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畢業(yè)設計（論文）開題報告
設計（論文）題目: 汽車電動記憶座椅設計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-11
學 生 姓 名: 張雪輝
導 師 姓 名: 楊兆
開 題 時 間: 2011.03.11
指導委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報告撰寫要求
一、“開題報告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻綜述（課題研究現狀及分析）；
3. 基本內容、擬解決的主要問題；
4. 技術路線或研究方法；
5. 進度安排；
6. 主要參考文獻。
二、“開題報告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設計（論文）開題報告
學生姓名
張雪輝
系部
汽車與交通工程學院
專業(yè)、班級
車輛工程B07-11
指導教師姓名
楊兆
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
汽車電動記憶座椅
一、 課題研究現狀、選題目的和意義
1、研究現狀
隨著人們生活水平的提高，對汽車座椅的舒適性要求也越來越高，要求對汽車座椅的調節(jié)能夠更加簡單、方便、快捷。目前，汽車座椅位置的調節(jié)多采用基于手動調節(jié)方式的機械和電動控制兩種方式。汽車座椅位置的調節(jié)主要有三個方向，即高度調節(jié)、水平位置調節(jié)以及座椅靠背傾角的調節(jié)。
對于家庭使用的汽車，往往由多個成員駕駛同一輛汽車；當不同的駕駛者坐在同一個座椅時，由于個人的身體差異，所需要的汽車座椅的位置各不相同，需經常調節(jié)座椅位置；而目前的大部分汽車座椅沒有記憶功能，使同一個人在不同的時間駕駛汽車時，汽車座椅的位置可能被其他成員改變，而需重新調節(jié)座椅各個方向位置，比較繁瑣。座椅在汽車內安裝時，由于不同汽車的內部空間不相同，座椅在各方向所能移動的位置極限也不同；汽車電動座椅在電動機牽引下移動，而目前汽車電動座椅不能自動測量安裝的極限位置，座椅很容易在到達極限位置時仍繼續(xù)運行，容易使電動機因長時間工作因堵轉狀態(tài)而燒毀。
隨著汽車電子化程度的越來越高，汽車電子控制技術逐步成為了汽車工業(yè)發(fā)展的重點，也是各個汽車企業(yè)競爭的焦點。傳統的汽車機械控制相比于電子控制無論是在控制精度還是響應速度上都存在明顯的劣勢，電子技術在汽車上的使用甚至已經成為汽車設計研究部門考慮汽車結構更新的重要手段。同時汽車及其零部件作為產品，其可用性及方便使用的性能需要提高，所以在汽車及其零部件的設計與開發(fā)中需要貫徹以客戶的使用方便性為中心展開。
電動記憶座椅的優(yōu)勢在于：每當裝有普通座椅的汽車替換駕駛員時需重新調整座椅的位置,這為駕駛員的操作帶來極大的不便。需要在動的基礎上增加位置存儲和恢復功能,以使駕駛員操作更為方便。本文研究了一種記憶存儲式座椅控制器,駕駛員可以根據自身特點和駕駛習慣來調整座椅的位置,然后進行記憶存儲,在位置改變后,駕駛員可以使用恢復展趨勢。一般的轎車都配備有電動調整的座椅,駕駛員可以通過電動控制系節(jié)座椅的位置,以獲得良好的視野和座椅的最佳舒適性。然而一輛汽車往往會被若干個駕駛使用,每個駕駛員都需功能進行方便的位。乘用車座椅關鍵核心部件有座椅電機、滑軌、調角器、記憶裝置等。這些核心技術尚掌握在博澤、佛吉亞、江森、愷博等外資和合資企業(yè)手中。中國作為第一大汽車生產國與消費國，也迫切需要掌握這些核心技術，但與外資企業(yè)有一定的差距，國內企業(yè)正努力迎頭趕上。?
電動座椅主要部件及在世界上的發(fā)展現狀：
座椅電機?
??? 汽車座椅電機是汽車電動座椅的動力源，屬于中高檔乘用車配備裝置。座椅電機主要是永磁直流式電機。如果按照磁極數劃分可分為兩極電機和多極(主要是四極)電機；如果按照磁極材料劃分可分為鐵氧體電機和稀土電機。目前汽車座椅位置的調節(jié)多采用基于手動調節(jié)方式的機械和電動控制兩種方式。座椅電機配合機械驅動機構可實現座椅在水平抬高和傾斜位置的調節(jié)。?
??? 隨著上級供應商對電機要求的不斷提高，座椅電機要求在更小的體積下實現更大的輸出功率，而且還要具有更高的抗噪聲和抗振動質量水平。國外諸如博世等企業(yè)很早就進入了汽車微電機行業(yè)，積累了非常豐富的設計和制造經驗。其產品質量在得到認可的同時，他們的研究方向也引領著汽車微電機行業(yè)的發(fā)展方向?？梢酝茰y，未來汽車座椅電機的發(fā)展趨勢是朝著體積小巧、輸出功率大、噪聲低、振動小以及安裝簡易和快速的方向發(fā)展。?
