一种汽车座椅检测机器人

1.本发明涉及汽车座椅检测技术领域，尤其涉及一种汽车座椅检测机器人。


背景技术：

2.随着汽车工业的快速发展，机动车种类与数量逐年增加，为人们的生活提供了快速高效的便利条件，同时，汽车的安全可靠性也成为整个汽车行业中的首要问题。除了汽车底盘、发动机、变速箱的性能和品质对型车安全有着较大影响外，汽车零部件的质量要求也是越来越高。其中，汽车座椅作为连接车体与承载驾驶员和乘员的重要部件，其内部结构强度、传感器可靠性均会对驾驶的安全性、功能性和舒适性有着极其重要的影响，因此，汽车零部件检测实验工作是保证汽车品质的重要一环，所以需要一种性能优良、检测数据精准的汽车座椅检测机器人。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种解决现有技术中汽车座椅检测工装在市场上的空缺，可以在座椅检测时模拟臀部蠕动，使座椅检测数据更加精准、检测效果更加的汽车座椅检测机器人。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明的一种汽车座椅检测机器人，该检测机器人包括：
6.检测框架，所述检测框架内部中空地形成为汽车座椅检测空间；
7.集成于所述检测框架一侧的控制柜总成；
8.滑动连接于所述检测框架的检测手臂总成；以及
9.与所述检测手臂总成连接的假臀；
10.所述检测框架内部具有放置汽车座椅的检测平台，所述假臀能够接触并压持所述检测平台上的汽车座椅；
11.所述假臀通过所述检测手臂总成调节所述假臀相对于所述汽车座椅的位置；
12.所述检测框架的底部固定有多个固定板，所述汽车座椅的底部通过所述固定板支撑、并定位固定。
13.进一步的，所述检测手臂总成包括：
14.x轴滑台，所述检测手臂总成通过所述x轴滑台沿所述检测框架的x向调整所述假臀的x方向的位置；
15.y轴滑台，所述y轴滑台集成于所述x轴滑台上，且所述y轴滑台能够沿所述检测框架的y向移动以调整所述假臀的y向位置；以及
16.z轴滑台，所述z轴滑台集成于所述y轴滑台，且所述z轴滑台能够驱动所述假臀沿所述检测框架的z向移动；
17.所述固定板通过固定板集成横梁和固定板集成立柱集成于所述检测框架内，所述固定板集成横梁沿垂直于所述x轴滑台的方向布置，所述固定板集成立柱垂直于所述固定
板集成横梁，所述固定板固定于所述固定板集成立柱与所述汽车座椅配合一端。
18.进一步的，所述检测手臂总成还包括：
19.集成于所述z轴滑台与所述假臀配合一端的调整轴系组件；
20.所述调整轴系组件包括a轴、以及集成于所述a轴底部并与所述假臀连接的b轴；
21.所述a轴带动所述b轴和所述假臀绕所述a轴转动以调整所述假臀相对于所述汽车座椅的角度；
22.所述b轴能够带动所述假臀绕所述b轴旋转。
23.进一步的，所述x轴滑台包括：
24.布置于所述检测框架x向一端的x向驱动电机；
25.通过所述x向驱动电机驱动转动的x向驱动丝杠，所述x向驱动电机通过传动轮和传动皮带驱动所述x向驱动丝杠转动；
26.所述y轴滑台与所述x向驱动丝杠螺纹连接以通过所述x向驱动电机驱动沿x向移动。
27.进一步的，所述y轴滑台包括：
28.y向驱动电机；
29.通过所述y轴驱动电机驱动转动的y向驱动丝杠，所述y向驱动电机通过传动轮和传动皮带驱动所述y向驱动丝杠转动；
30.所述z轴滑台与所述y向驱动丝杠螺纹连接以通过所述y向驱动电机驱动沿y向移动。
31.进一步的，所述z轴滑台包括：
32.z向驱动电机；以及
33.与所述z向驱动电机的输出端连接的z向驱动丝杠；
34.所述调整轴系组件与所述z向驱动丝杠螺纹连接以通过所述z向驱动电机驱动沿z向移动。
35.进一步的，所述b轴的与所述假臀配合一端设置有安装框；
36.所述安装框分为上安装框和下安装框；
