CN1197739A - 座椅测试机的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种能准确测试汽车座椅元件耐久性的座椅测试机的驱动装置,包括:一个扭转件,与座椅元件摩擦和冲击配合;一个共用的动力源,驱动第一机构使座椅元件沿第一轴往复运动,并驱动第二机构使扭转件围绕旋转轴往复运动;和机构,使扭转件在一个模拟坐椅者的重力载荷下与座椅元件反复配合和脱离。

Description

座椅测试机的驱动装置

本发明涉及一种汽车座椅测试机的驱动装置，它利用一个共用的驱动装置沿第一轴选择地使座椅元件往复运动，并选择地围绕旋转轴摆动一个扭转件。更特别地，本发明包括使扭转件沿所述旋转轴反复移动的机构，以一个变化的重力载荷配合座椅元件，以便准确测量汽车座椅耐久性。

通常，汽车座椅由于反复使用和由于路面不平引起的车的振动而随时间变坏，座椅外层会起皱和/或拉伸，并且由于坐椅者对座椅各部分的循环力，内部的聚氨酯泡沫会被压下，并会失去完整性。因此，在座椅上的不断磨损可造成变形，座椅则起不到设计的功能。

一般，座椅测试机使用一个实物大小的座椅，通过在座椅各部反复加力测试座椅内部的结构和外部的组织。

早期的测试用一个实在的坐椅者。然而，这个方法由于在观察和监视中用过长的时间而受到限制。如此长时间测试产生的是低的效率和不可靠的结果。

为了消除早期方法中的问题进行了各种努力。其中的两个公知方法是(1)日本专利No.1-51767“汽车座椅内部测试机”；(2)专利No.4-15893“坐上下来汽车座椅测试机”中所公布的方法。

日本专利No.1-51767公开的“汽车座椅内部测试机”提出一种测试装置，它使用一个具有一个操作水平仪的倾斜的座椅；一个与操作装置结合的提升弹簧机构；一个与倾斜机构连接的铰链；和一个由手柄控制的提升弹簧机构。一个旋转臂位于座椅背后，使倾斜的座椅复位并提升弹簧机构。分别使用各控制器控制该测试机。

日本专利“坐上下来汽车座椅测试机”包括一个机体，带有第一可前后移动件；第二横向可移动件；第三垂直向可移动件；一个模拟坐椅者坐上和起来的整体测试件；一个旋转鼓，装到整体测试件上，向靠着座椅的各方向加摩擦力。而且，该机具有识别包括斜坡等的路况的特点。

虽然第一种方式通过自动化元件消除了倾斜座椅的反复测试，但它不能测试座椅外部组织和内部聚氨酯泡沫的耐久性和冲击结果。

第二种方式需要组装一个实际的座椅测试座椅的外部组织和对内部聚氨酯泡沫的冲击。而且，它不能预计坐椅者的变化的重量。因此，这种测试的结果比装有可改变重量装置的测试机的准确度和可靠性都低。

另外，第二种方式要用多个操作装置操作该发明涉及的多个机构，使得制造成本和能耗高。

另一个公知的发明是美国专利No.5,641,917“多轴座椅耐久性测试机”。

它提出的多轴座椅耐久性测试机包括一个座椅架和一个加载的元件；一个位于加载件和座椅架间的前后可选择移动的机构；一个位于加载件和座椅架间的横向可选择移动机构；一个模拟人后部形状的配合件；和一个加载元件，它用垂直加载在垂直方向偏压配合件紧靠座椅。

但是，多轴座椅测试机仍需要用一个实物大小的座椅。它还要几个轴测试座椅的内部；而且，机器的复杂组装具有相同的高制造成本和高能耗的缺点。

因此本发明的目的是提供一个驱动汽车座椅测试机的装置，它利用一个共用的动力装置，使座椅元件沿一个第一轴往复运动，并使一个扭转件围绕一个旋转轴摆动。而且，本发明的目的是减少驱动装置的数量，使制造成本和能耗下降。

本发明的另一个目的是通过提供可沿所述旋转轴反复移动扭转件与座椅元件冲击配合的机构，准确测定汽车座椅的耐久性，该座椅元件具有变化的重力载荷，并模拟坐椅者的不同载荷状态。

本发明的基本目的是提供一个驱动汽车座椅测试机的装置，它包括一个座椅元件；一个沿旋转轴移动与座椅元件配合的扭转件；一个共用的动力源，以驱动一个能使座椅元件沿第一轴往复运动的第一机构，并驱动一个使扭转件围绕旋转轴摆动的第二机构；及垂直加载和提升机构，其沿旋转轴移动扭转件，致使扭转件在模拟坐椅者变化重量的重力载荷下与座椅元件配合和脱离。

