一種組合式汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置制造方法
【專利摘要】一種組合式汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置，包括臺架、直線推桿、位移傳感器、傳感器連接板、力傳感器、假人腳部壓縮試驗裝置和假人髖關節(jié)試驗裝置，直線推桿支座和直線推桿固定座從上至下依次設于臺架的一側上部，直線推桿的頂端與直線推桿支座連接，中部穿過直線推桿固定座，底端與力傳感器固接，臺架上設有位移傳感器固定座，位移傳感器的一端與位移傳感器固定座固接，另一端通過傳感器連接板與力傳感器連接，力傳感器分別與假人腳部壓縮試驗裝置和假人髖關節(jié)試驗裝置連接；力傳感器和位移傳感器均與數(shù)據(jù)采集器電連接，直線推桿與控制系統(tǒng)電連接。本發(fā)明結構簡單，制造成本低；操作便捷，實驗室空間占用率低，一機多用。
【專利說明】一種組合式汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車安全檢測領域，尤其是涉及一種用于汽車被動安全試驗的組合式 汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置，可檢測假人的腳部壓縮特性和髖關節(jié)的活動 剛度是否滿足標準的要求。
【背景技術】
[0002] 汽車碰撞試驗假人作為汽車安全性測試必不可少的工具，常用于危險性較大的試 驗中，通過安裝在假人身體各部位的傳感器，研究人員可以獲得相應的響應參數(shù)，這些數(shù)據(jù) 可用來評估假人在碰撞試驗過程中各部位的損傷風險，為研究人員改進車身結構、優(yōu)化約 束系統(tǒng)提供參考。
[0003] 假人具有較好的生物擬合性，是汽車碰撞試驗中獲得可信數(shù)據(jù)的基礎，為了檢驗 假人的生物仿真度，常常需要對假人進行標定試驗和檢測試驗。
[0004] 目前，Hybrid-Ill正面碰撞假人作為該領域應用最為廣泛的假人，在國家計量技 術規(guī)范（JJF1230-2009)和中國新車評價規(guī)程（C-NCAP)都對該假人的標定試驗方法和標定 試驗頻次做出了明確的規(guī)定。進行假人標定試驗，以保證在汽車碰撞試驗中，假人能夠盡可 能準確地模擬碰撞過程中人體的損傷風險，同時經過標定的假人可以重復使用。
[0005] 由于目前汽車試驗用假人和假人標定設備大多從國外進口，其成本高，交貨周期 長，同時國內對假人的開發(fā)以及假人的測試開展的研究工作還非常有限，所以對假人標定 設備進行自主開發(fā)具有重要工程應用價值。
[0006] 中國專利201210159733. 0公開了一種汽車碰撞用假人髓關節(jié)標定系統(tǒng)及方法， 該系統(tǒng)包括一臺架，臺架上設有假人髓關節(jié)固定裝置，假人髓關節(jié)通過所述假人髓關節(jié)固 定裝置固定于臺架上，系統(tǒng)還包括：搖臂、力傳感器、搖臂抬升裝置和數(shù)據(jù)處理器，搖臂的一 端伸入假人的大腿孔并與假人的髖關節(jié)固定連接，力傳感器與搖臂活動連接；搖臂抬升裝 置與所述力傳感器連接，用于對搖臂施加抬升作用力，通過數(shù)據(jù)處理器中的比較模塊將力 傳感器所采集的假人髓關節(jié)的受力數(shù)據(jù)與標定標準數(shù)據(jù)進行比較，然后通過標定模塊對所 測假人髓關節(jié)做出標定，但此系統(tǒng)只能對髖關節(jié)標定試驗進行單一的測試，進行腳部壓縮 試驗時還需要其他的試驗平臺，所需用的加載機構和傳感器多，結構復雜，制造成本和維修 成本高昂。
【發(fā)明內容】
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種操作便 捷、制造成本和維修成本低的組合式假人腳部壓縮及髖關節(jié)標定試驗裝置。
[0008] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的是技術方案是，一種組合式汽車碰撞用假人腳 部、髖關節(jié)標定試驗裝置，包括臺架、直線推桿支座、直線推桿、位移傳感器、位移傳感器固 定座、直線推桿固定座、傳感器連接板、力傳感器、假人腳部壓縮試驗裝置和假人髖關節(jié)試 驗裝置，所述直線推桿支座和直線推桿固定座從上至下依次設于臺架的一側上部，所述直 線推桿的頂端與直線推桿支座連接，直線推桿的中部穿過直線推桿固定座，所述直線推桿 的底端與力傳感器固接，所述臺架上設有位移傳感器固定座，所述位移傳感器的一端與位 移傳感器固定座固接，另一端通過傳感器連接板與力傳感器連接，力傳感器分別與假人腳 部壓縮試驗裝置和假人髖關節(jié)試驗裝置連接；所述力傳感器和位移傳感器均與數(shù)據(jù)采集器 電連接，所述直線推桿與控制系統(tǒng)電連接。
