一种坐垫总成刚度测量装置及方法与流程

本发明属于车辆驾驶室人机工程设计领域，具体涉及一种坐垫总成刚度测量装置及方法。

背景技术：

1、目前，在车辆开发过程中，人机工程设计硬点均是通过三维软件进行设计与仿真，虽然能给出各个人机硬点的参数，但却始终不能真实地反应实际车辆的状态。测量车辆的人机工程设计硬点对于车辆人机工程设计方案进行优劣评估是必要手段。

2、目前，人机工程设计硬点的测量主要是通过h点测量装置来实现，利用h点测量装置测量sae标准所规定状态下座椅的sip点(即驾驶员座椅标定点)。而在车辆实际驾驶时，由于不能保证驾驶员体重保持在固定的数值(如75kg)，座椅承受不同的力，会导致座椅蒙皮、聚氨酯泡沫、支撑物等材料变形量不同，因而相同身高不同体重的驾驶员，实际h点位置并不完全相同。这种由驾驶员体重因素造成的实际h点与设计h点间的位置误差将影响车辆人机工程设计方案的优劣。

3、座椅行业在进行座椅发泡材料刚度测量时，主要采用压力机进行加载并以传感器对变形与受力进行记录，需要计算机辅助，且需要在实验室具备电源的条件下方可开展测量。同时，对试样尺寸具有限制，需要破坏裁切被测试座椅，以提取座面中发泡材料。更重要的是，只能够测量聚氨酯泡沫刚度，而无法对座椅蒙皮、支撑弹簧等系列部件叠加后的综合刚度进行测量，因而不适宜用于实际车辆的测量。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种坐垫总成刚度测量装置及方法，能够测定座椅蒙皮、聚氨酯泡沫、支撑物等材料总体变形量与驾驶员体重关系，完成对包括蒙皮、聚酯泡沫、支撑物等材料的坐垫总成系统的刚度测量。

2、为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

3、第一方面，本发明提供了一种坐垫总成刚度测量装置，包括：

4、座板，所述座板的外形与座椅靠背和座面相匹配，用于与座椅靠背和座面贴合；

5、轴，所述轴的两端分别与所述座板相连；所述轴上设有两组等距轴肩，轴的中心处设有可绕轴转动的指针；

6、支架，所述支架的两端分别与所述轴的两端相连，可绕所述轴转动；

7、水平仪，所述水平仪设于所述支架上；

8、若干组配重块，每组配重块被分为等重量的两部分，以座板的中轴面为中心对称活动安装在所述轴上，且由轴上的两组等距轴肩进行限位。

9、可选地，所述指针的其中一端设有配重。

10、可选地，各配重块上均设有凹槽，所述凹槽的横截面与所述轴的横截面相匹配。

11、可选地，所述座板包括相连的底板和侧板，所述底板和侧板均为曲面。

12、可选地，各配重块上靠近侧板的位置设置为切角，用以适配侧板的曲面结构。

13、可选地，当所述支架绕轴抬起至锁止位置时，所述支架处于竖直状态。

14、第二方面，本发明提供了一种坐垫总成刚度测量方法，包括：

15、将座板放置在待测量车辆座椅上，并使其与座椅靠背、座面贴合；

16、将与座板相连的支架绕轴抬起至锁止位置，使支架处于竖直状态，并固定支架；

17、参考支架上的水平仪对座板的姿态和位置进行调整，保证座板两侧水平；

18、将各组配重块从正上方依次放置在设于座板上的轴上，使配重凹槽与轴匹配，并通过轴肩限制配重块的位置，保证两侧配重重心相对座板中轴面对称；

19、位于轴上的指针能够绕轴自由旋转，始终保持竖直状态，每添加一组配重块测量指针端部距离地面的高度，从而计算出每添加一组配重块使坐垫产生的竖直方向变形量δhn；

20、基于预设的坐垫总成系统的刚度的计算公式，以及所述每添加一组配重块使坐垫产生的竖直方向变形量δhn和单组配重块的质量，计算出坐垫总成系统的刚度。

21、可选地，所述指针的其中一端设有配重，使得指针能够绕轴自由旋转，始终保持竖直状态。

22、可选地，各配重块上均设有凹槽，所述凹槽的横截面与所述轴的横截面相匹配；所述座板包括相连的底板和侧板，所述底板和侧板均为曲面；各配重块上靠近侧板的位置设置为切角，用以适配侧板的曲面结构。

23、可选地，所述坐垫总成系统的刚度的计算公式为：

24、

25、式中，k为坐垫总成系统的刚度，δm为单组配重块的质量，δhn为添加一组配重块使坐垫产生的竖直方向变形量，n为配重块的组数，g为重力加速度。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果：

27、本发明提出一种坐垫总成刚度测量装置及方法，能够测定座椅蒙皮、聚氨酯泡沫、支撑物等材料总体变形量与驾驶员体重关系，完成对包括蒙皮、聚酯泡沫、支撑物等材料的坐垫总成系统的刚度测量。

28、本发明通过结构设计的创新，有效减少了装配零部件的数量，且零部件均可实现手动拆卸与装配，更易使用。

技术特征：

1.一种坐垫总成刚度测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种坐垫总成刚度测量装置，其特征在于：所述指针的其中一端设有配重。

3.根据权利要求1所述的一种坐垫总成刚度测量装置，其特征在于：各配重块上均设有凹槽，所述凹槽的横截面与所述轴的横截面相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种坐垫总成刚度测量装置，其特征在于：所述座板包括相连的底板和侧板，所述底板和侧板均为曲面。

5.根据权利要求4所述的一种坐垫总成刚度测量装置，其特征在于：各配重块上靠近侧板的位置设置为切角，用以适配侧板的曲面结构。

6.根据权利要求1所述的一种坐垫总成刚度测量装置，其特征在于：当所述支架绕轴抬起至锁止位置时，所述支架处于竖直状态。

7.一种坐垫总成刚度测量方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种坐垫总成刚度测量方法，其特征在于：所述指针的其中一端设有配重，使得指针能够绕轴自由旋转，始终保持竖直状态。

9.根据权利要求7所述的一种坐垫总成刚度测量方法，其特征在于：各配重块上均设有凹槽，所述凹槽的横截面与所述轴的横截面相匹配；所述座板包括相连的底板和侧板，所述底板和侧板均为曲面；各配重块上靠近侧板的位置设置为切角，用以适配侧板的曲面结构。

10.根据权利要求7所述的一种坐垫总成刚度测量方法，其特征在于：所述坐垫总成系统的刚度的计算公式为：

技术总结
本发明公开了一种坐垫总成刚度测量装置及方法，包括座板、轴、支架、水平仪和若干组配重块，所述座板的外形与座椅靠背和座面相匹配，用于与座椅靠背和座面贴合；所述轴的两端分别与所述座板相连；所述轴上设有两组等距轴肩，轴的中心处设有可绕轴转动的指针；所述支架的两端分别与所述轴的两端相连，可绕所述轴转动；所述水平仪设于所述支架上；每组配重块被分为等重量的两部分，以座板的中轴面为中心对称活动安装在所述轴上，且由轴上的两组等距轴肩进行限位。本发明能够测定座椅蒙皮、聚氨酯泡沫、支撑物等材料总体变形量与驾驶员体重关系，完成对包括蒙皮、聚酯泡沫、支撑物等材料的坐垫总成系统的刚度测量。

技术研发人员：梁龙远,李春江,路易霖
受保护的技术使用者：江苏徐工工程机械研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11