CN107161053B - 基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置及方法，包括上壳体、下壳体、上部铁芯、下部铁芯和形状记忆合金螺旋弹簧，上部铁芯和下部铁芯上均缠绕有励磁线圈。形状记忆合金螺旋弹簧的刚度受到磁场强度的影响，能够随着磁场强弱的变化而变化。通过传感器收集到的汽车行驶状况，来不断调节通过励磁线圈的电流，来实时改变磁场的强度，使得弹簧刚度随着汽车行驶工况的变化而变化。本发明的汽车座椅减振装置能够随着汽车行驶工况的变化而不断调整螺旋弹簧的刚度，从而衰减了振动提高了汽车的平顺性，为乘客提供了更加舒适的环境。

Description

基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置及方法
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，具体涉及一种基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置及方法。
背景技术
随着汽车技术的快速发展，汽车的乘坐舒适性越来越重要。为了提高汽车的乘坐舒适性，除了提高路面品质，以减少振源外，更主要的是使汽车因路面等产生的振动有良好的隔振性能。汽车上除了隔振能力较小的轮胎外，悬架和座椅的特性，以及它们的相互匹配是十分重要的。汽车座椅是人与汽车直接接触的部分，它将人体和车身联系在一起，座椅设计的好坏直接影响乘员的舒适和安全。汽车座椅设计除了考虑静态舒适性外，还需要考虑座椅动态特性对人体的影响。因此座椅设计就是要合理的选择其振动参数，力图减小传到人体的振动加速度，尽量避免传递人最敏感的频率的振动。
目前，在汽车座椅上广泛使用的螺旋弹簧仍然是刚度不变的，这就使得汽车的座椅只能在某一个行驶工况下有最佳的隔振性能，在其它的形式工况下不能取得最佳的隔振性能，而汽车的行驶工况是复杂的、不断变化的。为了保证汽车的乘坐舒适性就需要解决两者之间的矛盾，因此汽车座椅技术必须有进一步的提高。
智能材料的出现为解决上述矛盾提供了新思路。目前常用到的智能材料有形状记忆合金、压电材料、磁致伸缩材料、电磁流变流体和近年来开始发展的磁控形状记忆合金材料。目前对形状记忆合金螺旋弹簧已经有了一定量的理论研究，形状记忆合金螺旋弹簧的刚度能够随着某一物理环境的变化而变化，从而实现弹簧刚度可变的性能。磁控形状记忆合金螺旋弹簧，具有受磁场控制的性能，能够满足变刚度的要求。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置及方法，是一种刚度可变的螺旋弹簧减振装置，实现汽车在各种行驶工况下都能取得最佳的隔振性能，为乘员提供最佳的舒适性。本发明所要解决的技术问题是：设计一种基于磁控形状记忆合金螺旋弹簧的座椅减震装置，能够提高汽车的平顺性和舒适性。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置，由上至下包括对应设置的上壳体和下壳体，所述上壳体筒状部分与所述下壳体筒状部分间隙配合连接；
所述上壳体筒状部分内部沿垂直方向固定有上部铁芯，所述上部铁芯的上表面固定在所述上壳体筒状部分水平内壁面上；所述下壳体筒状部分内部沿垂直方向固定有下部铁芯，所述下部铁芯的下表面固定在所述下壳体筒状部分水平内壁面上；所述上部铁芯和所述下部铁芯上均缠绕有励磁线圈；
在所述上壳体和所述下壳体之间安装有磁控形状记忆合金螺旋弹簧。
进一步的，所述下壳体的筒状部分与所述上壳体的筒状部分相对设置，并且所述下壳体的筒状部分套置在所述上壳体的筒状部分内侧，并且所述上壳体筒状部分与下壳体筒状部分间隙配合连接。
进一步的，所述磁控形状记忆合金螺旋弹簧套装在上壳体和下壳体的筒状部分外面，位于上壳体和下壳体之间，由上下壳体相对位置决定螺旋弹簧的安装长度。
进一步的，所述磁控形状记忆合金螺旋弹簧在所述上壳体和所述下壳体的筒状部分外侧左右对称设置。
进一步的，所述上部铁芯、下部铁芯对应设置在所述上壳体和下壳体内部中间位置。
进一步的，所述上壳体和下壳体由包括聚酰胺在内的工程塑料制造。由于聚酰胺高强度、耐磨、自润滑性好、低比重等优良的性能能够满足实际需要。
进一步的，所述上壳体或下壳体的筒状部分两侧内壁上设有位于同一水平面上凸块，所述凸块之间的距离大于所述上部铁芯、下部铁芯的宽度；当下壳体的筒体末端接触所述上壳体的凸块时，或所述上壳体的筒体末端接触所述下壳体的凸块时，所述上部铁芯、下部铁芯不接触。用于限制螺旋弹簧的最大压缩量，避免上下铁芯相碰撞。
一种基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置的方法，包括以下步骤：
1)根据汽车的行驶工况实时调节励磁线圈中通过的电流大小，改变磁场的强弱；
2)磁控形状记忆合金弹簧的刚度随着磁场强度的变化实时变化，进而实现压缩或伸张；
3)磁控形状记忆合金弹簧带动上壳体和下壳体上下相对或相反方向运动。
进一步的，步骤1)中，通过传感器收集汽车行驶状况，来不断调节通过励磁线圈的电流，实时改变磁场的强度，使得弹簧刚度随着汽车行驶工况的变化而变化。
有益效果：本发明提供的一种基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置及方法，和传统的汽车座椅相比，本发明的有益效果为：
1.本发明将磁控形状记忆合金变刚度螺旋弹簧应用于汽车座椅，与传统汽车座椅相比能够实现在汽车的各种行驶工况下有更好的隔振效果，从而达到更好的行驶平顺性。
