CN101466562A - 用于低轮廓悬架系统的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于低轮廓悬架系统的方法和装置，所述低轮廓悬架系统给受其支承的物体提供粗调悬架控制和微调悬架控制。粗调悬架控制设置用于通过气动支撑装置来适应性地控制物体的位置。适应性地增加气动支撑装置中的气动压力来支撑物体增加的重量，适应性地减少气动支撑装置中的气动压力来支撑物体减少的重量。通过减震装置的通过直角齿轮驱动器的旋转致动以提供微调悬架控制。通过旋转地致动所述减震装置，使减震装置沿着竖直方向的行程范围最小化。进一步提供位置平衡控制以沿着与粗调悬架轴线和微调悬架轴线垂直的轴线保持所述物体的位置。

Description

用于低轮廓悬架系统的方法和装置

技术领域

本发明总体涉及一种悬架系统，并且更具体地涉及低轮廓悬架系统。

背景技术

众所周知，当代社会科学技术的发展已经使人们产生很强的依赖性以致于没有现代科技的生活就像是不再存在了一样。例如，通信设备譬如无线电话、无线寻呼机和掌上电脑(PDA)的便利之处在于其具有实际上随时随地可以很方便地进行的视觉、听觉和触觉通信功能。

便携式计算设备，例如笔记本电脑，也同样对科技的发展做出了贡献，因为笔记本电脑允许人们在旅馆房间里、在飞机上或者在他们自己舒适的家中进行创造性活动。但是，个人并不是从现代科技中唯一受益的社会成员。事实上所有商贸领域内的业务单位都已经开始依靠科技的进步来提供保持其竞争力所需的优势。

一种特定的业务实体的操作例如可能需要静态为主的操作设备，或者相反地可能需要动态为主的操作设备。无论其本质如何，各种业务实体的操作都很有可能要依靠科技的进步以保持其竞争优势。例如，灾害救援机构的操作可能其特征就是动态为主的，因为灾害救援机构操作的位置可能就是最近发生的地震的震中地区，或者是最近的飓风经过之后留下的泛滥带。其他动态为主的业务操作的例子还可以是那些当地犯罪现场调查(CSI)实验室的业务操作，其主要活动包括在偏远的犯罪现场搜集和分析法庭证据。其他动态为主的业务操作还可以包括那些新闻和电影行业的业务操作，因为在其各自的操作过程中数字数据的采集是主要目的。

相反地，一种特定业务实体操作的特性可以是静态为主的。例如，电信设备被经常安装在世界各地以提供基于无线和/或地面的通信。这种安装经常包括交换机设备机房，其中包括了大量已被安装用于提供电路交换式数据交换和分组交换式数据交换的电子设备机柜。静态为主的设备的其他形式可以包括数据移植中心，用于给多种需要数据完整性的应用提供海量的存储能力。

因此，能够看到业务操作或者是静态为主的，或者是动态为主的，有些情况下提供的电子设备需要至少部分的机动性应用。例如，动态为主的实体经常要面对将数据计算和数据存储设备移入不是特别有利于这种操作的区域的艰巨任务。例如，一个军事单位可能需要在以极端条件为主要特征的地点，例如沙漠或者热带环境中使用临时性数据存储和计算设备。此时，军事单位所需的数据计算/存储设备需要在特定的具有高温、高湿和/或粉尘污染条件中的至少一个的环境里进行移动和操作。而且，这样的环境对于高灵敏度电子设备的运输能力而言可能不是特别安全而且地形也并不有利。

静态为主的实体也需要可移动的电子设备，因为这种设备可能容易发生故障，或者可能需要进行设备升级。此时，就需要用移动电子设备的解决方案来提供电子设备的更换或增加，以完善地支持故障电子设备的更换，或者增大电子设备的当前容量。

但是，传统的电子设备移动解决方案在很多方面根本无法满足现代电子设备移动需求的需要。特别地，移动电子解决方案通常将电子元器件结合到机动车辆内以提供移动性。但是，这样的应用无法在大多数建筑中使用，因为这些建筑的内部通过传统尺寸的通道门来访问，而所述通道门过小而不允许机动车辆通向大多数建筑的内部。因此，一直努力减少安装有电子解决方案的机动车辆的尺寸来提高移动性。

发明内容

为了克服现有技术的局限性，也为了克服阅读并理解本说明书后而变得显而易见的其他的局限性，本发明的各种实施例公开了一种提供电子设备机柜的可移动性的装置和方法。一些机动性特征可以包括低轮廓、多轴悬架系统，所述悬架系统便于电子设备机柜经过具有传统尺寸的访问通道。

根据本发明的一种实施方式，悬架系统包括连接到物体上的第一悬架装置，所述第一悬架装置能够将物体的位置保持在第一方向上的一段距离范围之间。所述悬架系统还包括连接到所述物体上的第二悬架装置，所述第二悬架装置被编程以抑制所述物体在所述距离范围之间的运动。对所述第二悬架装置进行旋转地致动，以使第二悬架装置在第一方向上的行程范围最小。所述悬架系统还包括连接到物体上的第三悬架装置，所述第三悬架装置能够沿着垂直于第一方向的轴线将物体保持在平衡位置中。

根据本发明的另一种实施方式，一种提供悬挂的方法包括将物体的位置适应性地保持在第一方向上的最小距离和最大距离之间并且旋转地致动减震装置以便抑制所述物体在所述最小距离和最大距离之间的运动。通过所述旋转致动使减震装置的沿第一方向的行程范围最小。所述方法还包括沿着垂直于第一方向的轴线气动地保持物体的位置。

根据本发明的另一种实施方式，低轮廓减震装置包括具有第一构件和第二构件的直角齿轮驱动器，所述第一构件能够连接到物体上，通过所述第一构件的沿着竖直轴线的运动来旋转致动所述第二构件。所述低轮廓减震装置还包括具有活塞的减震装置，所述活塞连接到所述直角齿轮驱动器的第二构件上。通过所述直角齿轮驱动器的旋转致动使所述活塞在竖直轴线上的行程范围最小。

附图说明

本发明的各种应用和优点将根据下面具体实施方式的介绍并参照附图而变得显而易见，在附图中：

图1A示出了示例性的移动式电子设备机柜；

图1B示出了可以被用于图1A的移动式电子设备机柜中的示例性的气动弹簧式旋转脚轮机构的方块图；

图1C示出了移动式电子设备机柜的另一实施例；

图2示出了图1A和图1B所示的移动式电子设备机柜的分解图；

图3示出了图1A和图1B所示的移动式电子设备机柜的另一视图；

图4A示出了多轴悬架系统的示例性的示意图；

图4B示出了另一多轴悬架系统的示例性的示意图；

图5示出了又一多轴悬架系统的示例性的示意图；

图6A示出了提供悬挂控制粗调方法的示例性的流程图；以及

图6B示出了提供悬挂控制微调方法的示例性的流程图。

具体实施方式

通常，本发明的各种实施例被用于电子设备机柜，尤其是可以通过定向自推进和多轴悬架来提供移动性。电子设备机柜可以进一步用无线接入来提供自供电运行和环境控制，同时防止非授权接入、电磁干扰和粉尘污染。

例如，在一个实施例中，移动式电子设备机柜可以利用双侧平台，其中在平台的一侧为所安装的电子元器件提供支撑，而在平台的另一边提供定向推进力。定向控制可以通过有线的电缆方式提供，或者相反地通过无线控制的方式提供。

因此，移动式电子设备机柜可以首先被装满电子元器件，然后被用作远程引导的运输机构以将移动式电子设备机柜运送至对于给定应用来说可能需要的任何位置/地点。多轴悬架系统可以被进一步用在移动式电子设备机柜内以在定位/再定位期间充分地消除动能向容纳在移动式电子设备机柜内的电子元器件转移。

在另一个实施例中，可以提供不具有定向自推进功能的非移动式电子设备机柜。在该实施例中，多轴悬架系统仍然被使用以使得由于例如地震事件而产生的动能也可以被充分吸收。处于不稳定环境中，例如装在水上船舶或海上油井塔架上的非移动式电子设备机柜，也可以装备多轴悬架系统以充分地吸收波动导致的动能。

另外，非移动式电子设备机柜的应用可以包括空运应用，其中由于大气湍流造成的动能转移也可以被充分消除。非移动式电子设备机柜的其他应用还可以包括基于机动车辆的应用，其中由于不理想的路况造成的动能转移也可以被充分消除。

无论在移动式电子设备机柜还是在非移动式电子设备机柜的实施例中，都使用了多模式阻尼悬架系统。在悬架的第一模式中，提供了粗调悬架控制以实现承重支撑，所提供的支撑大小适合于电子元器件和它们各自的安装壳体的重量之和。例如，随着电子元器件的增加，粗调悬架控制通过增加将电子元器件的位置保持在粗调位置范围内所需的反向作用力的大小而加以调整。相反地，随着电子元器件的拆除，粗调悬架控制通过减小将电子元器件的位置保持在粗调位置范围内所需的反向作用力的大小而加以调整。

