CN114590213A - 一种减少车辆次声波振动产生的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆控制技术领域，提供了一种减少车辆次声波振动产生的控制系统，包括：传感器模块，用于在车辆运行时，获取车辆在多个方向上的振动信号。控制模块，用于根据所述传感器模块获取的振动信号判断当前车辆的振动频率在次声波频率的预设范围内并且持续预设时间后，生成对应的控制信号；执行机构，其根据控制模块生成的控制信号调节踏板的运行轨迹。本发明还提供了一种减少车辆次声波振动产生的控制方法，本发明的优点在于通过传感器模块实时检测车辆运行过程中的振动情况，并通过控制模块的判断实时调节踏板的运行轨迹，从而降低踏板装置在加速或者减速上的响应速度，减少车辆振动产生的次声波。

Description

一种减少车辆次声波振动产生的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种减少车辆次声波振动产生的控制系统及方法。

背景技术

次声波是频率低于20赫兹的声波。一般来说，人耳所能接受的声波在20-20000赫兹之间，声波频率高于20000赫兹的，称为超声波；低于20赫兹的约则为次声波。次声波与超声波一样都看不见、听不到、摸不着，但次声波频率低、波长长，所以传播距离很远。

当外来的次声波不管是自然形成的，还是人为制造的，一旦它的振动频率与人体内脏的振动频率相同或接近时，就会引起各种脏器的共振，这一共振便会使人烦躁、耳鸣、头痛、失眠、恶心、视觉模糊、吞咽困难、肝胃功能失调紊乱；严重时，还会使人四肢麻木、胸部有压迫感。

目前，汽车的大量使用给人们的出行带来了很大的便利，尤其是乘坐大巴或者公交或者私家车时，能够降低人们出行的疲惫感，但车辆在行驶过程中，难免会有加速或者减速的情况，而根据驾驶员踩油门和刹车的习惯，易引起次声波对人体器官共振，导致乘客在乘坐车辆时，极易产生眩晕感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少车辆次声波振动产生的控制系统，用以解决车辆产生次声波振动的问题；

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种减少车辆次声波振动产生的控制系统，包括：

传感器模块，用于在车辆运行时，获取车辆在多个方向上的振动信号。

控制模块，用于根据所述传感器模块获取的振动信号判断当前车辆的振动频率在次声波频率的预设范围内并且持续预设时间后，生成对应的控制信号；

执行机构，其根据控制模块生成的控制信号调节踏板的运行轨迹。

进一步的，执行机构包括：

第一执行机构，其包括滚轮，所述滚轮内设置有用于支撑隔膜的支撑组件；所述支撑组件包括用于支撑隔膜的推板以及用于使得推板移动的驱动件；所述驱动件包括设置于滚轮内的第一铁芯，所述第一铁芯的表面缠绕有第一线圈，所述第一线圈与所述控制模块电连接。

进一步的，执行机构包括：

第二执行机构，其包括储液框，所述储液框内部存储有纳米磁性液体，所述纳米磁性液体外围布设有第二线圈，所述第二线圈与所述控制模块电连接；

进一步的，包括报警模块，与所述控制模块连接，用于根据所述控制信号发出灯光闪烁报警和/或声音报警。

进一步的，无线通讯模块，其用于将控制模块统计的车辆次声波振动持续时间与车辆工作时间的占比数据发送至服务器中存储。

进一步的，传感器模块设置于驾驶人员座椅的下方空间。

本发明的目的还在于提供一种减少车辆次声波振动产生的控制方法，包括步骤：

在车辆运行时，通过传感器模块获取车辆在多个方向上的振动信号；

根据获取的振动信号判断当前车辆的振动频率是否在次声波频率的预设数值范围内并且在预设范围内持续预设时间；

当车辆的振动频率在预设数值范围内且在预设范围内持续预设时间时，通过控制信号调节踏板的运行轨迹。

进一步的，通过控制信号调节踏板运行轨迹的步骤包括：

通过控制信号使第一线圈通电，随后铁芯产生磁力后使得推板移动，改变滚轮表面的轨道；

控制模块重新通过传感器模块获取车辆的振动信号，并判断当前车辆的振动频率是否仍然在预设范围内并且在预设范围内持续预设时间；

若是，则通过控制信号使第二线圈通电产生磁场，使得储液框受压形变，进而改变踏板的运行轨迹。

本发明与现有技术相比，至少包含以下有益效果：

(1)通过传感器模块实时检测车辆运行过程中的振动情况，并通过控制模块的判断实时调节踏板的运行轨迹，从而降低踏板装置在加速或者减速上的响应速率，减少车辆振动产生的次声波；

