CN105620675B - 一种基于高静低动隔振器的防晕船装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高静低动隔振器的防晕船方法，包括：步骤一、安装包括螺旋弹簧和片弹簧组的高静低动隔振器；其中，步骤一包括：(1)在船的座椅底部的竖直支撑部和船上的底座之间设置螺旋弹簧；(2)在船的座椅底部的竖直支撑部上加工出第一槽型结构，在船的底座的基座支撑部上加工出第二槽型结构，将片弹簧组的两端分别安装于第一槽型结构和第二槽型结构内；步骤二、调整第一槽型结构和第二槽型结构之间的水平距离和竖直距离。本发明还公开了一种基于高静低动隔振器的防晕船装置。本发明的防晕船装置和方法不仅仅适用在船舶航行引起的眩晕症，还可以满足飞行员、宇航员在天空和太空中由于机体振动引起的眩晕和不适感。

Description

一种基于高静低动隔振器的防晕船装置和方法

技术领域

本发明涉及一种防晕船装置和方法，尤其涉及一种基于高静低动隔振器的防晕船装置和方法。

背景技术

晕船现象属于晕动病的一种，它是由于人体平衡感受器官——内耳前庭神经在汽车启动、加减速、刹车、船舶晃动、颠簸，电梯和飞机升降时，受到各种特定运动状态的刺激，使前庭器内毛细胞产生形变放电，向中枢传递并感知。这些前庭电信号的产生、传递在一定限度和时间内人们不会产生不良反应，但每个人对这些刺激的强度和时间的耐受性有一个限度，这个限度就是致晕阈值，如果刺激超过了这个限度就要出现运动病症状。在相同的客观条件下，只有部分人出现运动病症状。此外船舶短暂的颠簸、摇摆或旋转等运动并不会马上导致晕船现象，而是长时间处于加速运动的人才会出现这种现象。

市面上对于晕动症的治疗和预防主要还是采用药物的方法，比如防晕扎带、防晕贴、按摩翳风穴和乘坐船舶时尽量靠窗等。然而这些方法只是在缓解、减小晕动症对人体的伤害，并不能从根源上解决晕动症问题。

国内黄飞灵发明了一种抗风浪、防晕船的舰船航海平衡结构，其包含了船体，船身和安装在船身上的基板，船身上设有至少三个用于支撑基板并可以调节支撑高度的支撑装置，船体上设置有基板平衡装置，基板平衡装置通过监控基板的倾斜度来控制各支撑装置的支撑高度，通过平衡结构消除摇摆，减轻人的眩晕。

上海智晟航空科技有限公司发明了一种防晕船机构，包括了一个沿长度方向与船舱内部框架相轴接的外挂架和一个沿船的宽度方向与外挂架相轴接的内挂架，外挂架由一矩形框架和定位框架组成，内挂架由支架和平铺架组成，内挂架在与外挂架相轴接的两侧设有垂直下拉的支架，两侧支架的地段通过用于铺设船舱地板的平铺架相连。

然而，现有的防晕船结构防晕船效果并不理想，没有从根本上解决人体由于船体颠簸、振动引起的晕船症。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种防晕船效果好、能够满足对人体的承重和对人体眩晕敏感振动信号隔离的防晕装置和方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于高静低动隔振器的防晕船装置，包括隔振器，该隔振器被设置为同时具有高静态刚度和低动态刚度，高静态刚度用于承载人体的重量，低动态刚度用于隔离船体产生的令人眩晕的振动。该隔振器有效地避免和解决了普通隔振器刚度过低不能承受人体重量的缺陷，或者普通隔振器刚度过高而不能有效隔离人体敏感的船体振动频率成分等问题。

进一步地，隔振器包括螺旋弹簧，螺旋弹簧安装在设置于船的座椅底部的竖直支撑部和船上的底座之间，座椅在螺旋弹簧的支撑下能够沿竖直方向移动。采用螺旋弹簧支撑可以隔离由船体振动传递上来的高频振动成分，同时又能够支撑人体自身的重量，具有一定的稳定性和舒适性。

进一步地，船的座椅底部的竖直支撑部设置有直线轴承，螺旋弹簧套设在直线轴承外，直线轴承用于增大隔振器的隔振效果，并减小座椅在竖直方向上的摩擦力。

进一步地，根据人体重量和弹簧参数的不同，螺旋弹簧设置有一个或多个。

进一步地，多个螺旋弹簧为并联设置。

进一步地，隔振器还包括片弹簧组，片弹簧组安装在设置于船的座椅底部的竖直支撑部和设置于船的底座的基座支撑部之间。

进一步地，设置于座椅底部的竖直支撑部上设置有第一槽型结构，设置于船的底座的基座支撑部上设置有与第一槽型结构相对的第二槽型结构，片弹簧组的一端安装在第一槽型结构内，并与第一槽型结构为线接触，片弹簧组的另一端安装在第二槽型结构内，并与第二槽型结构为线接触。片弹簧组的动态刚度由第一槽型结构和第二槽型结构的水平距离和竖直距离决定。

