CN109341421A - 防爆座椅的主动抗振方法、防爆座椅控制系统及防爆座椅 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆座椅的主动抗振方法、防爆座椅控制系统及防爆座椅，所述防爆座椅的主动抗振方法包括判断车辆是否遇雷及在遇雷的情况下控制防爆座椅的座椅本体与车辆底盘刚性分离两个步骤，所述防爆座椅控制系统包括控制器、继电器、第一电源、第二电源和电磁分离式减振防爆座椅，该防爆座椅控制系统通过控制器接收遇雷信号，并在接收到遇雷信号后通过控制继电器为电磁分离式减振防爆座椅中的电磁铁切换电源，可实现座椅本体与车辆底盘的刚性分离。该防爆座椅的主动抗振方法、防爆座椅控制系统及防爆座椅相比传统的防爆座椅的被动式分离方式，能够有效地减轻遇雷爆炸时对座椅本体的冲击，保证座椅上的人员的安全。

Description

防爆座椅的主动抗振方法、防爆座椅控制系统及防爆座椅

技术领域

本发明涉及防爆座椅抗振技术领域，特别提供了一种防爆座椅的主动抗振方法、防爆座椅控制系统及防爆座椅。

背景技术

随着防地雷车的迅猛发展以及其在战场上的广泛适用，防雷座椅的设计和技术也发生着重大的变化。早期的防雷座椅为了减小爆炸中传递的冲击量，直接将标准座椅安装在车辆的侧部和顶部；座椅的分离方式利用了爆炸过程中产生的力量和弹簧、阻尼等减振元件来完成。这种被动式的分离方式依赖于爆炸产生的惯性，必须等到振动量传递到座椅的减振机构才开始动作，对减振机构的要求比较高，一旦减振级别达不到要求，就会对车上的乘员造成不可逆转的损伤。

因此，研制一种防爆座椅的主动抗振方法，使其可以主动检测爆炸信号，并在检测到爆炸信号时，快速主动地将座椅本体与车辆底盘分离，而非等到振动量传递到座椅的减振机构时才被动动作，实现座椅的及时、有效避振，保证座椅上人员的安全，成为人们亟待解决的问题

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种防爆座椅的主动抗振方法、防爆座椅控制系统及防爆座椅，以至少解决现有防爆座椅的被动式减振方法不能及时有效避振、无法保证座椅上人员安全的问题。

本发明一方面提供了一种防爆座椅的主动抗振方法，包括如下步骤：

S1：判断车辆是否遇雷，并在判断出车辆遇雷的情况下，向防爆座椅控制系统发送触发信号，其中，防爆座椅控制系统中的防爆座椅安装于所述车辆的车辆底盘上；

S2：防爆座椅控制系统接收所述触发信号，并控制防爆座椅的座椅本体与车辆底盘刚性分离。

其中，S1中，车辆是否遇雷的判断方法如下：

S11：通过安装在车辆底盘上的力传感器检测车辆底盘受到的外力信息，同时，通过安装在车辆轮毂轴承上的加速度传感器检测车辆运行的加速度信息；

S12：将检测到的外力值与加速度值分别与预设的外力阈值和加速度阈值进行比较，当检测到的外力值或加速度值中的任一值大于与其对应的外力阈值或加速度阈值时，则判定车辆遇雷。

优选，座椅本体的下方和车辆底盘的上方分别设置有相互配合的电磁铁和永磁体，在防爆座椅控制系统未接收到触发信号时，电磁铁通正向电流，电磁铁与永磁体相吸，使得座椅本体与车辆底盘刚性连接，当防爆座椅控制系统接收到触发信号时，向电磁铁通反向电流，使电磁铁与永磁体相斥，进而带动座椅本体与车辆底盘刚性分离。

进一步优选，所述座椅本体的下方设置有电控限位装置和弹性件，在未接收到触发信号时，所述电控限位装置限制所述座椅本体向上运动，所述弹性件处于压缩状态，当接收到触发信号时，电控限位装置运动至不再限制座椅本体向上运动的位置，此时，座椅本体在弹性件的作用下向上运动。

本发明还提供了一种防爆座椅控制系统，包括：控制器、继电器、第一电源、第二电源和电磁分离式减振防爆座椅，其中，所述控制器用于接收外界发送来的触发信号，并根据所述触发信号控制继电器动作，所述电磁分离式减振防爆座椅包括：座椅本体、座椅支撑架、电磁铁、压缩弹簧、阻尼器和永磁体，其中，座椅支撑架固定连接于座椅本体的底部，压缩弹簧和阻尼器均固定连接于底座支撑架的底部且与底座支撑架同轴设置，所述电磁铁和永磁体大小相同且位置沿阻尼器的轴向对应设置，所述电磁铁固定连接于座椅支撑架的底部且通过继电器与第一电源和第二电源切换连接，所述第一电源和第二电源为电磁铁提供的电流方向相反，所述永磁体、压缩弹簧的自由端及阻尼器的底端均与车辆底盘固定连接，当电磁铁和永磁体吸合时，压缩弹簧处于压缩状态。

