本发明实施例涉及装甲车领域，特别涉及一种用于装甲车座椅的减振抗冲击系统。
背景技术：
经研究表明，4hz至8hz是人体敏感区，在此频段内人体的部分器官会产生共振。经常行驶在严重不平路段的装甲车的振动特征就是低频高强度，为了提高装甲车内人员的乘坐体验，保证良好的战斗状态，需要对4hz至8hz频段内的振动进行有效控制。
传统的振动控制方式一般采用弹簧、钢丝绳、橡胶、聚氨酯以及气囊隔振器等，无法在满足工程实践要求的情况下提供有效隔振。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种用于装甲车座椅的减振抗冲击系统。该技术方案如下：
第一方面，提供了一种用于装甲车座椅的减振抗冲击系统，所述减振抗冲击系统包括振动控制回路和冲击控制回路；
所述振动控制回路用于控制频率范围为4hz至8hz的振动，所述冲击控制回路用于控制由爆炸物导致的冲击波；
所述振动控制回路包括被动隔振元件、主动作动器、第一控制器、第一功率放大器和加速度传感器；
所述被动隔振元件和所述主动作动器安装在座椅的坐垫位置与中间质量之间；
所述加速度传感器安装在所述座椅的坐垫位置、座椅底部和车辆底盘；
所述冲击控制回路包括可调阻尼器、第二控制器、第二功率放大器、位移传感器和冲击传感器；
所述可调阻尼器安装在所述中间质量与所述座椅底部之间，所述位移传感器安装在所述座椅底部，所述冲击传感器安装在所述车辆底盘。
可选的，振动控制回路中的被动隔振元件包括线圈弹簧和阻尼器；
线圈弹簧和阻尼器分别安装在座椅的坐垫位置与中间质量之间。
可选的，振动控制回路包括三个加速度传感器；
第一加速度传感器安装在座椅的坐垫位置，第二加速度传感器安装在座椅底部，第三加速度传感器安装在车辆底盘；
第一加速度传感器、第二加速度传感器和第三加速度传感器分别与第一控制器连接，第一控制器与第一功率放大器连接，第一功率放大器与主动作动器连接；
第一控制器用于根据加速度传感器的信号控制主动作动器的动作。
可选的，在冲击控制回路中，冲击传感器、位移传感器分别与第二控制器连接，第二控制器与第二功率放大器连接，第二功率放大器与可调阻尼器连接；
第二控制器用于根据冲击传感器的信号和位移传感器的信号控制可调阻尼器的阻尼。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
该用于装甲车座椅的减振抗冲击系统包括振动控制回路和冲击控制回路；振动控制回路用于控制频率范围为4hz至8hz的振动，冲击控制回路用于控制由爆炸物导致的冲击波；振动控制回路包括被动隔振元件、主动作动器、第一控制器、第一功率放大器和加速度传感器；被动隔振元件和主动作动器安装在座椅的坐垫位置与中间质量之间；加速度传感器安装在座椅的坐垫位置、座椅底部和车辆底盘；冲击控制回路包括可调阻尼器、第二控制器、第二功率放大器、位移传感器和冲击传感器；可调阻尼器安装在中间质量与座椅底部之间，位移传感器安装在座椅底部，冲击传感器安装在车辆底盘；解决了传统的隔振手段难以对低频振动进行有效控制问题；达到了有效控制低频振动、提高抗冲击能力，提升车内人员乘坐体验的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的一种用于装甲车座椅的减振抗冲击系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
请参考图1，其示出了本发明一个实施例提供的用于装甲车座椅的减振抗冲击系统的结构示意图。该用于装甲车座椅的减振抗冲击系统适用于轮式装甲车与履带式装甲车。如图1所示，该用于装甲车座椅的减振抗冲击系统包括振动控制回路和冲击控制回路。
振动控制回路用于控制频率范围为4hz至8hz的振动。
振动控制回路包括被动隔震元件、主动作动器4、第一控制器6、第一功率放大器5和加速度传感器。
被动隔振元件和主动作动器4安装在座椅的坐垫位置21的与中间质量14之间。
中间质量14用于分割上层隔振和下层隔振，振动控制回路为上层振动控制层即上层隔振，冲击控制回路为下层振动控制层即下层隔振。
可选的，被动隔振元件包括线圈弹簧2和阻尼器3。
线圈弹簧2安装在中间质量14和座椅的坐垫位置21之间，阻尼器3安装在中间质量14和座椅顶部21之间。
线圈弹簧2和阻尼器3构成上层隔振中的被动隔振系统，线圈弹簧2和阻尼器3除了承载外，还用于对高于安装频率
