专利名称：一种座椅头枕冲击实验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车安全性能测试实验装置，尤其涉及一种汽车座 椅头枕冲击性能测试用实验台。
背景技术：
座椅头枕为汽车重要安全部件之一，其作用一方面是提供乘员乘坐舒适 性，另一方面是在后部碰撞中防止由于头部相对胸部的过度后仰而引起头颈 部内伤；可见，座椅头枕的性能检测至关重要。
目前，普遍使用的座椅头枕冲击性能测试设备往往采用液压伺服系统， 该种座椅头枕冲击性能测试设备结构复杂，成本较高，维护较难；中国实用 新型申请公开说明书中公开号为"CN2624205"名称为"汽车座椅头枕强度 试验台"的专利公开了一种座椅头枕冲击实验台，该种座椅头枕冲击实验 台，由机械部分和电控部分组成；机械部分包括底座、可移动的框架、头枕 加载臂、假背加载臂等；其特征在于底座上固定有导轨，并在导轨上安装 支承板，在支承板上固连有双丝杠框架，其框架中间设有中横梁，加载臂与 中横梁的固定连接，加载臂的H点上轴连接有头枕加载臂和座椅靠背加载 臂，在靠背加载臂上铰接有假背模板；加力杆的一端铰接在头枕加载臂上， 另一端与丝杠平行的导向光杠上的螺母铰接；假背安装臂一端固定在假背模 板上，另一端连接在丝杠上两侧有限位块；该种汽车座椅头枕强度试验台较 之采用液压伺服系统结构的座椅头枕冲击性能测试设备成本为低，但是其结 构仍然复杂，成本较高，维护较难。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，成本较低的座椅头 枕冲击实验台。
本实用新型的发明目的是通过以下技术方案来实现的
本实用新型的一种座椅头枕冲击实验台，其包括实验台底座，设置在该实验台底座上的、用于安装汽车座椅的座椅安装装置，连接在该实验台底 座上的立柱，其中，还包括连接在该立柱上、可沿该立柱轴向往复移动的 升降机构，与该升降机构连接由该升降机构带动移动的、用于向座椅头枕施 加冲击力的施力机构。
进一步的，所述的施力机构包括用于向座椅头枕施加冲击力的摆锤动 作装置，用于提供该摆锤动作装置工作势能的摆杆提升装置。
所述升降机构包括连接在立柱上、沿该立柱轴向往复移动的导轨机 构，连接在该导轨机构上的升降悬臂，用于带动该升降悬臂在导轨机构上滑 动的升降动力单元，设置在该升降动力单元与升降悬臂间、用于传动该升降 动力单元输出动力的传动单元。
在上述结构基础上，其中
所述导轨机构为滑块导轨副机构，包括设置在立柱轴向上的导轨，与该 导轨滑动配合的滑块，该滑块与所述升降悬臂可拆卸连接；所述升降动力单 元为设置在立柱顶端的升降电机减速机；所述传动单元为由该升降电机减速 机驱动的丝杆螺母副机构，包括与该升降电机减速机动力输出轴联动的丝 杆，可拆卸连接在所述升降悬臂上与该丝杆螺纹配合的螺母；通过设置在立 柱顶端的升降电机减速机驱动该丝杆螺母副机构，使得该升降悬臂沿所述导 轨在立柱轴向方向滑动。
所述摆锤动作装置包括与所述升降悬臂连接的轴承座，套设在该轴承 座上、与其转动配合的轴承，套设在该轴承上、与其固接的摆锤体，用于限 位该转轴转动行程的限位装置。
作为上述方案的进一步改进，所述摆锤动作装置包括用于测量所述轴 承由摆锤体带动产生旋转角度的角度测量器；因为摆锤体套设在轴承上与其 固接，所以轴承转动的角度与摆锤体旋转的角度相同，测量所述轴承旋转角 等于测量出摆锤体旋转的角度。
所述摆锤体包括套设在该轴承上、与其固接的摆杆，连接在该摆杆尾 端用于冲击所述座椅头枕的冲击头，所述冲击头为半球形冲击头，所述摆锤 体上设置有配重块；根据实验中冲击有效质量的计算公式M 二mL/a ;其 中，M冲击有效质量，为a为撞击中心和转轴轴心之间的距离，L为摆锤体 重心和转轴轴心之间的距离，m为摆锤体的总质量，其中，当摆锤体选定时 m、 a均为定值，为了达到实验需要的冲击有效质量M，需要在摆锤体上设置配重块来调节其重心，即调整L值，满足实验的要求。