扭转件也包括一个接触座椅元件的摩擦件。

第一机构和第二机构由共用的电机驱动，并装有一个减速齿轮，以控制电机的动力输出。

第一机构包括一个下轴向轴，它在垂直向穿过下架，然后连接到第一旋转盘的中心部；一个第一滑动轴，连接到滑动盘上，沿X向运动；和一个第一曲轴，位于第一滑动轴和第一旋转盘之间。

第一曲轴的一端连接到第三连接件的一端，依次可旋转地连接到第一选择盘。第一曲轴的另一端连接到一个第四连接件，依次可旋转地连接到第一滑动轴。

第二机构连接到第二连接装置的顶部，还包括：一个上轴向轴，其连接到第二连接装置，在垂直方向穿过上架；一个第二滑动轴，可旋转地由第三和第四导向件支承，以沿X向直线运动；一个第一旋转齿轮，在轴线方向连接上轴向轴的上端，并随上轴向轴旋转；一个第二旋转齿轮，与第一旋转齿轮固定配合；一个第五连接件，在第二旋转齿轮和第二曲轴之间；一个第六连接件，在第二曲轴和第二滑动轴之间；和一个扭转机构，响应第二滑动轴的往复运动。

扭转机构进一步包括一个扭转件；一个扭转器轴，一端在轴线方向连接摩擦件中心点，另一端穿过第一小齿轮；第二滑动轴，带有第一带齿件，其沿第一小齿轮的圆周配合，以在扭转运动中旋转扭转器轴。

垂直加载机构连接到扭转器轴顶部，包括多个压铁，扭转器轴能形成一个在座椅元件的基本垂直方向上的重力冲击载荷；一个具有第二带齿件的第一齿轮轴，一个具有第三带齿件的第二齿轮轴，在垂直方向连接到垂直加载机构的底部，并向下穿过上架和中架；一个第五和一个第六导向件，位于中架内，分别使第一和第二齿轮轴通过。中架包括一个提升机构，将扭转器轴在基本垂直方向提升而脱离与座椅元件配合。

本发明目的是提供中架，它包括一个水平轴；一个电子离合器，连接到水平轴一端；，一个第二电机，连接到电子离合器；和一个第二小齿轮和一个第三小齿轮，沿水平轴圆周连接，分别与第二和第三带齿件配合和脱离。

图1为示出本发明一实施例的座椅测试机的透视图；

图2为示出本发明一实施例的座椅测试机的侧视图；

图3为示出本发明一实施例的驱动座椅测试机的动力产生装置的侧视图；

图4为示出本发明一实施例的座椅测试机的顶视图；

图5为示出本发明一实施例的座椅测试机垂直加载装置的主视图；

图6为示出本发明一实施例沿图2A-A向的剖面图；

图7为示出本发明一实施例沿图6B-B向的电子离合器的剖面图；

图7A示出本发明一实施例的电子离合器处于断开位置；

图7B示出本发明一实施例的电子离合器处于接通位置。

本发明的座椅测试机驱动装置包括：一个壳体10，带有底盘11；一个立柱12，装在底盘11中部；一个上架13，沿水平方向连接到立柱12上端；一个下架14，沿水平方向连接到立柱一侧；和一个中架15，沿水平方向连接到立柱12一侧，远离下架14延伸。

本发明还包括一个座椅元件20，代表被测试的实际汽车座椅的外部组织结构和聚氨酯泡沫内部结构的一小部分。

座椅元件由座椅支承装置16支承，进行沿第一和第二轴的往复运动。

此外，本发明包括：一个扭转件30，围绕一旋转轴摆动以与座椅元件20配合；一个摩擦件31，与扭转件30的底部连接；一个第一机构，沿第一轴使座椅元件20往复运动；一个第二机构，沿旋转轴使扭转件12摆动与座椅元件20配合；一个垂直加载机构，在基本的垂直方向反复地向座椅元件20施加冲击配合载荷；和一个驱动装置，驱动这些第一机构和第二机构。

最好，驱动装置包括多个连接装置，将一个共同的电机产生的动力传递到第一和第二机构。

现在更详细地参考上述的具体实施例。本发明包括一个第一电机41，装在下架14的顶部；一个第一旋转轴42，连接在第一电机41上；一个减速齿轮43，连接在第一电机41上；一个第三连接装置40，设在第一旋转轴和减速齿轮43间；一个上主轴61，可旋转连接在减速齿轮43上部；和一个下主轴55，可旋转地连接在减速齿轮43的下部。

