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調(diào)角器側(cè)向間隙試驗及數(shù)據(jù)處理程序

2019-05-20 22:49:20·  來源：座椅檢測知多少  
　
調(diào)角器是一種安裝在汽車座椅上以實現(xiàn)座椅靠背角度調(diào)節(jié)的裝置，一般由椅背連接板、座椅連接板、核心件、調(diào)節(jié)手柄等組成。一些低成本的座椅常把椅背連接板和座椅連
調(diào)角器是一種安裝在汽車座椅上以實現(xiàn)座椅靠背角度調(diào)節(jié)的裝置，一般由椅背連接板、座椅連接板、核心件、調(diào)節(jié)手柄等組成。一些低成本的座椅常把椅背連接板和座椅連接板整合到座椅骨架上。
 
01、調(diào)角器的結(jié)構(gòu)和分類
調(diào)角器的分類
按調(diào)角器內(nèi)部結(jié)構(gòu)分：扇形調(diào)角器和圓盤調(diào)角器。
按座椅結(jié)構(gòu)分：單邊調(diào)角器和雙邊調(diào)角器。
按操作形式分：電動調(diào)角器和手動調(diào)角器。
按智能程度分：普通調(diào)角器和記憶功能調(diào)角器。
圖1 常見調(diào)角器結(jié)構(gòu)
 
02、調(diào)角器的性能要求
《QC/T844-2011乘用車座椅用調(diào)角器技術(shù)條件》規(guī)定了調(diào)角器行程、手動調(diào)角器回位力矩、調(diào)角器間隙、手動調(diào)角器滑齒速度、手動調(diào)角器操作力、調(diào)角器前后向靜載荷強度、調(diào)角器交變載荷耐久性等多項性能要求。本文主要涉及標(biāo)準(zhǔn)對調(diào)角器側(cè)向間隙的性能要求，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗方法進(jìn)行試驗，調(diào)角器側(cè)向間隙應(yīng)不大于1.5mm。
     
03、調(diào)角器側(cè)向間隙的試驗方法
將調(diào)角器總成固定在剛性夾具上，在上聯(lián)接板上加焊剛性鋼板。按下圖將調(diào)角器總成固定在剛性夾具上，在上聯(lián)接板上加焊剛性鋼板，距離旋轉(zhuǎn)中心150mm處均勻施加一垂直于靠背向左的力F1＝100N,再均勻釋放；然后均勻施加一水平向右的力F2＝100N,再均勻釋放，得到T-F-S曲線。
圖2 試驗方法示意
按下圖沿右向加載曲線上部畫切線，與S軸交點到右向加載起始點間距離為調(diào)角器側(cè)向間隙。
圖3 側(cè)向間隙圖
     
04、原始數(shù)據(jù)
本文使用電缸完成對調(diào)角器的加載，原始數(shù)據(jù)用Excel表格打開之后如下圖所示：第一列為時間列，單位為s；第二列為電缸位移列，單位為mm；第三列為電缸力值列，單位為N。
圖4 原始數(shù)據(jù)
    
05、數(shù)據(jù)處理及軟件編制
 
為了方便快捷的完成對原始數(shù)據(jù)的處理，方便批量化得到試驗結(jié)果，決定編寫一個可獨立執(zhí)行的小程序。小程序的主界面如下圖所示，分為參數(shù)輸入面板、F-S曲線擬合面板、控制面板和結(jié)果顯示面板。
 
參數(shù)輸入面板——輸入?yún)?shù)，選擇時間、位移和力值在Excel表格中所在列，這個主要是考慮到軟件使用的通用性。
F-S曲線擬合面板——本程序的難點和關(guān)鍵，主要是擬合F-S曲線并求出側(cè)向間隙的值。
控制面板——完成軟件的各項操作并顯示各種結(jié)果及中間過程圖像。
結(jié)果顯示面板——顯示側(cè)向間隙的數(shù)值。
圖5 軟件界面
下面重點講解一下F-S曲線擬合面板的原理。F-S曲線如圖6所示，曲線由離散的數(shù)據(jù)點構(gòu)成，既不連續(xù)，也不單調(diào)，并且F和S值不是一一對應(yīng)的關(guān)系，這給處理這條曲線帶來了很大的挑戰(zhàn)！我最開始的時候是想通過手動選擇兩個點來確定一段F-S曲線的范圍，并通過這段范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)擬合得到一條曲線，后來發(fā)現(xiàn)行不通。后來想了1天多的時間想到了引入另一個變量“時間T”來使數(shù)據(jù)變得一一對應(yīng)進(jìn)而方便處理。
圖6 F-S曲線
T-S曲線及T-F曲線如圖7所示，為一條連續(xù)的曲線，可以滿足對數(shù)據(jù)處理的需求。于是可以通過設(shè)定時間范圍來“截取”一段F-S曲線用于曲線擬合并求出該段曲線的拐點。
圖7 T-S曲線及T-F曲線
通過拐點及拐點附近的一點進(jìn)而獲取曲線的切線，通過求出這條切線與S軸的交點求出R點坐標(biāo)（右側(cè)的點）。L點的坐標(biāo)（左側(cè)的點）比較好求，只要在設(shè)定的時間范圍內(nèi)找到F=0N對應(yīng)的S值即可。最后通過R點及L點兩點的坐標(biāo)即可求出側(cè)向間隙的值。如圖8所示，紅色虛線為擬合后的曲線，R點和L點在圖上也可以直觀的看到位置。曲線擬合的階數(shù)可以根據(jù)曲線自行進(jìn)行定義，階數(shù)越高，曲線越光滑越接近原始數(shù)值，計算量也越大！
圖8 側(cè)向間隙結(jié)果示意圖
    
06、軟件使用說明及參數(shù)設(shè)置
軟件使用非常簡單，為了方便用戶使用，我決定做一個GIF動畫來說明問題。
圖9 軟件使用說明 
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