CN114414230A - 一种座椅头枕耐久测试工装及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种座椅头枕耐久测试工装及测试方法，其中测试工装包括电控的竖向升降机构、水平滑动机构和伸缩机构，竖向升降机构的活动部固定连接水平滑动机构，水平滑动机构的活动部下方连接有头枕固定部，水平滑动机构的活动部还固定连接有伸缩机构，伸缩机构的动作部连接有解锁支架，该解锁支架上固定设置有解锁按钮，伸缩机构带动该解锁按钮沿着与水平滑动机构运动方向相垂直的方向运动；水平滑动机构与头枕固定部之间设置有第一测力元件，伸缩机构的动作部与解锁支架之间设置有第二测力元件。本发明还公开了基于测试工装的座椅头枕耐久测试方法。本发明的有益效果：能够实现具有复杂调节功能的头枕倾测试，测试方便，可控性好。

Description

一种座椅头枕耐久测试工装及测试方法

技术领域

本发明属于汽车座椅检测技术领域，设计座椅结构的耐久测试，具体涉及一种座椅头枕耐久测试工装及测试方法。

背景技术

为提高舒适性，汽车座椅一般设计成具有多姿态调节的能力。为验证其结构和功能耐久性，必须对初步定型的样品进行疲劳测试，以确认座椅整体尤其是各个调节组件的耐久性符合设计要求。可调节的座椅头枕使用越来越广泛，头枕杆一般插设在座椅靠背上，并自动锁定，在进行调节时，手动按压解锁按钮以实现解锁。头枕调节机构的耐久性测试是座椅测试的一项重要内容。专利文献CN207570785U公开了一种汽车座椅头枕耐久试验系统，能够自动化地进行头枕调节测试，但该试验系统仅能测试头枕的解锁和竖向调节功能，对于调节功能更复杂的头枕，无法利用该试验系统进行测试。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种座椅头枕耐久测试工装。

其技术方案如下：

一种座椅头枕耐久测试工装，其关键在于，包括电控的竖向升降机构、水平滑动机构和伸缩机构，所述竖向升降机构的活动部固定连接所述水平滑动机构，所述水平滑动机构的活动部下方连接有头枕固定部，所述水平滑动机构的活动部还固定连接有所述伸缩机构，所述伸缩机构的动作部连接有解锁支架，该解锁支架上固定设置有解锁按钮，所述伸缩机构带动该解锁按钮沿着与所述水平滑动机构运动方向相垂直的方向运动；

所述水平滑动机构与头枕固定部之间设置有第一测力元件，所述伸缩机构的动作部与所述解锁支架之间设置有第二测力元件。

作为优选，上述水平滑动机构包括悬臂，该悬臂的固定端与所述竖向升降机构的活动部固定连接，该悬臂的自由端背向所述竖向升降机构水平向外伸出，在该悬臂上沿着其走向固定设置有滑轨，该滑轨上设置有滑块，该滑块连接有直线驱动机构，该直线驱动机构驱动所述滑块在所述滑轨上滑动；

所述滑块形成所述水平滑动机构的活动部。

作为优选，上述滑块固定连接有矩形的安装板，该安装板水平设置，该安装板的中部与所述滑块连接，其两端分别伸出所述悬臂两侧；

所述安装板下方设置有所述头枕固定部；

在所述悬臂的一侧设置有所述直线驱动机构，所述直线驱动机构为直线式气缸，该直线式气缸的缸体与所述悬臂固定连接，该直线式气缸的活塞杆平行于所述悬臂伸出，所述活塞杆的伸出端连接有转接块，该转接块与所述安装板固定连接。

作为优选，上述头枕固定部为水平设置的固定板，该固定板通过所述第一测力元件与所述安装板连接，该固定板呈矩形，该固定板的长边与所述悬臂垂直；

在所述固定板上靠近其两端分别贯穿有条形安装孔，所述条形安装孔沿着所述固定板的长度方向设置，所述条形安装孔用于安装头枕连接件。

作为优选，上述伸缩机构为双导杆气缸，该双导杆气缸与所述直线式气缸分居于所述悬臂两侧；

该双导杆气缸的壳体落在所述安装板上并与其固定连接，该双导杆气缸的活塞杆背向所述悬臂水平伸出，该双导杆气缸的活塞杆伸出端与导杆之间连接有同一同步块，该同步块连接有所述解锁支架。

