一种中低速三轮或四轮车座椅随动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机电一体化的技术领域，尤其涉及一种中低速三轮或四轮车座椅随动系统。
【背景技术】
[0002]目前市面上常见中低速三轮或四轮车基本情况是:前后轴距短、左右轮间距窄、车身重量轻、车身刚性不足、人员乘坐后人车整体重心较高、速度为中低速，普遍在30公里/小时以内、方向操纵为把手式或盘式，无需汽车中的转向助力系统，由机械结构直接驱动转向轮，转向阻尼小，易转向。
[0003]这种中低速三轮或四轮车普遍存在的问题如下:
[0004]1.中低速三轮或四轮车在转弯时，因人车仍保持垂直状态，驾驶者靠座椅的摩擦力及座椅把手提供的支撑力来对抗离心力，使人产生被甩向相反方向的感觉，产生不适感。
[0005]2.中低速三轮或四轮车在以较快速度行驶时,如遇路面突发情况,突然以大角度转向时，人车仍保持垂直状态，整体重心在离心力作用下会向反方向偏移，容易引起侧翻。当车辆在侧面坡上由低处向高处转弯时，更容易发生侧翻事故。
[0006]3.中低速三轮或四轮车通常具有一定的爬坡能力，一般可爬10-20°坡，当车上坡时，驾驶者随座椅有后仰的感觉，给人不安全感，尤其在上坡过程中加速，后仰感更加明显，使人不适。对于前后轴距特别短的车型，例如老年代步车，在偶发情况下可能导致上坡时后翻。行业通行的处理方法是在车身后部放置防倾轮，当发生后倾翻覆时，防倾轮着地给予支撑。但这会严重影响驾驶者使用感受。
【发明内容】
[0007]为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种中低速三轮或四轮车座椅随动系统，其利用自动化控制手段根据车身倾角及加速度变化，实时调整座椅倾角及位置，以抵消车辆运动导致的乘坐不适及安全性下降。
[0008]本发明的技术方案是:这种中低速三轮或四轮车座椅随动系统，其包括座椅支撑杆、纵摆支架、横摆支架、纵摆转轴、纵摆动力装置、横摆转轴、横摆动力装置、纵摆限位点、横摆限位点、固定桩、永磁上限位环、永磁下限位环、电磁固定环、车架、运算控制机构、感应部件；纵摆支架固定在车架上，横摆支架通过纵摆转轴固定在纵摆支架上，由纵摆动力装置来控制横摆支架相对于纵摆支架在纵向上的摆动角度和角速度；座椅支撑杆通过横摆转轴固定在横摆支架上，由横摆动力装置来控制座椅支撑杆相对于横摆支架的横向摆动角度和角速度；座椅支撑杆与座椅刚性连接；横摆转轴和纵摆转轴的方向垂直且高度相同，构成一个万向节结构，该万向节结构设置有刚性限位点作为安全保障机构，使座椅支撑杆在限定角度内做万向摆动；固定桩、上下永磁限位环、电磁固定环关闭或开启座椅随动系统，且当座椅随动系统关闭时将座椅与车架固定；运算控制机构分别连接纵摆动力装置、横摆动力装置；感应部件将感应信号输入运算控制机构。
[0009]感应部件将车身行驶状态信号输入运算控制机构，运算控制机构经过计算后发出指令，操控纵摆动力装置和横摆动力装置，分别控制横摆支架相对于纵摆支架的摆动角度和角速度、座椅支撑杆相对于横摆支架的横向摆动角度和角速度。从而控制座椅倾角和位置。当车辆在有坡度的地面行驶时，可调整座椅支撑杆倾角，使座椅支撑杆始终保持竖直，提高舒适度和车体翻覆临界角；当车辆转弯产生侧向离心力时，调整座椅支撑杆向转向方向适当倾斜，令沿座椅支撑杆方向的支撑力的水平分力与离心力相抵消，消除乘坐者被甩开的不适感，同时使重心向内侧偏移，提高车体侧翻临界角，提高安全性。
【附图说明】
[0010]图1为根据本发明的中低速三轮或四轮车座椅随动系统的正面剖视图。
[0011]图2为根据本发明的中低速三轮或四轮车座椅随动系统的侧面剖视图。
