一种可自动调节的防碰撞磁悬浮汽车座椅

1.本发明涉及一种可自动调节的防碰撞磁悬浮汽车座椅，主要用于飞机、汽车、轿车、客运、货运汽车座椅，还可以拓展到办公室、电影院、学校、餐厅、医院等行业的座椅。


背景技术：

2.长时间的驾驶和乘坐汽车，驾驶员和乘客会感到非常疲劳。研究表明驾驶员和乘客长期乘坐过程中外界0.5
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5hz外界振动会对他们产生物理和精神的损坏，会造成腰酸背痛，疲惫不堪。为了减少这类损害，需要设计既舒适柔软，又安全的座椅。
3.隔振技术可提高汽车座椅舒适性，现有的汽车座椅采用海绵座垫隔振，尽管可以部分地增强乘坐的舒适性，主要实现高频隔振，低频隔振难以实现。尽管机械弹簧可以实现低频隔振，低刚度的软弹簧，承载能力有限，而空气弹簧需要外接气源，使用不方便。磁悬浮结构、承载能力高、无需能量输入、无机械接触无摩擦、机械效率高，可实现低频隔振，则是提高乘坐舒适性新思路。为此，本发明在垂直方向上使用磁悬浮结构，一方面支撑驾驶员或乘客及座椅的重量；另一方面实现隔振，抑制外界振动。前后方向采用直线电机实现位置控制，可在任意位置停止，实现座椅位置调节；左右方向采用对称布置电磁铁结构，实现座椅在任意位置锁紧，并在座椅上磁悬浮结构前端两侧布置单腔室气囊，保证座椅的安全性。
4.在磁悬浮结构的基础上，还可以采用负刚度原理，设计负刚度结构的磁悬浮座椅，或采用主动控制，还可降低磁悬浮结构起始隔振频率，提高乘坐的舒适性。该磁悬浮座椅还可以拓展到民航、汽车、医疗器械、高端餐厅、办公室、学校和电影院等行业。