作为优选，上述解锁支架包括竖向杆，该竖向杆的上端与所述同步块之间通过所述第二测力元件连接，该竖向杆的下端固定连接有水平杆，该水平杆的一端与所述竖向杆连接，该水平杆的另一端向所述头枕固定部下方伸出，该水平杆的伸出端设置有所述解锁按钮；

所述竖向杆贯穿有长条孔，该长条孔沿着所述竖向杆延伸，该长条孔内穿设锁紧螺栓以将所述第二测力元件与所述竖向杆固定连接。

作为优选，上述水平杆穿设在所述竖向杆上并与其螺纹配合，所述水平杆上还设置有锁定螺母，该锁定螺母抵靠所述竖向杆以使所述水平杆定位；

所述解锁按钮由优力胶材料制成。

作为优选，上述竖向升降机构为电动滑轨，该电动滑轨包括相互卡扣并滑动配合的固定轨道和滑动轨道，该滑动轨道形成所述电动滑轨的活动部；

所述滑动轨道上固定设置有安装块，所述悬臂的固定端设置有固定块，该固定块与所述安装块螺栓连接。

本发明的目的之二在于提供一种座椅头枕测试方法。

其技术方案如下：

一种座椅头枕耐久测试方法，其关键在于采用如上任意一项所述的测试工装，其步骤包括：

步骤一、搭建测试系统：将所述测试工装安装于固定设置在试验台上的立柱上，通过所述竖向升降机构与所述立柱固定连接，再将座椅安装于试验台上，并使头枕位于所述头枕固定部下方，将头枕通过头枕连接件与所述头枕固定部连接；

步骤二、预测试：在进行步骤三、步骤四或步骤五的任意一项循环测试之前，先由所述测试工装带动头枕执行相应的测试动作，并重复规定的检查次数，以检查测试系统状态，确认无异常后再进行步骤三、步骤四或步骤五；

步骤三、升降调节循环测试：所述伸缩机构带动所述解锁按钮移动至解锁位置并顶压头枕按钮以解锁，所述竖向升降机构工作，带动头枕在调节范围内的最高位置和最低位置之间运动，进行升降调节测试，该升降调节往复循环规定的测试次数；

步骤四、倾斜调节循环测试：所述伸缩机构工作使所述解锁按钮移动至解锁位置使头枕按钮解锁，所述竖向升降机构和所述水平滑动机构协同工作，带动头枕在调节范围内的最大前倾斜位置和最大后倾斜位置之间进行倾斜调节测试，该倾斜调节往复循环规定的测试次数；

步骤五、解锁循环测试：初始状态时所述解锁按钮位于非解锁位置，不接触头枕按钮，然后所述伸缩机构带动所述解锁按钮移动至解锁位置并按压头枕按钮以使头枕解锁，再复位至非解锁位置，重复该过程进行解锁测试，该解锁动作往复循环规定的测试次数；

步骤三、步骤四和步骤五以任意先后顺序进行。

作为优选，上述步骤三中，所述竖向升降机构以不超过1000mm/min的速度带动头枕运动，并且头枕固定部对头枕的拉力或压力不超过100N；

所述步骤四中，头枕以8次/min的速率进行倾斜调节循环运动，且所述头枕固定部带动头枕进行倾斜调节时，作用于头枕铰链的扭力矩不超过10Nm；

所述步骤五中，解锁按钮以30N的力按压头枕按钮至其到达停止位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果：通过电控的调节机构，不仅能够实现头枕的上下调节测试，还能够自动化地实现头枕倾斜调节测试，并实时监测作用于头枕的载荷大小，据此调控调节机构的动作行程和速率，使整个测试过程在期望的载荷条件下进行，测试方便，可控性好。

