一种座椅多联动机构疲劳测试系统及其测试方法

1.本发明属于智能制造技术领域，具体涉及一种用于椅业坐具设计制造的座椅多联动机构疲劳试验方法与系统，填补目前多联动机构疲劳试验技术的空白。


背景技术：

2.多联动机构是新型舒适型健康座椅的核心部件，市面上有多种座背联动机构问世。由于缺乏多联动机构疲劳试验方法与系统，造成许多厂家生产的多联动机构质量参差不一，主要表现在：应力集中造成机构局部过早损坏、受力不均造成磨损严重或偏磨、设计和材料选用不当造成机构变形过大甚至断裂等。另外，对用于新型舒适型健康座椅的多联动机构缺乏设计标准，影响了企业高质量发展的进程。因此，椅业坐具制造企业迫切需要一种座椅多联动机构疲劳试验方法与系统，一方面提高企业的设计制造水平，另一方面提高新型座椅的质量。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种座椅多联动机构疲劳试验方法与系统。
4.本发明一种座椅多联动机构疲劳测试系统，包括底座，以及安装在底座上的两个靠背头枕联合测试机构和两个椅腿测试机构。所述的靠背头枕联合测试机构包括第一安装座和联合摆动组件。联合摆动组件安装在第一安装座顶部的一侧。两个椅腿测试机构内的联合摆动组件相对设置。所述的联合摆动组件包括第一摆动架、靠背摆动卡爪和头枕摆动卡爪。第一摆动架转动连接在第一安装座上，并由动力元件驱动旋转。靠背摆动卡爪安装在靠背摆块的外侧面，且偏离第一摆动架与第一安装座的转动轴线。靠背摆动卡爪安装在靠背摆块的外侧面，且偏离第一摆动架与第一安装座的转动轴线。头枕摆动卡爪安装在靠背摆块的外侧面，且与靠背摆动卡爪间隔设置。头枕摆动卡爪由动力元件驱动进行摆动。
5.所述的椅腿测试机构包括第二安装座和椅腿摆动组件。椅腿摆动组件安装在第二安装座顶部的一侧。两个靠背头枕联合测试机构内的椅腿摆动组件相对设置。所述的椅腿摆动组件包括第二摆动架和椅腿摆动卡爪。第二摆动架转动连接在第二安装座上，并由动力元件驱动旋转。所述的椅腿摆动卡爪安装在椅腿摆块的外侧面，且偏离第二摆动架与第二安装座的转动轴线。
6.作为优选，所述的底座安装有用于固定被测座椅的夹具。靠背头枕联合测试机构和椅腿测试机构在底座上的位置均能够调节。
7.作为优选，所述的第一摆动架通过第一安装驱动组件安装在第一安装座上。所述的第一安装驱动组件包括第一摆动轴、第一轴承、第一平键和靠背摆动电机。第一摆动轴通过第一轴承支承在第一安装座的顶部。第一摆动轴由靠背摆动电机驱动旋转。靠背摆块的底部与第一摆动轴通过第一平键连接。靠背摆动卡爪包括间隔设置的两根靠背卡臂。两根靠背卡臂的对称面经过摆动架与第一安装座的转动轴线。两根靠背卡臂的间距通过在靠背卡臂的内侧安装不同厚度的垫块或在靠背卡臂上套置不同尺寸外套的方式进行调节。
8.作为优选，所述的头枕摆动卡爪通过第一安装驱动组件安装在第一摆动架上。所述的第二安装驱动组件包括头枕摆动电机、第二轴承和第二摆动轴。第二摆动轴通过第二轴承支承在第一摆动架上。第二摆动轴由头枕摆动电机驱动旋转。第二摆动轴的外端偏心固定有头枕摆动卡爪。头枕摆动卡爪包括连接部，以及固定在连接部上且间隔设置的两根头枕卡臂。两根头枕卡臂的对称面经过第二摆动轴的轴线。两根头枕卡臂的间距通过在头枕卡臂的内侧安装不同厚度的垫块或在头枕卡臂上套置不同尺寸外套的方式调节。