第一机构还包括一个第一连接装置52，连接在下主轴51的下端；一个下轴向轴53，一端连接到第一连接装置52，并穿过下架14；一个第一旋转盘54，在一个轴线方向连接下轴向轴53的底部；一个第一曲轴58，在径向上连接第一旋转盘54；一个下滑动轴56，插在滑动盘17和第一曲轴58之间；一个第一连接件55，可旋转地在径向上连接第一旋转盘的一侧，并在另一端连接第一曲轴58；和一个第二连接件57，可旋转地一端连接第一曲轴58，另一端连接下滑动轴56。

在立柱12的底部，下滑动轴56可旋转地由第一导向件59和第二导向件59’支承，使下滑动轴56沿X方向直线运动。

第二机构包括一个第二连接装置62；一个上轴向轴63，连接在第二连接装置62，在向上垂直方向穿过上架13；一个第一旋转齿轮64，在轴线方向连接上轴向轴64的一端；一个第二旋转齿轮65，与第一旋转齿轮64配合；一个第三连接件70，在径向上可旋转地连接第二旋转齿轮65的上部；一个第二曲轴72，一端连接第三连接件70，另一端可旋转地连接一个第四连接件71；一个上滑动轴69，一端连接第四连接件71，另一端可旋转地由一个第三导向件66和第四导向件67支承，使第二滑动轴69沿X方向往复运动；和扭动件30，随着上滑动轴69的往复运动，形成扭转运动。

应理解，第一和第二旋转齿轮64和65的数量不限为仅这两个。

扭转机构的具体实施例进一步包括一个扭转器轴73，一端在轴线方向连接扭转件30的中心点，另一端穿过第一小齿轮74。具有第一带齿件68的上滑动轴69使扭转器轴73随着与第一小齿轮74的配合摆动。

垂直加载机构包括一个压铁盘82，支承沿扭转器轴73上端装的多个压铁81；一个具有第二带齿件87的第一齿轮轴85，一个具有第三带齿件88的第二齿轮轴86，都连接在压铁盘82的底部，向下穿过上架13和中架15；一个第五和一个第六导向件83和84，在垂直方向上装在上架13上，使第一和第二齿轮轴85和86通过静止的上架13自由上下运动；一个水平轴89，设在中架15内，端部连接电子离合器93；一个第二电机94，连接电子离合器93；一个第二和一个第三小齿轮91和92，沿水平轴89连接，分别与第二和第三带齿件87和88配合。

如图7A和7B所示，使用一个共用的电子离合器。驱动水平轴88的电子离合器93由第二电机94驱动，并包括一个摩擦盘95，它根据如图7箭头所示电流方向可选择地运动。应理解，因为这是通用的，在此省略其详细省略其说明。

应注意，表示轴承的符号B1，B2和B6，图中示出但未说明。

本发明优选实施例的工作说明如下：

首先，将座椅元件20装在座椅支承装置16上，将摩擦件31固定到扭转件30上。然后，将一定量的压铁81放在压铁盘82上。

如上地安装好后，启动座椅测试机。然后，第一电机41和第二电机94驱动座椅元件20对准座椅支承装置16往复运动，并使扭转件30围绕旋转轴摆动。同时，扭转器轴73沿旋转轴在基本垂直方向上运动，使摩擦件31与座椅元件20配合，并测试座椅元件20的构成和组件的耐久性。扭转器轴73沿旋转轴73的垂直运动独立地运行，不干扰扭转器轴73的扭转运动。

现详细说明上述操作。由第一电机41产生的动力通过减速齿轮43，并同时依次驱动下主轴51和上主轴61。

然后，传给下主轴51的动力依次驱动下轴向轴53，第一旋转盘54，第一曲轴58，和第一滑动轴56，使下滑动轴56沿第一轴往复运动。

下滑动轴56的前后运动通过一个旋转-直线运动转换器实现，它包括第一旋转盘54和在径向上连接到第一旋转盘54的第一曲轴58。

因此，连接到下滑动轴56的滑动盘使座椅支承装置16和装在其上的座椅元件20沿第一轴往复运动。

相似地，传递到上主轴61的动力依次驱动上轴向轴63，第一旋转齿轮64，第二旋转齿轮65和第二曲轴72，使上滑动轴69往复运动。

上滑动轴69的直线运动由一个第二旋转-直线运动转换器完成，它包括在径向上连接到第二旋转齿轮65的第二曲轴72，第三导向件66和第四导向件67。

在上滑动轴69运动过程中，上滑动轴69的第一带齿件68与使扭转器轴73和第一小齿轮74摆动的第一小齿轮74配合。扭转器轴73的运动使扭转件30和摩擦件31与在座椅支承装置16上的座椅元件20在预定的旋转方向配合。

