CN106352802A - 汽车驾驶座椅系统工效学测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，包括座椅（1）、座椅支架（2）、模拟驾驶室支架、滑道（3）、导轨支架（4）、电动导轨（5）和光栅尺（6），座椅支架（2）的下端与滑道（3）相连，所述模拟驾驶室支架的下端安装有电动导轨（5），电动导轨（5）上设有滑块，所述滑块与座椅支架（2）之间通过连接板相连接并形成联动结构，电动导轨（5）上安装有光栅尺（6）。本发明与现有技术相比的有益效果是：可以根据测试需求通过控制电动导轨的电机实现滑块联动座椅支架相对初始位置的前后方向移动，并通过光栅尺上显示的位移数值，以测出所需要的相对位置数据；也可以通过所述调整靠背角度结构用于测试出最适合操作者的驾驶坐姿角度。

Description

汽车驾驶座椅系统工效学测试装置

技术领域

本发明涉及一种工效学测试装置，尤其涉及一种汽车驾驶座椅系统工效学测试装置。

背景技术

汽车驾驶座椅系统工效学测试装置是一种根据人体在汽车驾驶舱中的行为习惯、人体尺寸来测试驾驶室内座椅部件位置合理布局的工效学测试装置。在现有的汽车驾驶室人机工程学设计中，由于世界各国人们的人体尺寸及驾驶操作习惯具有一定的差异性，在驾驶行为中对汽车驾驶室内部各部件的布局、相互位置距离及各部件的结构等产生不同的使用需求，基于此种情况，亟待对现有的汽车驾驶座椅系统进行改进，即从现有汽车驾驶座椅系统的相对位置以及整体结构布局出发，经过一定样本的数据统计分析，最终获得人们在汽车驾驶室内进行舒适驾驶操作时的座椅系统的相关位置及结构关键参数。

专利号为ZL201310080061.9的中国发明专利公开了一种移位装置，其包括：固定汽车座椅的固定部，置于固定部上的连接部及置于固定部下方并与固定部活动连接的承接部；其中，所述承接部上设置有多个凹孔，所述连接部上设置有穿透所述连接部与所述凹孔相配合的凸块。与现有技术相比，该发明通过设置移位装置，其可以适应宽度不同的多种汽车座椅的自动测试功能，解决了一种汽车座椅测试装置只能对应测试一种型号产品的问题，提高了机器的使用效率。但该发明一方面并未设置电动导轨和光栅尺，不能根据测试需求通过控制电动导轨的电机实现滑块联动座椅支架相对初始位置的前后方向移动，并通过光栅尺上显示的位移数值，以测出所需要的相对位置数据。另一方面也未设置调整靠背角度结构，不能测试出最适合操作者的驾驶坐姿角度。

专利号为ZL201310102768.5的中国发明专利公开了一种移位器，包括固定部、连接部以及承载部，固定部上方设置有连接部，固定部下方设置有承载部，承载部上设置有多个凹陷部，连接部与凹陷部连接。与现有技术相比，该发明通过设置移位器，其可以适应宽度不同的多种汽车座椅的自动测试功能，解决了一种汽车座椅测试装置只能对应测试一种型号产品的问题。但该发明一方面并未设置电动导轨和光栅尺，不能根据测试需求通过控制电动导轨的电机实现滑块联动座椅支架相对初始位置的前后方向移动，并通过光栅尺上显示的位移数值，以测出所需要的相对位置数据。另一方面也未设置调整靠背角度结构，不能测试出最适合操作者的驾驶坐姿角度。

专利号为ZL201320223494.0的中国实用新型专利公开了一种移位器，包括固定件、连接件、至少两个凹陷件以及承载件，固定件上方设置有连接件，固定件下方设置有承载件，承载件上设置有多个凹陷件，连接件与凹陷件连接。与现有技术相比，该实用新型通过设置移位器，其可以适应宽度不同的多种汽车座椅的自动测试功能，解决了一种汽车座椅测试装置只能对应测试一种型号产品的问题。但该实用新型一方面并未设置电动导轨和光栅尺，不能根据测试需求通过控制电动导轨的电机实现滑块联动座椅支架相对初始位置的前后方向移动，并通过光栅尺上显示的位移数值，以测出所需要的相对位置数据。另一方面也未设置调整靠背角度结构，不能测试出最适合操作者的驾驶坐姿角度。

