一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置，其實(shí)驗(yàn)小車4個(gè)支撐車身重量的車輪下各設(shè)有一同步帶；上述每個(gè)同步帶上均設(shè)有滑塊和步進(jìn)電機(jī)；實(shí)驗(yàn)小車的4個(gè)車輪分別安裝在4條同步帶的滑塊上；實(shí)驗(yàn)小車上帶有驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)小車及滑塊做水平運(yùn)動(dòng)的直流減速電機(jī)；三軸加速度傳感器、陀螺儀和位移測(cè)量傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)小車的車身上，前置探測(cè)器安裝在實(shí)驗(yàn)小車的車身前側(cè)；三軸加速度傳感器、陀螺儀、前置探測(cè)器、位移測(cè)量傳感器的輸出端與單片機(jī)的輸入端相連；單片機(jī)內(nèi)設(shè)存有待實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)減震控制算法；單片機(jī)的輸出端與4個(gè)同步帶的步進(jìn)電機(jī)的控制端相連。本實(shí)用新型能夠?qū)λO(shè)計(jì)出的主動(dòng)減震器的主動(dòng)減震的效果進(jìn)行研究，并利于主動(dòng)減震器的后續(xù)改進(jìn)與開發(fā)。
【專利說明】—種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及減震器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]車輛或飛機(jī)等交通工具上面都會(huì)安裝有減震器，或稱避震器。在車輛行駛過程中，車輪會(huì)受到路面對(duì)其向上或向下的沖擊力，車輪也隨之向上或向下移動(dòng)，這時(shí)減震器的彈性元件會(huì)削弱這個(gè)沖擊力，形成一個(gè)衰減運(yùn)動(dòng)，最終使車輪回到原來的穩(wěn)定狀態(tài)，整個(gè)過程中減震器作用就是減少車身受到的沖擊力，使車運(yùn)行的更舒適更穩(wěn)定。
[0003]現(xiàn)有的減震器主要有彈簧式、液壓式、氣壓式和電磁式幾種，國(guó)外將電磁、彈簧復(fù)合式減震器應(yīng)用在列車上，起到了很好的效果，日本新型700系列高速列車采用的可變阻尼減振器，是通過高速電磁閥切換阻尼孔(節(jié)流孔)，從而改變減振器的阻尼力達(dá)到控制振動(dòng)的目的，現(xiàn)有減震器的工作方式都是被動(dòng)的減震如果車輛行駛的路面很崎嶇就不能起到很好的效果，坐在車?yán)锏娜诉€會(huì)感覺到車身的搖晃和震動(dòng)，因此如果能設(shè)計(jì)出一種主動(dòng)減震裝置就可以打破傳統(tǒng)的局限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置，其能夠?qū)λO(shè)計(jì)出的主動(dòng)減震器的主動(dòng)減震的效果進(jìn)行研究，并利于主動(dòng)減震器的后續(xù)改進(jìn)與開發(fā)。
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置，主要由三軸加速度傳感器、陀螺儀、前置探測(cè)器、位移測(cè)量傳感器、單片機(jī)和實(shí)驗(yàn)小車組成；實(shí)驗(yàn)小車4個(gè)支撐車身重量的車輪下各設(shè)有一同步帶；上述每個(gè)同步帶上均設(shè)有一個(gè)沿著同步帶的延伸方向作水平運(yùn)動(dòng)的滑塊和一個(gè)帶動(dòng)同步帶整體作上下移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)；上述4個(gè)同步帶相互平行，且其中2條同步帶的延伸方向位于同一直線上，另2條同步帶的延伸方向則位于另一直線上；實(shí)驗(yàn)小車的4個(gè)車輪分別安裝在4條同步帶的滑塊上；實(shí)驗(yàn)小車上帶有直流減速電機(jī)，該直流減速電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)小車帶動(dòng)滑塊在同步帶上做水平運(yùn)動(dòng)；三軸加速度傳感器、陀螺儀和位移測(cè)量傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)小車的車身上，前置探測(cè)器安裝在實(shí)驗(yàn)小車的車身前側(cè)；三軸加速度傳感器、陀螺儀、前置探測(cè)器、位移測(cè)量傳感器的輸出端與單片機(jī)的4個(gè)輸入端相連；單片機(jī)內(nèi)設(shè)存有待實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)減震控制算法；單片機(jī)的4個(gè)輸出端與4個(gè)同步帶的步進(jìn)電機(jī)的控制端相連。
[0006]上述方案中，所述4條同步帶所處的水平高度相同。
[0007]上述方案中,所述4條同步帶的延伸長(zhǎng)度相同。
