抗晃自稳式椅垫

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欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 现有的各种运载机具的椅座种类很多，但都只考虑乘坐者在静止或垂直颠簸时的减振及舒适。因为坐在椅座上的人对车（或固定在车上的椅座）是能发生相对运动的独立体，运载机具在作曲线运动时的离心力的作用；加速或减速时的惯性力的作用 ；车辆在崎岖不平的路面及船遇风浪和飞机遇气流时的外力的作用，会造成乘坐者前后左右水平方向的晃动或振动，以往的车辆减震系统和座椅都难以解决。这种水平方向上的晃动在机具急转弯、速度急剧变化或路面崎岖时，使乘坐者大幅度地左摇右晃、前倾后仰，令人不适，甚至晕眩恶心。 本文介绍的抗晃自稳式椅垫，由上下两部分组成，上部为4个充气式气囊，下部为4个单作用膜片式气缸，利用乘坐者重心向一侧偏移时，重力在椅座上的不均衡分布，在皮囊间形成压力差，用这个压力差去操控一个灵敏的膜片式三位四通换向阀，将储气罐(囊)内的压缩空气通到椅座下部相应的单作用膜片式气缸内，将受压较大的皮囊向上顶起，导致乘坐者重心回向中部，达到减小乘坐者重心晃动的幅度的目的。 现借助附图对抗晃自稳式椅座的结构和工作原理作进一步说明： 见图1，本座垫由上下两部分组成，上部有四个软质充气气囊3，上面蒙着内衬有泡沫层2的软质座垫蒙皮1，气囊3和蒙皮1的侧面可做成手风琴式的褶皱。四个皮囊的底板4是硬质的，它们等压充气时，将座垫蒙皮1充鼓成为要求之形态。下部气缸体8为隔成四个的单作用气缸，活塞5和底板4及膜片6连在一起，气缸盖板7将膜片6压在缸体上。 见图2，在椅座的上部，分别放置4个软质气囊，它们分别命名为A、B、C、D。位于各气囊下面的单作用膜片式气缸，则相应命名为a、b、c、d（参见图1）。 见图3，（1）为椅座上部的充气气囊A、B、C、D，（2）为椅座下部的单作用膜片式气缸a、b、c、d，（4）为气泵或车供压缩空气源，（5）为单向阀，(6)为储气罐(囊)，(3)和(7)为膜片式三位四通换向阀，(8)为限压阀，(9)为压力表。 椅座空置未坐人时，A、B、C、D各气囊内的压力等于初始充气压力P1，略高于大气压力P0，(P1＞P0=1 kg/cm2)，蒙皮软硬合适即可。 乘坐者正坐时，人体重心落在椅座中央，人体重量通过蒙皮使A、B、C、D 四个皮囊被均匀压陷，各腔压力同等上升。 此时，这些皮囊对垂直振动起着缓冲作用，各换向阀处于中位，储气罐(囊)与气缸不通，气缸a与d相通，c与b相通，各气缸静止不动。 若机具在左转弯时，人体受离心力作用，其重心向右侧偏移(倾斜)，左右两侧皮囊受压不同，而使其内的压力发生改变，PA↑, PC↑, PB↓, PD↓,A、D组换向阀(3)左移，储气罐(囊)(6)与气缸a相通，气缸d与大气相通(排气)，C、B组换向阀(7)左移，储气罐(囊)(6)与气缸c相通, 气缸b与大气相通(排气)，右侧气缸a、c活塞2上升，作用在上部的皮囊A和C上,使这两个皮囊的底板4上抬，抵抗人体重心右移。人体重心左移回向中部，减小了因离心力作用而引起的人体重心的晃动幅度。在人体重心回中的过程中，相应皮囊A和D及C和B内的压力恢复至相等，换向阀回中，气缸a与d，c与b相通，当机具恢复直线等速行驶时，离心力消失后，系统恢复乘坐者正坐时的状态。气缸b和d的排气可通到透气面料制做的蒙皮下，为其通风，使座垫具有通风透气性能，使乘客臀部舒爽。 气路内的气阻成为系统的阻尼，椅座的合理的尺寸参数、合适的阻尼和气源压力，将会达到最佳的抗晃自稳效果。 同理，运载机具在右转弯时，人体重心左移，此时PD＞PA；PB＞PC，阀(3)、(7)右移，左侧d、b活塞上升，使人体重心右移回向中部。 运载机具在加速时,人体重心后移，使PD＞PA；PC＞PB，阀(3)右移，阀(7)左移，后部d、c活塞上升，使人体重心前移而回向中部。 运载机具在刹车时，人体重心前倾，使PA＞PD；PB＞PC，阀(3)左移，阀(7)右移，前部a、b活塞上升，使人体重心后移而回向中部。这点，在撞车事故中，将减轻司机对方向盘的撞击力，有利于安全。 由此可知，椅垫上部皮囊压力较大的下部相应的气缸活塞将上升，形成抗晃举力。 综上所述,本抗晃自稳式椅垫,不仅能对垂直方向上的振动，而且对水平面内的左摇右晃、前倾后仰，都能起到减振和限幅的作用。 随着人体重心回向中部的过程，ΔP→0，两换向阀回到中位，恢复人正坐时的状态，右侧举力也随之诮失。因有时间滞后，人体重心可能有少许超调而偏向左侧。同理可知，只要产生的ΔP能推动换向阀反向移动，椅座左侧的举力将使人体重心向右侧移动反向回到中部，这是众所周知的时间很短的负反馈自动调节过程。 当人体轻微晃动时，ΔP很小，推不动换向阀，系统处于死区没有动作，故该椅垫不会失稳振荡。当人体晃动幅度达到一定值时，只要ΔP能推动灵敏的膜片式换向阀，使相应气缸内压力上升形成举力,就可起到抗晃自稳作用。 本抗晃自稳式椅垫的外形尺寸和普通的弹性软质座垫相近，除软质零件外，其它零件均可用工程塑料模压成型制作。(end)

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