CN116146664A - 一种减振装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种减振装置及车辆，属于减振装置技术领域。该装置包括：气体减振闭环层，液体减振闭环层，固体减振闭环层以及目标避振物体放置腔，目标避振物体放置腔用于放置需要进行避振处理的目标避振物体；气体减振闭环层包围目标避振物体放置腔设置；液体减振闭环层套设于气体减振闭环层外侧；固体减振闭环层套设于液体减振闭环层外侧，固体减振闭环层包括弹性固体材料。本发明能够改善对需要进行避振处理的目标避振物体进行减振的效果，保证目标避振物体的正常工作免受振动噪声的干扰，提高目标避振物体的工作精确度。

Description

一种减振装置及车辆

技术领域

本发明涉及减振装置技术领域，尤其涉及一种减振装置及车辆。

背景技术

现代工业中的很多精密仪器设备，例如精密测量仪器，脑机接口设备，在工作时非常容易受到环境振动噪声的干扰。但是这些工业品往往需要在振动环境中工作，例如车载脑机接口设备需要在车辆运行时进行相关人员脑电信号的采集和处理，因此必须要进行减振处理。

现有技术中针对一般仪器设备的减振装置要求高的仪器设备的减振装置减振效果不理想，不能达到车载脑机接口设备等现代高精密工业品的减振需求要求。

发明内容

本发明实施例提供一种减振装置及车辆，能够改善对需要进行避振处理的目标避振物体进行减振的效果，保证目标避振物体的正常工作免受振动噪声的干扰，提高目标避振物体的工作精确度。

第一方面，本发明实施例提供一种减振装置，其包括：气体减振闭环层，液体减振闭环层，固体减振闭环层以及目标避振物体放置腔；

目标避振物体放置腔用于放置需要进行避振处理的目标避振物体；

气体减振闭环层包围目标避振物体放置腔设置；

液体减振闭环层套设于气体减振闭环层外侧；

固体减振闭环层套设于液体减振闭环层外侧，固体减振闭环层包括弹性固体材料。

可选的，气体减振闭环层包括密封气囊，密封气囊内填充有减振气体；

液体减振闭环层包括密封液囊，密封液囊内填充有减振液体；

固体减振闭环层包括夹层板壳，夹层板壳的夹层内填充有弹性固体材料。

可选的，该减振装置还包括：气压控制单元以及液压控制单元；

气压控制单元与密封气囊连通，用于对密封气囊内的气体压力进行控制；

液压控制单元与密封液囊连通，用于对密封液囊内的液体压力进行控制。

可选的，该减振装置还包括振动传感器，振动传感器固定设置于目标避振物体放置腔内，用于对目标避振物体进行实时振动监测；

振动传感器分别与气压控制单元以及液压控制单元电连接，用于将监测得到的振动信号反馈至气压控制单元以及液压控制单元。

可选的，密封液囊的内壁上固定设置有横向加强筋以及纵向加强筋。

可选的，密封气囊包括气囊囊体以及气囊上盖，气囊囊体与气囊上盖可开合设置；

密封液囊包括液囊囊体以及液囊上盖，液囊囊体与液囊上盖可开合设置；

夹层板壳包括板壳体以及板壳上盖，板壳体与板壳上盖可开合设置。

可选的，气体减振闭环层，液体减振闭环层以及固体减振闭环层的形状为圆柱形。

可选的，减振液体的成分包括硅油，弹性固体材料包括橡胶球，橡胶球的直径范围为夹层板壳的夹层厚度的1/4至1/3。

可选的，横向加强筋的数量为6个，在密封液囊的双侧内壁上沿水平方向均匀设置；

纵向加强筋的数量为12个，在密封液囊的双侧内壁上沿竖直方向均匀设置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆，其包括本发明任一实施例提供的减振装置。

本发明提供的一种减振装置及车辆，通过三个层级的减振结构设计，能够增强对外界振动的吸收，从而有效改善对目标避振物体进行减振的效果，进一步保证目标避振物体的正常工作免受振动噪声的干扰，提高目标避振物体的工作精确度。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的减振装置的一个结构意图；

图2是本发明实施例提供的减振装置中橡胶球填充效果示意图；

图3是本发明实施例提供的减振装置的另一个结构示意图；

图4是本发明实施例提供的减振装置的液囊内壁上加强筋设置示意图；

图5是本发明实施例提供的减振装置的另一个结构示意图；

其中附图标记：

1.1-气体减振闭环层；1.2-液体减振闭环层；1.3-固体减振闭环层；1.4-目标避振物体放置腔；3.1-气囊囊体；3.2-气囊上盖；3.3-液囊囊体；3.4-液囊上盖；3.5-板壳体；3.6-板壳上盖；5.1-气压控制单元；5.2-液压控制单元；5.3-振动传感器；5.4-第一导管；5.5-第二导管；5.6-线束。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