[0008]上述方案中，所述步進(jìn)電機(jī)為兩相四線混合式步進(jìn)電機(jī)。
[0009]上述方案中，所述直流減速電機(jī)為2個(gè)，且這2個(gè)直流減速電機(jī)分別安裝在實(shí)驗(yàn)小車的2個(gè)后車輪上。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型是根據(jù)主動(dòng)避障和減震的方式來設(shè)計(jì)的一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置，該主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)χ鲃?dòng)減震的原理進(jìn)行研究，且能對(duì)所設(shè)計(jì)出的主動(dòng)減震控制算法進(jìn)行研究和驗(yàn)證，以利于主動(dòng)減震器的后續(xù)改進(jìn)與開發(fā)。采用該實(shí)驗(yàn)裝置所研發(fā)出的主動(dòng)減震器能夠通過安裝在車身的傳感器探測(cè)車輛即將行駛到的路況信息，提前讓車輪做出上下的動(dòng)作量，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候讓車輪移動(dòng)這個(gè)距離，就可以讓車輪避免與路面直接碰撞，還可以保持車身的平穩(wěn)狀態(tài)，這種方式可以大大削弱以致消除路面對(duì)車身的沖擊力，平穩(wěn)的度過崎嶇路段，

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1所示，主要由三軸加速度傳感器、陀螺儀、前置探測(cè)器、位移測(cè)量傳感器、單片機(jī)和實(shí)驗(yàn)小車組成。實(shí)驗(yàn)小車4個(gè)支撐車身重量的車輪下各設(shè)有一同步帶。上述每個(gè)同步帶上均設(shè)有一個(gè)沿著同步帶的延伸方向作水平運(yùn)動(dòng)的滑塊和一個(gè)帶動(dòng)同步帶整體作上下移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)。上述4個(gè)同步帶相互平行,且其中2條同步帶的延伸方向位于同一直線上(即左前車輪和左后車輪所對(duì)應(yīng)的2條同步帶)，另2條同步帶的延伸方向則位于另一直線上(即右前車輪和右后車輪所對(duì)應(yīng)的2條同步帶)。實(shí)驗(yàn)小車的4個(gè)車輪分別安裝在4條同步帶的滑塊上。實(shí)驗(yàn)小車上帶有直流減速電機(jī)，該直流減速電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)小車帶動(dòng)滑塊在同步帶上做水平運(yùn)動(dòng)。三軸加速度傳感器、陀螺儀和位移測(cè)量傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)小車的車身上，前置探測(cè)器安裝在實(shí)驗(yàn)小車的車身前側(cè)。三軸加速度傳感器、陀螺儀、前置探測(cè)器、位移測(cè)量傳感器的輸出端與單片機(jī)的4個(gè)輸入端相連。單片機(jī)內(nèi)設(shè)存有待實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)減震控制算法。單片機(jī)的4個(gè)輸出端與4個(gè)同步帶的步進(jìn)電機(jī)的控制端相連。
[0013]本實(shí)用新型的模擬減震是由四個(gè)同步帶組成的，同步帶帶動(dòng)四個(gè)車輪上下移動(dòng)減震，而同步帶的動(dòng)力來源是安裝在上面的步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)為兩相四線混合式步進(jìn)電機(jī)，其型號(hào)為57HBP56AL4-TZ0，這款步進(jìn)電機(jī)的正常工作電流為2A，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為兩相。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。
[0014]為了確保實(shí)驗(yàn)小車在平整的路面上的平穩(wěn)運(yùn)行，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，所述4個(gè)同步帶所處的水平高度相同，這樣能夠保證實(shí)驗(yàn)小車在靜止或平整的路面上，車身的水平運(yùn)動(dòng)。此外，4條同步帶的延伸長(zhǎng)度相同，且實(shí)驗(yàn)小車前車輪所對(duì)應(yīng)的2條同步帶的前后兩端對(duì)齊，后車輪所對(duì)應(yīng)的2條同步帶的前后兩端對(duì)齊。而為了更好的驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)小車的運(yùn)動(dòng)，所述直流減速電機(jī)為2個(gè)，且這2個(gè)直流減速電機(jī)分別安裝在實(shí)驗(yàn)小車的2個(gè)后車輪上。
