[发明专利]基于磁力负刚度弹簧设计的低频三维隔振矿用自卸车座椅

说明书

技术领域

本发明属于汽车车用座椅领域，具体涉及一种应用于矿用自卸车的基于磁力负刚度弹簧设计的低频三维隔振汽车座椅。

背景技术

随着汽车产业的发展，对汽车乘坐舒适性提出更高要求，汽车座椅是影响驾驶员重要因素之一，而矿用自卸车作为一种常见的采矿用车，其驾驶道路为崎岖的矿山道路，驾驶条件十分的恶劣。矿用自卸车驾驶员由于长时间的工作条件恶劣，如果乘坐在一般没有隔振效果的座椅上，脊柱以及肠胃等器官受到伤害的几率相对于其他车辆的驾驶员大大的增加。由于矿用自卸车的人机系统及其复杂，因此提高驾驶员的舒适性是各个环节隔振性能的综合调节，作为与驾驶员臀部以及腰部直接接触的座椅，其安全性和舒适度对于驾驶员的健康是至关重要的。其座椅的隔振技术也是国内外研究的重要领域之一。

目前，传统的矿用自卸车的座椅隔振方式为无源隔振以及半有源隔振。其制作方法是在座椅的下部安装减振弹簧，该类座椅的隔振方法的缺点是弹簧刚度选择以及老化问题使得座椅的隔振效果不尽令人满意，甚至有时候会起到放大振动的效果，还有便是该种隔振方法主要针对的是竖直方向的隔振效果，对左右和前后方向是没有隔振效果的，而实际矿用自卸车行驶过程中工况复杂，受到空间力的作用，不仅受到竖直方向的力的作用，而且左右和前后方向的振动，其中左右和前后方向的振动不仅影响驾驶员的身体健康，而且会影响驾驶员的操作稳定性。综上所述，为矿用自卸车开发一种多维、非线性隔振座椅是非常必要的。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于磁力负刚度弹簧设计的低频三维隔振汽车座椅，其目的在于克服普通汽车座椅不能隔离水平方向低频振动，只能隔离竖直方向振动，不适用于多维振动环境的问题，同时整个系统结构简单，不需要精密的设计和加工的部件就能到达好的隔振效果。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案，结合附图：

一种基于磁力负刚度弹簧设计的低频三维隔振汽车座椅，由竖直隔振部分和水平隔振部分组成，水平隔振部分固定连接在竖直隔振部分上面；所述竖直隔振部分包括剪式悬架和零刚度磁力阻尼器4，所述剪式悬架包括剪式悬架上部1和剪式悬架下部2，剪式悬架包括剪式悬架上部1和剪式悬架下部2之间连接有铰接连杆机构，剪式悬架下部2上固定有折板3，零刚度磁力阻尼器4两端分别与剪式悬架上部1和折板3铰接。

所述的一种基于磁力负刚度弹簧设计的低频三维隔振汽车座椅，其中，铰接连杆机构包括两组平行设置的交叉连杆、两根长绞制孔螺栓12和两根水平销轴10，两根长绞制孔螺栓12分别固定安装在剪式悬架上部1和剪式悬架下部2，两根水平销轴10分别滑动连接在剪式悬架上部1和剪式悬架下部2，每组交叉连杆由两根连接杆8交叉销接构成，每根连接杆8均一端与长绞制孔螺栓12铰接，另外一端与横向水平销轴10铰接。

所述的一种基于磁力负刚度弹簧设计的低频三维隔振汽车座椅，其中，零刚度磁力阻尼器4包括工作缸筒、外永磁铁17、活塞杆13、空气弹簧20、浮动活塞19，活塞杆13插入共作缸筒且可相对工作缸筒14进行轴向滑动，活塞杆13下部固定有内永磁铁22，工作缸筒包括固定连接的上部工作缸筒14与下部工作缸筒15，上下部工作缸筒中间通过永磁铁固定座23装配有外永磁铁17，永磁铁固定座23上设有伸张阀24及压缩阀16，空气弹簧20设置在下工作缸筒15的下部，浮动活塞19设置在空气弹簧20上方，浮动活塞19与下工作缸筒15内壁密封活动连接，浮动活塞19上方填充阻尼液21。竖直方向上的隔振原理为：零刚度电磁阻尼器以及剪式悬架共同起作用隔振竖直方向的低频振动。当汽车通过凸路面或是走出凹路面时，工作缸筒相对于活塞杆上移，空气弹簧进行压缩，活动塞上移，空气弹簧的弹力增加，但由于电磁铁负刚度弹簧磁力作用，使活塞杆的受力依旧为平衡状态，因此活塞杆位置相对于剪式悬架上部不变，相应的驾驶员在驾驶舱内竖直方向的位移接近为零，反之当汽车通过凹路面或是走出凸路面时，空气弹簧和负刚度磁力弹簧的对活塞杆的作用力相反，使活塞杆依旧处于平衡状态，从而衰减竖直方向上振动。