在这时，当扭转轴73向下运动，并且扭转件30和摩擦件31与座椅元件20接触时，电子离合器93不启动，见图7A，摩擦盘95处在带有间隙(用“C”所示)的位置。因此，第二电机94的动力不传递到水平轴89。

在模拟坐椅者的一个载荷冲击下，电子离合器93启动。冲击时，电子离合器91接受一个电子信号，摩擦盘95在如图7B所示的Z向运动，使水平轴89在中架15内旋转。

当离合器91启动时，第二小齿轮91和第三小齿轮92与第二带齿件87和第三带齿件88分别配合，依次驱动第一齿轮轴85和第二齿轮轴86向上运动。第一齿轮轴85和第二齿轮轴86的向上运动使扭转器轴73和装在压铁盘82上的多个压铁81在同一方向上上升。

在扭转器轴73升到最高点后，监视装置测到压铁盘82的最终位置(图中未示出)，发信号给一个控制器，它又发信号给电子离合器93，使之关闭。

因此，第一齿轮轴85和第二齿轮轴86由于从水平轴89和装在其上的第二和第三小齿轮来的任何相反力而自由下降。

因此，第二电机94停止旋转水平轴94，并使装在盘82上的多个压铁81产生的重力向下移动扭转器轴73，形成与座椅元件20的冲击配合。而且，扭转件30和摩擦件31的扭转运动形成与座椅元件20的摩擦配合。根据这些重复的冲击和摩擦配合，实现座椅元件的结构测试。

使用电子离合器93的控制器可控制扭转轴73的运动频率。

最好，在第一方向跨过座椅元件20的行程应为大约150mm±5mm，跨过座椅元件20的可变速度应约为11-22次/分。扭转件30的扭转角应为15°±1°，22.5°±1或30°±1°，可变速度应为大约5.5-11次/分。手动或自动开关可启动第一电机41。

第一电机41是三相交流电机组，它包括一个同步电机和一个异步电机，异步电机的速度由变换器供给的频率线确定，并还包括一个转换器，将交流变成直流。

第一电机41的可变速度可通过一速度表数字化显示。

虽然，上面已说明了本发明的各优选的实施例，应理解，对于本领域技术人员来说明显的是本文所述的基本发明原理的很多改变仍包括在后附权利要求限定的精神和范围内。

Claims (8)

1.一种汽车座椅元件耐久性测试装置，包括：

一个壳体，带有可支承在基本水平方向的底盘；

一个支承装置，装在所述底盘上，支承要测试的座椅元件；

一个扭转组件，具有一个测试头件，所述扭转组件可在所述测试头件和支承装置之间移动，选择地与至少所述座椅元件表面的一部分配合；

一个第一机构，可使所述支承装置沿基本平行所述底盘的第一轴往复运动；

一个第二机构，可使所述扭转组件的测试头件围绕旋转轴摆动，所述旋转轴基本垂直于所述底盘；

一个垂直加载机构，可选择地使所述扭转组件沿所述旋转轴在基本垂直方向上移动，从而使所述测试头件与所述支承装置上的所述座椅元件配合；

一个提升机构，可选择地使所述扭转组件沿所述旋转轴在基本垂直方向上移动，从而使所述测试头件脱离与所述支承装置上的所述座椅元件的配合；

一个第一电机装置，运行所述第一机构和第二机构；

一个第二电机装置，可驱动运行所述提升机构；

控制装置，选择地使所述第一电机装置与所述第一机构和第二机构配合运行。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制装置还包括：

第一连接装置，设在所述第一电机装置和所述第一机构间，从所述第一电机装置向所述第一机构传送动力；和

第二连接装置，设在所述第一电机装置和所述第二机构间，从所述第一电机装置向所述第二机构传送动力。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述支承装置还包括一个滑动盘，由所述第一机构驱动。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一机构还包括一个第一旋转-直线运转换器，连接所述滑动盘。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二机构还包括一个第二旋转-直线运动转换器，连接所述扭转组件。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述扭转组件还包括一个扭转器轴，连接到所述测试头件中心部，并沿所述旋转轴设置，从而使所述扭转轴随着所述第二旋转-直线运动转换器运动。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述垂直加载装置还包括多个滑动轴，所述滑动轴的上自由端为远离所述测试头件的所述滑动轴的相反端，可配合多个压铁件，形成一个重力载荷。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述提升机构还包括：

一个可选择操纵的离合器，用于与所述垂直加载机构配合和脱离，从而使所述测试头件与所述支承装置上的所述座椅元件配合和脱离；和

一个水平轴，连接所述离合器，可选择地脱离所述滑动轴，使所述垂直加载机构在重力下将所述测试头件移动到与所述支承装置上的所述座椅元件垂直冲击配合。

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