一种汽车座椅H点测量辅助装置及假人位姿调整方法与流程

一种汽车座椅h点测量辅助装置及假人位姿调整方法
技术领域
1.本发明属于汽车座舱产品开发领域，尤其是涉及一种汽车座椅h点测量辅助装置及假人位姿调整方法。


背景技术：

2.h点在汽车座舱产品开发的过程中具有十分重要的作用，不仅关系到乘员空间的合理性舒适性，也对整车尺寸、座舱内饰布局、约束系统等零部件的设计有直接影响。因此如何更准确的验证实际的h点与设计值的偏差，对产品开发的及时修正有着重要意义，对产品的后续设计有着重要影响。
3.hpm假人(如图1所示)包括的可调参数：θ臀部角，η靠背角，β膝部角，l1大腿长，l2小腿长，l3踵点prp到踩点ahp的距离。
4.行业内关于座舱开发流程一般是将ahp固定，l3为203mm，α为87
°
，l1和l2采用95分假人腿长，根据gb 11562-2014《汽车驾驶员前方视野要求及测试方法》，不断调整θ，η，β值，使得驾驶员视野得到最优，此时的假人位姿完全固定，得到h点坐标。以此h点值作为基准坐标来完成座椅、仪表板、门饰板等座舱内部件的型式设计及产品布局，使座舱的舒适性、安全性、便捷性达到最优。
5.针对实际h点与设计h点的偏差验证，目前的测量方法是在实车内进行测量，其过程顺序与设计顺序一致。先将座椅位置调整至设计位置，然后将通过三坐标测量仪找到ahp的位置并将hpm假人的踵点置于ahp，同时脚底面与加速踏板表面初始位置接触但不使踏板发生移位。将α调整为87
°
，l1和l2调整为95分假人腿长，然后将假人的臀部及背部安放于座椅上，根据gb/t11563-1995《汽车h点确定程序》调整假人位姿，然后进行h点测量。
6.一般情况下，座椅零部件厂商只能提供座椅，没有途径获取实车。因此检测机构在面对座椅零部件厂商的测试任务时，上述实车测量方法具有很大的局限性，同时车身的购买、运输、存储都将测试成本推高。而gb/t11563-1995《汽车h点确定程序》对于如何调整假人位姿并没有定量性的操作，因此在实际操作中会出现假人在y向的偏移和沿z轴的扭转，其操作过程缺少规范性，难以实现标准化操作，其结果也会受到人为因素的影响。
7.针对上述问题，需要一套可以替代车身的辅助装置，降低测试所需的硬件条件要求；和一种可以更标准、易量化操作过程的假人位姿调整方法，从而能够更加客观准确的实现对h点的测量。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车座椅h点测量辅助装置，以解决在无实车条件下能够对座椅的h点实现准确测量的问题。
9.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
10.一种汽车座椅h点测量辅助装置，包括基座及其上方的座椅安装台面、y向滑动机构、x向滑动机构、丝杠机构、加速踏板模拟机构和加速踏板安装台面，所述基座上方一侧安
装座椅安装台面，座椅安装台面两端分别滑动连接至y向滑动机构，且座椅安装台面一端连接至丝杠机构，基座上方另一侧安装x向滑动机构，x向滑动机构上方滑动连接至加速踏板安装台面，加速踏板安装台面上方安装加速踏板模拟机构。
11.进一步的，所述y向滑动机构包括若干y向导轨滑块和若干y向导轨，所述y向导轨呈长方形分布至基座上方，且每个y向导轨上均滑动连接一个y向导轨滑块，y向导轨滑块分别安装至座椅安装台面四角。
12.进一步的，所述丝杠机构包括滚珠丝杠滑块、滚珠丝杠、轴承、滚珠丝杠安装座，所述滚珠丝杠安装座为u形结构，滚珠丝杠安装座底部固定至座椅安装台面，所述滚珠丝杠通过轴承安装至滚珠丝杠安装座中部，滚珠丝杠外部套设滚珠丝杠滑块，所述滚珠丝杠滑块一侧固定连接至座椅安装台面。
13.进一步的，所述x向滑动机构包括2个x向导轨和若干x向导轨滑块，2个所述x向导轨平行设置于基座上，每个所述x向导轨上方均滑动连接若干x向导轨滑块，每个x向导轨滑块顶部均固定连接至加速踏板安装台面底部。
