减振悬架及具有该悬架的座椅的制作方法

本实用新型涉及悬架技术领域，特别涉及一种减振悬架，同时，本实用新型也涉及一种具有该减振悬架的座椅。

背景技术：

路面振动是一种不可控和不可预测的随机振动激励，传统的减振座椅多为采用被动式减振悬架进行振动衰减，该被动式悬架结构一般由机械弹簧与被动式阻尼器构成，使用时通过机械弹簧吸收振动，并通过阻尼器耗散能量，从而达到减振效果。不过机械弹簧与被动阻尼器构成的被动式减振悬架也存在减振性能一经设计便无法变动的情况，为此人们又开发出了空气弹簧与被动式阻尼器的组合，以及空气弹簧和分段式被动阻尼器的组合形式。

对于空气弹簧和被动式阻尼器构成的减振悬架，虽然空气弹簧相对于机械弹簧能够有良好的非线弹性，但其依然无法根据振动激励的改变做出相应的调整，而使得减振性能的提升有限。空气弹簧与分段式被动阻尼器构成的悬架结构，虽然阻尼可调，不过分段式的设计，并不能适应复杂多变的路面振动，而使得减振性能的改善依然有限。

针对于被动式悬架的不足，近年来一些公司推出了主动式减振悬架结构，例如一种采用空气弹簧和直线电机的主动减振悬架，其能实现主动控制，且可具有较好的跟随性能，而有着良好的减振效果。但是直线电机技术复杂，成本高昂，检修难度大，且其功耗也高，市场接受度低，而有很大的普及难度。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种减振悬架，以可具有良好的减振性能。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种减振悬架，包括具有可相对伸缩运动的上平台与下平台的悬架主体，还包括：

空气弹簧，设于所述悬架主体上，并可构成对所述上平台和所述下平台之间的支撑；

电流变/磁流变阻尼器，设于所述悬架主体上，且支撑于所述上平台与所述下平台之间；

检测单元，设于所述悬架主体上，以构成对所述上平台相对于所述下平台的振动激励信号的检测；

控制单元，相对于所述悬架主体固定设置，并与所述空气弹簧、所述电流变/磁流变阻尼器以及所述检测单元相连接，且所述控制单元被设置为承接于所述检测单元的检测信号，构成对所述空气弹簧刚度与所述电流变/磁流变阻尼器阻尼的控制。

进一步的，所述上平台和所述下平台由剪叉机构连接。

进一步的，在所述剪叉机构中的两侧的剪叉臂间铰接有连接杆，所述空气弹簧安装于所述连接杆上、并与所述上平台支撑相连。

进一步的，所述电流变/磁流变阻尼器枢转设置于所述剪叉臂上、且与所述上平台铰接相连。

进一步的，所述检测单元包括设于所述悬架主体上的位移传感器和加速度传感器。

进一步的，所述位移传感器位于所述下平台上，所述加速度传感器位于所述上平台上。

进一步的，所述控制单元包括控制器，设于所述控制器与所述空气弹簧之间的气路控制组件，以及设于所述控制器与所述电流变/磁流变阻尼器之间的驱动器；所述气路控制组件包括连接于所述空气弹簧上、并与外部气源连接的气管，位于所述气管上的控制阀，以及设于所述空气弹簧上、且与所述控制器连接的气压传感器。

进一步的，所述控制阀为电磁阀；所述外部气源为设置在所述悬架主体上的气泵。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型的减振悬架通过由可控的空气弹簧与电流变/磁流变阻尼器组成的减振系统，不仅可通过对振动激励检测，实现对振动的实时响应与主动减振的控制效果，而且通过空气弹簧刚度的可变与快速调节，可达到良好的减振作用，通过电流变/磁流变阻尼器的阻尼特性的可变及快速调节，可达到良好的振动衰减作用。由此，本实用新型的减振悬架经由空气弹簧和电流变/磁流变阻尼器的组合运用，能够实现良好的减振性能，而可提高悬架的隔振能力。

此外，本实用新型的减振悬架中，由剪叉机构进行上下平台间的连接，不仅可实现两平台之间的相对伸缩运动，且运行稳定可靠。空气弹簧安装在两侧剪叉臂之间的连接杆上，可减小空气弹簧的尺寸，并利于其布置。阻尼器枢转设置于剪叉臂上则可使其具有更好的振动衰减能力。通过位移传感器和加速度传感器的配合进行振动激励的检测，成本较低、结果准确，且可靠性好。空气弹簧的气路控制组件采用电磁阀，可简化结构，且能够提高控制的稳定性与可靠性，而在悬架上设置气泵，则可便于悬架在无气源场合的应用，以利于悬架的推广应用。

本实用新型的另一目的在于提出一种座椅，其包括具有座盆及靠背的座椅主体，且所述座椅主体装设于如上所述的减振悬架上。

进一步的，于所述减振悬架的底部设置有座椅位置调节单元。

本实用新型的座椅通过采用如上的减振悬架，可实现对传递至座椅处的振动激励的主动减振，并可具有良好的减振性能，而可提升座椅乘坐的舒适性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的减振悬架的结构构成图；

