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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 汽車(chē)電動(dòng)記憶座椅設(shè)計(jì)
院 系 名 稱(chēng): 汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí): 車(chē)輛工程B07-11
學(xué) 生 姓 名: 張雪輝
導(dǎo) 師 姓 名: 楊兆
開(kāi) 題 時(shí) 間: 2011.03.11
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
開(kāi)題報(bào)告撰寫(xiě)要求
一、“開(kāi)題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題；
4. 技術(shù)路線(xiàn)或研究方法；
5. 進(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開(kāi)題報(bào)告”撰寫(xiě)規(guī)范
請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及畢業(yè)論文撰寫(xiě)規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)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(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
張雪輝
系部
汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛工程B07-11
指導(dǎo)教師姓名
楊兆
職稱(chēng)
講師
從事
專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱(chēng)
汽車(chē)電動(dòng)記憶座椅
一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、研究現(xiàn)狀
隨著人們生活水平的提高，對(duì)汽車(chē)座椅的舒適性要求也越來(lái)越高，要求對(duì)汽車(chē)座椅的調(diào)節(jié)能夠更加簡(jiǎn)單、方便、快捷。目前，汽車(chē)座椅位置的調(diào)節(jié)多采用基于手動(dòng)調(diào)節(jié)方式的機(jī)械和電動(dòng)控制兩種方式。汽車(chē)座椅位置的調(diào)節(jié)主要有三個(gè)方向，即高度調(diào)節(jié)、水平位置調(diào)節(jié)以及座椅靠背傾角的調(diào)節(jié)。
對(duì)于家庭使用的汽車(chē)，往往由多個(gè)成員駕駛同一輛汽車(chē)；當(dāng)不同的駕駛者坐在同一個(gè)座椅時(shí)，由于個(gè)人的身體差異，所需要的汽車(chē)座椅的位置各不相同，需經(jīng)常調(diào)節(jié)座椅位置；而目前的大部分汽車(chē)座椅沒(méi)有記憶功能，使同一個(gè)人在不同的時(shí)間駕駛汽車(chē)時(shí)，汽車(chē)座椅的位置可能被其他成員改變，而需重新調(diào)節(jié)座椅各個(gè)方向位置，比較繁瑣。座椅在汽車(chē)內(nèi)安裝時(shí)，由于不同汽車(chē)的內(nèi)部空間不相同，座椅在各方向所能移動(dòng)的位置極限也不同；汽車(chē)電動(dòng)座椅在電動(dòng)機(jī)牽引下移動(dòng)，而目前汽車(chē)電動(dòng)座椅不能自動(dòng)測(cè)量安裝的極限位置，座椅很容易在到達(dá)極限位置時(shí)仍繼續(xù)運(yùn)行，容易使電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)時(shí)間工作因堵轉(zhuǎn)狀態(tài)而燒毀。
隨著汽車(chē)電子化程度的越來(lái)越高，汽車(chē)電子控制技術(shù)逐步成為了汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，也是各個(gè)汽車(chē)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)的汽車(chē)機(jī)械控制相比于電子控制無(wú)論是在控制精度還是響應(yīng)速度上都存在明顯的劣勢(shì)，電子技術(shù)在汽車(chē)上的使用甚至已經(jīng)成為汽車(chē)設(shè)計(jì)研究部門(mén)考慮汽車(chē)結(jié)構(gòu)更新的重要手段。同時(shí)汽車(chē)及其零部件作為產(chǎn)品，其可用性及方便使用的性能需要提高，所以在汽車(chē)及其零部件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)中需要貫徹以客戶(hù)的使用方便性為中心展開(kāi)。
電動(dòng)記憶座椅的優(yōu)勢(shì)在于：每當(dāng)裝有普通座椅的汽車(chē)替換駕駛員時(shí)需重新調(diào)整座椅的位置,這為駕駛員的操作帶來(lái)極大的不便。需要在動(dòng)的基礎(chǔ)上增加位置存儲(chǔ)和恢復(fù)功能,以使駕駛員操作更為方便。本文研究了一種記憶存儲(chǔ)式座椅控制器,駕駛員可以根據(jù)自身特點(diǎn)和駕駛習(xí)慣來(lái)調(diào)整座椅的位置,然后進(jìn)行記憶存儲(chǔ),在位置改變后,駕駛員可以使用恢復(fù)展趨勢(shì)。一般的轎車(chē)都配備有電動(dòng)調(diào)整的座椅,駕駛員可以通過(guò)電動(dòng)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(chē)往往會(huì)被若干個(gè)駕駛使用,每個(gè)駕駛員都需功能進(jìn)行方便的位。乘用車(chē)座椅關(guān)鍵核心部件有座椅電機(jī)、滑軌、調(diào)角器、記憶裝置等。這些核心技術(shù)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(guó)作為第一大汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)與消費(fèi)國(guó)，也迫切需要掌握這些核心技術(shù)，但與外資企業(yè)有一定的差距，國(guó)內(nèi)企業(yè)正努力迎頭趕上。?