9.作为优选，所述的联合摆动组件还包括靠背加载组件。所述的靠背加载组件安装在第一摆动架的外侧，且位于靠背摆动卡爪与头枕摆动卡爪之间。靠背加载组件包括靠背加载气缸和靠背加载夹具。竖直设置的靠背加载气缸的缸体与第一摆动架的外侧面固定。靠背加载气缸的活塞杆外端安装有靠背加载夹具。靠背加载夹具能够夹紧座椅的靠背。
10.所述的椅腿摆动组件还包括椅腿加载组件。所述的椅腿加载组件安装在第二摆动架的外侧。椅腿加载组件包括椅腿加载气缸和椅腿加载夹具。竖直设置的椅腿加载气缸的缸体与第二摆动架的外侧面固定。椅腿加载气缸的活塞杆外端安装有椅腿加载夹具。椅腿加载夹具能够夹紧椅腿。
11.作为优选，所述的第一摆动架包括靠背摆块、第一位置调节架和第二固定螺杆。第一位置调节架通过第二固定螺杆安装在靠背摆块的顶部，且位置可调。靠背摆动卡爪安装在靠背摆块上。头枕摆动卡爪安装在第一位置调节架上。
12.作为优选，所述的第二摆动架通过第三安装驱动组件安装在第二安装座上。第三安装驱动组件包括第二摆动轴、第三轴承、第二平键和椅腿摆动电机。第二摆动轴通过第三轴承支承在第二安装座上。第二摆动轴由椅腿摆动电机驱动旋转。椅腿摆块的顶部与第二摆动轴通过第二平键连接。椅腿摆动卡爪包括间隔设置的两根椅腿卡臂。两根椅腿卡臂的对称面经过第二摆动轴的轴线。两根椅腿卡臂的间距在椅腿卡臂的内侧安装不同厚度的垫块或在椅腿卡臂上套置不同尺寸外套的方式进行调节。
13.作为优选，所述的第二摆动架包括椅腿摆块、第二位置调节架和第四固定螺杆。第二位置调节架通过第四固定螺杆安装在椅腿摆块的顶部。椅腿摆块顶部开设有由上至下依次排列的多个第四安装孔，通过将第四固定螺杆穿过不同的第四安装孔调节第二位置调节架的位置。椅腿摆动卡爪安装在椅腿摆块上。椅腿加载组件安装在第二位置调节架上。
14.作为优选，所述的第一安装座包括第一支撑座、第一固定螺杆、第一支架和第一连接板。并排且间隔设置的两个第一支撑座均固定在底座上。两个第一支撑座上均通过第一固定螺杆安装有第一支架。第一支撑座上开设有由上至下依次排列的多个第一安装孔。通过将第一固定螺杆穿过不同的第一安装孔的方式调节第一支架的高度。
15.所述的第二安装座包括第二支撑座、第三固定螺杆、第二支架和第二连接板。并排且间隔设置的两个第二支撑座均固定在底座上。两个第二支撑座上均通过第三固定螺杆安装有第二支架。第二支撑座上开设有由上至下依次排列的多个第三安装孔，通过将第三固定螺杆穿过不同的第三安装孔的方式调节第二支架的位置。
16.该座椅多联动机构疲劳测试系统的测试方法，具体步骤如下：
17.步骤一.将被测座椅固定在底座上，并使得第一摆动架的转动轴线与被测座椅靠背、座面的连接处对齐，第二摆动架与被测座椅前椅腿、座面的连接处对齐。
18.步骤二.第一摆动架转动至与被测座椅靠背对齐的状态。第二摆动架转动至与前
椅腿对齐的状态。使用靠背摆动卡爪卡住被测座椅靠背的底部。使用头枕摆动卡爪卡住被测座椅的头枕。使用靠背加载夹具夹紧被测座椅的靠背中部。使用椅腿摆动卡爪卡住被测座椅前椅腿的顶部。使用椅腿加载夹具夹住被测座椅前椅腿。