附图说明

图1为本发明的测试工装的第一个视角的结构示意图；

图2为测试工装的第二个视角的结构示意图；

图3为测试工装的第三个视角的结构示意图；

图4为测试工装安装与试验台立柱上的示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1～3所示，一种座椅头枕耐久测试工装，包括电控的竖向升降机构100、水平滑动机构200和伸缩机构300，所述竖向升降机构100的活动部固定连接所述水平滑动机构200，所述水平滑动机构200的活动部下方连接有头枕固定部500，所述水平滑动机构200的活动部还固定连接有所述伸缩机构300，所述伸缩机构300的动作部连接有解锁支架400，该解锁支架400上固定设置有解锁按钮430，所述伸缩机构300带动该解锁按钮430沿着与所述水平滑动机构200运动方向相垂直的方向运动。

所述水平滑动机构200与头枕固定部500之间设置有第一测力元件600，所述伸缩机构300的动作部与所述解锁支架400之间设置有第二测力元件700。第一测力元件600和第二测力元件700均可以是拉压力传感器。

竖向升降机构100、水平滑动机构200和伸缩机构300均被同一控制装置所控制，根据指令进行相应行程和速率的动作，图中未示出控制装置。同时，第一测力元件600和第二测力元件700测得的力实时传递给控制装置，控制装置据此对竖向升降机构100、水平滑动机构200和伸缩机构300的动作进行调节。通过控制装置来控制各个机构的运动是现有成熟技术。

如图3所示，本实施例中，所述竖向升降机构100为电动滑轨，该电动滑轨包括相互卡扣并滑动配合的固定轨道110和滑动轨道120，该滑动轨道120形成所述电动滑轨的活动部。电动滑轨能够实现竖向无级调节。

所述滑动轨道120上固定设置有安装块130，所述悬臂210的固定端设置有固定块211，该固定块211与所述安装块130螺栓连接。

如图1所示，所述水平滑动机构200包括悬臂210，该悬臂210的固定端设置有固定块211，滑动轨道120上固定设置有安装块130，固定块211与安装块130螺栓连接，从而使悬臂210随滑动轨道120一起运动。悬臂210的自由端背向所述竖向升降机构水平向外伸出，在该悬臂210上沿着其走向固定设置有滑轨220，该滑轨220上设置有滑块230，该滑块230连接有直线驱动机构240，该直线驱动机构240驱动所述滑块230在所述滑轨220上滑动，所述滑块230形成所述水平滑动机构200的活动部。具体地，滑轨220通过螺栓固定在悬臂210下方，滑块230位于滑轨220下方。

所述滑块230下方固定连接有矩形的安装板260，该安装板260水平设置，该安装板260的中部与所述滑块230连接，其两端分别伸出所述悬臂210两侧。所述安装板260下方设置有所述头枕固定部500。

在所述悬臂210的一侧设置有所述直线驱动机构240，所述直线驱动机构240为直线式气缸，该直线式气缸的缸体与所述悬臂210固定连接，该直线式气缸的活塞杆平行于所述悬臂210伸出，所述活塞杆的伸出端连接有转接块250。转接块250呈L形，转接块250的水平部落在安装板260上并与其通过螺栓连接，转接块250的竖向部下端与其水平部连接，转接块250的竖向部上端向上伸出，并与活塞杆的伸出端连接。

所述头枕固定部500为水平设置的固定板，该固定板通过所述第一测力元件600与所述安装板260连接，该固定板呈矩形，该固定板的长边与所述悬臂210垂直。在所述固定板上靠近其两端分别贯穿有条形安装孔510，所述条形安装孔510沿着所述固定板的长度方向设置，所述条形安装孔510用于安装头枕连接件。使用时，头枕连接件与头枕固定连接，从而使头枕与头枕固定部500保持固定。固定板上开设条形安装孔510的目的在于，便于移动头枕连接件的位置，从而能够适应不同尺寸的头枕，同时也方便根据头枕形状选择适当地位置安装头枕连接件。