14.相对于现有技术，本发明所述的一种汽车座椅h点测量辅助装置具有以下优势：
15.(1)本发明所述的一种汽车座椅h点测量辅助装置，结构简单，代替车身的座椅h点测量辅助装置结构简单，通用性强，无需实车即可满足实车状态下的座椅h点测量的要求，经济实用，易于推广。
16.本发明的另一目的在于提出一种汽车座椅h点假人位姿调整方法，以保证测量结果不受人为操作因素的影响。
17.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
18.一种汽车座椅h点假人位姿调整方法，包括以下步骤：
19.s1、坐标换算；
20.s2、调整座椅；
21.s3、调整汽车座椅h点测量辅助装置并安装座椅；
22.s4、客户提供加速踏板与x面的夹角和踏板面上的踩点prp坐标,根据prp和踵点的相对位置，调整加速踏板安装台面和加速踏板模拟机构的相对位置并锁止；
23.s5、安装hpm假人；
24.s6、调整hpm假人；
25.s7、座椅和hpm假人的安放状态皆与实车状态一致，使用三坐标测量仪完成h点测量。
26.进一步的，在步骤s7中的三坐标测量仪完成h点测量包括以下步骤：
27.a1、令h点在座板上对应的左右凸点的坐标分别为(x
左
、y
左
、z
左
)(x
右
、y
右
、z
右
)，座椅中心平面与基座上交线上任意点坐标为(x
中
、y
中
、z
中
)；
28.a2、座板上左右凸点应关于座椅中心平面左右对称，y
左-y
中
＝y
右-y
中
，x
左-x
中
＝x
右-x
中
；
29.a3、通过三维坐标仪测量以(x
中
、y
中
、z
中
)为坐标原点测量x
左
与x
右
，y
左
与y
右
；
30.a4、调整座板姿态，使y
左
＝y
右
，x
左
＝x
右
。
31.相对于现有技术，本发明所述的一种汽车座椅h点假人位姿调整方法具有以下优势：
32.(1)本发明创造所述的一种汽车座椅h点假人位姿调整方法，设计合理，本假人位姿调整方法比gb/t 11563-1995《汽车h点确定程序》中的描述更具体，量化参数更有利于操作的标准性，座椅h点的测量也更准确，这样不仅提高试验的便捷性，降低试验成本，使操作更加简单，而且更加标准化，使结果更加准确。
附图说明
33.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
34.图1为本发明实施例所述的现有技术中的hpm假人模型示意图；
35.图2为本发明实施例所述的汽车座椅h点测量辅助装置示意图；
36.图3为本发明实施例所述的假人安放的偏转示意图；
37.图4为本发明实施例所述的试验系统示意图。
38.附图标记说明：
39.1、座椅安装台面；2、y向导轨滑块；3、y向导轨；4、基座；5、滚珠丝杠滑块；6、滚珠丝杠；7、轴承；8、滚珠丝杠安装座；9、x向导轨；10、x向导轨滑块；11、加速踏板模拟机构；12、加速踏板安装台面；13、座椅；14、hpm假人。
具体实施方式
40.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“x向”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
44.如图1至图4所示，一种汽车座椅h点测量辅助装置，包括基座4及其上方的座椅安装台面1、y向滑动机构、x向滑动机构、丝杠机构、加速踏板模拟机构11和加速踏板安装台面12，所述基座4上方一侧安装座椅安装台面1，座椅安装台面1两端分别滑动连接至y向滑动机构，且座椅安装台面1一端连接至丝杠机构，基座4上方另一侧安装x向滑动机构，x向滑动机构上方滑动连接至加速踏板安装台面12，加速踏板安装台面12上方安装加速踏板模拟机
构11。本汽车座椅h点测量辅助装置，结构简单，代替车身的座椅h点测量辅助装置结构简单，通用性强，无需实车即可满足实车状态下的座椅h点测量的要求，经济实用，易于推广。