在悬架的第二模式中，通过阻尼机构提供了微调悬架控制，微调悬架控制抵抗运动并试图将有效负载的位置保持在微调的位置范围内。在第一实施例中，静态的磁流变(MR)控制的阻尼力可以用于实现静态阻尼。特别地，静态控制的MR阻尼信号被提供给阻尼机构用于提供固定大小的阻尼力以将安装壳体保持在微调的位置范围内。

在另一个实施例中，阻尼力可以是适应性的，使得阻尼力的大小被设置为响应来自例如微电子机械系统(MEMS)加速计的测量装置的适应性MR反馈控制信号。同样地，阻尼力也可以根据指示加速度增大的加速计反馈而适应性地增大。相反地，阻尼力也可以根据指示加速度减小的加速计反馈而适应性地减小。

悬架的第三模式利用了空气活塞和储气罐的结合来实现气动弹簧。在这样的一个例子中，由于空气活塞结合储气罐弹性的相互作用产生了类似于弹簧的效果，因此避免了螺旋储能弹簧的使用，或者其他任何机械弹簧机构的使用。悬架的第四模式利用了具有可变谐振频率的弹性部件，使得可变频率弹性部件的振动/冲击吸收性能可以被适用于多个频率以扩展悬架系统的有效带宽。

一旦电子设备机柜抵达了其指定位置/地点，或者相反地如上所述在非移动式应用的情况下工作，可以通过外部电源总线向电子设备机柜供电，以使电子设备机柜内的每一个电子元器件都能够正常工作。工作电源通常都是以交流电(AC)模式提供，在一个实施例中，可能有必要在应用于电子元器件之前转为直流(DC)模式。

但是，在另一些实施例中，一旦AC电源经过适当的调节，AC电源即可被直接应用于电子元器件。例如，功率调节可以被用于引入的AC电源信号，以过滤引入的AC电源信号中的电磁干扰(EMI)，或者其他任何形式的噪声。功率调节器也可以利用隔离变压器将电子元器件与存在于例如从公用电网接收的AC电源信号中的电源电涌相隔离。一旦调节完成，AC电源即可被用于电子设备机柜内的内部电源总线以提供电子元器件的功耗。

在这种情况下，例如，电子设备机柜中的电子元器件的运行可以兼容于(例如通过功率调节操作)在多种电压下(例如110VAC或220VAC)和多种频率下(例如50Hz或者60Hz)运行的AC电网。在另一个实施例中，功率调节器也可以被用于航空应用中，其中电网可以在28VDC的直流电压下，或者相反地，在400Hz或480Hz的115/230V交流电压下运行。

另外，任何可能从电子元器件传递至内部电源总线的噪音也可以被功率调节器所过滤，因此其他在公用电网下工作的设备也可以基本上免受由电子元器件产生的噪声污染的影响。进而，电子设备机柜可以被完全封装在用EMI防护罩来衬垫以限制EMI传入或从电子设备机柜传出的环境防护壳体之内。

环境防护壳体也可以用于将电子设备机柜保持在基本恒定的工作温度范围内。在此情况下，无论环境防护壳体外部的温度如何变化，无论电子设备机柜内的电子元器件工作时产生的热量多少，环境防护壳体内的温度都被保持基本恒定。

在一个实施例中，加热、通风和空气调节(HVAC)单元可以被装在环境防护壳体的任意侧上。内部通道或者管路系统可以被用于将热量交换后的，也就是冷却的气流从HVAC单元引导向电子设备机柜的相对端。冷却的空气随后被允许向上流动，使得在电子设备机柜内工作的电子元器件可以引导冷却空气进入其各自的内部进行冷却。

一旦空气调节后的空气被引入各个电子元器件内部，热量即从各个电子元器件向冷却气流交换以有效地保持电子元器件在它们各自的温度限制内工作。被加热的空气随后可以从各个电子元器件被排出然后在电子设备机柜的另一端被收集用于被HVAC单元冷却。

除了在环境防护壳体内部保持空气温度以外，湿度也可以由HVAC单元通过适当的湿度控制，例如通过机械冷却机构或者基于干燥剂的除湿机构而加以控制。因此，HVAC所实施的湿度控制可以校正过高的湿度，使得环境防护壳体内的电触点的腐蚀被基本消除。相反地，HVAC所实施的湿度控制也可以校正过低的湿度，使得静电放电效应(ESD)得以被消除。

由于环境控制系统是一个闭环系统，因此粉尘控制也在环境防护壳体内被内部进行。也就是说，例如，在不将外部空气引入环境防护壳体内的情况下进行热量交换。这样，不仅防止了粉尘进入环境防护壳体，而且在密封前存留在环境防护壳体内的所有粉尘，也在来自HVAC单元的热交换气流循环期间通过内部粉尘过滤器被立刻捕获。

离开环境防护壳体的数据出口和进入环境防护壳体的数据入口可以通过例如多入多出(MIMO)无线接口来实现。特别地，可以使用多根天线来提供各种无线接入点(WAP)，其中多路信号可以被分别接收然后相干地组合在一起以增加信号强度。这样，接收范围和数据速率与例如IEEE 802.11a、802.11b和802.11g等无线通信标准相比可以显著提高。

环境防护壳体的数据出口和数据入口也可以通过键盘、显示器、鼠标(KVM)无线切换器来实现。KVM无线切换器可以被用于，例如，允许访问网络管理和通过环境防护壳体内的主机的电子元器件所提供的控制特征。应该注意，MIMO和KVM接口都允许当电子元器件在环境防护壳体内工作时访问电子元器件。作为替代，有线接口也可以被附加使用，或者替代KVM和/或MIMO无线接口使用以达到基本相同的目的。

保密性和安全性特征也可以被加入电子设备机柜中，以使得对于数据存储、计算资源或者其他任何电子元器件应用的非授权访问都可以被禁止。其他的安全性特征可以使用多用户/多功能访问控制以允许针对特定用户进行特定操作的许可。例如，特定用户可以被单独授权以移动和/或接通移动式电子设备机柜。特定用户也可以被单独授权以通过应该被封装在环境防护壳体内的电控访问接口来访问移动式电子设备机柜。

参见图1A，示例性的移动式电子设备机柜的实施例如图所示。定向自推进功能可以通过安装在平台120底面上的移动控制装置106得以实现。移动控制装置106例如可以通过直流驱动电机(未示出)而被机电控制，以将移动控制信号转换为将移动式电子设备机柜操纵到其指定位置/地点的定向推进力。

移动控制信号可以通过无线或有线、介质的方式被提供给移动控制装置106。例如，有线接口可以由通过接线面板116或某些其他接口连接的电缆控制机构(未示出)提供。例如，输入/输出(I/O)接口连接器118中的一个可以用于交换去往/来自移动控制装置106的移动控制信号。

很多种移动控制信息均可被移动控制装置106接收并用于控制各种移动参数，例如速度、方向和加速/减速。例如，中心轮驱动器可以被用于接收定向控制信号以通过驱动轮126为移动式电子设备机柜提供360度的可操作性。特别地，驱动轮126和相对的驱动轮(未示出)通过铰接的变速驱动器独立驱动，这有助于实现0度的转弯半径。脚轮128也被用于在运输期间和固定工作期间提供稳定性。如下文中将进一步详细讨论的内容所述，用户要想通过移动控制装置106来操纵移动式电子设备机柜，那么首先就需要通过移动式电子设备机柜内实现的安全性控制功能来认证用户自身的身份。

参见图1B，示出了另一个实施例，其中脚轮128可以提供另一种悬挂模式，并同时提供移动式电子设备机柜的可调行程高度。特别地，图1B中的气动弹簧式旋转脚轮机构可以根据地形为移动式电子设备机柜的每个角部都提供独立控制的行程高度。

例如，如果移动式电子设备机柜需要越过一个斜坡，装于前部的气动弹簧式旋转脚轮即被控制到高于后部安装的气动弹簧式旋转脚轮行程高度的行程高度，由此在移动式电子设备机柜的前侧提供与后侧相比更大的地面间隙。这样的行程高度控制可以适用于例如在斜坡上运行的过程中防止移动式电子设备机柜的底部撞击到倾斜的地面。

脚轮154被安装在枢转轴158上并被允许相对于轴188旋转以便于移动式电子设备机柜的移动。空气活塞166被通过支座184安装在枢转轴158上，支座184相对于脚轮154位于枢转轴158的另一端。空气活塞166可以通过控制器156被可编程地调节为沿轴向168收缩其长度，或者沿轴向170扩张其长度以驱使枢转轴158绕轴186旋转。

