包括具有不可反向驱动的致动器的系统的主动式座椅悬架系统

摘要

公开了涉及用于车辆座椅的主动式振动隔离系统以及主动式振动隔离系统的使用的方法的各实施方式。在一些实施方式中，主动式悬架系统可以构造成将座椅支承在车辆的地板上方。主动式悬架系统可以包括两个或更多个致动器，所述两个或更多个致动器可以被协同操作以控制车辆座椅的侧倾和起伏两者。在一些情况下，这些致动器还可以是不可反向驱动的致动器。另外，在一些实施方式中，主动式悬架系统可以包括一个或更多个扭力弹簧，所述一个或更多个扭力弹簧以平行于主动式悬架系统的相关联的致动器的方式施加扭矩，从而在操作期间对施加至主动式悬架系统的载荷的至少一部分进行支承。

说明书

技术领域

本公开涉及主动式座椅悬架系统，该主动式座椅悬架系统在一些实施方式中可以包括不可反向驱动的致动器。

背景技术

主动式振动隔离系统可以与车辆座椅一起使用以抵消车辆的侧倾和震颤运动。许多这样的系统均太大而不能用在乘用车中。

发明内容

在一个实施方式中，主动式悬架系统可以构造成将车辆座椅相对于车辆的地板进行支承。主动式悬架系统还可以包括第一不可反向驱动的致动器和第二不可反向驱动的致动器。第一不可反向驱动的致动器和第二不可反向驱动的致动器可以构造成协同地操作以对车辆座椅的侧倾和起伏两者进行控制。

在另一个实施方式中，对主动式悬架系统进行操作以将车辆座椅相对于车辆的地板进行支承的方法可以包括：协同地操作第一不可反向驱动的致动器和第二不可反向驱动的致动器以对车辆座椅的侧倾和起伏两者进行控制。

在又一个实施方式中，主动式悬架系统可以构造成将车辆座椅相对于车辆的地板进行支承。主动式悬架系统还可以包括第一致动器和操作性地连接至第一致动器的第一摇臂。第一摇臂可以构造成被连接至车辆座椅，并且第一致动器可以被构造成向第一摇臂施加扭矩。主动式悬架系统还可以包括向第一摇臂施加扭矩的第一扭力弹簧。

在又一个实施方式中，对主动式悬架系统进行操作以将车辆座椅相对于车辆的地板进行支承的方法可以包括：利用第一致动器向连接至车辆座椅的第一摇臂施加第一扭矩；以及向第一摇臂施加与第一扭矩平行的第二扭矩。

应当理解的是，可以以任何适当的组合来布置前述概念以及下面讨论的附加概念，因为本公开对此方面不进行限制。此外，当结合附图考虑时，本公开的其他优点和新颖特征将从各种非限制性实施方式的以下详细描述中变得显而易见。

在本说明书和通过参引并入的文献包括相矛盾和/或不一致的公开内容的情况下，应以本说明书为准。如果通过引用并入的两个或更多个文献包括彼此相矛盾和/或相对于彼此不一致的公开内容，则应以生效日期较晚的文献为准。

附图说明

附图并非意在按比例绘制。在附图中，在各个附图中示出的每个相同或几乎相同的部件可以由相似的附图标记表示。为了清楚起见，并非每个部件均可以被标记在每个附图中。在附图中：

图1是用于车辆座椅的主动式振动隔离系统的示意图。

图2是图1的系统的一个示例的功能框图。

图3是图1的系统的另一个示例的更加详细的功能框图。

图4是用于主动式振动隔离系统的主动式悬架系统的俯视立体图。

图5是图4的主动式悬架系统的俯视图。

图6是示出了图4的主动式悬架系统的致动器的局部视图。

图7是图4的主动式悬架系统的一个致动器的详细视图。

图8是用于主动式振动隔离系统的座椅支承/空气弹簧组件的俯视立体图。

图9示出了图8的座椅支承/空气弹簧组件被安装至图4的主动式悬架系统。

图10是图8的座椅支承件/空气弹簧组件被安装至座椅的仰视立体图。

图11是用于主动式振动隔离系统的演示系统的立体图。

图12是用于主动式振动隔离系统的主动式悬架系统的另一个示例的俯视立体图。

图13是用于图12的主动式悬架系统的座椅支承/空气弹簧组件的俯视立体图。

图14是用于车辆座椅的主动式悬架系统的另一个实施方式的示意性立体图。

图15是用于车辆座椅的主动式悬架系统的另一个实施方式的示意性侧视图。

图16是用于车辆座椅的主动式悬架系统的另一个实施方式的示意性侧视图。

图17是用于车辆座椅的主动式悬架系统的另一个实施方式的示意性侧视图。

图18是用于车辆座椅的主动式悬架系统的另一个实施方式的示意性侧视图。

图19是用于车辆座椅的主动式悬架系统的另一个实施方式的示意性俯视图。

图20是包括可变扭力弹簧的主动式悬架系统的示意性侧视图。

具体实施方式

发明人已经认识到，用于减轻车辆乘员的运动的现有系统庞大、复杂并且难以集成在乘用车辆中可用的有限空间内。另外，由于用于控制车辆乘员运动的复杂的机构和独立系统，这种系统的控制已经趋向于相当复杂。因此，发明人已经认识到需要一种主动式振动隔离系统以在各种情况下帮助减轻被施加至车辆乘员的运动。在一些应用中，这些系统可以提供相对降低的复杂度和较小的形状因素，同时提供期望的力产生量和期望的响应时间。然而，在其中实现了其他益处和/或上面提到的益处的子集的实施方式也是可能的。

鉴于以上情况，发明人已经认识到与主动式振动隔离系统相关联的益处，该主动式振动隔离系统包括具有两个致动器的主动式悬架系统，所述两个致动器操作性地连接至车辆座椅。具体地，在一些实施方式中，第一和第二致动器可以被构造和布置成使得第一和第二致动器可以以协同的方式被致动，以在任何给定时间下控制相关联的车辆座椅的侧倾和起伏中的至少一者或两者。因此，主动式悬架系统可以用于补偿由道路输入、驾驶员输入和/或可以被施加至车辆的其他多方向的加速度引起的车辆的运动。当然，应该理解的是，尽管以上仅提到了第一和第二致动器，但是也可以设想在车辆座椅的主动式悬架系统中包括多于两个的致动器的实施方式。

在主动式悬架系统的一个实施方式中，第一和第二致动器可以操作性地联接至两个或更多个可旋转的摇臂，所述两个或更多个可旋转的摇臂连接至车辆座椅的相对侧部或相对部分。致动器可以被致动以使摇臂旋转。根据由致动器的操作所提供的组合运动，摇臂的这种协同旋转可以使用于相关联的车辆座椅升高、降低、旋转和/或为相关联的车辆座椅提供以上运动的组合。下面进一步详细描述具体的实施方式和实现这种系统的方法。

除上述之外，车辆座椅的主动式悬架系统在一些实施方式中可以包括一个或更多个不可反向驱动的致动器并且在至少一个实施方式中可以包括至少两个不可反向驱动的致动器，从而控制相关联的车辆座椅的侧倾和/或起伏。在一些情况下，包括在主动式悬架系统中的所有致动器均可以是不可反向驱动的致动器。在这种的实施方式中，不可反向驱动的致动器可以以协同的方式操作以控制车辆座椅的侧倾和起伏中的一者或两者。

发明人已经认识到与不可反向驱动的致动器的使用相关联的多种益处。例如，在一个实施方式中，在没有持续施加可反向驱动的致动器可能所需要的扭矩的情况下，不可反向驱动的致动器可以支承座椅和座椅的乘员的至少一部分或全部重量。这可以使系统的动力消耗降低。另外，在一些实施方式中，可以在没有比如说空气弹簧之类的弹簧及其相关联的空气泵的情况下使用不可反向驱动的致动器，这可以得到更简单、更便宜和更可靠的设计。在一些实施方式中，由于消除了庞大的空气弹簧，不可反向驱动的致动器也可以用于提供可以被更加容易地容置在位于典型车辆座椅下方的有限空间中的更加紧凑的设计。在一些实施方式中，当与包括线性致动器的悬架系统相比时，比如蜗杆驱动器之类的不可反向驱动的致动器也可以表现出用于整个系统的增加的运动范围。这些和其他益处将在下面关于各种实施方式进行更加详细地讨论。