電動(dòng)座椅主要部件及在世界上的發(fā)展現(xiàn)狀：
座椅電機(jī)?
??? 汽車(chē)座椅電機(jī)是汽車(chē)電動(dòng)座椅的動(dòng)力源，屬于中高檔乘用車(chē)配備裝置。座椅電機(jī)主要是永磁直流式電機(jī)。如果按照磁極數(shù)劃分可分為兩極電機(jī)和多極(主要是四極)電機(jī)；如果按照磁極材料劃分可分為鐵氧體電機(jī)和稀土電機(jī)。目前汽車(chē)座椅位置的調(diào)節(jié)多采用基于手動(dòng)調(diào)節(jié)方式的機(jī)械和電動(dòng)控制兩種方式。座椅電機(jī)配合機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)座椅在水平抬高和傾斜位置的調(diào)節(jié)。?
??? 隨著上級(jí)供應(yīng)商對(duì)電機(jī)要求的不斷提高，座椅電機(jī)要求在更小的體積下實(shí)現(xiàn)更大的輸出功率，而且還要具有更高的抗噪聲和抗振動(dòng)質(zhì)量水平。國(guó)外諸如博世等企業(yè)很早就進(jìn)入了汽車(chē)微電機(jī)行業(yè)，積累了非常豐富的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。其產(chǎn)品質(zhì)量在得到認(rèn)可的同時(shí)，他們的研究方向也引領(lǐng)著汽車(chē)微電機(jī)行業(yè)的發(fā)展方向?？梢酝茰y(cè)，未來(lái)汽車(chē)座椅電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是朝著體積小巧、輸出功率大、噪聲低、振動(dòng)小以及安裝簡(jiǎn)易和快速的方向發(fā)展。?
??? 我國(guó)在汽車(chē)微、小型電機(jī)方面的研究起步較晚，大多數(shù)是根據(jù)國(guó)外大電機(jī)的研究資料再展開(kāi)微小電機(jī)的研究工作，這就不可避免產(chǎn)生很多的錯(cuò)誤計(jì)算。同時(shí)，國(guó)內(nèi)在汽車(chē)及其零部件的噪聲和振動(dòng)方面的控制與研究也比較薄弱，限制了產(chǎn)品進(jìn)入高端的市場(chǎng)。?
座椅滑軌?
??? 座椅滑軌是座椅總成中最為重要的一個(gè)零部件，具有非常高的技術(shù)含量和專(zhuān)利保護(hù)，其不僅僅是一個(gè)重要的功能件，也屬于汽車(chē)安全件之一。座椅滑軌配合手動(dòng)鎖裝置可實(shí)現(xiàn)座椅在水平位置的手動(dòng)調(diào)節(jié)，配合電機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)座椅在水平位置的自動(dòng)調(diào)節(jié)，市場(chǎng)應(yīng)用非常廣闊。在座椅安全性能指標(biāo)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(cè)拉等各個(gè)方向的力時(shí)要受力均衡，不能產(chǎn)生功能失效。這就對(duì)滑軌截面形狀的設(shè)計(jì)和滑軌原材料本身提出了非常高的要求，需要科學(xué)合理的設(shè)計(jì)滑軌截面，特別是滑軌原材料本身需要抗拉強(qiáng)度達(dá)到600MPa以上，而國(guó)內(nèi)企業(yè)的鋼材還不能滿(mǎn)足原材料如此高的抗拉強(qiáng)度。?