37.所述上安装框内安装有压头，所述压头的前端和后端均安装有压力传感器；
38.所述下安装框通过所述压头与所述上安装框连接，所述下安装框的底部与所述假臀连接。
39.在上述技术方案中，本发明提供的一种汽车座椅检测机器人，具有以下有益效果：
40.本发明的检测机器人采用龙门式框架及五轴联动仿真压头和假臀仿真模拟驾驶员及乘员对座椅的实际使用情况，通过各轴系的驱动电机利用扭矩形式来实现对汽车座椅受力的模拟和精确检测，受力数值的调整。该装置调节位置方便，占地面积小，参数设置简单。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为本发明实施例提供的一种汽车座椅检测机器人的结构示意图一；
43.图2为本发明实施例提供的一种汽车座椅检测机器人的结构示意图二；
44.图3为本发明实施例提供的一种汽车座椅检测机器人的结构示意图三；
45.图4为本发明实施例提供的一种汽车座椅检测机器人的调整轴系组件的结构放大图；
46.图5为本发明实施例提供的一种汽车座椅检测机器人的固定板的结构示意图；
47.图6为本发明实施例提供的一种汽车座椅检测机器人检测汽车座椅获得的样条曲线拟合结果的示意图。
48.附图标记说明：
49.1、检测框架；2、控制柜总成；3、x轴滑台；4、y轴滑台；5、z轴滑台；6、假臀；7、检测平台；8、调整轴系组件；10、固定板；
50.301、x向驱动电机；302、x向驱动丝杠；
51.401、y向驱动电机；402、y向驱动丝杠；
52.501、z向驱动电机；502、z向驱动丝杠；
53.801、a轴；802、b轴；
54.901、上安装框；902、下安装框；903、压头；904、压力传感器；
55.1001、固定板集成横梁；1002、固定板集成立柱。
具体实施方式
56.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
57.参见图1至图5所示；
58.本实施例的一种汽车座椅检测机器人，该检测机器人包括：
59.检测框架1，检测框架1内部中空地形成为汽车座椅检测空间；
60.集成于检测框架1一侧的控制柜总成；
61.滑动连接于检测框架1的检测手臂总成；以及
62.与检测手臂总成连接的假臀6；
63.检测框架1内部具有放置汽车座椅的检测平台7，假臀6能够接触并压持检测平台7上的汽车座椅；
64.假臀6通过检测手臂总成调节假臀6相对于汽车座椅的位置；
65.检测框架1的底部固定有多个固定板10，汽车座椅的底部通过固定板10支撑、并定位固定。
66.具体的，本实施例公开了一种汽车座椅检测机器人，其以检测框架1为主体，在检测框架1上集成了检测手臂总成和假臀6，并通过控制柜总成2控制检测手臂总成的工作。本实施例的检测手臂总成能够根据检测位置而调整假臀6相对于汽车座椅的位置和角度，并且配备了能够放置汽车座椅的检测平台7。
67.优选的，本实施例的检测手臂总成包括：
68.x轴滑台3，检测手臂总成通过x轴滑台3沿检测框架1的x向调整假臀6的x方向的位置；
69.y轴滑台4，y轴滑台4集成于x轴滑台3上，且y轴滑台4能够沿检测框架1的y向移动以调整假臀6的y向位置；以及
70.z轴滑台5，z轴滑台5集成于y轴滑台4，且z轴滑台5能够驱动假臀6沿检测框架1的z向移动；
71.固定板10通过固定板集成横梁1001和固定板集成立柱1002集成于检测框架1内，固定板集成横梁1001沿垂直于x轴滑台3的方向布置，固定板集成立柱1002垂直于固定板集成横梁1001，固定板10固定于固定板集成立柱1002与汽车座椅配合一端。
72.本实施例的检测手臂总成为了能够多角度地调整假臀6设计了上述x轴滑台3、y轴滑台4、z轴滑台5。以通过x轴滑台3、y轴滑台4、z轴滑台5对应地调整假臀6的x向、y向、z向位置。
