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CN105818723B - 用于机动车座椅的多自由度并联机构减振平台 - Google Patents

用于机动车座椅的多自由度并联机构减振平台 Download PDF

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CN105818723B
CN105818723B CN201610280553.6A CN201610280553A CN105818723B CN 105818723 B CN105818723 B CN 105818723B CN 201610280553 A CN201610280553 A CN 201610280553A CN 105818723 B CN105818723 B CN 105818723B
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郭美卿
戴震
高志鹏
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Taiyuan University of Technology
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Taiyuan University of Technology
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    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/50—Seat suspension devices
    • B60N2/502—Seat suspension devices attached to the base of the seat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车座椅的多自由度并联机构减振平台，属于机械减振装置技术领域，包括固定平台和固定平台上方的承载平台，承载平台上连接机动车座椅，承载平台和固定平台之间通过三条结构相同的支路连接，三条支路绕固定平台的竖直中心线呈120°均布，三条支路均包括弹簧、阻尼器、移动副、圆柱副和转动副。该平台可实现空间多自由度的座椅减振，减轻外界振动对驾乘人员的影响，提高舒适性和安全性。

Description

用于机动车座椅的多自由度并联机构减振平台
技术领域
本发明涉及一种用于机动车座椅的多自由度并联机构减振平台，属于机械减振装置技术领域。
背景技术
随着科技的不断发展，人类对机动车辆的依赖程度日益增加，对机动车辆的舒适性要求也越来越高，重型车辆、客车、商务车辆等在路况较差条件下行驶产生的振动问题严重影响驾乘人员的舒适度，且易疲劳。现有机动车的减振技术主要有：使用海绵垫来进行减振，通过安装竖直方向的座椅、弹簧、阻尼器减缓座椅的振动，该技术的主要减振方向为竖直方向，而车辆产生的振源是多方向的，减振效果相对较差，且纯机械结构的多方向减振实现方式复杂，难以满足实现有限空间内的多方向减振。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种用于机动车座椅的多自由度并联机构减振平台，可实现空间多自由度的座椅减振，减轻外界振动对驾乘人员的影响，提高舒适性和安全性。
本发明所述的用于机动车座椅的多自由度并联机构减振平台，包括固定平台和固定平台上方的承载平台，承载平台上连接机动车座椅，承载平台和固定平台之间通过三条结构相同的支路连接，三条支路绕固定平台的竖直中心线呈120°均布，三条支路均包括弹簧、阻尼器、移动副、圆柱副和转动副；
固定平台上设有支架，支架上装有移动副，移动副包括滑动轴和滑块，滑动轴固定在支架上，滑块在滑动轴上轴向滑动，滑块与支架上滑动轴的底端之间安装弹簧和阻尼器，滑块上设有圆柱副，圆柱副包括圆柱轴和连杆，圆柱轴设置在滑块上，圆柱轴与滑动轴垂直，连杆一端在圆柱轴上轴向滑动和沿轴转动，连杆另一端通过转动副连接承载平台。
固定机动车座椅的承载平台和固定平台之间通过三条支路连接，三条运动支路具有相同的结构，各包括一个移动副、一个圆柱副、一个定长连杆、和一个转动副，移动副处装有弹簧和阻尼器；承载平台受力时，通过各个关节副的动作和弹簧阻尼的作用，实现三个平移方向的减振。
优选的，支架为三角支架，三角支架的三条支架腿绕固定平台的竖直中心线呈120°均布。结构简单紧凑，稳定性好。
优选的，阻尼器为可控被动式电磁阻尼器，电磁阻尼器连接电流调节单元和力传感器，电流调节单元和力传感器连接控制器。阻尼器的阻尼值取决于励磁电流，力传感器检测的电磁阻尼器的数据传递到控制器，控制器根据数据仿真计算确定输入到电磁阻尼器的电流大小，从而改变阻尼值，优化减振效果；且被动式电磁阻尼器结构简单、造价低、可靠性更高。
优选的，滑动轴轴线和固定平台平面之间的夹角范围为30°-45°。根据结构参数的力学分析，移动副轴线与固定平台之间的减小时，移动副关节所需的平衡驱动力越小。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：
用于机动车座椅的多自由度并联机构减振平台整体结构简单紧凑，完全对称结构有着优良的各向同性，可实现三个移动方向三维减振，有效提高车辆复杂路况行驶时对驾乘人员的缓冲保护，且该平台整体质量轻、惯性小、可操作度高、动态性能响应良好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1、连杆；2、转动副；3、承载平台；4、固定平台；5、支架；6、滑块；7、弹簧；8、阻尼器；9、圆柱轴；10、滑动轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
实施例1
如图1所示，用于机动车座椅的多自由度并联机构减振平台包括固定平台4和固定平台4上方的承载平台3，承载平台3上连接机动车座椅，承载平台3和固定平台4之间通过三条结构相同的支路连接，三条支路绕固定平台4的竖直中心线呈120°均布，三条支路均包括弹簧7、阻尼器8、移动副、圆柱副和转动副；
固定平台4上设有支架5，支架5上装有移动副，移动副包括滑动轴10和滑块6，滑动轴10固定在支架5上，滑块6在滑动轴10上轴向滑动，滑块6与支架5上滑动轴10的底端之间安装弹簧7和阻尼器8，滑块6上设有圆柱副，圆柱副包括圆柱轴9和连杆1，圆柱轴9设置在滑块6上，圆柱轴9与滑动轴10垂直，连杆1一端在圆柱轴9上轴向滑动和沿轴转动，连杆1另一端通过转动副2连接承载平台3。
支架5为三角支架，三角支架的三条支架腿绕固定平台4的竖直中心线呈120°均布，滑动轴10两端通过固定块固定在三条支架腿上。
滑动轴10轴线和固定平台4平面之间的夹角范围为30°-45°。
实际制造时，根据具体情况设计减振平台的结构尺寸，选择弹簧7和阻尼器8，其各项基本参数影响减振时的驱动平衡力。当机动车行驶在路况复杂的情况时，通过车架、座椅传递振动，连接座椅的承载平台3通过三条运动支路实现三个平移方向的快速减振响应，提高座椅的减振性能，改善车辆平顺性，提高乘坐舒适度。
实施例2
在实施例1的基础上，阻尼器8选用可控被动式电磁阻尼器，电磁阻尼器连接电流调节单元和力传感器，电流调节单元和力传感器连接控制器。
该控制系统可选择性的开启或关闭，控制系统关闭状态下，电磁阻尼器自身具有一定的阻尼特性，在被动减振状态下进行工作；控制系统开启工作时，力传感器检测的电磁阻尼器的数据传递到控制器，控制器根据数据仿真计算确定输入到电磁阻尼器的电流大小，从而改变阻尼值，在避开对人体产生共振频率的前提下，优化减振效果。