??? 座椅滑軌的另外一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)在于滑軌制造技術(shù)，其要求生產(chǎn)企業(yè)具備非常高的大型精密模具和沖床，而國(guó)內(nèi)在這方面的研究也相對(duì)落后于國(guó)外技術(shù)，不能滿(mǎn)足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。?
??? 在國(guó)外，座椅滑軌的主要市場(chǎng)被博澤和佛吉亞等企業(yè)所控制，是許多整車(chē)廠(chǎng)的指定供應(yīng)商，其產(chǎn)品技術(shù)具有結(jié)構(gòu)緊湊和抗拉強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。未來(lái)座椅滑軌將朝著質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、集成化和平臺(tái)化的方向發(fā)展。?
??? 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)座椅滑軌廠(chǎng)家主要有上海明芳汽車(chē)部件有限公司、湖北中航精機(jī)科技股份有限公司等，面對(duì)的市場(chǎng)是低端汽車(chē)，且其技術(shù)都不能滿(mǎn)足中高端汽車(chē)所需的安全和性能等規(guī)范。寧波雙林汽車(chē)部件股份有限公司正在研發(fā)通用型座椅滑軌，并實(shí)現(xiàn)了手、電動(dòng)滑軌平臺(tái)的統(tǒng)一，已經(jīng)申請(qǐng)了專(zhuān)利。其設(shè)計(jì)與國(guó)外座椅滑軌廠(chǎng)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(chē)領(lǐng)域中有著非常廣闊的市場(chǎng)，汽車(chē)座椅是衡量汽車(chē)性能的重要標(biāo)注之一，在追求汽車(chē)舒適、便捷的當(dāng)前，駕車(chē)人對(duì)座椅的舒適便捷性要求也越來(lái)越高，電動(dòng)座椅，尤其是帶記憶的電動(dòng)座椅越來(lái)越受到汽車(chē)消費(fèi)者的青睞。在國(guó)外，很多品牌的高檔車(chē)都已安置了座椅記憶器；在國(guó)內(nèi)，價(jià)格合適、功能齊全的座椅記憶器更受青睞，而且由高檔車(chē)向中、低檔車(chē)拓展的趨勢(shì)。?
??? 目前市場(chǎng)上的座椅記憶器一般是采用兩種方式來(lái)獲取座椅電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)(即汽車(chē)座椅的位置數(shù)據(jù))。一種是利用電位器，這一方案可以記憶較為準(zhǔn)確的座椅位置數(shù)據(jù)，但電位器畢竟是有觸點(diǎn)器件，隨著觸點(diǎn)和電阻圖形的磨損會(huì)導(dǎo)致控制失靈，因此存在檢測(cè)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，它彌補(bǔ)了前一種方案在成本和壽命上的問(wèn)題。?
??? 座椅記憶器不僅可以調(diào)節(jié)、記憶座椅位置，還可以調(diào)節(jié)、記憶汽車(chē)的左、右后視鏡，以及內(nèi)后視鏡的位置，可實(shí)現(xiàn)一鍵將座椅、后視鏡恢復(fù)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(xiàn)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這樣可大大降低汽車(chē)線(xiàn)束的使用量。?
??? 座椅記憶器一般配置在豪華車(chē)型上，摩托羅拉、西門(mén)子等國(guó)際知名公司生產(chǎn)的記憶器在市場(chǎng)上占有很大份額，幾乎壟斷著座椅記憶器市場(chǎng)，其價(jià)格亦高居不下。
?座椅驅(qū)動(dòng)器?
