经阻容电路连接至第一电源负极。
13.优选的，阻容电路包括第一电阻、第二电阻和第三电容，第一电阻第一端与二极管负极连接，第一电阻第二端经第二电阻接地，第一电阻第二端与第三电容第一端连接，第三电容第二端连接至第一电源负极。
14.本发明的另一目的在于提供一种具有如上所述控制电路的高速动车座椅转向装置，包括固定设置的第一磁性单元和第二磁性单元，第一磁性单元的磁极方向与第二磁性单元的磁极方向相反设置，第一磁性单元上设有第一导电接口，第二磁性单元上设有第二导电接口，在第一磁性单元和第二磁性单元之间设有可移动且磁极方向可变的第三磁性单元，第三磁性单元上设有导电接头，第三磁性单元通过传动机构与座椅的转轴连接，第三磁性单元的线圈接入主电路。
15.优选的，包括限位电磁铁，限位电磁铁与限时通电装置连接。
16.采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
17.本发明通过控制场效应管的通断来改变电磁铁线圈内电流的方向，从而改变电磁铁的磁极方向，让电磁铁可以在不同方向上移动，具有电路结构简单、容易实现、制造成本低等优点。
18.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
19.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
20.图1是本发明一种高速动车座椅转向装置示意图；
21.图2是本发明通断控制电路原理图；
22.图3是本发明限时通电装置原理图；
23.图4是本发明高速动车座椅与转向装置连接示意图。
24.图中：1、座椅；2、齿轮；3、齿条；41、第一磁性单元；42、第二磁性单元；5、第三磁性单元；6、限位电磁铁；71、第一电阻；72、第二电阻；8、控制开关；9、第一电源；10、限时通电装置；111、第一场效应管；112、第二场效应管；113、第三场效应管；114、第四场效应管；12、第二电源；131、第一电容；132、第二电容；133、第三电容；14、二极管。
25.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.如图1所示，本发明实施例介绍了一种高速动车座椅转向装置，包括固定设置的第一磁性单元41和第二磁性单元42，第一磁性单元41的磁极方向与第二磁性单元42的磁极方向相反设置，在第一磁性单元41和第二磁性单元42之间设有可移动且磁极方向可变的第三磁性单元5，第三磁性单元5通过传动机构与座椅1的转轴连接。
30.第一磁性单元41的磁极方向和第二磁性单元42的磁极方向固定不变，第三磁性单元5的磁极方向是可变的。在第一磁性单元41的磁极方向与第三磁性单元5的磁极方向相同时，在第一磁性单元41和第三磁性单元5之间产生引力，同时第三磁性单元5的磁极方向与第二磁性单元42的磁极方向相反，在第三磁性单元5与第二磁性单元42之间产生斥力，第三磁性单元5朝向第一磁性单元41移动，第三磁性单元5移动的同时通过传动机构带动座椅1转动。
31.在第一磁性单元41的磁极方向与第三磁性单元5的磁极方向相反时，在第一磁性单元41和第三磁性单元5之间产生斥力，同时第三磁性单元5的磁极方向与第二磁性单元42的磁极方向相同，在第三磁性单元5与第二磁性单元42之间产生引力，第三磁性单元5朝向第二磁性单元42移动，第三磁性单元5移动的同时通过传动机构带动座椅1转动。
32.本发明通过让第三磁性单元5的磁极方向可变，让第三磁性单元5可以在第一磁性单元41和第二磁性单元42之间来回移动，通过传动机构带动座椅1旋转，让座椅1以不同方向转动，能够快速的完成对动车座椅1方向的调整，节省了大量的人力资源，降低了转向装置的成本。
33.如图1和图4所示，转向机构包括固定在第三磁性单元5上的齿条3和与齿条3啮合的齿轮2，齿轮2的中心与座椅1的转轴连接。第三磁性单元5在移动时带动齿条3移动，同时与齿条3啮合的齿轮2旋转，通过与座椅1连接的转轴带动座椅1旋转，完成座椅1的转向。本发明的转向机构具有结构简单、容易实现且制造成本低等优点。
34.本发明实施例中，第一磁性单元41、第二磁性单元42和第三磁性单元5均为长条形的电磁铁，第一磁性单元41、第二磁性单元42和第三磁性单元5均与控制电路连接，第一磁性单元41和第二磁性单元42的电流方向保持不变，通过控制电路可以改变第三磁性单元5的电流方向，进而改变第三磁性单元5的磁极方向。
