收費亭安全防護系統(tǒng)緩沖座椅設(shè)計與研究.pdf

1、隨著高速公路建設(shè)的快速發(fā)展,高速公路收費站的數(shù)量不斷增多,對于高速公路收費亭內(nèi)部工作人員的安全保護,也越來越受到重視。緩沖座椅系統(tǒng)對收費亭防護系統(tǒng)內(nèi)部乘員的安全防護,起著至關(guān)重要的作用。
　　本課題的目標(biāo)是研究一種具有基于六自由度平臺減振原理設(shè)計的懸架結(jié)構(gòu)的安全緩沖座椅。當(dāng)收費亭發(fā)生碰撞事故時,振動能量通過收費亭地板傳遞至緩沖座椅,緩沖座椅懸架系統(tǒng)中的彈性元件吸收存儲能量,延緩碰撞能量向椅面的傳遞,同時懸架系統(tǒng)中的阻尼元件消耗能量

2、,降低椅面的運動劇烈程度,從而起到減振緩沖作用,實現(xiàn)對乘員的保護。
　　首先,建立乘員座椅懸架系統(tǒng)的一般力學(xué)模型與數(shù)學(xué)模型,通過對懸架系統(tǒng)慣性矩陣、剛度矩陣與阻尼矩陣的推導(dǎo)與計算,得到乘員座椅懸架系統(tǒng)的運動微分方程。
　　然后根據(jù)緩沖座椅的性能要求與技術(shù)指標(biāo),在結(jié)構(gòu)合理性,固有頻率耦合度以及六方向減振效果仿真等方面,對選定的三種六自由度平臺進行綜合分析和對比,選定合適的緩沖座椅懸架結(jié)構(gòu)類型與布置形式。
　　根據(jù)人體的敏

3、感頻率范圍和收費亭整體的固有頻率,對優(yōu)選的懸架進行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計,包括幾何尺寸參數(shù)、彈性元件的剛度系數(shù)和阻尼元件的阻尼系數(shù),使懸架的六個固有頻率既避開收費亭整體的固有頻率,又遠離人體各方向的敏感頻率范圍。
　　在對緩沖座椅懸架系統(tǒng)理論研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計緩沖座椅總體結(jié)構(gòu)。重點對減振裝置、轉(zhuǎn)動鏈接裝置和水平輔助平臺裝置進行了設(shè)計與選擇。利用有限元方法首先對座椅進行靜力學(xué)分析,以檢驗設(shè)計結(jié)構(gòu)的輕度要求;并計算出對人體產(chǎn)生最大影響的危險沖擊