如本文中所使用的，术语“起伏”可以指代座椅相对于车辆的参考系沿基本竖向的方向的运动，在一些实施方式中，术语“起伏”可以指代为沿着座椅和/或车辆的Z轴线的运动。例如，当车辆静止并且位于水平地面上时，竖向取向的轴线可以在垂直于水平地面的方向上向上延伸。此外，在一些实施方式中，即使车辆内部的地板通常是不平坦的，该竖向取向的轴线也可以大致垂直于车辆内部的下表面通常延伸的方向。在任一情况下，应该理解的是，即使当车辆不再位于水平地面上时，比如起伏、竖向运动、沿Z轴线的运动和/或其他类似的术语也可以指代座椅的沿平行于该竖向轴线的方向的运动，该竖向轴线可以相对于车辆的参考系保持大致竖向。因此，车辆和/或座椅以及以上提到的相关联的运动的类型的竖向轴线可以被理解为相对于车辆的参考系而不是整体参考系而言是固定的的竖向轴线。

如本文中所使用的，术语“侧倾”可以指代为座椅围绕与从车辆的前部穿至后部的车辆的基本纵向的轴线平行的轴线的旋转运动。在一些实施方式中，术语“侧倾”可以指代为座椅的侧倾或座椅的围绕座椅、座椅基部或车辆的X轴线的旋转。例如，当车辆未被加载、静止且位于水平地面上时，车辆的纵向轴线可以沿基本上平行于地面的方向从车辆的前部穿至车辆的后部。然后，座椅可以围绕沿与车辆的该纵向轴线平行的方向延伸的轴线旋转或侧倾。此外，即使车辆没有位于水平地面上，该纵向轴线仍然相对于车辆的参考系从车辆的前部穿至车辆的后部，而与车辆的整体取向无关。

为了清楚起见，本文描述的各实施方式主要是涉及车辆座椅的旋转以改变车辆座椅的侧倾，即座椅的围绕与车辆的纵向轴线平行的轴线的旋转。然而，还设想了其中所公开的主动式悬架系统被用于对车辆座椅的围绕基本上平行和/或垂直于车辆内部的下表面的不同轴线的旋转进行控制的实施方式。例如，所公开的主动式悬架系统还可以被用于对车辆座椅的颠簸以及围绕任何其他适当轴线的旋转进行控制，因为本公开不以该方式进行限制。

现在转向附图，进一步详细描述了几个非限制性的实施方式。尽管相对于附图描述了各种特征、部件和系统的具体组合，但是应当理解的是，本公开不仅限于所描绘的各实施方式。相反，设想了各种特征、部件和系统的组合，因为本公开不以该方式进行限制。

主动式振动隔离系统可以用于在车辆上下移动和侧倾时在空间中保持座椅基部的高度恒定，并且还可以在车辆上下移动和侧倾时用于将使用者的躯干或头部保持在基本恒定的横向和/或竖向位置中。基本恒定的位置可以对应于将横向和或竖向位置保持在相对于使用者的躯干或头部的初始位置为大约3英寸、2英寸、1英寸、0.5英寸和/或任何其他适当的距离内。这些运动可以独立于使用者的重量而在系统限制内完成。此外，系统的开环传递函数在很大程度上与由座椅承载的重量无关，从而实现了简单而坚固的控制器设计。当然，还可以设想操作主动式振动隔离系统和相关联的主动式悬架系统以对座椅和使用者运动进行控制的其他方法。

在一个实施方式中，图1的主动式振动隔离系统10适于对车辆座椅12(经由对座椅12进行支承的座椅基部14)相对于车辆地板16的运动进行控制。主动式悬架系统20将座椅基部14支承在地板16上方。主动式悬架系统20适于使座椅基部14沿竖向轴线Z的方向上下移动。主动式悬架系统20还适于使座椅基部14沿两个方向(左和右)围绕水平的、面向前的轴线X旋转。

主动式振动隔离系统10在一个非限制性示例中可以以下述目的进行操作：当车辆经历围绕平行于轴线X或与轴线X重合的向前的车辆轴线(这种旋转也称为车辆“侧倾”)旋转时，对坐在座椅12中的人的上部躯干/头部的横向(左右)位置进行保持。在题目为“SeatSystem for a Vehicle(用于车辆的座椅系统)”的美国专利申请公开2014/0316661中进一步描述这种使用者横向位置控制，其公开内容通过参引并入本文。因此，将不在本文中进一步描述使用者横向位置控制。系统10可以以其他方式(使用其他控制算法)进行操作。例如，系统10可以被操作成以其他规定的(预先计算的)方式使乘员(经由座椅)移动，或者使座椅本身移动。

主动式悬架系统20还可以适于使座椅基部14平行于竖向(Z)轴线上下平移。主动式振动隔离系统10在一个非限制性示例中可以以下述目的进行操作：当车辆地板16随着车辆在表面上行进而上下移动时，将座椅基部14(以及因此座椅12和坐在座椅12中的人)在空间中保持在恒定的高度处。如上所述，相对于横向定位，座椅平移可以被设计成实现其他运动或其他目标。

系统10还可以包括安装至车辆(在该非限制性示例中，安装至车辆地板16)的传感器30(传感器30可以包括一个或更多个物理感测装置)。传感器30可以是绝对传感器，该传感器30单独地或者结合由控制器22执行的操作来感测围绕轴线X(或平行于轴线X的轴线)的车辆旋转位置变化以及沿着(或平行于)轴线Z的车辆高度位置变化。系统10还可以包括座椅位置传感器32(座椅位置传感器32可以包括一个或更多个物理感测装置)，该座椅位置传感器32优选地可以是相对传感器，该座椅位置传感器32单独地或者结合控制器22来确定围绕轴线X(或平行于轴线X的轴线)相对于车辆的座椅侧倾位置以及沿着(或平行于)轴线Z相对于车辆的座椅平移位置。系统10还可以包括可选的座椅中立位置传感器34(座椅中立位置传感器34可以包括一个或更多个物理感测装置)，该座椅中立位置传感器34可以优选地是相对传感器，该座椅中立位置传感器34单独地或者结合控制器22来确定“中立”座椅Z轴线和侧倾位置。可以使得中立位置传感器34在侧倾和轴线Z中在中间位置处改变其输出状态。因此，中立位置传感器34还可以提供座椅是处于中间高度位置以上还是以下的信息，以及座椅是处于座椅水平(即侧倾中立)位置的左边还是右边。每次座椅移动通过这些中立位置中的任一位置时，中立位置传感器34还可以被用于重新校准系统10，如下面进一步解释的。在系统10包括传感器30和传感器32但不包括传感器34的情况下，传感器32可以是绝对校准的传感器，使得传感器32可以被用于报告实际座椅位置，传感器32还提供与座椅位置相对于高度和侧倾中立位置有关的信息。

在所描绘的实施方式中，控制器22可以接收传感器30和传感器32的输出(以及当使用传感器34时传感器34的输出)，并且作为响应，向主动式悬架系统20提供适当的控制信号，从而实现设计在系统10中的特定主动式座椅位置控制算法的结果。以上描述了这种算法的目标的非限制性示例。一个具体的非限制性示例是在车辆经历围绕轴线X的旋转和沿着轴线Z平移时，(尽可能最佳)保持使用者的头部/躯干横向位置和使用者的Z位置。然而也可以设想其他控制方法，因为本公开不限于任何特定的控制策略。用于控制器和主动式悬架系统的电力通常经由车辆电气系统通过适当的调节等方式来提供，通常为12V，以满足系统10的要求。

