一種自供能型車輛主動減振座椅的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自供能型車輛主動減振座椅，包括固定架，固定架通過連接件設置有支撐架，支撐架上安裝有座椅本體，固定架與支撐架之間安裝有減振系統；其中，所述減振系統包括阻尼可調的阻尼器、豎直設置的齒條、裝有齒輪的直流電機、以及用于進行自適應阻尼調節的主動控制裝置，本實用新型采用自適應式的可調節減振系統對座椅自供能量、剛度及阻尼以及高度進行的動態調節，本實用新型減振效果好，大力提高了座椅的乘坐舒適度，實用性強，便于推廣使用。
【專利說明】
一種自供能型車輛主動減振座椅
技術領域
[0001]本實用新型涉及減震座椅裝置技術領域，尤其涉及一種自供能型車輛主動減振座椅。
【背景技術】
[0002]現有技術中，汽車座椅的減振系統總成大多采用螺旋彈簧和一般的液壓阻尼器構成，這種減振器總成的剛度和阻尼是無法調整的，不同體重的乘客在乘坐時，由于螺旋彈簧的剛度和阻尼不可調整，座椅振動頻率難免會落在人體不舒適的頻率范圍內，因此難以適應不同的行駛工況，減振效果不佳，座椅乘坐舒適性不好。且目前單一的磁流變減振座椅其需要大量耗損車輛蓄電池組能量，雖然一定程度上提高了乘坐舒適性但其帶來的能量耗損卻降低了汽車的燃油經濟性。
【實用新型內容】
[0003]針對上述缺陷或不足，本實用新型的目的在于提供一種自供能型車輛主動減振座椅。
[0004]本實用新型的技術方案為:
[0005]—種自供能型車輛主動減振座椅，包括固定架，固定架通過連接件設置有支撐架，支撐架上安裝有座椅本體，固定架與支撐架之間安裝有減振系統；
[0006]其中，所述減振系統包括阻尼可調的阻尼器、豎直設置的齒條、裝有齒輪的直流電機、以及用于進行自適應阻尼調節的主動控制裝置；
[0007]所述阻尼器豎直設置于固定架與支撐架之間，阻尼器設置有活塞桿的一端與座椅上支撐架下表面相鉸接，另一端與固定架上表面相鉸接;齒條上端與支撐架下表面相連接，齒條下端自由，所述直流電機固定于固定架上，且直流電機的齒輪與齒條相嚙合，主動控制裝置與阻尼器以及直流電機相連接。
[0008]所述主動控制裝置包括加速度傳感器、與加速度傳感器連接的主動控制器、與主動控制器相連接的電流驅動模塊、以及與主動控制器連接的電機驅動模塊;其中，所述電流驅動模塊與阻尼器相連接;所述電機驅動模塊與直流電機相連接;所述加速度傳感器固定在支撐架下表面中心位置;所述主動控制器、電流驅動模塊、電機驅動模塊均固定在固定架上。
[0009]所述主動控制器為DSP微控制器。
[0010]所述主動控制裝置還包括蓄電池組，所述蓄電池組與所述阻尼器以及直流電機相連接。
[0011]所述直流電機通過電能回收管理控制器與蓄電池組相連接。
[0012]所述連接件為交叉機構，支撐架的底部開設有第一滑軌，固定架上開設有第二滑軌，交叉機構的上端鉸接于第一滑軌中，交叉機構的下端部鉸接于第二滑軌中。
[0013]所述固定架與支撐架之間還設置有螺旋彈簧。
[0014]所述直流電機為永磁無刷直流電機。
[0015]所述阻尼可調的阻尼器為磁流變阻尼器。
[0016]與現有技術比較，本實用新型的有益效果為:
[0017]本實用新型提供的一種自供能型車輛主動減振座椅，采用自適應式的可調節減振系統對座椅自供能量、剛度及阻尼以及高度進行的動態調節，本實用新型減振效果好，大力提高了座椅的乘坐舒適度，實用性強，便于推廣使用。
