[实用新型]一种基于磁流变阻尼器的汽车安全座椅

说明书

本实用新型属于汽车零部件领域，具体涉及一种汽车座椅。

随着国民经济飞速发展、高速公路网全面建设以及生活水平极大提高，汽车逐渐融入到人们工作生活之中，成为不可或缺的交通工具，人们对汽车的行驶平顺性和安全性提出更高的要求。传统的汽车座椅采用普通阻尼器，因其阻尼力恒定，所以不能根据乘坐人员的体重和汽车行驶时的振动程度合理的改变阻尼，使得振动较弱和体重较小的人员赶到座椅过“硬”，而对与汽车振动程度大，乘坐人员体重较大的，又感觉座椅过“软”，由此大大降低了座椅的乘坐舒适性。而汽车的振动给人带来的不舒适感是普遍的，尤其在现在货车与客车上，其弊端尤为突出。

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于磁流变阻尼器的能够提高座椅舒适性的汽车安全座椅。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于磁流变阻尼器的汽车安全座椅，包括座椅和支撑柱，支撑柱安装在座椅下方，支撑柱和汽车底面之间并列安装有压力传感器、磁流变阻尼器和弹簧，压力传感器通过信号处理器与单片机的输入端相连，单片机的输出端与可控电源相连，可控电源与磁流变阻尼器相连。

本实用新型还具有如下技术特点：

所述的压力传感器采用SM5651‑003D‑3S型压力传感器。

所述的单片机采用STC189C51单片机。

本实用新型的智能化程度高，可根据乘坐人员的体重大小、汽车行驶时振动的强烈程度自动合理的调节阻尼器的阻尼，以此来改变阻尼器输出力的大小，大大提高座椅的乘坐舒适性。

图1是本实用新型的安装位置示意图。

图2是本实用新型的控制部分连接关系示意图。

图2是本实用新型的控制部分连接关系示意图。

图3是磁流变阻尼器的整体结构示意图。

图中各个标号的含义为：1‑座椅，2‑支撑柱，3‑汽车底面，4‑压力传感器，5‑磁流变阻尼器，6‑弹簧，7‑信号处理器，8‑单片机，9‑可控电源，51‑工作缸，52‑阻尼通道，53‑磁流变液，54‑励磁线圈，55‑磁通，56‑活塞，57‑活塞杆。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

遵从上述技术方案，如图1和图2所示，一种基于磁流变阻尼器的汽车安全座椅，包括座椅1和支撑柱2，支撑柱2安装在座椅1下方，支撑柱2和汽车底面3之间并列安装有压力传感器4、磁流变阻尼器5和弹簧6，压力传感器4通过信号处理器7与单片机8的输入端相连，单片机8的输出端与可控电源9相连，可控电源9与磁流变阻尼器5相连。

压力传感器4采用SM5651‑003D‑3S型压力传感器，该系列传感器为带温度补偿、校准的双列直插微差压传感器，该传感器性能优越，可采用恒流激励或恒压激励，抗干扰性强，适合应用于振动较激烈的座椅。

单片机8采用STC189C51单片机；信号处理器7采用ZMD31050传感器信号处理芯片。

可控电源9采用免维护型蓄电池。免维护型蓄电池是用铅钙合金制造，由于蓄电池采用了铅钙合金做栅架，所以充电时产生的水分解量少，水分蒸发量也低，加上外壳采用密封结构，释放出来的硫酸气体也很少，所以它与传统蓄电池相比，具有不需添加任何液体，对接线桩头，电量储存时间长等优点。

磁流变阻尼器5是基于磁流变液的可控特性的一种新型阻尼器，其工作原理是在外加磁场的作用下，磁流变液53中随机分布的磁极化粒子沿磁场方向运动，磁化运动使粒子首尾相联，形成链状或网状结构，从而使磁流变液53的流动特性发生变化，进而使磁流变阻尼器5的阻尼通道52两端的压力差发生变化，达到改变阻尼力的目的。如图3所示，磁流变阻尼器5内部磁场由缠绕于活塞56中部的励磁线圈54激发，励磁线圈缠绕部分即为磁芯，此处磁通55最为密集，磁通55流出磁芯后经由活塞56端部流向阻尼通道52（即活塞56与工作缸51之间的环形间隙），穿过阻尼通道52后进入工作缸51，并再次穿过另一侧的阻尼通道52后最终回到磁芯，形成回路。如图1所示，磁流变阻尼器5的活塞杆57与座椅1连接，工作缸51与汽车底面3连接，当汽车在行驶过程中，由于振动使得磁流变阻尼器5的活塞56相对工作缸51运动，通过磁流变液53流过阻尼通道52，实现吸收能量作用。当励磁线圈54加载的磁场改变时，磁流变液53的粘度发生改变，使得阻尼力改变。

本实用新型的工作过程如下：

汽车行驶过程中，由于路面激励而振动，活塞56与工作缸51发生相对振动，由于振动强度不同，其压力也不同。每个安全座椅上的压力传感器4，将座椅1所承受的压力变化实时传递给信号处理器7，通过信号处理器7将模拟信号转换为数字信号后传递给单片机8，当乘坐人员体重过大或过轻以及汽车行驶时振动比较剧烈时，压力传感器4所探测到的压力信号变化强烈，信号处理器7接受到此强烈信号转换为数字信号并传给单片机8，单片机8对压力信号变化做出判断后发出控制信号，控制可控电源9输出的电流的增大，以此来控制磁流变阻尼器5中加载在励磁线圈54上的电流增大，使磁流变阻尼器5的输出力增大；当座椅1振动趋于稳定时，压力传感器4探测到的压力信号变化减弱，单片机8再控制可控电源9，使得可控电源9的电流减小，最终减小磁流变阻尼器的输出力，如此反复控制，使座椅1的振动达到最合理减振效果，提高汽车的乘坐舒适性。