??? 早期的汽車(chē)座椅多采用人工手動(dòng)方式來(lái)調(diào)節(jié)座椅的前后位置，操作十分不便。座椅驅(qū)動(dòng)器的出現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)座椅位置的自動(dòng)調(diào)節(jié)。座椅驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)原來(lái)為德國(guó)IMS公司壟斷。
???? 國(guó)內(nèi)研發(fā)并取得成果的企業(yè)并不多，寧波雙林汽車(chē)部件股份有限公司通過(guò)自主研發(fā)，生產(chǎn)出了國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水平座椅驅(qū)動(dòng)器，并出口海外，成為世界上最大的座椅驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)商之一，打破了國(guó)外企業(yè)壟斷該市場(chǎng)的局面。寧波雙林汽車(chē)部件股份有限公司生產(chǎn)的座椅驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品特點(diǎn)包括體積小、噪聲低、振動(dòng)小、使用壽命長(zhǎng)。能解決現(xiàn)有產(chǎn)品占用車(chē)內(nèi)座椅空間大的缺點(diǎn)。增加的彈性減振墊，可以使浮動(dòng)螺母能自動(dòng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器絲桿及減速機(jī)構(gòu)相對(duì)于螺母的嚙合中心位置誤差，大幅度降低調(diào)節(jié)座椅時(shí)的噪聲和振動(dòng)。固定于螺桿上的止動(dòng)盤(pán)、浮動(dòng)螺母、螺母支架和絲桿強(qiáng)度高，能將座椅上下導(dǎo)軌連接成一體，保證座椅在汽車(chē)受到強(qiáng)力沖擊時(shí)不會(huì)分離，確保了人身安全。
?
??? 可以預(yù)見(jiàn)的是，未來(lái)乘用車(chē)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(jī)、高強(qiáng)度座椅調(diào)角器、精確記憶裝置和座椅驅(qū)動(dòng)器的汽車(chē)座椅將有著廣泛的應(yīng)用范圍，產(chǎn)品市場(chǎng)空間也極為廣闊?？梢哉f(shuō)，誰(shuí)先掌握了這些核心技術(shù)，誰(shuí)就能夠奪得未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)，誰(shuí)也就能夠獲得更大的市場(chǎng)份額。
汽車(chē)電子控制系統(tǒng)
記憶存儲(chǔ)式座椅控制系統(tǒng)是典型的汽車(chē)電子控制系統(tǒng)。汽車(chē)電子控制系統(tǒng)( ECS)是以單片機(jī)為中心組成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),也可以稱(chēng)作汽車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng),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(lái)采集汽車(chē)狀態(tài)信息和各種物理、化學(xué)及電信息,并將信號(hào)輸入至ECU。由傳感器采集的信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào),模擬信號(hào)需要經(jīng)過(guò)A /D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再進(jìn)行處理。ECU是汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的核心部件,能對(duì)傳感器傳遞的信息進(jìn)行加工處理,通過(guò)預(yù)先編制的控制程序來(lái)對(duì)信號(hào)作出響應(yīng),并發(fā)出各種控制指令,指揮執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。執(zhí)行器是按照ECU的指示進(jìn)行動(dòng)作的部件,主要完成ECU發(fā)出的各種指令。汽車(chē)電子控制系統(tǒng)框圖包括汽車(chē)電子控制系統(tǒng)框圖和記憶存儲(chǔ)式控制器的功能。
本設(shè)計(jì)所研究的記憶存儲(chǔ)式座椅控制器所要實(shí)現(xiàn)的基本功能如下:
(1)能夠調(diào)節(jié)座椅前端升降、垂直升降、水平滑動(dòng)以及椅背角度4個(gè)位置;
(2)能夠存儲(chǔ)駕駛員調(diào)整后的后視鏡和座椅的位置;