45.所述y向滑动机构包括若干y向导轨滑块2和若干y向导轨3，所述y向导轨3呈长方形分布至基座4上方，且每个y向导轨3上均滑动连接一个y向导轨滑块2，y向导轨滑块2分别安装至座椅安装台面1四角，在本实施例里，所述y向导轨滑块2和y向导轨3的数量均为4个，实际数量可视实际情况而定。
46.所述丝杠机构包括滚珠丝杠滑块5、滚珠丝杠6、轴承7、滚珠丝杠安装座8，所述滚珠丝杠安装座8为u形结构，滚珠丝杠安装座8底部固定至座椅安装台面1，所述滚珠丝杠6通过轴承7安装至滚珠丝杠安装座8中部，滚珠丝杠6外部套设滚珠丝杠滑块5，所述滚珠丝杠滑块5一侧固定连接至座椅安装台面1。在本实施例里，滚珠丝杠滑块5随着滚珠丝杠6的丝杠螺母在滚珠丝杠6上上下移动。
47.所述x向滑动机构包括2个x向导轨9和若干x向导轨滑块10，2个所述x向导轨9平行设置于基座4上，每个所述x向导轨9上方均滑动连接若干x向导轨滑块10，每个x向导轨滑块10顶部均固定连接至加速踏板安装台面12底部，在本实施例里，x向导轨9安装至加速踏板安装台面12底部两侧，x向导轨滑块10的数量均为4个，实际数量可视实际情况而定。
48.辅助装置结构如图2所示，加速踏板安装台面12可以通过x向导轨9和x向导轨滑块10在基座4上前后滑动；加速踏板模拟机构11可以改变其与加速踏板安装台面12的夹角；通过转动滚珠丝杠6，滚珠丝杠滑块5带动座椅安装台面1沿着y向导轨滑块2和y向导轨3相对于基座4做y向移动；座椅安装台面1上有若干安装孔，可以实现安装座椅时通过选取不同的安装孔，使座椅沿x向与y向移动。
49.其使用原理：已知ahp点、prp点。座椅左前安装点的在实车上的坐标分别为(x1,y1,z1)(x2,y2,z2)(x3,y3,z3),以ahp点为参考坐标原点，根据prp的相对ahp的坐标，通过加速踏板安装台面12前后的调整及加速踏板模拟机构11角度的调整，在加速踏板模拟机构11上找到prp点，此时加速踏板模拟机构11与实车加速踏板安装状态一致；根据座椅左前安装点(即在图2在座椅安装台面1上方标的a点位置)相对ahp的坐标，通过对座椅安装台面1的上下调整及安装孔前后、左右位置选择，则保证座椅的安装状态与实车一致。此时辅助装置上的ahp点，prp点，座椅状态与实车安装状态一致，可以替代车身进行试验。
50.一种汽车座椅h点假人位姿调整方法，包括以下步骤：
51.s1、坐标换算；
52.s2、调整座椅13；
53.s3、调整汽车座椅h点测量辅助装置并安装座椅13；
54.s4、客户提供加速踏板与x面的夹角和踏板面上的踩点prp坐标,根据prp和踵点的相对位置，调整加速踏板安装台面12和加速踏板模拟机构11的相对位置并锁止；
55.s5、安装hpm假人14；
56.s6、调整hpm假人14；
57.s7、座椅13和hpm假人14的安放状态皆与实车状态一致，使用三坐标测量仪完成h点测量。本汽车座椅h点假人位姿的调整方法，设计合理，本假人位姿调整方法比gb/t 11563-1995《汽车h点确定程序》中的描述更具体，量化参数更有利于操作的标准性，座椅h点的测量也更准确，这样不仅提高试验的便捷性，降低试验成本，使操作更加简单，而且更
加标准化，使结果更加准确。
58.在步骤s7中的三坐标测量仪完成h点测量包括以下步骤：
59.a1、令h点在座板上对应的左右凸点的坐标分别为(x
左
、y
左
、z
左
)(x
右
、y
右
、z
右
)，座椅13中心平面与基座4上交线上任意点坐标为(x
中
、y
中
、z
中
)；
60.a2、座板上左右凸点应关于座椅13中心平面左右对称，y
左-y
中
＝y
右-y
中
，x
左-x
中
＝x
右-x
中
；
61.a3、通过三维坐标仪测量以(x
中
、y
中
、z
中
)为坐标原点测量x
左
与x
右
，y
左
与y
右
；
62.a4、调整座板姿态，使y
左
＝y
右
，x
左
＝x
右
。
63.在本实施例里，假人位姿的调整方法：
