CZ35663U1 - Zařízení pro simulaci jedoucího vozidla - Google Patents

Description

Zařízení pro simulaci jedoucího vozidla

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro simulaci jedoucího vozidla, které obsahuje podstavec, na kterém je uložený vertikální polohovací uzel a na vertikálním polohovacím uzlu je uložený horizontální polohovací uzel.

Dosavadní stav techniky

Součástky vozidel jsou běžně podrobovány zkouškám své pevnosti, opotřebení a životnosti. Pro testování sedaček vozidel, např. při testování jejich pevnosti, pružnosti, opotřebení apod., se používají zařízení, která simulují pohyb jedoucího vozidla.

Známá testovací zařízení pro simulaci pohybu vozidla obvykle využívají tzv. „Stewartovu platformu“. Stewartova platforma obsahuje podstavec s kruhovou základovou deskou a nad ní uspořádaný prostorově přestavitelný nosič, obvykle provedený jako kruhová deska, přičemž mezi základovou deskou a nosičem je rovnoměrně po obvodu kruhové základové desky uspořádáno obvykle šest vertikálně šikmo orientovaných lineárních pohonů, které jsou kloubovými spoji spřaženy jak se základovou deskou, tak s nosičem. Základním budicím prvkem pro pohyb nosiče je každý jednotlivý lineární pohon. Pro dosažení žádoucí polohy horní plochy nosiče v prostoru je možné posunout nosič nejprve v ose X, pak v ose Y, a nakonec v ose Z. Případně stejné žádoucí polohy je dosaženo složením pohybů na základě matematických metod konvergence k zadanému bodu, složením pohybů z malých kroků jednotlivých lineárních pohonů podle zadané trajektorie. Podle velikosti a počtu kroků jednotlivých lineárních pohonů může být dosaženo skoro plynulého pohybu po zadané trajektorii do zadané polohy. Ani jedna z těchto metod však neodpovídá skutečnému pohybu součástky upevněné v jedoucím vozidle, např. sedačky upevněné v karosérii automobilu. Automobilová sedačka se při jízdě automobilu pohybuje současně v ose X, v ose Y a v ose Z a každý pohyb je realizován nezávisle a současně. Takovýto pohyb nelze testovacím zařízením využívajícím Stewartovu platformu, ani jiným testovacím zařízením na principu hexapodu, věrně simulovat.

Z CN 109323836 A je známa zkušební stolice pro simulaci vibrací automobilových sedadel, která se skládá z podstavce, první základny, druhé základny, vertikálního vibračního generátoru a horizontálního vibračního generátoru. Na podstavci je uložen vertikální vibrační generátor, na kterém je uložena první základna. Na první základně je uložen horizontální vibrační generátor, na kterém je uložena druhá základna opatřená dvojicí sedadel vozidla. Zařízení simuluje vibrace ve dvourozměrném směru, přičemž vibrace sedadel se snímají vibračními senzory a obraz vibrujících sedadel se snímá průmyslovou kamerou. Nevýhodou takovéhoto zařízení je, že neumožňuje věrně simulovat skutečný pohyb sedadla jedoucího vozidla ve třech na sebe kolmých osách. Zařízení také neumožňuje testovat působení zátěže na sedačku.

Cílem technického řešení je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky a zlepšit simulaci jedoucího vozidla, zejména v zařízeních pro testování součástek vozidel, ale i v jiných zařízeních, která využívají simulaci jedoucího vozidla.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky řeší zařízení pro simulaci jedoucího vozidla, které obsahuje podstavec, na kterém je uložený vertikální polohovací uzel a na vertikálním polohovacím uzlu je uložený horizontální polohovací uzel, přičemž vertikální polohovací uzel obsahuje vertikální lineární vratný pohon a horizontální polohovací uzel obsahuje první horizontální lineární vratný pohon

- 1 CZ 35663 UI a druhý horizontální lineární vratný pohon. Horizontální lineární vratné pohony jsou uspořádány nad sebou v navzájem paralelních rovinách, přičemž první horizontální směr lineárního pohybu prvního horizontálního lineárního vratného pohonu je orientován příčně ke druhému horizontálnímu směru lineárního pohybu druhého horizontálního lineárního vratného pohonu. Takovéto zařízení pro simulaci jedoucího vozidla umožňuje plynule vratně ve třech na sebe kolmých nebo v podstatě kolmých směrech pohybovat testovaným předmětem uspořádaným na druhém horizontálním lineárním vratném pohonu a věrně tak simulovat pohyb testovaného předmětu ve skutečném jedoucím vozidle.

