新型的汽车电磁抗震椅的工作原理是什么？有什么缺点？

Question

虽然每辆汽车上都安装有弹簧减震器，但是它们只是减缓了震荡，并不能完全消除汽车所遭受的颠簸，这在坎坷不平的道路上表现的尤其明显。一种新型的电磁抗震椅能完全抵消这种震荡，让轿车在坑洼不平的道路上如履平川，旅客可以安心睡觉，它是如何实现的呢？

Answer 1

理：电磁抗震椅依据弹簧弹力的大小来控制电磁作用力的大小，完全抵消车辆遭受的震动影响。

这种电磁抗震椅包括了抗震平台（椅子）、震动底座、弹簧、电磁气缸（推拉式电磁铁）、位移传感器、控制电路板等，电磁气缸的控制在控制电路板的控制下产生电磁作用力，协助弹簧一起对抗震平台产生联合作用力。在弹簧的两端安装有位移传感器，可以实时测量出弹簧的伸长变化。根据物理学的胡克定律可知，弹簧的伸长与其弹力具有一一对应关系，所以说位移传感器可以实时“测量”出弹簧的弹力大小，并转换为电信号送至控制电路板，这样控制电路板就能够依据弹簧弹力的大小来控制电磁作用力的大小。
当弹簧由于震动向上伸长而支撑力减少时，控制电路板就会控制电磁气缸(上拉电磁铁)增加向上的推力，弥补弹簧的弹力损失；当弹簧由于向下压缩而导致支撑力增加时，控制电路板反而控制电磁气缸（下拉电磁铁）增加向下的拉力，削弱弹簧增加的弹力。显然，控制电路板就是通过维持弹簧弹力与电磁作用力的合力保持不变，从而达到完美减震的目的，因为抗震平台受到的支撑力始终保持不变（其中最佳方案是抗震平台所受到的合外力接近于零）。
由于惯性的存在，弹簧对路面造成的高频振荡并不敏感，因为再坑洼的路面也不可能让乘客以及车架产生100Hz以上的高频机械振荡。通常旅客遭受的是30Hz甚至10Hz以下的低频颠簸。既然是低频，那么电磁抗震椅的动作完全可以实时控制到位。
缺点是需要电能，其安全性和维护频率要高很多。