安装频率是指装甲车的座椅安装上减振抗冲击系统后的固有频率；高于安装频率
加速度传感器安装在座椅的坐垫位置21、座椅底部22和车辆底盘23。
可选的，振动控制回路包括三个加速度传感器。
第一加速度传感器1安装在座椅的坐垫位置21；第一加速度传感器1作为前馈控制中的误差传感器。
第二加速度传感器7安装在座椅底部22；第二加速度传感器7作为参考传感器。
第三加速度传感器8安装在车辆底盘23，第三加速度传感器8作为参考传感器。
第一加速度传感器1、第二加速度传感器7和第三加速度传感器8分别与第一控制器6连接，第一控制器6与第一功率放大器5连接，第一功率放大器5与主动作动器4连接。
第一控制器6用于根据加速度传感器的信号控制主动作动器4的动作。
可选的，第一控制器6获取第一加速度传感器1、第二加速度传感器7和第三加速度传感器8的信号，并利用自适应前馈控制策略和h∞控制算法处理加速度传感器的信号，输出振动控制信号至第一功率放大器5，第一功率放大器5将振动控制信号放大至能够驱动主动作动器4的幅度；第一功率放大器5将放大后的振动控制信号发送至主动作动器4；主动作动器根据振动控制信号动作，即动作复制振动控制信号；实现对频率范围为4hz至8hz的振动的控制。
振动控制回路为被动与主动结合的控制，通过安装在座椅的坐垫位置、座椅底部和车辆底盘的三个加速度传感器实现对地面激励振动的自适应前馈控制，并采用h∞控制算法，在保证控制性能的前提下为振动控制回路提供充分的鲁棒稳定性。
冲击控制回路用于控制由爆炸物导致的冲击波。
冲击控制回路包括可调阻尼器9、第二控制器11、第二功率放大器10、位移传感器12和冲击传感器13。
可调阻尼传感器9安装在中间质量14与座椅底部22之间，位移传感器12安装在座椅底部22，冲击传感器13安装在车辆底盘23。
在冲击控制回路中，冲击传感器13与第二控制器11连接，位移传感器12与第二控制器11连接，第二控制器11与第二功率放大器10连接，第二功率方法器10与可调阻尼器9连接。
第二控制器11用于根据冲击传感器13的信号和位移传感器12的信号控制可调阻尼器的阻尼。
冲击传感器13用于为第二控制器11提供开关信号，开关信号用于指示是否存在冲击。
在有冲击时，第二控制器11提供高阻尼，在无冲击时，第二控制器11提供低阻尼。
位移传感器12用于测量座椅底部22与中间质量14之间的相对位移。
第二控制器11获取位移传感器12的信号，并对位移传感器12的信号进行模糊控制处理，得到可调阻尼器的阻尼。
可选的，第二控制器11根据冲击传感器13的信号确定提供的阻尼的高低，利用位移传感器12的信号进行模糊控制处理，得到可调阻尼器9的阻尼，输出冲击控制信号至第二功率放大器10；第二功率放大器10将冲击控制信号放大后发送至可调阻尼器9；可调阻尼器9根据冲击控制信号动作，即复制冲击控制信号的输出。
冲击控制回路为半主动阻尼控制，通过可调阻尼器实现对由爆炸物导致的冲击波的有效控制。
需要说明的是，第一控制器6、第一功率放大器5、第二功率放大器10和第二控制器11的安装位置根据实际情况确定，本发明实施例对此不作限定。
综上所述，本发明实施例提供的用于装甲车座椅的减振抗冲击系统，包括振动控制回路和冲击控制回路，为双层隔振设计，振动控制回路为上层隔振，冲击控制回路为下层隔振；振动控制回路包括被动隔振元件、主动作动器、第一控制器、第一功率放大器和加速度传感器，通过使用被动和主动隔振器在全频段对地面激励振动和动力设备导致的振动进行有效控制，尤其是通过主动控制手段有效地控制频率范围为4hz至8hz的振动；冲击控制回路包括可调阻尼器、第二控制器、第二功率放大器、位移传感器和冲击传感器，利用可调阻器半主动地实现对由爆炸物导致的冲击波的有效控制；综合使用主动、被动和半主动的振动控制方法，在实现对振动全频段的有效控制的同时，有效地吸收冲击能量。
此外，由于用于装甲车座椅的减振抗冲击系统中的振动控制回路和冲击控制回路是两个独立的控制回路，二者互不影响，在电子元器件失灵的情况下仍能够保证一定的振动与冲击的控制效果。
需要说明的是，本发明实施例中的“第一、第二、第三”仅用于区分不同的功率放大器或加速度传感器或控制器，并不表示先后顺序。
需要说明的是：上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。