一种手持式汽车座椅局部硬度测试仪及测试方法与流程

1.本发明属于汽车座椅表面或局部硬度测试技术领域，具体涉及一种手持式汽车座椅局部硬度测试仪及测试方法。


背景技术：

2.汽车座椅的软硬与h点测试息息相关，h点是人体与座椅结合后主观感知视野舒适度的主要指标。多数情况下，汽车座椅的软硬由座椅内的发泡泡沫软硬决定。目前，大部分座椅厂商开发座椅初期样件的h点测试不合格情况屡见不鲜，需要反复调试泡沫软硬并反复监测泡沫局部硬度分布，同时还需要监测座椅局部硬度分布状态来满足h点合格和驾乘者乘坐感知舒适度的要求。h点和泡沫硬度检测设备昂贵，操作过程复杂，最重要的是检测设备资源有限，试验周期长，不能在同一时间内得到h点和座椅及其泡沫硬度的检测结果，也就无法供技术人员参考快速及时得到座椅h点不合格原因并提出整改意见。特别是在开发座椅初期发泡工艺调试阶段，泡沫软硬不稳定且易于出现座椅不同部位泡沫软硬分区混料是影响h点测试不合格和驾乘感知不舒适的主要原因，基于以上问题，如何快速、便捷和准确的检测座椅软硬并能识别混料区域是本领域技术人员急需解决的问题。
3.现有技术中的汽车座椅硬度可移动测试设备，由于其设备体积较大移动不便捷，导致测试地点受限制，而且仅能测试座垫硬度，应用范围也同样受到限制。