例如，如果空气活塞166被设计为沿轴向168收缩其长度，枢转轴158随之被驱使绕轴186逆时针方向旋转，从而导致支座184沿轴线168向上移动。作为响应，脚轮154被驱使沿轴线170向下移动，并最终导致转盘172沿轴线190相对于脚轮154升高其位置。因此，假设转盘172被装在图1A所示的移动式电子设备机柜平台120底面的一个角部，那么该角部就被驱使相对于脚轮154旋转所在的表面提升其位置。

另一方面，如果空气活塞166被设计为沿轴向170扩张其长度，枢转轴158随之被驱使绕轴186顺时针方向旋转，从而导致支座184沿轴线170向下移动。作为响应，脚轮154被驱使沿轴线168向上移动，并最终导致转盘172沿轴线190相对于脚轮154降低其位置。因此，假设转盘172被装在图1A所示的移动式电子设备机柜平台120底面的一个角部，那么该角部就被驱使相对于脚轮154旋转所在的表面降低其位置。

由此可以看出，图1A所示的移动式电子设备机柜的每一个角部都可以通过控制器156被独立地控制以实现移动式电子设备机柜每个角部的可调行程高度。行程高度接触开关160和162可以被控制器156用于检测枢转轴158的角度位置。

例如可以通过控制器156来检测最大行程高度，在空气活塞166沿轴线168收缩至最小长度时，使得行程高度开关164的接触开关160失去其与枢转轴158上的配合触点的接触。另一方面，可以通过控制器156来检测最小行程高度，在空气活塞166沿轴线170扩张至最大长度时，使得行程高度开关164的接触开关162失去其与枢转轴158上的配合触点的接触。当两个接触开关160和162都与它们各自的配合触点接触时，可以通过控制器156来确定枢转轴158平行于脚轮154旋转所在的平面。

空气活塞166的扩张/收缩是由控制器156通过控制储气罐176内的气压增大/减小而实现的。例如，气压的增大可以由控制器156通过以下步骤实现：1)选择阀180作为进气阀；和2)使压缩机182通过空气管路174给储气罐176充气，并随后通过增大空气活塞166内的气压而沿轴线170扩张空气活塞。相反地，气压的减小可以由控制器156通过以下步骤实现：1)选择阀180作为排气阀；和2)给储气罐176放气，并随后通过降低空气活塞166内的气压而沿轴线168收缩空气活塞。

悬架的另一种模式由图1B所示的气动弹簧式旋转脚轮机构通过空气活塞166、储气罐176和空气管路174之间的相互作用提供。特别地，一旦空气活塞166的平衡长度被建立，空气活塞166长度的细微变化可以通过储气罐176的壁的弹性而被吸收。例如，在一个实施例中，储气罐176的壁可以由弹性成分例如橡胶构成，以允许储气罐176的壁沿轴线178膨胀和收缩。空气管路174促进在空气活塞166和储气罐176之间交换的空气的自由流动，使得在收缩期间被挤出空气活塞166的空气可以被储气罐176收集，以及在膨胀期间空气活塞166所需的空气可以由储气罐176提供。应该注意到储气罐176的壁并不是必须沿轴线178膨胀和收缩，而是可以沿由储气罐176的壁的弹性所确定的任意方向膨胀和收缩。

空气活塞166沿轴线168的细微收缩会导致储气罐176的壁对应的细微膨胀。相反地，空气活塞166沿轴线170的细微扩张会导致储气罐176的壁对应的细微收缩。但是，由于储气罐176的弹性，空气活塞166的长度会返回其由储气罐176内包含的空气压力大小所确定的平衡长度。因此，通过空气活塞166和储气罐176的相互作用就制造出一种类似于弹簧的操作，其中储气罐176的壁的弹性用于吸收由脚轮154根据脚轮154所经过的地形而沿轴线190的起伏波动所造成的空气活塞166长度的细微变化。

因此，通过空气活塞166和储气罐176的相互作用，脚轮154沿轴线190的位置的动态变化可以被储气罐176的壁的弹性所吸收。这样，由于穿越粗糙地形所可能造成的振动和摇晃可以被空气活塞166和储气罐176的相互作用充分吸收，而不会被传递至转盘172。如果转盘172被装至图1A的移动式电子设备机柜的平台120的底面，那么图1B的气动弹簧式旋转脚轮机构即可进一步降低传递至图1A的移动式电子设备机柜内容纳的有效负载的振动和摇晃的幅度。

参见图1C，示出了另一种移动机构，其中移动式电子设备机柜可以通过履带驱动系统而被运送。这样的移动系统例如能够穿越上述图1A和图1B所涉及的脚轮机构所无法穿越的地形。特别地，如果移动式电子设备机柜的总重量超过几千磅，基于脚轮的移动机构将被证明是无法接受的，特别是在松软的地面上，因为每一个脚轮都很有可能陷入松软的地面中，而无法再在地面上滚动。但另一方面，履带驱动系统就能使得移动式电子设备机柜的重量被更均匀地分布，从而能够穿越松软的地面，以及其他更为极端的不适合基于脚轮的移动系统的地形。

返回图1A，可以提供给上述移动控制系统的工作动力既可以是通过直流电池或燃料电池提供的电源，或者相反地也可以是通过液压泵提供的液压动力。如上所述，功率调节器108可以接收多种直流和/或交流输入功率信号中的任意一种。例如，如果使用直流，那么直流电源可以被直接使用，或者经过调节后再被使用，用于给直流电池(未示出)再充电，直流电池可以负责输送电流以激活移动控制装置106的变速驱动器(未示出)。或者，交流电源也可以被功率调节器108所接收并随后被整流以产生直流电池(未示出)再充电所需的直流功率电平。除了直流电池以外，也可以使用燃料电池以提高所能产生的功率总量。在一个实施例中，燃料电池可以给液压泵提供功率以操作图1C示出的履带驱动系统。

环境防护壳体102可以被用于将移动式电子设备机柜的内舱104保持在所控制的环境条件范围内。例如，一旦电子元器件被装在安装壳体122内，随后操作门114即被关闭以将电子元器件密封在温度可控且基本无尘的环境内。而且，可以沿环境防护壳体102的内表面安装EMI防护罩，或者相反地环境防护壳体102可以由EMI防护材料例如玻璃纤维增强箔片或者铝制成，以基本消除EMI的进/出。

再进一步地，噪音过滤也可以被用在功率调节器108和接线面板116内，以基本消除传导到内舱104中的电源和控制总线(未示出)上的噪音和EMI。特别地，接线面板116的每个接线端子118都可以被安装的EMI防护垫圈隔开且操作门124可以进一步被接地以在关闭时提供EMI防护。

应该注意，环境防护壳体102也可以通过适当地设计环境防护壳体102的侧壁而提供防弹保护。例如，环境防护壳体102的壁可以由装甲材料例如玻璃钢或者其他的合成物，例如碳纤维、陶瓷、等制成。在一个实施例中，可以通过对环境防护壳体102的适当设计而实现针对9mm子弹或者其等价物的防护。

对内舱104的访问可以通过多个操作门中的任意一个，例如通过操作门114进行。如上所述，首先需要用于激活操作门114的授权认证以作为一种安全措施。操作门124可以被同样地设置用于允许对接线面板116的访问。对操作门114或124的访问可以分别通过锁定机构130和132的解锁/锁定而被授权/解除授权。请求访问的特定用户认证成功后即可被确定为授权用户。

各种安全机构都可以被用于在允许用户访问内舱104和/或接线面板118之前认证用户。例如，装在内舱104内的无线KVM开关(未示出)可以接收来自用户的无线认证请求。在一个实施例中，无线KVM开关可以接收与用户相关的生物认证信息，例如扫描他的或她的指纹，以用于认证用户的访问。生物认证也可以包括用于测量和分析用户其他的身体和行为特性的技术。可以被用于身体认证的身体特征的例子有视网膜扫描、人脸识别和手测量等。可替代地，行为特征例如签名、步态和打字模式也可以被用于进行生物认证。结合了身体特征和行为特征的混合特征例如声音也可以被用于生物认证。

在另一个替代实施例中，认证还可以改为通过安全装置(例如可以插入认证校验装置(未示出)的基于闪存驱动器的通用串行总线(USB)装置)的激活而启动。认证校验装置可以被装在环境防护壳体102外部以允许安全装置的插入，例如基于闪存驱动器的USB装置。

在另一个实施例中，生物扫描器(未示出)可以被装在认证装置(未示出)内，而无需再使用无线KVM开关或其他用于用户认证的安全装置。其他的实施例还可以通过射频识别(RFID)、蓝牙访问控制、感应近度传感器等的使用来提供无线认证。