作为上述方案的进一步改进，所述限位装置为设置在轴承上的气动盘式 制动器；采用气动盘式制动器，在摆锤体完成冲击输出后，将其制动，消除 了由于座椅头枕可能会带给摆锤体巨大的反弹能量而产生动作危险。
所述冲击头上设置有加速度传感器；通过在冲击头上设置加速度传感 器，可以测量并记录撞击时作用在冲击头上加速度变化。
所述冲击头直径165mm ，其有效质量为6. 8kg 。
所述角度测量器为与轴承通过联轴器连接的实轴编码器；设定摆锤体自 由悬挂状态下的角度为0° ，其自由落体的起始角度为Q;当摆锤由Q摆回 到0°位置时，势能完全转化为动能，这时由编码器读取瞬时的角速度co， 根据角、线速度的转换公式v-".r，其中r为转轴中心与撞击点的距离)可 以计算出冲击速度v ，进而可以针对不同的实验要求给摆锤体的自由落体高 度准确定位。
作为上述方案的进一步改进，所述摆杆提升装置包括用于夹持所述摆 锤体的夹持件，用于带动该夹持件提升的动力件，设置在该动力件与夹持件 间、用于传动该动力件输出动力的传动组件。
进一步，所述夹持件为可以吸合所述摆锤体的电磁铁；所述动力件为步 进电机；所述传动组件包括与该步进电机的动力输出轴联动的滚筒，两端分 别连接在滚筒与电磁铁之间钢丝绳，以及通过该钢丝绳连接在所述滚筒与电 磁铁间的滑轮组。
所述实验台底座为具有T型定位槽的铸铁平台；采用铸铁平台作实验台 底座，可以较好的吸收摆锤撞击时产生的巨大冲击，提高设备的安全稳定 性，实验台底座的T定位槽结构也便于座椅安装装置位置的调节。
所述实验台周围设置了安全防护罩；通过设置安全防护罩，可以防止被 冲击物意外飞出，进一步提高了设备的安全性能。
本实用新型的一种座椅头枕冲击实验台，采用实验台底座，设置在该实 验台底座上的、用于安装汽车座椅的座椅安装装置，连接在该实验台底座上 的立柱，其中，还包括连接在该立柱上、可沿该立柱轴向往复移动的升降 机构，与该升降连接由该升降机构带动移动的、用于向座椅头枕施加冲击力 的施力机构；较之现有的座椅头枕冲击实验台，在同样能够实现座椅头枕冲击实验的情况下，结构简单，成本较低。
为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
图1为该种座椅头枕冲击实验台整体主视结构示意图； 图2为图1另一个方向结构示意图3为本实用新型一种座椅头枕冲击实验台的摆锤动作装置的结构示意
图4该种座椅头枕冲击实验台的升降机构的结构示意图5该种座椅头枕冲击实验台的摆杆提升装置的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1与图5所示，本实用新型的一种座椅头枕冲击实验台，其包
括实验台底座l,设置在该实验台底座1上的、用于安装汽车座椅的座椅
安装装置6，连接在该实验台底座1上的立柱3 ,其中，还包括连接在该 立柱上3、可沿该立柱3轴向往复移动的升降机构5 ，与该升降机构5连接 由该升降机构5带动移动的、用于向座椅头枕施加冲击力的施力机构。
本具体实施方式
中，所述的施力机构包括用于向座椅头枕施加冲击力 的摆锤动作装置4 ，用于提供该摆锤动作装置4工作势能的摆杆提升装置 7 c
本具体实施方式
中，升降机构5包括连接在立柱3上、沿该立柱3轴 向往复移动的导轨机构19，连接在该导轨机构19上的升降悬臂18，用于带动 该升降悬臂18在导轨机构19上滑动的升降动力单元16，设置在该升降动力单 元16与升降悬臂18间、用于传动该升降动力单元16输出动力的传动单元17。
