一种磁流变复合工作模式减振节点及减振座椅

技术领域

本发明涉及减振技术领域，具体为一种磁流变复合工作模式减振节点及减振座椅。

背景技术

目前随着汽车向轻质、高速、高承载方向的快速发展，车辆的振动愈来愈强烈，在车辆的高速行驶中，振动过大会对于车辆产生较大的冲击，造成车辆失稳，严重驾驶安全。且过大的车辆振动极大的也影响了汽车乘坐的舒适性，如何减轻车辆主体振动并提高座椅乘坐的舒适性，已成为汽车工程领域迫切需要解决的关键问题之一。

为减轻车辆主体振动并提高座椅乘坐的舒适性，人们根据振动的传递路径，在车辆轮胎、底盘悬架、驾驶室悬置和座椅悬架隔振等环节入手解决问题。降低轮胎气压可以改善乘坐舒适性，但长期使用会有损于轮胎的使用寿命。在底盘和驾驶室安装悬架系统，可以过滤高频振动，同时降低低频的幅度，但因空间受限某些车辆无法装配底盘悬架或驾驶室悬架。在现有磁流变材料用于座椅的结构中，主要采用单一剪切模式工作，有限空间内无法提供有效减振控制力和减振效果，而磁流变阻尼装置在剪切挤压复合模式下产生的压力更高,可用来隔离振幅较小而动载较大的振动。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种磁流变复合工作模式减振节点及减振座椅，该种磁流变复合工作模式减振节点及减振座椅克服了现有磁流变座椅悬架结构中主要采用单一剪切模式工作，相同出力下结构尺寸较大不便于应用的情况，能够在空间有限的情况下提供较大的阻尼力，以达到减振的要求，且整体结构轻巧，满足轻量化设计要求。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种磁流变复合工作模式减振节点，包括缸筒，所述缸筒内设有内隔板，所述内隔板将所述缸筒的内部分隔成两个独立空间，所述两个独立空间内均填充有磁流变液，所述内隔板的两侧均设有磁轭，所述磁轭远离所述内隔板的一侧嵌设有多个线圈，所述线圈直接与所述磁流变液接触，所述缸筒的两端均设有配套使用的滚珠丝杠螺母和丝杠轴，二者贯穿且转动连接，其中所述滚珠丝杠螺母固定设于所述缸筒上，所述丝杠轴沿所述缸筒的轴向插入所述缸筒内并伸入至所述磁流变液中，所述丝杠轴伸入至所述磁流变液中的一端设有剪切盘，所述剪切盘完全浸至所述磁流变液中。

在一些实施例中，所述缸筒两端的内壁与所述磁流变液之间均设有密封圈。

在一些实施例中，所述密封圈包括静密封圈和动密封圈，所述丝杠轴同时活动贯穿所述静密封圈和所述动密封圈，其中所述静密封圈固定安装在所述缸筒的内壁上，所述动密封圈嵌设于所述静密封圈内。

在一些实施例中，所述缸筒两端的内壁与所述密封圈之间均形成有空腔。

在一些实施例中，所述空腔内的气压高于外界气压。

一种减振座椅，包括承压板、支撑板以及连接在所述承压板和所述支撑板之间的折叠压缩机构；

所述折叠压缩机构包括一对支撑单元，所述支撑单元包括呈X型交叉设置的第一连接杆和第二连接杆，两个所述支撑单元中的两根所述第二连接杆均位于所述折叠压缩机构的内侧，所述第一连接杆和所述第二连接杆的中部转动连接在一起，二者的两端均铰接在安装座上并通过所述安装座来分别弹性滑动设置在所述承压板和所述支撑板的相对面上；

所述减振节点设于两个所述支撑单元之间，两根所述丝杠轴分别贯穿两个所述支撑单元中的所述第一连接杆和所述第二连接杆，其中所述缸筒仅与所述第二连接杆同步旋转，所述丝杠轴仅与所述第一连接杆同步旋转，且所述丝杠轴能够沿着贯穿所述第一连接杆的方向进行往复运动。

在一些实施例中，所述承压板和所述支撑板的相对面上各设有四个滑槽，每个所述滑槽内均设有弹性伸缩组件，各个所述安装座一一滑动设置至各个所述滑槽内并与所述弹性伸缩组件弹性滑动配合。

在一些实施例中，所述弹性伸缩组件为外部套有弹簧的伸缩杆。

在一些实施例中，所述缸筒的两端均固定设置有棱筒，所述棱筒套设于所述丝杠轴的外部；

所述第二连接杆上开设有与所述棱筒外形相适配的第二限位孔，所述棱筒固定嵌设于所述第二限位孔内。

在一些实施例中，所述丝杠轴远离所述缸筒的一端固定设置有限位棱柱，所述限位棱柱的外切圆直径大于所述丝杠轴的外径；

所述第一连接杆上开设有与所述限位棱柱外形相适配的第一限位孔，所述限位棱柱活动贯穿至所述第一限位孔内。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