然而在另一个实施例中，锁定机构130和132可以使用没有钥匙孔的电子锁芯，这样就避免了通过机械手段进行的未授权访问。锁芯改为被电池供电的钥匙电子致动，该钥匙激活锁芯以管理用于访问的钥匙的授权。每把钥匙例如都可以包括一个与钥匙相符合的电子锁芯识别码列表。例如，如果特定电子锁芯的识别码不包含在钥匙的内存内，那么访问就被拒绝。访问记录索引还可以进一步被包括在每一把钥匙和电子锁芯之内，以便可以追踪一定时段内的所有访问请求。

如上所述，环境控制单元110可以被用于保持内舱104处于预定的温度和湿度范围内。在一个实施例中，环境控制单元110可以被用作在闭合回路内工作的HVAC单元，闭合回路例如包括压缩机、膨胀阀和两个热交换器(例如蒸发器和冷凝器)。挥发性液体(例如制冷剂)通过上述四个部件循环并在吸收了来自内舱104的热量之后被送入压缩机。制冷剂以热蒸气的形式离开压缩机，并随后被浓缩成暖液体。流量控制阀调节制冷剂的流量，使其在返回内舱104之前膨胀为冷液体以完成整个循环。随后，已经被冷液体冷却的空气通过管路循环，用于使装在内舱104内的电子元器件的冷却最优化。

环境控制单元110自身可以被装在类似于操作门114的铰接操作门上。这样，经过认证的从内舱104离开/进入内舱104的操作可以在操作门114的相对末端被允许，以便于访问装在安装壳体122内的电子元器件的后部。应该注意，环境控制单元110也可以根据特定应用可能的需求而被装在环境防护壳体102的任意侧面。例如，环境控制单元110的尺寸和重量可能需要将其安装在环境防护壳体102的顶部以提供最优的重量分布用于改善稳定性。

装在安装壳体122上的电子元器件的运转规定为在所有操作门被关闭后才开始。但是，如果接线面板116上装有防水的接线端子和附件，那么应该理解操作门124仍然可以在图1A和图1C的电子设备机柜运行时，甚至在容易产生大气降水的环境中运行时打开。

如上所述，用于功率调节器108的工作电源可以来自在多个电压(例如110VAC或220VAC)和多个频率(例如50Hz或60Hz)下运行的交流电网。在另一个替代实施例中，功率调节器108也可以被用于航空应用，其中电网可以在28VDC的直流电压下，或者相反地，在400Hz或480Hz的115/230VAC的条件下运行。

在任何情况下，一旦电子元器件处于运行状态，对它们各自的I/O端口的访问可以按照两种形式中的一种进行。首先，例如，MIMO无线接入设备(WAP)112可以被用于获取电子元器件的数据/计算资源。MIMO WAP 112装有两条或多条天线以使用例如正交频分复用技术(OFDM)来发送和接收信息，与传统的无线接入技术相比明显地增加了数据吞吐量。

MIMO路由器可以被用于接合MIMO WAP 112以提供/接收送往/来自装至安装壳体122的电子元器件的信息。MIMO路由器可以支持标准的有线等效加密(WEP)和/或高级Wi-Fi保护访问(WPA)用于数据加密。其他的安全特征还可以包括媒体访问控制(MAC)和网络协议地址(IP)过滤，用于基于MAC地址和IP地址来限制网络访问。

对移动式电子设备机柜内电子元器件的数据/计算资源的有线访问还可以通过防水接线面板116进行。连接器118可以代表很多种数据I/O连接器，例如可以被用于支持千兆以太网应用的5类和/或6类连接器。光纤通信也可以被支持例如同步光纤网络(SONET)环路的接线面板116所支持。应该理解任何数量的I/O连接选项，例如射频(RF)连接器或者KVM连接器，也可以由接线面板116提供。

在工作中，图1A和图1C所示的移动式电子设备机柜可以包括作为移动的高密度服务器例如刀片服务器的应用。特别地，安装壳体122可以适用于安装多个刀片服务器底座，其中每个底座可以包括多个被称为服务器刀片的标准电子电路板。每个服务器刀片都包括一个或多个微处理器、存储器和其他电子元件，并通常被用于特定的应用。服务器刀片也可以提供集成的网络控制器、光纤主机总线适配器(HBA)和其他便于数据交换的I/O端口。

每个服务器刀片也可以包括高级技术配件接口(ATA)或者小型计算机系统接口(SCSI)的磁盘驱动器。为了增加存储量，刀片服务器可以连接至存储池(通过例如MIMO或者接线面板接口)，其中存储池通过网络附加存储(NAS)、光纤通道或者互联网SCSI(iSCSI)存储区域网(SAN)实现。装在图1A和图1C所示的移动式电子设备机柜内的刀片服务器可以有效地将几个刀片服务器固定在单个底座内，同时也可以将相关的资源例如存储和网络设备合并在一个能够通过单一接口(例如前述的MIMO或者接线面板接口)接入的较小的构件内。

而且，多个刀片服务器底座可以在移动之前即被安装和架构完毕。在这样的情况下，预先架构的刀片服务器可以在一个完全封闭的环境中被移动，在运输过程中被保护以避免振动造成的损害，并且无论在哪里都可以在温度和湿度可控的环境中被快速供电。另外，刀片服务器网络能够以可能被许多政府机构和/或商业应用所需的安全、有序和有效的方式被快速地重新定位。

例如，这样的一种商业应用包括用作支持媒体、电视和电影业务的数字音频、图象和视频信息的存储介质。特别地，随着音频、静态图片、电影和电视领域中数字技术新标准的不断发展，数字存储解决方案的必要性也与日俱增。由此，图1A和图1C所示的移动设备机柜可以被装有刀片服务器并在数字数据处理的不同阶段，例如获取阶段、生成阶段、控制室编辑阶段、传输阶段和接收阶段，被用于支持数字视频和音频存储。

因此，图1A和图1C所示的移动设备机柜可以被有效地用作移动视频存储服务器，使得在如上所述完全装满刀片服务器时，能够提供，例如，最高达57万亿字节的数字音频/视频存储能力。这样，即可在例如外景拍摄期间实现将无线摄像机所拍摄的几天甚至几星期的直接数字式存储的内容送至视频存储服务器的MIMO WAP 112并很容易地保存为直接数字式的音频/视频记录。

一旦达到了其存储能力，移动视频存储服务器即可被重新移至主控制室，在此即可实现对数字内容的直接编辑。相反地，移动视频存储服务器可以继续在外景地使用以便在实际的拍摄地点支持编辑/回放操作，这时编辑/回放操作通过经由MIMO WAP 112或者有线接线面板116的数字数据存取很容易进行。

应该注意，图1A和图1C所示的移动式电子设备机柜可以用外形较低的悬架实现，如下文中更详细的介绍所述，这样可以减小高度。而且，图1A和图1C所示的移动式电子设备机柜的宽度可以允许进入绝大多数标准尺寸的门。例如，在一个实施例中，图1A所示的移动式电子设备机柜的物理尺寸为大约58英寸高，27英寸宽，和54英寸长。因此，图1A所示的移动式电子设备机柜相对小的外形尺寸有助于使其进入绝大多数标准建筑的内部，这样就增强了对于商业、工业和政府用户的多功能性。

参见图2，示出了各个机柜的分解图，其中环境防护壳体102的一部分被抽离以显示安装壳体122和结构性壳体202。另外还示出了接线面板116的后视图以及环境控制单元110和功率调节器108的侧视图。

通过观察可以看出，安装壳体122被装入结构性壳体202内。安装壳体122和结构性壳体202都由阳极氧化金属，例如铝或钢构成，并可以通过钨极惰性气体保护焊接提高强度，或者相反地，可以利用其他连接手段例如螺栓连接或者卡箍连接。如下文中更详细的介绍所述，安装壳体122通过使用多轴悬架系统“悬浮”在由结构性壳体202所界定的空间区域内。也就是说，例如，多种支撑模式被用于建立一个多轴的可变重量的磁流变隔离系统，该系统用于保持安装壳体122和其中安装的电子元器件(未示出)基本上与动能传递相隔离。

结构性壳体202被“硬”安装在平台120上(图2中未示出)，而安装壳体122被“软”安装在平台120(图2中未示出)和结构性壳体202上。这样，在运输过程中，或者在其他的产生加速度的事件中，由于平台120和结构性壳体202之间的“硬”安装关系，动能可以被直接传递至结构性壳体202。但是，相反地，基本上所有可以沿方向矢量208定义的纵向分量的方向被传递至结构性壳体202的动能都被支撑部件204和206完全吸收了。

如下文中更详细的介绍所述，支撑部件204和206可以用磁流变阻尼器、气动弹簧或者两者相接合来实现。另外，尽管只示出了两个支撑部件，也可以增加更多数量的支撑部件。例如，在一个实施例中，可以在结构性壳体202和安装壳体122的每个角部或者每个角部附近设置四个气动弹簧，同时两个MR支撑部件和其中的两个气动弹簧一起设置以提供减震阻抗。在运行过程中，MR支撑部件提供克服沿纵向轴线208传递的动能的阻抗，气动弹簧则试图保持安装壳体122和其内容物沿纵向轴线208在结构性壳体202内的中心位置。

