CN107187353B - 一种防晕车座椅 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防晕车座椅，该座椅包括底座、坐垫、扶手、靠背及靠枕，所述的座椅设有频率测量传感器、设置在坐垫和底座中的弹簧阻尼器单元以及与频率测量传感器连接并用于控制弹簧阻尼器单元震动频率的控制中心，当频率测量传感器测得座椅的震动频率接近人体人耳前庭系统的频率，控制中心控制弹簧阻尼器单元的电流，从而调节其震动频率，抵消座椅的震动。与现有技术相比，本发明从源头解决共振现象，即从通过增加或者减弱汽车座椅的频率，使得此频率不在与人体发生共振的频率范围内，进而消除共振，避免了药物等对人体产生的副作用。
Description
技术领域
本发明涉及汽车部件领域，具体涉及一种防晕车座椅。
背景技术
随着社会的进步，在考虑交通状况和经济节能的条件下，当前我们的主要出行首选公共交通，乘车出行已经成为我们出行的主要方式，但是有些人坐汽车或者公交车会晕车，导致很多人不仅不能享受旅途，还会为生活带来一定的不便。虽然如今出现一些晕车贴、晕车药等来解决晕车，但是药物通过生物电来中和人体产生的过量激素会对人产生不少的副作用，而且还会产生抗药性，晕车药、晕车贴等多用几次就不会再产生防晕车作用，而且还会出现出汗、心悸、嗜睡等副作用，效果不是很理想。在汽车领域，许多豪车已经着手通过减少车体的震动频率来提高乘车的舒适性，但是还是有少部分人依然会出现晕车现象；至于提升公共交通的舒适性目前研究尚浅，也没有许多成果出现。而且由于经费和公共费用成本过高无法普及。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低、防晕车效果好的防晕车座椅。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种防晕车座椅，该座椅包括底座、坐垫、扶手、靠背及靠枕，所述的座椅设有频率测量传感器、设置在坐垫和底座中的弹簧阻尼器单元以及与频率测量传感器连接并用于控制弹簧阻尼器单元震动频率的控制中心，当频率测量传感器测得座椅的震动频率接近人体人耳前庭系统的频率，控制中心控制弹簧阻尼器单元的电流，从而调节其震动频率，抵消座椅的震动。
交通工具座椅上乘客影响最大的就是座椅震动对人耳前庭系统的影响，只要控制调节座椅震动频率与前庭系统固有频率错开就可以从根源上避免晕车。本发明通过控制弹簧阻尼器单元的震动频率，来抵消交通工具在运行过程中的固有震动频率，从而使得座椅的震动频率与人体人耳前庭系统的频率错开，从而从根本上解决晕车问题。
所述的频率测量传感器设置在座椅的靠枕内。
所述的弹簧阻尼器单元包括设置在坐垫底部用于调节坐垫前后震动频率的一号阻尼减震器单元以及设置在底座中用于调节底座上下震动频率的二号阻尼减震器单元。在车辆震动过程中，震动通过座椅传给人体。座椅震动传递率又称加速度传递率，为座椅与人体接触面上的加速度与车辆底盘激励输入加速度的比值。因此座椅震动的传递率是由人体和座椅两个系统的动力学行为决定的。座椅的震动分为前后震动和上下震动，均会对人体产生影响，因此本座椅设置了一号阻尼减震器单元和二号阻尼减震器单元，全方位减轻震动为人体的影响。
所述的一号阻尼减震器单元包括一号磁流变阻尼减震器和设置在一号磁流变阻尼减震器上的一号阻尼变化传感器，所述一号磁流变阻尼减震器的前端和后端均通过刚性弹簧与坐垫固定连接，所述一号阻尼变化传感器与控制中心连接。
所述的一号磁流变阻尼减震器包括环状的框体以及设置在框体中央的线圈，所述框体的内部填充有磁流变液，所述线圈的中心插设铁棒，所述控制中心控制线圈的电流大小。
所述的二号阻尼减震器单元包括二号磁流变阻尼减震器和设置在二号磁流变阻尼减震器上的二号阻尼变化传感器，所述二号磁流变阻尼减震器的顶端通过刚性弹簧与坐垫底部固定连接，二号磁流变阻尼减震器的底端通过刚性弹簧与底座底部固定连接，所述二号阻尼变化传感器与控制中心连接。