[0009] 進一步，所述假人腳部壓縮試驗裝置包括腳部放置平臺，所述腳部放置平臺設于 臺架的底部，置于直線推桿的正下方，所述腳部放置平臺上設有假人腳部，所述假人腳部通 過假人腳踝連接件與直線推桿底端連接，所述力傳感器與假人腳踝連接件連接。
[0010] 進一步，所述假人髖關節(jié)試驗裝置包括假人髖關節(jié)固定裝置，所述假人髖關節(jié)固 定裝置上設有假人臀部模型，所述假人臀部模型的髖關節(jié)通過搖臂與U型連接件連接，所 述U型連接件的凹槽槽壁上固接有軸承，所述搖臂內設有滑槽，所述滑槽穿過軸承與U型連 接件滑動連接，所述力傳感器與U型連接件連接。
[0011] 進一步，所述假人髖關節(jié)固定裝置包括支座、橫梁和側橫梁，所述橫梁和側橫梁上 均設有滑槽，所述橫梁設于臺架底部，所述側橫梁設于臺架的側面，所述支座的底部與橫梁 的滑槽滑動連接，所述支座的頂端固接有支撐板，所述支撐板的外伸板面上設有兩螺桿，所 述支座上設有假人髖關節(jié)固定安裝板和側面滑動板，所述側面滑動板與側橫梁的滑槽滑動 連接，所述假人髖關節(jié)固定安裝板上固接有假人臀部模型，所述兩螺桿的底端均與假人臀 部模型的骨盆固定連接。
[0012] 進一步，所述假人腳踝連接件的下端與假人腳部踝關節(jié)的球頭機構相連，形成球 鉸副。
[0013] 進一步，所述假人腳部為Hybrid III50百分位男性假人腳部或Hybrid III5百分 位女性假人腳部。
[0014] 進一步，所述假人髖關節(jié)機構為Hybrid III50百分位男性假人髖關節(jié)或Hybrid II15百分位女性假人髖關節(jié)。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明結構簡單，制造成本低；操作便捷，能實現(xiàn)假人腳部壓縮 試驗和髖關節(jié)標定試驗，只需要在進行假人腳部壓縮試驗時安裝假人腳踝連接件，在進行 髖關節(jié)標定試驗時安裝U型連接件，通過上述簡單的結構替換便可以分別完成兩種假人標 定試驗；具有實驗室空間占用率低，試驗成本低，所需傳感器的數(shù)量少的優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明一實施例通用部分結構示意圖，
[0017] 圖2為進行假人腳部壓縮試驗時的結構示意圖，
[0018] 圖3為進行假人髖關節(jié)標定試驗時的結構示意圖，
[0019] 圖4為髖關節(jié)固定裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 以下結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0021] 參照附圖1，本實施例包括臺架1、直線推桿支座3、直線推桿2、位移傳感器6、位 移傳感器固定座7、直線推桿固定座4、傳感器連接板8、力傳感器5、假人腳部壓縮試驗裝置 和假人髖關節(jié)試驗裝置，直線推桿支座3和直線推桿固定座4從上至下依次設于臺架1的 一側上部，直線推桿2的頂端與直線推桿支座3連接，直線推桿2的中部穿過直線推桿固定 座4,直線推桿2的底端與力傳感器5固接，直線推桿2在進行腳部壓縮試驗時為假人腳部 提供下壓作用力，在進行髖關節(jié)標定試驗時為髖關節(jié)提供抬升作用力；臺架1上設有位移 傳感器固定座7,位移傳感器6的一端與位移傳感器固定座7固接，另一端通過傳感器連接 板8與力傳感器5連接；力傳感器5分別與假人腳部壓縮試驗裝置和假人髖關節(jié)試驗裝置 連接；力傳感器5和位移傳感器6均與數(shù)據(jù)采集器電連接，直線推桿2與控制系統(tǒng)電連接， 控制系統(tǒng)控制直線推桿2的抬升與下壓。
[0022] 參照圖2,假人腳部壓縮試驗裝置包括腳部放置平臺11，用于在進行假人腳部壓 縮試驗時提供剛性支撐，腳部放置平臺11設于臺架1的底部，置于直線推桿2的正下方，腳 部放置平臺11上設有假人腳部10,假人腳部10通過假人腳踝連接件9與直線推桿2底端 連接，力傳感器5與假人腳踝連接件9連接。
[0023] 參照圖3,假人髖關節(jié)試驗裝置包括假人髖關節(jié)固定裝置12,在進行假人髖關節(jié) 標定試驗的時候，假人臀部模型16通過假人髖關節(jié)固定裝置12固定于臺架1上；假人臀部 模型16的髖關節(jié)通過搖臂13與U型連接件14連接，在進行髖關節(jié)標定試驗時，搖臂13 - 端深入假人臀部模型16的大腿孔并與髖關節(jié)固定連接；U型連接件14的凹槽槽壁上固接 有軸承15,搖臂13內設有滑槽23,滑槽23穿過軸承15與U型連接件14滑動連接，力傳感 器5與U型連接件14連接。
[0024] 參照圖3和圖4,假人髖關節(jié)固定裝置12包括支座18、橫梁17-1和側橫梁17-2， 橫梁17-1和側橫梁17-2上均設有滑軌，橫梁17-1設于臺架1底部，側橫梁17-2設于臺架 1的側面，支座18的底部與橫梁17-1的滑軌滑動連接，支座18的頂端固接有支撐板19,支 撐板19的外伸板面上設有兩螺桿21，支座18上設有假人髖關節(jié)固定安裝板20和側面滑動 板22,側面滑動板22與側橫梁17-2的滑軌滑動連接，假人髖關節(jié)固定裝置12可在滑軌中 水平滑動，此設計可以滿足假人兩側髖關節(jié)的標定試驗；假人髖關節(jié)固定安裝板20上固接 有假人臀部模型16,兩螺桿21的底端均與假人臀部模型16的骨盆固定連接。
