六自由度汽車座椅振動試驗臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于汽車測試技術領域，具體涉及一種可進行汽車座椅平順性試驗和舒適性主客觀評價試驗的六自由度汽車座椅振動試驗臺。
【背景技術】
[0002]汽車座椅六自由度振動試驗是汽車座椅性能分析與設計的基礎，汽車座椅六自由度試驗機是座椅特性建模及整車性能集成、調校與開發的關鍵測試設備之一，它可再現座椅的各種運行工況，測定座椅響應與輸入激勵的關系，還可進行座椅六自由度的主客觀評價振動試驗，是對座椅性能測試過程中關鍵數據的來源。
[0003]現有技術中汽車座椅單自由度振動試驗臺只能進行座椅的垂向自由度振動，且采用液壓缸為動力源，液壓驅動方式存在諸多固有缺陷:液壓系統密封易發生泄漏，液壓油易對環境產生污染；液壓油易受到污染，需定期更換，維護成本高；液壓栗作用時噪聲大；位置控制精度不高，提高精度需要昂貴的定位傳感器和精密的電動液壓閥門，且運動存在蠕變、滯后、盲區、壓力和溫度變化使控制更加復雜。這些缺陷使得單自由度座椅試驗臺結構復雜，適用范圍窄，精度不高，成本昂貴，不能簡單地擴充試驗臺的自由度數，進而不能對試驗座椅進行六自由度的主客觀評價振動試驗。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是要提供一種在性能測試、結構、安裝、維護、精度、環境污染和噪聲方面明顯優于現有座椅單自由度試驗臺的六自由度汽車座椅振動試驗臺，克服液壓動力源的局限，使其可對汽車座椅進行平順性試驗和舒適性主客觀評價試驗，從而對汽車座椅性能進行綜合評價，縮短汽車座椅的開發周期。
[0005]本發明通過以下技術方案實現:
[0006]一種六自由度汽車座椅振動試驗臺，包括支撐系統，加載系統，測量系統，控制系統和運動平臺系統，所述的支撐系統用于支撐加載系統，所述加載系統由水平方向的三個電動缸和豎直方向的三個電動缸構成，運動平臺系統設置在加載系統的六個電動缸上并通過六個電動缸驅動其實現六自由度運動；所述測量系統用于測量實驗座椅的位移和加速度；控制系統設置在支撐系統上、用于采集測量系統測得的信號并驅動加載系統對實驗座椅進行加載。
[0007]所述的支撐系統包括底座、橫向電動缸支座和兩個縱向電動缸支座，其中，底座水平固定在堅實的地基上，一個橫向電動缸支座和縱向電動缸支座固定在底座上相應位置，所述兩個縱向電動缸和一個橫向電動缸分別設置在兩個縱向電動缸支座和一個橫向電動缸支座上實現對加載系統中的兩個縱向電動缸和一個橫向電動缸的支撐。
[0008]所述的加載系統包括三個垂向電動缸、兩個縱向電動缸和一個橫向電動缸，其中，所述垂向電動缸、縱向電動缸和橫向電動缸兩端均安裝有萬向節或球軸承，垂向電動缸垂直安裝在底座和運動平臺系統之間，其下端分別與底座通過萬向節或球軸承連接，前面兩個垂直電動缸上端的推桿通過萬向節或球軸承與運動平臺系統的水平肩臂連接，后面的一個垂直電動缸上端的推桿通過萬向節或球軸承與運動平臺系統的垂直安裝座連接；兩個縱向電動缸縱向安裝，其后端分別與縱向電動缸支座的上部通過萬向節或球軸承進行連接，前端的推桿通過萬向節或球軸承與運動平臺系統上的縱向安裝座進行連接；橫向電動缸橫向安裝，其后端與橫向電動缸支座的上部通過萬向節或球軸承進行連接，前端的推桿通過萬向節或球軸承與運動平臺系統的橫向安裝座進行連接。
[0009]所述的加載系統上的六個作動缸是其上帶有測量作動缸長度傳感器的電動缸，也可以全部或部分地更換為液壓缸。
[0010]所述的測量系統包括有加速度傳感器和位移傳感器，其中，加速度傳感器固定實驗座椅上，用于測量實驗座椅坐墊處的加速度響應；位移傳感器固定在實驗座椅的座椅骨架上，用于測量實驗座椅的相對位移信號。