在图2中描绘了主动式振动隔离系统50的功能框图的一个实施方式。系统50与图1的系统10的不同之处在于，主动式悬架系统20a在这种情况下包括座椅位置伺服器40和力偏置装置46。力偏置装置是被动式悬架装置、比如弹簧，但是具有可调节的弹簧力。力偏置装置的一个目标是在车辆静止时将座椅和使用者支承在名义上的中立位置，使得主动式悬架不需要在所有时间均被接合，从而节省了车辆动力。这还节省了当主动悬架被操作时的车辆动力，因为大部分重量通过力偏置装置来支承，使得致动器不需要产生那么大的力。在2012年1月10日发布的美国专利No.8,095,268中进一步描述了用于主动式车辆座椅控制的力偏置装置的几个示例，该专利的公开内容通过参引并入本文。在下面进一步详细描述包括扭力弹簧的力偏置装置的具体实施方式。座椅位置伺服器40可以是适于对座椅的侧倾和Z轴线位置进行控制的高带宽位置伺服器。伺服器40能够产生力(在限制范围内)以保持期望的座椅位置。在该示例中，位置伺服器40可以包括两个致动器：第一致动器(42)和第二致动器(44)。致动器42和致动器44可以具有能够使座椅沿期望的方向移动的任何设计和构造。在该非限制性示例中，致动器是可反向驱动的线性致动器。然而，还可以设想在其中可以使用不可反向驱动的和/或旋转的致动器的实施方式。

图3中示出了主动式振动隔离系统60的一个实施方式的更详细的框图。致动器42a和致动器44a在该非限制性示例中各自包括对线性致动器(72、82)进行驱动的旋转马达(70、80)，线性致动器(72、82)又使摇臂(74、84)移动，摇臂(74、84)直接或间接地机械联接至座椅基部62。两个单独控制的致动器的使用允许对座椅基部的竖向和侧倾位置两者的控制，并且因此允许对座椅和坐在座椅中的人的控制。这将在下面进一步描述。

位置编码器76和位置编码器86可以是分别测量马达70和马达80的旋转位置的相对传感器。控制器22可以被编程为根据编码器数据计算相对于车辆的在Z和侧倾两者中的座椅位置。中立位置传感器78和中立位置传感器88(当使用时)还可以优选地是在摇臂的每个摇臂中的上止点(中立位置)处的一位霍尔传感器。传感器78和传感器88因此可以在相应的摇臂每次移动通过中立位置时产生输出信号；这些数据可以被用于帮助确定向哪个方向移动座椅，并且还在动态中校准系统，从而保持Z和侧倾中的座椅位置计算的准确性。图3还图示了作为力偏置装置的空气弹簧96的使用。空气弹簧也可以使用压力源和阀(未示出)。一个替代方式是使用一个或更多个扭力弹簧，如下面进一步所述，或者使用具有可调节的弹簧力的其他弹簧。另外，可以使用多于一个的力偏置装置，以及可以使用多于一种类型的力偏置装置(例如，空气弹簧和一个或更多个扭力弹簧)。

控制器22可以从车辆侧倾传感器(可以是速率陀螺仪)90、车辆Z轴线加速度计92、位置编码器76和位置编码器86和/或中立位置传感器78和中立位置传感器88接收信号。陀螺仪输入可以被积分，并且加速度计输入可以被双重积分以获得旋转和竖向位移信号。控制器22可以响应于其所有输入来输出用于旋转马达70和旋转马达80的控制信号以及输出用于空气弹簧96的阀的控制信号。这些控制信号被设计成实现由适当控制算法规定的使用者位置控制。在上述一个示例控制算法中，可以保持使用者的横向和/或竖向位置。为了完成该目标，座椅基部62可以被移动，以在车辆上下移动和侧倾时以限制的方式使座椅基部62在空间中保持其z位置，并且座椅基部62还可以被移动使得在车辆上下移动和围绕与X轴线平行或重合的向前的车辆轴线侧倾时以限制的方式将使用者的躯干或头部保持在恒定的横向位置。可以命令不同的座椅基部运动以完成其他控制算法。

系统60可以在限制内独立于使用者的重量来完成这些以上提到的运动。在一些实施方式中，系统60能够独立于使用者的重量而保持静态座椅高度，因为弹簧(例如，空气弹簧或扭杆弹簧)能够提供弹簧力以匹配使用者的重量。而且，系统60的操作在很大程度上与弹簧刚度和使用者在座椅上的固有频率无关。相反，比如在美国专利申请公开No.2006/0261647中描述系统之类的现有系统试图通过使用渐进式弹簧刚度弹簧来保留使用者在座椅上的固有频率，而不管使用者的重量。为了达到弹簧的具有更大弹簧刚度的部段，使用者越重，弹簧被压缩的程度越大。因此，弹簧的静态压缩取决于使用者的重量，并且因此静态座椅高度也取决于使用者的重量。

控制器22的操作也可以在很大程度上与使用者的重量无关。例如，系统60可以使用位置源而不是力源。例如，在不希望受到理论约束的情况下，在力源下，使用者的重量是系统动力学的主要贡献者：随着致动器运动比增加，致动器本身的移动质量在确定系统动力学中变得更加重要，而使用者的质量对系统动力学则变得不太重要。相反，在于一些实施方式中可以使用位置源的公开系统中，致动器的运动可以在很大程度上与有效载荷(使用者的重量或致动器的运动质量)无关，并且仅命令控制器。这可以提供更简单、更可靠的控制器设计。

系统60还可以适于管理行进区域的范围的末端，从而使在车辆经历偏移时可能发生的震颤运动最小化，该偏移将导致比系统所能够实现的运动更大的侧倾或z轴线运动。例如，如果车辆以相对较高的速度驶过深洼，则车辆地板将迅速且大幅度地向下移动。系统60以使座椅在空间中保持恒定高度为目标而将使座椅悬架向上延伸。然而，向上行进被座椅悬架的构造固有地限制。同样的限制也应用于向下行进以及左右侧倾限制。为了减轻在座椅被快速移动至其行进范围的末端(在Z和/或X轴上)的情况下可能出现的震颤，控制器22可以在接近行进范围的末端时适于“硬化”或“加固”座椅悬架。这种加固可以是渐进的，以防止座椅到达行进范围的末端。或者，该系统可以允许行程范围的末端被满足，但是是以在接近范围的末端时降低座椅速度的方式进行。由于系统60使用位置伺服器而不是力源，因此这种加固可以通过减少每车辆位移(从加速度计信号中确定)的座椅平移的量来实现。

图4至图7示出了用于主动式振动隔离系统的主动式悬架系统20b的一个非限制性示例的细节。致动器42a和致动器44a通过盒形支承框架91保持就位，该盒形支承框架91包括相对的前部部分97和后部部分98以及在框架的前部部分与后部部分之间延伸的相对的侧部99和侧部103。致动器42a和致动器44a是线性致动器。线性致动器可以以任何期望的方式来实现，比如利用线性马达，或者如下文所述，利用对旋转线性转换器进行驱动的旋转马达。旋转线性转换器在本领域中是已知的，并且可以包括例如滚珠丝杠组件、导螺杆或蜗杆驱动器。另外，如下面进一步详细描述的，在一些实施方式中，致动器可以是不可反向驱动的致动器。

