[发明专利]复合馈能式磁流变半主动座椅悬架及其控制方法

摘要

本发明公开了一种复合馈能式磁流变半主动座椅悬架，包括座椅悬架本体和座椅悬架控制系统，座椅悬架本体包括从下到上依次设置的线圈馈能机构、第一压电片馈能机构和第二压电片馈能机构，线圈馈能机构包括一上一下间隔设置的弹簧固定板和线圈固定板，以及设置在弹簧固定板和线圈固定板之间的多个线圈发电组件，弹簧固定板的底部设置有弹簧吊耳，线圈发电组件包括从下到上依次设置的线圈、强磁铁和弹簧，座椅悬架控制系统包括座椅悬架控制器、整流器、蓄电池充电电路和可控恒流源电路；本发明还公开了一种复合馈能式磁流变半主动座椅悬架控制方法。本发明采用了多种能量回收利用方式，能够使座椅处于最佳的减震状态，工作可靠性高，使用效果好。

主权项

1.一种复合馈能式磁流变半主动座椅悬架，其特征在于：包括座椅悬架本体和座椅悬架控制系统，所述座椅悬架本体包括从下到上依次设置的线圈馈能机构、第一压电片馈能机构和第二压电片馈能机构，所述线圈馈能机构包括一上一下间隔设置的弹簧固定板(26)和线圈固定板(21)，以及设置在弹簧固定板(26)和线圈固定板(21)之间的多个线圈发电组件，所述弹簧固定板(26)的底部设置有弹簧吊耳(25)，所述线圈发电组件包括从下到上依次设置的线圈(20)、能够在线圈(20)内上下运动的强磁铁(22)和用于吊装强磁铁(22)的弹簧(24)，所述强磁铁(22)的顶部设置有磁铁吊耳(23)，所述线圈(20)的底部与线圈固定板(21)固定连接，所述弹簧(24)的上端与弹簧吊耳(25)连接，所述弹簧(24)的下端与磁铁吊耳(23)连接；所述第一压电片馈能机构包括固定连接在弹簧固定板(26)顶部的压电片固定底板(28)、设置在压电片固定底板(28)顶部的压电片下固定板(30)和设置在压电片下固定板(30)顶部的压电片上固定板(32)，所述压电片固定底板(28)、压电片下固定板(30)和压电片上固定板(32)三者固定连接，所述压电片上固定板(32)和压电片固定底板(28)围成的空间内设置有多个压电发电单元(17)，所述压电发电单元(17)的简支端夹装在压电片下固定板(30)和压电片上固定板(32)之间，所述压电发电单元(17)的自由端固定连接有配重块(18)；所述第二压电片馈能机构包括设置在压电片上固定板(32)上方的座椅固定板(2)，以及设置在座椅固定板(2)与压电片上固定板(32)之间的磁流变减振器(12)、座椅弹簧(43)、第一剪叉(38)和第二剪叉(40)，所述座椅固定板(2)的一侧底部设置有第一滚动槽(7)，所述座椅固定板(2)的另一侧底部设置有第一座椅固定板吊耳(44)，所述座椅固定板(2)的底部设置有位于第一滚动槽(7)和第一座椅固定板吊耳(44)之间的第二座椅固定板吊耳(45)，所述第一滚动槽(7)内部顶面上和底面上均设置有第一压电发电片(5)，所述第一滚动槽(7) 的底部设置有第一滚动槽吊耳(8)，所述压电片上固定板(32)的一侧顶部设置有位于第一滚动槽(7)下方的第二滚动槽(13)，所述压电片上固定板(32)的另一侧顶部设置有位于第一座椅固定板吊耳(44)下方的第一压电片上固定板吊耳(35)，所述压电片上固定板(32)的顶部设置有位于第二滚动槽(13)和第一压电片上固定板吊耳(35)之间的第二压电片上固定板吊耳(33)，所述第二滚动槽(13)内部顶面上和底面上均设置有第二压电发电片(15)，所述第一剪叉(38)和第二剪叉(40)十字交叉铰接，所述第一剪叉(38)的下端与第一压电片上固定板吊耳(35)铰接，所述第一剪叉(38)的上端转动连接有设置在第一滚动槽(7)内且能够在第一滚动槽(7)内往复滚动的第一滚轮(4)，所述第二剪叉(40)的上端与第一座椅固定板吊耳(44)铰接，所述第二剪叉(40)的下端转动连接有设置在第二滚动槽(13)内且能够在第二滚动槽(13)内往复滚动的第二滚轮(16)，所述磁流变减振器(12)的活塞杆(11)的端部设置有磁流变减振器上吊耳(10)，所述磁流变减振器(12)的下端设置有磁流变减振器下吊耳(37)，所述磁流变减振器上吊耳(10)与第一滚动槽吊耳(8)铰接，所述磁流变减振器下吊耳(37)与第二压电片上固定板吊耳(33)铰接，所述座椅弹簧(43)的一端与第二座椅固定板吊耳(45)固定连接，所述座椅弹簧(43)的另一端与第二剪叉(40)的上端固定连接；所述座椅悬架控制系统包括座椅悬架控制器(31)、整流器(49)、用于为车载蓄电池(50)充电的蓄电池充电电路(51)和用于为磁流变减振器(12)内的电磁线圈提供稳定的输入电流的可控恒流源电路(46)，所述座椅悬架控制器(31)的输入端接有用于对线圈固定板(21)的加速度进行实时检测的第一加速度传感器(47)和用于对座椅本体(1)的加速度进行实时检测的第二加速度传感器(48)，所述蓄电池充电电路(51)接在整流器(49)与车载蓄电池(50)之间，所述可控恒流源电路(46)与车载蓄电池(50)的输出端和座椅悬架控制器(31)的输出端连接，所述磁流变减振器(12)内的电磁线圈与可控恒流源电路(46)的输出端连接，所述整流器(49)的输入端与线圈(20)的输出端以及串联后的第一压电发电片(5)、第二压电发电片(15)和压电发电单元(17)连接；所述第一剪叉(38)和第二剪叉(40)通过第一剪叉连接销(39)十字交叉铰接，所述第一剪叉(38)的下端通过第二剪叉连接销(34)与第一压电片上固定板吊耳(35)铰接，所述第一剪叉(38)的上端通过第一滚轮剪叉连接销(6)转动连接有第一滚轮(4)；所述第二剪叉(40)的上端通过第三剪叉连接销(41)与第一座椅固定板吊耳(44)铰接，所述第二剪叉(40)的下端通过第二滚轮剪叉连接销(14)转动连接有第二滚轮(16)；所述磁流变减振器上吊耳(10)通过第一磁流变减振器连接销(9)与第一滚动槽吊耳(8)铰接，所述磁流变减振器下吊耳(37)通过第二磁流变减振器连接销(36)与第二压电片上固定板吊耳(33)铰接；所述第二剪叉(40)的上端设置有向上弯折的部分且在向上弯折的部分设置有剪叉通孔(42)，所述座椅弹簧(43)的另一端通过穿过剪叉通孔(42)的方式与第二剪叉(40)的上端固定连接；所述座椅固定板(2)上设置有供第一压电发电片(5)的导线穿出的第一导线导向槽(3)，所述压电片上固定板(32)上设置有供第二压电发电片(15)的导线穿出的第二导线导向槽(19)。