一种自供能型车辆主动减振座椅的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自供能型车辆主动减振座椅，包括固定架，固定架通过连接件设置有支撑架，支撑架上安装有座椅本体，固定架与支撑架之间安装有减振系统；其中，所述减振系统包括阻尼可调的阻尼器、竖直设置的齿条、装有齿轮的直流电机、以及用于进行自适应阻尼调节的主动控制装置，本实用新型采用自适应式的可调节减振系统对座椅自供能量、刚度及阻尼以及高度进行的动态调节，本实用新型减振效果好，大力提高了座椅的乘坐舒适度，实用性强，便于推广使用。
【专利说明】
一种自供能型车辆主动减振座椅
技术领域
[0001]本实用新型涉及减震座椅装置技术领域，尤其涉及一种自供能型车辆主动减振座椅。
【背景技术】
[0002]现有技术中，汽车座椅的减振系统总成大多采用螺旋弹簧和一般的液压阻尼器构成，这种减振器总成的刚度和阻尼是无法调整的，不同体重的乘客在乘坐时，由于螺旋弹簧的刚度和阻尼不可调整，座椅振动频率难免会落在人体不舒适的频率范围内，因此难以适应不同的行驶工况，减振效果不佳，座椅乘坐舒适性不好。且目前单一的磁流变减振座椅其需要大量耗损车辆蓄电池组能量，虽然一定程度上提高了乘坐舒适性但其带来的能量耗损却降低了汽车的燃油经济性。
【实用新型内容】
[0003]针对上述缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种自供能型车辆主动减振座椅。
[0004]本实用新型的技术方案为:
[0005]—种自供能型车辆主动减振座椅，包括固定架，固定架通过连接件设置有支撑架，支撑架上安装有座椅本体，固定架与支撑架之间安装有减振系统；
[0006]其中，所述减振系统包括阻尼可调的阻尼器、竖直设置的齿条、装有齿轮的直流电机、以及用于进行自适应阻尼调节的主动控制装置；
[0007]所述阻尼器竖直设置于固定架与支撑架之间，阻尼器设置有活塞杆的一端与座椅上支撑架下表面相铰接，另一端与固定架上表面相铰接;齿条上端与支撑架下表面相连接，齿条下端自由，所述直流电机固定于固定架上，且直流电机的齿轮与齿条相啮合，主动控制装置与阻尼器以及直流电机相连接。
[0008]所述主动控制装置包括加速度传感器、与加速度传感器连接的主动控制器、与主动控制器相连接的电流驱动模块、以及与主动控制器连接的电机驱动模块;其中，所述电流驱动模块与阻尼器相连接;所述电机驱动模块与直流电机相连接;所述加速度传感器固定在支撑架下表面中心位置;所述主动控制器、电流驱动模块、电机驱动模块均固定在固定架上。
[0009]所述主动控制器为DSP微控制器。
[0010]所述主动控制装置还包括蓄电池组，所述蓄电池组与所述阻尼器以及直流电机相连接。
[0011]所述直流电机通过电能回收管理控制器与蓄电池组相连接。
[0012]所述连接件为交叉机构，支撑架的底部开设有第一滑轨，固定架上开设有第二滑轨，交叉机构的上端铰接于第一滑轨中，交叉机构的下端部铰接于第二滑轨中。
[0013]所述固定架与支撑架之间还设置有螺旋弹簧。
[0014]所述直流电机为永磁无刷直流电机。
[0015]所述阻尼可调的阻尼器为磁流变阻尼器。
[0016]与现有技术比较，本实用新型的有益效果为:
[0017]本实用新型提供的一种自供能型车辆主动减振座椅，采用自适应式的可调节减振系统对座椅自供能量、刚度及阻尼以及高度进行的动态调节，本实用新型减振效果好，大力提高了座椅的乘坐舒适度，实用性强，便于推广使用。
[0018]进一步的，本实用新型主要采用阻尼可调式阻尼器、齿轮齿条机构、直流电机来进行减振和振动能量的回收，同时采用主动控制系统对阻尼可调式阻尼器的阻尼和电机进行控制，同时还采用齿轮齿条结构和直流电机以及能量回收系统对振动能量进行回收，设计新颖合理，实用性强。
[0019]进一步的，本实用新型中的座椅在振动的过程中，座椅的上支撑架和下支撑架存在相对位移，进而齿轮齿条机构发生相对位移，固定在座椅上支撑架上的齿条带动齿轮转动，齿轮通过带有花键的轴带动直流电机转动，直流电机在转动的过程中可以产生电能，电能通过电能回收管理控制器存入蓄电池组，从而实现整个主动控制座椅的电能供给，实现了自供能量的特点。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的结构不意图；
[0021]图2为本实用新型图1的右视图；
[0022]图3为本实用新型图1的A-A视图；
[0023]图4为本实用新型图1的B-B视图；
[0024]图5为本实用新型的磁流变阻尼器结构图。