该种磁流变复合工作模式减振节点及减振座椅，采用剪切挤压复合模式的磁流变单元在磁场的作用下，可形成带有刚度和阻尼的链状结构，其产生的刚度和阻尼会随着磁场的变化而变化，通过给线圈通电产生磁场，在磁场影响下磁流变液粘度发生变化产生阻尼力，更适用于相同出力下结构尺寸较小的场景，其克服了现有磁流变座椅悬架结构主要采用单一剪切模式工作，相同出力下结构尺寸较大不便于应用的情况，能够在空间有限的情况下提供较大的阻尼力，产生相同阻尼力所需的结构部件尺寸更加轻巧，能够降低整体重量，满足轻量化设计要求，且具备很好的减振性能。

附图说明

图1为本发明的减振节点的整体结构图；

图2为本发明的减振节点的剖面图；

图3为本发明的减振节点剪切盘的整体结构图；

图4为本发明的减振节点磁轭的整体结构图；

图5为本发明的减振座椅的整体结构图(视角一)；

图6为本发明的减振座椅的整体结构图(视角二)；

图7为本发明的减振节点与减振座椅连接处的拆分结构图。

图中：1、缸筒；2、棱筒；3、滚珠丝杠螺母；4、丝杠轴；5、限位棱柱；6、静密封圈；7、动密封圈；8、剪切盘；9、磁轭；10、线圈；11、磁流变液；12、内隔板；13、空腔；14、承压板；15、支撑板；16、滑槽；17、弹性伸缩组件；18、安装座；19、第一连接杆；20、第二连接杆；21、第一限位孔；22、第二限位孔；23、保护套。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-4所示，一种磁流变复合工作模式减振节点，包括缸筒1，缸筒1内设有内隔板12，内隔板12将缸筒1的内部分隔成两个独立空间，两个独立空间内均填充有磁流变液11，磁流变液11是由微米级可磁化颗粒均匀分散在特定载体母液和添加剂中所形成的特殊悬浮体系，在外加磁场作用下，表现出非牛顿流体的特性，在毫秒级时间内从自由流动的液体转变为半固体甚至固体，呈现出强烈的可控流变特性，内隔板12的两侧均设有磁轭9，磁轭9远离内隔板12的一侧嵌设有多个线圈10，线圈10通常外接电源，其通电之后会产生磁场，且线圈10产生的磁场是可以进行控制调节的，这属于常规手段，本实施例中就不再赘述，线圈10直接与磁流变液11接触，线圈10产生的磁场将直接作用于磁流变液11，缸筒1的两端均设有配套使用的滚珠丝杠螺母3和丝杠轴4，二者贯穿且转动连接，配套的滚珠丝杠螺母3和丝杠轴4能够将旋转运动转换为直线运动，或者将直线运动转换为旋转运动，其中滚珠丝杠螺母3固定设于缸筒1上，为了节约安装空间，滚珠丝杠螺母3最好嵌设于缸筒1的筒壁内，丝杠轴4沿缸筒1的轴向插入缸筒1内并伸入至磁流变液11中，丝杠轴4最好处于缸筒1的轴心位置，丝杠轴4伸入至磁流变液11中的一端设有剪切盘8，剪切盘8完全浸至磁流变液11中，当缸筒1不动且丝杠轴4旋转时，丝杠轴4将沿着缸筒1的轴向进行直线运动，与此同时，丝杠轴4也将带动剪切盘8在磁流变液11中沿着缸筒1的轴向进行直线运动，实现对磁流变液11轴向的挤压与剪切，并且当丝杠轴4带动剪切盘8在磁流变液11旋转时，剪切盘8的侧边也将对磁流变液11进行切割，如此便实现了切割以及挤压同步进行的复合工作模式，相较于单一工作模式，如此复合工作模式产生的阻尼更强，能够在空间有限的情况下提供较大的阻尼力，以达到更好的减振要求。

如图2所示，为了提升缸筒1的密封性，防止磁流变液11外漏，可在缸筒1两端的内壁与磁流变液11之间均设置密封圈，丝杠轴4贯穿密封圈，且丝杠轴4的外壁在贯穿密封圈的位置处是光滑的，一方面用于提升丝杠轴4与密封圈接触的密封性，另一方面避免丝杠轴4外壁原本的螺纹对密封圈造成磨损。

优选的，如图2所示，密封圈可包括静密封圈6和动密封圈7，丝杠轴4同时活动贯穿静密封圈6和动密封圈7，其中静密封圈6固定安装在缸筒1的内壁上，动密封圈7嵌设于静密封圈6内，如此便可以在不限制丝杠轴4转动能力的情况下达到强力的密封效果。

优选的，如图2所示，为了为外漏的磁流变液11提供一定的缓存空间，可在缸筒1两端的内壁与密封圈之间均留下空腔13，空腔13将珠丝杠螺母3与密封圈隔开了一段距离，能够避免丝杠轴4上带有螺纹的部分因轴向活动而接触到密封圈，是一段保护密封圈免受磨损的位移缓冲区，且当磁流变液11渗过密封圈外漏时，这些外漏的磁流变液11将滞留在空腔13内，从而难以进一步渗透至缸筒1外。