本发明的片弹簧组通过与螺旋弹簧组合能够使隔振器隔离人体敏感频段内的振动。通常人体对垂直振动最敏感的频率范围为4-8Hz，对水平振动最敏感的频率范围1-2Hz。

进一步地，片弹簧组至少包括两组，每组片弹簧组包括两片片弹簧。

进一步地，各组片弹簧组以船的座椅底部的竖直支撑部为中心呈中心对称布置。

进一步地，片弹簧组设置有四组，相邻两组片弹簧组之间间隔90°。

进一步地，在每组片弹簧组中，两片片弹簧以拱形布置形成曲梁结构。

进一步地，每组片弹簧组与螺旋弹簧之间的夹角大约为90°，该夹角能够根据人体重量和船体的工作情况进行适当调整，使得隔振器能够适用于大多数的工况和大部分人群。

本发明还提供了一种基于高静低动隔振器的防晕船方法，用于隔离振动频段中导致人眩晕的成分，该方法包括：

步骤一、安装高静低动隔振器，该高静低动隔振器包括螺旋弹簧和片弹簧组；

其中，步骤一包括：

(1)在船的座椅底部的竖直支撑部和船上的底座之间设置螺旋弹簧，该螺旋弹簧能够实现对人体重量的支撑；

(2)在船的座椅底部的竖直支撑部上加工出第一槽型结构，在船的底座的基座支撑部上加工出第二槽型结构，将片弹簧组的两端分别安装于第一槽型结构和第二槽型结构内；

步骤二、调整第一槽型结构和第二槽型结构之间的水平距离和竖直距离，以改善隔振器的性能，最大程度地滤除使不同人群眩晕的振动成分，从而适应更多的人群。

进一步地，步骤一中，片弹簧组的一端安装在第一槽型结构内，并与第一槽型结构为线接触，片弹簧组的另一端安装在第二槽型结构内，并与第二槽型结构为线接触。

进一步地，基于高静低动隔振器的防晕船方法还包括：步骤三、在船的座椅底部的竖直支撑部安装直线轴承，使螺旋弹簧套设在直线轴承外；直线轴承用于增大隔振器的隔振效果，并减小座椅在竖直方向上的摩擦力。

进一步地，在步骤一中，根据人体重量和弹簧参数的不同，设置一个或多个螺旋弹簧；若设置多个螺旋弹簧，则使多个螺旋弹簧并联设置。

进一步地，在步骤一中，至少设置两组片弹簧组，并使每组片弹簧组包括两片片弹簧。

进一步地，在步骤一中，使各组片弹簧组以船的座椅底部的竖直支撑部为中心呈中心对称布置。

进一步地，在步骤一中，设置四组片弹簧组，并使相邻两组片弹簧组之间间隔90°。

进一步地，在步骤一中，将每组片弹簧组中的两片片弹簧以拱形布置形成曲梁结构。

进一步地，步骤一还包括：(3)根据人体重量和船体的工作情况调整每组片弹簧组和螺旋弹簧之间的夹角，使得隔振器能够适用于大多数的工况和大部分人群。优选地，将每组片弹簧组与螺旋弹簧之间的夹角调整为约90°。

本发明的基于高静低动隔振器的防晕船装置和方法，主要通过包括螺旋弹簧和片弹簧组的具有高静态刚度和低动态刚度的隔振器，同时能够支撑承受人体的重量，隔离和滤除船体振动中能够引起人体眩晕的频率成分，通常垂直布置的隔振器能够隔离频率范围为4-8Hz的船体在垂直方向的振动，水平布置的隔振器能够隔离频率范围1-2Hz的船体水平方向的振动，明显改善海员和乘客长期乘船由于船体垂直和水平振动引起的不适感。

本发明的防晕船装置和方法不仅仅适用在船舶航行引起的眩晕症，通过参数的调节还可以满足飞行员、宇航员在天空和太空中由于机体振动引起的眩晕和不适感。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的基于高静低动隔振器的防晕船装置的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一个较佳实施例提供了一种基于高静低动隔振器的防晕船装置，包括隔振器，该隔振器被设置为同时具有高静态刚度和低动态刚度，高静态刚度用于承载人体的重量，低动态刚度用于隔离船体产生的令人眩晕的振动。隔振器包括螺旋弹簧1，螺旋弹簧1安装在设置于船的座椅3底部的竖直支撑部5和船上的底座4之间，座椅3在螺旋弹簧1的支撑下能够沿竖直方向移动。根据人体重量和弹簧参数的不同，螺旋弹簧1可以设置有一个或多个。本实施例的图1只显示了一个螺旋弹簧。若设置多个螺旋弹簧，则多个螺旋弹簧为并联设置。