[0025]图中，I为座椅本体，2为支撑架，3为固定架，4为连接件，5为阻尼器，6为螺旋弹簧，7-1为加速度传感器，7-2为主动控制器，7-3为电流驱动模块7-3，7-4为电机驱动模块，7-5为电能回收管理控制器，8为齿条，9为直流电机，10为连接导线，11为蓄电池组，12-1为第一滑轨，12-2为第二滑轨。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合附图对本实用新型做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0027]如图1所示，本实用新型的自供能型车辆主动减振座椅，包括固定架3，固定架3通过连接件4设置有支撑架2，支撑架2上安装有座椅本体I，固定架3与支撑架2之间安装有减振系统；
[0028]其中，所述减振系统包括阻尼可调的阻尼器5、竖直设置的齿条8、装有齿轮的直流电机9、以及用于进行自适应阻尼调节的主动控制装置；
[0029]所述阻尼器5竖直设置于固定架3与支撑架2之间，阻尼器5设置有活塞杆的一端与座椅上支撑架2下表面相铰接，另一端与固定架3上表面相铰接;齿条8上端与支撑架2下表面相连接，齿条8下端自由，齿条8均不会与连接件4、支撑架2和下固定架3发生运动干涉。直流电机9固定于固定架3上，且直流电机9的齿轮与齿条8相啮合，主动控制装置与阻尼器5以及直流电机9相连接，所述阻尼器5结构如图5所示。
[0030]具体点，如图2、3所示，本实施例中，所述主动控制装置包括加速度传感器7-1、与加速度传感器7-1连接的主动控制器7-2、与主动控制器7-2相连接的电流驱动模块7-3、以及与主动控制器7-2连接的电机驱动模块7-4;其中，所述电流驱动模块7-3与阻尼器5相连接;所述电机驱动模块7-4与直流电机9相连接;所述加速度传感器7-1固定在支撑架2下表面中心位置;所述主动控制器7-2、电流驱动模块7-3、电机驱动模块7-4均固定在固定架3上，所述主动控制装置还包括蓄电池组11，所述蓄电池组11与所述阻尼器5以及直流电机9相连接。所述直流电机9通过电能回收管理控制器7-5与蓄电池组11相连接。
[0031 ] 其中，所述的加速度传感器7-1、主动控制器7-2、电机驱动器7-4、电流驱动器7_3、直流电机9、蓄电池组11之间的连接导线10的外围均包裹橡胶圈，从而防止导线在运动过程中与其他结构缠绕、磨损。所述的主动控制器7-2模块使用DSP微控制器，DSP微控制器数据处理速度快、可靠性高、使用寿命长、实时性好、能够提高阻尼模糊控制的精度。
[0032]需要时说明的是，本实用新型中所述直流电机9为永磁无刷直流电机，所述阻尼可调的阻尼器5为磁流变阻尼器。
[0033]如图1、4所示，所述连接件4为交叉机构，支撑架2的底部开设有第一滑轨12-1，固定架3上开设有第二滑轨12-2，交叉机构的上端铰接于第一滑轨12-1中，交叉机构的下端部铰接于第二滑轨12-2中。所述固定架3与支撑架2之间还设置有螺旋弹簧6。
[0034]本实用新型的工作过程为:
[0035]当该减振座椅受到垂直方向的载荷冲击时，交叉结构件在上下滑槽中前后移动，此时加速度传感器7-1采集来自减振座椅的振动加速度信号并输出给主动控制器7-2，主动控制器7-2接收来自于加速度传感器7-1所输出的信号并进行分析处理通过主动控制器7-2得出相应的控制信号给接在输出端的电流驱动器模块7-3上，并通过电流驱动器模7-3块实时地调节阻尼可调的阻尼器5的输入电流，从而实时控制阻尼器5的阻尼力，同时主动控制器7-2将输出的控制信号传送给电机驱动模块7-4，电机驱动模块7-4在控制器信号的作用下控制直流电机9的输入PffM波，从而使得电机产生一定的扭矩，电机带动齿轮8转动或电机为齿轮提供一定的阻力扭矩，进而控制齿条8的上下移动和上下移动的趋势，从而达到主动控制座椅升降和阻力的特性;阻尼可调阻尼器5和齿轮齿条结构8会对座椅支撑架2和固定架3的相对运动起到一定的约束或调节作用，从而衰减一部分能量或对座椅的高度进行必要调节，从而减小了座椅本体I的冲击力，提高了座椅的可控性和乘坐舒适性。
[0036]综上所述，本实用新型能够准确、快速地实现对于不同振动状况的优良动态调节减振，减振效果好，可实现座椅的高度调节，同时可实现座椅减振系统能量的自我供给。
[0037]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0038]1、本实用新型主要采用阻尼可调式阻尼器、齿轮齿条机构、直流电机来进行减振和振动能量的回收，同时采用主动控制系统对阻尼可调式阻尼器的阻尼和电机进行控制，同时还采用齿轮齿条结构和直流电机以及能量回收系统对振动能量进行回收，设计新颖合理，实用性强。
