智能减震器的制作方法

本发明涉及一种减震器，更具体地，涉及一种具有自动调整预压力的减震器。

背景技术：

减震器因能迅速衰减由车速、负载及多种路况变化所带来的冲击和震动，故而在交通工具上普遍使用。常规减震器包括由活塞、活塞杆构成的阻尼杆和套在阻尼杆上的弹簧。减震器的舒适性与弹簧的弹性系数和预压力直接相关，在相同的减震行程下，弹簧的弹性系数越大(表现为偏硬)，舒适性越差，可承受的最大载重和最小载重的差额越大；弹簧的弹性系数越小，舒适性越好，但是可承受的最大载重和最小载重的差额越小。预压力与预设最佳载重相关，最佳载重越大，弹簧的预压力也需要越大，当实际载重远大于最佳载重时，将会使减震器的减震行程不够用，影响舒适性；而当实际载重远小于最佳载重时，减震器的减震幅度小(表现为偏硬)，亦对舒适性有较大影响。

但是在实际使用中，二轮车、三轮车、四轮车等交通工具普遍存在载重变化大的问题，有时载1人，有时载2人，有时载5人，有时载货，最小载重与最大载重不固定，差额大，无法精确选择合适预压力。为此，在现有技术中一般的做法是选用弹性系数大的弹簧，牺牲了舒适性。

中国发明专利(公告号：cn104879430b)公开了一种具有智能自动调整预压力功能的减震器，通过在阻尼器上设置升降座和调节齿轮来调整减震弹簧的预压力，其使用的调节装置包括主齿条、挡位板、拨挡机构和拨挡传动机构，本发明采用了另一种方案，通过将霍尔传感器检测到的信号发送给控制器，从而控制升降座的升降，调整弹簧预压。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于：提供一种能根据载重自动调整预压力的减震器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能减震器，包括阻尼器和套在阻尼器上的弹簧，阻尼器包括活塞杆和筒体，弹簧的上端与活塞杆配合，下端与筒体配合，还包括升降组件、磁感组件和控制器；升降组件套设在筒体上且与弹簧的下端配合，通过升降组件的升降运动，调节弹簧的预压力；磁感组件包括探针、磁感元件和磁性元件，探针上端与活塞杆连接，且探针主体与活塞杆平行设置，磁性元件和磁感元件分别设置在探针和筒体上；控制器与磁感元件和升降组件连接，控制器通过磁感元件感应磁性元件的位置，并在磁性元件的位置偏离预设位置时，控制升降组件进行升降，调节弹簧的预压力，使弹簧的预压力与实际负载匹配。

进一步地，磁感元件的数量为一个以上，并且彼此之间沿筒体的轴向一字排列。

为了使预设位置更精确，避免误差，进一步限定，磁感元件的数量为两个，分别是上磁感元件和下磁感元件，上磁感元件和下磁感元件设置在筒体上，磁性元件设置在探针上，当磁性元件的位置处于预设位置时，上磁感元件和下磁感元件可以同时感应到磁性元件的磁场。

为了使升降组件在筒体的范围内运动，防止其脱离筒体，进一步地限定，还包括限位组件，限位组件控制升降组件在筒体的主体范围内升降。

进一步地，还包括限位组件，限位组件包括下限位件，下限位件设于筒体的下部。当升降组件下降到筒体的下部时，受到下限位件的阻挡后折返向上。

进一步地，还包括限位组件，限位组件包括下限位磁感元件和下限位磁性元件，下限位磁感元件固定于升降组件，下限位磁性元件固定于筒体下部，控制器与下限位磁感元件连接，控制器在下限位磁感元件感应到下限位磁性元件的磁场时，控制升降组件停止下降并上升。

进一步地，升降组件包括减震齿轮、升降座、电机和传动机构，减震齿轮和升降座套设在筒体上，减震齿轮与筒体螺纹配合，电机和传动机构通过升降座进行安装，电机通过传动机构带动减震齿轮，控制升降座的升降。