发明内容

为了解决上述现有汽车座椅测试装置存在的技术缺陷，本发明提供一种装置，采用的技术方案如下：

汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，包括座椅、座椅支架和模拟驾驶室支架、滑道、导轨支架、电动导轨和光栅尺，所述座椅支架的下端与滑道相连，所述模拟驾驶室支架的下端安装有电动导轨，所述电动导轨上设有滑块，所述滑块与座椅支架之间通过连接板相连接并形成联动结构，所述电动导轨上安装有光栅尺。

优选的是，所述座椅安装在座椅支架上，所述座椅支架的下端固定在所述模拟驾驶室支架上，所述座椅支架的初始位置设置成汽车行业标准中的相对位置，并且位置调整量应大于标准中的相应值，所述滑道相对所述初始位置可前后移动。

在上述任一方案中优选的是，所述座椅设有调整靠背角度结构。

在上述任一方案中优选的是，所述座椅采用调节式座椅。

在上述任一方案中优选的是，所述调节式座椅采用气垫座椅。

在上述任一方案中优选的是，所述调节式座椅采用电动座椅。

在上述任一方案中优选的是，所述调节式座椅采用立体音响座椅。

在上述任一方案中优选的是，所述调节式座椅采用精神恢复座椅。

在上述任一方案中优选的是，所述电动座椅采用电动八向调节座椅。

在上述任一方案中优选的是，所述电动导轨采用直线导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述直线导轨采用滚动式导轨。。

在上述任一方案中优选的是，所述滚动式导轨采用滚珠导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述滚动式导轨采用滚柱导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述滚动式导轨采用滚针导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述直线导轨采用滑动摩擦导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述滑动摩擦导轨采用棱柱面导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述滑动摩擦导轨采用圆柱面导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述棱柱面导轨采用三角形导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述棱柱面导轨采用矩形导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述棱柱面导轨采用燕尾形导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述棱柱面导轨采用组合式导轨，所述组合式导轨包括三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨各自以及两两之间的组合式导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述直线导轨采用弹性摩擦导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述直线导轨采用流体摩擦导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述光栅尺采用透射光栅。

在上述任一方案中优选的是，所述光栅尺采用反射光栅。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明用于汽车驾驶室结构与布局的人机工程学设计及改善，结构简洁，便于安装，便于在使用中进行合理、准确地测试出符合操作者驾驶舒适的座椅相关位置数据。本发明根据测试需求通过控制电动导轨的电机实现滑块联动座椅支架相对初始位置的前后方向移动，并通过光栅尺上显示的位移数值，以测出所需要的相对位置数据。同时通过所述调整靠背角度结构调整座椅与靠背之间的角度用于测试出最适合操作者的驾驶坐姿角度。

附图说明

图1为本发明的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置的优选实施例的主视图；

图2为本发明的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置的图1所示实施例的俯视图。

附图标记说明：

1座椅；2座椅支架；3滑道；4导轨支架；5电动导轨；6光栅尺。

具体实施方式

本实施例仅为一优选技术方案，其中所涉及的各个零部件组成以及连接关系并不限于该实施例所描述的以下这一种实施方案，该优选方案中的各个零部件的设置以及连接关系可以进行任意的排列组合形成完整的技术方案。

如图1-2所示，汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，包括座椅1、座椅支架2、模拟驾驶室支架、滑道3、导轨支架4、电动导轨5和光栅尺6，座椅支架2的下端与滑道3相连，所述模拟驾驶室支架的下端安装有电动导轨5，电动导轨5上设有滑块，所述滑块与座椅支架2之间通过连接板相连接并形成联动结构，形成前后垂直方向的位移设计方案，电动导轨5上安装有光栅尺6。座椅1安装在座椅支架2上，座椅支架2的下端固定在所述模拟驾驶室支架上，座椅支架2的初始位置设置成汽车行业标准中的相对位置，并且位置调整量应大于标准中的相应值，滑道3相对所述初始位置可前后移动。座椅1设有调整靠背角度结构，用于调整操作者最适合的坐姿角度。座椅1采用调节式座椅，所述调节式座椅采用电动座椅，所述电动座椅采用电动八向调节座椅。电动导轨5采用直线导轨，所述直线导轨采用滚动式导轨，所述滚动式导轨采用滚珠导轨。光栅尺6可以采用透射光栅或者反射光栅，用于显示位移数据。

