一種組合式汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種組合式汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置，包括臺(tái)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(yàn)裝置和假人髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)裝置，直線推桿支座和直線推桿固定座從上至下依次設(shè)于臺(tái)架的一側(cè)上部，直線推桿的頂端與直線推桿支座連接，中部穿過(guò)直線推桿固定座，底端與力傳感器固接，臺(tái)架上設(shè)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(guò)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(yàn)裝置和假人髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低；操作便捷，實(shí)驗(yàn)室空間占用率低，一機(jī)多用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種組合式汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車(chē)安全檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于汽車(chē)被動(dòng)安全試驗(yàn)的組合式 汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置，可檢測(cè)假人的腳部壓縮特性和髖關(guān)節(jié)的活動(dòng) 剛度是否滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車(chē)碰撞試驗(yàn)假人作為汽車(chē)安全性測(cè)試必不可少的工具，常用于危險(xiǎn)性較大的試 驗(yàn)中，通過(guò)安裝在假人身體各部位的傳感器，研究人員可以獲得相應(yīng)的響應(yīng)參數(shù)，這些數(shù)據(jù) 可用來(lái)評(píng)估假人在碰撞試驗(yàn)過(guò)程中各部位的損傷風(fēng)險(xiǎn)，為研究人員改進(jìn)車(chē)身結(jié)構(gòu)、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(chē)碰撞試驗(yàn)中獲得可信數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，為了檢驗(yàn) 假人的生物仿真度，常常需要對(duì)假人進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)和檢測(cè)試驗(yàn)。
[0004] 目前，Hybrid-Ill正面碰撞假人作為該領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的假人，在國(guó)家計(jì)量技 術(shù)規(guī)范（JJF1230-2009)和中國(guó)新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程（C-NCAP)都對(duì)該假人的標(biāo)定試驗(yàn)方法和標(biāo)定 試驗(yàn)頻次做出了明確的規(guī)定。進(jìn)行假人標(biāo)定試驗(yàn)，以保證在汽車(chē)碰撞試驗(yàn)中，假人能夠盡可 能準(zhǔn)確地模擬碰撞過(guò)程中人體的損傷風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)經(jīng)過(guò)標(biāo)定的假人可以重復(fù)使用。
[0005] 由于目前汽車(chē)試驗(yàn)用假人和假人標(biāo)定設(shè)備大多從國(guó)外進(jìn)口，其成本高，交貨周期 長(zhǎng)，同時(shí)國(guó)內(nèi)對(duì)假人的開(kāi)發(fā)以及假人的測(cè)試開(kāi)展的研究工作還非常有限，所以對(duì)假人標(biāo)定 設(shè)備進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)具有重要工程應(yīng)用價(jià)值。
[0006] 中國(guó)專(zhuān)利201210159733. 0公開(kāi)了一種汽車(chē)碰撞用假人髓關(guān)節(jié)標(biāo)定系統(tǒng)及方法， 該系統(tǒng)包括一臺(tái)架，臺(tái)架上設(shè)有假人髓關(guān)節(jié)固定裝置，假人髓關(guān)節(jié)通過(guò)所述假人髓關(guān)節(jié)固 定裝置固定于臺(tái)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(guān)節(jié)固定連接，力傳感器與搖臂活動(dòng)連接；搖臂抬升裝 置與所述力傳感器連接，用于對(duì)搖臂施加抬升作用力，通過(guò)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(guān)節(jié)的受力數(shù)據(jù)與標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，然后通過(guò)標(biāo)定模塊對(duì)所 測(cè)假人髓關(guān)節(jié)做出標(biāo)定，但此系統(tǒng)只能對(duì)髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)進(jìn)行單一的測(cè)試，進(jìn)行腳部壓縮 試驗(yàn)時(shí)還需要其他的試驗(yàn)平臺(tái)，所需用的加載機(jī)構(gòu)和傳感器多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本和維修 成本高昂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)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(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置。