19.步骤三.靠背加载气缸通气，使得靠背加载夹具对被测座椅靠背施加上提力。椅腿加载气缸通气，使得椅腿摆动卡爪对被测座椅的前椅腿施加上提力
20.步骤四.靠背摆动卡爪、头枕摆动卡爪、椅腿摆动卡爪进行正反往复摆动，分别对被测座椅的靠背、头枕、前椅腿进行测试。
21.步骤五.达到预设的摆动次数或时长后，将被测座椅与两个靠背头枕联合测试机构和两个椅腿测试机构分离，并拆下底座。检查被测座椅是否出现损坏。
22.本发明具有的有益效果是：
23.1.本发明通过设计靠背头枕联合测试机构和椅腿测试机构，提出了一种座椅多联动机构疲劳测试系统和方法，解决了目前新型舒适型健康座椅的多联动机构疲劳试验技术问题，既可提高企业的设计制造水平，又可提高新型座椅的质量。因此，具有显著的经济、社会和环境效益。
24.2.本发明通过对座椅的靠背底部、头枕、椅腿顶部进行往复摇晃，实现对座椅疲劳测试的加速试验，能够快速获取座椅在长时间使用后的疲劳性能。
25.3.本发明通过气缸加载的方式加快进一步疲劳测试的进度，有益于座椅的大批量疲劳性能测试。
附图说明
26.图1为本发明的整体结构示意图(俯视图)；
27.图2为本发明中同一侧的靠背头枕联合测试机构和椅腿测试机构的相对位置示意图(图1中a
‑
a截面的剖视图)；
28.图3为本发明中椅腿测试机构的示意图(图1中b
‑
b截面的剖视图)；
29.图4为本发明中靠背头枕联合测试机构的示意图(图1中c
‑
c截面的剖视图)。
具体实施方式
30.以下结合附图对本发明作进一步说明。
31.如图1所示，一种座椅多联动机构疲劳测试系统，包括底座1，以及安装在底座1上的两个靠背头枕联合测试机构ⅰ和两个椅腿测试机构ⅱ。底座1安装有呈矩形排布且位置可调的椅腿固定夹具，用于将座椅固定在底座1上，避免座椅在测试过程中整体发生移动。并排的两个靠背头枕联合测试机构ⅰ和并排的两个椅腿测试机构ⅱ呈矩形排布，且位置可调，以便适应不同尺寸的座椅。两个靠背头枕联合测试机构ⅰ分别用于对座椅的两条前椅腿进行疲劳测试。两个椅腿测试机构ⅱ分别用于对座椅靠背的两侧进行疲劳测试。
32.如图2、3、4所示，靠背头枕联合测试机构ⅰ包括第一安装座和联合摆动组件。联合摆动组件安装在第一安装座顶部的一侧，用于对座椅的靠背和头枕进行摆动和提拉加载。两个椅腿测试机构ⅱ内的联合摆动组件相对设置。第一安装座包括第一支撑座12、第一固定螺杆13、第一支架14和第一连接板27。并排且间隔设置的两个第一支撑座12均固定在底座1上。两个第一支撑座12上均通过两根第一固定螺杆13安装有第一支架14，且第一支架14
的高度可调。具体地，第一支撑座12上开设有由上至下依次排列的多个第一安装孔，通过将第一固定螺杆13穿过不同的第一安装孔，即可调节第一支架14的高度。第一连接板27底面的两端与两个第一支架14的顶端分别固定。