MR支撑部件代表了“软”支撑的第一模式，其中安装壳体122和支撑壳体202之间的相对移动通过MR支撑部件的作用而被抑制。MR支撑部件的第一端如图所示被连接至安装壳体122的外部，同时MR支撑部件的第二端如图所示被连接至结构性壳体202的内部。安装壳体122的外部和结构性壳体202的内部之间的连接就被称为是“软”连接，因为基本上所有由于安装壳体122和支撑壳体202之间的相对移动所传递的动能都通过MR支撑部件的作用而被抑制。

MR支撑部件利用了MR流体，其中MR流体的粘度变化受到磁场存在的影响以增强/减弱MR支撑部件的阻尼效应。特别地，控制单元(未示出)将脉宽调制(PWM)信号传递安装壳体122磁线圈，该磁线圈环绕在容纳于MR支撑部件的单管壳体内的MR流体周围。PWM信号参数，例如占空比和振幅，可以通过电位计(未示出)的使用而被预先确定并且可以通过电位计选择的适当电压而被事先调整为预定值。

例如，通过电位计前馈控制增加PWM信号的占空比，控制单元将强度增大的时变电流送至磁线圈，磁线圈随后增大环绕MR流体的磁场强度。作为响应，MR支撑部件所施加的阻力也成比例地增加。相反地，通过电位计的反向控制减小PWM信号的占空比，控制单元将强度减小的时变电流送至磁线圈，磁线圈随后减小环绕MR流体的磁场强度。作为响应，MR支撑部件所施加的阻力也成比例地减小。

如上所述，根据图1B的气动弹簧式旋转脚轮机构的操作，气动弹簧也可以被用于和MR支撑部件一起提供悬架的附加维数。通过每个空气活塞和储气罐的互相作用，也就相当于气动弹簧机构，安装壳体122相对于结构性壳体202沿纵向轴线208的任何位置变化都可以被抑制。这样，气动弹簧即可用于将安装壳体122的位置保持在相对于结构性壳体202沿纵向轴线208的平衡位置内。

参见图3，示出了一个沿方向矢量306隔离的竖直部件。特别地，支撑部件302和304“软”连接至安装壳体122和平台120(未示出)的底侧，这样给安装壳体122以及安装在其中的每个电子元器件(未示出)以与安装壳体122和电子元器件有效负载的总重量成正比地提供支撑。也就是说，为了保持安装壳体122的实际上与安装壳体122和相关有效负载的总重量无关的基本固定的位置，支撑部件302和304沿竖直的方向矢量306提供重量适应性的支撑。

而且，为了解决沿纵向轴线308存在的任何的重量差异，支撑部件302和304提供了沿纵向轴线308的灵活性。例如，电子元器件可以被装在安装壳体122内，并使得与传递至支撑部件304的重量相比，传递至支撑部件302的重量更多。在此情况下，支撑部件302所提供的承重支持力的量大于支撑部件304所提供的承重支持力。

相反地，电子元器件可以被装在安装壳体122内，并使得与传递至支撑部件302的重量相比，传递至支撑部件304的重量更多。在此情况下，支撑部件304所提供的承重支持力的量大于支撑部件302所提供的承重支持力。因此，无论在哪种情况下，为了将安装壳体122保持在与平台120(未示出)和/或支撑壳体202的相对位置无关的相对水平位置，支撑部件302和304所提供的承重支持力的量是重量适应性的。

应该注意，支撑部件302和304提供了沿方向矢量308确定的轴向分量的附加自由度。特别地，支撑部件302和304提供了允许如上所述图2涉及的支撑部件204和206工作的自由度。因此，支撑部件302、304、204和206在移动的两维空间范围内互相作用以提供沿被方向矢量306和308确定的轴向分量的悬架。

悬架沿与方向矢量306和308垂直的轴向分量的第三维可以被用于将安装壳体122与横向加速度作用力基本隔离。在这样的情况下，例如用于支撑部件204和206的阻尼MR支撑部件和气动弹簧可以被以垂直的布置连接在安装壳体122和支撑壳体202之间，以沿垂直于纵向矢量分量308和竖直矢量分量306的横向轴线提供阻尼式/气动弹簧式悬架。

在一个实施例中，支撑部件302和304可以包括气动减震装置，从而在安装壳体122由于重量的增加或减少发生倾斜时可以被测量和校正。例如，磁性传感器(未示出)可以被安装在安装壳体122和支撑壳体202上用于检测安装壳体122相对于支撑壳体202沿方向矢量306的位置变化。在这样的情况下，由磁性传感器(未示出)提供的反馈信号可以被提供给压缩机(未示出)以控制对气动支撑部件302和304的充气/放气，使得安装壳体122相对于支撑壳体202沿方向矢量306的轴向位置被保持在预定的行程范围内。

悬架的附加层例如可以被加至支撑部件204、206、302和304中的一个或多个。特别地，弹性配件可以被用在支撑部件204、206、302、304之间并且它们各自的装配表面即可作为吸收振动/冲击的附加层。而且，可以选择出具有不同共振频率的弹性化合物以优化悬架系统的工作。例如，如果MR阻尼器可以响应达到例如40赫兹的标称频率，则每个弹性配件的共振频率即可选择为高于MR阻尼器的标称频率范围。这样，通过适当地错开共振频率，弹性配件即可被选择用于扩展悬架系统的工作带宽，使其大大超过MR阻尼器的工作频率范围。

参见图4A，示出了多轴悬架系统的一个实施例的示例性的功能示意图。应该注意，图4A中部件的朝向并不必然表明其空间位置，而仅仅是代表它们彼此之间涉及的功能关系。参考图1A、图1C、图2和图3更有利于对图4A的多轴悬架系统的工作情况进行说明。气动支撑部件302和304被连接在平台120和安装壳体122的底部之间以提供沿方向矢量440和470的支撑的竖直分量，同时还提供沿纵向轴线442移动的灵活性。

位置检测器428和464利用例如磁性传感器430、432和466、468将安装壳体122保持在由竖直方向矢量440和470示出的移动范围内。特别地，位置信号434和474给与压缩机436和472相关联的控制单元(未示出)分别提供了关于安装壳体122相对于支撑壳体202的位置的指示。例如，如果安装壳体122的位置处于传感器430和432之间的中心位置，那么气动支撑部件302就被认为是处于平衡位置而不再采取进一步的动作。同样地，如果安装壳体122的位置处于传感器466和468之间的中心位置，那么气动支撑部件304就被认为是处于平衡位置而不再采取进一步的动作。

但是，如果安装壳体122的位置表明位置440低于平衡点，那么位置信号434即向与压缩机436相关联的控制单元(未示出)提供必要的指示以校正负载过重的情况。特别地，位置信号434使压缩机436给气动支撑部件302充气，也就是说，通过管线438增大气压直到气动支撑部件302被充气到平衡位置为止。同样地，如果安装壳体122的位置表明位置470低于平衡点，那么位置信号474即向与压缩机472相关联的控制单元(未示出)提供必要的指示以校正负载过重的情况。特别地，位置信号474使压缩机472给气动支撑部件304充气，也就是说，通过管线476增大气压直到气动支撑部件304被充气到平衡位置为止。

另一方面，如果安装壳体122的位置表明位置440高于平衡点，那么位置信号434即向压缩机436提供必要的指示以校正负载过轻的情况。特别地，位置信号434使与压缩机436相关联的控制单元(未示出)给气动支撑部件302放气，也就是说，通过管线438减小气压直到气动支撑部件302被放气到平衡位置为止。同样地，如果安装壳体122的位置表明位置470高于平衡点，那么位置信号474即向与压缩机472相关联的控制单元(未示出)提供必要的指示以校正负载过轻的情况。特别地，位置信号474使压缩机472给气动支撑部件304放气，也就是说，通过管线476减小气压直到气动支撑部件304被放气到平衡位置为止。

应该注意，气动支撑部件302和304可以彼此独立地工作。也就是说，例如，气动支撑部件302和304的充气/放气的程度可以不相等，使得安装壳体122及其相关有效负载(未示出)沿纵向轴线442不相等的重量分布仍然可以被平衡。因此，无论重量分布如何，安装壳体122相对于支撑壳体202和/或平台120的位置可以基本保持水平以实现第一模式，或者粗调的悬架控制。

气动支撑部件302和304的共同作用，是第二模式，或者叫微调的悬架控制。沿方向矢量440和470微调悬架是通过例如由部件480-484表示的MR支撑部件和MR阻尼控制部件486-490实现的。应该注意，由部件480-484表示的MR支撑部件沿平行于方向矢量440和470的竖直轴线致动。也就是说，例如，活塞484伸展和收缩通过的动作行程基本平行于方向矢量440和470。

