專利名稱：一種車輛座椅非線性減震懸架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛駕駛員座椅的減震裝置，具體的說是一種車輛座椅非線性減
背景技術(shù)：
車輛行駛時，受輪胎與地面間作用力的激勵而產(chǎn)生強烈的沖擊與振動，研究表明， 駕駛員長期處于低頻、大振幅的振動環(huán)境里，肌肉和神經(jīng)緊張，心肺活動加劇，胃腸不適，久而久之，出現(xiàn)明顯的生理退變和職業(yè)病，如脊錐增生、畸形和勞損，神經(jīng)衰弱，視力下降，關(guān)節(jié)疼痛，腸胃出血等。近幾十年來，與乘員健康有關(guān)的乘坐振動研究一直倍受重視。車輛乘坐振動的大小取決于其輪胎、懸架和座椅的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。改善輪胎和懸架參數(shù)可提高乘坐舒適性，但同時會影響操縱穩(wěn)定性、制動性、承載量等性能。因此，采用合適的座椅懸架是改善乘坐條件最簡易和行之有效的方法。座椅懸架按彈性特性可分為線性和非線性兩種。線性懸架的剛度受到行程的限制，通常不能過低，其固有頻率往往難以避開駕駛室底板譜的峰值頻率，因此，隔振能力受到限制。非線性座椅懸架在靜平衡位置附近的等效固有頻率可避開底板譜的峰值頻率，又遠離人體的振動敏感頻段(4-8HZ)，可獲得較高的隔振能力，且制造成本增加不多，因此正越來越多地受到研究、制造單位的重視。非線性懸架座椅可在整機一階固頻較低的汽車、拖拉機、農(nóng)用運輸車、工程機械等車輛上推廣應(yīng)用，對改善勞動條件、提高車輛在國內(nèi)、國際市場上的競爭力發(fā)揮積極的作用。國外車輛座椅一般由專業(yè)廠生產(chǎn)，有穩(wěn)定的開發(fā)隊伍，比較典型的座椅公司有德國的GRAMMER公司、英國的B0STRUM公司，其產(chǎn)品在歐美市場的占有率在50%以上。專業(yè)公司生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)和檔次的座椅產(chǎn)品，滿足不同行業(yè)(飛機、汽車、拖拉機、火車、甚至辦公用椅)的需求。近年來，各種帶有線性懸架和非線性懸架的座椅產(chǎn)品相繼出現(xiàn)在中型、重型貨車和大型客車上，有源懸架座椅也開始出現(xiàn)在高檔車輛上，極大地改善了車輛的乘坐舒適性。國產(chǎn)拖拉機、工程機械上較多地采用了線性懸架座椅，汽車行業(yè)多為無懸架座椅，一些較高檔的座椅也大都是仿制國外的線性懸架座椅，如西安華泰座椅廠仿制的斯泰爾座椅。 國產(chǎn)座椅生產(chǎn)廠一般規(guī)模較小，基本無開發(fā)能力，座椅產(chǎn)品大都結(jié)構(gòu)尺寸不合理，調(diào)節(jié)機構(gòu)不全，座椅的動態(tài)舒適性超標，座椅的靜態(tài)舒適性也較差。因此，開發(fā)研制國產(chǎn)汽車的懸架座椅(特別是開發(fā)帶有非線性懸架的座椅產(chǎn)品)、優(yōu)化座面和靠背的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對提高國產(chǎn)汽車的乘座舒適性具有十分重要的意義。近年來，為提高車輛的乘坐舒適性，拖拉機、工程機械、汽車行業(yè)均制定了振動的評價標準，規(guī)定了明確的評價指標及限值，開發(fā)高性能的減振座椅勢在必行。從國內(nèi)的技術(shù)水平及市場承受能力來看，非線性懸架座椅將是今后一段時期的開發(fā)重點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種車輛座椅非線性減震懸架，該懸架結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便，能夠提高車輛座椅的隔振能力。