2.变刚度的汽车座椅为乘员提供更好的舒适性，这有利于缓解长时间驾驶所带来的疲劳，提高了安全性。
附图说明
图1为基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置结构示意图。
具体实施方式
本发明的基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置，包括上壳体、下壳体、上部铁芯、下部铁芯和形状记忆合金螺旋弹簧，上部铁芯和下部铁芯上均缠绕有励磁线圈。形状记忆合金螺旋弹簧的刚度受到磁场强度的影响，能够随着磁场强弱的变化而变化。通过传感器收集到的汽车行驶状况，来不断调节通过励磁线圈的电流，来实时改变磁场的强度，使得弹簧刚度随着汽车行驶工况的变化而变化。本发明的汽车座椅减振装置能够随着汽车行驶工况的变化而不断调整螺旋弹簧的刚度，从而衰减了振动提高了汽车的平顺性，为乘客提供了更加舒适的环境。
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置，包括上壳体1、下壳体2，上壳体1和下壳体2由工程塑料制造，两者的筒状部分相对放置并且间隙配合在一起，能够在弹簧压缩和伸张的时候相对移动。
上壳体1筒状部分内部固定有上部铁芯3，下壳体2筒状部分内部固定有下部铁芯4，上部铁芯3和下部铁芯4上均缠绕有励磁线圈5，励磁线圈5中的电流大小可通过控制器来主动调节，励磁线圈5中的电流越大，通过铁芯3、4产生的磁场越强。励磁线圈5中的电流根据汽车传感器收集到的汽车行驶工况而实时变化，实现螺旋弹簧6周围磁场的实时变化。
上壳体1和下壳体2的筒状部分外面套装有磁控形状记忆合金螺旋弹簧6，其刚度能够随着周围磁场强度的变化而变化，从而使得汽车在各种变化的行驶工况下都能有好的隔振效果。
上壳体1或下壳体2的筒状部分两侧内壁上设有位于同一水平面上凸块，凸块之间的距离大于上部铁芯3、下部铁芯4的宽度；当下壳体2的筒体末端接触上壳体1的凸块时，或上壳体1的筒体末端接触下壳体2的凸块时，上部铁芯3、下部铁芯4不接触。
本发明的基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置的工作方法，包括以下步骤：
1)通过传感器收集汽车行驶状况，根据汽车的行驶工况实时调节励磁线圈5中通过的电流大小，改变磁场的强弱；
2)磁控形状记忆合金弹簧6的刚度随着磁场强度的变化实时变化，进而实现压缩或伸张；
3)磁控形状记忆合金弹簧6带动上壳体1和下壳体2上下相对或相反方向运动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置，其特征在于：由上至下包括对应设置的上壳体（1）和下壳体（2），所述上壳体（1）筒状部分与所述下壳体（2）筒状部分间隙配合连接；
所述上壳体（1）筒状部分内部沿垂直方向固定有上部铁芯（3），所述上部铁芯（3）的上表面固定在所述上壳体（1）筒状部分水平内壁面上；所述下壳体（2）筒状部分内部沿垂直方向固定有下部铁芯（4），所述下部铁芯（4）的下表面固定在所述下壳体（1）筒状部分水平内壁面上；所述上部铁芯（3）和所述下部铁芯（4）上均缠绕有励磁线圈（5），励磁线圈（5）中通过的电流大小根据汽车的行驶工况实时调节，以改变磁场的强弱；
在所述上壳体（1）和所述下壳体（2）之间安装有磁控形状记忆合金螺旋弹簧（6），磁控形状记忆合金螺旋弹簧（6）的刚度随着磁场强度的变化实时变化，进而实现压缩或伸张，带动上壳体（1）和下壳体（2）上下相对或相反方向运动。
2.根据权利要求1所述的基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置，其特征在于：所述下壳体（2）的筒状部分与所述上壳体（1）的筒状部分相对设置，并且所述下壳体（2）的筒状部分套置在所述上壳体（1）的筒状部分内侧，并且所述上壳体筒状部分与下壳体筒状部分间隙配合连接。
3.根据权利要求1所述的基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置，其特征在于：所述磁控形状记忆合金螺旋弹簧（6）套装在上壳体（1）和下壳体（2）的筒状部分外面，位于上壳体（1）和下壳体（2）之间，由上下壳体相对位置决定螺旋弹簧的安装长度。
4.根据权利要求1所述的基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置，其特征在于：所述磁控形状记忆合金螺旋弹簧（6）在所述上壳体（1）和所述下壳体（2）的筒状部分外侧左右对称设置。
5.根据权利要求1所述的基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置，其特征在于：所述上部铁芯（3）、下部铁芯（4）对应设置在所述上壳体（1）和下壳体（2）内部中间位置。
6.根据权利要求1所述的基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置，其特征在于：所述上壳体（1）和下壳体（2）由包括聚酰胺在内的工程塑料制造。
7.根据权利要求1所述的基于磁控形状记忆合金弹簧的汽车座椅减振装置，其特征在于：所述上壳体（1）或下壳体（2）的筒状部分两侧内壁上设有位于同一水平面上凸块，所述凸块之间的距离大于所述上部铁芯（3）、下部铁芯（4）的宽度；当下壳体（2）的筒体末端接触所述上壳体（1）的凸块时，或所述上壳体（1）的筒体末端接触所述下壳体（2）的凸块时，所述上部铁芯（3）、下部铁芯（4）不接触。
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