基于半主动阻尼器的车辆座椅垂向减振系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于半主动阻尼器的车辆座椅垂向减振系统，主要由座椅、半主动阻尼器、可调弹簧组、压力传感器、位移传感器、控制器及电源等组成。座椅的支撑装置由执行机构和两套金属杠杆臂组合而成，其中杠杆臂分别安装在座椅的两侧，执行机构安装在座椅的前后端部；压力传感器安装在可调弹簧组的上部；位移传感器安装在座椅和簧上质量之间；可调弹簧组和半主动阻尼器垂向安装在杠杆臂和簧下质量之间。本实用新型专利技术通过控制器自身的程序算法，计算出合适的输出作用力，并通过电源输出电信号控制阻尼器，以此调节阻尼力，抵消由外界环境或不规则路面引起的振动力，从而达到隔离簧上质量和簧下质量之间垂向相对运动的目的。

Vertical damping system for vehicle seat based on Semi-active Damper

The utility model discloses a vertical vibration reduction system for vehicle seat based on semi-active damper, which is mainly composed of seat, semi-active damper, adjustable spring group, pressure sensor, displacement sensor, controller and power supply. The support device of the seat is composed of an actuator and two sets of metal lever arms, in which the lever arm is installed on both sides of the seat, and the actuator is installed at the front and rear ends of the seat; the pressure sensor is installed at the upper part of the adjustable spring group; the displacement sensor is installed between the mass of the seat and the spring; the adjustable spring group and the semi-main body. The dynamic damper is installed vertically between the lever arm and the lower mass of the spring. The utility model calculates the appropriate output force through the program arithmetic of the controller itself, and controls the damper through the output electric signal of the power supply, so as to adjust the damping force and offset the vibration force caused by the external environment or irregular road surface, thus achieving the goal of vertical relative motion between the mass of the isolation spring and the mass of the spring. Yes.

【技术实现步骤摘要】
基于半主动阻尼器的车辆座椅垂向减振系统
本技术涉及一种减振系统，尤其涉及一种基于半主动阻尼器的车辆座椅垂向减振系统。
技术介绍
随着国民经济发展和人们生活水平的提高，汽车已成为人们日常生活中不可或缺的交通工具，并且人们对汽车的行驶平顺性和安全性提出了更高的要求。“人体-座椅”系统对最终传到人体的振动量有较大影响，汽车座椅的主要作用是支撑人体，缓冲路面不平带给人的冲击与振动，给驾乘人员提供良好的驾驶和乘坐环境。目前，对于大部分非公路车辆，特别是农用车辆和工程车辆，在路况较差条件下行驶产生的振动已对驾驶人员的健康产生越来越严重的影响，不适应现代汽车对舒适性、平顺性的要求。如果驾乘人员长期承受这种低频高强度的振动，容易患上脊椎畸变、呼吸急促、视觉灵敏度下降、腰间盘突出等疾病。基于此，有必要设计一种基于半主动阻尼器的车辆座椅垂向减振系统，通过控制器判断出簧上质量和簧下质量之间的垂向相对运动是否超出半主动阻尼器的调节范围。超过阻尼器的调节范围时，控制器会通过自身的程序算法，计算出合适的输出作用力，并通过电源输出电信号控制阻尼器，以此调节阻尼力，抵消由外界环境或不规则路面引起的振动力，从而实现座椅垂向减振系统减振，保证驾乘人员的乘坐舒适性、操纵稳定性和安全性。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