(2)设置第一执行机构，使得滚轮在滚动时，通过改变滚轮的运行轨迹从而降低踏板结构的加速或者减速的响应速率，削减车辆产生的次声波，当削减后的次声波依旧持续时，通过第二执行机构中纳米磁性材料的粘性降低，从而进一步降低踏板装置在加速或者减速上的响应速率，进而消除车辆产生的次声波，便可避免车辆与人之间发生共振，降低乘客乘车时发生晕车的概率；

(3)通过灯光和声音报警提供驾驶人员次声波的产生，从而使得驾驶员改变踩踏板的力，实现人和车辆针对削减次声波产生的双重控制；

(4)通过无线通讯模块将次声波产生的数据信息上传至服务器中，后续可对服务器中的数据进行深入研究，可以不断优化车辆结构以避免次声波的产生。

附图说明

图1是本发明实施例一的框架示意图；

图2是本发明实施例一中踏板结构的示意图；

图3是本发明实施例一中滚轮的内部结构示意图；

图4是本发明实施例二的流程图。

图中，底座100、旋转板110、储液框120、支撑板130、旋转脚210、滚轮220、推板221、隔膜222、容纳腔223、第一铁芯224、第一线圈225、活动杆226、活动孔227、弹簧230、踏板300、第三线圈310、第二铁芯320。

具体实施方式

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本发明一种减少车辆次声波振动产生的控制系统，其包括传感器模块、控制模块、执行机构、报警模块和无线通讯模块。

传感器模块用于在车辆运行时，获取车辆在多个方向上的振动信号。控制模块用于根据所述传感器模块获取的振动信号判断当前车辆的振动频率在次声波频率的预设范围内并且在预设范围内持续预设时间后，生成对应的控制信号。执行机构用于根据控制模块生成的控制信号调节踏板的运行轨迹。报警模块与控制模块连接，其用于根据所述控制信号发出灯光闪烁报警和/或声音报警。无线通讯模块用于将控制模块统计的车辆次声波振动持续时间与车辆工作时间的占比数据发送至服务器中存储。

本发明通过传感器实时检测车辆运行过程中的振动情况，并通过控制模块的判断实时调节踏板的运行轨迹，从而降低踏板装置在加速或者减速上的响应速率，减少甚至避免车辆振动产生的次声波。并且通过灯光和声音报警提供驾驶人员次声波的产生，从而使得驾驶员改变踩踏板的力，实现人和车辆针对削减甚至避免次声波振动产生的双重控制；

此外，本发明还通过无线通讯模块将次声波振动产生的数据信息上传至服务器中，后续可对服务器中的数据进行深入研究，可以不断优化车辆结构以避免次声波振动的产生。

进一步的，如图2和3所示，整个踏板结构包括底座100、旋转板110、第一执行机构、踏板300以及第二执行机构，第一执行机构包括滚轮220和旋转脚210。踏板300的一端与底座100铰接，踏板300靠近底座100的一侧弹性连接有一对旋转脚210，两个旋转脚210之间活动安装有滚轮220，旋转板110与底座100铰接。

滚轮220内设有用于支撑隔膜222的支撑组件，底座100上设有旋转板110，滚轮220的侧面与旋转板110接触，滚轮220内开设有容纳腔223，当车辆要加速或者减速时，人们需要踩踏对应的踏板300，两个旋转脚210相对踏板300转动，因滚轮220与底座100上的旋转板110接触，使得滚轮220与旋转板110之间具有一定的摩擦力，从而使得滚轮220贴着的旋转板110的表面转动，而车辆在加速或者减速过程中，车辆会产生次声波，在此过程中，控制模块会时刻接收由传感器模块获取的车辆振动信号并判断当车辆振动的频率位于预设范围内且持续了一定的时间时，控制模块会生成控制信号并将该信号传递给支撑组件，支撑组件会向内运动，使得隔膜222也向内凹陷，而此时滚轮220与旋转板110接触部位为隔膜222，如此，便可降低踏板结构的加速或者减速的响应速率，进而削减甚至避免车辆产生的次声波振动，从而避免车辆与人之间发生共振，降低乘客乘车时发生晕车的概率，提高乘客乘车的舒适感。

当驾驶员要急加速或者急降速时，人们会用力踩踏油门或者刹车踏板300，而此时的滚轮220会迅速越过容纳腔223，使得滚轮220与旋转板110接触部位为滚轮220的外表面，该踏板结构的加速或者减速的响应速率又会便会正常，从而实现该车辆的急加速或者急降速。