Claims (1)

1.一种用于机动车座椅的多自由度并联机构减振平台，其特征在于：包括固定平台(4)和固定平台(4)上方的承载平台(3)，承载平台(3)上连接机动车座椅，承载平台(3)和固定平台(4)之间通过三条结构相同的支路连接，三条支路绕固定平台(4)的竖直中心线呈120°均布，三条支路均包括弹簧(7)、阻尼器(8)、移动副、圆柱副和转动副；
固定平台(4)上设有支架(5)，支架(5)上装有移动副，移动副包括滑动轴(10)和滑块(6)，滑动轴(10)固定在支架(5)上，滑块(6)在滑动轴(10)上轴向滑动，滑块(6)与支架(5)上滑动轴(10)的底端之间安装弹簧(7)和阻尼器(8)，滑块(6)上设有圆柱副，圆柱副包括圆柱轴(9)和连杆(1)，圆柱轴(9)设置在滑块(6)上，圆柱轴(9)与滑动轴(10)垂直，连杆(1)一端在圆柱轴(9)上轴向滑动和沿轴转动，连杆(1)另一端通过转动副(2)连接承载平台(3)；
所述的支架(5)为三角支架，三角支架的三条支架腿绕固定平台(4)的竖直中心线呈120°均布；所述的阻尼器(8)为可控被动式电磁阻尼器，电磁阻尼器连接电流调节单元和力传感器，电流调节单元和力传感器连接控制器；所述的滑动轴(10)轴线和固定平台(4)平面之间的夹角范围为30°-45°。
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