[0018]進一步的，本實用新型主要采用阻尼可調式阻尼器、齒輪齒條機構、直流電機來進行減振和振動能量的回收，同時采用主動控制系統對阻尼可調式阻尼器的阻尼和電機進行控制，同時還采用齒輪齒條結構和直流電機以及能量回收系統對振動能量進行回收，設計新穎合理，實用性強。
[0019]進一步的，本實用新型中的座椅在振動的過程中，座椅的上支撐架和下支撐架存在相對位移，進而齒輪齒條機構發生相對位移，固定在座椅上支撐架上的齒條帶動齒輪轉動，齒輪通過帶有花鍵的軸帶動直流電機轉動，直流電機在轉動的過程中可以產生電能，電能通過電能回收管理控制器存入蓄電池組，從而實現整個主動控制座椅的電能供給，實現了自供能量的特點。
【附圖說明】

[0020]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0021]圖2為本實用新型圖1的右視圖；
[0022]圖3為本實用新型圖1的A-A視圖；
[0023]圖4為本實用新型圖1的B-B視圖；
[0024]圖5為本實用新型的磁流變阻尼器結構圖。
[0025]圖中，I為座椅本體，2為支撐架，3為固定架，4為連接件，5為阻尼器，6為螺旋彈簧，7-1為加速度傳感器，7-2為主動控制器，7-3為電流驅動模塊7-3，7-4為電機驅動模塊，7-5為電能回收管理控制器，8為齒條，9為直流電機，10為連接導線，11為蓄電池組，12-1為第一滑軌，12-2為第二滑軌。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合附圖對本實用新型做詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0027]如圖1所示，本實用新型的自供能型車輛主動減振座椅，包括固定架3，固定架3通過連接件4設置有支撐架2，支撐架2上安裝有座椅本體I，固定架3與支撐架2之間安裝有減振系統；
[0028]其中，所述減振系統包括阻尼可調的阻尼器5、豎直設置的齒條8、裝有齒輪的直流電機9、以及用于進行自適應阻尼調節的主動控制裝置；
[0029]所述阻尼器5豎直設置于固定架3與支撐架2之間，阻尼器5設置有活塞桿的一端與座椅上支撐架2下表面相鉸接，另一端與固定架3上表面相鉸接;齒條8上端與支撐架2下表面相連接，齒條8下端自由，齒條8均不會與連接件4、支撐架2和下固定架3發生運動干涉。直流電機9固定于固定架3上，且直流電機9的齒輪與齒條8相嚙合，主動控制裝置與阻尼器5以及直流電機9相連接，所述阻尼器5結構如圖5所示。
[0030]具體點，如圖2、3所示，本實施例中，所述主動控制裝置包括加速度傳感器7-1、與加速度傳感器7-1連接的主動控制器7-2、與主動控制器7-2相連接的電流驅動模塊7-3、以及與主動控制器7-2連接的電機驅動模塊7-4;其中，所述電流驅動模塊7-3與阻尼器5相連接;所述電機驅動模塊7-4與直流電機9相連接;所述加速度傳感器7-1固定在支撐架2下表面中心位置;所述主動控制器7-2、電流驅動模塊7-3、電機驅動模塊7-4均固定在固定架3上，所述主動控制裝置還包括蓄電池組11，所述蓄電池組11與所述阻尼器5以及直流電機9相連接。所述直流電機9通過電能回收管理控制器7-5與蓄電池組11相連接。
[0031 ] 其中，所述的加速度傳感器7-1、主動控制器7-2、電機驅動器7-4、電流驅動器7_3、直流電機9、蓄電池組11之間的連接導線10的外圍均包裹橡膠圈，從而防止導線在運動過程中與其他結構纏繞、磨損。所述的主動控制器7-2模塊使用DSP微控制器，DSP微控制器數據處理速度快、可靠性高、使用壽命長、實時性好、能夠提高阻尼模糊控制的精度。