35.如图1所示，本发明实施例介绍了一种高速动车座椅转向装置的控制电路，控制电路包括与第三磁性单元5线圈相连的主电路，主电路包括第一支路和第二支路，第一支路和第二支路分别与电磁铁线圈相连并形成电流方向不同的闭合回路，还包括用于控制第一支路和第二支路通断的通断控制电路，通断控制电路与第一支路和第二支路连接。
36.本发明通过控制电路来控制第三磁性单元5的电流方向，在控制电路内设有第一支路和第二支路，第一支路与第三磁性单元5连接形成第一闭合回路，第二支路与第三磁性单元5连接形成第二闭合回路，第一闭合回路中第三磁性单元5的电流方向与第二闭合回路
中第三磁性单元5的电流方向不同。通过通断控制电路来控制第一支路和第二支路的通断，来改变第三磁性单元5的磁极方向，让第三磁性单元5可以在第一磁性单元41和第二磁性单元42之间来回移动，让座椅1以不同方向转动，能够快速的完成对动车座椅1方向的调整，节省了大量的人力资源，降低了转向装置的成本。
37.如图1所示，本发明实施例中，第一支路包括第一电源9，第一电源9正极与控制开关8第一端连接，控制开关8第二端连接至第一场效应管111的漏极，第一场效应管111的源极连接至第三磁性单元5线圈第一端，第三磁性单元5线圈第二端连接至第三场效应管113的漏极，第三场效应管113的源极连接至第一电源9负极。
38.第二支路包括第二场效应管112和第四场效应管114，控制开关8第二端连接至第二场效应管112的漏极，第二场效应管112的源极连接至第三磁性单元5线圈第二端，第三磁性单元5线圈第一端连接至第四场效应管114的漏极，第四场效应管114的源极连接至第一电源9负极。
39.第一磁性单元41和第二磁性单元42接入主电路，第一电源9同时给第一磁性单元41和第二磁性单元42供电。
40.在控制开关8闭合后，第一磁性单元41朝向第三磁性单元5一端为n极，第二磁性单元42朝向第三磁性单元5一端为n极。在第一支路导通时，第三磁性单元5朝向第二磁性单元42一端为n极，第三磁性单元5与第一磁性单元41之间产生吸引力，第三磁性单元5与第二磁性单元42之间产生排斥力，第三磁性单元5朝向第一磁性单元41移动。在第二支路导通时，第三磁性单元5朝向第一磁性单元41一端为n极，第三磁性单元5与第一磁性单元41之间产生排斥力，第三磁性单元5与第二磁性单元42之间产生吸引力，第三磁性单元5朝向第二磁性单元42移动。
41.如图2所示，本发明实施例中，通断控制电路包括第二电源12，第二电源12正极与导电接头连接，第二电源12负极与第一电容131第一端连接，第一电容131第二端与第一导电接口连接，第一电容131第二端连接至第二场效应管112的栅极和第四场效应管114的栅极，第二场效应管112的源极和第四场效应管114的源极连接至第二电源12负极。
42.第二电源12负极与第二电容132第一端连接，第二电容132第二端与第二导电接口连接，第二电容132第二端连接至第一场效应管111的栅极和第三场效应管113的栅极，第一场效应管111的源极和第三场效应管113的源极连接至第二电源12负极。
43.导电接头设置在第三磁性单元5上，第一导电接口设置在第一磁性单元41上，第二导电接口设置在第二磁性单元42，在第三磁性单元5的移动过程中，导电接头可分别与第一导电接口和第二导电接口实现导通。
44.在座椅1转向前，第一磁性单元41与第三磁性单元5贴合，导电接头与第一导电接口导通，此时控制开关8处于断开状态。第二电源12给第一电容131充电，第二场效应管112的栅极电压和第四场效应管114的栅极电压达到开启阈值。在控制开关8闭合后，第二场效应管112和第四场效应管114导通，第二支路导通，第三磁性单元5朝向第二磁性单元42移动。在第三磁性单元5朝向第二磁性单元42移动的过程中，第一电容131给第二场效应管112和第四场效应管114提供开启电压，让第二场效应管112和第四场效应管114导通。在第三磁性单元5移动到第二磁性单元42处后，座椅1转向完毕，断开控制开关8。
45.在座椅1转向完毕后，第三磁性单元5移动到第二磁性单元42处，导电接头与第二