[0012]图3为根据本发明的中低速三轮或四轮车座椅随动系统的俯视图。
[0013]图4为现有技术与本发明在横坡时的示意图，其中左图为现有技术在横坡时的示意图，右图为本发明在横坡时的示意图。
[0014]图5为现有技术与本发明在纵坡时的示意图，其中左图为现有技术在纵坡时的示意图，右图为本发明在纵坡时的示意图。
[0015]图6为现有技术与本发明在转向时的示意图，其中左图为现有技术在转向时的示意图，右图为本发明在转向时的示意图。
【具体实施方式】
[0016]普通车辆转弯时，乘客会受到竖直向下的重力(G)、座椅提供的竖直向上的支持力(N1)、水平向外侧的离心力(F)、座椅提供的水平向内的摩擦力(N2)，这4个力大小成对相等，方向成对相反，使乘客得以随车辆一起运动。但离心力是作用在乘客躯干重心处，而摩擦力是作用在与座椅的接触面上，两个力不在一个水平面上，会产生向外侧转动的力矩，令乘客产生躯体向外侧甩动的不适感。同时整车重心也向外侧偏离，当达到一定程度时，会引起车辆侧翻。
[0017]加装座椅随动系统后，转弯时座椅随座椅支撑杆向内侧倾斜适当角度，此时乘客会受到竖直向下的重力(G)、座椅提供的沿座椅支撑杆方向倾斜向上的支持力(N)、水平向外侧的离心力(F)的作用。支持力的竖直方向分力(G’)与重力大小相等、方向相反；支持力的水平方向分力(F’ )与离心力大小相等、方向相反，且在同一水平面上，使得乘客得以随车辆一起运动。乘客与车辆之间无横向力，也就没有相对车辆位移的趋势，同时也没用转动力矩，令驾乘舒适。座椅支撑杆产生倾角时，座椅会向内侧偏移，使重心向内移动，大大降低了侧翻风险。
[0018]普通车在坡面上行驶时，座椅随车身仰俯或左右摆动，乘客会感到不适，缺乏安全感，在坡面上也增加了车身翻覆的风险。
[0019]加装座椅随动系统，当车身出现倾角时，座椅支撑杆实时调整角度，使座椅支撑杆始终保持竖直向上，提高了乘客舒适性，同时将重心向高处偏移，减小了车身向低处翻覆的风险。
[0020]本发明的座椅随动系统可以同时兼顾车辆转弯及在坡面行驶的情况，使座椅支撑杆始终处于一个合适的角度，提供完美驾乘体验。
[0021]如图1-3所示，这种中低速三轮或四轮车座椅随动系统，其包括座椅支撑杆5、纵摆支架1、横摆支架2、纵摆转轴3、纵摆动力装置4、横摆转轴6、横摆动力装置7、纵摆限位点8、横摆限位点9、固定桩10、永磁上限位环11、永磁下限位环12、电磁固定环13、车架14、运算控制机构、感应部件；纵摆支架固定在车架上，横摆支架通过纵摆转轴固定在纵摆支架上，由纵摆动力装置来控制横摆支架相对于纵摆支架在纵向上的摆动角度和角速度；座椅支撑杆通过横摆转轴固定在横摆支架上，由横摆动力装置来控制座椅支撑杆相对于横摆支架的横向摆动角度和角速度；座椅支撑杆与座椅刚性连接；横摆转轴和纵摆转轴的方向垂直且高度相同，构成一个万向节结构，该万向节结构设置有刚性限位点作为安全保障机构，使座椅支撑杆在限定角度内做万向摆动；固定桩、上下永磁限位环、电磁固定环关闭或开启座椅随动系统，且当座椅随动系统关闭时将座椅与车架固定；运算控制机构分别连接纵摆动力装置、横摆动力装置；感应部件将感应信号输入运算控制机构。
[0022]感应部件将车身行驶状态信号输入运算控制机构，运算控制机构经过计算后发出指令，操控纵摆动力装置和横摆动力装置，分别控制横摆支架相对于纵摆支架的摆动角度和角速度、座椅支撑杆相对于横摆支架的横向摆动角度和角速度。从而控制座椅倾角和位置。当车辆在有坡度的地面行驶时，可调整座椅支撑杆倾角，使座椅支撑杆始终保持竖直，提高舒适度和车体翻覆临界角；当车辆转弯产生侧向离心力时，调整座椅支撑杆