旋转脚210与踏板300之间设有弹簧230，当人们撤去作用在踏板300上的作用力时，弹簧230便会带动旋转脚210复位。

隔膜222将容纳腔223封闭，支撑组件位于容纳腔223内，支撑组件包括用于支撑隔膜222的推板221以及用于推动推板221移动的驱动件，其中，隔膜222与推板221连接，人们在正常踩踏该踏板300时，即，车辆产生的次声波不位于预设预设范围时，驱动件将推板221推出，因推板221远离驱动件的一侧面与隔膜222接触，使得推板221将隔膜222撑起来，即，使得隔膜222的形状与滚轮220原有表面的形状相同，如此，使得车辆能够正常行驶。

驱动件包括铁芯224，第一铁芯224的表面缠绕有第一线圈225，推板221朝向第一铁芯224一侧上设置具有磁性的活动杆226，活动杆226活动插设于第一铁芯224内，第一线圈225与控制模块电连接。第一铁芯224内开设有用于活动插设活动杆221的活动孔227，当传感器模块检测到的次声波位于预设范围内时，控制模块会产生控制信号将该信号传递给第一线圈225通电，使得第一铁芯224的周围产生磁场，因活动杆226上具有一定的磁性，使得磁场会对活动杆226产生拉力，从而将活动杆226拉回至活动孔227内，因推板221与活动杆226连接，使得推板226随活动杆226向容纳腔223的内部移动，隔膜222与推板221连接，使得隔膜222也随推板221缩回至容纳腔223内，使得滚轮220与旋转板110的接触位置形成一个缺口，便可降低踏板结构的加速或者减速的响应速率，进而削减车辆产生的次声波振动，提高乘客乘车的舒适感。

当次声波振动消除后，车辆在稳速行驶或者停止状态时，控制模块控制第一线圈225反向通电，使得第一铁芯224上的产生的新磁场，该新磁场会对活动杆226产生一个向外推送的磁力，如此便可将活动杆226重新推出，使得隔膜223的形状与滚轮220原有表面的形状相同，便完成该支撑组件的复位。

本发明通过设置第一执行机构，使得滚轮在滚动时，通过改变滚轮的运行轨迹从而降低踏板结构的加速或者减速的响应速率，削减车辆产生的次声波振动，提高乘客乘车的舒适感。

底座100与旋转板110之间设置有第二执行机构，第二执行机构中设有储液框120，储液框120中储存有纳米磁性液体，纳米磁性液体外围布设有第二线圈(图中未示出)，第二线圈与控制模块电连接。

储液框120是由橡胶材料制作，而橡胶具有一定的弹力，使得储液框120在受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力。

车辆在加速或者减速过程中，在第一执行机构调节踏板运行轨迹后，传感器模块获取的车辆振动信号仍然处于预设范围内时，控制模块会发送控制信号给第二线圈，第二线圈通电产生磁场，而纳米磁性液体位于储液框的内部并且第二线圈围设在储液框的内部，使得纳米磁性液体受到该磁场的影响，而粘性逐渐降低，直至该粘性达到预设的范围值内，即此时的纳米磁性液体在储液框内的流动性较大，而在此过程中，旋转板110的一端位于储液框120的上方且与储液框120的顶部接触，并且踏板300是通过滚轮220活动安装在旋转板110上，使得储液框变形，旋转板110转动，可进一步降低踏板装置在加速或者减速上的响应速率，进而削减车辆产生的次声波振动。

此外，在储液框120的正上方设有与车辆连接的第二铁芯320，所述铁芯320的表面缠绕有第三线圈310。当经过一定时间后，该踏板结构的控制系统控制第三线圈310通电，使得第二铁芯320对旋转板110靠近储液框的一端产生吸力，使得旋转板反向转动，与此同时，因旋转板对储液框不再施加作用力，储液框弹性迅速复原至初始形状，当储液框复原完成后，第二线圈断电，使得纳米磁性液体的粘度增大，此后，第三线圈310断电，使得第二铁芯320不再对旋转板产生吸力，从而恢复调节前的状态。

本发明通过第二执行机构中纳米磁性材料的粘性降低，从而进一步降低踏板装置在加速或者减速上的响应速率，进而消除车辆产生的次声波振动，便可避免车辆与人之间发生共振，降低乘客乘车时发生晕车的概率。