[0032]需要時說明的是，本實用新型中所述直流電機9為永磁無刷直流電機，所述阻尼可調的阻尼器5為磁流變阻尼器。
[0033]如圖1、4所示，所述連接件4為交叉機構，支撐架2的底部開設有第一滑軌12-1，固定架3上開設有第二滑軌12-2，交叉機構的上端鉸接于第一滑軌12-1中，交叉機構的下端部鉸接于第二滑軌12-2中。所述固定架3與支撐架2之間還設置有螺旋彈簧6。
[0034]本實用新型的工作過程為:
[0035]當該減振座椅受到垂直方向的載荷沖擊時，交叉結構件在上下滑槽中前后移動，此時加速度傳感器7-1采集來自減振座椅的振動加速度信號并輸出給主動控制器7-2，主動控制器7-2接收來自于加速度傳感器7-1所輸出的信號并進行分析處理通過主動控制器7-2得出相應的控制信號給接在輸出端的電流驅動器模塊7-3上，并通過電流驅動器模7-3塊實時地調節阻尼可調的阻尼器5的輸入電流，從而實時控制阻尼器5的阻尼力，同時主動控制器7-2將輸出的控制信號傳送給電機驅動模塊7-4，電機驅動模塊7-4在控制器信號的作用下控制直流電機9的輸入PffM波，從而使得電機產生一定的扭矩，電機帶動齒輪8轉動或電機為齒輪提供一定的阻力扭矩，進而控制齒條8的上下移動和上下移動的趨勢，從而達到主動控制座椅升降和阻力的特性;阻尼可調阻尼器5和齒輪齒條結構8會對座椅支撐架2和固定架3的相對運動起到一定的約束或調節作用，從而衰減一部分能量或對座椅的高度進行必要調節，從而減小了座椅本體I的沖擊力，提高了座椅的可控性和乘坐舒適性。
[0036]綜上所述，本實用新型能夠準確、快速地實現對于不同振動狀況的優良動態調節減振，減振效果好，可實現座椅的高度調節，同時可實現座椅減振系統能量的自我供給。
[0037]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0038]1、本實用新型主要采用阻尼可調式阻尼器、齒輪齒條機構、直流電機來進行減振和振動能量的回收，同時采用主動控制系統對阻尼可調式阻尼器的阻尼和電機進行控制，同時還采用齒輪齒條結構和直流電機以及能量回收系統對振動能量進行回收，設計新穎合理，實用性強。
[0039]2、本實用新型中的主動控制系統采用加速度傳感器收集來自座椅的振動加速度信號并傳送給主動控制器，主動控制器模塊接收加速度傳感器傳送的加速度信號并進行處理分析后輸出相應的控制信號給接在其輸出端的電流驅動裝置和電機驅動裝置，并通過電流驅動裝置實時地對阻尼可調式阻尼器的阻尼進行控制、調整，同時通過電機驅動裝置對電機的扭矩進行調節從而調節其阻力特性，同時可以控制電機轉動實現座椅的升降，從而可以實現對整個座椅阻尼、剛度以及高度的調節，其調節速度快，準確率高，實時性能好，智能化程度高。
[0040]3、本實用新型中阻尼可調式阻尼器所輸出的阻尼力可以根據控制器中的模糊控制器進行實時計算調節，其中模糊控制器輸入量是座椅加速度值及其偏差，輸出量是阻尼力的大小，同時另一個模糊控制器對直流電機進行調節，其輸入量為座椅的加速度值及其偏差，輸出量為直流電機PWM波的控制信號。
[0041]4、本實用新型中的座椅在振動的過程中，座椅的上支撐架和下支撐架存在相對位移，進而齒輪齒條機構發生相對位移，固定在座椅上支撐架上的齒條帶動齒輪轉動，齒輪通過帶有花鍵的軸帶動直流電機轉動，直流電機在轉動的過程中可以產生電能，電能通過電能回收管理控制器存入蓄電池組，從而實現整個主動控制座椅的電能供給，實現了自供能量的特點。