为了避免减震齿轮转动时带动升降座转动，进一步限定，升降座与筒体上分别具有防止升降座相对筒体旋转的旋转限位件和限位槽。

进一步地，减震齿轮通过内螺纹套与筒体螺纹配合。

为了减少磨损，延长减震器的寿命，进一步限定，升降座与筒体之间设有滚针轴承，滚针轴承套设在内螺纹套上，减震齿轮和滚针轴承之间设置有平面滚动轴承。

为了保护磁感元件，避免其长期直接接触灰尘、雨水等，影响其使用寿命，进一步限定，磁感元件安装在壳体内，并通过壳体设置在筒体上。壳体上设有供探针穿过的通孔，可使探针在升降时更稳定，不会晃动。

进一步地，筒体上端面设有轴向延伸的通道，探针可升降地插设在通道内。

进一步地，探针和活塞杆固定连接。

为了避免探针自转，更进一步限定，活塞杆包括上固定件、杆体和圆盘，圆盘套设在杆体上部，圆盘上端面设有沉孔，探针穿过沉孔，沉孔与探针上端配合，限制探针的自转，上固定件位于圆盘上方且套设在杆体上部，限制探针的轴向运动。

为了适应不同的车辆，进一步限定，探针可沿活塞杆周向转动。

一种智能减震器的控制方法，

当上磁感元件感应到信号而下磁感元件无信号时，升降组件下降，直至上磁感元件和下磁感元件均感应到信号时停止；

当下磁感元件感应到信号而上磁感元件无信号时，升降组件上升，直至上磁感元件和下磁感元件均感应到信号时停止；

当上磁感元件和下磁感元件均未感应到信号时，控制器控制升降组件下降，如果上磁感元件感应到信号，则升降组件继续下降，直至上磁感元件和下磁感元件均感应到信号时停止；如果上磁感元件一直未感应到信号，则升降组件下降至筒体主体的下端后折返向上运动，直至上磁感元件和下磁感元件均感应到信号时停止。

本发明的有益效果是：

本减震器可自动识别即时所承载的压力，根据即时负载，自动调整预压力，使弹簧始终处于最佳预压范围，有利于降低减震器的减震弹性的弹性系数，满足在不同载重条件下的舒适度要求。

附图说明

图1是本发明的减震器的一种实施例的立体图；

图2是本发明的减震器的一种实施例的爆炸图；

图3是本发明中上固定件、磁感组件和壳体的一种实施例的右侧剖视图；

图4是本发明的限位组件的一种实施例的结构示意图；

图5是本发明的限位组件和探针的另一种实施例的结构示意图；

图6是本发明的探针和活塞杆的另一种实施例的部分结构示意图。

图中：

1阻尼器，11活塞杆，111上固定件，112杆体，113圆盘，12筒体，

2弹簧，

3升降组件，31减震齿轮，311内螺纹套，32升降座，321上盖体，322下盖体，33电机，34传动机构，351滚针轴承，352平面滚动轴承，

4磁感组件，41探针，42磁感元件，421上磁感元件，422下磁感元件43磁性元件，44壳体，

5控制器，

6限位组件，611下限位件，612上限位件，621下磁感件，622下磁性限位件，631上磁感件，632上磁性限位件，641旋转限位件，642限位槽。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图1～5和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种智能减震器，包括阻尼器1和套在阻尼器1上的弹簧2，阻尼器1包括活塞杆11和筒体12，弹簧2的上端与活塞杆11配合，下端与筒体12配合。

见图1、图2，本减震器还包括升降组件3、磁感组件4和控制器5；升降组件3套设在筒体12上且与弹簧2的下端配合，通过升降组件3的升降运动，调节弹簧2的预压力；磁感组件4包括探针41、磁感元件42和磁性元件43，探针41上端与活塞杆11连接，且探针41主体与活塞杆11平行设置，磁性元件43和磁感元件42分别设置在探针41和筒体12上；控制器5与磁感元件42和升降组件3连接，控制器5通过磁感元件42感应磁性元件43的位置，并在磁性元件43的位置偏离预设位置时，控制升降组件3进行升降，调节弹簧2的预压力，使弹簧2的预压力与实际负载匹配。

其中，磁性元件43可以设置在探针41或筒体12上，对应地，磁感元件42设置在筒体12或者探针41上。本发明示出了其中一种，即磁性元件43设置在探针41上，磁感元件42设置在筒体12上。

见图2，升降组件3包括减震齿轮31、升降座32、电机33和传动机构34，减震齿轮31和升降座32套设在筒体12上，减震齿轮31与筒体12螺纹配合，电机33和传动机构34通过升降座32进行安装，电机33通过传动机构34带动减震齿轮31，控制升降座32的升降。

