CN207984636U - 基于磁流变阻尼器的车辆座椅水平减振系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于磁流变阻尼器的车辆座椅水平减振系统，主要由座椅、位移传感器、磁流变阻尼器、剪式支架、座椅底板、压力传感器、空气弹簧、滤波器、中央处理器和电池组成。剪式支架由两根金属梁交叉组合而成，固定安装在座椅和座椅地板之间；空气弹簧垂向安装在座椅和座椅底板之间；磁流变阻尼器水平固定安装在剪式支架的下半部分；位移传感器安装在剪式支架两根金属梁的交叉处；压力传感器安装在空气弹簧上部。本实用新型利用滤波器将位移信号转化为水平位移速率，经中央处理器自身存储的算法确定合适的位移速率，并通过电池转换成电信号反馈给阻尼器，实时控制输出阻尼力，从而进一步提高座椅乘员与车身振动的隔离度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种减振系统，尤其涉及一种基于磁流变阻尼器的车辆座椅水平减振系统。
背景技术
座椅是车辆内部的重要零部件，其主要功能是支撑驾乘人员的质量，缓和或衰减由车身传递的冲击和振动，从而给驾乘人员提供舒适安全的乘坐环境。
汽车行驶过程中，由于路面不平或汽车转向、急刹车等因素造成车身振动时，座椅上人体的方向和位置也会发生变化，而且振动频率相对较高，这就大幅度降低了汽车的乘坐舒适性，严重情况下还会造成驾乘人员身体疲劳、认知能力下降，反应迟缓，容易引发安全事故。另外，对于一些农用车辆、工程车辆等非公路车辆，驾驶员作业和行驶在恶劣环境中，长期被迫承受低频高强度的振动，这严重影响了驾驶员的乘坐舒适性和操作稳定性，导致其工作效率低下；甚至引发各种健康问题，比如胃病、脊椎畸变、视觉灵敏度下降等。
基于此，本实用新型设计一种基于磁流变阻尼器的车辆座椅水平减振系统来提高车辆的乘坐舒适性，具有较好的现实意义和工程应用价值。
发明内容
为了克服各类车辆在行驶或者工作时由恶劣的路况和环境或负载冲击引发的振动，以及驾驶人员在长时间工作下产生的疲劳问题，本实用新型提出一种基于磁流变阻尼器的车辆座椅水平减振系统。该车辆座椅水平减振系统首先通过位移传感器把水平位移信号传递给滤波器，经滤波器存储的计算公式将位移信号转化为位移速率，并将检测到的位移速率传递给中央处理器。中央处理器通过自身存储的算法确定合适的位移速率，经电池转化为电信号传递给磁流变阻尼器，磁流变阻尼器会根据合适的位移速率控制阻尼器内活塞杆的行程，从而控制阻尼力的大小，增加座椅乘员与由外界环境或不规则路面引起的冲击和振动的隔离度，给驾乘人员提供一种安全、健康和舒适的驾驶环境。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：座椅(1)、位移传感器(2)、磁流变阻尼器(3)、剪式支架(4)、座椅底板(5)、压力传感器(6)、空气弹簧(7)、滤波器(8)、中央处理器(9)及电池(10)；剪式支架(4)由两根金属梁交叉组合而成，剪式支架(4)固定安装在座椅(1)和座椅底板(5)之间；空气弹簧(7)垂向安装在座椅(1)和座椅底板(5)之间；磁流变阻尼器(3)水平安装在剪式支架(4)的下半部分，与座椅底板(5)保持平行关系；位移传感器(2)安装在剪式支架(4)两根金属梁的交叉处，用于测量车辆座椅减振系统的水平位移信号，并将水平位移信号传递给滤波器(8)；滤波器(8)通过自身算法将水平位移信号转换为位移速率，并将检测到的位移速率传递给中央处理器(9)；压力传感器(6)安装在空气弹簧(7)的上端，用于检测座椅工作时的压力信号，并传递给中央处理器(9)；中央处理器(9)将水平位移速率通过存储算法计算出合适的位移速率，并传递给电池(10)；电池(10)将中央处理器(9)传递来的位移速率转换为电信号反馈给磁流变阻尼器(3)。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
（1）本实用新型将磁流变阻尼器水平安装在剪式支架的下半部分，与座椅底板保持平行关系，能够为驾乘人员提供更好的乘坐舒适性。