技术实现要素：

4.为了克服上述问题，本发明提供一种手持式汽车座椅局部硬度测试仪及测试方法，本测试仪不仅具有操作快速便捷，随时监控的特点外，更适用于座椅座垫、靠背和侧翼等多个区域软硬的测试。
5.一种手持式汽车座椅局部硬度测试仪，包括能够测量力值的测力系统模块1、压入深度指示架2和压力传感压盘3，其中测力系统模块1的底部固定有带刻度的压盘连接杆11，压入深度指示架2套置在压盘连接杆11外，压力传感压盘3螺纹连接在压盘连接杆11底端内，且压入深度指示架2上下部边缘分别设有压入深度指示线24，底部两端分别设有接触指示球。
6.所述的压入深度指示架2包括架体本体21、磁性锁止钮22和接触指示球23，其中架体本体21内部中空，且其套置在压盘连接杆11外，并通过磁性锁止钮22吸附在压盘连接杆11上，架体本体21底部的两端分别设有一个接触指示球23，且架体本体21上下部边缘均分别设有压入深度指示线24。
7.所述磁性锁止钮22包括固定在一起的底盘和磁铁，其中磁铁穿过架体本体21与压盘连接杆11接触，且磁铁与压盘连接杆11接触的磁性吸力面为圆弧面，能够与压盘连接杆11贴合。
8.所述接触指示球23为半径在2～3mm的海绵球或空气球。
9.所述压力传感压盘3包括压盘本体31和螺纹杆32，其中螺纹杆32固定在压盘本体
31上，且压盘本体31的半径取值范围在10～40mm之间。
10.所述压盘连接杆11下部边缘上的压入深度指示线24位于压盘连接杆11上刻度0位置时，压力传感压盘3下表面与接触指示球23下表面处于同一水平线上。
11.所述压盘连接杆11的长度与架体本体21的高度之间的差值＞50mm。
12.所述测力系统模块1包括壳体12、施力手柄13、控制器、力传感器、信号处理器，其中施力手柄13固定在壳体12顶部，控制器、力传感器、信号处理器和显示屏均固定在壳体12内部，且力传感器底部固定在压盘连接杆11上；所述信号处理器和力传感器之间电连接，力传感器、信号处理器和显示屏均与控制器电连接。
13.所述测力系统模块1的壳体12上还设有hold键、set键、zero键和on/off键，其中hold键、set键、zero键和on/off键分别与控制器之间电连接，on/off键通过控制器控制力传感器的开启与关闭，zero键通过控制器将力传感器的测量记录归零，hold键通过控制器控制力传感器确定读数，set键通过控制器控制力传感器清除测试数据。
14.所述在显示屏左右两侧的壳体12上还设有不同项目数据储备和查阅按键，用于输入不同项目所需的数据和数据的查阅。
15.一种手持式汽车座椅表面硬度测试仪的使用方法，包括如下步骤：
16.步骤一，调节两个接触指示球23之间的距离c，使得c值是压入深度的2～5倍或压力传感压盘3直径的2～5倍；
17.步骤二，使压盘连接杆11下部边缘上的压入深度指示线24位于压盘连接杆11上的刻度值为所需压入深度值，再安上磁性锁止钮22将压入深度指示架2和压盘连接杆11固定；
18.步骤三，控制力传感器开启；
19.步骤四，按压施力手柄13，使得压力传感压盘3接触到座椅或坐垫表面，当力传感器测量到有力值时即判定此时压力传感压盘3已经接触到座椅或坐垫表面，控制器控制力传感器的测量数据归零；
20.步骤五，继续按压施力手柄13，当接触指示球23产生变形时，控制器控制力传感器的测量数据固定，控制器同时通过信号处理器读取力传感器的测量数据，并将测量数据传输给显示屏，在显示屏上显示，这时显示屏上显示的力值就是泡沫硬度值。
21.所述步骤四中，当力传感器测量出力值时，力传感器将测量数据传输给信号处理器，信号处理器把力传感器的变形量转化成电信号，再转化成数字信号传输至控制器，控制器将测量数据传输给显示屏，进而将测量数据在显示屏上显示。
22.本发明的有益效果：
23.本发明不仅具有操作快速便捷，随时监控的特点外，更适用于座椅座垫、靠背和侧翼等多个区域软硬的测试。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明的结构示意图。
26.图2为本发明的部分结构示意图。
27.图3为本发明的磁性锁止钮结构示意图
28.图4为本发明方法步骤二中压入深度指示线位于压盘连接杆上刻度为0位置状态图。
29.图5为本发明方法步骤二中压入深度指示线位于压盘连接杆上刻度为所需压入深度位置状态图。
30.图6为本发明的使用状态图。
31.其中：测力系统模块1、压盘连接杆11、壳体12、施力手柄13、压入深度指示架2、架体本体21、磁性锁止钮22、接触指示球23、压入深度指示线24、压力传感压盘3。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
33.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
36.实施例1
37.如图1
‑
3所示，一种手持式汽车座椅局部硬度测试仪，包括能够测量力值的测力系统模块1、压入深度指示架2和压力传感压盘3，其中测力系统模块1的底部固定有带刻度的压盘连接杆11，压入深度指示架2套置在压盘连接杆11外，压力传感压盘3通过螺纹杆32螺纹连接在压盘连接杆11底端内，且压入深度指示架2上下部边缘分别设有压入深度指示线24，底部两端分别设有接触指示球。
38.所述的压入深度指示架2包括架体本体21、磁性锁止钮22和接触指示球23，其中架体本体21内部中空，且其套置在压盘连接杆11外，并通过磁性锁止钮22吸附在压盘连接杆11上，架体本体21底部的两端分别设有一个接触指示球23，且架体本体21上下部边缘均分别设有压入深度指示线24。
39.此下边缘上的压入深度指示线24与压盘连接杆11上的某一刻度对齐的刻度数值就是座椅局部泡沫的压缩深度。
40.所述磁性锁止钮22包括固定在一起的底盘和磁铁，其中磁铁穿过架体本体21与压盘连接杆11接触，且磁铁与压盘连接杆11接触的磁性吸力面为圆弧形，能够与压盘连接杆11贴合。
41.所述接触指示球23为半径在2～3mm的软质海绵球或软质空气球。
42.所述压力传感压盘3包括压盘本体31和螺纹杆32，其中螺纹杆32固定在压盘本体31上，且压盘本体31的半径取值范围在10～40mm之间。
43.所述压盘连接杆11下部边缘上的压入深度指示线24位于压盘连接杆11上刻度0位置时，压力传感压盘3下表面与接触指示球23下表面处于同一水平线上。
44.所述压盘连接杆11的长度与架体本体21的高度之间的差值＞50mm。