[0008] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的是技術(shù)方案是，一種組合式汽車(chē)碰撞用假人腳 部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置，包括臺(tái)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(yàn)裝置和假人髖關(guān)節(jié)試 驗(yàn)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(shè)于臺(tái)架的一側(cè)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(guò)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(tái)架上設(shè)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(guò)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(yàn)裝置和假人髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)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(jìn)一步，所述假人腳部壓縮試驗(yàn)裝置包括腳部放置平臺(tái)，所述腳部放置平臺(tái)設(shè)于 臺(tái)架的底部，置于直線推桿的正下方，所述腳部放置平臺(tái)上設(shè)有假人腳部，所述假人腳部通 過(guò)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(jìn)一步，所述假人髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)裝置包括假人髖關(guān)節(jié)固定裝置，所述假人髖關(guān)節(jié)固 定裝置上設(shè)有假人臀部模型，所述假人臀部模型的髖關(guān)節(jié)通過(guò)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(nèi)設(shè)有滑槽，所述滑槽穿過(guò)軸承與U型連 接件滑動(dòng)連接，所述力傳感器與U型連接件連接。
[0011] 進(jìn)一步，所述假人髖關(guān)節(jié)固定裝置包括支座、橫梁和側(cè)橫梁，所述橫梁和側(cè)橫梁上 均設(shè)有滑槽，所述橫梁設(shè)于臺(tái)架底部，所述側(cè)橫梁設(shè)于臺(tái)架的側(cè)面，所述支座的底部與橫梁 的滑槽滑動(dòng)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(shè)有兩螺桿，所 述支座上設(shè)有假人髖關(guān)節(jié)固定安裝板和側(cè)面滑動(dòng)板，所述側(cè)面滑動(dòng)板與側(cè)橫梁的滑槽滑動(dòng) 連接，所述假人髖關(guān)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(jìn)一步，所述假人腳踝連接件的下端與假人腳部踝關(guān)節(jié)的球頭機(jī)構(gòu)相連，形成球 鉸副。
[0013] 進(jìn)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(jìn)一步，所述假人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)為Hybrid III50百分位男性假人髖關(guān)節(jié)或Hybrid II15百分位女性假人髖關(guān)節(jié)。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低；操作便捷，能實(shí)現(xiàn)假人腳部壓縮 試驗(yàn)和髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)，只需要在進(jìn)行假人腳部壓縮試驗(yàn)時(shí)安裝假人腳踝連接件，在進(jìn)行 髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)時(shí)安裝U型連接件，通過(guò)上述簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)替換便可以分別完成兩種假人標(biāo) 定試驗(yàn)；具有實(shí)驗(yàn)室空間占用率低，試驗(yàn)成本低，所需傳感器的數(shù)量少的優(yōu)點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例通用部分結(jié)構(gòu)示意圖，
[0017] 圖2為進(jìn)行假人腳部壓縮試驗(yàn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0018] 圖3為進(jìn)行假人髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0019] 圖4為髖關(guān)節(jié)固定裝置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021] 參照附圖1，本實(shí)施例包括臺(tái)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(yàn)裝置 和假人髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)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(shè)于臺(tái)架1的 一側(cè)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(guò)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(jìn)行腳部壓縮試驗(yàn)時(shí)為假人腳部 提供下壓作用力，在進(jìn)行髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)時(shí)為髖關(guān)節(jié)提供抬升作用力；臺(tái)架1上設(shè)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(guò)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(yàn)裝置和假人髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)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?qǐng)D2,假人腳部壓縮試驗(yàn)裝置包括腳部放置平臺(tái)11，用于在進(jìn)行假人腳部壓 縮試驗(yàn)時(shí)提供剛性支撐，腳部放置平臺(tái)11設(shè)于臺(tái)架1的底部，置于直線推桿2的正下方，腳 部放置平臺(tái)11上設(shè)有假人腳部10,假人腳部10通過(guò)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?qǐng)D3,假人髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)裝置包括假人髖關(guān)節(jié)固定裝置12,在進(jìn)行假人髖關(guān)節(jié) 標(biāo)定試驗(yàn)的時(shí)候，假人臀部模型16通過(guò)假人髖關(guān)節(jié)固定裝置12固定于臺(tái)架1上；假人臀部 模型16的髖關(guān)節(jié)通過(guò)搖臂13與U型連接件14連接，在進(jìn)行髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)時(shí)，搖臂13 - 端深入假人臀部模型16的大腿孔并與髖關(guān)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(nèi)設(shè)有滑槽23,滑槽23穿過(guò)軸承15與U型連接件14滑動(dòng)連接，力傳感 器5與U型連接件14連接。
