旋转致动器驱动的振动隔离制造技术

一种用于将悬置平台与输入至振动隔离系统基部的振动隔离的主动振动隔离系统，包括相对于基部支撑悬置平台的外骨架。外骨架包括具有长度不相等的主连杆的第一和第二剪叉机构。主连杆在悬置平台在预期行程范围内相对于基部移动时经过平行状态。振动隔离系统可以包括旋转致动器和用于将来自旋转致动器的力输出提供至悬置平台的与外骨架分离的驱动机构。旋转致动器可以包括相对于彼此转动的内和外转子并且可以相对于外骨架自由转动。旋转致动器可以相对于振动隔离系统基部和悬置平台自由平移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转致动器驱动的振动隔离相关申请的交叉引用
技术介绍
振动隔离系统试图将有效载荷与振动干扰隔离。振动隔离系统可以是被动、半主动或全主动的。全主动的振动隔离系统采用能够施加任意幅值和相位的力、没有任何干扰的源作为隔离系统的一部分。用于振动隔离系统的一些应用是地面车辆、船舶或航空器。诸如乘用车、长途卡车、施工设备或类似物等的车辆典型地采用一些类型的悬架系统作为振动隔离系统，以便将车辆乘员与车辆在其沿路径(其中路径可以是在和/或离开道路)行进时遭遇的干扰所诱发的振动隔离。然而在一些车辆中，车辆悬架可能不足以有效地将车辆乘员与道路诱发的干扰隔离。这可能在诸如半拖车卡车的牵引车等的车辆中尤其是事实，这样的车辆可能具有比乘用车辆“更严苛”的悬架并且其驾驶员可能会驾驶很长一段时间。诸如这些等的车辆可以具有第二悬架，以控制乘员座椅与车厢之间的相对运动。座椅悬架可以是被动、半主动或可以是全主动的。
技术实现思路
在一个方面中，振动隔离系统具有悬置平台、基部和外骨架，其中外骨架包括：第一剪叉机构，包括长度不相等的第一和第二主连杆以及第一和第二副连杆，其中第一和第二主连杆在中间点处被可枢转地彼此耦合；第二剪叉机构，包括长度不相等的第三和第四主连杆以及第三和第四副连杆，其中第三和第四主连杆在中间点处被可枢转地彼此耦合，其中第一和第二剪叉机构在预期行程范围内相对于基部支撑悬置平台，其中第一和第二主连杆在振动隔离系统在预期行程范围内位移时经过平行状态，并且第三和第四主连杆在振动隔离系统在预期行程范围内位移时经过平行状态。实施例可以包括以下特征中的一个或多个。第一、第二、第三和第四副连杆沿相同方向被定向。第一、第二、第三和第四副连杆彼此平行。第一、第二、第三和第四副连杆具有相等的长度。旋转致动器，用于输出力以使悬置平台在行程范围内相对于基部位移，旋转致动器包括第一和第二转子，其中旋转致动器相对于悬置平台和振动隔离系统基部是自由平移的。针对悬置平台的在整个行程范围内相对于基部的位移，第一和第二转子相对于彼此的相对转动小于一个完整回转。旋转致动器，包括第一和第二转子，其中针对悬置平台相对于基部的完整行程范围，第一和第二转子相对于彼此的相对转动小于一个完整回转，和与外骨架分离的驱动机构，用于将来自旋转致动器的输出力施加至悬置平台和基部中的至少一个。旋转致动器，包括第一和第二转子，其中第一和第二转子两者都相对于外骨架是自由转动的，其中旋转致动器被惯性地耦合至悬置平台和基部中的一个，和与外骨架分离的驱动机构，用于将来自旋转致动器的第一和第二转子两者的输出力耦合至悬置平台和基部中的旋转致动器未惯性地与其耦合的一个。旋转致动器，包括第一和第二转子，其中第一和第二转子相对于外骨架是自由转动的，其中旋转致动器相对于悬置平台和振动隔离系统基部是自由平移的。附图说明图1是具有被动车辆悬架和主动振动隔离座椅系统的车辆的示意图。图2a是主动振动隔离系统的一个实施例的示意图。图2b是另一主动振动隔离系统的一个实施例的示意图。图2c是另一主动振动隔离系统的一个实施例的示意图。图2d是另一主动振动隔离系统的一个实施例的示意图。图2e是另一主动振动隔离系统的一个实施例的示意图。图2f是另一主动振动隔离系统的一个实施例的示意图。图3a是另一主动振动隔离系统的一个实施例的示意图。图3b是另一主动振动隔离系统的一个实施例的示意图。图4a是外骨架框架的一些部分被省略的状态下的剪叉外骨架机构的立体图。图4b是包括图4a的外骨架框架的省略部分的剪叉外骨架机构的立体图。图5a是处于收缩位置的剪叉外骨架的立体图。图5b是处于伸展位置的剪叉外骨架的立体图。图6是示出了致动器、驱动连杆、中心轴和气动弹簧的双动作飞行致动器的立体图。图7是被包含到图5b的外骨架组件内的图6的系统的(转动的)立体图。图8是驱动连杆的一个端部的剖视图。图9a是示出了具有用于驱动连杆的预加荷的弹簧支撑和连杆布置的实施例的振动隔离系统的选择部分的立体图。图9b是示出示出了系统驱动连杆的定向的图9a的振动隔离系统的选择部分的另一立体图。图10是使用凸轮和凸轮从动件作为直接驱动机构的主动振动隔离系统的实施例的立体图。具体实施方式本公开涉及主动振动隔离系统。将在为设备(该设备将包含有效载荷驻留在其上的悬置平台，但也可以包含其他元件)提供了与被施加至振动隔离系统与其耦合的基部的振动输入的隔离方面描述主动振动隔离系统。