??? 我國在汽車微、小型電機方面的研究起步較晚，大多數是根據國外大電機的研究資料再展開微小電機的研究工作，這就不可避免產生很多的錯誤計算。同時，國內在汽車及其零部件的噪聲和振動方面的控制與研究也比較薄弱，限制了產品進入高端的市場。?
座椅滑軌?
??? 座椅滑軌是座椅總成中最為重要的一個零部件，具有非常高的技術含量和專利保護，其不僅僅是一個重要的功能件，也屬于汽車安全件之一。座椅滑軌配合手動鎖裝置可實現座椅在水平位置的手動調節(jié)，配合電機和驅動機構可實現座椅在水平位置的自動調節(jié)，市場應用非常廣闊。在座椅安全性能指標中，座椅滑軌需要承受24kN以上的靜拉力，而且要保證滑軌在受到正壓及側拉等各個方向的力時要受力均衡，不能產生功能失效。這就對滑軌截面形狀的設計和滑軌原材料本身提出了非常高的要求，需要科學合理的設計滑軌截面，特別是滑軌原材料本身需要抗拉強度達到600MPa以上，而國內企業(yè)的鋼材還不能滿足原材料如此高的抗拉強度。?
??? 座椅滑軌的另外一個技術難點在于滑軌制造技術，其要求生產企業(yè)具備非常高的大型精密模具和沖床，而國內在這方面的研究也相對落后于國外技術，不能滿足產品的設計要求。?
??? 在國外，座椅滑軌的主要市場被博澤和佛吉亞等企業(yè)所控制，是許多整車廠的指定供應商，其產品技術具有結構緊湊和抗拉強度高等優(yōu)點。未來座椅滑軌將朝著質量輕、強度高、集成化和平臺化的方向發(fā)展。?
??? 國內生產座椅滑軌廠家主要有上海明芳汽車部件有限公司、湖北中航精機科技股份有限公司等，面對的市場是低端汽車，且其技術都不能滿足中高端汽車所需的安全和性能等規(guī)范。寧波雙林汽車部件股份有限公司正在研發(fā)通用型座椅滑軌，并實現了手、電動滑軌平臺的統一，已經申請了專利。其設計與國外座椅滑軌廠家如博澤和佛吉亞等相比較，正在縮短差距。?
記憶裝置?
??? 座椅記憶器在汽車領域中有著非常廣闊的市場，汽車座椅是衡量汽車性能的重要標注之一，在追求汽車舒適、便捷的當前，駕車人對座椅的舒適便捷性要求也越來越高，電動座椅，尤其是帶記憶的電動座椅越來越受到汽車消費者的青睞。在國外，很多品牌的高檔車都已安置了座椅記憶器；在國內，價格合適、功能齊全的座椅記憶器更受青睞，而且由高檔車向中、低檔車拓展的趨勢。?
??? 目前市場上的座椅記憶器一般是采用兩種方式來獲取座椅電機轉動數據(即汽車座椅的位置數據)。一種是利用電位器，這一方案可以記憶較為準確的座椅位置數據，但電位器畢竟是有觸點器件，隨著觸點和電阻圖形的磨損會導致控制失靈，因此存在檢測精度低與工作壽命短的不足，另外還需要一套與之相配的減速裝置。因此，電位器、減速裝置都為該方案增加了成本。另外一種是利用霍爾傳感器獲取座椅電機轉動數據，它彌補了前一種方案在成本和壽命上的問題。?
??? 座椅記憶器不僅可以調節(jié)、記憶座椅位置，還可以調節(jié)、記憶汽車的左、右后視鏡，以及內后視鏡的位置，可實現一鍵將座椅、后視鏡恢復到駕駛的最佳位置。此外，座椅記憶器的各模塊之間采用LAN總線技術進行數據傳輸，這樣可大大降低汽車線束的使用量。?
??? 座椅記憶器一般配置在豪華車型上，摩托羅拉、西門子等國際知名公司生產的記憶器在市場上占有很大份額，幾乎壟斷著座椅記憶器市場，其價格亦高居不下。
?座椅驅動器?
??? 早期的汽車座椅多采用人工手動方式來調節(jié)座椅的前后位置，操作十分不便。座椅驅動器的出現，可以實現座椅位置的自動調節(jié)。座椅驅動器的技術原來為德國IMS公司壟斷。
???? 國內研發(fā)并取得成果的企業(yè)并不多，寧波雙林汽車部件股份有限公司通過自主研發(fā)，生產出了國內自主知識產權的水平座椅驅動器，并出口海外，成為世界上最大的座椅驅動器供應商之一，打破了國外企業(yè)壟斷該市場的局面。寧波雙林汽車部件股份有限公司生產的座椅驅動器產品特點包括體積小、噪聲低、振動小、使用壽命長。能解決現有產品占用車內座椅空間大的缺點。增加的彈性減振墊，可以使浮動螺母能自動調整驅動器絲桿及減速機構相對于螺母的嚙合中心位置誤差，大幅度降低調節(jié)座椅時的噪聲和振動。固定于螺桿上的止動盤、浮動螺母、螺母支架和絲桿強度高，能將座椅上下導軌連接成一體，保證座椅在汽車受到強力沖擊時不會分離，確保了人身安全。
?