工作原理如下：

初开机时，减震器承载负载，随着弹簧2被压缩，探针41与筒体12产生相对位移，探针41上的磁性元件43与磁感元件42的相对位置发生变化，并被磁感元件42检测到，传送到控制器5，控制器5由预置程序判断出所受负载大小，做出相应的工作指令，控制电机33启动或停止。电机33启动时，电机33输出轴上的电机主动齿轮通过三组变速齿轮，驱动与筒体12螺纹配合的减震齿轮31，升降座32在减震齿轮31的作用下与筒体12产生相对运动，改变升降座32与筒体12之间的高度位置，即改变活塞杆11上的吊环与升降座32间的距离，来实现弹簧2预压长度调节，以保证任意预压力与负载达到最佳配合匹配，确保永久良好的舒适性。

其中，磁感元件42的数量为一个以上，并且彼此之间沿筒体12的轴向一字排列。

当磁感元件42为一个时，工作过程如下：

初次启动时，电机33按默认方向转动，带动升降座32下降，直至磁感元件42感受到磁性元件43的磁场信号时停止，此时磁感元件42的位置与磁性元件43位置相对应，磁感元件42将信号发送给控制器5，控制器5控制电机33停止，从而升降座32停止下降。

实施例2

见图3，为了使预设位置更精确，避免误差，磁感元件42的数量为两个，分别是上磁感元件421和下磁感元件422，上磁感元件421和下磁感元件422设置在筒体12上，磁性元件43设置在探针41上，当磁性元件43的位置处于预设位置时，上磁感元件421和下磁感元件422可以同时感应到磁性元件43的磁场。工作过程如下：

(1)当上磁感元件421和下磁感元件422均有信号时(负载适中)，此时磁性元件43正对着磁感元件42，电机33不运转。

(2)当上磁感元件421有信号而下磁感元件422无信号时(负载较轻)，此时磁性元件43位于磁感元件42的上方，需要扩大活塞杆11的上吊环和升降座32之间的距离，控制器5控制电机33运行，使升降座32下降，弹簧2变软，顶不住压力，上吊环下沉，带动磁性元件43下行，直至上磁感元件421和下磁感元件422均有信号时停止。

(3)当下磁感元件422有信号而上磁感元件421无信号时(负载较重)，此时磁性元件43位于磁感元件42的下方，需要减小活塞杆11的上吊环和升降座32之间的距离，控制器5控制电机33运行，使升降座32上升，弹簧2变硬，压力增大，上吊环上升，带动磁性元件43上行，直至上磁感元件421和下磁感元件422均有信号时停止。

实施例3

初始时，因磁感元件42可能一开始无信号，此时磁性元件43位于磁感元件42的上方(负载过轻)或者磁性元件43位于磁感元件42的下方(负载过重)，则电机33默认带动升降座32下行。如果在升降座32下降过程中磁感元件42感应到信号，即上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号，则电机33停止；如果在升降座32下降过程磁感元件42一直未感应到信号，即上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号，则表明负载过重，初始时磁感元件42处于磁性元件43的下方，因为升降座32一直下降，为了防止升降座32脱离筒体12，需要在减震器上安装限位组件6，以控制升降座32在筒体12的主体范围内升降。

见图4，限位组件6可以为设在筒体12下部的下限位件611，可以为设在筒体12上部的上限位件612，也可以是下限位件611与上限位件612的结合。

见图5，限位组件6可以为分别设在升降座32和筒体12上的下限位磁感元件621和下限位磁性元件622，可以为分别设在升降座32和筒体12上的上限位磁感元件631和上限位磁性元件632，也可以是两者的结合。

见图2，限位组件6也可以是分别设在升降座32和筒体12上的旋转限位件641和限位槽642。

限位组件6也可以为上述列举的各种情况的任意结合。其中，下限位磁感元件621可以设置在升降座32或者筒体12上，对应地，下限位磁性元件622设置在筒体12或者升降座32上；上限位磁感元件621可以设置在升降座32或者筒体12上，对应地，上限位磁性元件632设置在筒体12或者升降座32上；旋转限位件641设置在升降座32或者筒体12上，对应地，限位槽642设置在筒体12或者升降座32上。