本发明还提供了一种电磁分离式减振防爆座椅。

优选，所述电磁铁和永磁体呈环形或镂空方形。

进一步优选，所述电磁铁和永磁体的外周设置有与其配合的限位挡板，所述限位挡板与车辆底盘固定连接且高度等于电磁铁和永磁体的高度和。

进一步优选，所述压缩弹簧为一根且与阻尼器同轴设置。

进一步优选，所述压缩弹簧为四根且沿阻尼器的周向均匀布设。

本发明提供的防爆座椅的主动抗振方法，可以主动判断车辆是否遇雷，并在判断出车辆遇雷的情况下，主动向防爆座椅控制系统发送触发信号，防爆座椅控制系统接收到上述触发信号后，即时控制防爆座椅的座椅本体与车辆底盘刚性分离，座椅本体与车辆底盘主动分离后，传递到座椅本体的爆炸的振动量将大大削弱，极大程度上减轻了对座椅上人员的损害，保证了座椅上人员的安全。

本发明提供的防爆座椅控制系统，通过控制器可以接收外界发送来的触发信号，并根据所述触发信号控制继电器动作，继电器可以通过为电磁铁接入第一电源或第二电源来改变电磁铁的磁性，进而使电磁铁与永磁体相吸或相斥，具体地：当控制器未接收到外界触发信号时，控制器控制继电器，为电磁铁接入第一电源，使电磁铁与永磁体相吸，实现座椅本体与车辆底盘的刚性连接，当控制器接收到外界触发信号时，控制器控制继电器动作，为电磁铁接入第二电源，使电磁铁与永磁体相斥，实现座椅本体与车辆底盘的刚性分离。

本发明提供的电磁分离式减振防爆座椅，通过永磁体、压缩弹簧和阻尼器可实现与车辆底盘的固定连接，正常状态下，电磁铁与第一电源连接，此时，电磁铁产生与永磁体相吸的磁力，使两者相吸合，实现座椅本体与车辆底盘的刚性连接，当遇雷时，通过继电器的动作，电磁铁与第二电源连接，此时，电磁铁产生与永磁体相斥的磁力，同时配合压缩弹簧的弹力，使两者分离，在此分离的过程中，阻尼器可起到减震消能的作用。

本发明提供的防爆座椅的主动抗振方法、防爆座椅控制系统及防爆座椅，可以根据爆炸的触发信号实现座椅本体与车辆底盘的快速主动分离，相比传统的被动式分离方式，能够有效地减轻遇雷爆炸时对座椅本体的冲击，保证座椅上的人员的安全。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明提供的防爆座椅的主动抗振方法的流程图；

图2为本发明提供的防爆座椅控制系统的控制框图；

图3为本发明提供的电磁分离式减振防爆座椅的结构示意图；

图4为图3的A处放大图；

图5为压缩弹簧、阻尼器和永磁体的位置布设图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。

如图1所示，本发明提供了一种防爆座椅的主动抗振方法，包括如下步骤：

S1：判断车辆是否遇雷，并在判断出车辆遇雷的情况下，向防爆座椅控制系统发送触发信号，其中，防爆座椅控制系统中的防爆座椅安装于所述车辆的车辆底盘上；

S2：防爆座椅控制系统接收所述触发信号，并控制防爆座椅的座椅本体与车辆底盘刚性分离。

该防爆座椅的主动抗振方法，可以主动判断车辆是否遇雷，并在判断出车辆遇雷的情况下，主动向防爆座椅控制系统发送触发信号，防爆座椅控制系统接收到上述触发信号后，即时控制防爆座椅的座椅本体与车辆底盘刚性分离，座椅本体与车辆底盘主动分离后，传递到座椅本体的爆炸的振动量将大大削弱，极大程度上减轻了对座椅上人员的损害，保证了座椅上人员的安全。

其中，车辆是否遇雷的判断方法有多种，优选，S1中，车辆是否遇雷的判断方法如下：

S11：通过安装在车辆底盘上的力传感器检测车辆底盘受到的外力信息，同时，通过安装在车辆轮毂轴承上的加速度传感器检测车辆运行的加速度信息；

S12：将检测到的外力值与加速度值分别与预设的外力阈值和加速度阈值进行比较，当检测到的外力值或加速度值中的任一值大于与其对应的外力阈值或加速度阈值时，则判定车辆遇雷。