图2为本实用新型实施例一所述的减振悬架的一种示例性结构的示意图；

图3为图2所示的减振悬架在另一视角下的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二所述的座椅的结构示意图；

附图标记说明：

1-悬架主体，2-空气弹簧，3-电流变阻尼器，4-控制器，5-控制阀，6-驱动器，7-气压传感器，8-位移传感器，9-加速度传感器，10-外部气源，11-上滑轨，12-顶板，13-下滑轨，14-剪叉臂，15-滑块，16-上连杆，17-下连杆，18-连接杆；

100-悬架，200-座椅主体，300-座椅位置调节单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种减振悬架，其整体结构上包括悬架主体，该悬架主体内具有可相对伸缩运动的上平台和下平台，还包括设置在悬架主体上，以可构成对上平台和下平台之间的支撑的空气弹簧，设置于悬架主体上，并支撑于上平台与下平台之间的电流变/磁流变阻尼器，以及设置于悬架主体上，且对上平台相对于下平台的振动激励信号进行检测的检测单元，和相对于悬架主体固定设置，而由检测单元的检测信号，以对空气弹簧刚度及电流变/磁流变阻尼器的阻尼进行控制的控制单元。

其中，基于如上的整体结构，如图1中所示，具体的，支撑于上下平台之间的阻尼器优选的可为电流变阻尼器3，上述检测单元可包括设置于悬架主体1上的位移传感器8和加速度传感器9，而控制单元则包括控制器4，设置于该控制器4与空气弹簧2之间的气路控制组件，以及设于控制器4与电流变阻尼器3之间的驱动器6。

上述气路控制组件具体包括连接于空气弹簧2上并与外部气源10连接的气管，设置于该气管上的控制阀5，以及设于空气弹簧2上且与控制器4连接的气压传感器7。同时，控制阀5优选的为采用如比例电磁阀等电磁阀结构，外部气源10则可为设置在悬架主体1上的气泵，或者，在该悬架设置于如车辆等结构上时，外部气源10也可为车辆自带的空气泵，以为空气弹簧2进行供气。

根据以上的对本实施例减振悬架整体结构构成的介绍，该减振悬架的一种具体的示例性结构由图2结合于图3所示，详细来说，悬架主体1中的上平台和下平台可由位于两者之间的剪叉机构进行连接，并由该剪叉机构实现上下平台相对间的伸缩运动。而在结构上，所述上平台由位于两相对侧的上滑轨11，以及于两侧上滑轨11的中部连接在两上滑轨11之间的顶板12构成。下平台的结构与上平台基本相同，其也由位于两侧的下滑轨13，以及连接在两侧下滑轨13之间的连接板构成。

在上滑轨11和下滑轨13的内侧均成型有滑槽，并于滑槽内滑动嵌装有滑块15，位于上下平台之间的剪叉机构中的剪叉臂14的端部便铰接在滑块15上，从而在剪叉机构开合，而使得上下平台间伸缩运动时，滑块15通过沿滑槽的滑行，以匹配剪叉臂14端部的运动位移。

本实施例中，在两侧的剪叉臂14之间也铰接有连接杆18，以增加剪叉机构整体的稳定性，而在连接杆18上也固连有一安装板，空气弹簧2的底部即固定设置在该安装板上，以实现在悬架主体1上安装，同时空气弹簧2的顶部则与顶板12连接。通过将空气弹簧2设置在剪叉机构中的连接杆18上，能够减小空气弹簧2的尺寸，并利于其的布置，且还有利于悬架整体结构的设计。

当然，除了将空气弹簧2设置在连接杆18与顶板12之间，使得空气弹簧2得底部和顶部分别与下平台中的连接板以及上平台中的顶板12连接，从而直接设置在上平台与下平台之间亦是可以的。

仍如图3中示出的，本实施例的电流变阻尼器3的缸体具体为通过一固连在剪叉臂14上的枢转轴枢转设置在剪叉臂14上，电流变阻尼器3的活塞杆则与上平台中的顶板12铰接相连，以此实现电流变阻尼器3在悬架主体1上的设置。而位于悬架主体1上的检测单元中，位移传感器8设置在下平台上，且其具体为布置在固定在下平台内的连接板上的控制器4的顶部，加速度传感器9则设置在上平台中的顶板12上。

其中，位移传感器8优选采用现有的磁性或光电式非接触式位移传感器器件，加速度传感器9则采用现有的压电式、电容式或电感式加速度传感器件即可。本实施例中，在外部气源10采用设置在悬架主体1上的气泵时，该气泵构成的外部气源10具体可固定在下平台中的连接板上，此时，气泵的出气口通过气管与控制阀5连接，控制阀5也固定在气泵一侧的连接板上，控制阀5则再通过气管连接至空气弹簧2的进气口上。而为了延长气路控制组件中各部件的使用寿命，在气泵出气口的气管上还可串接气体处理模块，以对气体进行干燥和过滤处理。