[0042]5、本實用新型的實用性強，舒適性好，可廣泛應用于各種汽車座椅，尤其是路況惡劣的工程車輛座椅。
[0043]綜上所述，本實用新型設計新穎合理，能實現能量的自我供給，結構簡單，智能化程度高，可同時實現阻尼、剛度和高度的實時調節，減振效果好，實用性強，舒適性好，解決了現有技術所存在的難以適應變化的行駛路況、減振效果不佳、消耗汽車本身蓄電池能量、座椅的乘坐舒適性較差的缺陷和不足，便于推廣使用。
[0044]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.一種自供能型車輛主動減振座椅，其特征在于，包括固定架(3)，固定架(3)通過連接件(4)設置有支撐架(2)，支撐架(2)上安裝有座椅本體(I)，固定架(3)與支撐架(2)之間安裝有減振系統； 其中，所述減振系統包括阻尼可調的阻尼器(5)、豎直設置的齒條(8)、裝有齒輪的直流電機(9)、以及用于進行自適應阻尼調節的主動控制裝置； 所述阻尼器(5)豎直設置于固定架(3)與支撐架(2)之間，阻尼器(5)設置有活塞桿的一端與座椅上支撐架(2)下表面相鉸接，另一端與固定架(3)上表面相鉸接;齒條(8)上端與支撐架(2)下表面相連接，齒條(8)下端自由，所述直流電機(9)固定于固定架(3)上，且直流電機(9)的齒輪與齒條(8)相嚙合，主動控制裝置與阻尼器(5)以及直流電機(9)相連接。2.根據權利要求1所述的自供能型車輛主動減振座椅，其特征在于，所述主動控制裝置包括加速度傳感器(7-1)、與加速度傳感器(7-1)連接的主動控制器(7-2)、與主動控制器(7-2)相連接的電流驅動模塊(7-3)、以及與主動控制器(7-2)連接的電機驅動模塊(7-4);其中，所述電流驅動模塊(7-3)與阻尼器(5)相連接;所述電機驅動模塊(7-4)與直流電機(9)相連接;所述加速度傳感器(7-1)固定在支撐架(2)下表面中心位置;所述主動控制器(7-2)、電流驅動模塊(7-3 )、電機驅動模塊(7-4)均固定在固定架(3)上。3.根據權利要求2所述的自供能型車輛主動減振座椅，其特征在于，所述主動控制器(7-2)為DSP微控制器。4.根據權利要求2所述的自供能型車輛主動減振座椅，其特征在于，所述主動控制裝置還包括蓄電池組(11)，所述蓄電池組(11)與所述阻尼器(5)以及直流電機(9)相連接。5.根據權利要求4所述的自供能型車輛主動減振座椅，其特征在于，所述直流電機(9)通過電能回收管理控制器(7-5)與蓄電池組(11)相連接。6.根據權利要求1所述的自供能型車輛主動減振座椅，其特征在于，所述連接件(4)為交叉機構，支撐架(2)的底部開設有第一滑軌(12-1)，固定架(3)上開設有第二滑軌(12-2)，交叉機構的上端鉸接于第一滑軌(12-1)中，交叉機構的下端部鉸接于第二滑軌(12-2)中。7.根據權利要求1所述的自供能型車輛主動減振座椅，其特征在于，所述固定架(3)與支撐架(2)之間還設置有螺旋彈簧(6)。8.根據權利要求1所述的自供能型車輛主動減振座椅，其特征在于，所述直流電機(9)為永磁無刷直流電機。9.根據權利要求1所述的自供能型車輛主動減振座椅，其特征在于，所述阻尼可調的阻尼器(5)為磁流變阻尼器。
【文檔編號】B60N2/52GK205706280SQ201620678001
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】甘陽陽, 史革盟
【申請人】寶雞文理學院