所述伸缩机构300为双导杆气缸，该双导杆气缸与所述直线式气缸分居于所述悬臂210两侧。

该双导杆气缸的壳体落在所述安装板260上并与其固定连接，该双导杆气缸的活塞杆背向所述悬臂210水平伸出，该双导杆气缸的活塞杆伸出端与导杆之间连接有同一同步块，该同步块连接有所述解锁支架400。

如图2和3所示，所述解锁支架400包括竖向杆410，该竖向杆410的上端与所述同步块之间通过所述第二测力元件700连接，该竖向杆410的下端固定连接有水平杆420，该水平杆420的一端与所述竖向杆410连接，该水平杆420的另一端向所述头枕固定部500下方伸出，该水平杆420的伸出端设置有所述解锁按钮430。所述竖向杆410贯穿有长条孔411，该长条孔411沿着所述竖向杆410延伸，该长条孔411内穿设锁紧螺栓以将所述第二测力元件700与所述竖向杆410固定连接，以便于上下调节竖向杆410。

所述水平杆420穿设在所述竖向杆410上并与其螺纹配合，所述水平杆420上还设置有锁定螺母440，该锁定螺母440抵靠所述竖向杆410以使所述水平杆420定位，便于调节水平杆向头枕固定部500下方伸出的长度。所述解锁按钮430由优力胶即聚氨酯PU弹性体材料制成，防止损坏头枕按钮。

解锁支架400可以在竖向和水平方向进行调节，从而适应不同尺寸和形状的座椅。

采用上述测试工装进行头枕耐久测试的方法为：

一种座椅头枕耐久测试方法，其步骤包括：

步骤一、搭建测试系统：如图4，将所述测试工装安装于固定设置在试验台900上的立柱800上，通过电动滑轨与所述立柱800固定连接，具体地，滑动轨道120上开设避让孔，通过该避让孔将固定轨道110通过螺栓竖向固定在立柱800侧壁上；再将座椅(图中未示出)安装于试验台900上，座椅靠背朝向电动滑轨，并使头枕位于所述头枕固定部500下方，将头枕通过头枕连接件与所述头枕固定部500连接；头枕固定部500对头枕的作用力应当加载在头枕中心面上，并作用于头枕的刚性部件上，或者沿着刚性部件加载，刚性部件可以是头枕骨架；

步骤二、预测试：在进行步骤三、步骤四或步骤五的任意一项循环测试之前，先由所述测试工装带动头枕执行相应的测试动作，并重复规定的检查次数，本实施例确定为10次，以检查测试系统状态，确认无异常后再进行步骤三、步骤四或步骤五；

步骤三、升降调节循环测试：所述伸缩机构300带动所述解锁按钮430移动至解锁位置并顶压头枕按钮以解锁，所述竖向升降机构100工作，带动头枕在调节范围内的最高位置和最低位置之间运动，进行升降调节测试，该升降调节往复循环规定的测试次数，本实施例确定为4000次；升降调节过程中，确保不使头枕倾斜；所述竖向升降机构100以不超过1000mm/min的速度带动头枕运动，本实施例确定为以100mm/min的速度进行运动调节，测试过程中，根据第一拉压力传感器的测得的力，灵活调节竖向升降机构100活动部的移动速度，确保头枕固定部500对头枕的拉力或压力不超过100N；

步骤四、倾斜调节循环测试：所述伸缩机构300工作使所述解锁按钮430移动至解锁位置使头枕按钮解锁，所述竖向升降机构100和所述水平滑动机构200协同工作，带动头枕在调节范围内的最大前倾斜位置和最大后倾斜位置之间进行倾斜调节测试，该倾斜调节往复循环规定的测试次数，本实施例确定为4000次；本实施例中，头枕以8次/min的速率进行倾斜调节循环运动，且所述头枕固定部500带动头枕进行倾斜调节时，作用于头枕铰链的扭力矩不超过10Nm，扭力矩的监测也可以根据第一拉压力传感器的测得的力，由控制装置灵活调节竖向升降机构100活动部以及水平滑动机构200活动部的移动速度；