实施例4

见图4，限位组件6为下限位件611，下限位件611设于筒体12的下部。工作过程如下：

(1)当上磁感元件421和下磁感元件422均有信号时(负载适中)，此时磁性元件43正对着磁感元件42，电机33不运转。

(2)当上磁感元件421有信号而下磁感元件422无信号时(负载较轻)，升降座32下降，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止。

(3)当下磁感元件422有信号而上磁感元件421无信号时(负载较重)，升降座32上升，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止。

(4)当上磁感元件421和下磁感元件422均无信号时，此时，电机33默认驱动升降座32下降。升降座32下降过程中，如果上磁感元件421先感应到信号(负载过轻)，则升降座32继续下降，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止；如果上磁感元件421一直未感应到信号(负载过重)，则电机33继续带动升降座32下降，直至升降座32与下限位件611接触，此时升降座32无法继续下降，电机33受到阻力，为了克服阻力而必须产生更大的转矩，电流增大，控制器5控制电机33反转，从而升降座32上升，直至上磁感元件421和下磁感元件422均检测到信号，并将信号发送给控制器5，控制器5控制电机33停止运转，升降座32停止。

实施例5

见图2、图5，限位组件6为下限位磁感元件621和下限位磁性元件622，下限位磁感元件621固定于升降组件3，下限位磁性元件622固定于筒体12下部，控制器5与下限位磁感元件621连接，控制器5在下限位磁感元件621感应到下限位磁性元件622的磁场时，控制升降组件3停止下降并上升。其工作过程如下：

(1)当上磁感元件421和下磁感元件422均有信号时(负载适中)，此时磁性元件43正对着磁感元件42，电机33不运转。

(2)当上磁感元件421有信号而下磁感元件422无信号时(负载较轻)，升降座32下降，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止。

(3)当下磁感元件422有信号而上磁感元件421无信号时(负载较重)，升降座32上升，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止。

(4)当上磁感元件421和下磁感元件422均无信号时，此时，电机33默认驱动升降座32下降。升降座32下降过程中，如果上磁感元件421先感应到信号(负载过轻)，则升降座32继续下降，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止；如果上磁感元件421一直未感应到信号(负载过重)，则电机33继续带动升降座32下降，直至下限位磁感元件621检测到信号，发送给控制器5，控制器5控制电机33反转，从而带动升降座32上升，直至上磁感元件421和下磁感元件422均检测到信号，并将信号发送给控制器5，控制器5控制电机33停止运转，升降座32停止。

实施例6

为了避免减震齿轮31转动时带动升降座32转动，升降座32与筒体12上分别具有防止升降座32相对筒体12旋转的旋转限位件641和限位槽642。

旋转限位件641可设在升降座32或筒体12上，对应地，限位槽642可设在筒体12上或升降座32上。

见图2，本发明选择了前一种方案，即旋转限位件641与升降座32固定连接，筒体12的外侧设有轴向的限位槽642，升降限位件64可滑动地设在限位槽642内。同样，此处的旋转限位件641也可起到避免升降座32脱离筒体12的作用，此时的工作过程如下：

(1)当上磁感元件421和下磁感元件422均有信号时(负载适中)，此时磁性元件43正对着磁感元件42，电机33不运转。

(2)当上磁感元件421有信号而下磁感元件422无信号时(负载较轻)，升降座32下降，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止。

(3)当下磁感元件422有信号而上磁感元件421无信号时(负载较重)，升降座32上升，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止。

(4)当上磁感元件421和下磁感元件422均无信号时，此时，电机33默认驱动升降座32下降。升降座32下降过程中，如果上磁感元件421先感应到信号(负载过轻)，则升降座32继续下降，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止；如果上磁感元件421一直未感应到信号(负载过重)，则电机33继续带动升降座32下降，直至旋转限位件641和限位槽642的下端接触，限制旋转限位件641的下降，此时与旋转限位件641固定连接的升降座32也无法继续下降，电机33受到阻力，为了克服阻力而必须产生更大的转矩，电流增大，控制器5控制电机33反转，从而升降座32上升，直至上磁感元件421和下磁感元件422均检测到信号，并将信号发送给控制器5，控制器5控制电机33停止运转，升降座32停止。