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種車輛座椅非線性減震懸架，包括座椅面板、下底板、剪桿I和剪桿II，在座椅面板的下端面和下底板的上端面分別設(shè)有兩個對稱的滑道，剪桿I 一端與座椅面板鉸接，另一端與設(shè)在下底板上端面滑道內(nèi)的滑桿I連接，剪桿II一端與下底板鉸接，另一端與設(shè)在座椅面板下端面滑道內(nèi)的滑桿II連接，還設(shè)有減震支撐桿、減震曲面板和導(dǎo)向支撐輪，導(dǎo)向支撐輪設(shè)置在下底板的上端面，減震支撐桿的一端與減震曲面板的上端面固定連接，另一端通過轉(zhuǎn)軸與剪桿I的上端連接， 減震曲面板的下端面為內(nèi)凹的曲面，減震曲面板的下端面壓在導(dǎo)向支撐輪上，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)有扭簧，扭簧的一端與剪桿I連接，另一端與減震支撐桿連接。所述的減震曲面板，其下端面為非線性曲面。所述的減震曲面板，其下端面中部的曲率大于兩端的曲率，并且減震曲面板朝向轉(zhuǎn)軸的一端的曲率小于另一端的曲率。 所述的座椅面板上設(shè)有靠背。本發(fā)明提出確定車輛理想非線性彈性特性。根據(jù)隔振理論，分析車輛在常用車速、 滿負荷工作時實測的底板譜，得到理想的非線性彈性特性曲線。然后，采用由線性彈性元件與減震曲面板的曲面相結(jié)合實現(xiàn)給定的非線性彈性特性。給定非線性彈性特性及其它構(gòu)件的幾何參數(shù)，借助于計算機反求出曲面板的形狀，從而保證給定的非線性特性。本發(fā)明的有益效果是采用線性彈性元件與非線性曲面相結(jié)合實現(xiàn)了非線性彈性特性。懸架結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、重量輕、造價低廉，是一種值得在各種貨車、工程機械及拖拉機上推廣的座椅懸架。通過道路平順性對比試驗證明，采用本座椅懸架后，車輛的隔振能力平均提高40%以上，且車速越高提高幅度越大。


圖1是座椅懸架理想的非線性剛度曲線圖； 圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明減震支撐桿和減震曲面板的運動方式示意圖。圖中標記1、座椅面板，2、下底板，3、剪桿I，4、剪桿II，5、滑道，6、滑桿I，7、滑桿 II，8、減震支撐桿，9、減震曲面板，10、導(dǎo)向支撐輪，11、轉(zhuǎn)軸，12、扭簧，13、靠背。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的技術(shù)方案進行詳細說明。由已知車型駕駛室底板譜的統(tǒng)計特性出發(fā)，以座椅面板響應(yīng)的加權(quán)加速度均方根值為目標函數(shù)，采用隨機方向法優(yōu)化座椅懸架參數(shù)，得到理想的非線性彈性特性，如圖1所示。本發(fā)明車輛座椅非線性減震懸架的結(jié)構(gòu)如圖2所示，減震懸架包括座椅面板1、下底板2、剪桿I 3和剪桿II 4，在座椅面板1的下端面和下底板2的上端面分別設(shè)有兩個對稱的滑道5，剪桿I 3 —端與座椅面板1鉸接，另一端與設(shè)在下底板2上端面滑道內(nèi)的滑桿 I 6連接，剪桿II 4 一端與下底板2鉸接，另一端與設(shè)在座椅面板1下端面滑道內(nèi)的滑桿II 7連接。剪桿I 3和剪桿II 4構(gòu)成剪式導(dǎo)向機構(gòu)，剪桿I 3和剪桿II 4的一端可以分別通過滑桿I 6和滑桿II 7在對應(yīng)的滑道內(nèi)滑動，可較好的保證座椅面只作垂直運動。減震懸架還設(shè)有減震支撐桿8、減震曲面板9和導(dǎo)向支撐輪10，導(dǎo)向支撐輪10設(shè)置在下底板2的上端面，減震支撐桿8的一端與減震曲面板9的上端面固定連接，另一端通過轉(zhuǎn)軸11與剪桿I 3的上端連接，減震曲面板9的下端面為內(nèi)凹的曲面，減震曲面板9的下端面壓在導(dǎo)向支撐輪10上。減震懸架的彈性元件為扭簧12，扭簧12設(shè)置在轉(zhuǎn)軸11上， 扭簧12的一端與剪桿I 3連接，另一端與減震支撐桿8連接。