73.另外，为了进一步真实地模拟驾驶员及乘员对汽车座椅的压力，不单单需要通过上述的x轴滑台3、y轴滑台4、z轴滑台5来调整好假臀6合适的位置，还需要真实地模拟假臀6不同座椅甚至旋转碾压汽车座椅的状态，因此，本实施例的检测手臂总成还包括：
74.集成于z轴滑台5与假臀6配合一端的调整轴系组件8；
75.调整轴系组件8包括a轴801、以及集成于a轴801底部并与假臀6连接的b轴802；
76.a轴801带动b轴802和假臀6绕a轴801转动以调整假臀6相对于汽车座椅的角度；
77.b轴802能够带动假臀6绕b轴802旋转。
78.下述实施例仅以一种能够实现xyz向调节的结构做进一步解释和说明，需要说明的是，在机械领域中有多种能够实现xyz向调节的结构，因此，本技术并不局限于下述结构来实现假臀6的xyz向调节。
79.优选的，本实施例的x轴滑台3包括：
80.布置于检测框架1x向一端的x向驱动电机301；
81.通过x向驱动电机301驱动转动的x向驱动丝杠302，x向驱动电机301通过传动轮和传动皮带驱动x向驱动丝杠302转动；
82.y轴滑台4与x向驱动丝杠302螺纹连接以通过x向驱动电机301驱动沿x向移动。
83.其次，基于x轴滑台3的结构，本实施例的y轴滑台4包括：
84.y向驱动电机401；
85.通过y轴驱动电机401驱动转动的y向驱动丝杠402，y向驱动电机401通过传动轮和传动皮带驱动所述y向驱动丝杠402转动；
86.z轴滑台5与y向驱动丝杠402螺纹连接以通过y向驱动电机401驱动沿y向移动。
87.最后，基于上述x轴滑台3和y轴滑台4的结构，本实施例的z轴滑台5包括：
88.z向驱动电机501；以及
89.与z向驱动电机501的输出端连接的z向驱动丝杠502；
90.调整轴系组件8与z向驱动丝杠502螺纹连接以通过z向驱动电机501驱动沿z向移动。
91.本实施例的x轴滑台3包括x向滑轨，并在检测框架1的上端的一侧(x向一端)安装了x向驱动电机301，电机采用伺服电机，x向驱动电机301通过同步带机构驱动x向驱动丝杠302转动，由于y轴滑台4与x向驱动丝杠302螺纹连接，以此将旋转运动转化为y轴滑台4的x向的直线运动以调整下方假臀6的x向位置。
92.同理，y轴滑台4通过y向驱动电机401驱动y向驱动丝杠402转动以驱动z轴滑台5沿y向移动。而z轴滑台5则通过z向驱动电机501驱动z向驱动丝杠502转动而驱动下端的调整轴系组件8和假臀6沿z向移动。
93.另外，本实施例为了进一步模拟驾驶员和乘员对汽车座椅的压持，设计了a轴801和b轴802组成的调整轴系组件8，其中，a轴801转动能够带动b轴802和下方的假臀6绕a轴801转动调整该方向的倾角，同理，b轴802转动带动下方的假臀6转动以调整与汽车座椅的相对角度。
94.为了能够集成压头903和假臀6，本实施例的b轴802的与假臀6配合一端设置有安装框；
95.本实施例的安装框分为上安装框901和下安装框902；
96.上安装框901内安装有压头903，压头903的前端和后端均安装有压力传感器904；
97.下安装框902通过压头903与上安装框901连接，下安装框902的底部与假臀6连接。
98.首先将上安装框901与b轴802通过螺栓装配固定，并在上安装框901和下安装框902之间集成压头903，本实施例的压头903前后都设置有压力传感器904，并利用压头903和下安装框902安装下方的假臀6，以此来结合上方的检测手臂总成来驱使假臀6从不同方位夹持而检测汽车座椅，并通过压力传感器检测压持力，并将力学数据传输给控制柜总成的计算机，并且计算分析得出分析结果。