步骤五、解锁循环测试：初始状态时所述解锁按钮430位于非解锁位置，不接触头枕按钮，然后所述伸缩机构300带动所述解锁按钮430移动至解锁位置并按压头枕按钮以使头枕解锁，再复位至非解锁位置，重复该过程进行解锁测试，该解锁动作往复循环规定的测试次数，本实施例确定为4000次；解锁按钮430以30N的力按压头枕按钮至其到达停止位置，测试过程中，根据第二拉压力传感器测得的力，调节伸缩机构300活动部的伸缩速度和位移量，从而控制解锁按钮430作用于头枕按钮的力。

其中倾斜调节循环测试过程中，直线式气缸活塞杆进行前后方向的运动，而电动滑轨配合其进行上下调节，从而使头枕固定部500进行竖向面内的复合运动，适应头枕倾斜调节时的位置和高度变化。

步骤三、步骤四和步骤五允许以任意先后顺序进行。根据头枕是否能够完成各项循环测试，以及循环测试后的结果，判断头枕调节结构的耐久性。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种座椅头枕耐久测试工装，其特征在于：包括电控的竖向升降机构(100)、水平滑动机构(200)和伸缩机构(300)，所述竖向升降机构(100)的活动部固定连接所述水平滑动机构(200)，所述水平滑动机构(200)的活动部下方连接有头枕固定部(500)，所述水平滑动机构(200)的活动部还固定连接有所述伸缩机构(300)，所述伸缩机构(300)的动作部连接有解锁支架(400)，该解锁支架(400)上固定设置有解锁按钮(430)，所述伸缩机构(300)带动该解锁按钮(430)沿着与所述水平滑动机构(200)运动方向相垂直的方向运动；

所述水平滑动机构(200)与头枕固定部(500)之间设置有第一测力元件(600)，所述伸缩机构(300)的动作部与所述解锁支架(400)之间设置有第二测力元件(700)。

2.根据权利要求1所述的一种座椅头枕耐久测试工装，其特征在于：所述水平滑动机构(200)包括悬臂(210)，该悬臂(210)的固定端与所述竖向升降机构(100)的活动部固定连接，该悬臂(210)的自由端背向所述竖向升降机构水平向外伸出，在该悬臂(210)上沿着其走向固定设置有滑轨(220)，该滑轨(220)上设置有滑块(230)，该滑块(230)连接有直线驱动机构(240)，该直线驱动机构(240)驱动所述滑块(230)在所述滑轨(220)上滑动；

所述滑块(230)形成所述水平滑动机构(200)的活动部。

3.根据权利要求2所述的一种座椅头枕耐久测试工装，其特征在于：所述滑块(230)固定连接有矩形的安装板(260)，该安装板(260)水平设置，该安装板(260)的中部与所述滑块(230)连接，其两端分别伸出所述悬臂(210)两侧；

所述安装板(260)下方设置有所述头枕固定部(500)；

在所述悬臂(210)的一侧设置有所述直线驱动机构(240)，所述直线驱动机构(240)为直线式气缸，该直线式气缸的缸体与所述悬臂(210)固定连接，该直线式气缸的活塞杆平行于所述悬臂(210)伸出，所述活塞杆的伸出端连接有转接块(250)，该转接块(250)与所述安装板(260)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种座椅头枕耐久测试工装，其特征在于：所述头枕固定部(500)为水平设置的固定板，该固定板通过所述第一测力元件(600)与所述安装板(260)连接，该固定板呈矩形，该固定板的长边与所述悬臂(210)垂直；

在所述固定板上靠近其两端分别贯穿有条形安装孔(510)，所述条形安装孔(510)沿着所述固定板的长度方向设置，所述条形安装孔(510)用于安装头枕连接件。

5.根据权利要求3所述的一种座椅头枕耐久测试工装，其特征在于：所述伸缩机构(300)为双导杆气缸，该双导杆气缸与所述直线式气缸分居于所述悬臂(210)两侧；

该双导杆气缸的壳体落在所述安装板(260)上并与其固定连接，该双导杆气缸的活塞杆背向所述悬臂(210)水平伸出，该双导杆气缸的活塞杆伸出端与导杆之间连接有同一同步块，该同步块连接有所述解锁支架(400)。