现代工业中的很多工业品所处理的信号越来越精密，例如精密测量仪器，脑机接口信号采集处理装置，在工作时非常容易受到环境振动噪声的干扰。

以非侵入式脑机接口设备为例，非侵入式脑机接口技术建立起大脑和外部设备之间的联系，通过解析大脑发出的信号来对外部设备进行控制，从而辅助人类扩大活动范围。非侵入式脑机接口技术可直接利用布置在大脑外围的电极进行信号采集，方便快捷，实用性强，无风险，因此具有较为广泛的应用，适合作为智能辅助驾驶的技术方案。然而，非侵入式脑机接口技术获得的脑电信号是十分微弱的电信号，易受包括环境噪声在内的多种噪声的干扰。车辆在行驶过程中，由于路面状况的复杂多变以及不同驾驶员操作习惯的不同，将产生复杂的随机振动，尽管车辆本身具有减振系统，但是这种复杂的随机振动无法消除，随之而来的振动噪声将对非侵入式脑机接口的微弱脑电信号带来较大的影响。

现有技术中针对减振要求高的仪器设备的减振装置减振效果不理想，不能达到车载脑机接口设备等现代高精密工业品的减振要求；现有脑机接口设备中对于信号处理相关设备的减振研究较少。因此有必要研究一种减振装置，以脑机接口设备等紧密设备微弱信号的抗干扰能力，提高精密设备的工作精度。

自然界中，昆虫幼虫体腔内具有肌肉、液体、气囊等多种结构，通过神经系统调节，液体和气囊的压力会随着外界变化而变化，来适应环境，在最大程度上减小振动、冲击对体内脆弱器官的影响，防止身体受损。本发明受昆虫幼虫体腔结构和神经调节这一特性的启发，设计了一种可用于脑机接口设备等精密仪器设备的减振装置，当精密仪器设备在振动环境中工作时，振动首先被第一级固体减振闭环层结构初步吸收；接下来，第二级液体减振闭环层结构会对对外界的振动进行进一步地吸收；最后，作为第三级减振结构，气体减振闭环层完成对外界振动的再一次吸收；同时，振动传感器对振动信号进行实时监测，并将信号反馈给液压控制单元和气压控制单元，液压控制单元和气压控制单元根据反馈的振动信号实时调节液囊和气囊内的压强，形成减振闭环控制系统，更进一步增强对外界振动的吸收。

在本发明一个具体实施例中，提供一种减振装置，如图1所示包括气体减振闭环层1.1，液体减振闭环层1.2，固体减振闭环层1.3以及目标避振物体放置腔1.4；目标避振物体放置腔1.4用于放置需要进行避振处理的目标避振物体；气体减振闭环层1.1包围目标避振物体放置腔1.4设置；液体减振闭环层1.2套设于气体减振闭环层1.1外侧；固体减振闭环层1.3套设于液体减振闭环层1.2外侧。

具体的，上述目标避振物体可以是车载脑机接口设备等精密仪器设备。

具体的，上述目标避振物体可以固定连接在上述目标避振物体放置腔1.4中。

具体的，上述目标避振物体可以利用弹性材料固定连接在上述目标避振物体放置腔1.4中。

具体的，上述气体减振闭环层1.1，液体减振闭环层1.2以及固体减振闭环层1.3可以是立方体、球形。

优选的，上述气体减振闭环层1.1，液体减振闭环层1.2以及固体减振闭环层1.3为圆柱形。

具体的，圆柱形的设计在实际应用中便于制作。此外，圆柱形的边角较少能够尽量避免应力集中，以更好地削减所传递振动的。

可选的，上述固体减振闭环层包括弹性固体材料，以更好地吸收振动能量。

具体的，上述固体减振闭环层可以是由上述弹性固体材料制作得到的板材。

具体的，上述固体减振闭环层可以包括刚性固体材料以及弹性固体材料。

在本发明的可选具体实施例中，气体减振闭环层1.1包括密封气囊，密封气囊内填充有减振气体；液体减振闭环层1.2包括密封液囊，密封液囊内填充有减振液体；固体减振闭环层1.3包括夹层板壳，夹层板壳的夹层内填充有弹性固体材料。

可选的，上述密封气囊内的气体压力不小于第一气体压力值，不大于第二气体压力值，以保证气囊良好的减振效果。

可选的，上述密封液囊内的液体压力不小于第一液体压力值，不大于第二液体压力值，以保证液囊的减振效果。

可选的，上述夹层板壳内得夹层内的弹性固体材料为承压状态，其所承受的压力不小于第一固体承受压力值不大于第二固体承受压力值，以避免弹性固体材料在夹层内的活动，保证夹层板壳的减振效果。