通过该判断方法，可以保证在爆炸的振动量还未传递到座椅本体时，就能够通过外力信息或加速度信息判断出车辆是否遇雷，其中，外力阈值和加速度阈值的设定值可根据实验确定，用于作为判定车辆是否遇雷的临界值。

其中，能够根据触发信号控制座椅本体与车辆底盘刚性分离的结构有多种，本发明给出如下两种优选结构：

1、座椅本体的下方和车辆底盘的上方分别设置有相互配合的电磁铁和永磁体，在防爆座椅控制系统未接收到触发信号时，电磁铁通正向电流，电磁铁与永磁体相吸，使得座椅本体与车辆底盘刚性连接，当防爆座椅控制系统接收到触发信号时，向电磁铁通反向电流，使电磁铁与永磁体相斥，进而带动座椅本体与车辆底盘刚性分离。

2、所述座椅本体的下方设置有电控限位装置和弹性件，在未接收到触发信号时，所述电控限位装置限制所述座椅本体向上运动，所述弹性件处于压缩状态，当接收到触发信号时，电控限位装置运动至不再限制座椅本体向上运动的位置，此时，座椅本体在弹性件的作用下向上运动，其中，所述电控限位装置可以为插销等结构。

如图2所示，本发明还提供了一种防爆座椅控制系统，包括：控制器、继电器、第一电源、第二电源和电磁分离式减振防爆座椅，其中，所述控制器用于接收外界发送来的触发信号，并根据所述触发信号控制继电器动作，进而使座椅本体与车辆底盘分离，所述电磁分离式减振防爆座椅包括：座椅本体、座椅支撑架、电磁铁、压缩弹簧、阻尼器和永磁体，其中，座椅支撑架固定连接于座椅本体的底部，压缩弹簧和阻尼器均固定连接于底座支撑架的底部且与底座支撑架同轴设置，所述电磁铁和永磁体大小相同且位置沿阻尼器的轴向对应设置，所述电磁铁固定连接于座椅支撑架的底部且通过继电器与第一电源和第二电源切换连接，所述第一电源和第二电源为电磁铁提供的电流方向相反，所述永磁体、压缩弹簧的自由端及阻尼器的底端均与车辆底盘固定连接，当电磁铁和永磁体吸合时，压缩弹簧处于压缩状态。

该防爆座椅控制系统，通过控制器可以接收外界发送来的触发信号，并根据所述触发信号控制继电器动作，继电器可以通过为电磁铁接入第一电源或第二电源来改变电磁铁的磁性，进而使电磁铁与永磁体相吸或相斥，具体地：当控制器未接收到外界触发信号时，控制器控制继电器，为电磁铁接入第一电源，使电磁铁与永磁体相吸，实现座椅本体与车辆底盘的刚性连接，当控制器接收到外界触发信号时，控制器控制继电器动作，为电磁铁接入第二电源，使电磁铁与永磁体相斥，实现座椅本体与车辆底盘的刚性分离。

如图3所述，本发明还提供了一种电磁分离式减振防爆座椅，包括座椅本体1、座椅支撑架2、电磁铁3、压缩弹簧4、阻尼器5和永磁体6，其中，座椅支撑架2固定连接于座椅本体1的底部，压缩弹簧4和阻尼器5均固定连接于底座支撑架2的底部且与底座支撑架2同轴设置，阻尼器用于为座椅本体的上下运动提供阻力，所述电磁铁3和永磁体6大小相同且位置沿阻尼器5的轴向对应设置，所述电磁铁3固定连接于座椅支撑架2的底部且通过继电器与第一电源和第二电源切换连接，所述第一电源和第二电源为电磁铁3提供的电流方向相反，所述永磁体6、压缩弹簧4的自由端及阻尼器5的底端均与车辆底盘7固定连接，当电磁铁3和永磁体6吸合时，压缩弹簧4处于压缩状态。

该电磁分离式减振防爆座椅，通过永磁体、压缩弹簧和阻尼器可实现与车辆底盘的固定连接，正常状态下，电磁铁与第一电源连接，此时，电磁铁产生与永磁体相吸的磁力，使两者相吸合，实现座椅本体与车辆底盘的刚性连接，当遇雷时，通过继电器的动作，电磁铁与第二电源连接，此时，电磁铁产生与永磁体相斥的磁力，同时配合压缩弹簧的弹力，使两者分离，在此分离的过程中，阻尼器可起到减震消能的作用。

作为技术方案的改进，所述电磁铁3和永磁体6呈环形或镂空方形，图5为永磁体为镂空方形的实例。

作为技术方案的改进，所述电磁铁3和永磁体6的外周设置有与其配合的限位挡板(图中未示出)，所述限位挡板与车辆底盘固定连接且高度等于电磁铁3和永磁体6的高度和，用于对电磁铁的运动方向限位。