致动器42a可以包括旋转马达70，旋转马达70的输出联接至滚珠丝杠组件72a，该滚珠丝杠组件72将输入旋转运动转换成输出线性运动。马达至滚珠丝杠组件(未示出)的联接可以使用齿形带或三角带或链条，或本领域中已知的任何其他这样的联接、比如齿轮系或直接联接来实现；该联接可以通过防护件85来保护。滚珠丝杠组件72a的输出轴113联接至摇臂74a。滚珠丝杠组件的另一个端部可以固定至框架91。摇臂74a包括连杆100(具有旋转轴线101)，该连杆100固定至杆102(具有旋转轴线180)。连杆104和连杆106固定至杆102并从杆102延伸，并具有远端部105和端部107。如下所解释的，座椅(间接地)联接至端部105和端部107。摇臂74a将线性输入运动转变成旋转输出运动。致动器44a可以包括旋转马达80，旋转马达80的输出联接至滚珠丝杠组件82a，该滚珠丝杠组件82a将输入旋转运动转换成输出线性运动。马达至滚珠丝杠组件的联接可以使用齿形带或三角带或链条，或本领域中已知的任何其他这样的联接、比如齿轮系或直接联接来实现；该联接通过防护件83保护。滚珠丝杠组件82a的输出轴109联接至摇臂84a。滚珠丝杠组件的另一个端部固定至框架91。摇臂84a包括连杆110(具有旋转轴线111)，连杆110固定至杆112(具有旋转轴线182)。连杆114和连杆116固定至杆112并从杆112延伸。枢转连杆118和枢转连杆120枢转地联接至连杆114的端部和连杆116的端部，并且适于围绕轴线130旋转。如以下所解释的，座椅沿着轴线123(间接地)联接至连杆118的端部119和连杆120的端部121。摇臂84a将线性输入运动转变成旋转输出运动。

虽然在附图中已经描绘了与具有附接至其上的径向延伸的连杆的杆相对应的摇臂，但是应当理解的是，摇臂可以对应于任何适当的可旋转结构，该可旋转结构能够围绕该结构的旋转轴线旋转、且包括从旋转轴线径向地向外延伸的一个或更多个部分、且可以操作性地连接至对应座椅的基部。因此，摇臂的旋转可以转变成座椅基部的连接至摇臂的一个或多个径向延伸部分的部分的竖向位移。

图8中示出了座椅支承/空气弹簧组件150自身的一个实施方式，并且在图9中示出座椅支承/空气弹簧组件150安装至主动式悬架系统20b的实施方式。组件150包括刚性机械座椅支承件160，刚性机械座椅支承件160自身包括中央构件162以及座椅支承横向构件164和座椅支承横向构件166。构件162的底部联接有空气弹簧170，并空气弹簧170通过载荷分散器172被支承在车辆地板(未示出)上。如图9所示，构件166联接至连杆端部105和连杆端部107，使得当摇臂74a被旋转时，构件166沿着弧190移动。构件164联接至连杆端部119和连杆端部121。当摇臂84a被旋转时，连杆116和连杆118沿着弧192移动。连杆端部119和连杆端部121能够围绕弧194旋转。枢转连杆118和枢转连杆120需要将摇臂的端部的弧线运动转变成座椅的竖向运动。

图10示出了座椅支承/空气弹簧组件150安装至座椅S的底部的实施方式。由于构件164和构件166可以通过主动式悬架系统20b独立地向上或向下移动，所以座椅能够围绕轴线X以全部两种方式枢转，并沿着轴线Z(图1)上下平移。例如，当两个致动器都伸出时，座椅向上移动，而当一个致动器伸出而一个致动器缩回时，座椅侧倾。如果仅一个致动器伸出，则座椅运动将部分平移和部分侧倾。因此，当车辆在侧倾和上下平移时，主动式振动隔离系统能够移动座椅，以将使用者的头部/躯干保持在固定的平移(左右)位置，并将座椅(并且因此使用者的头部)在空间中保持在恒定的高度(两者均达到限制)处，尽管也可以设想如先前所提到的其他控制方案。

在一个实施方式中，力偏置装置部分地或完全地利用一个或更多个扭力弹簧来实现。扭力弹簧可以用扭力杆来实现，扭力杆可以安装在杆102和/或杆112内。然而也可以使用扭力杆和/或扭力螺旋弹簧的外部安装。这种扭力杆将通过摇臂的端部作用在座椅上。扭力弹簧提供的力可以通过改变施加至弹簧的扭转的程度来调节。在下面进一步详细描述这种装置的具体实施方式。

当旋转马达和滚珠丝杠组件以组合的方式用作线性致动器时，马达可以是具有高运动比的小型12V电动马达，使得少量的电力可以产生少量的马达输出扭矩，但是经由滚珠丝杠组件产生高的力输出。滚珠丝杠组件可以是有效地不可反向驱动的装置，从而使致动器将滚珠丝杠组件的位置保持的很好。这种布置以及马达和滚珠丝杠组件的水平取向的一个结果是，主动式悬架系统(位于座椅和车辆地板之间)具有较小的轮廓——可能在大约8cm至l0 cm的范围内。这使得主动式振动隔离系统本身用在所有类型的车辆中，包括具有较小头部空间的车辆、比如乘用车。

图11是用于包括主动式振动隔离系统的一个实施方式的演示系统210的立体图。该演示系统构造并布置成演示可以通过比如上述系统的主动式振动隔离系统来实现的运动。系统210处于能够容易地复制车辆的侧倾并且可以演示主动式悬架系统20b对侧倾的响应的一种使用情景。车辆侧倾通过摇摆平台200的使用来复制，摇摆平台200联接在主动式悬架系统20b的下方，使得平台200搁置在地板上。摇摆构件202和摇摆构件204可以具有弯曲的底表面206和底表面208。横向构件205和横向构件207可以帮助保持刚性。摇摆平台200的这种构造允许座椅S像侧向摇椅一样左右移动。运动可以以期望的方式例如通过推动座椅S的一个侧部来完成。如果主动式悬架系统被接合，则主动式悬架系统可以被操作成当座椅被推动时，引起目的为将使用者的头部或躯干的横向位置进行保持的座椅的运动。在替代性的布置中，主动式悬架系统可以在摇摆运动已经开始之后被打开，因此使用者可以感觉到摇摆运动(侧倾)，并且然后系统对该侧倾做出反应。在又一替代性的使用情景中，主动式悬架系统20b可以被命令成引起启动左右摇摆运动(“自致动模式”)的座椅的运动。自致动模式可以按照期望来使用，例如，吸引人们注意车辆展示厅或展览会地板上的演示系统。系统210可以简单地通过提供摇摆平台200并对控制器进行编程以实现期望的运动来完成。还可能需要适当的电源(例如，120V至12V适配器)。

图12是主动式悬架系统20c的一个实施方式的另一个示例的立体图。系统20c与图4的主动式悬架系统20b的不同之处在于主动式悬架系统20c可以包括被动隔离级300。在一些实现方法中，当Z方向和侧倾方向上的扰动减轻时，扰动的最重要的剩余分量是在前后方向或X方向上。包括在系统20c中的被动隔离级300可以用来减轻这些前后振动。如下所述，安装至主动式悬架系统20c的座椅S(图10)可以沿着前后方向移动。被动隔离级300的每个侧部(在图12中仅可见单个侧部)均包括安装在摇臂74a的连杆104、106之间和摇臂84a的连杆114与连杆116之间(图4和图6)的轴302。

还如在所描绘的实施方式中所示，两个线性套筒衬套304a、304b可以沿轴302设置，并使隔离级300(以及连接至隔离级300的座椅S)能够沿轴302的轴线在前后方向上移动。弹簧306a、306b安装在刚性机械座椅支承件360的横向构件364、366(下面参照图13更详细地描述)与固定至轴302上的弹簧紧固件308a、308b之间。弹簧306a和弹簧306b提供恢复力以使座椅S在不被扰动时朝向行进的范围的中心在前后方向上偏置。当车辆经历前后运动时，线性套筒衬套304a和线性套筒衬套304b以及弹簧306a和弹簧306b吸收相对运动，并在车辆前后振荡的同时允许座椅S极大程度地保持静止。

