一種兒童約束系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種兒童約束系統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備及其方法，尤其是一種兒童約束系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)動(dòng)車兒童乘員用約束系統(tǒng)作為目前國(guó)家機(jī)動(dòng)車輛大量安裝、使用的強(qiáng)制性檢驗(yàn)產(chǎn)品，其抗翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)用于評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)條件下的約束系統(tǒng)對(duì)兒童乘員的約束能力，為重要的性能測(cè)試環(huán)節(jié)。兒童約束系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備是一種用于檢測(cè)機(jī)動(dòng)車兒童乘員用約束系統(tǒng)抗翻轉(zhuǎn)性能的機(jī)電一體化裝置。依據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 27887-2011《機(jī)動(dòng)車兒童乘員用約束系統(tǒng)》中的條款5.1.3和6.1.2“翻轉(zhuǎn)”的要求規(guī)定:將約束有兒童假人的兒童約束系統(tǒng)安裝在試驗(yàn)座椅上，整個(gè)座椅繞著座椅縱向中心平面內(nèi)的水平軸線，以2° /秒?5° /秒的速度旋轉(zhuǎn)360°。之后，反方向重復(fù)該試驗(yàn)，其中，如有必要，假人仍處于初始位置。繞著位于水平面內(nèi)的且與上兩個(gè)試驗(yàn)中旋轉(zhuǎn)軸垂直的軸旋轉(zhuǎn)，再重復(fù)進(jìn)行兩個(gè)方向的翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)。以上試驗(yàn)均使用試驗(yàn)樣品所屬組別中的最小和最大的兩個(gè)兒童假人。要求試驗(yàn)過程中兒童假人不從兒童約束系統(tǒng)樣品中掉出來，且當(dāng)試驗(yàn)座椅處于翻轉(zhuǎn)的位置時(shí)，沿著垂直于座椅的方向，假人的頭部從它的原始位置產(chǎn)生的位移應(yīng)不超過300_。
[0003]目前國(guó)內(nèi)汽車及零部件檢測(cè)行業(yè)實(shí)驗(yàn)室使用的兒童約束系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置翻轉(zhuǎn)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)方法和監(jiān)測(cè)方法單一，試驗(yàn)座椅90°轉(zhuǎn)動(dòng)方式依賴人力，定位不精準(zhǔn)，且不停機(jī)情況下無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)化程度不高。此類設(shè)備通常應(yīng)包括試驗(yàn)座椅、設(shè)備基座、翻轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、試驗(yàn)座椅轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)等，目前國(guó)內(nèi)類似裝置多為人工輔助轉(zhuǎn)向，尚未發(fā)現(xiàn)有可在翻轉(zhuǎn)狀態(tài)自動(dòng)換向的設(shè)備。傳統(tǒng)的試驗(yàn)座椅轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)不是自動(dòng)轉(zhuǎn)向，一般都需借助人力完成。然而，一般常見的兒童約束系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置的翻轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)建方案通常采用三相異步電機(jī)、減速機(jī)、變頻器等匹配實(shí)現(xiàn)，以開環(huán)控制居多，無法做到精確定位，翻轉(zhuǎn)速度精度不高，且裝置整體體積較大;試驗(yàn)座椅上的卷收器安裝板設(shè)計(jì)過于簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)位置和角度略顯困難，不便于不同規(guī)格安全帶卷收器的安裝;試驗(yàn)座椅對(duì)兒童約束系統(tǒng)的安裝方式單一，有的只能使用安全帶作為兒童約束系統(tǒng)的固定方式，而忽略了目前常見的兒童約束系統(tǒng)有很大一部分采用了 IS0FIX接口 ；試驗(yàn)座椅轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，安全冗余度過大，操作不便捷，也無法實(shí)現(xiàn)不停機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)轉(zhuǎn)向，嚴(yán)重依賴人力，存在一定的安全隱患；裝置未采用模塊化設(shè)計(jì)理念，使得裝置后期改造、調(diào)整或者升級(jí)較為困難，對(duì)不同國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性差，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部使用尚可，不便于技術(shù)推廣和設(shè)備轉(zhuǎn)讓。綜上所述，這類現(xiàn)有裝置往往不能夠準(zhǔn)確、快捷地對(duì)兒童約束系統(tǒng)的抗翻轉(zhuǎn)性能做出理想的判斷與評(píng)價(jià)，甚至一些裝置本身都會(huì)出現(xiàn)機(jī)械失效、電氣控制不良、安全事故多發(fā)等問題，使用性差，作為設(shè)備出售的市場(chǎng)認(rèn)可度較低。
[0004]鑒于國(guó)內(nèi)尚無自動(dòng)換向的兒童約束系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備，且目前在用此類試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，不合理的控制方式，以及電氣技術(shù)陳舊的驅(qū)動(dòng)部分，尤其是在試驗(yàn)樣品的適應(yīng)性上廣泛存在的技術(shù)應(yīng)用局限性，另外裝置未考慮自動(dòng)化、智能化的要求及人因工程的因素，不能滿足兒童約束系統(tǒng)抗翻轉(zhuǎn)性能檢測(cè)市場(chǎng)今后發(fā)展趨勢(shì)的要求，因此亟需一類精度較高、安全可靠、操作便捷、對(duì)人力依賴小的試驗(yàn)設(shè)備，即自動(dòng)換向型兒童約束系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種兒童約束系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方法，解決了設(shè)備不停機(jī)狀態(tài)下試驗(yàn)座椅自動(dòng)轉(zhuǎn)向問題，還解決了翻轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)精準(zhǔn)定位等【背景技術(shù)】所述的現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，解決了不同規(guī)格安全帶卷收器的安裝問題，解決了不同安裝方式兒童約束系統(tǒng)的安裝問題，以及解決了兒童約束系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)過程中試驗(yàn)座椅旋轉(zhuǎn)90°位置精度問題；