在工作时，活塞484通过其动作行程伸展和收缩，同时会被可变的阻尼作用力影响。特别地，单管壳体482被充满MR流体并且被磁线圈480所环绕。磁线圈480产生的磁场造成MR流体的粘度变化以向活塞484施加一个可设计范围的阻尼作用力，其中MR流体的粘度变化通过向磁线圈480上施加的交流电流的可变幅度来实现。

在工作时，PWM 490可以从两个PWM控制源中的一个接收主要为静态的或者主要为动态的控制信号。在第一实施例中，PWM 490从电位计488接收主要为静态的控制信号，然后PWM 490被用于静态地编写具有和来自电位计488的静态编程控制信号成正比的占空比的PWM信号。例如，如果需要低阻尼作用力，那么来自电位计488的适当的控制信号可以被静态地编程为生成相对低占空比的PWM信号。作为响应，相对低幅度的交流电流即被送入磁线圈480，磁线圈480随之产生环绕单管壳体482的相对低强度的磁场。因此，单管壳体482内包含的MR流体相应地呈现出相对低的粘度，随之提供相对低的阻尼作用力以抑制活塞484的移动。

另一方面，如果需要相对较高的阻尼作用力，那么来自电位计488的适当的控制信号可以被静态地编程为使得PWM490传输相对高占空比的PWM信号。作为响应，相对高幅度的交流电流即被送入磁线圈480，磁线圈480随之产生环绕单管壳体482的相对高强度的磁场。因此，单管壳体482内包含的MR流体相应地呈现出相对高的粘度，随之提供相对高的阻尼作用力以抑制活塞484的移动。

在一个替代实施例中，主要为动态的控制信号被提供给PWM 490，以实现悬架的适应性编程模式，该模式能够有效地将安装壳体406及其相关的有效负载(未示出)从处于每秒钟几个循环至每秒钟几百个循环范围内的低频率振动隔离。在工作时，加速计486测量沿方向矢量440和470的加速作用力并提供相适应的控制信号给PWM490来指示所测量的加速作用力。较小幅度的瞬时加速作用力可以导致适应性编程的低占空比PWM信号，而较大幅度的瞬时加速作用力可以导致适应性编程的高占空比PWM信号。因此，跨越很宽的振动带宽的加速作用力可以通过由加速计486提供给PWM 490的适应性反馈而被适应性地抑制。随后，如上所述，MR流体的粘度在磁场内发生相应的变化以在活塞484上产生成比例的阻尼作用力。

因此，可以看出，气动支撑部件302和304结合与部件480-490相关的MR支撑功能以提供粗调和微调的悬架控制。粗调的悬架控制由气动支撑部件302和304提供，以为安装壳体122及其相关有效负载(未示出)提供重量管理。一旦安装壳体122的位置相对于支撑壳体202和/或平台120被基本平衡，随后即通过部件480-490以可编程地静态或者适应性地“微调”其位置以实现微调的悬架控制。

MR支撑部件也可以被用于隔离沿由方向矢量442表示的纵向轴线传递至安装壳体122及其相关的有效负载(未示出)的动能。特别地，部件416-426可以结合起来构成图2中的MR支撑部件204以对沿方向矢量442的动能实现可编程地静态或者适应性地隔离。另外，部件452-462可以结合起来构成图2中的MR支撑部件206以对沿方向矢量442的动能实现可编程地静态的或者适应性的隔离。部件416-426和部件452-462基本上按照与如上所述的部件480-490相关的可编程静态的或者适应性的方式工作。

还可以提供悬架的第三部件用于安装壳体122及其相关的有效负载(未示出)。特别地，悬架的部件可以沿垂直于方向矢量440、470和442的方向矢量设置。例如，悬架也可以如上所述通过设置MR支撑部件来提供悬架的第三轴线，以基本消除沿相对于安装壳体122的横向轴线传递的动能。

参见图4B，示出了多轴悬架系统的一个替代实施例。如上所述，支撑部件204和206(以及其他支撑部件，如果需要的话)可以包括MR支撑部件和气动弹簧式支撑部件。空气活塞407、储气罐405、压缩机403和控制模块401结合形成可编程的气动弹簧式支撑部件204，而空气活塞415、储气罐413、压缩机411和控制模块409结合形成可编程的气动弹簧式支撑部件206。

通过各个空气活塞、储气罐和控制模块之间的相互作用，也就是通过可编程的气动弹簧，安装壳体122相对于结构性壳体202沿纵向轴线442的位置变化可以被抑制。这样，空气活塞/储气罐共同用作位置平衡装置以将安装壳体122的位置保持在相对于结构性壳体202沿纵向轴线442的平衡位置内。

储气罐405和413可以分别通过压缩机403和411被充气至额定气压，以保持空气活塞407和415的平衡长度。一旦空气活塞407和415的平衡长度被建立，空气活塞407和415长度的细微变化即可基本通过储气罐405和413的壁的弹性而被吸收。例如，在一个实施例中，储气罐405和413的壁可以由弹性成分，例如橡胶构成，以允许储气罐405和413的壁的膨胀和收缩。空气管路将空气活塞407、415连接至储气罐405、413，以便于待交换的空气自由流动，使得在收缩过程中被空气活塞407和415压出的空气可以分别被储气罐405和413收集，在膨胀过程中空气活塞407和415所需的空气可以分别由储气罐405和413提供。

这样，空气活塞407和415沿轴线442的细微收缩导致储气罐405和413的壁的细微膨胀。相反地，空气活塞407和415沿轴442的细微扩张导致储气罐405和413的壁的细微收缩。因此，通过空气活塞407、415和储气罐405、413的相互作用即可制造出一种类似于弹簧的操作，其中储气罐405、413的壁的弹性用于吸收空气活塞407、415长度的细微变化。这样，气动弹簧式的支撑部件204和206即可将安装壳体122沿纵向轴线442保持在结构性壳体202内的中间位置。

控制模块401和409可以附加地提供其他功能。特别地，可以提供休眠模式，其中用于悬架系统的所有工作电源可以被关闭以提供一种节能模式。也可以提供唤醒功能，其中例如压电传感器(未示出)在休眠模式期间检测移动式电子设备机柜的移动。一旦被唤醒，工作电源即可被恢复，且传感器428和464或者其他的某些重量传感器即可被控制模块401和409查询以获取与安装壳体122及其相关有效负载的重量相关的重量信息。一旦确定，重量信息即可被控制模块401和409用于单独编程电位计424、460和488，或者加速计426、462和486，以将它们各自的MR支撑部件的阻抗选择为基于重量测量值的最佳阻抗值。

在一个替代实施例中，负载(LOAD)信号可以从指示与安装壳体122及其相关有效负载的重量相关的重量信息的外部源被接收。随后，由LOAD信号提供的重量信息即可被控制模块401和409用于单独编程电位计424、460和488，或者加速计426、462和486，以将它们各自的MR支撑部件的阻抗选择为基于LOAD信号的最佳阻抗值。应该注意，各个MR支撑部件的阻抗可以在需要的时候由控制模块401和409单独编程确定。

如上所述，适应性的微调悬架控制可以有效地抑制传递至安装壳体122的动能。加速计426、462和486可以被用于检测并随后提供加速度反馈控制信号，该信号指示被施加至安装壳体122的加速激励的时变特性。控制模块401、409随后即可连续地分析加速度反馈控制信号以确定施加的加速作用力的本质特征。

例如，控制模块401、409可以对由加速计426、462和486提供的加速度反馈控制信号进行快速傅立叶变换(FFT)以确定通过加速激励产生的振动的频谱特征。这样，微调悬架控制可通过控制模块401、409的FFT分析来给安装壳体122提供很宽的振动带宽隔离。

振动的谐波成分也可以被分析以确定振动的时变特性。特别地，振动的功率频谱可以使用FFT算法进行分析以确定FFT输出的指定频带，也就是FFT单元(bins)，内的信号强度。时域内的振幅和频域内的相关频谱振幅之间的数量关系随后即可被获得并用于优化动能吸收性能。

例如，如果振动的功率频谱被限定为相对较少的几个FFT单元，那么加速激励即可被刻画为一个具有以某个基本恒定的频率为中心的正弦特性的稳态激励。这样，支撑部件204、206和492的微调悬架装置即可被优化为在稳态激励频率下通过控制模块401、409对阻尼作用力的适当控制来抑制振动。

如果振动的功率频谱无法被限定为相对较少的几个FFT单元，而是沿多个FFT单元展开的，那么加速激励则可以改为被刻画成在安装壳体122位移范围内阶跃变化，就像在穿越粗糙地形时可能发生的情况。在这样的情况下，支撑部件204、206和492的微调悬架装置的阻尼作用力可以通过控制模块401、409而被增加，用于在振动激励的基波频率和谐波频率下优化阻尼作用力。一旦振动激励被抑制，控制模块401、409即可将支撑部件204、206和492的微调悬架装置返回到稳态工作模式。