[0024] 參照?qǐng)D3和圖4,假人髖關(guān)節(jié)固定裝置12包括支座18、橫梁17-1和側(cè)橫梁17-2， 橫梁17-1和側(cè)橫梁17-2上均設(shè)有滑軌，橫梁17-1設(shè)于臺(tái)架1底部，側(cè)橫梁17-2設(shè)于臺(tái)架 1的側(cè)面，支座18的底部與橫梁17-1的滑軌滑動(dòng)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(shè)有兩螺桿21，支座18上設(shè)有假人髖關(guān)節(jié)固定安裝板20和側(cè)面滑動(dòng) 板22,側(cè)面滑動(dòng)板22與側(cè)橫梁17-2的滑軌滑動(dòng)連接，假人髖關(guān)節(jié)固定裝置12可在滑軌中 水平滑動(dòng)，此設(shè)計(jì)可以滿足假人兩側(cè)髖關(guān)節(jié)的標(biāo)定試驗(yàn)；假人髖關(guān)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(guān)節(jié)的球頭機(jī)構(gòu)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(guān)節(jié)或Hybrid III5百分位 女性假人髖關(guān)節(jié)。
[0028] 本發(fā)明使用一套加載機(jī)構(gòu)和傳感器，通過(guò)更換試驗(yàn)連接件可以分別完成假人腳部 壓縮試驗(yàn)和散關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)，使原來(lái)在兩套系統(tǒng)完成的試驗(yàn)集成為一套系統(tǒng)進(jìn)彳丁，有效降 低了制造和維修成本，提高了操作便捷性。
【權(quán)利要求】
1. 一種組合式汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括臺(tái)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(yàn)裝置和假人髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)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(shè)于臺(tái)架的一側(cè)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(guò)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(tái)架上設(shè) 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(guò)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(yàn)裝置和假人髖關(guān)節(jié)試驗(yàn) 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(quán)利要求1所述的組合式汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置，其特征 在于，所述假人腳部壓縮試驗(yàn)裝置包括腳部放置平臺(tái)，所述腳部放置平臺(tái)設(shè)于臺(tái)架的底部， 置于直線推桿的正下方，所述腳部放置平臺(tái)上設(shè)有假人腳部，所述假人腳部通過(guò)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(quán)利要求1或2所述的組合式汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置，其特 征在于，所述假人髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)裝置包括假人髖關(guān)節(jié)固定裝置，所述假人髖關(guān)節(jié)固定裝置上 設(shè)有假人臀部模型，所述假人臀部模型的髖關(guān)節(jié)通過(guò)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(nèi)設(shè)有滑槽， 所述滑槽穿過(guò)軸承與U型連接件滑動(dòng)連接，所述力傳感器與U型連接件連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合式汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置，其特征 在于，所述假人髖關(guān)節(jié)固定裝置包括支座、橫梁和側(cè)橫梁，所述橫梁和側(cè)橫梁上均設(shè)有滑 槽，所述橫梁設(shè)于臺(tái)架底部，所述側(cè)橫梁設(shè)于臺(tái)架的側(cè)面，所述支座的底部與橫梁的滑槽滑 動(dòng)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(shè)有兩螺桿，所述支座上 設(shè)有假人髖關(guān)節(jié)固定安裝板和側(cè)面滑動(dòng)板，所述側(cè)面滑動(dòng)板與側(cè)橫梁的滑槽滑動(dòng)連接，所 述假人髖關(guān)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(quán)利要求2所述的組合式汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)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(guān)節(jié)的球頭機(jī)構(gòu)相連，形成球鉸副。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合式汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)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(quán)利要求1或2所述的組合式汽車(chē)碰撞用假人腳部、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)裝置，其特 征在于，所述假人髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)為Hybrid III50百分位男性假人髖關(guān)節(jié)或Hybrid III5百分 位女性假人髖關(guān)節(jié)。
【文檔編號(hào)】G01M17/007GK104101475SQ201410363100
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】張愷, 曹立波, 顏凌波, 張萍 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)