(3)能夠調(diào)用駕駛員存儲(chǔ)后視鏡和座椅的位置;
(4)記錄3組位置信息。
2、目的、依據(jù)和意義
將電動(dòng)座椅與車(chē)載電腦結(jié)合在一起，就可增加座椅的記憶功能，對(duì)座椅給中信息參數(shù)實(shí)現(xiàn)智能化管理。全電動(dòng)調(diào)節(jié)的，前后，高低，靠背角度，前后傾斜，某些型號(hào)甚至有左右傾斜調(diào)整，都是依靠座椅中電動(dòng)機(jī)控制，你只要撥動(dòng)幾個(gè)開(kāi)關(guān)就能調(diào)節(jié)在這種電動(dòng)座椅中加一個(gè)記憶芯片，當(dāng)你調(diào)節(jié)到一個(gè)最舒適的位置時(shí)，按下“記憶”鍵，這個(gè)位置就被記住了，如果車(chē)被別人開(kāi)過(guò)，座椅被重新調(diào)過(guò)，那么，你只要上車(chē)后，按“回憶”鍵，座椅自動(dòng)回到你當(dāng)時(shí)設(shè)置的角度。
汽車(chē)電動(dòng)座椅自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)以單片機(jī)為核心， 通過(guò)控制直流電動(dòng)機(jī)，經(jīng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)牽引座椅移動(dòng)，使汽車(chē)座椅具有自動(dòng)測(cè)量極限位置、手動(dòng)調(diào)節(jié)、位置記憶以及自動(dòng)恢復(fù)功能。該系統(tǒng)使汽車(chē)座椅便于安裝， 位置調(diào)節(jié)方便、快捷。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
主要內(nèi)容：
1、 電動(dòng)座椅方案設(shè)計(jì)，包括零件結(jié)構(gòu)、尺寸設(shè)計(jì)；
2、 單片機(jī)用戶(hù)板，搭配硬件結(jié)構(gòu)；
3、 控制方法及軟件設(shè)計(jì)；
4、搭建硬件等比例模型。
主要技術(shù)指標(biāo)：
1、某車(chē)型電動(dòng)座椅進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)；
2、實(shí)現(xiàn)記憶功能所需要的硬件結(jié)構(gòu)；
3、實(shí)現(xiàn)記憶功能所需要的控制方法，軟件控制，電路結(jié)構(gòu)；
4、電機(jī)的選擇；
5、實(shí)現(xiàn)四種以上乘坐方式。
三、技術(shù)路線(xiàn)（研究方法）
調(diào)研并查閱相關(guān)資料
確定初步設(shè)計(jì)方案
座椅硬件系統(tǒng)的選擇（電機(jī)與傳感器及大致線(xiàn)路）必要的計(jì)算 零件結(jié)構(gòu) 尺寸設(shè)計(jì)
硬件系統(tǒng)是否可行 不可行返回
建立軟件系統(tǒng)
軟件系統(tǒng)必須能夠控制硬件系統(tǒng)
軟件系統(tǒng)是否可行 不可行返回
軟件編程序 電路的搭配 保證運(yùn)行
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和說(shuō)明書(shū)
進(jìn)一步調(diào)試系統(tǒng) 保證能夠運(yùn)行
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告 第4、5周（3月23日～4月5日）
(2) 根據(jù)給出的相關(guān)尺寸參數(shù)進(jìn)行相關(guān)部件的參數(shù)計(jì)算，并進(jìn)行驗(yàn)證 第 6、7周（4月6日～4月19日）
(3) 在PRO/E軟件平臺(tái)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(guān)系建立部件之間的裝配 第11、12、13周（5月11～5月31日）
（5）設(shè)計(jì)1.5萬(wàn)字說(shuō)明書(shū)一份，零件圖一套 第14周（6月1日～6月7日）
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周（6月8日～6月21日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月22日～6月 28日）
五、參考文獻(xiàn)
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[14] C8051F31X Datasheet. USA.Silicon Labs，2003.
[15]MC68HC908GT16/8. M68HC08 Microcontrollers Technical Data.Fairchild Semiconductor,2000.
六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日