另外，控制模块401、409可以连续地处理FFT数据以实现静止模式操作，其中可以进一步有助于经过优化的跨越很宽的振动激励带宽的动能吸收。也就是说，例如，FFT数据的平均化处理可以从控制模块401、409产生优化的悬架控制信号，使得支撑部件204、206和492的微调悬架装置的阻尼作用力可以被保持在处于如上所述的稳态响应和阶跃变化响应之间的标称水平。

本文中的优化的悬架控制是指支撑部件204、206和492的微调悬架装置的反应时间由于静止模式操作而被最小化。特别地，由于支撑部件204、206和492的微调悬架装置被编程为输出标称阻尼作用力，如果选择的标称阻尼作用力代表了跨越支撑部件204、206和492的微调悬架装置的阻尼作用力的整个动态范围的平均阻尼作用力，那么达到最小或最大阻抗的反应时间可以被明显缩短一半。

另外，由控制模块401、409从传感器428、464、LOAD信号或者从其他的重量测量装置接收的重量信息，也可以被用于控制标称阻抗。特别地，支撑部件204、206和492的微调悬架装置性能可以通过选择与安装壳体122的重量成正比的标称阻抗而被优化。

如上所述，弹性材料层451可以被用在支撑部件204、206、302、304和它们各自的装配表面之间以提供附加的振动/冲击吸收。进而，具有不同共振频率的弹性化合物可以被选择用于优化悬架系统的工作。例如，如果MR阻尼器可以响应达到例如40赫兹的标称频率，则弹性材料的共振频率即可被单独地选择为高于MR阻尼器的工作频率范围。这样，通过适当地错开共振频率，每个弹性配件451都可以被选择用于扩展悬架系统的工作带宽，使其大大超过MR阻尼器的工作频率范围。

参见图5，示出了另一个实施例，其中悬架的沿方向矢量440和470的竖直部件以节约空间的方式被设置。特别地，悬架的竖直部件被以最小化需要的竖直空间大小的方式设置在安装壳体122和平台120之间。应该理解，以上参照图4B描述的气动弹簧机构以与图5相同的方式工作并且不再参照图5进行描述。

在工作时，粗调位置控制通过气动支撑部件302和304被实施，以保持安装壳体122沿方向矢量440和470相对于支撑壳体202的平衡位置，如上涉及图4的内容所述。但是，微调位置控制使用的MR支撑部件并没有被固定为与安装壳体122成竖直关系。相反，MR支撑部件被连接在支撑壳体202和/或平台120与直角齿轮驱动器528之间，以减小MR支撑部件在安装壳体122和平台120之间的竖直关系。

这样，MR支撑部件的致动不再使活塞520沿方向平行于方向矢量440和470的行程范围扩张。相反，活塞520沿如下的行程范围扩展，该行程范围的方向可以在垂直于方向矢量440和470的方向和几乎快要平行于方向矢量440和470的方向之间。当活塞520的行程范围的方向接近垂直于方向矢量440和470的方向时，安装壳体122和平台120之间所需的竖直空间的大小即与活塞502的行程方向和平台120之间形成角度的正弦值成比例地减小。

在工作时，活塞520的行程范围致动直角齿轮驱动器528，从而沿旋转矢量522的方向旋转直角齿轮驱动器528。例如，安装壳体122的上升动作可以使活塞530扩张。作为响应，直角齿轮驱动器528可以顺时针旋转以使活塞520扩张。但是，活塞520的动作被如上所述通过相关的环绕活塞520的MR流体产生的阻尼作用力所抑制。这样，安装壳体122的上升动作就通过直角齿轮驱动器528的旋转致动被MR活塞520所抑制。

另一方面，安装壳体122的下降动作可以使活塞530收缩。作为响应，直角齿轮驱动器528可以逆时针旋转以使活塞520收缩。但是，活塞520的动作被如上所述通过相关的环绕活塞520的MR流体产生的阻尼作用力所抑制。这样，安装壳体122的下降动作就通过直角齿轮驱动器528的旋转致动被MR活塞520所抑制。

如上涉及图4A的部件480-490的内容所述，可变阻尼作用力在施加至活塞520进行“微调”的MR悬架控制时，可以是可编程地静态或适应性的，同时可以通过直角齿轮驱动器528的使用来最小化安装壳体122和平台120之间所需的竖直间隔。

参见图6A，通过流程图600示出了一种已在图4A、图4B和图5涉及的内容中介绍过的粗调悬架控制的方法。在步骤602中，例如在如上所述的唤醒模式期间，安装壳体122的位置通过磁性传感器430、432和466、468来检测。由于沿方向矢量442表示的纵向轴线的重量分布可能是不均匀的，传感器430、432检测沿方向矢量440表示的竖直轴线的竖直移动，而传感器466、468独立地检测沿方向矢量470表示的竖直轴线的竖直移动。

如果安装壳体122被倾斜为低于其平衡位置，将在步骤604中通过传感器430、432和/或466、468被检测到，然后信号434和/或信号474被送至压缩机436和/或472以阻止下降的位移。特别地，在步骤606中，根据信号434和/或信号474，压缩机436和/或472将空气喷入气动支撑部件302和/或304以增大安装壳体122的粗调悬架的幅度。

如果安装壳体122被倾斜为高于其平衡位置，将在步骤608中通过传感器430、432和/或466、468被检测到，然后信号434和/或信号474被送至压缩机436和/或472以阻止上升的位移。特别地，在步骤610中，根据信号434和/或信号474，压缩机436和/或472内的释放阀使得空气从气动支撑部件302和/或304中释放，以减小安装壳体122的粗调悬架的幅度。

参见图6B，通过流程图650示出了一种已在图4A、图4B和图5涉及的内容中介绍过的微调悬架控制的方法。在步骤652中，选择是激活还是不激活对加速作用力的检测。如果激活，那么就在步骤656中选择加速计486、426和462用于分别给PWM 490、422和458提供适应性的控制信号，以指示用于阻抗的适当选择而测量的加速作用力的大小和方向。另一方面，如果不激活，那么就不测量加速作用力，同时在步骤654中选择电位计488、424和460以提供用于阻抗的静态选择的静态控制信号。

另外，还采取了重量测量步骤，其中控制模块401、409从传感器428、464、LOAD信号或者从某些其他的重量测量装置接收的重量信息可以被用于计算标称阻抗。特别地，无论在动态控制模式还是在静态控制模式中，支撑部件204、206和492的微调悬架装置的性能都可以通过选择与安装壳体122的重量成正比的标称阻抗而被优化。

如果在步骤658中检测到竖直移动，那么可以选择竖直悬架的低轮廓模式或者正常轮廓模式。如果竖直悬架被设置为如图4A所示，那么动能通过步骤662中MR活塞484的基本竖直的致动而被抑制。施加至活塞484的阻抗大小在如上所述的步骤654或656中被确定。

另一方面，如果竖直悬架被设置为如图5所示，那么动能通过MR活塞520的旋转致动而被抑制，以实现竖直悬架的低轮廓模式。特别地，活塞520的行程范围致动直角齿轮驱动器528以使直角齿轮驱动器528沿旋转矢量522表示的方向旋转。例如，安装壳体122的向上动作可以使活塞530扩张。作为响应，直角齿轮驱动器528可以顺时针旋转以使活塞520扩张。但是，活塞520的移动通过如上所述围绕活塞520的相关MR流体产生的阻尼作用力而被抑制。这样，安装壳体122的向上动作就通过直角齿轮驱动器528的旋转致动而被MR活塞520抑制。

另一方面，安装壳体122的向下动作可以使活塞530收缩。作为响应，直角齿轮驱动器528可以逆时针旋转以使活塞520收缩。但是，活塞520的移动通过如上所述围绕活塞520的相关MR流体产生的阻尼作用力而被抑制。这样，安装壳体122的向下动作就通过直角齿轮驱动器528的旋转致动而被MR活塞520抑制。施加至活塞520的阻抗大小在如上所述的步骤654或656中被确定。

步骤668中确定的动能也可以沿由方向矢量442表示的纵向轴线被抑制。特别地，安装壳体122的两侧都通过MR支撑部件204和206“软”安装至结构性壳体202。MR支撑部件204和206的阻抗可以被如上所述适应性地或者是静态地计算。在工作时，MR支撑部件204和206在步骤670中基本上吸收沿由方向矢量442表示的纵向方向施加至安装壳体122的动能。在步骤672中，气动弹簧(如上涉及图4B的内容所述)用于将安装壳体122保持在沿纵向轴线442相对于结构性壳体202的平衡位置内。

通过理解本发明在此公开的说明书和实例的内容，本发明的其他应用和实施例对于本领域普通技术人员来说是很明显的。例如，装在安装壳体122内的有效负载并不必须对应电子元器件。相反，有效负载可以改为对应其他需要运输机构最小化动能传递量的震动敏感材料，例如炸药，从而最小化意外爆炸的可能性。防止意外爆炸的保护措施可以在如上所述使用装甲材料时进一步由环境防护壳体102提供。

