CN110307286A - 减振装置及工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减振装置，包括空气弹簧和阻尼***设置在上支撑板和基座之间的交叉支撑架；交叉支撑架包括左支撑架和右支撑架，通过调节横梁与上支撑板或基座间的距离实现左支撑架和右支撑架的交叉夹角缩小或增大；阻尼***包括第一阻尼减振件和第二阻尼减振件。本发明提出了一种具有串联的两级阻尼减振件并且其中一级为半主动阻尼减振件的减振装置，同时其具备备有弹簧，在冲击工况下控制第二阻尼减振件和备有弹簧共同作用以减小振动，对小位移振动和大位移冲击工况均具有良好的减振效果，达到较高的舒适性。

Description

减振装置及工程机械
技术领域
该发明涉及工程机械振动噪声领域，更具体而言，涉及一种减振装置及工程机械。
背景技术
工程机械在作业时要求贴地作业，由于功能要求，驾驶室与车架之间没有悬架，无法缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力、平衡车身作用。工程机械的工作环境恶劣，因此机器作业时座椅会产生振动和侧倾，振动能引起人的生理和心理反应，过量的振动对人体的生理和心理会产生不同程度的影响，容易产生驾驶疲劳。倾斜给人车安全带来了隐患，尤其是频繁的左右侧倾大大降低了舒适性和安全性。为了提高驾驶操纵舒适性，许多高端的农业、工业机械座椅都加装减振装置，即使这样对舒适性有所提高，起到了避震作用，但远远不够。
座椅对驾乘人员有着重要意义，驾驶员身体30％左右的面积都与座椅相互接触，远远地超过了驾驶员与其他零部件的接触面积。座椅作为工程机械驾驶室重要功能键件，起到支撑、定位、舒适、保护四大功能，与车辆被动安全体系和驾驶舒适性有着紧密联系。振动对人体的影响，振动能引起人的生理和心理反应，过量的振动对人体的生理和心理会产生不同程度的影响，因此，在设计座椅时，必须考虑人体共振频率和车辆的共振频率及车辆倾斜对驾驶员的影响，采取减振措施和防倾斜自动平衡方法，尽量避开人体和车辆的共振频率。
CN201811417072.0公开了一种座椅减震装置，包括基座、缓冲气缸、复位弹簧和支撑架，所述缓冲气缸的下端连接基座，该缓冲气缸的上端与支撑架连接使支撑架与基座平行，所述缓冲气缸的上部通过设置有通气管并通过该通气管连通各个缓冲气缸，所述复位弹簧交叉连接基座和支撑架，所述支撑架上设置有弹性模块和坐垫。通过缓冲气缸提供阻尼、复位弹簧提供刚度，结构简单，是目前普遍采用的减振装置设计。但是，存在以下缺点：
（1）普通作业工况下，减振装置的主要作用是过滤振动，此时要求其刚度小、阻尼小；而在颠簸、过坎等大位移冲击下，要求减振装置的振幅小，要求阻尼大。现有专利难以同时满足两种工况要求。
（2）座椅减振由其气缸和弹簧决定，起到一定的减振效果，但对高舒适性要求远远不够。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：
提供一种对小位移振动和大位移冲击工况均具有良好的减振效果的减振装置，具有串联的两级阻尼减振件并且其中一级为半主动阻尼减振件，同时具备备有弹簧，达到较高的舒适性。
本发明提供的完整技术方案：
一种减振装置，包括刚度***、阻尼***和设置在上支撑板和基座之间的交叉支撑架；
交叉支撑架包括通过横梁形成可运动地交叉连接的左支撑架和右支撑架，左支撑架和右支撑架的上下两端可分别在上支撑板和基座的平面内运动，通过调节横梁与上支撑板或基座间的距离实现左支撑架和右支撑架的交叉夹角缩小或增大；
所述阻尼***包括具有串联设计的第一阻尼减振件和第二阻尼减振件。
进一步地，第一阻尼减振件一端连接在基座上，另一端连接在横梁上；第二阻尼减振件一端连接在横梁上，另一端连接在上支撑板上。