具体的，上述减振液可以是阻尼液，阻尼液的成分可以是硅油等减振效果优良的液体，以提高密封液囊的减振效果。

具体的，上述弹性固体材料可以是固体弹性材料，具体可以是橡胶球。

可选的，上述橡胶球的直径范围为上述夹层板壳的夹层厚度的1/4至1/3。填充效果如图2所示，在夹层的同一截面上填充有3-4个上述橡胶球。

具体的，填充的橡胶球的直径太大不利于橡胶球在夹层内的均匀分布，直径太小会使夹层的填充过满，都不利于保证夹层板壳的减振效果。本实施例选择设定的直径范围能够尽量的保证夹层板壳的减振效果。

具体的，上述密封气囊可以是一个也可以是多个，上述密封液囊可以是一个也可以是多个，夹层板壳可以是一个也可以是多个。

可选的，上述密封气囊包括一个一体闭合设置的气囊。

可选的，上述密封液囊包括一个一体闭合设置的液囊。

可选的，上述夹层板壳包括一个一体闭合设置的夹层板壳。

可选的，上述密封气囊、密封液囊以及上述夹层板壳均为可开合设计。

在本发明的可选具体实施例中如图3所示，上述密封气囊包括气囊囊体3.1以及气囊上盖3.2，气囊囊体3.1与气囊上盖3.2可开合设置；密封液囊包括液囊囊体3.3以及液囊上盖3.4，液囊囊体3.3与液囊上盖3.4可开合设置；夹层板壳包括板壳体3.5以及板壳上盖3.6，板壳体3.5与板壳上盖3.6可开合设置。

具体的，上述气囊囊体3.1与气囊上盖3.2可以是一体设置，也可以是分体设置，当分体设置时，气囊囊体3.1与气囊上盖3.2固定连接；上述液囊囊体3.3与液囊上盖3.4可以是一体设置，也可以是分体设置，当分体设置时，上述液囊囊体3.3与液囊上盖3.4固定连接；上述板壳体3.5与板壳上盖3.6可以通过卡扣等方式固定连接。

具体的，将密封气囊，密封液囊，以及夹层板壳设置为可开合连接的方式，能够便于安装目标避振物体，适用性强。并且能够利于在目标避振物体出故障的时候，在无需损毁避振装置的前提下方便及时地进行检修。

在本发明的可选具体实施例中，上述密封液囊的内壁上固定设置有横向加强筋以及纵向加强筋。

具体的，加强筋能够在不加大制品壁厚的条件下，增强制品的强度和刚性，以节约材料用量，减轻重量，降低成本；并且可克服制品壁厚差带来的应力不均所造成的制品歪扭变形；以及能够便于液体的流动。

可选的，上述加强筋设置在液囊囊体2.3的内壁上。

可选的，上述横向加强筋以及纵向加强筋横截面积之和不小于上述液囊囊体的内壁面积的第一预设比例值，不大于上述液囊囊体的内壁的第二预设比例值。

具体的，如果加强筋设置过疏，则起不到增强液囊囊体的强度和刚性的作用；如果设置过密，则成本和重量都得不到控制。

可选的，上述横向加强筋的数量为6个，在密封液囊的双侧内壁上沿水平方向均匀设置；纵向加强筋的数量为12个，在密封液囊的双侧内壁上沿竖直方向均匀设置。

具体的，如图4所示，可以在上述密封液囊的两侧内壁上分别均匀设置3个横向加强筋和6个纵向加强筋。

具体的，上述横向加强筋的宽度可以设置为上述液囊囊体的内壁纵向长度的1/30至1/25，上述纵向加强筋的宽度可以设置为上述液囊囊体的内壁纵向长度的1/30至1/25。

在本发明的另一具体实施例中，本发明的减振装置还包括：气压控制单元以及液压控制单元，上述气压控制单元与密封气囊连通，用于对密封气囊内的气体压力进行控制；液压控制单元与密封液囊内连通，用于对密封液囊内的液体压力进行控制。

这样就可以根据需要对密封气囊以及密封液囊中的压力进行调整，进而保证密封气囊以及密封液囊中的压力能够最大程度地对目标避振物体进行减振保护。

在本发明的可选具体实施例中，本发明的减振装置还包括振动传感器，用于对目标避振物体进行实时振动监测；振动传感器分别与气压控制单元以及液压控制单元电连接，用于将监测得到的振动信号反馈至气压控制单元以及液压控制单元。

本发明实施例能够通过振动传感器对振动信号进行实时监测，并将信号反馈给液压控制单元和气压控制单元，液压控制单元和气压控制单元根据反馈的振动信号实时调节液囊和气囊内的压强，形成减振闭环控制系统，更进一步增强对外界振动的吸收。