64.假人的大腿长、小腿长、踵点、踩点、脚腿角都是确定的，影响h点的因素主要是在安放假人座板和背板过程中产生的。gb/t11563-1995《汽车h点确定程序》中的对座板和背板的调整操作描述：使hpm假人的座板和背板与乘员中心面(一般为座椅中心面)重合，将背板折叠，通过t型杆将假人拉离座椅靠背，使装置无向后滑动时，在t型杆上施加向后的推力，使之向后滑动，直至座板接触靠背，然后将背板放回到座椅靠背。其操作并没有定量的方法保证假人姿态的准确，克服安放假人存在沿y向偏移和沿z轴扭转的问题。
65.令h点在座板上对应的左右凸点的坐标分别为(x
左
、y
左
、z
左
)(x
右
、y
右
、z
右
)，座椅13中心平面与基座4上交线上任意点坐标为(x
中
、y
中
、z
中
)。座板上左右凸点应关于座椅13中心平面左右对称，y
左-y
中
＝y
右-y
中
，x
左-x
中
＝x
右-x
中
,通过三维坐标仪测量以(x
中
、y
中
、z
中
)为坐标原点测量x
左
与x
右
，y
左
与y
右
，调整座板姿态，使y
左
＝y
右
，x
左
＝x
右
，从而解决了假人在y向偏移和沿z轴扭转的问题。
66.实施例1
67.在实际的测量中可依据下述具体试验方法进行：
68.步骤1：坐标换算。由客户提供实车上上的两个坐标值，即踵点坐标(x0,y0,z0)和座椅的任意一个安装点坐标(以座椅左前安装点为例)(x1,y1,z1)换算。以踵点为参考点，即令踵点为(0,0,0)，座椅左前安装点为(x2,y2,z2)＝(x
1-x0,y
1-y0,z
1-z0)。
69.步骤2：调整座椅。由客户供实车状态下测量h点时座椅的设计位置，比如座椅的设计位置为从最前向后40mm，靠背角25
°
，座垫从最下向上10mm。按设计位置的要求，调整座椅的各向位置。
70.步骤3：调整辅助装置并安装座椅。在基座上选定一点为踵点，根据座椅左前安装坐标(x2,y2,z2)的z值调整座椅安装台面的上下位置，根据x2和y2在座椅安装台面上选择合适的安装孔，如果安装孔不在台面上，可适当沿x向和y向调整踵点位置，使能够在座椅安装台面上找到安装孔。将座椅的左安装点与安装孔对准安装。此时座椅相对于踵点的状态与实车一致。
71.步骤4：由客户提供加速踏板与x面的夹角和踏板面上的踩点prp坐标(x3,y3,z3),根据prp和踵点的相对位置，调整加速踏板安装台面和加速踏板模拟机构的相对位置并锁止。此时加速踏板加速踏板模拟机构相对于踵点的位置与实车状态一致。
72.步骤5：安装假人。将假人的大腿长l1与小腿长l2调至95分位的位置并锁止。将假人座板和背板先放置于座椅上，分别与座垫和靠背自然接触，先目视调整使假人中心面与座椅中心面重合。将假人腿脚角α调至87
°
并锁止，然后将假人假腿安装于假人座板t型架上。
适当挪动假人，是假人的踵点与辅助装置的踵点重合，假人脚底与加速踏板模拟机构自然接触。
73.步骤6：调整假人。将假人背板前倾到最前位置，通过t型杆拉动假人座板远离座椅靠背，然后在t型杆施加向后力，使假人座板滑动至臀部与座椅靠背接触，此过程中保证假人踵点和踩点位置不改变。将假人背板放回至座椅靠背，放回过程中保证假人座板不发生移动。使用三坐标测量仪，以座椅左前安装点为基准，找到座椅中心面上一点(x4,y4,z4)，以此点在基座上的投影点为原点(x
中
、y
中
、z
中
)，分别测出h点左右凸点的坐标(x
左
、y
左
、z
左
)(x
右
、y
右
、z
右
)，沿y向移动假人或沿z轴转动假人，使得y
左-y
中
＝y
右-y
中
，x
左-x
中
＝x
右-x
中
。此时假人的中心面与座椅中心面完全重合，假人不会因位置摆放偏移而引起位姿改变。
74.步骤7：经过以上6步操作，座椅和假人的安放状态皆与实车状态一致，使用三坐标测量仪完成h点测量。
75.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。