33.联合摆动组件包括第一摆动架、第一安装驱动组件、靠背摆动卡爪17、靠背加载组件、第二安装驱动组件和头枕摆动卡爪23。第一安装驱动组件包括第一摆动轴16、第一轴承31、第一平键32和靠背摆动电机25。第一摆动轴16的两端分别通过第一轴承31支承在两个第一支架14上。靠背摆动电机25固定在其中一个第一支架14顶部，且输出轴与第一摆动轴16的一端同轴固定。第一摆动架包括靠背摆块15、第一位置调节架18和第二固定螺杆19。靠背摆块15的底部与第一摆动轴16的另一端通过第一平键32连接。靠背摆块15的顶端开设有安装凹槽。第一位置调节架18的底端伸入该安装凹槽内。第一位置调节架18通过两根第二固定螺杆19安装在靠背摆块15的顶部，且高度可调。具体地，靠背摆块15顶部的安装凹槽的两侧开设有由上至下依次排列的多个第二安装孔，通过将第二固定螺杆19穿过不同的第二安装孔，即可调节第一位置调节架18的高度。
34.靠背摆动卡爪17固定在靠背摆块15的外侧面，且位于第一摆动轴16的上侧。靠背摆动卡爪17包括间隔设置的两根靠背卡臂。两根靠背卡臂的对称面经过第一摆动轴16的轴线。两根靠背卡臂用于夹住靠背一侧的底部。通过在靠背卡臂的内侧安装不同厚度的垫块或在靠背卡臂上套置不同尺寸外套的方式调节两根靠背卡臂的间距，从而适应不同宽度的座椅靠背，提高对靠背的摆动效果。
35.第二安装驱动组件包括头枕摆动电机26、第二轴承33和第二摆动轴22。第二摆动轴22通过第二轴承33支承在第一位置调节架18上。头枕摆动电机26固定在第一位置调节架18的顶部，且输出轴与第二摆动轴22的内端固定。第二摆动轴22的外端偏心固定有头枕摆动卡爪23。头枕摆动卡爪23包括连接部，以及固定在连接部上且间隔设置的两根头枕卡臂。连接部与第二摆动轴固定。两根头枕卡臂的对称面经过第二摆动轴22的轴线。两根头枕卡臂用于夹住靠背顶部的头枕。通过在头枕卡臂的内侧安装不同厚度的垫块或在头枕卡臂上套置不同尺寸外套的方式调节两根头枕卡臂的间距，从而适应不同宽度的座椅头枕，提高对靠背的摆动效果。
36.靠背加载组件安装在第一位置调节架18的外侧，且位于靠背摆动卡爪17与头枕摆动卡爪23之间。靠背加载组件包括靠背加载气缸21和靠背加载夹具20。竖直设置的靠背加载气缸21的缸体与第一位置调节架18的外侧面固定。靠背加载气缸21的活塞杆外端安装有靠背加载夹具20。靠背加载夹具20采用电动或手动的夹爪(夹爪属于现有技术，故图中未详细示出结构)，能够夹紧座椅靠背的中部，配合靠背加载气缸21对座椅靠背施加上提的加载力。
37.椅腿测试机构ⅱ包括第二安装座和椅腿摆动组件。椅腿摆动组件安装在第二安装座顶部的一侧，用于对座椅的前椅腿进行摆动和提拉加载。第二安装座包括第二支撑座2、第三固定螺杆4、第二支架28和第二连接板11。并排且间隔设置的两个第二支撑座2均固定在底座1上。两个第二支撑座2上均通过两根第三固定螺杆4安装有第二支架28，且第二支架28的高度可调。具体地，第二支撑座2上开设有由上至下依次排列的多个第三安装孔，通过将第三固定螺杆4穿过不同的第三安装孔，即可调节第二支架28的高度。第二连接板11底面的两端与两个第二支架28的顶端分别固定。