在本发明的可选具体实例中，如图5所示，本申请的减振装置包括：气囊囊体3.1，气囊上盖3.2，液囊囊体3.3，液囊上盖3.4，板壳体3.5，板壳上盖3.6，气压控制单元5.1，液压控制单元5.2以及振动传感器5.3。上述气压控制单元5.1通过第一导管5.4，穿过板壳上盖3.6以及液囊上盖3.4上的避让孔与气囊囊体3.1和气囊上盖3.2连通；上述液压控制单元5.2通过第二导管5.5穿过板壳上盖3.6上的避让孔与液囊囊体3.3和液囊上盖3.4连通；上述振动传感器5.3通过线束5.6通过穿过板壳上盖3.6、液囊上盖3.4以及气囊上盖上的避让孔与气压控制单元5.1和液压控制单元5.2连接，形成减振闭环控制系统。

可选的，上述用于连通气压控制单元5.1、液压控制单元5.2以及连接振动传感器5.3的避让孔也可以分别设置在气囊囊体3.1，液囊囊体3.3，和板壳体3.5上。

这样就可以通过振动传感器对振动实时监测，并通过液压控制单元、气压控制单元的反馈调节与三个层级减振结构的协同作用，尽可能地降低外界复杂振动对目标避振物体正常工作的影响，提高信号处理精度，满足振动条件下对信号处理的严苛要求。

在本发明的另一个具体实施例中，提供一种车辆，其包括本发明任一实施例提供的减振装置。

具体的，上述车辆包括的减振装置，可以用于对车载脑机接口装置进行减振处理。

本发明实施例可以利用振动传感器实时监测振动，并通过液压控制、气压控制单元的反馈调节与三个层级减振结构的协同作用，尽可能地降低外界复杂的随机振动对车载脑机接口信号处理模块的影响，提高信号处理精度，满足非侵入式脑机接口设备在车辆复杂振动条件下对信号处理的严苛要求。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，附图和实施例的描述是说明性的而不是限制性的。贯穿说明书的同样的附图标记表示同样的元件。另外，除非明确地描述为相反，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减振装置，其特征在于，包括：

气体减振闭环层，液体减振闭环层，固体减振闭环层以及目标避振物体放置腔；

所述目标避振物体放置腔用于放置需要进行避振处理的目标避振物体；

所述气体减振闭环层包围所述目标避振物体放置腔设置；

所述液体减振闭环层套设于所述气体减振闭环层外侧；

所述固体减振闭环层套设于所述液体减振闭环层外侧，所述固体减振闭环层包括弹性固体材料。

2.根据权利要求1所述的减振装置，其特征在于，

所述气体减振闭环层包括密封气囊，所述密封气囊内填充有减振气体；

所述液体减振闭环层包括密封液囊，所述密封液囊内填充有减振液体；

所述固体减振闭环层包括夹层板壳，所述夹层板壳的夹层内填充有所述弹性固体材料。

3.根据权利要求2所述的减振装置，其特征在于，还包括：气压控制单元以及液压控制单元；

所述气压控制单元与所述密封气囊连通，用于对所述密封气囊内的气体压力进行控制；

所述液压控制单元与所述密封液囊连通，用于对所述密封液囊内的液体压力进行控制。

4.根据权利要求3所述的减振装置，其特征在于，还包括振动传感器，

所述振动传感器固定设置于所述目标避振物体放置腔内，用于对所述目标避振物体进行实时振动监测；

所述振动传感器分别与所述气压控制单元以及所述液压控制单元电连接，用于将监测得到的振动信号反馈至所述气压控制单元以及所述液压控制单元。

5.根据权利要求2所述的减振装置，其特征在于，

所述密封液囊的内壁上固定设置有横向加强筋以及纵向加强筋。

6.根据权利要求2所述的减振装置，其特征在于，

所述密封气囊包括气囊囊体以及气囊上盖，所述气囊囊体与所述气囊上盖可开合设置；

所述密封液囊包括液囊囊体以及液囊上盖，所述液囊囊体与所述液囊上盖可开合设置；

所述夹层板壳包括板壳体以及板壳上盖，所述板壳体与所述板壳上盖可开合设置。

7.根据权利要求1所述的减振装置，其特征在于，

所述气体减振闭环层，所述液体减振闭环层以及固体减振闭环层的形状为圆柱形。

8.根据权利要求2所述的减振装置，其特征在于，

所述减振液体的成分包括硅油，所述弹性固体材料包括橡胶球，所述橡胶球的直径范围为所述夹层板壳的夹层厚度的1/4至1/3。

9.根据权利要求5所述的减振装置，其特征在于，

所述横向加强筋的数量为6个，在所述密封液囊的双侧内壁上沿水平方向均匀设置；

所述纵向加强筋的数量为12个，在所述密封液囊的双侧内壁上沿竖直方向均匀设置。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的减振装置。

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