导电接口导通，控制开关8处于断开状态。第二电源12给第二电容132充电，第一场效应管111的栅极电压和第三场效应管113的栅极电压达到开启阈值。在控制开关8闭合后，第一场效应管111和第三场效应管113导通，第一支路导通，第三磁性单元5朝向第一磁性单元41移动。在第三磁性单元5朝向第一磁性单元41移动的过程中，第二电容132给第一场效应管111和第三场效应管113提供开启电压，让第一场效应管111和第三场效应管113导通。在第三磁性单元5移动到第一磁性单元41处后，座椅1转向完毕，断开控制开关8。
46.本发明通过在座椅1不需要转向时让第二电源12给第一电容131和第二电容132充电，在需要座椅1转向时通过第一电容131给第二场效应管112和第四场效应管114提供开启电压，第二电容132给第一场效应管111和第三场效应管113提供开启电压，可以任意改变第三磁性单元5的电流方向，让第三磁性单元5能够在第一磁性单元41和第二磁性单元42之间来回移动，让座椅1能够以不同的方向转动。
47.如图1所示，本发明实施例中包括可以自动断开或者导通的限时通电装置10，限时通电装置10第一端经限位电磁铁6连接至控制开关8第二端，限时通电装置10第二端与第一电源9负极连接。
48.如图3所示，限时通电装置10包括二极管14和阻容电路，二极管14正极与限位电磁铁6连接，二极管14负极经阻容电路连接至第一电源9负极。
49.阻容电路包括第一电阻71、第二电阻72和第三电容133，第一电阻71第一端与二极管14负极连接，第一电阻71第二端经第二电阻72接地，第一电阻71第二端与第三电容133第一端连接，第三电容133第二端连接至第一电源9负极。
50.第一磁性单元41、第二磁性单元42和第三磁性单元5均为长条形电磁铁，第一磁性单元41、第二磁性单元42和第三磁性单元5的尺寸相同，第一磁性单元41、第二磁性单元42和第三磁性单元5水平同轴设置。限位电磁铁6也为水平设置的长条形电磁铁，限位电磁铁6的轴线与第三磁性单元5的轴线垂直设置。限位电磁铁6与第一磁性单元41之间的距离等于第三磁性单元5的长度，限位电磁铁6与第二磁性单元42之间的距离等于第三磁性单元5的长度。限位电磁铁6一端通过弹簧与金属板连接，在座椅1未转向时，限位电磁铁6贴在第三磁性单元5一端，阻值第三磁性单元5移动，保持座椅1的方向不变。
51.在闭合控制开关8后，限位电磁铁6通电，限位电磁铁6与金属板之间产生吸引力，限位电磁铁6压缩弹簧并朝向金属板移动，限位电磁铁6无法继续阻止第三磁性单元5移动。限时通电装置10的通电时间小于第三磁性单元5的移动时间，在第三磁性单元5移动完毕后，限位电磁铁6与金属板之间的吸引力消失，限位电磁铁6在弹簧弹力的作用下复位，阻止第三磁性单元5继续移动。
52.在控制开关8闭合后，二极管14的正极电压大于二极管14的负极电压，第一电源9为限时通电装置10中的第三电容133充电，此时限时通电装置10导通，限位电磁铁6与金属板之间产生吸引力，限位电磁铁6压缩弹簧并朝向金属板移动。在第三电容133充电一段时间后，二极管14的负极电压大于二极管14的正极电压，二极管14关断，限时通电装置10断电，限位电磁铁6与金属板之间的吸引力消失，限位电磁铁6在弹簧弹力的作用下恢复原位。
53.本发明通过设置限位电磁铁6，在不需要座椅1转向时，限位电磁铁6阻止第三磁性单元5移动，保持座椅1的方向不变。在需要座椅1转向时，限位电磁铁6通电后压缩弹簧并朝向金属板移动，让第三磁性单元5移动并带动座椅1转向，由于限时通电装置10的通电时间
小于第三磁性单元5的移动时间，在第三磁性单元5移动完毕后，限时通电装置10已经断电，限位电磁铁6在弹簧弹力的作用下恢复原位，阻止第三磁性单元5继续移动，保持座椅1的方向。
54.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
55.除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
56.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。
57.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。