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利用非线性刚度设计的座椅悬架制造技术

技术编号:40761458 阅读:2 留言:0更新日期:2024-03-25 20:13
本文提供了利用非线性刚度设计的座椅悬架。描述了一种具有振动隔离的悬架系统。悬架系统可以包含运动学结构,该运动学结构包括平行连接的成对X形支撑结构。运动学结构将竖直方向上的运动限制为单个自由度。运动学结构的张紧/阻尼与竖直运动正交,限制了运动学结构的水平运动,相应约束了竖直方向上的运动。张紧/阻尼赋予悬架系统的振动能量的被动非线性刚度和非线性阻尼。可包含调谐机构,以实现张紧/阻尼调节,以适应不同的高度和有效载荷。系统可以在低频和宽带频率范围内提供振动隔离。悬架系统具有可调谐的超低共振频率和抗共振特性。在示例性应用中,悬架系统可以结合到座椅中,用于经受全身振动的应用。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及结构的减振。


技术介绍

1、车辆(尤其是越野车辆)驾驶员会暴露于宽范围的低频全身振动(wbvs)和间歇性冲击。振动除了会造成驾驶员不适、疲劳和工作效率低下外,在暴露于其中的司机之中,wbv在流行病学上与背痛和脊柱退行性病变(例如,肌肉骨骼疾病(msds))的更大风险有关。研究表明,许多车辆中的wbv暴露可能超过规定的健康警告(例如,根据标准iso-2631-1,欧盟规定2002/44)。此外,对车辆以更高速度运行的需求增加,可能会导致wbv的幅值更大。尽管车轮悬架设计已发展为限制wbv暴露,但越野车辆的行驶振动通常由安装在驾驶员座椅中的悬架机构控制,该悬架机构与大/软轮胎结合使用。通过所述系统,振动控制通常由车辆悬架的行驶和侧倾/方向稳定性之间的强联接产生。然而,这种控制振动的方法可能会对悬架系统和轮胎提出相互冲突的设计要求。


技术实现思路

1、以下给出了
技术实现思路
,以提供对本文描述的一个或多个实施例的基本理解。本
技术实现思路
不旨在确定重要或关键要素,或勾画出不同实施例的任何范围和/或权利要求的任何范围。本
技术实现思路
的唯一目的是以简化的形式呈现一些概念,作为本文呈现的更详细描述的前序。

2、在本文描述的一个或多个实施例中,提供了有助于悬架系统中的振动隔离和/或阻尼的系统、方法、设备和/或计算机程序产品。

3、本文所述的一个或多个实施例提供了一种包括一对底座梁的抗振系统,其中该对底座梁中的底座梁在第一平面中对齐。该系统还包括一对上部梁,其中该对上部梁中的上部梁在第二平面中对齐,并且其中第一平面和第二平面平行或基本平行。在一个实施例中,抗振系统进一步包括含有多个梁和多个杆的运动学结构(kinematic structure,动态结构),其中运动学结构位于底座梁和上部梁之间并将底座梁与上部梁连接,并且其中运动学结构的移动有助于上部梁相对于底座梁的位置沿第一轴线的第一位移。在另一个实施例中,抗振系统还包括张紧装置,该张紧装置被配置为沿着与第一轴线正交或基本正交的第二轴线向运动学结构施加张紧,以约束运动学结构沿第二轴线的第二位移,其中沿着第二轴线被约束的第二位移约束运动学结构沿着第一轴线的第三位移。在一个实施例中,运动学结构的促进上部梁的第一位移的移动是运动学结构的第一移动,并且抗振系统还包括阻尼装置,该阻尼装置被配置为阻尼运动学结构沿着第二轴线的第二移动,以阻尼运动学结构沿第一轴线的第三位移。在一个实施例中,阻尼装置与张紧装置位于同一位置。在另一个实施例中,上部梁相对于底座梁的位置沿第一轴线的第一位移处于初始距离处,该初始距离对应于没有振动能量或有效载荷被施加到抗振系统。在另一个实施例中,张紧装置包括至少一个弹簧。在另一个实施例中,响应于在由第一轴线限定的第一方向上向运动学结构施加的压缩力,至少一个弹簧沿着第二轴线延伸,从而约束运动学结构沿着第一轴线的第三位移。在另一个实施例中,响应于沿第一轴线作用在运动学结构上的向下力的减小,阻尼装置被配置为抵抗由至少一个弹簧的松弛引起的运动学结构沿第二轴线的运动。在一个实施例中,运动学结构被配置为将抗振系统的活动部件的运动约束至沿第一轴线的单个自由度。在另一个实施例中,沿第一轴线的第三位移的变化相对于施加到运动学结构以约束运动学结构在第二轴线上的第二位移的张紧之间的关系是非线性关系。在另一个实施例中,运动学结构的刚度随着相对于上部梁沿第一轴线相对于底座梁的位置的第一位移施加的张紧量非线性地增加。在另一个实施例中,底座梁包括用于将底座梁固定到车辆的地板的第一附接元件,上部梁包括用于将上部梁固定到车辆座椅底部的第二附接元件。