隔振器还包括片弹簧组2，片弹簧组2安装在设置于船的座椅3底部的竖直支撑部5和设置于船的底座4的基座支撑部6之间。具体地，设置于座椅3底部的竖直支撑部5上设置有第一槽型结构，设置于船的底座4的基座支撑部6上设置有与第一槽型结构相对的第二槽型结构，片弹簧组2的一端安装在第一槽型结构内，并与第一槽型结构为线接触，片弹簧组2的另一端安装在第二槽型结构内，并与第二槽型结构为线接触。片弹簧组2的动态刚度由第一槽型结构和第二槽型结构的水平距离和竖直距离决定。

一般来说，片弹簧组至少包括两组，每组片弹簧组包括两片片弹簧。各组片弹簧组以船的座椅底部的竖直支撑部为中心呈中心对称布置。在每组片弹簧组中，两片片弹簧以拱形布置形成曲梁结构。本实施例中，优选地将片弹簧组设置为四组，相邻两组片弹簧组之间间隔90°。在其它实施例中，也可采用其它的弹簧和弹簧数量进行代替。

本实施例的片弹簧组2通过与螺旋弹簧1组合，形成具有较低动态刚度的隔振器结构，同时满足支撑人体重量和隔离人体敏感频段的目标。

每组片弹簧组2与螺旋弹簧1之间的夹角大约为90°，该夹角能够根据人体重量和船体的工作情况进行适当调整，使得隔振器能够适用于大多数的工况和大部分人群。

在本发明的另一较佳实施例中，为了增大隔振器的隔振效果，并减小座椅在竖直方向上的摩擦力，船的座椅底部的竖直支撑部还设置有直线轴承，螺旋弹簧套设在直线轴承外。

本实施例的图1显示的是垂直方向布置的隔振器。

本实施例的基于高静低动隔振器的防晕船装置，主要通过包括螺旋弹簧和片弹簧组的具有高静态刚度和低动态刚度的隔振器，来实现防晕船效果，可以满足船舶航行过程中最大程度减轻海员和乘客的眩晕，该防晕船装置不仅仅适用在船舶航行引起的眩晕症，通过参数的调节还可以满足飞行员、宇航员在天空和太空中由于机体振动引起的眩晕和不适感。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于高静低动隔振器的防晕船方法，其特征在于，用于隔离振动频段中导致人眩晕的成分，所述方法包括：

步骤一、安装高静低动隔振器，所述高静低动隔振器包括螺旋弹簧和片弹簧组；

其中，所述步骤一包括：

(1)在船的座椅底部的竖直支撑部和船上的底座之间设置所述螺旋弹簧，所述螺旋弹簧能够实现对人体重量的支撑；至少设置两组所述片弹簧组，并使每组片弹簧组包括两片片弹簧，使各组片弹簧组以船的座椅底部的竖直支撑部为中心呈中心对称布置，将每组片弹簧组中的两片片弹簧以拱形布置形成曲梁结构；

(2)在所述船的座椅底部的竖直支撑部上加工出第一槽型结构，在所述船的底座的基座支撑部上加工出第二槽型结构，将所述片弹簧组的两端分别安装于所述第一槽型结构和所述第二槽型结构内；

步骤二、调整所述第一槽型结构和所述第二槽型结构之间的水平距离和竖直距离，以最大程度地滤除使不同人群眩晕的振动成分。

2.根据权利要求1所述的基于高静低动隔振器的防晕船方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述片弹簧组的一端安装在所述第一槽型结构内，并与所述第一槽型结构为线接触，所述片弹簧组的另一端安装在所述第二槽型结构内，并与所述第二槽型结构为线接触。

3.根据权利要求1所述的基于高静低动隔振器的防晕船方法，其特征在于，所述基于高静低动隔振器的防晕船方法还包括：步骤三、在所述船的座椅底部的竖直支撑部安装直线轴承，使所述螺旋弹簧套设在所述直线轴承外；所述直线轴承用于增大隔振器的隔振效果，并减小座椅在竖直方向上的摩擦力。

4.根据权利要求1所述的基于高静低动隔振器的防晕船方法，其特征在于，在所述步骤一中，设置一个或多个所述螺旋弹簧；若设置多个所述螺旋弹簧，则使多个所述螺旋弹簧并联设置。

5.根据权利要求1所述的基于高静低动隔振器的防晕船方法，其特征在于，所述步骤一还包括：(3)根据人体重量和船体的工作情况调整每组片弹簧组和螺旋弹簧之间的夹角，使得隔振器能够适用于大多数的工况和大部分人群。