图13是用于图12的主动式悬架系统的座椅支承/空气弹簧组件350的实施方式的俯视立体图。支承/空气弹簧组件350相比于座椅支承空气弹簧组件150(图8、图9)的不同之处将如下所述。组件350在图12中被示出为安装至主动式悬架系统20c的，并且在图13中示出了组件350本身。组件350包括刚性机械座椅支承件360，刚性机械座椅支承件360本身包括中央构件362和座椅支承横向构件364和座椅支承横向构件366。空气弹簧370联接至构件362的底部，并通过枢转组件372被支承在车辆地板(未示出)上，从而在组件350(和连接的座椅S)在前后方向移动时允许空气弹簧370的连接端部围绕横向轴线378旋转。枢转组件372包括连接至空气弹簧370的上部部分374和由车辆地板(未示出)支承的下部部分376，该枢转组件372允许围绕正交于前后方向或X方向延伸的轴线378的旋转运动。当组件350(和连接的座椅S)在前后方向移动时，空气弹簧370因此通过车辆地板被支承并可旋转地连接至车辆地板。

在一些示例性实施方式中，锁定叶片组件402内的锁定叶片400可以附接至座椅支承横向构件364和座椅支承横向构件366中的一者或两者。当使用者将锁定叶片400移动至第一位置时，锁定叶片组件402将隔离级300锁定在沿着轴302的位置，从而防止座椅S相对于主动式悬架系统20c的前后移动。在一些示例中，锁定叶片400在第一位置时接合沿着轴302定位的多个对应狭槽(未示出)中的一个狭槽，所述多个狭槽定尺寸并且构造成接收锁定叶片400。当锁定叶片400移动至第二位置时，叶片与轴302中的对应狭槽断开接合，并允许隔离级300沿前后方向移动。在一些示例中，锁定叶片400在锁定叶片组件402内通过弹簧或其他装置朝向第一和锁定位置偏置。当叶片400移动至第二和解锁位置时，使用者必须克服锁定叶片组件402朝向第一和锁定位置的偏置。在一些示例中，叶片组件402包括制动件以控制和调节锁定叶片400的运动。

重新参照图12，并且在一些示例性实施方式中，可以包括阻尼器组件410作为隔离级300的一部分，该隔离级300允许座椅顶部相对于车辆移动——例如可能在越过使车辆减速并且然后加速从而引起前后扰动的减速带时。驾驶员不受该干扰的影响，因为当车辆由于颠簸而改变速度(首先减速且然后加速)的同时，允许座椅保持更加恒定的前进速度。通常，隔离级包括轴承系统，该轴承系统将座椅顶部紧固至机构，但允许前后运动。隔离级还包括一组弹簧，所述一组弹簧提供对中力以使座椅在名义上保持居中，使得在扰动发生时准备好吸收运动。阻尼器组件410提供了使能量移除并防止或禁止过度运动或者振荡运动的机构。阻尼可以通过液压阻尼器来实现，或者以本领域技术人员显而易见的其他方式来完成。

在没有阻尼器的情况下，座椅在扰动之后可以振荡多个周期。阻尼器将能量移除并使运动衰减得更加迅速(即，平稳地返回至行程的中心，而没有过度的超调或不希望的振荡)。阻尼器组件的一个端部可以联接至座椅。另一个端部可以连接至“固定的”某物——即，在系统的车辆侧部上——包括在座椅相对于车辆移动时不随座椅前后移动的各部件和或车辆框架的各部分。然而，由于本公开不限于此，因此还可以设想其中系统不包括阻尼器的实施方式。

如先前所提到的，上述系统和方法可以用于对座椅相对于车辆的运动进行控制，以补偿由道路输入、驾驶员输入和/或其他多方向加速度引起的车辆运动。然而，如先前所提到的，在一些实施方式中，两个或更多个不可反向驱动的致动器的使用可以提供各种益处。因此，与上述实施方式有点相似，两个不可反向驱动的致动器可以连接至座椅或座椅底部的相对侧部或相对部分。然后，这些不可反向驱动的致动器可以被协同控制，从而既对沿着座椅的竖向方向或Z轴线方向的座椅的“起伏”运动进行控制又对座椅的围绕与座椅和/或车辆的X轴线或纵向轴线平行的轴线的“侧倾”进行控制。下面进一步详细描述包括可以用于对车辆座椅的运动进行控制的不可反向驱动的致动器的主动式悬架系统的具体实施方式。

在一个实施方式中，不可反向驱动的致动器可以对应于包括一个或更多个蜗杆的旋转致动器，所述一个或更多个蜗杆通过致动器旋转并从致动器延伸。蜗杆可以与对应蜗轮接合，所述对应的蜗轮具有用于与蜗杆接合的以适当的方式定尺寸且定形状的齿。蜗杆沿着一轴线的旋转被转变成蜗轮的旋转运动，并且转变成可旋转地固定至蜗轮的任何部件或结构的围绕可以近似垂直于蜗杆的旋转轴线的第二轴线的旋转运动。如关于附图所详细描述的，蜗轮可以与传动系统的一个或更多个部分操作性地连接，以用于将蜗杆的运动转变成座椅的侧倾和/或起伏。根据特定的实施方式，蜗轮可以是完整的蜗轮(例如，蜗轮可以延伸整个360°从而形成圆)，或者蜗轮可以仅是在小于360°的角度的范围内延伸的部分或扇形蜗轮。(例如，蜗轮可以延伸一圆弧从而形成半圆形)。当然，应当理解的是，由于本公开不以此方式进行限制，因此蜗轮可以具有用于与对应蜗杆接合的任何适当的角度运动的形状和/或范围。

蜗杆驱动器(即，联接至蜗杆和对应的蜗轮的致动器)抵抗被反向驱动的能力与许多不同的设计考虑有关。具体地，且在不希望受到理论约束的情况下，蜗杆驱动器的机械优势与蜗杆的螺距相对于相关联的蜗轮的半径有关。例如，较大的螺距和较小的半径与较小的机械优势相关联，而较小的螺距和较大的半径与较大的机械优势相关联。另外，根据特定的实施方式，致动器的马达可以直接连接至蜗杆和/或可以用于在马达与蜗杆之间提供期望的机械优势的一个或更多个中间传动部件，比如可以使用齿轮和带。致动器的所产生的整体机械优势和蜗杆驱动器的摩擦力可以相互作用以抵抗致动器被反向驱动，并且可以提供阈值力，在该阈值力以下致动器可能基本上不会被反向驱动。例如，较大的机械优势和增加的摩擦力的量可以与致动器增加的阻力相关联以抵抗被反向驱动。鉴于以上情况，应当理解的是，不可反向驱动的致动器可以使用以上提到的参数适当地进行设计，以在正常操作期间支承预期的动态和静态载荷而没有大量的反向驱动运动。因此，致动器可以被有效地认为是不可反向驱动的致动器。

尽管上面描述了特定类型的不可反向驱动的致动器，但是应该理解的是，当前公开内容不仅限于不可反向驱动的蜗杆驱动器的使用。例如，谐波驱动器可以被构造成不可反向驱动的。另外，当与马达摩擦力联接时，具有足够高的机械优势的滚珠丝杠(即，如果联接至另一个齿轮减速器，比如带驱动器或齿轮驱动器)可以被认为是不可反向驱动的。此外，当设计成具有足够量的机械优势和摩擦力时，常规的导螺杆(即螺母中的带螺纹的杆)可以是不可反向驱动的。鉴于以上情况，应该理解的是，有效地不可反向驱动的致动器可以被认为是下述任何致动器：所述任何致动器包括机械优势和摩擦力的充分组合，以在系统的操作期间、在即使当致动器不被主动操作时也基本上不被反向驱动的情况下支承期望的静态和动态力。此外，在一些实施方式中，可能是有利的是，在不可反向驱动的致动器中提供增加量的机械优势以最小化系统中存在的摩擦力的量从而提供致动器的期望的不可反向驱动的特性。

图14描绘了主动式悬架系统的一个实施方式，该主动式悬架系统可以被用于利用不可反向驱动的致动器来控制相关联的车辆座椅的运动。如图所示，该系统包括框架91，该框架91包括相对的前部部分和后部部分以及在框架的前部与后部之间延伸的相对的侧部部分。当然，虽然在附图中描绘了正方形或矩形框架，但是应当理解的是，也可以使用能够相对于下表面、比如下部的车辆内部表面支承主动式悬架系统的任何其他适当形状的框架，因为本公开不以此方式进行限制。