所述车辆座椅垂向减振系统存在的问题，本技术提供一种基于半主动阻尼器的车辆座椅垂向减振系统。该座椅垂向减振系统通过程序算法控制座椅系统中的各参数，得到用于抵消由簧下质量传递到簧上质量的冲击和振动的作用力，实现隔离座椅系统中簧上质量和簧下质量之间的垂向相对运动，达到减振的目的。当座椅垂向系统发生振动或冲击时，压力传感器信号和位移传感器信号都会传入给控制器，控制器会通过算法判断出簧上质量和簧下质量之间的垂向相对运动是否超出半主动阻尼器的调节范围。超过阻尼器的调节范围时，控制器会通过自身的程序算法，计算出合适的输出作用力，并通过电源输出电信号控制阻尼器，以此调节阻尼力，抵消由外界环境或不规则路面引起的振动力，达到减振的目的。本技术设计的座椅垂向减振系统采用前、后两个执行机构和两套金属杠杆臂，作为支撑装置安装在簧上质量和簧下质量之间。这种结构设计易于调节垂向振动，而且使座椅垂向减振系统更稳定。此外，将可调弹簧组和半主动阻尼器垂向放置在横向杠杆臂和簧下质量之间，以此缓和和衰减由车身传来的冲击和振动，这种布置使得空间利用合理，结构紧凑且减振效率高。本技术解决其技术问题所采用的技术方案包括：座椅(1)、簧上质量(2)、位移传感器数据传输线(3)、压力传感器数据传输线(4)、控制器信号传输线(5)、半主动阻尼器数据传输线(6)、前执行机构(7)、减震器Ⅱ(8)、弹簧拉伸最大限度位置(9)、弹簧回缩最大限度位置(10)、减震器Ⅰ(11)、联锁元件Ⅰ(12)、联锁元件Ⅱ(13)、半主动阻尼器(14)、可调弹簧组(15)、簧下质量(16)、后执行机构(17)、座椅底板(18)、压力传感器(19)、杠杆臂(20)、位移传感器(21)、直线导轨(22)、球轴承(23)、控制器(24)及电源(25)；座椅(1)的支撑装置由前执行机构(7)、后执行机构(17)和两套金属杠杆臂组合而成；两套金属杠杆臂分别固定安装在座椅(1)的两侧，前执行机构(7)和后执行机构(17)分别安装在座椅(1)的前端部和后端部；压力传感器(19)安装在可调弹簧组(15)的上部，用于实时测量座椅减振系统的压力；并由压力传感器数据传输线(4)将实时测量的数据传输给控制器(24)；位移传感器(21)安装在座椅(1)和簧上质量(2)之间，用于检测簧上质量(2)的垂向位移变化，并通过位移传感器数据传输线(3)将测量数据传输给控制器(24)；控制器信号输出线(5)用于将控制信号从控制器(24)传输给电源(25)；可调弹簧组(15)垂向安装在杠杆臂(20)和簧下质量(16)之间；半主动阻尼器(14)垂向安装在杠杆臂(20)和簧下质量(16)之间，与可调弹簧组(15)的安装方向平行；半主动阻尼器(14)上端连接一个联锁元件Ⅱ(13)，其下端连接一个联锁元件Ⅰ(12)；联锁元件Ⅰ(12)上安装有减振器Ⅰ(11)和减振器Ⅱ(8)，用于缓解簧上质量(2)和簧下质量(16)之间的相对运动达到回缩或者拉伸极限时所带来的影响，并将这种影响反馈给半主动阻尼器(14)，同时通过半主动阻尼器数据传输线(6)传输给控制器(24)；减振器Ⅰ(11)存在一个弹簧回缩最大限度位置(9)，其代表座椅减振系统回缩停止，此时簧上质量(2)和簧下质量(16)之间的相对运动已经达到回缩的最大限度；减振器Ⅱ(8)存在一个弹簧拉伸最大限度位置(10)，其代表座椅减振系统拉伸停止，此时簧上质量(2)和簧下质量(16)之间的相对运动已经达到拉伸的最大限度；直线导轨(22)安装在座椅底板(18)左侧的端部，与座椅(1)之间的间隙装有球轴承(23)，座椅(1)可以沿着座椅底板(18)做垂向平移运动；座椅底板(18)安装在车身上，用于固定座椅(1)。本技术与
技术介绍
相比，具有的有益效果是：（1）本技术检测到的压力传感器信号和位移传感器信号传给控制器，控制器会通过算法判断出簧上质量和簧下质量之间的垂向相对运动是否超出半主动阻尼器的调节范围；超过阻尼器的调节范围时，控制器会通过自身的程序算法，计算出合适的输出作用力，并通过电源输出电信号控制半主动阻尼器，以此调节阻尼力，抵消由外界环境或不规则路面引起的振动力，达到减振目的，给驾乘人员提供一种安全、健康和舒适的驾驶环境。（2）本技术采用前执行机构、后执行机构和两套金属杠杆臂作为座椅的支撑装置，安装在簧上质量和簧下质量之间。这种结构设计易于调节垂向振动，而且使座椅垂向减振系统更稳定。（3）本技术通过将可调弹簧组和半主动阻尼器垂向放置在横向杠杆臂和簧下质量之间，以此缓和和衰减由车身传来的冲击和振动，这种布置使得空间利用合理，结构紧凑且减振效率高。附图说明图1是本技术车辆座椅垂向减振系统结构示意图。图2是本技术车辆座椅垂向减振系统中控制器功能框图。图3是本技术控制算法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1是本技术车辆座椅垂向减振系统结构示意图。