所述的二号磁流变阻尼减震器包括环状的框体以及设置在框体中央的线圈，所述框体的内部填充有磁流变液，所述线圈的中心插设铁棒，所述控制中心控制线圈的电流大小。二号磁流变阻尼减震器和一号磁流变阻尼减震器的结构完全类似，作用原理也相同，磁流变液是一种智能材料，在磁场作用下，它能在液态和类固态之间进行快速转化，且转化的过程是可控、可逆的，具有在外加磁场作用下快速可逆地改变流体性能的特点，当线圈通电时，会产生磁场，随着电流大小的变化，磁场的强度也会变化，从而影响框体内部磁流变液的固液状态，改变框体的阻尼率及刚度，起到调节震动频率的作用。
所述的底座呈剪刀叉结构。采用剪刀叉结构，一端通过铰链转动连接，另一端设置槽轮滑动连接，这样座椅的震动会有一定的缓冲，以减小震动的幅度。
控制中心内设有用于控制弹簧阻尼器单元的电流大小的CPU，从而起到调节震动频率的作用。而且，该控制中心设计有三个档位，一是直接使内部机械结构处于正常状态使其与普通座椅一样满足大多数人需求，毕竟容易晕车的人还是比较少的，二是乘客在车上感觉不适快要晕车时可以自行开启第二档，当然第二档位必须满足可以把座椅的震动频率可以在0到4Hz之间调节，也是最舒服和合适的频率段，第三档控制在12到20Hz调节范围，毕竟会有少数人对第二档不适用，虽然震动比较快，但是只要不影响前庭系统就不会晕车。这样就可以使大多数容易晕车的人的固有频率与座椅的震动频率错开以避免共振，正常情况下就不会晕车。
本发明座椅的控制原理如下：位于靠枕内部的频率测量传感器可以测得靠枕的震动频率，这个震动频率即为该座椅的实际震动频率，且频率测量传感器将测得的数据传递给CPU，当乘客选择控制控制中心的相应档位后，CPU会判断靠枕的震动频率是否已经接近乘客的人耳前庭系统的频率，若没有，则CPU不工作，若已经接近，则CPU不断增大一号磁流变阻尼减震器和二号磁流变阻尼减震器中线圈的电流，调节一号磁流变阻尼减震器和二号磁流变阻尼减震器的震动频率不断增大，同时，一号阻尼变化传感器和二号阻尼变化传感器会将一号磁流变阻尼减震器和二号磁流变阻尼减震器的震动频率信号反馈给CPU，当信号显示一号磁流变阻尼减震器和二号磁流变阻尼减震器的震动频率超过设定值时，CPU减小一号磁流变阻尼减震器和二号磁流变阻尼减震器中线圈的电流，以减小震动频率，在不断地调节中，使一号磁流变阻尼减震器和二号磁流变阻尼减震器的震动频率趋于平稳并保持固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：从源头解决共振现象，即从通过增加或者减弱汽车座椅的频率，使得此频率不在与人体发生共振的频率范围内，进而消除共振，避免了药物等对人体产生的副作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明磁流变阻尼减震器的结构示意图；
图3为本发明控制原理示意图。
其中，1为底座，11为剪刀叉结构，12为铰链，13为槽轮，2为坐垫，3为靠背，4为扶手，5为靠枕，6为控制中心，7为频率测量传感器，8为一号磁流变阻尼减震器，81为一号阻尼变化传感器，9为二号磁流变阻尼减震器，91为二号阻尼变化传感器，a为框体，b为线圈，c为磁流变液，d为铁棒。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种防晕车座椅，其结构如图1所示，包括底座1、坐垫2、扶手4、靠背3及靠枕5，座椅还包括设置在靠枕5内频率测量传感器7、设置在坐垫2中的一号阻尼减震器单元、设置在底座1中的二号阻尼减震器单元以及与频率测量传感器7连接并用于控制弹簧阻尼器单元震动频率的控制中心6，控制中心6内设有CPU，控制中心6设置在扶手4中。
一号阻尼减震器单元包括一号磁流变阻尼减震器8和设置在一号磁流变阻尼减震器8上的一号阻尼变化传感器81，一号磁流变阻尼减震器8的前端和后端均通过刚性弹簧与坐垫2固定连接，一号阻尼变化传感器81与控制中心连接。
二号阻尼减震器单元包括二号磁流变阻尼减震器9和设置在二号磁流变阻尼减震器9上的二号阻尼变化传感器91，二号磁流变阻尼减震器9的顶端通过刚性弹簧与坐垫2底部固定连接，二号磁流变阻尼减震器9的底端通过刚性弹簧与底座1底部固定连接，二号阻尼变化传感器91与控制中心连接。