所述电动座椅是指乘车人员只需扳动或按动某些按钮，便可以实现由电动驱动座椅前移后退，靠背的前后移动等。乘客的电动座椅控制系统依靠电力可以实现座椅滑行、倾斜的调整；驾驶员的电动座椅控制系统不仅可以实现座椅滑行、倾斜的调整，而且还可以实现前垂直、后垂直、头枕和腰垫位置的调整，有的还带有位置存储功能。电动座椅主要由座椅开关和位置传感器、电子控制器ECU、执行机构的驱动电动机三大部分组成。开关和位置传感器包括座椅各位置（头枕、靠背、腰部、滑动、前垂直、后垂直）的电动开关、座椅各位置传感器、安全带扣环传感器及转向盘倾斜传感器等；ECU包括转向柱倾斜与伸缩ECU和电动座椅ECU；执行机构主要包括座椅调整、安全带扣环及转向盘倾斜调整的驱动电动机等，而且这些电动机均可灵活地进行正反转，以执行各种装置的调整功能。

所述电动八向调节座椅包括八个方向的调节，即：1）座椅向前平移，2）座椅向后平移，3）座椅整体向上调高，4）座椅整体向下调低，5）座椅整体前倾，6）座椅整体后倾，7）桌椅靠背后倾，8）座椅靠背前倾。还可以带有三种位置记忆模式，可以记录不同身高身材的人调整好的座椅位置，一旦座椅角度被其它人调整后，按下记忆键座椅直接自动恢复到记忆模式位置。在以上功能基础上还可以增加腰部调节支撑装置、头枕调节装置和座椅电加热装置，所述座椅电加热装置可以防止冬天真皮座椅冰屁股。

所述调节式座椅也可以采用气垫座椅或者立体音响座椅或者精神恢复座椅。

所述滚动式导轨是在导轨面之间放置滚珠、滚柱、滚针等滚动体，使导轨面之间的滑动摩擦变成为滚动摩擦。其优点包括：1）灵敏度高，且其动摩擦与静摩擦系数相差甚微，因而运动平稳，低速移动时不易出现爬行现象；2）定位精度高，重复定位精度可达0.2μm；3）摩擦阻力小，移动轻便，磨损小、精度保持性好。其缺点是：滚动导轨的抗震性较差，对防护要求较高。

所述滚珠导轨是以滚珠作为滚动体，运动灵敏度好，定位度高；但其承载能力和刚度较小，一般都需要通过预紧提高承载能力和刚度。为了避免在导轨上压出凹坑而丧失精度，一般采用淬火钢制造导轨面。滚珠导轨适用于运动部件质量不大，切削力较小的数控机床。

所述滚动式导轨也可采用滚柱导轨或者滚针导轨。

所述滚柱导轨的承载力及刚度都比滚珠导轨要大，但对于安装的要求也高。如安装不良会引起偏移和侧向滑动，使导轨磨损加快、降低精度。目前数控机床、特别是载荷较大的机床，通常都采用滚柱导轨。

所述滚针导轨的滚针比同直径的滚柱长度更长。滚针导轨的特点是尺寸小，结构紧凑。为了提高工作台的移动精度，滚针的尺寸应按直径分组。滚针导轨适用于导轨尺寸受限制的机床上。

所述直线导轨也可以采用滑动摩擦导轨，所述滑动摩擦导轨可以采用棱柱面导轨或者圆柱面导轨，所述棱柱面导轨可以采用三角形导轨或者矩形导轨或者燕尾形导轨或者组合式导轨，所述组合式导轨包括三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨各自以及两两之间的组合式导轨。所述直线导轨也可以采用弹性摩擦导轨或者流体摩擦导轨。

所述圆柱面导轨的优点是导轨面的加工和检验比较简单，易于达到较高的精度；缺点是对温度变化比较敏感，间隙不能调整。在多数情况下，圆柱面导轨的运动件不允许转动，为此，可采用各种防转结构。最简单的防转结构是在运动件和承导件的接触表面上作出平面、凸起或凹槽。利用辅助导向面可以更好地限制运动件的转动，适当增大辅助导向面与基本导向面之间的距离，可减小由导轨间的间隙所引起的转角误差。当辅助导向面也为圆柱面时，即构成双圆柱面导轨，它既能保证较高的导向精度,又能保证较大的承载能力。为了提高圆柱面导轨的精度，必须正确选择圆柱面导轨的配合。当导向精度要求较高时，常选用H7／f7或H7／S6配合。当导向精度要求不高时，可选用H8／f7或H8／s7配合。若仪器在温度变化不大的环境下工作，可按H7／h6或H7巧s6配合加工，然后再进行研磨直到能够平滑移动时为止。导轨的表面粗糙度可根据相应的精度等级决定。通常，被包容零件外表面的粗糙度小于包容件的内表面的粗糙度。