所述导轨机构19为滑块导轨副机构，包括设置在立柱3轴向上的导轨 191 ，与该导轨191滑动配合的滑块192 ，该滑块192与所述升降悬臂18可 拆卸连接；所述升降动力单元16为设置在立柱3顶端的升降电机减速机16; 所述传动单元17为由该升降电机减速机16驱动的丝杆螺母副机构，包括与该 升降电机减速机16动力输出轴(图中未示出)联动的丝杆171 ，可拆卸连接在所述升降悬臂18上与该丝杆171螺纹配合的螺母172 ;通过设置在立柱3 顶端的升降电机减速机16驱动该丝杆螺母副机构17，使得该升降悬臂18沿所 述导轨191在立柱3轴向方向滑动。
本具体实施方式
中，摆锤动作装置4包括与所述升降悬臂18连接的轴 承座IO，套设在该轴承座10上、与其转动配合的轴承ll，套设在该轴承ll 上、与其固接的摆锤体12，用于限位该转轴转动行程的限位装置13，用于测 量所述轴承11由摆锤体12带动产生旋转角度的角度测量器9 ;因为摆锤体12 套设在轴承U上与其固接，所以轴承11转动的角度与摆锤体12旋转的角度相 同，测量所述轴承11旋转角等于测量出摆锤体12旋转的角度；
本具体实施方式
中，摆锤体12包括套设在该轴承ll上、与其固接的摆
杆121，连接在该摆杆121尾端用于冲击所述座椅头枕(图中未示出)的冲 击头14，所述冲击头14为半球形冲击头14，所述摆锤体12上设置有配重块 24;根据实验中冲击有效质量的计算公式M=mL/a;其中，M冲击有效质 量，为a为撞击中心和转轴轴心之间的距离，L为摆锤体重心和转轴轴心之 间的距离，m为摆锤体的总质量，其中，当摆锤体选定时m、 a均为定值， 为了达到实验需要的冲击有效质量M ，需要在摆锤体上设置配重块来调节其 重心，即调整L值，满足实验的要求。
本具体实施方式
中，限位装置13为设置在轴承11上的气动盘式制动器 13;采用气动盘式制动器13，在摆锤体12完成冲击输出后，将其制动，消除 了由于座椅头枕可能会带给摆锤体12巨大的反弹能量而产生动作危险。
冲击头14上设置有加速度传感器15;通过在冲击头14上设置加速度传感 器15，可以测量并记录撞击时作用在冲击头上加速度变化。
所述冲击头14直径为165mm ,其有效质量为6. 8kg 。
本具体实施方式
中，角度测量器9为与轴承11通过联轴器(图中未示 出)连接的实轴编码器9;设定摆锤体12自由悬挂状态下的角度为0 ° ，其 自由落体的起始角度为Q;当摆锤由Q摆回到O。位置时，势能完全转化为 动能，这时由编码器读取瞬时的角速度^，根据角、线速度的转换公式v二 o),r，其中r为转轴中心与撞击点的距离)可以计算出冲击速度v，进而可 以针对不同的实验要求给摆锤体的自由落体高度准确定位。
本具体实施方式
中，摆杆提升装置7包括用于夹持所述摆锤体12的夹 持件8，用于带动该夹持件8提升的动力件20，设置在该动力件20与夹持件间8、用于传动该动力件输出动力的传动组件。
本具体实施方式
中，所述夹持件8为可以吸合所述摆锤体12的电磁铁 8 ;所述动力件20为步进电机20;所述传动组件包括与该步进电机20的动力 输出轴201联动的滚筒21，两端分别连接在滚筒21与电磁铁8之间钢丝绳 22，以及通过该钢丝绳22连接在所述滚筒21与电磁铁8间的滑轮组23。
所述实验台底座l为具有T型定位槽111的铸铁平台；采用铸铁平台作 实验台底座，可以较好的吸收摆锤撞击时产生的巨大冲击，提高设备的安全 稳定性，实验台底座的T定位槽111结构也便于座椅安装装置位置的调节。
所述实验台周围设置了安全防护罩2 ;通过设置安全防护罩2，可以防 止被冲击物意外飞出，进一步提高了设备的安全性能。
