我國汽車座椅綜合性能試驗平臺的基本情況和發(fā)展方向

金曉軍，王德嶺

(1.蕪湖市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所，安徽蕪湖 241000；2.蕪湖市計量測試研究所，安徽蕪湖 241000)

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我國汽車座椅綜合性能試驗平臺的基本情況和發(fā)展方向

金曉軍1，王德嶺2

(1.蕪湖市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所，安徽蕪湖 241000；2.蕪湖市計量測試研究所，安徽蕪湖 241000)

介紹我國開展汽車座椅及其固定件靜態(tài)和動態(tài)試驗主要依據(jù)、試驗平臺基本結(jié)構(gòu)和開展的檢測項目，分析試驗平臺檢測效果和存在的缺點，指出試驗平臺的發(fā)展方向。

汽車座椅；綜合性能試驗平臺；現(xiàn)狀；發(fā)展方向

0　引言

汽車座椅系統(tǒng)是乘坐工具，不但承受人員的重力，同時還應(yīng)能承受車輛起步、加速、制動、震動等重復(fù)動作和碰撞交通事故中的沖擊，是保護車內(nèi)人員的重要安全部件，所以汽車座椅生產(chǎn)制造商要獲得我國市場準(zhǔn)入和認可，需要有生產(chǎn)過程試驗檢測的自檢數(shù)據(jù)和行業(yè)主管部門的抽樣檢測數(shù)據(jù)，以及生產(chǎn)廠家委托第三方產(chǎn)品質(zhì)量檢測機構(gòu)進行外檢數(shù)據(jù)等技術(shù)資料的支撐。目前我國開展汽車座椅及其固定件靜態(tài)和動態(tài)試驗主要依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)：GB15083-2006《汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強度要求和試驗方法》、GB11550-2009《汽車座椅頭枕強度要求和試驗方法》、QC/T740-2005《乘用車座椅總成》、GB/T13057-2003《客車座椅及其車輛固定件的強度》、GB14167-2013《汽車安全帶安裝固定點、ISOFIX固定點系統(tǒng)及上拉帶固定點》等。

1　試驗平臺基本結(jié)構(gòu)和開展的檢測項目

目前我國大部分座椅生產(chǎn)企業(yè)使用的是上海、長春、東莞、南京等企業(yè)出品的國產(chǎn)汽車座椅綜合性能試驗平臺，整個系統(tǒng)由T型大槽平臺、4分區(qū)試驗臺、配電柜、計算機控制柜等組成，模擬負載多采用液壓泵站、電機、氣壓綜合控制，綜合試驗臺又分為頭枕沖擊臺、座椅(頭枕)總成強度臺、安全帶固定點測試臺和座椅骨架性能耐久臺4個分區(qū)，試驗平臺上的4個分區(qū)可相對獨立同時運行?？梢蚤_展的檢測項目有座椅底座壓力測試和疲勞測試、座椅靠背前后拉力壓力測試和疲勞測試、座椅靠背兩側(cè)拉力壓力測試和疲勞測試、汽車座椅坐墊負荷耐久、座椅靠背耐久、座椅滑軌耐久、座椅調(diào)角器耐久、調(diào)高器耐久性等?？梢詫崟r進行各種數(shù)據(jù)的測量和控制，其試驗結(jié)果直接檢驗汽車座椅的使用壽命和安全系數(shù)。圖1為某國產(chǎn)汽車座椅綜合性能試驗平臺。