??? 可以預見的是，未來乘用車必然是朝著低端中配、中端高配的方向發(fā)展，安裝有多極座椅電機、高強度座椅調角器、精確記憶裝置和座椅驅動器的汽車座椅將有著廣泛的應用范圍，產品市場空間也極為廣闊?？梢哉f，誰先掌握了這些核心技術，誰就能夠奪得未來市場競爭的主動權，誰也就能夠獲得更大的市場份額。
汽車電子控制系統
記憶存儲式座椅控制系統是典型的汽車電子控制系統。汽車電子控制系統( ECS)是以單片機為中心組成的計算機控制系統,也可以稱作汽車微機控制系統,由電子控制單元( ECU) 、傳感器和執(zhí)行器組合而成。傳感器是信息采集的主要部件,主要用來采集汽車狀態(tài)信息和各種物理、化學及電信息,并將信號輸入至ECU。由傳感器采集的信號分為模擬信號和數字信號,模擬信號需要經過A /D轉換器轉換成數字信號再進行處理。ECU是汽車電子控制系統的核心部件,能對傳感器傳遞的信息進行加工處理,通過預先編制的控制程序來對信號作出響應,并發(fā)出各種控制指令,指揮執(zhí)行機構工作。執(zhí)行器是按照ECU的指示進行動作的部件,主要完成ECU發(fā)出的各種指令。汽車電子控制系統框圖包括汽車電子控制系統框圖和記憶存儲式控制器的功能。
本設計所研究的記憶存儲式座椅控制器所要實現的基本功能如下:
(1)能夠調節(jié)座椅前端升降、垂直升降、水平滑動以及椅背角度4個位置;
(2)能夠存儲駕駛員調整后的后視鏡和座椅的位置;
(3)能夠調用駕駛員存儲后視鏡和座椅的位置;
(4)記錄3組位置信息。
2、目的、依據和意義
將電動座椅與車載電腦結合在一起，就可增加座椅的記憶功能，對座椅給中信息參數實現智能化管理。全電動調節(jié)的，前后，高低，靠背角度，前后傾斜，某些型號甚至有左右傾斜調整，都是依靠座椅中電動機控制，你只要撥動幾個開關就能調節(jié)在這種電動座椅中加一個記憶芯片，當你調節(jié)到一個最舒適的位置時，按下“記憶”鍵，這個位置就被記住了，如果車被別人開過，座椅被重新調過，那么，你只要上車后，按“回憶”鍵，座椅自動回到你當時設置的角度。
汽車電動座椅自動控制系統的設計方法。系統以單片機為核心， 通過控制直流電動機，經蝸輪蝸桿傳動機構牽引座椅移動，使汽車座椅具有自動測量極限位置、手動調節(jié)、位置記憶以及自動恢復功能。該系統使汽車座椅便于安裝， 位置調節(jié)方便、快捷。
二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題
主要內容：
1、 電動座椅方案設計，包括零件結構、尺寸設計；
2、 單片機用戶板，搭配硬件結構；
3、 控制方法及軟件設計；
4、搭建硬件等比例模型。
主要技術指標：
1、某車型電動座椅進行硬件設計；
2、實現記憶功能所需要的硬件結構；
3、實現記憶功能所需要的控制方法，軟件控制，電路結構；
4、電機的選擇；
5、實現四種以上乘坐方式。
三、技術路線（研究方法）
調研并查閱相關資料
確定初步設計方案
座椅硬件系統的選擇（電機與傳感器及大致線路）必要的計算 零件結構 尺寸設計
硬件系統是否可行 不可行返回
建立軟件系統
軟件系統必須能夠控制硬件系統
軟件系統是否可行 不可行返回
軟件編程序 電路的搭配 保證運行
完成畢業(yè)設計和說明書
進一步調試系統 保證能夠運行
四、進度安排
（1）調研、資料收集、完成開題報告 第4、5周（3月23日～4月5日）
(2) 根據給出的相關尺寸參數進行相關部件的參數計算，并進行驗證 第 6、7周（4月6日～4月19日）
(3) 在PRO/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型 第8、9、10周（4月20～5月10日）
（4）利用部件的鏈接關系建立部件之間的裝配 第11、12、13周（5月11～5月31日）
（5）設計1.5萬字說明書一份，零件圖一套 第14周（6月1日～6月7日）
（6）畢業(yè)設計審核、修改 第15、16周（6月8日～6月21日）
（7）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月22日～6月 28日）
五、參考文獻
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[4]陳家瑞. 汽車構造.下冊[M].北京:機械工業(yè)出版社，2005.
[5]王國權.汽車設計指導書[M].北京:機械工業(yè)出版社，2009.
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[12]王小明.電動機的單片機設計.北京航空航天大學出版社.2002.5
[13]黃穎.基于C8051F的耐壓阻抗測試系統的設計.微計算機信息,2005（8-2）：65-66，5,147
[14] C8051F31X Datasheet. USA.Silicon Labs，2003.
[15]MC68HC908GT16/8. M68HC08 Microcontrollers Technical Data.Fairchild Semiconductor,2000.
六、備注
指導教師意見：
簽字： 年 月 日