进一步地，所述刚度***为刚度值可调节的刚度***，优选为空气弹簧；其一端连接在基座和/或上支撑板上，另一端连接在横梁上。
进一步地，还包括备有弹簧，备有弹簧一端固定在左支撑架或右支撑架的上横梁上；另一端固定在基座上，或固定在右支撑架或左支撑架的下横梁上。
进一步地，还包括用于检测交叉支撑架的位移和/或角度的检测部件。
进一步地，还包括一接收检测部件检测信号的控制器，控制器将检测部件检测的位移和/或角度值与位移和/或角度预设值进行比较，判断减振装置所处的作业工况。
进一步地，当其检测的位移和/或角度小于位移预设值和/或角度预设值时，判断减振装置处于第一工况；当其检测的位移和/或角度等于或超过位移预设值和/或角度预设值时，判断减振装置处于第二工况。
进一步地，第二阻尼减振件具有两个档位，在第一工况时位于第一档位，不提供阻尼力，在第二工况时位于第二档位，提供阻尼力。
进一步地，第一工况时，所述刚度***降低刚度值。
进一步地，第二工况时，所述刚度***提高刚度值，伸向抗冲击位置边界，所述第二阻尼减振件提供阻尼力。
进一步地，所述抗冲击位置边界在刚度***最大刚度值的85%及以上。
进一步地，第二工况时，备有弹簧介入工作，与空气弹簧共同作用，增大减振装置的刚度。
一种工程机械，包括任意一项所述的减振装置。
本发明所达到的有益效果：
本发明提出了一种具有串联的两级阻尼减振件并且其中一级为半主动阻尼减振件的减振装置，同时其具备备有弹簧，在冲击工况下控制第二阻尼减振件和备有弹簧共同作用以减小振动，对小位移振动和大位移冲击工况均具有良好的减振效果，达到较高的舒适性。
附图说明
图1是本实施例的减振装置；
图2 是图1中的串联阻尼杆***；
图3是图1中的支撑架结构；
图4 是本实施例的工程机械；
图5是图4中减振装置安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至图3所示，本发明的减振装置10，包括空气弹簧11、交叉支撑架12、备有弹簧13、上支撑板14、基座15、阻尼***20、检测部件30、控制器40。座椅60
所述交叉支撑架12设置在所述上支撑板14和基座15之间，交叉支撑架12包括左支撑架121和右支撑架122，左支撑架121和右支撑架122的上端、下端可分别沿上支撑板14、基座15上的滑道运动，两者之间通过横梁123可转动地连接，可绕横梁123进行转动，通过调节横梁123的上下位置可实现左支撑架121和右支撑架122的交叉夹角缩小或增大。通过左支撑架121和右支撑架122以保证上支撑板14处于水平位置，并通过左支撑架121与右支撑架122绕横梁123相互靠近或远离运动，实现对上支撑板14的上下调节运动。
所述空气弹簧11一端连接在基座15上，另一端连接在横梁123上。通过空气弹簧11可对横梁123施加向上的推力，缩小左支撑架121和右支撑架122的交叉夹角，支撑上支撑板14向上运动或保持在向上运动的状态，以对抗上支撑板14向下运动的趋势，降低上支撑板14的振幅。
检测部件30与交叉支撑架12相连，用于检测交叉支撑架12的位移和/或角度。
阻尼***20，包括阻尼减振件21和阻尼减振件22，阻尼减振22仅在检测到冲击工况下开始作用。
阻尼减振件21一端连接在基座15上，另一端连接在横梁123上；阻尼减振件22一端连接在横梁123上，另一端连接在上支撑板14上。
阻尼减振件21是减振装置10的常用阻尼结构，在一般作业工况时，其均发挥减振作用。
阻尼减振件22具备两档设计，其在一般作业工况时为第1档，此时不提供阻尼力。仅当检测部件30检测到冲击工况时，其进入第2档，介入工作并提供阻尼力。
在检测到冲击工况下，空气弹簧11自动调整弹簧充气率，伸向极限工作位置边界即伸向上支撑板14方向，以降低减振装置10的振幅。