[0025] 假人腳踝連接件9的下端與假人腳部10踝關節(jié)的球頭機構相連，形成球鉸副。
[0026] 假人腳部10為Hybrid III50百分位男性假人腳部或Hybrid III5百分位女性假 人腳部。
[0027] 假人臀部模型16為Hybrid III50百分位男性假人髖關節(jié)或Hybrid III5百分位 女性假人髖關節(jié)。
[0028] 本發(fā)明使用一套加載機構和傳感器，通過更換試驗連接件可以分別完成假人腳部 壓縮試驗和散關節(jié)標定試驗，使原來在兩套系統(tǒng)完成的試驗集成為一套系統(tǒng)進彳丁，有效降 低了制造和維修成本，提高了操作便捷性。
【權利要求】
1. 一種組合式汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置，其特征在于，包括臺架、直 線推桿支座、直線推桿、位移傳感器、位移傳感器固定座、直線推桿固定座、傳感器連接板、 力傳感器、假人腳部壓縮試驗裝置和假人髖關節(jié)試驗裝置，所述直線推桿支座和直線推桿 固定座從上至下依次設于臺架的一側上部，所述直線推桿的頂端與直線推桿支座連接，直 線推桿的中部穿過直線推桿固定座，所述直線推桿的底端與力傳感器固接，所述臺架上設 有位移傳感器固定座，所述位移傳感器的一端與位移傳感器固定座固接，另一端通過傳感 器連接板與力傳感器連接，所述力傳感器分別與假人腳部壓縮試驗裝置和假人髖關節(jié)試驗 裝置連接；所述力傳感器和位移傳感器均與數(shù)據(jù)采集器電連接，所述直線推桿與控制系統(tǒng) 電連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的組合式汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置，其特征 在于，所述假人腳部壓縮試驗裝置包括腳部放置平臺，所述腳部放置平臺設于臺架的底部， 置于直線推桿的正下方，所述腳部放置平臺上設有假人腳部，所述假人腳部通過假人腳踝 連接件與直線推桿底端連接，所述力傳感器與假人腳踝連接件連接。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的組合式汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置，其特 征在于，所述假人髖關節(jié)試驗裝置包括假人髖關節(jié)固定裝置，所述假人髖關節(jié)固定裝置上 設有假人臀部模型，所述假人臀部模型的髖關節(jié)通過搖臂與U型連接件連接，所述U型連接 件與直線推桿底端連接，所述U型連接件的凹槽槽壁上固接有軸承，所述搖臂內設有滑槽， 所述滑槽穿過軸承與U型連接件滑動連接，所述力傳感器與U型連接件連接。
4. 根據(jù)權利要求3所述的組合式汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置，其特征 在于，所述假人髖關節(jié)固定裝置包括支座、橫梁和側橫梁，所述橫梁和側橫梁上均設有滑 槽，所述橫梁設于臺架底部，所述側橫梁設于臺架的側面，所述支座的底部與橫梁的滑槽滑 動連接，所述支座的頂端固接有支撐板，所述支撐板的外伸板面上設有兩螺桿，所述支座上 設有假人髖關節(jié)固定安裝板和側面滑動板，所述側面滑動板與側橫梁的滑槽滑動連接，所 述假人髖關節(jié)固定安裝板上固接有假人臀部模型，所述兩螺桿的底端均與假人臀部模型的 骨盆固定連接。
5. 根據(jù)權利要求2所述的組合式汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置，其特征 在于，所述假人腳踝連接件的下端與假人腳部踝關節(jié)的球頭機構相連，形成球鉸副。
6. 根據(jù)權利要求1或2所述的組合式汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置，其特 征在于，所述假人腳部為Hybrid III50百分位男性假人腳部或Hybrid III5百分位女性假 人腳部。
7. 根據(jù)權利要求1或2所述的組合式汽車碰撞用假人腳部、髖關節(jié)標定試驗裝置，其特 征在于，所述假人髖關節(jié)機構為Hybrid III50百分位男性假人髖關節(jié)或Hybrid III5百分 位女性假人髖關節(jié)。
【文檔編號】G01M17/007GK104101475SQ201410363100
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權日:2014年7月29日
【發(fā)明者】張愷, 曹立波, 顏凌波, 張萍 申請人:湖南大學