六自由度汽車座椅振動試驗(yàn)臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可進(jìn)行汽車座椅平順性試驗(yàn)和舒適性主客觀評價(jià)試驗(yàn)的六自由度汽車座椅振動試驗(yàn)臺。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車座椅六自由度振動試驗(yàn)是汽車座椅性能分析與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，汽車座椅六自由度試驗(yàn)機(jī)是座椅特性建模及整車性能集成、調(diào)校與開發(fā)的關(guān)鍵測試設(shè)備之一，它可再現(xiàn)座椅的各種運(yùn)行工況，測定座椅響應(yīng)與輸入激勵的關(guān)系，還可進(jìn)行座椅六自由度的主客觀評價(jià)振動試驗(yàn)，是對座椅性能測試過程中關(guān)鍵數(shù)據(jù)的來源。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中汽車座椅單自由度振動試驗(yàn)臺只能進(jìn)行座椅的垂向自由度振動，且采用液壓缸為動力源，液壓驅(qū)動方式存在諸多固有缺陷:液壓系統(tǒng)密封易發(fā)生泄漏，液壓油易對環(huán)境產(chǎn)生污染；液壓油易受到污染，需定期更換，維護(hù)成本高；液壓栗作用時噪聲大；位置控制精度不高，提高精度需要昂貴的定位傳感器和精密的電動液壓閥門，且運(yùn)動存在蠕變、滯后、盲區(qū)、壓力和溫度變化使控制更加復(fù)雜。這些缺陷使得單自由度座椅試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用范圍窄，精度不高，成本昂貴，不能簡單地?cái)U(kuò)充試驗(yàn)臺的自由度數(shù)，進(jìn)而不能對試驗(yàn)座椅進(jìn)行六自由度的主客觀評價(jià)振動試驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要提供一種在性能測試、結(jié)構(gòu)、安裝、維護(hù)、精度、環(huán)境污染和噪聲方面明顯優(yōu)于現(xiàn)有座椅單自由度試驗(yàn)臺的六自由度汽車座椅振動試驗(yàn)臺，克服液壓動力源的局限，使其可對汽車座椅進(jìn)行平順性試驗(yàn)和舒適性主客觀評價(jià)試驗(yàn)，從而對汽車座椅性能進(jìn)行綜合評價(jià)，縮短汽車座椅的開發(fā)周期。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種六自由度汽車座椅振動試驗(yàn)臺，包括支撐系統(tǒng)，加載系統(tǒng)，測量系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和運(yùn)動平臺系統(tǒng)，所述的支撐系統(tǒng)用于支撐加載系統(tǒng)，所述加載系統(tǒng)由水平方向的三個電動缸和豎直方向的三個電動缸構(gòu)成，運(yùn)動平臺系統(tǒng)設(shè)置在加載系統(tǒng)的六個電動缸上并通過六個電動缸驅(qū)動其實(shí)現(xiàn)六自由度運(yùn)動；所述測量系統(tǒng)用于測量實(shí)驗(yàn)座椅的位移和加速度；控制系統(tǒng)設(shè)置在支撐系統(tǒng)上、用于采集測量系統(tǒng)測得的信號并驅(qū)動加載系統(tǒng)對實(shí)驗(yàn)座椅進(jìn)行加載。
[0007]所述的支撐系統(tǒng)包括底座、橫向電動缸支座和兩個縱向電動缸支座，其中，底座水平固定在堅(jiān)實(shí)的地基上，一個橫向電動缸支座和縱向電動缸支座固定在底座上相應(yīng)位置，所述兩個縱向電動缸和一個橫向電動缸分別設(shè)置在兩個縱向電動缸支座和一個橫向電動缸支座上實(shí)現(xiàn)對加載系統(tǒng)中的兩個縱向電動缸和一個橫向電動缸的支撐。
[0008]所述的加載系統(tǒng)包括三個垂向電動缸、兩個縱向電動缸和一個橫向電動缸，其中，所述垂向電動缸、縱向電動缸和橫向電動缸兩端均安裝有萬向節(jié)或球軸承，垂向電動缸垂直安裝在底座和運(yùn)動平臺系統(tǒng)之間，其下端分別與底座通過萬向節(jié)或球軸承連接，前面兩個垂直電動缸上端的推桿通過萬向節(jié)或球軸承與運(yùn)動平臺系統(tǒng)的水平肩臂連接，后面的一個垂直電動缸上端的推桿通過萬向節(jié)或球軸承與運(yùn)動平臺系統(tǒng)的垂直安裝座連接；兩個縱向電動缸縱向安裝，其后端分別與縱向電動缸支座的上部通過萬向節(jié)或球軸承進(jìn)行連接，前端的推桿通過萬向節(jié)或球軸承與運(yùn)動平臺系統(tǒng)上的縱向安裝座進(jìn)行連接；橫向電動缸橫向安裝，其后端與橫向電動缸支座的上部通過萬向節(jié)或球軸承進(jìn)行連接，前端的推桿通過萬向節(jié)或球軸承與運(yùn)動平臺系統(tǒng)的橫向安裝座進(jìn)行連接。
[0009]所述的加載系統(tǒng)上的六個作動缸是其上帶有測量作動缸長度傳感器的電動缸，也可以全部或部分地更換為液壓缸。
[0010]所述的測量系統(tǒng)包括有加速度傳感器和位移傳感器，其中，加速度傳感器固定實(shí)驗(yàn)座椅上，用于測量實(shí)驗(yàn)座椅坐墊處的加速度響應(yīng)；位移傳感器固定在實(shí)驗(yàn)座椅的座椅骨架上，用于測量實(shí)驗(yàn)座椅的相對位移信號。