2　試驗平臺檢測效果和缺點

目前使用的大多數(shù)汽車座椅綜合性能試驗平臺是二維模擬試驗環(huán)境，比如在頭枕沖擊部分沖擊擺錘、驅(qū)動離合器機構(gòu)、縱向移動機構(gòu)等，座椅、頭枕總成強度部分負荷加載力、位移檢測機構(gòu)、縱向和橫向移動機構(gòu)、角度檢測和扭矩檢測部分，基本是在水平面或垂直面上移動和加載力值，不能全面模擬座椅現(xiàn)實中的三維環(huán)境；在試驗平臺中采集數(shù)據(jù)的力值負荷傳感器、位移傳感器同時安裝在液壓缸推動桿上，角度和扭矩傳感器組合安裝在電機加載機構(gòu)中，在壓力測試、疲勞測試和耐久試驗中動作頻率高，時間長，這些傳感器在高頻率重復(fù)動作下實時采集試驗數(shù)據(jù)，傳感器的準(zhǔn)確性不能長時間得到保持；在試驗平臺制造中，基礎(chǔ)平臺、控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)及各種傳感器采購于不同廠家和地區(qū)，比如試驗平臺中位移傳感器有采購自日本的，也有使用國產(chǎn)的，力值負載傳感器有使用美國的等等，容易出現(xiàn)試驗平臺自身的裝配誤差；現(xiàn)實實驗中平臺4個分區(qū)可以同時試驗，但同一個座椅在做好一個檢測項目后，必須移動到另一分區(qū)進行下一個檢測項目，固定位置的移動常常影響檢測數(shù)據(jù)；隨著座椅功能的不斷增加，現(xiàn)在多功能座椅配置有側(cè)氣囊、加熱和降溫系統(tǒng)，應(yīng)用了壓力、加速度、角度以及扭矩等多種傳感器，目前的試驗平臺檢測項目和功能也應(yīng)相應(yīng)升級擴充。

3　試驗平臺的發(fā)展方向

為了能模擬汽車座椅在汽車運行過程中的真實環(huán)境，要把座椅綜合性能試驗平臺運行在三維立體的試驗環(huán)境中，這對試驗平臺有了新的要求，這要求設(shè)備應(yīng)建立運行坐標(biāo)系。目前已經(jīng)有檢測機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)運用了高精度三坐標(biāo)機器人，如圖2是其中一種高精度機器人，目前這種機器人精準(zhǔn)度和重復(fù)定位精度能達到0.06mm以內(nèi)，采用六軸工具法蘭盤，負荷能力可達到4 000N以上、最大作用范圍為2 500～3 100mm，能三維真實地模擬大量不同的駕駛者的各種動作，可以不斷地模擬人的動作和重力，產(chǎn)生高達80Hz的動作頻率，不同的檢測項目配有相應(yīng)的測頭傳感器系統(tǒng)，可以真實采集入座、離座、顛簸、蠕動、摩擦、撞擊等測試數(shù)據(jù)，并能加載負荷進行壓力測試和疲勞測試，通過人工智能編程實現(xiàn)機器人的真實模擬。通過運用機器人，實現(xiàn)了試驗檢測環(huán)境的真實模擬，增加了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以在狹窄的空間內(nèi)工作，減少了對空間的要求，通過編程可以實現(xiàn)多種項目的檢測，可開發(fā)新的檢測項目，能夠面向全新的潛在應(yīng)用領(lǐng)域等。

4　總結(jié)

汽車座椅作為汽車上的一個總成件，其性能的好壞直接關(guān)系到乘坐者的舒適性和安全性，為了能檢測座椅質(zhì)量能否達到國家標(biāo)準(zhǔn)或國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，促使人們不斷改進和提高檢測設(shè)備和試驗方法，這就要求技術(shù)人員在檢測工作中不斷發(fā)現(xiàn)問題，提高人員檢測能力、完善檢測方法、改進檢測設(shè)備，將準(zhǔn)確、公正、真實的檢測數(shù)據(jù)公開反饋給消費者、生產(chǎn)制造企業(yè)。

【1】全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB15083-2006汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強度要求和試驗方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

【2】鄭為民.汽車零部件檢測與維修[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

【3】仇雅莉.汽車整車性能與檢測[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

【4】GordonMcComb.RobotBuilder’sBonanz[M].NewYork:McGraw-Hill/TABElectronics,2007.

BasicSituationandDevelopmentDirectionofComprehensivePerformanceTestPlatformofAutomobileSeatinChina

JINXiaojun1，WANGDeling2

(1.WuhuProductQualitySupervisionandInspectionInstitute，WuhuAnhui241000，China；2.WuhuInstituteofMeasurementandTesting,WuhuAnhui241000，China)

Themainbasisforstaticanddynamictesttoautomobileseatanditsfixtures,thebasicstructureoftestplatformandtestitemsinChinawereintroduced.Testeffectsandshortcomingsofthetestplatformwereanalyzed.Thedevelopmentdirectionoftestplatformwaspointedout.

Automobileseat;Comprehensiveperformancetestplatform;Presentsituation;Developmentdirection

2015-03-18

金曉軍(1986—)，男，本科，助理工程師，從事汽車零部件檢驗工作。E-mail：xww2015@126.com。