[0006]本發(fā)明通過長(zhǎng)時(shí)間對(duì)機(jī)動(dòng)車兒童乘員用約束系統(tǒng)產(chǎn)品形式、種類變化趨勢(shì)的跟蹤，采用了一種創(chuàng)新的檢驗(yàn)方式，參考機(jī)械、電氣新技術(shù)，并充分考慮未來兒童約束系統(tǒng)檢驗(yàn)行業(yè)的發(fā)展方向，提供一種成熟的、先進(jìn)的、適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)展性良好的機(jī)動(dòng)車兒童乘員用約束系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種機(jī)動(dòng)車兒童乘員用約束系統(tǒng)自動(dòng)換向翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備，包括試驗(yàn)座椅、轉(zhuǎn)接架、設(shè)備基座、動(dòng)力基座、翻轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、試驗(yàn)座椅自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)和人機(jī)界面。
[0009]所述試驗(yàn)座椅包括座椅架、坐墊、靠背、IS0FIX下固定點(diǎn)、安全帶固定點(diǎn)，其中座椅架由鋼質(zhì)方管焊接而成，所述座椅架安裝有安全帶上固定點(diǎn)、卷收器安裝固定點(diǎn)、安全帶下固定點(diǎn)、IS0FIX下固定點(diǎn)、坐墊、靠背，所述坐墊和靠背均由滿足GB27887-2011附錄E要求的聚氨酯泡沫、防曬布和鋁底板構(gòu)成，所述各類固定點(diǎn)均由螺栓聯(lián)接安裝于座椅架上。其中IS0FIX的在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中是直接引用的一種固定方式。
[0010]所述轉(zhuǎn)接架為連接試驗(yàn)座椅和試驗(yàn)座椅自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的裝置，由鋼質(zhì)方管焊接而成，起轉(zhuǎn)接和過渡作用。
[0011]所述設(shè)備基座為該設(shè)備所有組成部分的承載機(jī)構(gòu)，由鋼質(zhì)方管焊接成的底座和底部的福馬輪組成。
[0012]所述動(dòng)力基座由槽鋼焊接而成的框架、承重鋼板以及減速機(jī)安裝座等組成，作為翻轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力源的安裝與固定裝置，該動(dòng)力基座通過螺栓聯(lián)接于設(shè)備基座上。
[0013]所述翻轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括伺服電機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、軸承座、旋轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)動(dòng)臂、編碼器及其承載座，其中伺服電機(jī)直接和減速機(jī)連接匹配，減速機(jī)安裝于動(dòng)力基座上，并通過聯(lián)軸器和旋轉(zhuǎn)軸連接，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳輸至轉(zhuǎn)動(dòng)臂，并由轉(zhuǎn)動(dòng)臂帶動(dòng)承載座實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，編碼器通過聯(lián)軸器和一側(cè)旋轉(zhuǎn)軸連接，主要采集轉(zhuǎn)動(dòng)的速度信息，并將速度信息反饋至PLC。
[0014]所述試驗(yàn)座椅自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，由轉(zhuǎn)動(dòng)基座、彈簧、磁力表座及其安裝座、電磁鐵及其安裝座、磁力表座吸合板、電磁鐵吸合板、24VDC可充電電源、光敏開關(guān)和繼電器模組、光源及電路輔件、安裝輔件等部分組成，用于實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)座椅不借助人力，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)90°的動(dòng)作。
[0015]本發(fā)明還公開了所述一種兒童約束系統(tǒng)自動(dòng)換向翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0016]所述試驗(yàn)座椅自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)動(dòng)作流程為:初始狀態(tài)下，試驗(yàn)座椅處于初始位置，即試驗(yàn)座椅縱向中心平面平行于設(shè)備長(zhǎng)軸方向且垂直于水平面，設(shè)備上電，電路開關(guān)閉合，通過PLC控制光源使其保持熄滅狀態(tài)，光敏開關(guān)模組處于通路狀態(tài)，通過繼電器模組，電磁鐵得電，電磁鐵吸合板和電磁鐵吸合，試驗(yàn)座椅被約束住而不能隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，試驗(yàn)座椅在初始狀態(tài)下開始翻轉(zhuǎn)360°，然后再反向翻轉(zhuǎn)360°，回到初始位置，保持2?5秒，該時(shí)間任意可設(shè)，但應(yīng)大于光敏電阻的響應(yīng)時(shí)間。該段時(shí)間內(nèi)，通過PLC內(nèi)設(shè)程序控制光源使其處于點(diǎn)亮狀態(tài)，照射到光敏電阻上的光線使得光敏開關(guān)模組處于斷路狀態(tài)，通過繼電器模組，電磁鐵失電，在彈簧力作用下，電磁鐵吸合板和電磁鐵脫開，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)90°動(dòng)作，然后磁力表座吸合板與磁力表座吸合，試驗(yàn)座椅被約束無法再自由旋轉(zhuǎn)，完成自動(dòng)轉(zhuǎn)向。試驗(yàn)完成后，如需試驗(yàn)座椅回復(fù)至初始位置，可旋轉(zhuǎn)磁力表座旋鈕開關(guān)，使磁性吸合力被阻斷，扳動(dòng)試驗(yàn)座椅回復(fù)原位即可。所述控制系統(tǒng)和人機(jī)界面包括可編程邏輯控制器(PLC)、伺服驅(qū)動(dòng)器、光電開關(guān)、各類按鈕、導(dǎo)線、觸摸屏以及其他電氣元件。除觸摸屏和按鈕安裝于控制柜上面板外，其余元器件均安裝于控制柜內(nèi)部。結(jié)構(gòu)整體布局簡(jiǎn)潔、緊湊。
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