Vertikální vratný pohon je s výhodou pohyblivě spřažen s nad ním uspořádanou první základnou, na které je uložen první horizontální lineární vratný pohon, který je pohyblivě spřažen s nad ním uspořádanou druhou základnou, na které je uložen druhý horizontální lineární vratný pohon, který je pohyblivě spřažen s nad ním uspořádaným nosičem testovaného předmětu uzpůsobeným pro uložení testovaného předmětu. Uskutečnění zařízení se základnami a nosičem testovaného předmětu, ke kterým jsou, ideálně rozebíratelně, připevněny lineární vratné pohony, usnadňuje montáž/demontáž zařízení, vyměnitelnost pohonů zařízení a uložení/vyjmutí testovaného předmětu do/ze zařízení.

Pro výrobu a servis zařízení je výhodné, pokud zařízení obsahuje více stejných nebo skoro stejných navzájem zaměnitelných modulů. Toho je dosaženo zařízením, které obsahuje nosič základny, který je zařazen mezi první horizontální lineární vratný pohon a druhou základnu, a který je uzpůsoben pro uložení druhé základny. Tím je dosaženo zařízení, které obsahuje dva navzájem zaměnitelné nad sebou paralelně příčně uspořádané horizontální moduly, přičemž každý z modulů obsahuje základnu, horizontální lineární vratný pohon a nosič.

Výše popsané zařízení se základnami je s výhodou uskutečněno tak, že alespoň jedna základna je opatřena horizontálním lineárním vedením orientovaným paralelně s horizontálním směrem lineárního pohybu horizontálního lineárního vratného pohonu uloženého na téže základně. Tím je umožněno implementovat do zařízení méně robustní levnější horizontální lineární vratný pohon a/nebo použít širší nosič testovaného předmětu pro uložení většího testovaného předmětu, bez toho, že by byla snížena pevnost, tuhost a stabilita zařízení.

Nosič testovaného předmětu je velikostně a tvarově uzpůsoben pro uložení sedačky vozidla, např. sedačky automobilu, dětské autosedačky, sedačky autobusu, vlaku, nákladního automobilu apod. Pro testování sedačky vozidla je výhodné, pokud je podstavec zařízení pro simulaci jedoucího vozidla uspořádán v rámu, ve kterém je nad nosičem testovaného předmětu uspořádáno vertikální vedení pro horizontální fixaci zátěže sedačky, takže se při testování sedačkou uloženou na nosiči testovaného předmětu pohybuje ve třech různých směrech, zatímco zátěž uložená v sedačce je v horizontálních směrech pohybu sedačky fixována a pohybuje se spolu se sedačkou pouze ve vertikálním směru jejího pohybu, čímž je věrně simulováno namáhání sedačky jedoucího vozidla tělem sedící osoby.

Objasnění výkresů

Na přiložených výkresech je na obr. 1 schematicky znázorněné zařízení pro simulaci jedoucího vozidla, na obr. 2 je schematicky znázorněné zařízení pro simulaci jedoucího vozidla v uskutečnění se dvěma základnami a jedním nosičem, na obr. 3 je schematicky znázorněný pohybový mechanismus zařízení pro simulaci jedoucího vozidla.

Příklady uskutečnění technického řešení

Zařízení pro simulaci jedoucího vozidla (obr. 1) obsahuje podstavec 1 a pohybový mechanismus 2, který obsahuje vertikální polohovací uzel 20 a horizontální polohovací uzel 21. Vertikální

-2 CZ 35663 UI polohovací uzel 20 obsahuje vertikální lineární vratný pohon 200. Horizontální polohovací uzel 21 obsahuje první horizontální lineární vratný pohon 210a a druhý horizontální lineární vratný pohon 210b. přičemž horizontální lineární vratné pohony 210a. 210b jsou uspořádány nad sebou v navzájem paralelních rovinách a první horizontální směr X lineárního pohybu prvního horizontálního lineárního vratného pohonu 210a je orientován příčně ke druhému horizontálnímu směru Z lineárního pohybu druhého horizontálního lineárního vratného pohonu 210b.