[0011]所述的控制系統(tǒng)包括信號處理模塊和驅(qū)動控制模塊，其中，驅(qū)動控制模塊用于控制各電動缸的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)座椅性能測試的加載要求；信號處理模塊采集加速度傳感器和位移傳感器的信息及各電機(jī)的反饋信號。
[0012]所述的運(yùn)動平臺系統(tǒng)包括豎直軀體，兩個水平肩臂，肋板，兩個側(cè)面臂體，縱向安裝座，水平底座，橫向安裝座，座椅安裝板和垂向安裝座，其中，豎直軀體，兩個水平肩臂，肋板，兩個側(cè)面臂體和水平底座共同構(gòu)成了實(shí)驗(yàn)座椅的承載骨架，所述的座椅安裝板固定在水平底座上，實(shí)驗(yàn)座椅安裝在座椅安裝板上；所述垂向安裝座連接在豎直軀體的后部；水平肩臂和側(cè)面臂體之間通過肋板連接支撐；兩個側(cè)面臂體的外側(cè)分別連接有縱向安裝座。
[0013]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0014]1、本發(fā)明創(chuàng)造相對于【背景技術(shù)】的主要不同點(diǎn)是:①整套系統(tǒng)的組成在現(xiàn)有技術(shù)中沒有公開；②采用三個垂向電動缸、兩個縱向電動缸和一個橫向電動缸作為動力源，克服了液壓系統(tǒng)的局限性和不足，③整套系統(tǒng)具有六個自由度，可以再現(xiàn)汽車座椅的實(shí)際運(yùn)行工況，除了可驗(yàn)證試驗(yàn)座椅振動傳遞特性外，還可進(jìn)行座椅的六自由度舒適性主觀評價(jià)試驗(yàn)。
[0015]2、本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)簡單合理、價(jià)格低廉，成本低，易于制造。
[0016]3、本發(fā)明安裝簡單合理，結(jié)構(gòu)緊湊，僅需簡單布線，不需要昂貴的管道、過濾器、栗等，占地面積小。
[0017]4、本發(fā)明有高的預(yù)期使用壽命，額定負(fù)載下可實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬次循環(huán)，使用壽命非常長。
[0018]5、本發(fā)明維護(hù)成本極低，使用期間具有可重復(fù)、可再生性能。
[0019]6、本發(fā)明環(huán)境污染和噪聲小，本身清潔且能效高。
[0020]7、本發(fā)明采用電缸做作動器，響應(yīng)快，頻帶寬，可以覆蓋整個人體敏感振動范圍；【附圖說明】:
[0021]圖1是本發(fā)明六自由度汽車座椅振動試驗(yàn)臺的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明圖1的A向投影圖。
[0023]圖3是本發(fā)明圖1的B向投影圖(為清晰顯示各電動缸，圖中隱藏了控制系統(tǒng)4)。
[0024]圖4是本發(fā)明圖1的C向投影圖(為清晰顯示各電動缸，圖中隱藏了控制系統(tǒng)4)。
[0025]圖5是本發(fā)明加載系統(tǒng)中電動缸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6是本發(fā)明運(yùn)動平臺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明控制原理圖。
[0028]圖中:
[0029]I支撐系統(tǒng)，2加載系統(tǒng)，3測量系統(tǒng)，4控制系統(tǒng)，5運(yùn)動平臺系統(tǒng)
[0030]11底座，12橫向電動缸支座，13縱向電動缸支座
[0031]21垂向電動缸，22縱向電動缸，23橫向電動缸，201萬向節(jié)或球軸承，202推桿
[0032]31加速度傳感器，32位移傳感器
[0033]51豎直軀體，52水平肩臂，53肋板，54側(cè)面臂體，55縱向安裝座
[0034]56水平底座，57橫向安裝座，58座椅安裝板，59垂向安裝座
【具體實(shí)施方式】
[0035]由附圖1、2、3、4所示:該汽車座椅振動試驗(yàn)臺包括支撐系統(tǒng)1，加載系統(tǒng)2，測量系統(tǒng)3，控制系統(tǒng)4和運(yùn)動平臺系統(tǒng)5，所述的支撐系統(tǒng)I用于支撐加載系統(tǒng)2，所述加載系統(tǒng)2由水平方向的三個電動缸和豎直方向的三個電動缸構(gòu)成，運(yùn)動平臺系統(tǒng)5設(shè)置在加載系統(tǒng)2的六個電動缸上并通過六個電動缸驅(qū)動其實(shí)現(xiàn)六自由度運(yùn)動；所述測量系統(tǒng)3用于測量實(shí)驗(yàn)座椅6的位移和加速度；控制系統(tǒng)4設(shè)置在支撐系統(tǒng)I上，用于采集測量系統(tǒng)3測得的信號并驅(qū)動加載系統(tǒng)2對實(shí)驗(yàn)座椅6進(jìn)行加載。
[0036]所述的支撐系統(tǒng)I包括底座11、橫向電動缸支座12和兩個縱向電動缸支座13，其中，底座11水平固定在堅(jiān)實(shí)的地基上，一個橫向電動缸支座12和縱向電動缸支座13固定在底座11上相應(yīng)位置，所述兩個縱向電動缸22和一個橫向電動缸23分別設(shè)