4、在其他实施例中,结合所公开的系统描述的元件可以以不同的形式实现,例如方法。例如,在一个实施例中,可以使用一种方法来衰减/减轻结构中的振动,其中该方法包括接收沿第一轴线向运动学格架(kinematic lattice)施加张紧的力,该力约束所述运动学格架的移动,其中,运动学格架的下部可附接到车辆的地板,运动学格架的上部可附接到车辆的座椅,其中,在车辆运动期间,由车辆运动产生的振动能量导致座椅沿第二轴线相对于地板移动,并且其中第二轴线与第一轴线正交或基本正交,以及响应于运动学格架沿第一轴线的运动的约束,衰减运动学格架和座椅沿第二轴线的振动运动。

5、在方法的另一个实施例中,接收施加张紧的力包括接收向运动学格架的至少一个弹簧施加张紧的力。

6、在另一个实施例中,方法还包括应用与至少一个弹簧串联的阻尼器,其中,阻尼器被配置为在所述至少一个弹簧沿第一轴线延伸或收缩期间耗散由所述至少一个弹簧释放的能量。

7、在方法的另一个实施例中,运动学格架沿第一轴线的运动的约束的第一量相对于运动学格架和座椅沿第二轴线的振动运动的衰减的第二量由非线性关系定义。在一个实施例中,非线性关系由运动学格架的至少一个弹簧产生,所述至少一个弹簧产生运动学格架和座椅沿第二轴线的振动运动的非线性阻尼。

8、在另一个实施例中,该方法还包括调整施加到运动学格架的张紧量,以补偿座椅有效载荷或车辆运动产生的振动能量中的至少一者。

9、根据其他实施例,提供了一种悬架系统,该悬架系统包括被配置为附接至车辆的第一部分的底座台板和被配置为附接至车辆的第二部分的上部台板,所述第二部分在第一部分上方。在另一个实施例中,运动学结构可位于底座台板与上部台板之间并将底座台板与上部台板连接,其中,运动学结构将上部台板相对于底座台板的位移约束至单个自由度,且位移沿第一轴线。在另一个实施例中,张紧部件可联接到运动学结构,并配置为约束上部台板相对于底座台板的位移,其中张紧部件配置为沿与第一轴线正交的第二轴线约束运动学结构。在另一个实施例中,阻尼部件可配置为在底座台板位移期间耗散由张紧部件释放的能量。

10、在悬架系统的另一个实施例中,由张紧部件施加到运动学结构的张紧的变化导致底座台板的位移量的相应非线性变化。

11、在悬架系统的另一个实施例中,阻尼部件和张紧部件协作以使运动学结构的刚度从上部台板到底座台板非线性地变化。

12、本文所述的一个或多个实施例提供了一种悬架系统,该悬架系统包括位于一对底座支撑梁和一对上部支撑梁之间并附接于底座支撑梁和上部支撑梁的运动学结构。在一个实施例中,悬架系统可并入车辆座椅系统中,其中底座支撑梁可附接至车辆(例如,车辆底板),上部支撑梁可附接至座椅的座板。运动学结构允许底座支撑梁和上部支撑梁之间的位移(例如,在竖直方向上)随着车辆在地形(terrain,地面)(例如,铺砌道路、土路、岩石路面、耕地等)上行驶而连续变化。在一个实施例中,上部支撑梁相对于底座支撑梁的竖直位移由附接至运动学结构的张紧/阻尼系统约束,其中,张紧系统配置为在与底座台板和顶部台板之间的位移方向正交的方向上向运动学结构施加张紧和阻尼。因此,在一个实施例中,当底座台板和顶部台板之间的位移方向为竖直方向时,约束张紧/阻尼施加在水平方向上,例如,垂直于位移方向。

13、在一个实施例中,运动学结构包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种抗振系统,包括:

2.根据权利要求1所述的抗振系统,其中促进所述上部梁的第一位移的运动学结构的移动是所述运动学结构的第一移动,并且还包括阻尼装置,所述阻尼装置被配置为阻尼所述运动学结构沿所述第二轴线的第二移动,以阻尼所述运动学结构沿所述第一轴线的第三位移。

3.根据权利要求2所述的抗振系统,其中所述阻尼装置与所述张紧装置位于同一位置。

4.根据权利要求3所述的抗振系统,其中,所述上部梁沿所述第一轴线相对于所述底座梁的位置的第一位移处于对应于没有振动能量或有效载荷被施加到所述抗振系统的初始距离处。