（2）本实用新型座椅减振系统利用滤波器将位移信号转化为位移速率，并经中央处理器自身存储的算法确定合适的位移速率，最后通过电池将位移速率转化为电信号反馈给磁流变阻尼器，以调节阻尼力。这种以水平位移速率控制磁流变阻尼器的设计增加了座椅乘员与由外界环境或不规则路面引起的冲击和振动的隔离度，提高了驾乘人员的乘坐舒适性。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2所示是本实用新型控制系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型结构示意图。如图1所示，本实用新型包括座椅1、位移传感器2、磁流变阻尼器3、剪式支架4、座椅底板5、压力传感器6、空气弹簧7、滤波器8、中央处理器9和电池10；剪式支架4由两根金属梁交叉组合而成，剪式支架4固定安装在座椅1和座椅底板5之间；空气弹簧7垂向安装在座椅1和座椅底板5之间；磁流变阻尼器3水平安装在剪式支架4的下半部分，与座椅底板5保持平行关系；位移传感器2安装在剪式支架4两根金属梁的交叉处，位移传感器2用于测量车辆座椅减振系统的水平位移信号，并将水平位移信号传递给滤波器8。滤波器8通过自身算法将水平位移信号转换为位移速率，并将位移速率传递给中央处理器9；压力传感器6安装在空气弹簧7的上部，用于检测座椅工作时的压力信号并传递给中央处理器9；电池10将由中央处理器传递来的合适输出位移速率转换为电信号反馈给磁流变阻尼器3。
图2所示是本实用新型控制系统流程图。
首先，位移传感器2将连续的位移信号传递给滤波器8，滤波器8通过调节平均时间常数来调整输入滤波器的频率，然后根据以下公式得到位移速率
S n+1=S n-D ave+D n （1）
D ave=S n+1/F （2）
R=D n-D ave （3）
其中S n+1为位移和，D ave为平均位移，D n为第n次的测量位移，F为滤波频率，R为位移速率。
如果计算得出的位移速率是正数，磁流变阻尼器3处于伸展状态，中央处理器9会设置输出增益为“扩展增益”，作为以后应用的位移速率；如果计算得出的位移速率是负数，磁流变阻尼器3则处于压缩状态，中央处理器9会设置输入增益为“压缩增益”，并且取“压缩增益”的绝对值作为以后应用的位移速率。
取位移速率跟座椅减振系统设置的位移速率范围（最小位移速率~最大位移速率）作比较，如果位移速率在这个范围内，则取位移速率为设置范围的最小值；如果位移速率不在设置范围内，则将位移速率乘以之前的（扩展增益/压缩增益）作为最后合适的位移速率。
本实用新型工作原理如下：
座椅工作时，剪式支架4和座椅1之间会发生相对的平移运动，此时位移传感器2会检测到水平位移信号，并将位移信号传递给滤波器8，经滤波器8存储的计算公式将水平位移信号转化为位移速率，并将此时所检测到的位移速率传递给中央处理器9，中央处理器9会通过自身存储的算法确定合适的位移速率，经电池10转化为电信号反馈给磁流变阻尼器3，磁流变阻尼器3会根据合适的位移速率控制阻尼器内活塞杆的行程，从而控制阻尼力的大小，以增加座椅乘员与由外界环境或不规则路面引起的冲击和振动的隔离度，给驾乘人员提供一种安全舒适的驾驶环境。
Claims (1)
1.一种基于磁流变阻尼器的车辆座椅水平减振系统，其特征在于包括：座椅(1)、位移传感器(2)、磁流变阻尼器(3)、剪式支架(4)、座椅底板(5)、压力传感器(6)、空气弹簧(7)、滤波器(8)、中央处理器(9)及电池(10)；剪式支架(4)由两根金属梁交叉组合而成，剪式支架(4)固定安装在座椅(1)和座椅底板(5)之间；空气弹簧(7)垂向安装在座椅(1)和座椅底板(5)之间；磁流变阻尼器(3)水平安装在剪式支架(4)的下半部分，与座椅底板(5)保持平行关系；位移传感器(2)安装在剪式支架(4)两根金属梁的交叉处，用于测量车辆座椅减振系统的水平位移信号，并将水平位移信号传递给滤波器(8)；滤波器(8)通过自身算法将水平位移信号转换为位移速率，并将检测到的位移速率传递给中央处理器(9)；压力传感器(6)安装在空气弹簧(7)的上端，用于检测座椅工作时的压力信号，并传递给中央处理器(9)；中央处理器(9)将水平位移速率通过存储算法计算出合适的位移速率，并传递给电池(10)；电池(10)将中央处理器(9)传递来的位移速率转换为电信号反馈给磁流变阻尼器(3)。
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|---|---|---|---|---|
| CN110696969A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-01-17 | 重庆大学 | 新型舰船抗冲击座椅装置 |
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| CN111846541A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-30 | 安徽南都华铂新材料科技有限公司 | 一种锂电池运输存储设备及其使用方法 |
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