实施例二

如图4所示，本发明一种减少车辆次声波振动产生的控制方法，包括步骤：

S1、在车辆运行时，通过传感器模块获取车辆在多个方向上的振动信号；

S2、根据获取的振动信号判断当前车辆的振动频率是否在次声波频率的预设数值范围内并且持续预设时间；

S3、当车辆的振动频率在预设数值范围内且持续预设时间时，通过控制信号调节踏板的运行轨迹。

具体的，步骤S3中通过控制信号调节踏板运行轨迹的步骤包括：

S31、通过控制信号使第一线圈通电，随后铁芯产生磁力后使得推板移动，改变滚轮表面的轨道；

S32、控制模块重新通过传感器模块获取车辆的振动信号，并判断当前车辆的振动频率是否仍然在预设范围内并且持续预设时间；

S33、若是，则通过控制信号使第二线圈通电产生磁场，使得储液框受压形变，进而改变踏板的运行轨迹。

本发明通过传感器模块实时检测车辆运行过程中的振动情况，并通过控制模块的判断实时调节踏板的运行轨迹，从而降低踏板装置在加速或者减速上的响应速率，减少车辆振动产生的次声波振动。

并且在调节踏板运行轨迹时，首先通过设置的第一执行机构，使得滚轮在滚动时，通过改变滚轮的运行轨迹从而降低踏板结构的加速或者减速的响应速率，削减车辆产生的次声波振动，而后重新进行次声波频率的判断，当削减后的次声波振动依旧持续时，则再通过第二执行机构中纳米磁性材料的粘性降低，从而进一步降低踏板装置在加速或者减速上的响应速率，进而消除车辆产生的次声波振动，便可避免车辆与人之间发生共振，降低乘客乘车时发生晕车的概率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种减少车辆次声波振动产生的控制系统，其特征在于，包括：

传感器模块，用于在车辆运行时，获取车辆在多个方向上的振动信号。

控制模块，用于根据所述传感器模块获取的振动信号判断当前车辆的振动频率在次声波频率的预设范围内并且在预设范围内持续预设时间后，生成对应的控制信号；

执行机构，其根据控制模块生成的控制信号调节踏板的运行轨迹。

2.根据权利要求1所述的减少车辆次声波振动产生的控制系统，其特征在于，所述执行机构包括：

第一执行机构，其包括滚轮，所述滚轮内设置有用于支撑隔膜的支撑组件；所述支撑组件包括用于支撑隔膜的推板以及用于使得推板移动的驱动件；所述驱动件包括设置于滚轮内的第一铁芯，所述第一铁芯的表面缠绕有第一线圈，所述第一线圈与所述控制模块电连接。

3.根据权利要求2所述的减少车辆次声波振动产生的控制系统，其特征在于，所述执行机构包括：

第二执行机构，其包括储液框，所述储液框内部存储有纳米磁性液体，所述纳米磁性液体外围布设有第二线圈，所述第二线圈与所述控制模块电连接；

4.根据权利要求1所述的一种减少车辆次声波振动产生的控制系统，其特征在于，包括报警模块，与所述控制模块连接，用于根据所述控制信号发出灯光闪烁报警和/或声音报警。

5.根据权利要求1所述的一种减少车辆次声波振动产生的控制系统，其特征在于，无线通讯模块，其用于将控制模块统计的车辆次声波振动持续时间与车辆工作时间的占比数据发送至服务器中存储。

6.根据权利要求1所述的减少车辆次声波振动产生的控制系统，其特征在于，所述传感器模块设置于驾驶人员座椅的下方空间。

7.一种减少车辆次声波振动产生的控制方法，基于权利要求1所述的减少车辆次声波振动产生的控制系统，其特征在于，包括步骤：

在车辆运行时，通过传感器模块获取车辆在多个方向上的振动信号；

根据获取的振动信号判断当前车辆的振动频率是否在次声波频率的预设数值范围内并且在预设范围内持续预设时间；

当车辆的振动频率在预设数值范围内且持续预设时间时，通过控制信号调节踏板的运行轨迹。

8.根据权利要求7所述的减少车辆次声波振动产生的控制方法，其特征在于，通过控制信号调节踏板运行轨迹的步骤包括：

通过控制信号使第一线圈通电，随后铁芯产生磁力后使得推板移动，改变滚轮表面的轨道；

控制模块重新通过传感器模块获取车辆的振动信号，并判断当前车辆的振动频率是否仍然在预设范围内并且在预设范围内持续预设时间；

若是，则通过控制信号使第二线圈通电产生磁场，使得储液框受压形变，进而改变踏板的运行轨迹。

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