99.检测时，根据汽车座椅的外形尺寸功能及检测要求，对所需检测产品进行编程并存储至人机界面并将设定好的程序发送至控制系统中，通过控制面板的人机交互界面中的功能按钮调用对应驱动程序，控制器根据指令向各轴驱动器发送驱动指令，并通过传感器监测运行位置及扭矩的施加是否满足设定要求，若未达到要求则继续执行指令，若达到要求则停止运行。
100.依据上述理论设计，对机器人进行了实际装配与调试。将待检测的汽车座椅置于检测平台总成龙门内，通过调节平台底部的固定夹具，贴合座椅实际在汽车中的装配点，对座椅进行固定。通过检测手臂末端的仿真人型假臀6靠背模型，对座椅施加压力及扭力，当仿真实际应用中臀部移动时，x轴与y轴联动定位至检测位置，z轴处于固定和扭转模式；当仿真实际应用中靠背运动时，x轴与z轴联动，y轴处于固定和扭转模式。同时，仿真假臀靠背分别安装压力传感器904，在实验过程中，将探测的力值，通过plc传输并记录，最后在控制面板交互屏幕上形成记录，并绘制受力曲线。
101.b样条的定义：本实施例的汽车座椅检测机器人的检测精度评估基于b样条曲线拟合法，b样条曲线拟合法是工程学中较为常用的一种数学分析方法，起主要作用在于将检测设备所测数据与检测设备理论数据进行对比。通过比较曲线拟合效果，从而评估检测设备的检测精度。在众多样条曲线拟合方法中，b样条曲线具有较好的逼近能力以及局部修改等优秀的数学性质，可以灵活表示各类曲线及曲面的形状，因此在众多工程领域中有广泛的应用。
102.b样条函数通常可表示为：
[0103][0104]
式中，di(i＝0,1,
…
,m)是b样条曲线控制节点的纵坐标；n
i,k
(i＝0,1,
…
,m)称为
样条曲线的基函数，是定义在由非负不减参数序列t0≤t1≤
…
≤tn所确定的区间上的分段k次多项式，本文中次数取为3；n
i,k
的定义如下：
[0105][0106]
非均匀b样条插值的计算：
[0107]
使用迭代格式(参见刘晓艳,邓重阳.非均匀三次b样条曲线插值的jacobi-pia算法[j].计算机辅助设计与图形学学报,2015,27(03):485-491)：
[0108][0109]
表1汽车座椅检测机器人检测数据结果
[0110][0111][0112]
将表1中各项数据带到上述迭代格式所得公式中可以得出样条曲线拟合结果，参见图5所示。
[0113]
本实施例通过检测手臂总成带动假臀能够真实地模拟人体臀部坐入汽车座椅时蠕动的情况。
[0114]
在上述技术方案中，本发明提供的一种汽车座椅检测机器人，具有以下有益效果：
[0115]
本发明的检测机器人采用龙门式框架及五轴联动仿真压头903和假臀6仿真模拟驾驶员及乘员对座椅的实际使用情况，通过各轴系的驱动电机利用扭矩形式来实现对汽车座椅受力的模拟和精确检测，受力数值的调整。该装置调节位置方便，占地面积小，参数设置简单。
[0116]
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

技术特征：
1.一种汽车座椅检测机器人，其特征在于，该检测机器人包括：检测框架(1)，所述检测框架(1)内部中空地形成为汽车座椅检测空间；集成于所述检测框架(1)一侧的控制柜总成(2)；滑动连接于所述检测框架(1)的检测手臂总成；以及与所述检测手臂总成连接的假臀(6)；所述检测框架(1)内部具有放置汽车座椅的检测平台(7)，所述假臀(6)能够接触并压持所述检测平台(7)上的汽车座椅；所述假臀(6)通过所述检测手臂总成调节所述假臀(6)相对于所述汽车座椅的位置；所述检测框架(1)的底部固定有多个固定板(10)，所述汽车座椅的底部通过所述固定板(10)支撑、并定位固定。2.