一種半主動式磁流變彈性體車輛座椅減振裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種剛度和阻尼可調(diào)的車輛座椅減振裝置，尤其涉及一種半主動式磁流變彈性體車輛座椅減振裝置，它采用了一種新型的智能復合材料一一磁流變彈性體作為減振介質(zhì)，屬于車輛減振與安全防護技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國車輛行業(yè)的發(fā)展和居民生活水平的提高，車輛的乘坐舒適性越來越受到重視。車輛座椅的設(shè)計直接影響到駕駛員和乘客的乘坐舒適性，減振性能差的座椅可能會引起駕駛員的疲勞和職業(yè)病，甚至會影響車輛的行駛安全性，因此提高車輛座椅的減振和吸振性能成為車輛設(shè)計的一個重要部分。目前，車輛座椅減振裝置多為被動液壓式減振器或螺旋彈簧減振器，無法調(diào)節(jié)剛度、阻尼，舒適性差；而主動式空氣氣囊減振裝置結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)和維護成本高。近些年來，磁流變彈性體新型智能材料的快速發(fā)展為車輛設(shè)計和制造提供了新的思路。磁流變彈性體是一種可以通過改變電磁場強度來調(diào)節(jié)剛度、阻尼的智能復合材料，能夠用于開發(fā)具有自適應(yīng)剛度、阻尼特性的結(jié)構(gòu)。而且磁流變彈性體還具有響應(yīng)速度快(毫秒量級)、穩(wěn)定性好、無需密封、使用方便等優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]1、發(fā)明目的:
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種半主動式磁流變彈性體車輛座椅減振裝置，主要基于磁流變彈性體的擠壓工作模式，通過車高傳感器的信號判斷車身的振動幅度和頻率，改變電磁場的強弱和有無來調(diào)節(jié)磁流變彈性體的剛度和阻尼，提高車輛座椅的乘坐舒適性和安全性，改善車輛的駕乘感受。
[0005]2、技術(shù)方案:
[0006]利用磁流變彈性體智能材料剛度和阻尼可調(diào)的特性，通過電磁場強弱和有無的變化來控制的一種半主動式磁流變彈性體車輛座椅減振裝置，見附圖，該裝置包括下勵磁線圈、工作筒、磁流變彈性體、上勵磁線圈、螺旋彈簧、保護罩、密封環(huán)、上支座、活塞桿、活塞、調(diào)整墊片、壓緊螺母、上勵磁鐵芯、下勵磁鐵芯、控制線、控制器、信號線、車高傳感器、隔磁底板、下支座。它們之間的位置連接關(guān)系是:在工作筒內(nèi)安置有作為電磁場加載源的勵磁線圈和勵磁鐵芯，磁流變彈性體位于上下勵磁鐵芯之間；車高傳感器把車身的振動信號傳輸給控制器；控制器通過控制線可以改變勵磁線圈中的電流大小，導致勵磁線圈和勵磁鐵芯內(nèi)的磁場強弱發(fā)生改變，從而實時調(diào)節(jié)磁流變彈性體的剛度和阻尼；螺旋彈簧可以輔助減振裝置吸收和降低振動能量。通過固定剛度、阻尼的螺旋彈簧和可調(diào)剛度、阻尼的磁流變彈性體的共同作用，形成一套半主動式磁流變彈性體車輛座椅減振裝置，從而提高車輛的駕乘舒適性。
[0007]所述上勵磁線圈和上下勵磁線圈由漆包銅導線繞制，為自制件，其功能是作為電磁場中電流加載源并調(diào)節(jié)電磁場強度。
[0008]所述上勵磁鐵芯和下勵磁鐵芯為自制件，選擇合金鋼或其他強度及導磁率都很高的材料制作，其功能是作為電磁場的加載源。
[0009]所述磁流變彈性體是實心圓柱體，為自制件，采用在硅橡膠基體中添加微米級直徑的羰基鐵粉制成，這種方式制備的磁流變彈性體比較軟，剛度和阻尼可調(diào)性高，其功能是車輛座椅的減振和吸振。
[0010]所述工作筒為圓形筒狀件，為自制件，其上設(shè)有連線孔，選擇不導磁的鋁合金材質(zhì)制作，其功能是隔斷磁場并為活塞提供工作空間。