[0011]所述的控制系統包括信號處理模塊和驅動控制模塊，其中，驅動控制模塊用于控制各電動缸的運動，實現座椅性能測試的加載要求；信號處理模塊采集加速度傳感器和位移傳感器的信息及各電機的反饋信號。
[0012]所述的運動平臺系統包括豎直軀體，兩個水平肩臂，肋板，兩個側面臂體，縱向安裝座，水平底座，橫向安裝座，座椅安裝板和垂向安裝座，其中，豎直軀體，兩個水平肩臂，肋板，兩個側面臂體和水平底座共同構成了實驗座椅的承載骨架，所述的座椅安裝板固定在水平底座上，實驗座椅安裝在座椅安裝板上；所述垂向安裝座連接在豎直軀體的后部；水平肩臂和側面臂體之間通過肋板連接支撐；兩個側面臂體的外側分別連接有縱向安裝座。
[0013]本發明具有以下優點和積極效果:
[0014]1、本發明創造相對于【背景技術】的主要不同點是:①整套系統的組成在現有技術中沒有公開；②采用三個垂向電動缸、兩個縱向電動缸和一個橫向電動缸作為動力源，克服了液壓系統的局限性和不足，③整套系統具有六個自由度，可以再現汽車座椅的實際運行工況，除了可驗證試驗座椅振動傳遞特性外，還可進行座椅的六自由度舒適性主觀評價試驗。
[0015]2、本發明由于采用上述結構，所以結構簡單合理、價格低廉，成本低，易于制造。
[0016]3、本發明安裝簡單合理，結構緊湊，僅需簡單布線，不需要昂貴的管道、過濾器、栗等，占地面積小。
[0017]4、本發明有高的預期使用壽命，額定負載下可實現數百萬次循環，使用壽命非常長。
[0018]5、本發明維護成本極低，使用期間具有可重復、可再生性能。
[0019]6、本發明環境污染和噪聲小，本身清潔且能效高。
[0020]7、本發明采用電缸做作動器，響應快，頻帶寬，可以覆蓋整個人體敏感振動范圍；【附圖說明】:
[0021]圖1是本發明六自由度汽車座椅振動試驗臺的整體結構示意圖。
[0022]圖2是本發明圖1的A向投影圖。
[0023]圖3是本發明圖1的B向投影圖(為清晰顯示各電動缸，圖中隱藏了控制系統4)。
[0024]圖4是本發明圖1的C向投影圖(為清晰顯示各電動缸，圖中隱藏了控制系統4)。
[0025]圖5是本發明加載系統中電動缸的結構示意圖。
[0026]圖6是本發明運動平臺系統的結構示意圖。
[0027]圖7是本發明控制原理圖。
[0028]圖中:
[0029]I支撐系統，2加載系統，3測量系統，4控制系統，5運動平臺系統
[0030]11底座，12橫向電動缸支座，13縱向電動缸支座
[0031]21垂向電動缸，22縱向電動缸，23橫向電動缸，201萬向節或球軸承，202推桿
[0032]31加速度傳感器，32位移傳感器
[0033]51豎直軀體，52水平肩臂，53肋板，54側面臂體，55縱向安裝座
[0034]56水平底座，57橫向安裝座，58座椅安裝板，59垂向安裝座
【具體實施方式】
[0035]由附圖1、2、3、4所示:該汽車座椅振動試驗臺包括支撐系統1，加載系統2，測量系統3，控制系統4和運動平臺系統5，所述的支撐系統I用于支撐加載系統2，所述加載系統2由水平方向的三個電動缸和豎直方向的三個電動缸構成，運動平臺系統5設置在加載系統2的六個電動缸上并通過六個電動缸驅動其實現六自由度運動；所述測量系統3用于測量實驗座椅6的位移和加速度；控制系統4設置在支撐系統I上，用于采集測量系統3測得的信號并驅動加載系統2對實驗座椅6進行加載。
[0036]所述的支撐系統I包括底座11、橫向電動缸支座12和兩個縱向電動缸支座13，其中，底座11水平固定在堅實的地基上，一個橫向電動缸支座12和縱向電動缸支座13固定在底座11上相應位置，所述兩個縱向電動缸22和一個橫向電動缸23分別設