技术实现要素：

5.本发明的目的提出一种可自动调节的防碰撞磁悬浮汽车座椅，既有较高的承载能力，又有较好舒适性和安全性，既可以前后任意位置移动调节，又可在任意位置锁紧，具有调整方便，无接触，无机械摩擦，机械效率高的特点。
6.本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
7.一种可自动调节的防碰撞磁悬浮汽车座椅，所述结构包括座椅上磁悬浮结构、上阵列状矩形永磁体、定位结构、防撞结构、内滑、外滑、两排阵列矩形永磁体、座椅下磁悬浮结构、直线电机阵列矩形永磁体和直线电机线圈；所述上阵列状矩形永磁体垂直固定在座椅上磁悬浮结构的下表面两侧，呈对称分布；所述定位结构对称布置在上磁悬浮结构两侧；所述防撞结构分别对称安装在座椅上磁悬浮结构前侧；所述内滑嵌套在外滑内，分别对称布置在座椅的两侧；所述下阵列状矩形永磁体对称固定在座椅下悬浮结构上表面；所述直线电机阵列矩形永磁体固定座椅下磁悬浮结构上表面中央；所述直线电机线圈固定在座椅上磁悬浮结构的下表面中央。
8.作为本发明的优选，所述定位结构可采用电磁铁结构，将座椅上磁悬浮结构锁紧在任意位置。
9.作为本发明的优选，所述上阵列状矩形永磁体垂直向下磁化方向。
10.作为本发明的优选，所述下阵列状矩形永磁体水平方向磁化，n极在外侧，s极在内侧；
11.作为本发明的优选，所述上阵列状矩形永磁体垂直嵌套在下阵列状矩形永磁体中央，构成两个斥力型磁浮单元，承载人体、座椅上磁悬浮结构及其附件重量。
12.作为本发明的优选，所述直线电机牵引人体、座椅上磁悬浮结构及其附件前后移动，调整座椅位置。
13.作为本发明的优选，所述内滑与外滑之间有一定间隙，便于悬浮滑动，提高机械效率。
14.作为本发明的优选，所述防撞结构可以是气囊或其他安全减振装置，增加安全性。
15.本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性的效果：
16.(1)本发明提出的一种可自动调节防碰撞磁悬浮汽车座椅，无需能力输入，即能承载乘客及座椅部件重量，又能实现隔振，增强乘坐的舒适性。
17.(2)采用直线电机结构，通过按钮操作实现座椅前后任意位置调节，方便乘坐；
18.(3)座椅两侧采用电磁铁布置，采用按钮操作实现座椅任意位置锁紧；
19.(4)座椅前侧运用对称布置单腔室气囊，防止因交通事故产生冲击对乘客造成的危害，增强座椅的安全性；
20.(5)该磁悬浮汽车座椅，采用模块化设计、保养、维修简单方便。
附图说明
21.图1为本发明提供的一种可自动调节防碰撞磁悬浮汽车座椅的外观图和磁悬浮及直线电机局部视图；
22.图2为本发明提供的一种可自动调节防碰撞磁悬浮汽车座椅增强舒适性工作原理图；
23.图3位本发明提供的一种可自动调节防碰撞磁悬浮汽车座椅隔振传递率曲线图。
24.图中：1
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座椅上磁悬浮结构；2
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上阵列状矩形永磁体；3
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定位结构；4
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防撞结构；5
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内滑；6
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外滑；7
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下阵列状矩形永磁体；8
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座椅下磁悬浮结构；9
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直线电机阵列矩形永磁体；10
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直线电机线圈；11
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座椅左(右)侧磁弹簧；12
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座椅上磁悬浮简化结构和人体质量。
具体实施方式
25.图1为本发明提供的一种可自动调节防碰撞磁悬浮汽车座椅的外观图和磁悬浮及直线电机局部视图，该汽车座椅包括座椅上磁悬浮结构1、上阵列状矩形永磁体2、定位结构3、防撞结构4、内滑5、外滑6、下阵列状矩形永磁体7、座椅下磁悬浮结构8、直线电机阵列矩形永磁体9和直线电机线圈10；所述上阵列状矩形永磁体2垂直固定在座椅上磁悬浮结构1的下表面两侧，呈对称分布；所述定位结构3对称布置在上磁悬浮结构1两侧；所述防撞结构4分别对称安装在座椅上磁悬浮结构1前侧；所述内滑5嵌套在外滑6内，分别对称布置在座椅的两侧；所述下阵列状矩形永磁体7对称固定在座椅下悬浮结构(8)上表面；所述直线电机阵列矩形永磁体9固定座椅下磁悬浮结构(8)上表面中央；所述直线电机线圈10固定在座椅上磁悬浮结构8的下表面中央；所述定位结构可采用电磁铁结构4，将座椅上磁悬浮结构1锁紧在任意位置；所述上阵列状矩形永磁体2垂直向下磁化方向；所述下阵列状矩形永磁体
7水平方向磁化，n极在外侧，s极在内侧；所述上阵列状矩形永磁体2垂直嵌套在下阵列状矩形永磁体7中央，构成两个斥力型磁浮单元，承载人体、座椅上磁悬浮结构及其附件重量；所述直线电机牵引人体、座椅上磁悬浮结构及其附件前后移动，调整座椅位置；所述内滑5与外滑6之间有一定间隙，便于悬浮滑动，提高机械效率；所述防撞结构3可以是气囊或其他安全减振装置，增加安全性。所述座椅上磁悬浮结构1、承载人体及其附件重量在磁斥力的作用下可被悬浮，可上下微动；所述座椅上磁悬浮结构1在直线电机驱动力的作用下，可调节到任意位置。
26.图2为本发明提供的一种可自动调节防碰撞磁悬浮汽车座椅增强舒适性工作原理图。所述座椅上磁悬浮结构、承载人体及其附件重量可合并为负载质量12，磁悬浮结构的上阵列状矩形永磁体和下阵列状矩形永磁体构成了一个斥力型磁弹簧11，座椅左(右)侧磁弹簧11构成磁悬浮隔振系统。当外界激励(振动)传递到座椅下磁悬浮简化结构8，该磁浮隔振系统部分或全部地消耗外界激励(振动)的能量，实现隔振，增加乘坐舒适性，缓解甚至消除长期乘坐的疲劳。
27.图3位本发明提供的一种可自动调节防碰撞磁悬浮汽车座椅隔振传递率曲线图。假设m为负载质量，k为磁悬浮结构的刚度，根据隔振原理，该磁悬浮座椅固有频率通过优化结构，降低磁悬浮座椅固有频率，低频隔振频带拓宽，可增强乘坐的舒适性。还可以通过主动控制，消除峰值，低频隔振性能更好，乘坐更舒适。
28.本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。