45.所述测力系统模块1包括壳体12、施力手柄13、控制器、力传感器、信号处理器，其中施力手柄13固定在壳体12顶部，控制器、力传感器、信号处理器和显示屏均焊接固定在壳体12内部，且力传感器底部固定在压盘连接杆11上；所述信号处理器和力传感器之间电连接，力传感器、信号处理器和显示屏均与控制器电连接。
46.所述测力系统模块1的壳体12上还设有hold键、set键、zero键和on/off键，其中hold键、set键、zero键和on/off键分别与控制器之间电连接，on/off键通过控制器控制力传感器的开启与关闭，zero键通过控制器将力传感器的测量记录归零，hold键通过控制器控制力传感器确定读数，set键通过控制器控制力传感器清除测试数据。
47.所述在显示屏左右两侧的壳体12上还设有不同项目数据储备和查阅按键，用于输入不同项目所需的数据和数据的查阅。
48.如图6所示，一种手持式汽车座椅表面硬度测试仪的使用方法，包括如下步骤：
49.步骤一，两个接触指示球23相邻边缘之间的初始距离设为10～20mm，再根据试验所需压入深度和压力传感压盘3的直径来调节两个接触指示球23之间的距离c，使得c值是压入深度的2～5倍或压力传感压盘3直径的2～5倍；
50.步骤二，根据测试所需压入深度来调节压入深度指示架2在压盘连接杆11上的位置，使压盘连接杆11下部边缘上的压入深度指示线24位于压盘连接杆11上的刻度值为所需压入深度值，再安上磁性锁止钮22将压入深度指示架2和压盘连接杆11固定；如图4和图5所示。
51.步骤三，按下on/off键，on/off键将开启信号传输给控制器，控制器控制力传感器开启；
52.步骤四，按压施力手柄13，使得压力传感压盘3接触到座椅或坐垫表面，当力传感器测量到有力值时(此时测量的力值非常小，大概1n左右)即判定此时压力传感压盘3已经接触到座椅或坐垫表面，按下zero键，zero键将数据归零指示传输给控制器，控制器控制力传感器的测量数据归零；
53.步骤五，继续按压施力手柄13，当接触指示球23产生变形时，拇指按下hold键，hold键将确定读数指令传输给控制器，控制器控制力传感器的测量数据固定，控制器同时通过信号处理器读取力传感器的测量数据，并将测量数据传输给显示屏，在显示屏上显示，这时显示屏上显示的力值就是泡沫硬度值；
54.所述步骤四中，当力传感器测量出力值时，力传感器将测量数据传输给信号处理器，信号处理器把力传感器的变形量转化成电信号，再转化成数字信号传输至控制器，控制器将测量数据传输给显示屏，进而将测量数据在显示屏上显示。
55.实施例2
56.见图1。图2中测力系统模块1设计有符合测试需求的施力手柄13，此施力手柄13的优点是在测试者手部施力的同时方便大拇指按下“hold”按键，锁定测试力值提高测试准确性。为了方便测试现场进行即时对标，在测试数据显示屏左右两侧设计有多个不同项目数据储备和查阅按键，同时设计有测试开关的“on/off”按键，清零的“zero”按键，和重置的“set”按键。
57.将压入深度指示架2(见图2)套入测力系统模块1中的压盘连接杆11后，通过设计的磁性锁止钮22和压盘连接杆11之间的吸力来控制压入深度指示架2中压入深度指示线24的位置，具体地说：每次依靠手力把磁性锁止钮22拿下来，压入深度指示架2就能在压盘连接杆11上活动了，根据测试所需深度调节压入深度指示架2在压盘连接杆11上的位置，再安上磁性锁止钮22将压入深度指示架2和压盘连接杆11固定。常规要求是座垫芯部压入深度是一个值，靠背芯部压入深度是一个值，侧翼是一个值，所以这个压入深度指示架2不是每次测试都需要更换的，比如座垫芯部监测的局部硬度分布点可能会测试芯部位置的10个位置，但每次深度是一样的，改变的是测试得到的力值，单位：牛。
58.磁性锁止钮22的吸力面采用圆弧形，增加与圆柱形的压盘连接杆11的接触面积从而增加两者之间吸力。磁性锁止钮22的手持部分设计有防滑螺纹方便与压盘连接杆11分离，调整或更新压力深度指示线到一个新的位置进行测试。压入深度指示架2底部两侧设计有接触指示球23，是半径为2～3mm软质泡沫球或软质空气球，当施力过程中，测试者肉眼观察到接触指示球23与座椅面接触产生形变的瞬间按下“hold”按键记录力值。
59.压盘连接杆11的刻度范围a值范在≥100mm，设计“0”为刻度的起始点，见图4和图5当压盘连接杆11底部的压入刻度指示线在刻度“0”位置时，压力传感压盘3下表面与接触指示球23下表面处于同一水平线上。
60.压盘连接杆11上的刻度y值等于接触指示球23升起高度x值，即x＝y。压力传感压盘3半径取值范围10～40mm之间。
61.为了保证测试座椅的座垫靠背和侧翼不同位置的压入深度均能适用，需要保证a
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b＞50mm，其中a值为压盘连接杆11的长度，b为架体本体21的高度。根据需要的压入深度和座椅造型特点调整两个接触指示球23之间的距离c值，保证c值是压入深度的2～5倍或压力传感压盘3直径的2～5倍来优化压力传感压盘3压陷座椅表面凹痕对接触指示球23与座椅表面接触的效果，其中压力传感压盘3使座椅泡沫产生压缩陷入，压入深度就是压力传感压盘3的压入量。
62.通过更换螺纹固定点来控制调整两个接触指示球23之间的距离e值，e取值可以为10～20mm不等。
63.具体实施方式座椅座垫硬度测试：接触指示球23半径2.5mm软质泡沫球，压力传感压盘3半径取值“30mm”，压入深度刻度尺指示“35mm”，两个接触指示球23之间距离c取值“180mm”，读取测试力值。
64.实施例3
65.与实施例2相同，区别在于接触指示球23半径2.5mm软质泡沫球，压力传感压盘3半径取值“30mm”，压入深度刻度尺指示“25mm”，两个接触指示球之间距离c取值“160mm”，读取测试力值,。
66.实施例4
67.与实施例2相同，区别在于接触指示球半径2.5mm软质泡沫球，压力传感压盘半径取值“10mm”，压入深度刻度尺指示“10mm”，两个接触指示球之间距离c取值“40mm”，读取测试力值。
68.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
69.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
70.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。