在所描绘的实施方式中，主动式悬架系统可以包括在框架91的前后相对部分之间延伸的第一摇臂74a和第二摇臂84a。摇臂包括可旋转地连接至框架的相对的前后部分、且在框架的相对的前后部分之间延伸的杆102和杆112。然而，还可以设想将杆可旋转地连接至框架的不同部分，和/或杆被其他结构可旋转地支承的各实施方式。杆可以对应于能够传递扭矩的任何适当的结构，包括例如空心扭矩管、实心轴、旋转轴线穿过其中的摇臂的实心部分和/或能够传递扭矩的任何其他适当的结构。摇臂还可以包括从杆和摇臂的旋转轴线径向向外延伸的一个或更多个部分，比如连杆104、106、114和116。此外，这些连杆或其他径向延伸部分可以可旋转地固定至杆或摇臂的其他部分，以用于将杆和摇臂的旋转运动转变成车辆座椅的相关联部分、比如连接至座椅的座椅基部的旋转和/或竖向运动。例如，在所描绘的实施方式中，与摇臂相关联的连杆可以可旋转地固定至可旋转杆中的每个可旋转杆的两个相反部分、比如两个相反端部。

如先前所述，连杆104、106、114和116可以构造成可连接至车辆座椅的相关联部分，比如车辆座椅基部的相对侧部。同样如上所述，在一些实施方式中，一个或多个连杆、比如连接至第二摇臂84a的连杆114和连杆116可以分别可旋转地连接至能够与座椅连接的枢转连杆118和枢转连杆120。当操作主动式悬架系统时，这些枢转连杆可以调节连杆、摇臂以及座椅的连接部分之间的距离变化。

在图14所描绘的实施方式中，连杆104和连杆106可旋转地固定至第一摇臂的杆102，而连杆114和连杆116可旋转地固定至第二摇臂84a的杆112。与相对的摇臂相关联的连杆可以远离彼此向外定向。因此，摇臂的附接至相关联的座椅的各部分、即连杆可以相对于连杆所附接的相关联的杆和/或摇臂的旋转轴线而向外定位。然而，还设想了其中连杆或摇臂的其他径向延伸部分沿相反方向即朝向彼此向内延伸的实施方式，因为本公开不受此限制。

同样如图14所示，所描绘的实施方式还可以包括第一致动器42和第二致动器44。这些致动器可以通过直接或间接连接相对于框架91保持静止。然而，如以下进一步详述的，在一些实施方式中，一个或更多个致动器能够相对于框架在一个或更多个方向上可移位。

如先前所提到的，在一些实施方式中，致动器42和致动器44中的一者或两者都可以是不可反向驱动的致动器。例如，第一致动器包括从第一致动器向外延伸的第一可旋转蜗杆500。第一蜗杆5与形成在第一蜗轮504上的对应齿接合，该第一蜗轮504可旋转地固定至第一摇臂74a的杆102。类似地，第二致动器包括从第二致动器向外延伸的第二可旋转蜗杆502。第二蜗杆还与形成在第二蜗轮506上的对应齿接合，该第二蜗轮506可旋转地固定至第二摇臂84a的杆112。在所描绘的实施方式中，蜗轮被描绘为在小于360°角度的范围内延伸的扇形齿轮。然而，也可以设想在其中蜗轮延伸360°以形成完整的圆的实施方式。

在所描绘的实施方式中，蜗轮504和蜗轮506在与所描绘的摇臂的连杆106和连杆116相邻和/或与连杆106和连杆116结合的部分处可旋转地固定至相关联的杆102和杆112的一部分。此外，该位置被描绘为与所描绘的杆的端部相邻。然而，也可以设想其中蜗轮在沿着杆或摇臂的其他可旋转部分的长度的不同位置处附接的实施方式。另外，尽管已经描绘的是蜗轮与摇臂的杆之间的直接连接，但是在一些实施方式中，蜗轮可以间接地连接至杆和/或摇臂的能够将扭矩从蜗轮施加至相关联的摇臂的任何其他适当的部分。

如先前所提到的，以上提到的蜗杆和蜗轮可以被适当地设计成使得在用于对车辆座椅进行控制的主动式悬架系统的操作过程中，以上提到的蜗杆和蜗轮在受到施加至致动器的预期静态和动态载荷时基本上是不可反向驱动的。

图14中所描绘的主动式悬架系统的各个部件的布置均已经描述，现在在下面进一步详细描述主动式悬架的操作。具体地，在以下详细描述的各种操作模式中，第一致动器42和第二致动器44被致动以将各种组合的顺时针与逆时针扭矩和旋转位移施加至与第一致动器42和第二致动器44接合的对应蜗轮，对应的蜗轮又将这些扭矩和旋转位移施加至相关联的第一摇臂74a和第二摇臂84a。

在第一操作模式中，第一致动器42和第二致动器44可以被致动以使第一摇臂74a和第二摇臂84a沿相同方向旋转。这将使附接的车辆座椅根据致动器使摇臂旋转的特定方向而沿第一方向或第二相反方向侧倾。例如，参照图14，第一和第二摇臂在所描绘的实施方式中可以都沿顺时针方向旋转。在这种操作期间，第一摇臂的连杆104和连杆106的附接至相关联的座椅的各部分可以相对于车辆内部的下表面从第一取向竖向向下移位至更低的第二取向。对应地，第二摇臂的连杆114和连杆116的附接至座椅的各部分和/或对应的枢转连杆118和枢转连杆120相对于车辆内部的下表面从第一取向竖向向上移位至更高的第二取向。这将导致座椅的未描绘出的侧部相应地升高和降低，对应地导致座椅的侧倾。摇臂沿相反的逆时针方向旋转将导致座椅沿相反的方向侧倾。

在第二操作模式中，第一致动器42和第二致动器44可以被致动以使第一摇臂74a和第二摇臂84a沿相反的旋转方向旋转。根据摇臂的特定布置以及通过致动器施加至摇臂的旋转方向，附接的车辆座椅可以远离车辆内部的下表面竖向向上地移位或朝向车辆内部的下表面竖向向下地移位。例如，参照图14，第一摇臂可以沿逆时针方向旋转，而第二摇臂可以沿顺时针方向旋转。这可能导致第一和第二摇臂的连杆104、106、114和116的附接至相关联的座椅的各部分被竖向向上移位。连杆的该竖向向上的移位对应地使附接的座椅也沿竖向向上的方向移位。类似地，当第一和第二摇臂沿相反的方向移位时，连杆的附接至相关联的车辆座椅的各部分可以向下移位，这导致车辆座椅也向下移位。

在第三操作模式中，第一致动器42和第二致动器44可以使用上面提到的操作模式的组合来进行致动。具体地，根据特定的期望运动，致动器可以被操作成使得摇臂的附接至相关联的车辆座椅的各部分可以竖向向上和/或向下移动不同的量。这可能产生可以被施加至车辆座椅的侧倾和起伏的组合(即，相对于车辆内部的下表面的旋转和竖向位移)。例如，侧倾和起伏的组合可以通过使第一和第二摇臂以以下方式旋转而被施加至座椅：使第一和第二摇臂沿相同的方向以不同的旋转位移旋转；使第一和第二摇臂沿相反的方向以不同量的旋转位移旋转；以及/或者使摇臂中的一个摇臂旋转同时使另一个摇臂保持静止。这可以使附接的车辆座椅根据摇臂的特定布置和具体施加的旋转位移而竖向向上或向下移动，同时还向座椅施加正向或负向的旋转。

在图14所描绘的实施方式中，第一致动器42和第二致动器44设置在主动式悬架系统的内部部分中。与所述两个致动器相关联的两个蜗杆500和502朝向主动式悬架系统的框架91的侧部横向向外延伸，在侧部处，两个蜗杆500和502与对应的蜗轮504和蜗轮506接合。然而，本公开不对该图中所描绘的致动器、蜗杆、蜗轮和摇臂的具体布置进行限制。相反，本公开涵盖这些特征的、包括以下关于图15至图18所描述的实施方式特征的任何数量的不同布置。