5.根据权利要求4所述的抗振系统,其中所述张紧装置包括至少一个弹簧。

6.根据权利要求5所述的抗振系统,其中,响应于在由所述第一轴线限定的第一方向上向所述运动学结构施加压缩力,所述至少一个弹簧沿所述第二轴线延伸,从而约束所述运动学结构沿所述第一轴线的第三位移。

7.根据权利要求5所述的抗振系统,其中,响应于沿所述第一轴线作用在所述运动学结构上的向下力的减小,所述阻尼装置被配置为抵抗由所述至少一个弹簧的松弛引起的所述运动学结构沿所述第二轴线的运动。

8.根据权利要求1所述的抗振系统,其中所述运动学结构被配置为将所述抗振系统的活动部件的运动约束至沿所述第一轴线的单个自由度。

9.根据权利要求1所述的抗振系统,其中,沿着所述第一轴线的第三位移的变化与施加到所述运动学结构以约束所述运动学结构在所述第二轴线上的第二位移的张紧之间的关系是非线性关系。

10.根据权利要求1所述的抗振系统,其中,所述运动学结构的刚度随着相对于所述上部梁沿所述第一轴线相对于所述底座梁的位置的所述第一位移施加的张紧量非线性地增加。

11.根据权利要求1所述的抗振系统,其中所述底座梁包括用于将所述底座梁固定到车辆的地板的第一附接元件,所述上部梁包括用于将所述上部梁固定到所述车辆的座椅的底部的第二附接元件。

12.一种方法,包括:

13.根据权利要求12所述的方法,其中,接收施加所述张紧的力包括接收向所述运动学格架的至少一个弹簧施加张紧的力。

14.根据权利要求13所述的方法,还包括应用与所述至少一个弹簧串联的阻尼器,其中所述阻尼器被配置为在所述至少一个弹簧沿所述第一轴线延伸或收缩期间耗散由所述至少一个弹簧释放的能量。

15.根据权利要求12所述的方法,其中,所述运动学格架沿所述第一轴线的运动的约束的第一量相对于所述运动学格架和所述座椅沿所述第二轴线的振动运动的衰减的第二量由非线性关系定义。

16.根据权利要求15所述的方法,其中所述非线性关系由所述运动学格架的至少一个弹簧产生,所述至少一个弹簧产生所述运动学格架和所述座椅沿所述第二轴线的振动运动的非线性阻尼。

17.根据权利要求12所述的方法,还包括调整施加到所述运动学格架的张紧量,以补偿座椅有效载荷或由所述车辆的运动产生的振动能量中的至少一者。

18.一种悬架系统,包括:

19.根据权利要求18所述的悬架系统,其中,由所述张紧部件施加到所述运动学结构的张紧的变化导致所述底座台板的位移量的相应非线性变化。

20.根据权利要求18所述的悬架系统,其中所述阻尼部件和所述张紧部件协作以使所述运动学结构的刚度从所述上部台板到所述底座台板非线性变化。

...

【技术特征摘要】

1.一种抗振系统,包括:

2.根据权利要求1所述的抗振系统,其中促进所述上部梁的第一位移的运动学结构的移动是所述运动学结构的第一移动,并且还包括阻尼装置,所述阻尼装置被配置为阻尼所述运动学结构沿所述第二轴线的第二移动,以阻尼所述运动学结构沿所述第一轴线的第三位移。

3.根据权利要求2所述的抗振系统,其中所述阻尼装置与所述张紧装置位于同一位置。

4.根据权利要求3所述的抗振系统,其中,所述上部梁沿所述第一轴线相对于所述底座梁的位置的第一位移处于对应于没有振动能量或有效载荷被施加到所述抗振系统的初始距离处。

5.根据权利要求4所述的抗振系统,其中所述张紧装置包括至少一个弹簧。

6.根据权利要求5所述的抗振系统,其中,响应于在由所述第一轴线限定的第一方向上向所述运动学结构施加压缩力,所述至少一个弹簧沿所述第二轴线延伸,从而约束所述运动学结构沿所述第一轴线的第三位移。

7.根据权利要求5所述的抗振系统,其中,响应于沿所述第一轴线作用在所述运动学结构上的向下力的减小,所述阻尼装置被配置为抵抗由所述至少一个弹簧的松弛引起的所述运动学结构沿所述第二轴线的运动。

8.根据权利要求1所述的抗振系统,其中所述运动学结构被配置为将所述抗振系统的活动部件的运动约束至沿所述第一轴线的单个自由度。

9.根据权利要求1所述的抗振系统,其中,沿着所述第一轴线的第三位移的变化与施加到所述运动学结构以约束所述运动学结构在所述第二轴线上的第二位移的张紧之间的关系是非线性关系。

10.根据权利要求1所述的抗振系统,其中,所述运动学结构的刚度随着相对于所述上部梁沿所述第一轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员:景兴建
申请(专利权)人:香港城市大学
类型:发明
国别省市:

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