[0039]2、本实用新型中的主动控制系统采用加速度传感器收集来自座椅的振动加速度信号并传送给主动控制器，主动控制器模块接收加速度传感器传送的加速度信号并进行处理分析后输出相应的控制信号给接在其输出端的电流驱动装置和电机驱动装置，并通过电流驱动装置实时地对阻尼可调式阻尼器的阻尼进行控制、调整，同时通过电机驱动装置对电机的扭矩进行调节从而调节其阻力特性，同时可以控制电机转动实现座椅的升降，从而可以实现对整个座椅阻尼、刚度以及高度的调节，其调节速度快，准确率高，实时性能好，智能化程度高。
[0040]3、本实用新型中阻尼可调式阻尼器所输出的阻尼力可以根据控制器中的模糊控制器进行实时计算调节，其中模糊控制器输入量是座椅加速度值及其偏差，输出量是阻尼力的大小，同时另一个模糊控制器对直流电机进行调节，其输入量为座椅的加速度值及其偏差，输出量为直流电机PWM波的控制信号。
[0041]4、本实用新型中的座椅在振动的过程中，座椅的上支撑架和下支撑架存在相对位移，进而齿轮齿条机构发生相对位移，固定在座椅上支撑架上的齿条带动齿轮转动，齿轮通过带有花键的轴带动直流电机转动，直流电机在转动的过程中可以产生电能，电能通过电能回收管理控制器存入蓄电池组，从而实现整个主动控制座椅的电能供给，实现了自供能量的特点。
[0042]5、本实用新型的实用性强，舒适性好，可广泛应用于各种汽车座椅，尤其是路况恶劣的工程车辆座椅。
[0043]综上所述，本实用新型设计新颖合理，能实现能量的自我供给，结构简单，智能化程度高，可同时实现阻尼、刚度和高度的实时调节，减振效果好，实用性强，舒适性好，解决了现有技术所存在的难以适应变化的行驶路况、减振效果不佳、消耗汽车本身蓄电池能量、座椅的乘坐舒适性较差的缺陷和不足，便于推广使用。
[0044]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种自供能型车辆主动减振座椅，其特征在于，包括固定架(3)，固定架(3)通过连接件(4)设置有支撑架(2)，支撑架(2)上安装有座椅本体(I)，固定架(3)与支撑架(2)之间安装有减振系统； 其中，所述减振系统包括阻尼可调的阻尼器(5)、竖直设置的齿条(8)、装有齿轮的直流电机(9)、以及用于进行自适应阻尼调节的主动控制装置； 所述阻尼器(5)竖直设置于固定架(3)与支撑架(2)之间，阻尼器(5)设置有活塞杆的一端与座椅上支撑架(2)下表面相铰接，另一端与固定架(3)上表面相铰接;齿条(8)上端与支撑架(2)下表面相连接，齿条(8)下端自由，所述直流电机(9)固定于固定架(3)上，且直流电机(9)的齿轮与齿条(8)相啮合，主动控制装置与阻尼器(5)以及直流电机(9)相连接。2.根据权利要求1所述的自供能型车辆主动减振座椅，其特征在于，所述主动控制装置包括加速度传感器(7-1)、与加速度传感器(7-1)连接的主动控制器(7-2)、与主动控制器(7-2)相连接的电流驱动模块(7-3)、以及与主动控制器(7-2)连接的电机驱动模块(7-4);其中，所述电流驱动模块(7-3)与阻尼器(5)相连接;所述电机驱动模块(7-4)与直流电机(9)相连接;所述加速度传感器(7-1)固定在支撑架(2)下表面中心位置;所述主动控制器(7-2)、电流驱动模块(7-3 )、电机驱动模块(7-4)均固定在固定架(3)上。3.根据权利要求2所述的自供能型车辆主动减振座椅，其特征在于，所述主动控制器(7-2)为DSP微控制器。4.根据权利要求2所述的自供能型车辆主动减振座椅，其特征在于，所述主动控制装置还包括蓄电池组(11)，所述蓄电池组(11)与所述阻尼器(5)以及直流电机(9)相连接。5.根据权利要求4所述的自供能型车辆主动减振座椅，其特征在于，所述直流电机(9)通过电能回收管理控制器(7-5)与蓄电池组(11)相连接。6.根据权利要求1所述的自供能型车辆主动减振座椅，其特征在于，所述连接件(4)为交叉机构，支撑架(2)的底部开设有第一滑轨(12-1)，固定架(3)上开设有第二滑轨(12-2)，交叉机构的上端铰接于第一滑轨(12-1)中，交叉机构的下端部铰接于第二滑轨(12-2)中。7.根据权利要求1所述的自供能型车辆主动减振座椅，其特征在于，所述固定架(3)与支撑架(2)之间还设置有螺旋弹簧(6)。8.根据权利要求1所述的自供能型车辆主动减振座椅，其特征在于，所述直流电机(9)为永磁无刷直流电机。9.根据权利要求1所述的自供能型车辆主动减振座椅，其特征在于，所述阻尼可调的阻尼器(5)为磁流变阻尼器。
【文档编号】B60N2/52GK205706280SQ201620678001
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】甘阳阳, 史革盟
【申请人】宝鸡文理学院