根据权利要求1所述的一种汽车座椅检测机器人，其特征在于，所述检测手臂总成包括：x轴滑台(3)，所述检测手臂总成通过所述x轴滑台(3)沿所述检测框架(1)的x向调整所述假臀(6)的x方向的位置；y轴滑台(4)，所述y轴滑台(4)集成于所述x轴滑台(3)上，且所述y轴滑台(4)能够沿所述检测框架(1)的y向移动以调整所述假臀(6)的y向位置；以及z轴滑台(5)，所述z轴滑台(5)集成于所述y轴滑台(4)，且所述z轴滑台(5)能够驱动所述假臀(6)沿所述检测框架(1)的z向移动；所述固定板(10)通过固定板集成横梁(1001)和固定板集成立柱(1002)集成于所述检测框架(1)内，所述固定板集成横梁(1001)沿垂直于所述x轴滑台(3)的方向布置，所述固定板集成立柱(1002)垂直于所述固定板集成横梁(1001)，所述固定板(10)固定于所述固定板集成立柱(1002)与所述汽车座椅配合一端。3.根据权利要求2所述的一种汽车座椅检测机器人，其特征在于，所述检测手臂总成还包括：集成于所述z轴滑台(5)与所述假臀(6)配合一端的调整轴系组件(8)；所述调整轴系组件(8)包括a轴(801)、以及集成于所述a轴(801)底部并与所述假臀(6)连接的b轴(802)；所述a轴(801)带动所述b轴(802)和所述假臀(6)绕所述a轴(801)转动以调整所述假臀(6)相对于所述汽车座椅的角度；所述b轴(802)能够带动所述假臀(6)绕所述b轴(802)旋转。4.根据权利要求2所述的一种汽车座椅检测机器人，其特征在于，所述x轴滑台(3)包括：布置于所述检测框架(1)x向一端的x向驱动电机(301)；通过所述x向驱动电机(301)驱动转动的x向驱动丝杠(302)，所述x向驱动电机(301)通过传动轮和传动皮带驱动所述x向驱动丝杠(302)转动；所述y轴滑台(4)与所述x向驱动丝杠(302)螺纹连接以通过所述x向驱动电机(301)驱动沿x向移动。5.根据权利要求4所述的一种汽车座椅检测机器人，其特征在于，所述y轴滑台(4)包括：
y向驱动电机(401)；通过所述y轴驱动电机(401)驱动转动的y向驱动丝杠(402)，所述y向驱动电机(401)通过传动轮和传动皮带驱动所述y向驱动丝杠(402)转动；所述z轴滑台(5)与所述y向驱动丝杠(402)螺纹连接以通过所述y向驱动电机(401)驱动沿y向移动。6.根据权利要求5所述的一种汽车座椅检测机器人，其特征在于，所述z轴滑台(5)包括：z向驱动电机(501)；以及与所述z向驱动电机(501)的输出端连接的z向驱动丝杠(502)；所述调整轴系组件(8)与所述z向驱动丝杠(502)螺纹连接以通过所述z向驱动电机(501)驱动沿z向移动。7.根据权利要求3所述的一种汽车座椅检测机器人，其特征在于，所述b轴(802)的与所述假臀(6)配合一端设置有安装框；所述安装框分为上安装框(901)和下安装框(902)；所述上安装框(901)内安装有压头(903)，所述压头(903)的前端和后端均安装有压力传感器(904)；所述下安装框(902)通过所述压头(903)与所述上安装框(901)连接，所述下安装框(902)的底部与所述假臀(6)连接。

技术总结
本发明公开了一种汽车座椅检测机器人，包括检测框架、集成于检测框架一侧的控制柜总成；滑动连接于检测框架的检测手臂总成；以及与检测手臂总成连接的假臀；检测框架内部具有放置汽车座椅的检测平台，假臀能够接触并压持检测平台上的汽车座椅；假臀通过检测手臂总成调节假臀相对于汽车座椅的位置。本发明的检测机器人采用龙门式框架及五轴联动仿真压头和假臀仿真模拟驾驶员及乘员对座椅的实际使用情况，通过各轴系的驱动电机利用扭矩形式来实现对汽车座椅受力的模拟和精确检测，受力数值的调整。该装置调节位置方便，占地面积小，参数设置简单。设置简单。设置简单。


技术研发人员：胡旭林 张芷瑞 李安琪 张秋奥 杨京伟 牛张驰 白崇男 王锐蒙 鲍特 邱英豪
受保护的技术使用者：长春工业大学
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/8/9