所述组合式导轨可以采用双三角形导轨，包括两条导轨，所述两条导轨同时起着支承和导向作用，故导轨的导向精度高，承载能力大，两条导轨磨损均匀，磨损后能自动补偿间隙，精度保持性好。但这种导轨的制造、检验和维修都比较困难，因为它要求四个导轨面都均匀接触，刮研劳动量较大。此外，这种导轨对温度变化比较敏感。

所述组合式导轨可以采用三角形-平面导轨，这种导轨保持了双三角形导轨导向精度高、承载能力大的优点，避免了由于热变形所引起的配合状况的变化，且工艺性比双三角形导轨大为改善，因而应用很广。缺点是两条导轨磨损不均匀，磨损后不能自动调整间隙。

所述光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机床固定部件上，光栅读数头装在机床活动部件上，指示光栅装在光栅读数头中。光栅检测装置的关键部分是光栅读数头，它由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件及调整机构等组成。

所述透射光栅属于衍射光栅的一种，是在透明玻璃上刻制很多条相互平行、等距、等宽的狭缝，利用多缝衍射原理，使复合光发生色散的光学元件。它可透过入射光，因而这种光栅的性能较差，所以光栅光谱仪均不采用它而采用反射光栅作为色散元件。透射式光栅是通过在一块很平的玻璃上刻出一系列等宽度等间距的刻痕做成的，刻痕处相当于毛玻璃，大部分光将不会透过，而两条刻痕之间则相当于一条狭缝，可以透光。

所述反射光栅是指在高反射率的金属上镀上一层金属膜，并在镜面金属膜上刻划一系列平行等宽、等距的刻线，简而言之，这种使白光反射，又能使光色散的光栅即为反射光栅。

本发明用于汽车驾驶室结构与布局的人机工程学设计及改善，结构简洁，便于安装，便于在使用中进行合理、准确地测试出符合操作者驾驶舒适的座椅1相关位置数据。本发明根据测试需求通过控制电动导轨5的电机实现滑块联动座椅支架2相对初始位置的前后方向移动，并通过光栅尺6上显示的位移数值，以测出所需要的相对位置数据。同时通过所述调整靠背角度结构调整座椅与靠背之间的角度用于测试出最适合操作者的驾驶坐姿角度。

本发明的工作原理：以测试座椅的位置和倾角为主，通过电动导轨（垂直方向、前后方向）总成实现被测试者使用座椅时位置调整工作，同时通过座椅椅背和椅面倾角调整机构实现被试者对椅背和椅面倾角的调整，通过对所述座椅位置、椅背和椅面倾角的综合性调整后，使被试者坐在座椅上的驾驶姿态相对于方向盘和脚踏板的位置能够达到最佳的自身感觉状态，同时将记录的座椅在驾驶室内的一系列空间位置数据经一定样本的数据统计分析，最终获得适合世界各国人们驾驶感觉舒适的座椅空间位置，以便有效指导技术人员对座椅在驾驶室内的优化布局设计工作。

Claims (10)

1.汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，包括座椅（1）、座椅支架（2）和模拟驾驶室支架，其特征在于，还包括滑道（3）、导轨支架（4）、电动导轨（5）和光栅尺（6），座椅支架（2）的下端与滑道（3）相连，所述模拟驾驶室支架的下端安装有电动导轨（5），电动导轨（5）上设有滑块，所述滑块与座椅支架（2）之间通过连接板相连接并形成联动结构，电动导轨（5）上安装有光栅尺（6）。

2.如权利要求1所述的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，其特征在于，座椅（1）安装在座椅支架（2）上，座椅支架（2）的下端固定在所述模拟驾驶室支架上，座椅支架（2）的初始位置设置成汽车行业标准中的相对位置，并且位置调整量应大于标准中的相应值，滑道（3）相对所述初始位置可前后移动。

3.如权利要求1所述的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，其特征在于，座椅（1）设有调整靠背角度结构。

4.如权利要求1所述的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，其特征在于，座椅（1）采用调节式座椅。

5.如权利要求4所述的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，其特征在于，所述调节式座椅采用气垫座椅。

6.如权利要求4所述的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，其特征在于，所述调节式座椅采用电动座椅。

7.如权利要求4所述的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，其特征在于，所述调节式座椅采用立体音响座椅。

8.如权利要求4所述的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，其特征在于，所述调节式座椅采用精神恢复座椅。

9.如权利要求6所述的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，其特征在于，所述电动座椅采用电动八向调节座椅。

10.如权利要求1所述的汽车驾驶座椅系统工效学测试装置，其特征在于，电动导轨（5）采用直线导轨。