V příkladném uskutečnění znázorněném na obr. 2 a 3 horizontální polohovací uzel 21 dále volitelně obsahuje prostorově přestavíteIný nosič 211a testovaného předmětu, který je velikostí a tvarem uzpůsobený pro uložení testovaného předmětu 3, např. sedačky vozidla, dětské autosedačky, sedačky automobilového simulátoru, střešního boxu apod., a dvě základny 212a. 212b. Každá základna 212a. 212b je uzpůsobená pro uložení horizontálního lineárního vratného pohonu 210a, 210b. Vertikální lineární vratný pohon 200 je pohyblivě spřažen s nad ním uspořádanou první základnou 212a, například tak, že jeho neznázoměný pohyblivý akční člen je spojen spojovacím prvkem 5 (Obr. 2) se spodní stranou první základny 212a. Na první základně 212a je uložen první horizontální lineární vratný pohon 210a. např. tak, že je neznázoměnými šrouby připevněn kjejí horní straně. První horizontální lineární vratný pohon 210aje pohyblivě spřažen s nad ním uspořádanou druhou základnou 212b. například tak, že jeho neznázoměný pohyblivý akční člen je se šroubován nebo svařen se spodní stranou druhé základny 212a. Na druhé základně 212a je uložen druhý horizontální lineární vratný pohon 210b, který je pohyblivě spřažen s nad ním uspořádaným nosičem 211a testovaného předmětu 3, například tak že jeho neznázoměný pohyblivý akční člen je sešroubován nebo svařen se spodní stranou nosiče 21 la testovaného předmětu 3. Nosič 211 a testovaného předmětu 3 je uzpůsoben pro uložení testovaného předmětu 3, např. je opatřen otvory, výstupky, sponami, šrouby apod, pro upevnění testovaného předmětu 3.

Vertikální lineární vratný pohon 200, první horizontální lineární vratný pohon 210a a druhý horizontální lineární vratný pohon 210b jsou na sebe navzájem kolmé nebo v podstatě kolmé, takže směry X, Y, Z jejich lineárního pohybu odpovídají třem na sebe navzájem kolmým osám x, y, z v kartézské soustavě souřadnic v prostoru, přičemž nosič 211a testovaného předmětu uspořádaný nad těmito pohony 200, 210a, 210b je prostorově přestavíteIný v těchto třech směrech X, Y, Z.

Příkladně je první horizontální lineární vratný pohon 210a uzpůsoben pro přímkový vratný pohyb svého neznázoměného akčního členu v prvním horizontálním směru X, druhý horizontální lineární vratný pohon 210b je uzpůsoben pro přímkový vratný pohyb svého neznázoměného akčního členu ve dmhém horizontálním směm Z, který je kolmý nebo v podstatě kolmý na první horizontální směr X, přičemž vertikální lineární vratný pohon 200 je uzpůsoben pro přímkový vratný pohyb svého neznázoměného akčního členu ve vertikálním směm Y, který je kolmý nebo v podstatě kolmý na rovinu vytvořenou (svíranou) prvním horizontálním směrem X a dmhým horizontálním směrem Z

Na obr. 3 je znázorněno příkladné uskutečnění pohybového mechanismu 2, jehož horizontální polohovací uzel 21 obsahuje nosič 211b dmhé základny 212b. který je zařazen mezi první horizontální lineární vratný pohon 210a a druhou základnu 212b, a který je uzpůsobený pro uložení dmhé základny 212b. se kterou je rozebíratelně spojen spojovacími prvky 5, např. dvojicí horizontálně orientovaných spojovacích tyčí opatřených podélnými drážkami (obr. 3) pro uchycení neznázoměných spojovacích výstupků, vertikálně orientovanými spojovacími tyčemi, spojovacími přírubami, šrouby, sponami apod. Výhodou takovéhoto uskutečnění je, že horizontální polohovací uzel 21 obsahuje dva stejné nebo v podstatě stejné zaměnitelné horizontální moduly 6a, 6b, přičemž první horizontální modul 6a obsahuje první základnu 212a a první horizontální lineární vratný pohon 210a a nosič 211b dmhé základny 212b a dmhý horizontální modul 6b obsahuje dmhou základnu 212b. dmhý horizontální lineární vratná pohon 210b a nosič 211a testovaného předmětu.

-3CZ 35663 UI

Základna 212a. 212b i nosič 211a. 211b každého horizontálního modulu 6a, 6b příkladně obsahují (obr. 2, 3) horizontálně orientovanou desku, přičemž horizontální deska základny 212a. 212b je s horizontální deskou nosiče 211a, 211b spřažena prostřednictvím horizontálního lineárního vratného pohonu 210a, 210b.

