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汽车座椅全方位疲劳振动试验台

汽车座椅检测是汽车部件检测的重要环节，对座椅加载振动检测是模拟真实环境进行检测的过程，为汽车制造提供真实的理论数据。振动是影响汽车座椅寿命的重要因素， 汽车运行过程中，由于道路原因以及启动、刹车等工况下汽车将主要产生相对于地面垂直及水平方向的振动；汽车上座椅将产生同样的振动。同时，坐在座椅上的驾乘者，也会由于振动惯性，会对座椅产生复合外力作用。
现有技术中，具有满足模拟复合外力的汽车座椅振动试验要求的试验台，本试验台功能较为齐全，能够满足检测需要；但是现有的模拟复合外力汽车座椅试验台附件多、结构复杂，成本高，精度低，不易维护；并且由于成本问题，难以在中、小企业中推广应用。而结构简单、成本低的试验台仅仅可以实现单一方向的振动，不能同时进行复合振动，无法实现汽车座椅需要的模拟复合外力振动实验。
因此，需要一种汽车座椅振动疲劳检测装置，根据需要可以实现对座椅的单一方向的振动，也可以进行复合外力振动，结构简单，操作方便，制作成本低。
 
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种汽车座椅全方位疲劳振动试验台，根据需要可以实现对座椅的单一方向的振动，也可以进行复合外力振动，结构简单，操作方便，制作成本低。
本发明的汽车座椅全方位疲劳振动试验台，包括底座、座椅安装平台、水平振动装置、竖直振动装置和臀部模拟装置；
所述水平振动装置包括通过直线导轨设置在底座上的水平拖板和用于驱动水平拖板沿直线导轨往复运动的水平振动电机；
竖直振动装置包括竖直振动电机和竖直设置的导杆，所述竖直振动电机外壳固定设置在水平拖板上，转子轴驱动座椅安装平台上下往复运动；
臀部模拟装置包括支座、摇臂、假臀转动电机和假臀，所述支座固定设置在底座上，所述摇臂以可在竖直平面摆动的方式单自由度铰接在支座上，假臀转动电机外壳固定设置在摇臂自由端，转子轴向下延伸传动配合连接假臀，假臀正对座椅安装平台上的待检测汽车座椅。
进一步，所述水平振动电机通过水平丝杆副驱动驱动水平拖板沿直线导轨往复运动，水平丝杆副的丝杆与水平振动电机转子轴传动配合，水平丝杆副的螺母固定设置在水平拖板上；竖直振动电机通过竖直丝杆副驱动座椅安装平台上下往复运动，竖直丝杆副的丝杆与竖直振动电机的转子轴传动配合，竖直丝杆副的螺母与座椅安装平台固定连接；[0011] 进一步，所述导杆为至少三个呈多边形分布，下端固定设置在水平拖板上，上端向上以可往复滑动的方式穿过座椅安装平台；导杆外圆套有压簧，所述压簧下端顶住水平拖板上表面，上端顶住座椅安装平台下表面；
进一步，所述支座在水平面沿垂直于摇臂的方向上并列设置三个摇臂，每个摇臂端部分别设置假臀转动电机和假臀；其中位于两侧的摇臂分别通过与其对应的摇臂座铰接于支座，两个摇臂座以可在水平面沿垂直于摇臂的方向上滑动的方式设置在支座上；
进一步，所述两个摇臂座分别通过丝杆机构驱动沿支座往复运动，所述两个摇臂座的丝杆机构的丝杆之间在圆周方向固定配合并且螺纹旋转方向相反，所述支座上设置与任一丝杆机构的丝杆在圆周方向固定配合的手柄；
进一步，所述摇臂以铰接点为支点形成杠杆结构，摇臂安装假臀一端力臂的重力矩大于另一端力臂的重力矩；
进一步，所述摇臂通过向下固定设置的支杆铰接在铰接点；
进一步，所述水平振动电机、竖直振动电机和假臀转动电机的控制电路均与控制箱电连接，控制箱设置在支座下部的空腔内。
本发明的有益效果是：本发明的汽车座椅全方位疲劳振动试验台，采用水平和竖直复合振动的结构，并结合模拟驾乘者假臀的装置，并各自设置独立的驱动机构，根据需要可以实现对座椅的单一方向的振动，以获取单一的座椅疲劳参数；也可以同时驱动进行复合外力振动，进行正弦波的振动试验，获取座椅的全方位振动下的疲劳参数；本发明由于只有极少的部件，结构简单，拆装容易，操作方便，节约制作和使用成本。
 
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为图1沿A向示意图，如图所示：本实施例的汽车座椅全方位疲劳振动试验台，包括底座7、座椅安装平台2、水平振动装置、竖直振动装置和臀部模拟装置；
所述水平振动装置包括通过直线导轨Ila设置在底座7上的水平拖板11和用于驱动水平拖板11沿直线导轨往复运动的水平振动电机8 ；
竖直振动装置包括竖直振动电机5和竖直设置的导杆13，所述竖直振动电机5外壳固定设置在水平拖板11上，如图所示，竖直振动电机5外壳固定在水平拖板11下部，竖直振动电机5的转子轴向上转动配合穿过水平拖板11并驱动座椅安装平台2上下往复运动；
臀部模拟装置包括支座14、摇臂19、假臀转动电机21和假臀20，所述支座14固定设置在底座7上；所述摇臂19以可在竖直平面摆动的方式单自由度铰接在支座14上，如图所示，摇臂19通过铰接轴18铰接于铰接点，假臀转动电机21外壳固定设置在摇臂19自由端，假臀转动电机21转子轴向下延伸传动配合连接假臀20，如图所示，假臀20通过假臀连接杆22连接假臀转动电机21转子轴；假臀20正对座椅安装平台2上的待检测汽车座椅。
 