[0011]所述螺旋彈簧為市購標準件，具體規(guī)格根據(jù)工作筒和活塞桿的尺寸而定，其功能是活塞的支撐以及車輛座椅的減振和吸振。
[0012]所述保護罩為自制件，是普通鋼鑄造件，其功能是防塵和保護工作筒。
[0013]所述上支座為自制件，采用普通鋼材質(zhì)制作，具體尺寸根據(jù)保護罩、活塞桿和車輛安裝的尺寸而定，其功能是連接減振裝置與車輛座椅。
[0014]所述下支座為自制件，采用普通鋼材料，具體尺寸根據(jù)工作筒2和車輛安裝的尺寸而定，其功能是連接減振裝置與車輛座椅。
[0015]所述控制器為市購件，型號為32位STM32F205RF微處理器，片內(nèi)RAM為128KB，片內(nèi)ROM為512KB，通過編程可以實現(xiàn)信號處理與控制。
[0016]所述車高傳感器為市購件，型號為宏創(chuàng)RQH-10030，安裝在車輛的車身與車橋之間，其功能是用來測量車身與車橋相對高度變化的頻率和幅度。
[0017]所述隔磁底板為自制件，采用不導磁的鋁合金材料制成，具體尺寸根據(jù)工作筒和下勵磁鐵芯的尺寸而定，其功能是隔斷底部磁場。
[0018]3、本發(fā)明“一種半主動式磁流變彈性體車輛座椅減振裝置”，其優(yōu)點如下:
[0019](I).本發(fā)明設(shè)計的減振裝置在磁流變彈性體的擠壓模式下工作，可調(diào)幅度大，吸振和減振性能好。
[0020](2).結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，響應(yīng)速度快，可以實現(xiàn)連續(xù)控制，能夠滿足車輛座椅對的凸凹不平路面的減振要求。
[0021](3).加工裝配方便，密封要求低，性能穩(wěn)定，維修成本低。
[0022]總之，該裝置可以實現(xiàn)車輛座椅減振裝置剛度和阻尼的實時調(diào)節(jié)，降低壞路對車輛平順性的影響，改善車輛駕乘人員的感受，提高車輛的乘坐舒適性和安全性。
【附圖說明】
[0023]附圖是本發(fā)明一種半主動式磁流變彈性體車輛座椅減振裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中符號說明如下:1-下勵磁線圈、2-工作筒、3-磁流變彈性體、4-上勵磁線圈、5-螺旋彈簧、6-保護罩、7-密封環(huán)、8-上支座、9-活塞桿、10-活塞、11-調(diào)整墊片、12-壓緊螺母、13-上勵磁鐵芯、14-下勵磁鐵芯、15-控制線、16-控制器、17-信號線、18-車高傳感器、19-隔磁底板、20-下支座。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步詳細說明:
[0026]如附圖所示，本發(fā)明一種磁流變彈性體半主動式車輛座椅減振裝置，包括以下部件:下勵磁線圈1、工作筒2、磁流變彈性體3、上勵磁線圈4、螺旋彈簧5、保護罩6、密封環(huán)7、上支座8、活塞桿9、活塞10、調(diào)整墊片11、壓緊螺母12、上勵磁鐵芯13、下勵磁鐵芯14、控制線15、控制器16、信號線17、車高傳感器18、隔磁底板19和下支座20。它們之間的位置連接關(guān)系是:上支座8與保護罩6焊接固連在一起；密封環(huán)7用于活塞桿9的密封；活塞桿9與活塞10通過調(diào)整墊片11、壓緊螺母12連接在一起，并放置于工作筒2中；活塞桿9與上支座8固連；活塞10與螺旋彈簧5接觸；螺旋彈簧5與上勵磁鐵芯13接觸；上勵磁線圈4和下勵磁線圈I分別纏繞在上勵磁鐵芯13和下勵磁鐵芯14上；磁流變彈性體3安置于上勵磁鐵芯13和下勵磁鐵芯14之間；隔磁底板19與下勵磁鐵芯14接觸；下支座20安裝于工作筒2的底部；控制器16通過控制線15與下勵磁線圈I和上勵磁線圈4相連；車高傳感器18通過信號線17與控制器16相連。
[0027]所述下勵磁線圈I和上勵磁線圈4為自制件，由漆包銅導線繞制；
[0028]所述工作筒2為圓形筒狀