一号磁流变阻尼减震器8和二号磁流变阻尼减震器9的结构如图2所示，均包括环状的框体a以及设置在框体a中央的线圈b，框体a的内部填充有磁流变液c，线圈b的中心插设铁棒d，控制中心控制线圈b的电流大小。磁流变液c是一种智能材料，在磁场作用下，它能在液态和类固态之间进行快速转化，且转化的过程是可控、可逆的，具有在外加磁场作用下快速可逆地改变流体性能的特点，当线圈b通电时，会产生磁场，随着电流大小的变化，磁场的强度也会变化，从而影响框体a内部磁流变液c的固液状态，改变框体a的阻尼率及刚度，起到调节震动频率的作用。
底座1呈剪刀叉结构11。采用剪刀叉结构11，一端通过铰链12转动连接，另一端设置槽轮13滑动连接，这样座椅的震动会有一定的缓冲，以减小震动的幅度。
本发明座椅的控制原理如图3所示，位于靠枕内部的频率测量传感器7可以测得靠枕的震动频率，这个震动频率即为该座椅的实际震动频率，且频率测量传感器7将测得的数据传递给CPU，当乘客选择CPU的相应档位后，CPU会分析靠枕的震动频率是否已经接近乘客的人耳前庭系统的频率，若没有，则CPU不工作，若已经接近，则CPU不断增大一号磁流变阻尼减震器8和二号磁流变阻尼减震器9中线圈的电流，调节一号磁流变阻尼减震器8和二号磁流变阻尼减震器9的震动频率不断增大，同时，一号阻尼变化传感器81和二号阻尼变化传感器91会将一号磁流变阻尼减震器8和二号磁流变阻尼减震器9的震动频率信号反馈给CPU，当信号显示一号磁流变阻尼减震器8和二号磁流变阻尼减震器9的震动频率超过设定值时，CPU减小一号磁流变阻尼减震器8和二号磁流变阻尼减震器9中线圈的电流，以减小震动频率，在不断地调节中，使一号磁流变阻尼减震器8和二号磁流变阻尼减震器9的震动频率趋于平稳并保持固定。
Claims (8)
1.一种防晕车座椅，该座椅包括底座、坐垫、扶手、靠背及靠枕，其特征在于，所述的座椅设有频率测量传感器、设置在坐垫和底座中的弹簧阻尼器单元以及与频率测量传感器连接并用于控制弹簧阻尼器单元震动频率的控制中心，当频率测量传感器测得座椅的震动频率接近人体人耳前庭系统的频率，控制中心控制弹簧阻尼器单元的电流，从而调节其震动频率，抵消座椅的震动；所述的弹簧阻尼器单元包括设置在坐垫底部用于调节坐垫前后震动频率的一号阻尼减震器单元以及设置在底座中用于调节底座上下震动频率的二号阻尼减震器单元。
2.根据权利要求1所述的一种防晕车座椅，其特征在于，所述的频率测量传感器设置在座椅的靠枕内。
3.根据权利要求1所述的一种防晕车座椅，其特征在于，所述的一号阻尼减震器单元包括一号磁流变阻尼减震器和设置在一号磁流变阻尼减震器上的一号阻尼变化传感器，所述一号磁流变阻尼减震器的前端和后端均通过刚性弹簧与坐垫固定连接，所述一号阻尼变化传感器与控制中心连接。
4.根据权利要求3所述的一种防晕车座椅，其特征在于，所述的一号磁流变阻尼减震器包括环状的框体以及设置在框体中央的线圈，所述框体的内部填充有磁流变液，所述线圈的中心插设铁棒，所述控制中心控制线圈的电流大小。
5.根据权利要求1所述的一种防晕车座椅，其特征在于，所述的二号阻尼减震器单元包括二号磁流变阻尼减震器和设置在二号磁流变阻尼减震器上的二号阻尼变化传感器，所述二号磁流变阻尼减震器的顶端通过刚性弹簧与坐垫底部固定连接，二号磁流变阻尼减震器的底端通过刚性弹簧与底座底部固定连接，所述二号阻尼变化传感器与控制中心连接。
6.根据权利要求5所述的一种防晕车座椅，其特征在于，所述的二号磁流变阻尼减震器包括环状的框体以及设置在框体中央的线圈，所述框体的内部填充有磁流变液，所述线圈的中心插设铁棒，所述控制中心控制线圈的电流大小。
7.根据权利要求1所述的一种防晕车座椅，其特征在于，所述的底座呈剪刀叉结构。
8.根据权利要求1所述的一种防晕车座椅，其特征在于，所述的控制中心内设有用于控制弹簧阻尼器单元的电流大小的CPU。
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