本实施例中，所述水平振动电机8通过水平丝杆副驱动驱动水平拖板11沿直线导轨Ila往复运动，水平丝杆副的丝杆9与水平振动电机8转子轴传动配合，如图所示，丝杆 9水平设置；水平丝杆副的螺母10固定设置在水平拖板11上；竖直振动电机5通过竖直丝杆副驱动座椅安装平台2上下往复运动，竖直丝杆副的丝杆4与竖直振动电机5的转子轴传动配合，竖直丝杆副的螺母3与座椅安装平台2固定连接，如图所示，丝杆4向上延伸，螺母3固定设置在与座椅安装平台2固定连接并向下延伸的空心支架下端；采用水平丝杆副和竖直丝杆副结构，结构简单紧凑，能够精确传动，可满足不同振幅要求下的精确的振动试验，并利于振动数据的采集。
本实施例中，所述导杆13为至少三个呈多边形分布，下端固定设置在水平拖板11 上，上端向上以可往复滑动的方式穿过座椅安装平台2，本实施例采用导杆13为四根呈矩形分布；导杆13外圆套有压簧12，所述压簧12下端顶住水平拖板11上表面，上端顶住座椅安装平台2下表面；在垂直振动台面运动时，通过设置的压簧保证运动的平稳性，减少运动冲击和噪声。
本实施例中，所述支座14在水平面沿垂直于摇臂19的方向上并列设置三个摇臂 (图中分别为摇臂19、摇臂191和摇臂192)，每个摇臂端部分别设置假臀转动电机21和假臀20 ；其中位于两侧的摇臂（图中分别为摇臂19和摇臂192)分别通过与其对应的摇臂座 (图中分别为摇臂座17和摇臂座17a)铰接于支座14，如图所示，摇臂19铰接于摇臂座17， 摇臂192铰接于摇臂座17a ；摇臂座17和摇臂座17a以可在水平面沿垂直于摇臂的方向上滑动的方式设置在支座14上，如图所示，支座14上设置沿摇臂横向的滑槽，摇臂座17和摇臂座17a上端设置水平方向凸台，摇臂座17和摇臂座17a向下以可往复滑动的方式嵌入滑槽，摇臂座17和摇臂座17a的凸台通过三角形滑轨16和三角形滑轨16a担在支座14上； 设置三个摇臂可适用于常规的三座座椅，使本发明具有较强的通用性；由于位于两侧的摇臂可相对于支座往复滑动，因此，能够模拟驾乘者左右移动对座椅产生的影响；同时通过调节，能够适用于不同宽度的座椅，精确定位，增加本发明的通用性。
本实施例中，所述两个摇臂座（摇臂座17和摇臂座17a)分别通过丝杆机构驱动沿支座14往复运动，所述两个摇臂座的丝杆机构的丝杆之间在圆周方向固定配合并且螺纹旋转方向相反，如图所示，丝杆15和丝杆1¾通过法兰25在圆周方向固定配合，螺母23 固定设置在摇臂座17上，丝杆15与螺母23配合形成丝杆机构，螺母23a固定设置在摇臂座17a上，丝杆15a与螺母23a配合形成另一丝杆机构，其中丝杆15与丝杆1¾螺纹旋转方向相反；所述支座14上设置与任一丝杆机构的丝杆在圆周方向固定配合的手柄M，如图所示，手柄M与丝杆15在圆周方向固定配合；能够较精确的调节两侧假臀的相对距离，实现对不同间距三座座椅进行检测。
本实施例中，所述摇臂（摇臂19、摇臂191和摇臂192)以铰接点为支点形成杠杆结构，摇臂安装假臀一端力臂的重力矩大于另一端力臂的重力矩；通过杠杆结构形成一定的配重，使假臀作用于座椅更能模拟真人的作用。
本实施例中，所述摇臂（摇臂19、摇臂191和摇臂192)通过向下固定设置的支杆 (图中分别为支杆19a、支杆191a和支杆192a)铰接在铰接点；利于增大摇臂的摆动自由度，防止进行实验时发生运动干扰。
 
本实施例中，所述水平振动电机8、竖直振动电机5和假臀转动电机21的控制电路均与控制箱6电连接，控制箱6设置在支座下部的空腔内。
本发明在使用时，通过水平振动电机驱动水平托板，带动竖直振动装置并带动座椅安装平台水平振动，同时竖直振动电机带动座椅安装平台在水平振动的基础上进行竖直振动，同时，座椅竖直振动时驱动假臀以铰接点为圆心上下摆动，模拟座椅上的驾乘者在振动时对座椅造成的冲击力，同时，假臀转动电机带动假臀以竖直轴为轴心旋转，对座椅产生来回转动摆动的振动摩擦；从而达到模拟实际使用时的复合力造成的振动。
 
后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。