假設(shè)座椅懸架下底板2與地面固連，在座椅懸架受力運動時固定不動，當(dāng)外力引起座椅面板1和下底板2相對運動時，扭簧12受扭，減震曲面板9在導(dǎo)向支撐輪10上滑動， 減震曲面板9的形狀決定了扭簧12的受扭角度，亦即決定了座椅懸架的彈性特性。圖3是減震支撐桿和減震曲面板在震動時的運動方式示意圖。本發(fā)明采用導(dǎo)向支撐輪10支撐減震曲面板9的減震方式，在座椅面板1運動過程中，減震曲面板9隨減震支撐桿8的轉(zhuǎn)動而發(fā)生角度變化，座椅懸架在升降的不同階段的彈性特性，從而提高減震效果。所述的減震曲面板9，其下端面為非線性曲面。減震曲面板9下端面中部的曲率大于兩端的曲率，并且減震曲面板9朝向轉(zhuǎn)軸的一端的曲率小于另一端的曲率。這樣的曲面設(shè)計能進一步提高座椅懸架的減震效果。所述的座椅面板1上設(shè)有靠背13。該座椅懸架不帶阻尼機構(gòu)，這樣懸架結(jié)構(gòu)簡單、 成本低、工作可靠性高。
權(quán)利要求
1.一種車輛座椅非線性減震懸架，包括座椅面板(1)、下底板(2)、剪桿I (3)和剪桿II (4)，在座椅面板(1)的下端面和下底板(2)的上端面分別設(shè)有兩個對稱的滑道(5)，剪桿I (3) —端與座椅面板(1)鉸接，另一端與設(shè)在下底板(2)上端面滑道內(nèi)的滑桿I (6)連接， 剪桿II (4) 一端與下底板(2)鉸接，另一端與設(shè)在座椅面板(1)下端面滑道內(nèi)的滑桿II (7) 連接，其特征在于還設(shè)有減震支撐桿(8)、減震曲面板(9)和導(dǎo)向支撐輪(10)，導(dǎo)向支撐輪 (10)設(shè)置在下底板(2)的上端面，減震支撐桿(8)的一端與減震曲面板(9)的上端面固定連接，另一端通過轉(zhuǎn)軸(11)與剪桿I (3)的上端連接，減震曲面板(9)的下端面為內(nèi)凹的曲面，減震曲面板(9)的下端面壓在導(dǎo)向支撐輪(10)上，在轉(zhuǎn)軸(11)上設(shè)有扭簧(12)，扭簧 (12 )的一端與剪桿I (3 )連接，另一端與減震支撐桿(8 )連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種車輛座椅非線性減震懸架，其特征在于所述的減震曲面板(9)，其下端面為非線性曲面。
3.如權(quán)利要求1所述的一種車輛座椅非線性減震懸架，其特征在于所述的減震曲面板(9)，其下端面中部的曲率大于兩端的曲率，并且減震曲面板(9)朝向轉(zhuǎn)軸的一端的曲率小于另一端的曲率。
4.如權(quán)利要求1所述的一種車輛座椅非線性減震懸架，其特征在于所述的座椅面板 (1)上設(shè)有靠背(13)。
全文摘要
一種車輛座椅非線性減震懸架，在座椅面板下端面和下底板上端面分別設(shè)有兩個對稱的滑道，剪桿Ⅰ一端與座椅面板鉸接，另一端與設(shè)在下底板上端面滑道內(nèi)的滑桿Ⅰ連接，剪桿Ⅱ一端與下底板鉸接，另一端與設(shè)在座椅面板下端面滑道內(nèi)的滑桿Ⅱ連接，導(dǎo)向支撐輪設(shè)置在下底板的上端面，減震支撐桿的一端與減震曲面板的上端面固定連接，另一端通過轉(zhuǎn)軸與剪桿Ⅰ的上端連接，減震曲面板的下端面為內(nèi)凹的曲面，減震曲面板的下端面壓在導(dǎo)向支撐輪上，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)有扭簧，扭簧的一端與剪桿Ⅰ連接，另一端與減震支撐桿連接。懸架結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、車輛的隔振能力平均提高40％以上，且車速越高提高幅度越大。
文檔編號B60N2/54GK102431476SQ201110395749
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月4日
發(fā)明者付主木, 徐美玉, 李勛, 李小紅, 梁云朋, 袁瀾, 高愛云 申請人:河南科技大學(xué)