主动振动系统在基部与悬置平台之间施加受控的力，以便为有效载荷驻留在其上的悬置平台提供振动隔离。在本文中所公开的实施例中的很多将讨论应用于车辆座椅的主动振动系统。然而，应该理解的是，所描述的振动隔离系统不限于车辆座椅中的应用。期望将有效载荷与一些振动输入隔离的任何应用都是在本文中所预期的。被隔离的设备包含与输入振动隔离的整个结构。在主动座椅的情况下，座椅顶部框架、座垫、扶手等所有都是悬置设备的一部分。另外，主动悬置座椅的乘员也将变成设备的一部分(因为乘员是我们在隔离中最感兴趣的，在该示例中乘员将是有效载荷)。待进一步描述的实施例与主动悬架系统部件的布置有关，该部件位于正在振动的结构和期望与振动隔离的有效载荷之间。在图1的悬架中，悬架12是包括力源20、传感器22和控制器24的主动座椅悬架。一些主动悬架可以具有多个传感器，并且可能甚至多个力源。悬架12也可以具有弹簧26以支撑座椅28的静态重量。弹簧26可以是具有可控弹簧常数的可变弹簧或者是具有施加可控预加荷的提供的弹簧。在图1的示例中，力源20被惯性地耦合至车辆地板25。在操作中，车辆车轮15在穿越路径16时穿越干扰。沿着路径的干扰引起被施加至车辆车轮的力，这进而通过车辆悬架弹簧18和阻尼器19被传递至车辆地板25。安置在车辆悬架元件18和19之上的车辆本体(注意，图中仅示出车辆的一个车轮)典型地称作簧上质量，并且车轮组件的质量典型地称作簧下质量。簧下质量的运动将力赋予到悬架元件中，这进而将力赋予到簧上质量中。座椅悬架12被用来将座椅28与簧上车辆质量的运动隔离。传感器22检测与座椅28的垂直运动有关的量(如，垂直加速度、垂直位移或垂直速度)。传感器22(和其他传感器，如果存在的话)的输出被作为输入数据提供至控制器24。基于供应至其的数据，控制器24确定应该由力源20施加多少输出力，以便控制座椅28的运动，并且控制器24发出引起力源20施加需要的力的命令。以上说明是主动闭环振动控制系统的运作的简化讨论。适于作为座椅悬架12使用的主动闭环振动控制系统被详细地描述在Umethala等人的题为“ActiveSuspending(主动悬置)”的美国专利7,983,813中，该专利的全部内容通过引用合并于此。在US7,983,813中，所公开的力源是具有移动磁体电枢的线性致动器。在一些应用中，线性致动器可能不是最佳选择。例如，对于所要求的相同的行程量，可能期望采用可以装配在比线性致动器可装配在其内的物理外壳小的物理外壳内的力源。另外，在期望高效率和/或紧凑性的应用中，旋转致动器可以是更好的选择。在线性致动器中，线性致动器电枢的延伸到定子外壳的外侧的部分对致动器的力输出未显著地做贡献。在本文中所描述的实施例得益于振动控制系统的元件的特定布置，如将更加详细地描述的。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动隔离系统，具有悬置平台、基部和外骨架，所述外骨架包括：第一剪叉机构，包括长度不相等的第一主连杆和第二主连杆、以及第一副连杆和第二副连杆，其中所述第一主连杆和所述第二主连杆在中间点处被可枢转地彼此耦合，第二剪叉机构，包括长度不相等的第三主连杆和第四主连杆、以及第三副连杆和第四副连杆，其中所述第三主连杆和所述第四主连杆在中间点处被可枢转地彼此耦合，其中所述第一剪叉机构和所述第二剪叉机构在预期行程范围内相对于所述基部支撑所述悬置平台，其中所述第一主连杆和所述第二主连杆在所述振动隔离系统在所述预期行程范围内位移时经过平行状态，并且所述第三主连杆和所述第四主连杆在所述振动隔离系统在所述预期行程范围内位移时经过平行状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 13/843,2661.一种振动隔离系统，具有悬置平台、基部和外骨架，所述外骨架包括：第一剪叉机构，包括长度不相等的第一主连杆和第二主连杆、以及第一副连杆和第二副连杆，其中所述第一主连杆和所述第二主连杆在中间点处被可枢转地彼此耦合，第二剪叉机构，包括长度不相等的第三主连杆和第四主连杆、以及第三副连杆和第四副连杆，其中所述第三主连杆和所述第四主连杆在中间点处被可枢转地彼此耦合，以及旋转致动器，用于输出力以使所述悬置平台在行程范围内相对于所述基部位移，所述旋转致动器包括第一转子和第二转子，其中所述旋转致动器相对于所述悬置平台和所述振动隔离系统基部是自由平移的，其中所述第一剪叉机构和所述第二剪叉机构在预期行程范围内相对于所述基部支撑所述悬置平台，其中所述第一主连杆和所述第二主连杆在所述振动隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·P·帕克，T·C·施罗德，D·A·布什科，B·A·塞尔登，M·A·海纳，B·M·鲁卡斯，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US