以上所述之具体实施方式
为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定 本实用新型的具体实施范围，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变 化均在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种座椅头枕冲击实验台，其包括实验台底座，设置在该实验台底座上的、用于安装汽车座椅的座椅安装装置，连接在该实验台底座上的立柱，其特征在于还包括连接在该立柱上、可沿该立柱轴向往复移动的升降机构，与该升降机构连接由该升降机构带动移动的、用于向座椅头枕施加冲击力的施力机构。
2. 根据权利要求l所述的一种座椅头枕冲击实验台，其特征在于所述 的施力机构包括用于向座椅头枕施加冲击力的摆锤动作装置，用于提供该 摆锤动作装置工作势能的摆杆提升装置。
3. 根据权利要求2所述的一种座椅头枕冲击实验台，其特征在于所 述升降机构包括连接在立柱上、沿该立柱轴向往复移动的导轨机构，连接 在该导轨机构上的升降悬臂，用于带动该升降悬臂在导轨机构上滑动的升降 动力单元，设置在该升降动力单元与升降悬臂间、用于传动该升降动力单元 输出动力的传动单元。
4. 根据权利要求3所述的一种座椅头枕冲击实验台，其特征在于所述 导轨机构为滑块导轨副机构，包括设置在立柱轴向上的导轨，与该导轨滑动 配合的滑块，该滑块与所述升降悬臂可拆卸连接；所述升降动力单元为设置 在立柱顶端的升降电机减速机；所述传动单元为由该升降电机减速机驱动的 丝杆螺母副机构，包括与该升降电机减速机动力输出轴联动的丝杆，可拆卸 连接在所述升降悬臂上与该丝杆螺纹配合的螺母。
5. 根据权利要求4所述的一种座椅头枕冲击实验台，其特征在于所述 摆锤动作装置包括与所述升降悬臂连接的轴承座，套设在该轴承座上、与 其转动配合的轴承，套设在该轴承上、与其固接的摆锤体，用于限位该转轴 转动行程的限位装置。
6. 根据权利要求5所述的一种座椅头枕冲击实验台，其特征在于所述 摆锤动作装置包括用于测量所述轴承由摆锤体带动产生旋转角度的角度测量器 o
7. 根据权利要求5所述的一种座椅头枕冲击实验台，其特征在于所述 摆锤体包括套设在该轴承上、与其固接的摆杆，连接在该摆杆尾端用于冲 击所述座椅头枕的冲击头，所述冲击头为半球形冲击头，所述摆锤体上设置有配重块。
8. 根据权利要求7所述的一种座椅头枕冲击实验台，其特征在于所述 冲击头上设置有加速度传感器。
9. 根据权利要求7所述的一种座椅头枕冲击实验台，其特征在于所述 摆杆提升装置包括用于夹持所述摆锤体的夹持件，用于带动该夹持件提升 的动力件，设置在该动力件与夹持件间、用于传动该动力件输出动力的传动 组件。
10.根据权利要求7所述的一种座椅头枕冲击实验台，其特征在于所 述实验台周围设置了安全防护罩。
专利摘要本实用新型是关于一种座椅头枕冲击实验台，其包括实验台底座，设置在该实验台底座上的、用于安装汽车座椅的座椅安装装置，连接在该实验台底座上的立柱，其中，还包括连接在该立柱上、可沿该立柱轴向往复移动的升降机构，与该升降机构连接由该升降机构带动移动的、用于向座椅头枕施加冲击力的施力机构，较之现有的座椅头枕冲击实验台，在同样能够实现座椅头枕冲击实验的情况下，结构简单，成本较低。
文档编号G01M7/00GK201145635SQ20072019619
公开日2008年11月5日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者刘勇强, 张理谦, 杨双庆 申请人:比亚迪股份有限公司