图15描绘了主动式悬架系统的一个实施方式，该主动式悬架系统可以包括用于所附接的车辆座椅的增加的运动范围的增加的行程长度。在所描绘的实施方式中，第一致动器42和第二致动器44可以被设置成邻近于主动式悬架系统的相对的外部部分。相关联的蜗杆500和蜗杆502可以从相关联的致动器朝向与蜗杆500和蜗杆502接合的对应的蜗轮504和蜗轮506向内延伸。对应地，这可以允许摇臂74a和摇臂84a具有下述旋转轴线：所述旋转轴线相对于车辆的参考系定位成更靠近于主动式悬架系统的竖向取向的中间平面。通过使蜗杆驱动器和摇臂的轴旋转设置在主动式悬架系统的竖向中间平面与对应的致动器之间，可以使用相比于上述的那些摇杆具有更长的长度的摇臂径向延伸部分、比如以上提到的连杆。这些增加的长度可以为摇臂提供增加的旋转半径，从而对应地给座椅的连接至摇臂的部分提供对于类似量的旋转位移而言的增加的竖向位移。在所描绘的实施方式中，第一和第二致动器被描绘为相对于彼此位于同一平面上。然而，还可以设想其中第一和第二致动器相对于车辆内部的下表面而相对于彼此竖向地偏移的各实施方式。

图16和图17描绘了主动式悬架系统的另一个实施方式，该主动式悬架系统可以用于对与其连接的车辆座椅的运动进行控制。在所描绘的实施方式中，主动式悬架系统包括第一致动器42和和第二致动器44。这些致动器设置在主动式悬架系统的内部部分中。第一和第二致动器的相关联的第一蜗杆500和第二蜗杆502从相关联的致动器朝向主动式悬架系统框架91的相对侧部横向地向外延伸，在侧部处，各蜗杆与对应的第一蜗轮504和第二蜗轮506接合。在这种布置中，第一摇臂74a和第二摇臂84a以及它们的相关联的旋转轴线可以相对于第一和第二致动器横向地向外定位。

如图16所示，在一些实施方式中，第一致动器42和第二致动器44可以彼此同轴，使得对应的蜗杆500和蜗杆502的旋转轴线可以彼此对准。此外，在一些实施方式中，这些同轴的致动器可以包括彼此抵靠设置的相反表面。在不希望受到理论的束缚的情况下，这种布置可以帮助减轻在操作期间被施加至第一和第二致动器的相反载荷。然而，如图17所示，还设想了其中第一和第二致动器相对于车辆内部的下表面而相对于彼此竖向地偏移的各实施方式。在这种实施方式中，蜗杆500和蜗杆502可以沿相同或不同的方向定向从而与对应的蜗轮504和蜗轮506接合。另外，虽然在附图中未描绘出来，但是第一和第二致动器也可以相对于车辆内部的下表面而相对于彼此水平地偏移，因为本公开不以这种方式进行限制。

图18描绘了主动式悬架系统的下述实施方式：在该实施方式中，第一致动器42可以被用于对附接至悬架系统的车辆座椅的侧倾进行控制，而第二致动器44可以被用于对附接至悬架系统的车辆座椅的起伏进行控制。在下面进一步详细描述这些致动器的布置和操作。

在所描绘的实施方式中，第一致动器42可以相对于主动式悬架系统的框架91和/或车辆内部的下表面固定就位。第一致动器42包括第一蜗杆500，该第一蜗杆500从第一致动器向外延伸并且与支承件508的带螺纹的部分接合。支承件508可以响应于第一蜗杆的旋转而沿轴向方向自由移动。例如，第一蜗杆可以与支承件的带螺纹的部分接合，同时防止第一致动器轴向地移动。支承件508可以固定至第二致动器44。第一致动器可以通过使用任何适当的布置而相对于支承件被可旋转地固定，所述适当的布置包括例如轨道、销钉和凹槽布置和/或任何其他适当的支承结构，所述任何其他适当的支承结构能够防止第一致动器相对于支承件的旋转运动同时允许支承件和连接的第二致动器的轴向运动。因此，当第一蜗杆旋转时，支承件和第二致动器可以根据第一致动器的第一蜗杆的旋转方向而沿第一轴向方向和/或相反的第二轴向方向移动。

还如图所示，第二致动器44可以包括两个蜗杆，即第二蜗杆502a和第三蜗杆502b，第二蜗杆502a和第三蜗杆502b从第二致动器的两个相反侧部沿相反的方向向外延伸。第二蜗杆可与第一蜗轮504接合，该第一蜗轮504可以可旋转地固定至第一摇臂74a，如上所述。类似地，第三蜗杆可以与可旋转地固定至第二摇臂84a的第二蜗轮506接合。在一些实施方式中，第二和第三蜗杆可以形成在延伸穿过第二致动器的单个轴上，并且第二和第三蜗杆可以具有沿相反方向定向的螺纹。例如，一个蜗杆可以具有左手(LH)螺纹，而另一个蜗杆可以具有右手(RH)螺纹。对应地，当第二致动器被致动时，第二和第三蜗杆可以沿相同的方向旋转，同时使第一和第二蜗轮以及相关联的摇臂相对于彼此沿相反的方向旋转。如上所述，摇臂沿相反方向的旋转使摇臂的连接至相关联的车辆座椅的各径向延伸部分相对于车辆内部的下表面竖向向上或向下移动。因此，第二致动器的致动可以用于对所连接的车辆座椅的起伏进行控制。

在一些实施方式中，第一致动器42可以设置在第二致动器44上和/或可以轴向地固定至第二致动器44。第一致动器可以使用包括直接和间接连接两者的任何适当的连接而轴向地固定至第二致动器。在任一情况下，当第一致动器由于相关联的第一蜗杆500的旋转而被致动以使第一致动器沿轴向方向轴向地移位时，第二致动器也可以沿相同的轴向方向轴向地移位。第二致动器的该轴向运动导致相关联的第二蜗杆502a和第三蜗杆502b沿相同方向的对应的轴向运动，这产生了相关联的第一蜗轮504和第二蜗轮506的对应旋转。由于蜗轮和相关联的蜗杆的布置，蜗轮沿相同方向旋转。因此，当第一致动器被致动以使第一蜗杆沿第一方向旋转时，蜗轮和相关联的摇臂沿第一旋转方向旋转。对应地，当第一致动器被致动以使第一蜗杆沿相反的第二方向旋转时，蜗轮和相关联的摇臂沿相反的第二旋转方向旋转。如先前所描述的，摇臂沿彼此相反的方向的旋转可以被用于对附接至摇臂的车辆座椅的侧倾进行控制。因此，第一致动器的致动可以被用于对所附接的车辆座椅的侧倾进行控制。

鉴于以上情况，第一致动器42和第二致动器44可以协同操作以对附接至所描绘的主动式悬架系统的车辆座椅的侧倾和起伏两者进行控制。在不希望被理论束缚的情况下，第一和第二致动器的所描绘的布置可以提供若干益处。例如，在这种实施方式中，由于第二致动器对与对相关联的车辆座椅的起伏进行控制的相关联的载荷进行支承，所以减小的轴向载荷可以被施加至框架和/或车辆内部的下部部分。另外，这种布置可以提供更加紧凑的机构，该更加紧凑的机构占据典型车辆座椅下方的可用的有限空间中的较少部分。

在上述实施方式中，应当理解的是，与摇臂接合的致动器和相关联的部件、比如上述蜗杆和蜗轮可以位于主动式悬架系统的任何适当部分中，并且可以以任何适当的方向定向。然而，在一个实施方式中，致动器和相关联的移动部件可以设置在主动式悬架系统的前部部分内，该前部部分邻近于所附接的车辆座椅的前部部分定位。这可以将致动器和移动部件安置成进一步远离主动式悬架系统的相对后部部分，该相对后部部分邻近于座椅的后部定位。这种布置可以帮助将主动式悬架系统的移动部件物理隔离，以避免部件的意外损坏或阻碍，同时还在用于后座乘员的座椅下方提供了额外的开放空间。