包括座椅1、簧上质量2、位移传感器数据传输线3、压力传感器数据传输线4、控制器信号传输线5、半主动阻尼器数据传输线6、前执行机构7、减震器Ⅱ8、弹簧拉伸最大限度位置9、弹簧回缩最大限度位置10、减震器Ⅰ11、联锁元件Ⅰ12、联锁元件Ⅱ13、半主动阻尼器14、可调弹簧组15、簧下质量16、后执行机构17、座椅底板18、压力传感器19、杠杆臂20、位移传感器21、直线导轨22、球轴承23、控制器24及电源25；座椅1的支撑装置由前执行机构7、后执行机构17和两套金属杠杆臂组合而成；前执行机构7和后执行机构17分别安装在座椅1的前端部和后端部；压力传感器19安装在可调弹簧组15的上部；位移传感器21安装在座椅1和簧上质量2之间；可调弹簧组15垂向安装在杠杆臂20和簧下质量16之间；半主动阻尼器14垂向安装在杠杆臂20和簧下质量16之间；半主动阻尼器14上端连接一个联锁元件Ⅱ13，其下端连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于半主动阻尼器的车辆座椅垂向减振系统，其特征在于包括：座椅(1)、簧上质量(2)、位移传感器数据传输线(3)、压力传感器数据传输线(4)、控制器信号传输线(5)、半主动阻尼器数据传输线(6)、前执行机构(7)、减震器Ⅱ(8)、弹簧拉伸最大限度位置(9)、弹簧回缩最大限度位置(10)、减震器Ⅰ(11)、联锁元件Ⅰ(12)、联锁元件Ⅱ(13)、半主动阻尼器(14)、可调弹簧组(15)、簧下质量(16)、后执行机构(17)、座椅底板(18)、压力传感器(19)、杠杆臂(20)、位移传感器(21)、直线导轨(22)、球轴承(23)、控制器(24)及电源(25)；座椅(1)的支撑装置由前执行机构(7)、后执行机构(17)和两套金属杠杆臂组合而成；两套金属杠杆臂分别固定安装在座椅(1)的两侧，前执行机构(7)和后执行机构(17)分别安装在座椅(1)的前端部和后端部；压力传感器(19)安装在可调弹簧组(15)的上部，用于实时测量座椅减振系统的压力；并由压力传感器数据传输线(4)将实时测量的数据传输给控制器(24)；位移传感器(21)安装在座椅(1)和簧上质量(2)之间，用于检测簧上质量(2)的垂向位移变化，并通过位移传感器数据传输线(3)将测量数据传输给控制器(24)；控制器信号传输线(5)用于将控制信号从控制器(24)传输给电源(25)；可调弹簧组(15)垂向安装在杠杆臂(20)和簧下质量(16)之间；半主动阻尼器(14)垂向安装在杠杆臂(20)和簧下质量(16)之间，与可调弹簧组(15)的安装方向平行；半主动阻尼器(14)上端连接一个联锁元件Ⅱ(13)，其下端连接一个联锁元件Ⅰ(12)；联锁元件Ⅰ(12)上安装有减震器Ⅰ(11)和减震器Ⅱ(8)，用于缓解簧上质量(2)和簧下质量(16)之间的相对运动达到回缩或者拉伸极限时所带来的影响，并将这种影响反馈给半主动阻尼器(14)，同时通过半主动阻尼器数据传输线(6)传输给控制器(24)；减震器Ⅰ(11)存在一个弹簧回缩最大限度位置(9)，其代表座椅减振系统回缩停止，此时簧上质量(2)和簧下质量(16)之间的相对运动已经达到回缩的最大限度；减震器Ⅱ(8)存在一个弹簧拉伸最大限度位置(10)，其代表座椅减振系统拉伸停止，此时簧上质量(2)和簧下质量(16)之间的相对运动已经达到拉伸的最大限度；直线导轨(22)安装在座椅底板(18)左侧的端部，与座椅(1)之间的间隙装有球轴承(23)，座椅(1)可以沿着座椅底板(18)做垂向平移运动；座椅底板(18)安装在车身上，用于固定座椅(1)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于半主动阻尼器的车辆座椅垂向减振系统，其特征在于包括：座椅(1)、簧上质量(2)、位移传感器数据传输线(3)、压力传感器数据传输线(4)、控制器信号传输线(5)、半主动阻尼器数据传输线(6)、前执行机构(7)、减震器Ⅱ(8)、弹簧拉伸最大限度位置(9)、弹簧回缩最大限度位置(10)、减震器Ⅰ(11)、联锁元件Ⅰ(12)、联锁元件Ⅱ(13)、半主动阻尼器(14)、可调弹簧组(15)、簧下质量(16)、后执行机构(17)、座椅底板(18)、压力传感器(19)、杠杆臂(20)、位移传感器(21)、直线导轨(22)、球轴承(23)、控制器(24)及电源(25)；座椅(1)的支撑装置由前执行机构(7)、后执行机构(17)和两套金属杠杆臂组合而成；两套金属杠杆臂分别固定安装在座椅(1)的两侧，前执行机构(7)和后执行机构(17)分别安装在座椅(1)的前端部和后端部；压力传感器(19)安装在可调弹簧组(15)的上部，用于实时测量座椅减振系统的压力；并由压力传感器数据传输线(4)将实时测量的数据传输给控制器(24)；位移传感器(21)安装在座椅(1)和簧上质量(2)之间，用于检测簧上质量(2)的垂向位移变化，并通过位移传感器数据传输线(3)将测量数据传输给控制器(24...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国良，林豪，李刚，喻理梵，钟芳，程慧云，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：新型
国别省市：江西,36