实施例7

见图2，减震齿轮31通过内螺纹套311与筒体12螺纹配合。为了减少磨损，延长减震器的寿命，升降座32与筒体12之间设有滚针轴承351，滚针轴承351套设在内螺纹套311上，减震齿轮31和滚针轴承351之间设置有平面滚动轴承352。

见图2，为了更好的保护内部结构，升降座32为盖体，盖体包括上盖体321和下盖体322，下盖体322内侧面设有凹槽，下磁感元件621设在凹槽内，电机33和控制器5固定安装在盖体的外壁，减震齿轮和34安装在盖体的内部。

见图2、图3，为了保护磁感元件43，避免其暴露在空气中，长期直接接触灰尘、雨水等，影响其使用寿命，磁感元件42安装在壳体44内，并通过壳体42设置在筒体12上。壳体42上设有供探针41穿过的通孔，使探针41在升降时更稳定，不会晃动。壳体44内部有空腔，磁感元件42固定在空腔内。

探针41下端可升降的插设在筒体12和弹簧2之间，为了减小筒体12和弹簧2之间的间距，在筒体12的上端面设置轴向的通道，探针41可升降地插设在通道内。

减震器用过一段时间后，弹簧2会变软，可能需要调整磁感元件42的预设位置，当然也可能是为了适应不同的车辆而调整磁感元件42的预设位置，可将壳体44通过径向的螺钉固定在筒体12上，拧松螺钉，即可改变磁感元件42相对筒体12上的位置时，即磁感元件42检测到信号时活塞杆11相对筒体12的高度。替代地，也可以通过改变探针41在活塞杆11上的位置来实现改变预设位置。

实施例8

见图6，活塞杆11包括上固定件111、杆体112和圆盘113，杆体112上部设有外螺纹，圆盘113套在杆体112上且与杆体112螺纹配合，圆盘113上端面设有沉孔，探针41穿过沉孔，探针41上端与沉孔配合，沉孔限制探针41自转，上固定件111位于圆盘113上方且与杆体112螺纹配合，限制探针41的轴向运动。

前述的沉孔可为半圆形、多边形以及其他各种可以限制探针41自转的形状，因探针41上端与圆盘113上的沉孔配合，解决了探针41会绕自身轴心旋转的问题，避免了磁性元件43与磁感元件42之间的距离随着探针41的自转产生变化，确保磁感元件42相对磁性元件43的良好感应。

实施例9

见图3、图5，活塞杆11包括上固定件111和杆体112，上固定件111和杆体112可拆卸连接。

减震器的上下两个吊环分别与上车架和下面的轮毂连接，但是实际上吊环和下吊环的端面可能不平行，即两吊环形成一定的角度，若探针41可沿活塞杆11周向旋转，则可保持探针41始终在同一路径上升降运动，不会相对筒体12转动，使此减震器适应各种不同的车辆。

一种方案是在活塞杆11的上固定件111的下端面设置沿杆体112周向的凹槽，优选为t形槽，探针41上端设置在t形槽内，可沿杆体112的周向旋转。另一种方案是在杆体112的侧面开设一圈周向槽，探针41上端与周向槽配合，使其可沿杆体112同向转动。本实施例中将探针41装入上固定件111的方式可参考实施例8，即活塞杆11包括上固定件111、杆体112和圆盘113，圆盘113上端面设有周向的t形槽，先将探针41穿过圆盘113的t形槽内，然后圆盘113套设在杆体112上，可选择为螺纹连接，之后将上固定件111套设在杆体112上，限制探针41的轴向运动，使其仅能沿着t形槽周向转动。

实施例10

一种智能减震器的控制方法，

当上磁感元件421感应到信号而下磁感元件422无信号时，升降组件3下降，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止；

当下磁感元件422感应到信号而上磁感元件421无信号时，升降组件3上升，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止；

当上磁感元件421和下磁感元件422均未感应到信号时，控制器5控制升降组件3下降，如果上磁感元件421感应到信号，则升降组件3继续下降，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止；如果上磁感元件421一直未感应到信号，则升降组件3下降至筒体12主体的下端后折返向上运动，直至上磁感元件421和下磁感元件422均感应到信号时停止。

本发明中提到的磁感元件42、上磁感元件421、下磁感元件422、上限位磁感元件631和下限位磁感元件621均为霍尔传感器，型号为sc2432。控制器5的型号为stm8s003f3p6。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也在本发明的范畴之内。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。