[0015]本實(shí)用新型的工作過程是:首先，將預(yù)先設(shè)計(jì)好的主動(dòng)減震控制算法存入單片機(jī)中。之后，將實(shí)驗(yàn)小車放置在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以人為地設(shè)定有一些障礙，這樣當(dāng)實(shí)驗(yàn)小車運(yùn)行到障礙處時(shí)，三軸加速度傳感器、陀螺儀、前置探測(cè)器和位移測(cè)量傳感器會(huì)預(yù)先將相關(guān)信息送入單片機(jī)中，單片機(jī)內(nèi)部的主動(dòng)減震控制算法會(huì)根據(jù)上述傳感器發(fā)送來的信號(hào)，將三軸加速度傳感器和陀螺儀返回的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)后進(jìn)行優(yōu)先級(jí)判斷和處理；并將置探測(cè)器和位移測(cè)量傳感器返回的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，并進(jìn)行高度計(jì)算后進(jìn)行優(yōu)先級(jí)判斷和處理。最后將進(jìn)行優(yōu)先級(jí)判斷和處理后的結(jié)果送入不同的同步帶，去調(diào)節(jié)各個(gè)實(shí)驗(yàn)小車的車輪的同步帶的高度，從而達(dá)到主動(dòng)減震且能在越過障礙的同時(shí)保持車身的平衡的效果。若實(shí)驗(yàn)小車能夠順利越過障礙，并進(jìn)行了同步帶的抬升和下降式地主動(dòng)避障減震，便表明單片機(jī)中主動(dòng)減震控制算法相對(duì)可靠，反之，則明單片機(jī)中主動(dòng)減震控制算法相對(duì)不可靠，需要進(jìn)一步改進(jìn)。由于單片機(jī)中的主動(dòng)減震控制算法并未本實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)點(diǎn)，而是本實(shí)用新型的驗(yàn)證對(duì)象，因此本實(shí)驗(yàn)裝置可以對(duì)不同的主動(dòng)減震控制算法進(jìn)行驗(yàn)證，以用于分析。
【權(quán)利要求】
1.一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:主要由三軸加速度傳感器、陀螺儀、前置探測(cè)器、位移測(cè)量傳感器、單片機(jī)和實(shí)驗(yàn)小車組成； 實(shí)驗(yàn)小車4個(gè)支撐車身重量的車輪下各設(shè)有一同步帶；上述每個(gè)同步帶上均設(shè)有一個(gè)沿著同步帶的延伸方向作水平運(yùn)動(dòng)的滑塊和一個(gè)帶動(dòng)同步帶整體作上下移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)；上述4個(gè)同步帶相互平行,且其中2條同步帶的延伸方向位于同一直線上，另2條同步帶的延伸方向則位于另一直線上；實(shí)驗(yàn)小車的4個(gè)車輪分別安裝在4條同步帶的滑塊上；實(shí)驗(yàn)小車上帶有直流減速電機(jī)，該直流減速電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)小車帶動(dòng)滑塊在同步帶上做水平運(yùn)動(dòng)；三軸加速度傳感器、陀螺儀和位移測(cè)量傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)小車的車身上，前置探測(cè)器安裝在實(shí)驗(yàn)小車的車身前側(cè)；三軸加速度傳感器、陀螺儀、前置探測(cè)器、位移測(cè)量傳感器的輸出端與單片機(jī)的4個(gè)輸入端相連；單片機(jī)內(nèi)設(shè)存有待實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)減震控制算法；單片機(jī)的4個(gè)輸出端與4個(gè)同步帶的步進(jìn)電機(jī)的控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述4條同步帶所處的水平高度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述4條同步帶的延伸長(zhǎng)度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)為兩相四線混合式步進(jìn)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動(dòng)減震實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述直流減速電機(jī)為2個(gè)，且這2個(gè)直流減速電機(jī)分別安裝在實(shí)驗(yàn)小車的2個(gè)后車輪上。
【文檔編號(hào)】B60G17/015GK204161030SQ201420555347
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】胡聰, 康延光, 周甜, 雷德成, 覃武 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)