优选的，空腔13内的气压最好高于外界气压，从而在空腔13内形成高压环境，由此来进一步抵御磁流变液11外漏。

如图5-7所示，一种减振座椅，包括承压板14、支撑板15以及连接在承压板14和支撑板15之间的折叠压缩机构，折叠压缩机构包括一对支撑单元，支撑单元包括呈X型交叉设置的第一连接杆19和第二连接杆20，两个支撑单元中的两根第二连接杆20均位于折叠压缩机构的内侧，即两根第二连接杆20均位于两根第一连接杆19相互靠近的一侧，第一连接杆19和第二连接杆20的中部转动连接在一起，二者的两端均铰接在安装座18上并通过安装座18来分别弹性滑动设置在承压板14和支撑板15的相对面上，减振节点设于两个支撑单元之间，两根丝杠轴4分别贯穿两个支撑单元中的第一连接杆19和第二连接杆20，其中缸筒1仅与第二连接杆20同步旋转，丝杠轴4仅与第一连接杆19同步旋转，且丝杠轴4能够沿着贯穿第一连接杆19的方向进行往复运动，承压板14在受压之后，折叠压缩机构将被压缩，此时两个支撑单元将发生形变，具体的，此时第一连接杆19和第二连接杆20将分别朝着相反的方向旋转，从而将带动缸筒1和丝杠轴4分别朝着不同的方向旋转，此时在滚珠丝杠螺母3和丝杠轴4的配合作用下，将把旋转活动转换为直线活动，从而此时的丝杠轴4将沿着缸筒1的轴向活动，此时剪切盘8将对磁流变液11同步进行挤压以及多方位的剪切，从而提供巨大的阻尼力，以达到复合工作模式下强力减振的效果，并且折叠压缩机构本身在被折叠压缩时也会产生反向弹性作用力，一方面能够进一步加强减振效果，另一方面也能够实现承压板14在卸力之后的快速复位。

如图5和图6所示，为了实现安装座18的弹性滑动安装，可在承压板14和支撑板15的相对面上各开设四个滑槽16，在每个滑槽16内均设有弹性伸缩组件17，并将各个安装座18一一滑动设置至各个滑槽16内并与弹性伸缩组件17弹性滑动配合，其中滑槽16为安装座18的滑动轨道，弹性伸缩组件17为安装座18提供弹性复位的能力。

优选的，弹性伸缩组件17为外部套有弹簧的伸缩杆。

如图7所示，可在缸筒1的两端均固定设置棱筒2，棱筒2采用常规的螺母即可，其可采用焊接的方式固定于缸筒1上，棱筒2套设于丝杠轴4的外部，同时可在第二连接杆20上开设与棱筒2外形相适配的第二限位孔22，并将棱筒2固定嵌设于第二限位孔22内，由此实现缸筒1与第二连接杆20的固定连接，该种固定连接方式稳固可靠、难以滑脱、使用寿命长。

如图7所示，可在丝杠轴4远离缸筒1的一端固定设置限位棱柱5，同时可在第一连接杆19上开设与限位棱柱5外形相适配的第一限位孔21，并将限位棱柱5活动贯穿至第一限位孔21内，需确保限位棱柱5的外切圆直径大于丝杠轴4的外径，如此限位棱柱5以及丝杠轴4便均可以流畅贯穿于第一限位孔21内，上述结构能够实现对丝杠轴4的限位，确保丝杠轴4仅能够与第一连接杆19同步旋转而不会随着第二连接杆20旋转，从而确保在承压板14受压之后动缸筒1和丝杠轴4将分别朝着不同的方向旋转，进而实现复合工作模式下强力减振的效果。

如图7所示，可在第一限位孔21远离第二连接杆20的一端固定安装一个保护套23，保护套23为一端开口另一端封闭的空心筒状结构，限位棱柱5在沿轴向往复活动时，可穿过第一限位孔21并伸入至保护套23内，限位棱柱5能够在保护套23内活动但不会抵触到保护套23深处的封闭端，保护套23用于将丝杠轴4的端部隐藏设置，起到了保护以及提升美观度的作用。

本磁流变复合工作模式减振节点及减振座椅采用剪切挤压复合模式的磁流变单元在磁场的作用下，可形成带有刚度和阻尼的链状结构，其产生的刚度和阻尼会随着磁场的变化而变化，通过给线圈10通电产生磁场，在磁场影响下磁流变液11粘度发生变化产生阻尼力，更适用于相同出力下结构尺寸较小的场景，其克服了现有磁流变座椅悬架结构中主要采用单一剪切模式工作，相同出力下结构尺寸较大不便于应用的情况，能够在空间有限的情况下提供较大的阻尼力，产生相同阻尼力所需的结构部件尺寸更加轻巧，满足轻量化设计要求，且具备很好的减振性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。