其中，压缩弹簧与阻尼器同轴设置的结构优选为以下两种：

1、所述压缩弹簧4为一根且与阻尼器5同轴设置(图中未示出)。

2、如图5所示，所述压缩弹簧4为四根且沿阻尼器5的周向均匀布设。

另外，座椅本体的导向机构可以是车辆自带的，也可以直接设置于座椅上，作为技术方案的改进，所述座椅本体1的后部设置有导向机构(图中未示出)，用于对座椅本体1的上下运动起导向作用，其中，所述导向机构包括导向杆和与所述导向杆配合的导向块，所述导向杆固定连接于座椅本体的后部，所述导向块固定设置于车辆上，优选，所述导向杆和导向块为两组，左右设置于座椅本体1的后部。

为了保证座椅本体上下运动的稳定性，作为技术方案的改进，所述导向块的内周设置有橡胶圈，用于对导向杆的上下运动起阻尼作用。本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.防爆座椅的主动减振方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：判断车辆是否遇雷，并在判断出车辆遇雷的情况下，向防爆座椅控制系统发送触发信号，其中，防爆座椅控制系统中的防爆座椅安装于所述车辆的车辆底盘上；

S2：防爆座椅控制系统接收所述触发信号，并控制防爆座椅的座椅本体与车辆底盘刚性分离。

2.按照权利要求1所述的防爆座椅的主动减振方法，其特征在于：S1中，车辆是否遇雷的判断方法如下：

S11：通过安装在车辆底盘上的力传感器检测车辆底盘受到的外力信息，同时，通过安装在车辆轮毂轴承上的加速度传感器检测车辆运行的加速度信息；

S12：将检测到的外力值与加速度值分别与预设的外力阈值和加速度阈值进行比较，当检测到的外力值或加速度值中的任一值大于与其对应的外力阈值或加速度阈值时，则判定车辆遇雷。

3.按照权利要求1所述的防爆座椅的主动减振方法，其特征在于：座椅本体的下方和车辆底盘的上方分别设置有相互配合的电磁铁和永磁体，在防爆座椅控制系统未接收到触发信号时，电磁铁通正向电流，电磁铁与永磁体相吸，使得座椅本体与车辆底盘刚性连接，当防爆座椅控制系统接收到触发信号时，向电磁铁通反向电流，使电磁铁与永磁体相斥，进而带动座椅本体与车辆底盘刚性分离。

4.按照权利要求1所述防爆座椅的主动减振方法，其特征在于：所述座椅本体的下方设置有电控限位装置和弹性件，在未接收到触发信号时，所述电控限位装置限制所述座椅本体向上运动，所述弹性件处于压缩状态，当接收到触发信号时，电控限位装置运动至不再限制座椅本体向上运动的位置，此时，座椅本体在弹性件的作用下向上运动。

5.防爆座椅控制系统，其特征在于，包括：控制器、继电器、第一电源、第二电源和电磁分离式减振防爆座椅，其中，所述控制器用于接收外界发送来的触发信号，并根据所述触发信号控制继电器动作，所述电磁分离式减振防爆座椅包括：座椅本体、座椅支撑架、电磁铁、压缩弹簧、阻尼器和永磁体，其中，座椅支撑架固定连接于座椅本体的底部，压缩弹簧和阻尼器均固定连接于底座支撑架的底部且与底座支撑架同轴设置，所述电磁铁和永磁体大小相同且位置沿阻尼器的轴向对应设置，所述电磁铁固定连接于座椅支撑架的底部且通过继电器与第一电源和第二电源切换连接，所述第一电源和第二电源为电磁铁提供的电流方向相反，所述永磁体、压缩弹簧的自由端及阻尼器的底端均与车辆底盘固定连接，当电磁铁和永磁体吸合时，压缩弹簧处于压缩状态。

6.权利要求5中所述的电磁分离式减振防爆座椅。

7.按照权利要求6所述的电磁分离式减振防爆座椅，其特征在于：所述电磁铁和永磁体呈环形或镂空方形。

8.按照权利要求6所述的电磁分离式减振防爆座椅，其特征在于：所述电磁铁和永磁体的外周设置有与其配合的限位挡板，所述限位挡板与车辆底盘固定连接且高度等于电磁铁和永磁体的高度和。

9.按照权利要求6所述的电磁分离式减振防爆座椅，其特征在于：所述压缩弹簧为一根且与阻尼器同轴设置。

10.按照权利要求6所述的电磁分离式减振防爆座椅，其特征在于：所述压缩弹簧为四根且沿阻尼器的周向均匀布设。