如先前所讨论的，在一些实施方式中，可能期望在主动式悬架系统中包括有助于部分地承受车辆座椅及其乘员的重量的一个或更多个部件。在不希望受到理论的束缚的情况下，通过抵消乘员和座椅的重量，可以在不损害性能的情况下减小主动式悬架系统中的摩擦力水平，并且可以减少操作该系统所需要的动力的量。

图19至图20示出了主动式悬架系统的一个实施方式，该主动式悬架系统构造成在不对相关联的致动器进行操作的情况下至少部分地支承车辆座椅及其乘员的重量。具体地，如下面进一步详细描述的，一个或更多个扭力弹簧可以结合到系统中以至少部分地支承车辆座椅及其乘员的重量。

在所描绘的实施方式中，主动式悬架系统可以具有与以上所描述的那些布置类似的布置。具体地，第一致动器42和第二致动器44可以操作性地联接至第一摇臂74a的可旋转的第一杆102和第二摇臂84a的可旋转的第二杆112。在一些实施方式中，所描绘的致动器可以是不可反向驱动的致动器。然而，也设想了其中使用可反向驱动的致动器的实施方式。

为了帮助承受被施加至第一摇臂74a和第二摇臂84a的载荷，第一扭力弹簧510可以操作性地联接至第一摇臂的第一杆102，以向第一杆施加扭矩。类似地，第二扭力弹簧512可以操作性地联接至第二摇臂以向第二杆施加扭矩。扭力弹簧可以构造和布置成使得扭力弹簧施加至摇臂的相关联的杆的扭矩被定向成对车辆座椅和乘员的重量进行支承。在一些情况下，被施加至摇臂的杆的这些扭矩可以认为是以与通过相关联的第一和第二致动器施加至第一和第二摇臂的扭矩平行的方式被施加。因此，扭力弹簧可以向摇臂的杆或其他部分施加二级扭矩，该二级扭矩与通过相关联的致动器所施加的扭矩分开，以对操作期间所施加的载荷的至少一部分进行支承。

附图示出了其中一个或更多个扭力弹簧可以与主动式悬架系统结合在一起的一个可能的实施方式。如附图所示，第一摆臂74a的可旋转的第一杆102和第二摇臂84a的可旋转的第二杆112可以包括内部腔体518和内部腔体520，内部腔体518和内部腔体520至少部分地并且在一些情况下完全穿过相关联的杆。在所描绘的实施方式中，第一扭力弹簧510和第二扭力弹簧512是下述扭力弹簧杆：所述扭力弹簧杆至少部分地设置在与第一和第二扭力弹簧相关联的杆的对应腔体中以及可以从与第一和第二扭力弹簧相关联的杆的对应腔体中延伸出来。在一些实施方式中，扭力弹簧可以与相关联的杆同轴地布置。第一和第二扭力弹簧可以分别相对于摇臂的第一和第二杆可旋转地固定。例如，第一扭力弹簧的端部部分可以在位于第一腔体内的第一连接件512处可旋转地固定至第一杆。类似地，第二扭力弹簧的端部部分可以在位于第二腔体内的第二连接件514处可旋转地固定至第二杆。连接件的适当类型可以包括但不限于焊接件、销、螺纹紧固件、铜焊接头、粘合剂、机械互锁特征和/或能够将扭力弹簧可旋转地固定至相关联的杆或摇臂的其他可旋转部件的任何其他适当形式的连接件。

为了将期望的扭矩施加至相关联的摇臂，主动式悬架系统可以包括可以对相关联的扭力弹簧的端部进行支承的支承件522。例如，如图所示，扭力弹簧510和扭力弹簧514可以包括下述端部部分：所述端部部分被描绘为扭力弹簧杆上的弯曲端部，所述端部部分通过支承件相对于主动式悬架系统的框架91可旋转地固定就位。具体地，如图中所示，支承件可以对应于能够与扭力弹簧的附接部分接合并防止扭力弹簧的附接部分旋转的任何适当的特征，包括例如防止旋转的突起、机械互锁特征、紧固件、焊接见、过盈配合见和/或任何其他适当的结构。此外，在一些实施方式中，扭力弹簧可以与主动式悬架系统的摇臂和/或框架结合在一起，使得扭力弹簧不会阻塞所连接的车辆座椅的后部中的开口。

在操作期间，第一致动器42和第二致动器44可被操作成分别向相关联的第一摇臂74a和第二摇臂84a施加第一扭矩，以将第一和第二摇臂移动至期望的取向。上面提到的第一扭力弹簧510和第二扭力弹簧514可以将对应的第二扭矩施加至摇臂中的每一者，该第二扭矩以与由相关联的致动器施加的扭矩平行的方式被施加。这些二级扭矩在静态操作以及动态操作期间均可以被施加，并且可以被视为至少部分地支承、且在一些实施方式中完全支承在操作期间被施加至摇臂的至少静态载荷以及动态载荷的至少一部分。因此，扭力弹簧的使用可以使得致动器能够在主动操作以及静态操作期间均以减小的扭矩水平操作、减少启动时的摩擦并减少整体动力消耗。

在一些实施方式中，可能希望改变通过相关联的扭力弹簧施加至摇臂的扭矩。例如，扭矩可以被改变成对施加至车辆座椅的与乘员对应的不同载荷和/或支承在座椅上的可以具有不同重量的其他载荷进行支承。与上述实施方式类似，图20描绘了一种主动式悬架系统，该主动式悬架系统包括第一摇臂74a和第二摇臂84a连同对应的第一扭力弹簧510和第二扭力弹簧14。然而，与上述静态支承件不同，一个或更多个扭转弹簧的端部部分可以通过比如一个或更多个线性致动器524和线性致动器526的输出轴之类的可动支承件进行支承。具体地，线性致动器可以被操作成使相关联的扭力弹簧的导致扭力弹簧绕其旋转轴线扭转的端部移位。取决于致动的方向，这可能导致由相关联的扭力弹簧施加至摇臂的增加或减少的扭矩量。

尽管已经在图中示出了使扭力杆的端部移位以改变所施加的扭矩的线性致动器的使用，但是本公开不仅限于所描绘的实施方式。例如，在另一个实施方式中，螺旋扭力弹簧可以包括连接至可旋转驱动轴的端部部分，该可旋转驱动轴可以通过相关联的旋转致动器驱动以改变由扭力弹簧提供的扭矩量。在任何一种情况下都应当理解的是，可以使用任何适当类型的致动器和/或可以被用于改变通过扭力弹簧施加至相关联的摇臂的扭矩的方法，因为本公开不以此方式进行限制。

上面提到的实施方式描绘了一种系统，该系统包括同轴设置在相关联的可旋转杆的内部腔体内的扭力弹簧杆。然而，可以设想具有不同类型和布置的扭力弹簧的其他实施方式。例如，扭力弹簧可以：从相关联的杆或摇臂的旋转轴线偏移；围绕相关联的杆或摇臂的外部设置；邻近于相关的杆或摇臂设置和/或从相关联的可旋转杆或摇臂移除。另外，所公开的扭力弹簧可以被间接地联接，因为本公开不限于与扭力弹簧仅直接联接。还应当理解的是，可以使用任何适当类型的扭力弹簧来施加期望的扭矩。例如，适当类型的扭力弹簧可以包括但不限于实心扭力弹簧杆、扭力弹簧管、螺旋扭力弹簧和/或任何其他适当类型的扭力弹簧。

尽管已经结合各种实施方式和示例描述了本教导，但是并不意在将本教导限于这样的实施方式或示例。相反，正如本领域技术人员将理解的，本教导涵盖各种替代方式、改型和等同型式。因此，前面的描述和附图仅作为示例。