V příkladném uskutečnění znázorněném na obr. 3 je horizontální deska nosiče 211a, 211b svými protilehlými okraji pohyblivě vratně uložena v horizontálních lineárních vedeních 61, např. lineárních ložiscích, pojezdech, apod., a svojí spodní stranou je pohyblivě spřažena s pod ní uspořádaným horizontálním lineárním vratným pohonem 210a. 210b. Horizontální lineární vratný pohon 210a, 210b je uložen na horní straně desky základny 212a, 212b. Horizontální lineární vedení 61 jsou uložena na protilehlých okrajích desky základny 212a. 212b. Horizontální lineární vratný pohon 210a. 210b a horizontální lineární vedení 61 jsou orientovány paralelně, takže směr lineárního vratného pohybu neznázoměného akčního členu horizontálního lineárního vratného pohonu 210a, 210b a směr lineárního vratného pohybu horizontálního lineárního vedení 61 jsou paralelní.

Podstavec 1, na kterém je uložen vertikální lineární vratný pohon 200, je volitelně integrován do rámu 4 (obr. 2), v jehož horní části je uloženo vertikální lineární vedení 7 neznázoměné zátěže testovaného předmětu 3, např. zátěže pro simulaci zatížení testované sedačky sedící osobou. Zátěž je za provozu zařízení fixována v horizontálních směrech X, Z a pohybuje se pouze ve vertikálním směru Y, zatímco testovaný předmět 3 se pohybuje ve všech třech směrech X, Y, Z.

Výše popsané zařízení pro simulaci jedoucího vozidla funguje tak, že za provozu zařízení se na podstavci 1 uloženým vertikálním lineárním vratným pohonem 200 pohybuje s nad ním uspořádanou první základnou 212a ve vertikálním směru Y, přičemž se prvním horizontálním lineárním vratným pohonem 210a. který je uložený na první základně 212a. pohybuje v prvním horizontálním směru X s nad ním uspořádanou druhou základnou 212b, přičemž se druhým horizontálním lineárním vratným pohonem 210b. který je uložený na druhé základně 212b. pohybuje s nad ním uspořádaným nosičem 211 a testovaného předmětu 3 ve druhém horizontálním směru Z. Tím je dosaženo plynulého složeného pohybu nosiče 211a testovaného předmětu 3, který věrně simuluje pohyb v jedoucím vozidle a věrně simuluje působení sil v jedoucím vozidle na testovaný předmět 3. Takovéto zařízení lze využít např. pro dlouhodobé testování opotřebení sedáku zatížené sedačky vozidla, pro únavové testy uchycení sedačky vozidla, nosiče kol, registrační značky apod. ke karoserii nebo k rámu vozidla apod.

Claims (6)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Zařízení pro simulaci jedoucího vozidla, obsahující podstavec (1), na kterém je uložený vertikální polohovací uzel a na vertikálním polohovacím uzluje uložený horizontální polohovací uzel, vyznačující se tím, že vertikální polohovací uzel obsahuje vertikální lineární vratný pohon (200) a horizontální polohovací uzel obsahuje první horizontální lineární vratný pohon (210a) a druhý horizontální lineární vratný pohon (210b) stím, že horizontální lineární vratné pohony (210a, 210b) jsou uspořádány nad sebou v navzájem paralelních rovinách, přičemž první horizontální lineární vratný pohon (210a) je uzpůsoben pro pohyb v prvním horizontálním směru (X), druhý horizontální lineární vratný pohon (210b) je uzpůsoben pro pohyb ve druhém horizontálním směru (Z), a první horizontální směr (X) a druhý horizontální směr (Z) jsou orientovány navzájem příčně.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vertikální lineární vratný pohon je pohyblivě spřažen snad ním uspořádanou první základnou (212a), na které je uložen první horizontální lineární vratný pohon (210a), který je pohyblivě spřažen snad ním uspořádanou druhou základnou (212b), na které je uložen druhý horizontální lineární vratný pohon (210b), který je pohyblivě spřažen snad ním uspořádaným nosičem (211a) testovaného předmětu (3) uzpůsobeným pro uložení testovaného předmětu (3).

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že mezi první horizontální lineární vratný pohon (210a) a druhou základnu (212b) je zařazen nosič (211b) druhé základny (212b) uzpůsobený pro uložení druhé základny (212b).

4. Zařízení podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že alespoň jedna základna (212a, 212b) je opatřena horizontálním lineárním vedením (61) orientovaným paralelně s horizontálním směrem (X, Z) lineárního pohybu horizontálního lineárního vratného pohonu (210a, 210b) uloženého na téže základně (212a, 212b).

5. Zařízení podle nároku 2 až 4, vyznačující se tím, že nosič (211a) testovaného předmětu (3) je velikostně a tvarově uzpůsoben pro uložení sedačky vozidla.

6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že podstavec (1) je uspořádán v rámu (4), ve kterém je nad nosičem (211a) testovaného předmětu (3) uspořádáno vertikální lineární vedení (7) pro horizontální fixaci zátěže sedačky vozidla.