6.根据权利要求5所述的一种座椅头枕耐久测试工装，其特征在于：所述解锁支架(400)包括竖向杆(410)，该竖向杆(410)的上端与所述同步块之间通过所述第二测力元件(700)连接，该竖向杆(410)的下端固定连接有水平杆(420)，该水平杆(420)的一端与所述竖向杆(410)连接，该水平杆(420)的另一端向所述头枕固定部(500)下方伸出，该水平杆(420)的伸出端设置有所述解锁按钮(430)；

所述竖向杆(410)贯穿有长条孔(411)，该长条孔(411)沿着所述竖向杆(410)延伸，该长条孔(411)内穿设锁紧螺栓以将所述第二测力元件(700)与所述竖向杆(410)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种座椅头枕耐久测试工装，其特征在于：所述水平杆(420)穿设在所述竖向杆(410)上并与其螺纹配合，所述水平杆(420)上还设置有锁定螺母(440)，该锁定螺母(440)抵靠所述竖向杆(410)以使所述水平杆(420)定位；

所述解锁按钮(430)由优力胶材料制成。

8.根据权利要求2所述的一种座椅头枕耐久测试工装，其特征在于：所述竖向升降机构(100)为电动滑轨，该电动滑轨包括相互卡扣并滑动配合的固定轨道(110)和滑动轨道(120)，该滑动轨道(120)形成所述电动滑轨的活动部；

所述滑动轨道(120)上固定设置有安装块(130)，所述悬臂(210)的固定端设置有固定块(211)，该固定块(211)与所述安装块(130)螺栓连接。

9.一种座椅头枕耐久测试方法，其特征在于采用如权利要求1～9任意一项所述的测试工装，其步骤包括：

步骤一、搭建测试系统：将所述测试工装安装于固定设置在试验台(900)上的立柱(800)上，通过所述竖向升降机构(100)与所述立柱(800)固定连接，再将座椅安装于试验台(900)上，并使头枕位于所述头枕固定部(500)下方，将头枕通过头枕连接件与所述头枕固定部(500)连接；

步骤二、预测试：在进行步骤三、步骤四或步骤五的任意一项循环测试之前，先由所述测试工装带动头枕执行相应的测试动作，并重复规定的检查次数，以检查测试系统状态，确认无异常后再进行步骤三、步骤四或步骤五；

步骤三、升降调节循环测试：所述伸缩机构(300)带动所述解锁按钮(430)移动至解锁位置并顶压头枕按钮以解锁，所述竖向升降机构(100)工作，带动头枕在调节范围内的最高位置和最低位置之间运动，进行升降调节测试，该升降调节往复循环规定的测试次数；

步骤四、倾斜调节循环测试：所述伸缩机构(300)工作使所述解锁按钮(430)移动至解锁位置使头枕按钮解锁，所述竖向升降机构(100)和所述水平滑动机构(200)协同工作，带动头枕在调节范围内的最大前倾斜位置和最大后倾斜位置之间进行倾斜调节测试，该倾斜调节往复循环规定的测试次数；

步骤五、解锁循环测试：初始状态时所述解锁按钮(430)位于非解锁位置，不接触头枕按钮，然后所述伸缩机构(300)带动所述解锁按钮(430)移动至解锁位置并按压头枕按钮以使头枕解锁，再复位至非解锁位置，重复该过程进行解锁测试，该解锁动作往复循环规定的测试次数；

步骤三、步骤四和步骤五以任意先后顺序进行。

10.根据权利要求9所述的座椅头枕耐久测试方法，其特征在于：所述步骤三中，所述竖向升降机构(100)以不超过1000mm/min的速度带动头枕运动，并且头枕固定部(500)对头枕的拉力或压力不超过100N；

所述步骤四中，头枕以8次/min的速率进行倾斜调节循环运动，且所述头枕固定部(500)带动头枕进行倾斜调节时，作用于头枕铰链的扭力矩不超过10Nm；

所述步骤五中，解锁按钮(430)以30N的力按压头枕按钮至其到达停止位置。

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