备有弹簧13一端连接左支撑架121或右支撑架122的上横梁1211、1221上，另一端可固定在右支撑架122或左支撑架121的上横梁1221、1211上或上支撑板14上；
当空气弹簧11达到抗冲击位置边界时，备有弹簧13处于起始工作位置，并介入工作，处于拉伸状态，增大减振装置刚度。
抗冲击位置边界在空气弹簧最大充气率的85%及以上。
控制器40接收检测部件30检测的信号，控制器40根据检测部件30检测的位移和/或变化角度，并与位移预设值和/或角度预设值比较，位移和/或角度大于位移预设值和/或角度预设值时，判断减振装置是处于一般作业工况还是处于冲击工况，从而控制阻尼***20、空气弹簧11的动作。
当控制器判断减振装置是一般作业工况时，此时，仅阻尼减振件21和空气弹簧11起到作用，空气弹簧11降低弹簧充气率，使其刚度变小，从而提高隔振率、提升振动舒适性；阻尼减振件21 仅提供需要的单一阻尼力。
当控制器判断减振装置是冲击工况时，控制器40控制空气弹簧11提高弹簧充气率，伸向抗冲击位置边界，控制阻尼减振件22介入以提供与空气弹簧11相反的阻尼力，并使备有弹簧13介入工作。
如图4和图5所示，一种工程机械50，其在座椅60的下部采用上述减振装置10，为了对减振装置10进行保护，在其外部设置保护套。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种减振装置，其特征是，包括刚度***、阻尼***和设置在上支撑板和基座之间的交叉支撑架；
交叉支撑架包括通过横梁形成可运动地交叉连接的左支撑架和右支撑架，左支撑架和右支撑架的上下两端可分别在上支撑板和基座的平面内运动，通过调节横梁与上支撑板或基座间的距离实现左支撑架和右支撑架的交叉夹角缩小或增大；
所述阻尼***包括具有串联设计的第一阻尼减振件和第二阻尼减振件。
2.根据权利要求1所述的减振装置，其特征是，第一阻尼减振件一端连接在基座上，另一端连接在横梁上；第二阻尼减振件一端连接在横梁上，另一端连接在上支撑板上。
3.根据权利要求1所述的减振装置，其特征是，所述刚度***为刚度值可调节的刚度***，其一端连接在基座和/或上支撑板上，另一端连接在横梁上。
4.根据权利要求1所述的减振装置，其特征是，还包括备有弹簧，备有弹簧一端固定在左支撑架或右支撑架的上横梁上；另一端固定在基座上，或固定在右支撑架或左支撑架的下横梁上。
5.根据权利要求1所述的减振装置，其特征是，还包括用于检测交叉支撑架的位移和/或角度的检测部件。
6.根据权利要求1所述的减振装置，其特征是，还包括一接收检测部件检测信号的控制器，控制器将检测部件检测的位移和/或角度值与位移和/或角度预设值进行比较，判断减振装置所处的作业工况。
7.根据权利要求6所述的控制器，其特征是，当其检测的位移和/或角度小于位移预设值和/或角度预设值时，判断减振装置处于第一工况；当其检测的位移和/或角度等于或超过位移预设值和/或角度预设值时，判断减振装置处于第二工况。
8.根据权利要求1所述的减振装置，其特征是，第二阻尼减振件具有两个档位，在第一工况时位于第一档位，不提供阻尼力，在第二工况时位于第二档位，提供阻尼力。
9.根据权利要求1所述的减振装置，其特征是，第一工况时，所述刚度***降低刚度值。
10.根据权利要求1所述的减振装置，其特征是，第二工况时，所述刚度***提高刚度值，伸向抗冲击位置边界，所述第二阻尼减振件提供阻尼力。
11.根据权利要求10所述的抗冲击位置边界，其特征是，所述抗冲击位置边界在刚度***最大刚度值的85%及以上。
12.根据权利要求1-9所述的减振装置，其特征是，第二工况时，备有弹簧介入工作，与空气弹簧共同作用，增大减振装置的刚度。
13.一种工程机械，其特征是，包括权利要求1－10中任意一项所述的减振装置。
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