本实施例中，对应于电流变阻尼器3，控制单元中的驱动器6采用现有的电压驱动器件便可，以可在控制器4的控制下，通过驱动器6的调节为电流变阻尼器3中的工作电极提供不同的电压，由此改变电流变阻尼器3中阻尼通道内的电场强度，进而实现电流变阻尼器3阻尼的调整。而当采用电磁变阻尼器时，上述驱动器6则采用现有的电流驱动器件即可，以由驱动器6改变电磁变阻尼器中的励磁线圈的电流，进而改变阻尼通道内的磁场强度，并最终实现阻尼特性的调整。

此外，对于控制单元中的控制器4，其具体采用现有的单片机等可编程控制器件便可，而该控制器4的控制逻辑，将结合于下文所述的减振悬架的使用过程进行说明。

具体来说，使用时，振动激励传递到悬架底部的下平台处，而在上平台上则承载有诸如座椅、乘坐者等上部质量。作为其中的一种实例，在使用中，当加速度传感器9和位移传感器8检测到振动激励信号，并将信号传送至控制器4，控制器4根据位移传感器8的信号可判断振动的大小，根据加速度传感器9可判断出振动的驱使，由位移信号和加速度信号的综合，便能够判断出实时振动信息。

根据振动信息控制器4可结合于气压传感器7的检测，而控制控制阀5及外部气源10，若空气弹簧2内的气压低于所设定的阈值(该阈值例如可根据振动信息(大小)的不同，设计为多档)时，由外部气源10通过控制阀5向空气弹簧2充气，若空气弹簧2内气压高于设定阈值，则可通过控制阀5的排空进行放气。充气或放气过程中，气压传感器7对空气弹簧2内气体压力进行实施检测，并反馈给控制器4，以停止充、放气。

通过对空气弹簧2的充气或放气，可对空气弹簧2的刚度进行实时的调整，从而以此能够适应于不同的振动激励，获得较好的主动减振性能。

作为另一个实例，本实施例中加速度传感器9检测到振动激励信号，并传送至控制器4，控制器4进行信号判断后，可控制驱动器6向电流变阻尼器3提供相应的电压，电流变阻尼器3根据所接收的电压实时改变阻尼，从而可实现对振动激励的实时跟随响应，而获得较好的主动振动衰减性能。

作为又一个实例，本实施例中控制器4可根据位移传感器8和加速度传感器9检测的振动激励信号，同时向控制阀5、外部气源10及驱动器6发出控制信号，以由空气弹簧2和电流变阻尼器3的同步耦合工作，而获得更好的主动减振性能。

另外，本实施例中除了进行刚度的调节，以进行减振，通过对空气弹簧2的充、放气还能够实现悬架高度的调节，以此在该悬架应用于座椅时，也便可实现对座椅高度的调整。详细来说，为进行高度的调节，例如可在控制单元内进一步设置升、降控制开关，控制开关与控制器4连接，当触动某一开关时，控制器4可通过对空气弹簧2的充气或放气，由剪叉机构的开合实现悬架高度的改变。高度调整过程中，可利用位移传感器8实现对高度变动量的实时检测。

当然，为增加高度调节上的智能性，本实施例在控制器4中例如可设置高度位置值存储模块，以此可用于保存最近一次的高度值，从而能够实现高度记忆功能，以可自动调整至记忆高度。

实施例二

本实施例涉及一种座椅，该座椅优选的为应用于车辆上的座椅结构，且如图4中所示的，该座椅包括悬架100，安装在悬架100上的具有座盆及靠背的座椅主体200，以及位于悬架底部的座椅位置调节单元300。其中，悬架100采用实施例一中所述的减振悬架，座椅主体采用现有的汽车座椅结构即可，其例如可通过调角器进行角度调整，并设置扶手等。

而本实施例的座椅位置调节单元300则可参照现有汽车上的座椅位置调节结构，其例如可采用手动滑轨模块或是电机驱动的自动滑轨模块，以可进行前后、左右的位置调节。或者，上述座椅位置调节单元300还可为一可进行转动的旋转模块，以能够进行座椅的转动，并对其转动位置进行锁定。

此外，本实施例中为保障悬架100工作的顺利进行，在悬架主体1中的上平台与下平台的四周也可分别设置围挡板，其中，下平台处的围挡板的高度可设计的较大，而上平台处的则相应小些。

本实施例的座椅通过采用实施例一的减振悬架，可实现对传递至座椅主体200处的振动激励的主动减振，并具有良好的减振性能，能够提升座椅乘坐的舒适性。同时，通过应用实施例一中的悬架结构，还能够实现座椅结构的模块化制造与组装，从而亦可利于座椅的设计应用，并能够提高座椅生产效率，以及降低座椅的生产成本，而有着很好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。