【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车座椅，特别涉及一种汽车座椅直接力控系统及汽车座椅。
技术介绍
1、日常出行乘坐汽车、地铁及高铁等车辆交通工具时，由于路面不平或者冲击过大等因素造成乘客颠簸不舒服，究其原因是座椅加速度超出舒适加速度指标范围。为解决上述问题，目前采取的措施基本是被动方案或者主动位置跟踪，这类控制并不能直接跟踪加速度并抵消加速度干扰，提高舒适性的效率过低，究其原因，在于其一般使用的是加速度传感器进行测量，其测量往往会存在滞后性，难以及时的追踪加速度。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种汽车座椅直接力控系统及汽车座椅，其具体的技术方案如下：
2、一方面提供一种汽车座椅直接力控系统，用于控制目标汽车的目标汽车座椅，所述目标汽车座椅底部安装有汽车座椅支撑平台，包括：力传感器，所述力传感器安装在所述汽车座椅支撑平台的减振装置末端，用于检测动态负载力；
3、参考力生成模块，用于通过所述力传感器获取在所述目标汽车座椅处于静止状态下的参考负载力；
4、跟踪控制器，用于根据所述动态负载力和所述参考负载力，产生对应的平衡实时负载控制信号，以驱动所述减振装置运动。
5、在本技术方案中，通过使用力传感器进行平衡追踪，直接实时感知负载力，执行器跟踪并抵消负载力，达到降低座椅加速度干扰的目的，从而提升乘客的乘坐体验和舒适度。
6、优选地，还包括：惯性测量单元，用于获取加速度数据以判断所述目标汽车是否处于静止状态，当所述汽车处于静止
7、优选地，所述跟踪控制器具体包括：
8、信号解耦模块，用于对所述参考负载力和所述动态负载力进行力学解耦到所述减振装置的关节空间；
9、驱动控制模块，用于根据所述信号解耦模块的解耦结果对驱动所述减振装置。
10、优选地，还包括编码器，用于实时检测所述减振装置的支链长度；
11、所述信号解耦模块根据所述支链长度将所述参考负载力和所述动态负载力进行力学解耦到所述减振装置的关节空间。
12、进一步优选地，所述跟踪控制器具体还包括：数据处理器，用于对所述力传感器的采集的所述动态负载力进行滤波算法、限位算法和融合算法处理。
13、进一步优选地，所述信号解耦模块，用于根据动态采集的所述动态负载力进行力学解耦，转化到所述减振装置的关节空间中，以获取参考解耦结果；
14、所述信号解耦模块，还用于根据静态采集的所述参考负载力进行力学解耦，转化到所述减振装置的关节空间中，以获取当前解耦结果。
15、优选地，驱动控制模块具体包括：力流转换器，用于将所述参考解耦结果和所述当前解耦结果转换为参考电流和当前实际电流；
16、电流环控制器，用于根据所述参考电流和所述当前实际电流，产生电机控制信号，以驱动所述减振装置产生对应的扭矩；所述电流环控制器采用闭环控制。
17、在本优选的技术方案中，使用力环(即使用力传感器采集的负载力为基础)，相比于速度环和位置环(即使用加速度传感器检测的加速度为基础)的响应带宽更大，在阶跃和正弦两种工况下均有较好的跟踪效果，设定电机电流环控制参数控制下可在0.01s内实现收敛，已可覆盖路谱带宽。
18、优选地，所述力传感器为拉压力传感器，受力方向为单轴的。
19、另一方面，提供一种汽车座椅，包括底部安装有汽车座椅支撑平台，所述汽车座椅支撑平台安装有减振装置，所述减振装置通过汽车座椅直接力控系统控制；所述跟踪控制器设置在所述汽车座椅的底部。
20、优选地，所述减振装置为伺服电缸；所述伺服电缸包括两个内向支撑电缸和两个外向支撑电缸；
21、所述内向电缸的安装角度θi满足：
22、
23、所述外向电缸的安装角度θi满足：
24、
25、其中，θi为所述汽车座椅工作时的实时安装角度，为工作时的实时支链长度，a和b为所述内向电缸的定平台铰链之间的距离和动平台铰链的距离，a0和b0为所述外向电缸的定平台铰链之间的距离和动平台铰链的距离。
26、在本技术方案中，解构了单轴力传感器下的全主动座椅力雅克比矩阵，用到了编码器和几何及运动学相融合的技术精确实现力的解耦。
27、本专利技术至少包括以下一项技术效果：
28、(1)通过使用力传感器进行平衡追踪，直接实时感知负载力，执行器跟踪并抵消负载力，达到降低座椅加速度干扰的目的，从而提升乘客的乘坐体验和舒适度；
29、(2)使用力环(即使用力传感器采集的负载力为基础)，相比于速度环和位置环(即使用加速度传感器检测的加速度为基础)的响应带宽更大，在阶跃和正弦两种工况下均有较好的跟踪效果，设定电机电流环控制参数控制下可在0.01s内实现收敛，已可覆盖路谱带宽；
30、(3)解构了单轴力传感器下的全主动座椅力雅克比矩阵，用到了编码器和几何及运动学相融合的技术精确实现力的解耦。
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1.一种汽车座椅直接力控系统，用于控制目标汽车的目标汽车座椅，所述目标汽车座椅底部安装有汽车座椅支撑平台，其特征在于，包括：力传感器，所述力传感器安装在所述汽车座椅支撑平台的减振装置末端，用于检测动态负载力；
2.根据权利要求1所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，还包括：惯性测量单元，用于获取加速度数据以判断所述目标汽车是否处于静止状态，当所述汽车处于静止状态时，控制所述参考力生成模块运行以获取所述参考负载力。
3.根据权利要求1所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，所述跟踪控制器具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，还包括编码器，用于实时检测所述减振装置的支链长度；
5.根据权利要求1所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，所述跟踪控制器具体还包括：数据处理器，用于对所述力传感器的采集的所述动态负载力进行滤波算法、限位算法和融合算法处理。
6.根据权利要求3所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，所述信号解耦模块，用于根据动态采集的所述动态负载力进行力学解耦，转
7.根据权利要求3所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，驱动控制模块具体包括：
8.根据权利要求1所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，所述力传感器为拉压力传感器，受力方向为单轴的。
9.一种汽车座椅，包括底部安装有汽车座椅支撑平台，所述汽车座椅支撑平台安装有减振装置，其特征在于，所述减振装置通过权利要求1-8任一所述的汽车座椅直接力控系统控制；所述跟踪控制器设置在所述汽车座椅的底部。
10.根据权利要求9所述的一种汽车座椅，其特征在于，所述减振装置为伺服电缸；所述伺服电缸包括两个内向支撑电缸和两个外向支撑电缸；
...【技术特征摘要】
1.一种汽车座椅直接力控系统，用于控制目标汽车的目标汽车座椅，所述目标汽车座椅底部安装有汽车座椅支撑平台，其特征在于，包括：力传感器，所述力传感器安装在所述汽车座椅支撑平台的减振装置末端，用于检测动态负载力；
2.根据权利要求1所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，还包括：惯性测量单元，用于获取加速度数据以判断所述目标汽车是否处于静止状态，当所述汽车处于静止状态时，控制所述参考力生成模块运行以获取所述参考负载力。
3.根据权利要求1所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，所述跟踪控制器具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，还包括编码器，用于实时检测所述减振装置的支链长度；
5.根据权利要求1所述的一种汽车座椅直接力控系统，其特征在于，所述跟踪控制器具体还包括：数据处理器，用于对所述力传感器的采集的所述动态负载...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔文辉，郭启寅，
申请(专利权)人：上海新纪元机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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