38.椅腿摆动组件包括第二摆动架、第三安装驱动组件、椅腿摆动卡爪9和椅腿加载组件。第三安装驱动组件包括第二摆动轴10、第三轴承30、第二平键29和椅腿摆动电机24。第二摆动轴10的两端分别通过第三轴承30支承在两个第一支架28上。椅腿摆动电机24固定在其中一个第一支架28顶部，且输出轴与第二摆动轴10的一端同轴固定。第二摆动架包括椅腿摆块8、第二位置调节架3和第四固定螺杆7。椅腿摆块8的顶部与第二摆动轴10的另一端通过第二平键29连接。椅腿摆块8的底部开设有安装凹槽。第二位置调节架3的底端伸入该安装凹槽内。第二位置调节架3通过两根第四固定螺杆7安装在椅腿摆块8的顶部，且高度可调。具体地，椅腿摆块8顶部的安装凹槽的两侧开设有由上至下依次排列的多个第四安装孔，通过将第四固定螺杆7穿过不同的第四安装孔，即可调节第二位置调节架3到第二摆动轴10的距离。
39.椅腿摆动卡爪9固定在椅腿摆块8的外侧面，且位于第二摆动轴10的下侧。椅腿摆动卡爪9包括间隔设置的两根椅腿卡臂。两根椅腿卡臂的对称面经过第二摆动轴10的轴线。两根椅腿卡臂用于夹住椅腿的顶部。通过在椅腿卡臂的内侧安装不同厚度的垫块或在椅腿卡臂上套置不同尺寸外套的方式调节两根椅腿卡臂的间距，从而适应不同宽度的椅腿，提高对椅腿的摆动效果。
40.椅腿加载组件安装在第二位置调节架3的外侧，且低于椅腿摆动卡爪9。椅腿加载组件包括椅腿加载气缸5和椅腿加载夹具6。竖直设置的椅腿加载气缸5的缸体与第二位置调节架3的外侧面固定。椅腿加载气缸5的活塞杆外端安装有椅腿加载夹具6。椅腿加载夹具6采用电动或手动的夹爪(夹爪属于现有技术，故图中未详细示出结构)，能够夹紧座椅椅腿的中部，配合椅腿加载气缸5对座椅椅腿施加上提的加载力。
41.该座椅多联动机构疲劳测试系统的测试方法，具体步骤如下：
42.步骤一.根据被测被测座椅的尺寸，调节两个靠背头枕联合测试机构ⅰ和两个椅腿测试机构ⅱ的位置。将被测座椅固定到底座1上，使得两个靠背头枕联合测试机构ⅰ、两个椅腿测试机构ⅱ分别位于座椅的四角。调节靠背头枕联合测试机构ⅰ内第一支架14的高度，使得第一摆动轴16与被测座椅靠背、座面的连接处对齐。调节椅腿测试机构ⅱ内第二支架28的高度，使得第二摆动轴10与被测座椅前椅腿、座面的连接处对齐。
43.步骤二.靠背摆动电机25驱动第一摆动轴16转动，使得第一摆动架的倾斜角度与靠背的倾斜角度相同。椅腿摆动电机24驱动第二摆动轴10转动，使得第二摆动架的倾斜角度与椅腿的倾斜角度相同。使用靠背摆动卡爪17卡住被测座椅靠背的底部。使用头枕摆动卡爪23卡住被测座椅的头枕。使用靠背加载夹具20夹紧被测座椅的靠背中部。使用椅腿摆动卡爪9卡住被测座椅前椅腿的顶部。使用椅腿加载夹具6夹住被测座椅前椅腿。
44.步骤三.靠背加载气缸21通气，使得靠背加载夹具20对被测座椅靠背施加上提力。椅腿加载气缸5通气，使得椅腿摆动卡爪9对被测座椅的前椅腿施加上提力
45.步骤四.靠背摆动电机25、头枕摆动电机26和椅腿摆动电机24分别按照各自的预设幅度进行正反往复转动，从而使得靠背摆动卡爪17、头枕摆动卡爪23、椅腿摆动卡爪9进行正反往复摆动，分别对被测座椅的靠背、头枕、前椅腿进行摇晃测试。
46.步骤五.摇晃测试达到预设摆动次数或时长后，将被测座椅与两个靠背头枕联合测试机构ⅰ和两个椅腿测试机构ⅱ分离，并拆下底座1。检查被测座椅是否出现包括连接关节处松动在内的损坏。从而实现对座椅的疲劳加速测试。