此外，需要固定的存储温度范围的物品，例如食物、饮料或者其他温度敏感物品，也可以在温度可控并且基本免受多维加速作用力影响的环境中被运输。而且，尽管这里介绍的移动式壳体设置有自推进装置，但是应该理解图1中的移动控制装置106也可以改为如图2和图3所示被取消。这样，例如海运、空运或者地震应用中可能需要的非移动式壳体即可被提供用来实现对非移动式壳体内包含的有效负载的动能隔离。在这种情况下，由于可能被用于特定的非移动式应用中，例如电信公司的机房，因此图2和图3的非移动式壳体可以改为被直接安装至平台，例如地板空间上。因此，应该理解说明书和图示的实施例仅仅是用作示例，而本发明真正的保护范围和精神应通过权利要求的内容确定。

Claims (20)

1.一种悬架系统，包括：

第一悬架装置，其连接到一物体上并且能够将所述物体的位置保持在第一方向上的一距离范围之间；

第二悬架装置，其连接到所述物体上并且能够被编程以抑制所述物体在所述距离范围内的运动，其中所述第二悬架装置被旋转致动以使所述第二悬架装置在所述第一方向上的行程范围最小；和

第三悬架装置，其连接到所述物体上并且能够沿垂直于所述第一方向的轴线将所述物体保持在平衡位置内。

2.如权利要求1所述的悬架系统，其中，所述第一悬架装置包括：

连接至所述物体的第一部分上的第一气动支撑部件，所述第一气动支撑部件能够根据第一位置信号将所述物体的第一部分的位置气动地保持在所述第一方向上的所述距离范围内；和

连接至所述物体的第二部分上的第二气动支撑部件，所述第二气动支撑部件能够根据第二位置信号将所述物体的第二部分的位置气动地保持在所述第一方向上的所述距离范围内。

3.如权利要求2所述的悬架系统，其中，所述第一气动支撑部件包括：

连接至所述第一气动支撑部件上的第一压缩机，所述第一压缩机能够保持所述第一气动支撑部件的压力，以保持所述物体的所述第一部分的位置在所述距离范围内；和

连接至所述第二气动支撑部件上的第二压缩机，所述第二压缩机能够保持所述第二气动支撑部件的压力，以保持所述物体的所述第二部分的位置在所述距离范围内。

4.如权利要求1所述的悬架系统，其中，所述第二悬架装置被静态地编程以抑制所述物体在所述距离范围内的运动。

5.如权利要求4所述的悬架系统，其中，所述第二悬架装置包括：

传导部件；和

在所述传导部件内移动并连接至所述物体上的磁流变装置。

6.如权利要求5所述的悬架系统，其中，所述第二悬架装置还包括：

脉宽调制装置，其被连接至所述传导部件上并能够为所述传导部件提供脉宽调制信号，所述传导部件能够根据所述脉宽调制信号来产生强度可变的磁场；

控制器，其被连接用于接收表示所述物体的重量的信息并能够根据所述信息提供重量信号；和

连接至所述脉宽调制装置上的电位计，其能够根据所述重量信号给所述脉宽调制装置提供可编程的静态控制信号，所述脉宽调制装置能够根据所述可编程的静态控制信号来调节所述脉宽调制信号的占空比。

7.如权利要求1所述的悬架系统，其中，所述第二悬架装置被动态地编程以抑制所述物体在所述距离范围内的运动。

8.如权利要求7所述的悬架系统，其中，所述第二悬架装置包括：

传导部件；和

在所述传导部件内移动并连接至所述物体上的磁流变装置。

9.如权利要求8所述的悬架系统，其中，所述第二悬架装置还包括：

脉宽调制装置，其被连接至所述传导部件上并能够为所述传导部件提供脉宽调制信号，所述传导部件能够根据所述脉宽调制信号来产生强度可变的磁场；

控制器，其被连接用于接收表示所述物体的重量的信息并能够根据所述信息提供重量信号；和

连接至所述脉宽调制装置上的加速计，其能够至少部分地根据所述重量信号给所述脉宽调制装置提供动态控制信号，所述脉宽调制装置能够根据所述动态控制信号来调节所述脉宽调制信号的占空比。

10.如权利要求1所述的悬架系统，其中，所述第三悬架装置包括：

连接至所述物体的多个空气活塞，其中所述多个空气活塞中的每一个的长度确定了所述物体沿垂直于所述第一方向的轴线的平衡位置；

连接至所述多个空气活塞的多个储气罐；

其中所述多个空气活塞中的每一个的所述长度分别根据相应储气罐内的气压来调节，并且所述多个空气活塞中的每一个的所述长度的偏差基本上分别被相应储气罐的弹性运动吸收。

11.一种提供悬挂的方法，包括：

将物体的位置适应性地保持在第一方向上的最小距离和最大距离之间；

旋转致动一减震装置以抑制所述物体在所述最小距离和所述最大距离之间的运动，其中通过所述旋转致动使所述减震装置在所述第一方向上的行程范围最小；和

沿垂直于所述第一方向的轴线气动地保持所述物体的位置。

12.如权利要求11所述的方法，其中，适应性地保持所述物体的位置包括检测所述物体在所述最小距离和所述最大距离之间的位置。

13.如权利要求12所述的方法，其中，适应性地保持所述物体的位置还包括在检测到所述物体低于平衡位置时提升所述物体的位置。

14.如权利要求13所述的方法，其中，适应性地保持所述物体的位置还包括在检测到所述物体高于所述平衡位置时降低所述物体的位置。

15.如权利要求11所述的方法，其中，旋转致动所述减震装置包括：

检测所述物体的运动；

根据所检测到的运动对所述减震装置的减震阻抗进行适应性地编程；

根据所述物体的向上运动沿着第二方向旋转直角齿轮驱动器；

根据所述物体的向下运动沿着第三方向旋转所述直角齿轮驱动器；

根据所述直角齿轮驱动器的旋转运动使所述减震装置的活塞运动；和

根据被适应性地编程的减震阻抗来适应性地抑制所述活塞的运动。

16.如权利要求11所述的方法，其中，旋转地致动所述减震装置包括：

对所述减震装置的减震阻抗静态地编程；

根据所述物体的向上运动沿着第二方向旋转直角齿轮驱动器；

根据所述物体的向下运动沿着第三方向旋转所述直角齿轮驱动器；

根据所述直角齿轮驱动器的旋转运动使所述减震装置的活塞运动；和

根据被静态地编程的减震阻抗来抑制所述活塞的运动。

17.如权利要求11所述的方法，其中，气动地保持所述物体的位置包括：

将第一空气活塞连接到所述物体的第一端部上；

将第二空气活塞连接到所述物体的第二端部上；

将一对储气罐填充至额定气压；

将所述额定气压从每个储气罐施加到对应的第一空气活塞和第二空气活塞以建立所述空气活塞的平衡长度；和

吸收所述第一空气活塞和所述第二空气活塞的平衡长度的变化，其中所述第一空气活塞和第二空气活塞的长度收缩使得相应储气罐的弹性壁扩张，并且所述第一气动活塞和第二气动活塞的长度膨胀使得相应储气罐的弹性壁收缩。

18.一种低轮廓减震装置，包括：

具有第一构件和第二构件的直角齿轮驱动器，所述第一构件能够连接到物体上，并且所述第二构件通过所述第一构件沿着竖直轴线的运动被旋转致动；和

具有活塞的减震装置，所述活塞连接到所述直角齿轮驱动器的所述第二构件上，其中通过所述直角齿轮驱动器的旋转致动使所述活塞沿着所述竖直轴线的行程范围最小化。

19.如权利要求18所述的低轮廓减震装置，其中，所述减震装置包括：

传导部件，其包围所述减震装置；

脉宽调制装置，其被连接至所述传导部件上并能够为所述传导部件提供脉宽调制信号，所述传导部件能够根据所述脉宽调制信号来产生强度可变的磁场；和

连接至所述脉宽调制装置的加速计，其能够根据检测到的所述物体的运动给所述脉宽调制装置提供动态控制信号，所述脉宽调制装置能够根据所述动态控制信号来调节所述脉宽调制信号的占空比。

20.如权利要求18所述的低轮廓减震装置，其中，所述减震装置包括：

传导部件，其包围所述减震装置；

脉宽调制装置，其被连接至所述传导部件上并能够为所述传导部件提供脉宽调制信号，所述传导部件能够根据所述脉宽调制信号产生强度可变的磁场；和

连接至所述脉宽调制装置上的电位计，其能够给所述脉宽调制装置提供静态编程的控制信号，所述脉宽调制装置能够根据所述静态编程的控制信号来调节所述脉宽调制信号的占空比。

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