專利名稱：水基人體模型及其質量與重心的調整方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車性能試驗中使用的配重，特別涉及一種水基人體模型及其質量與重心的調整方法。
背景技術：
汽車性能試驗是判斷汽車各項技術參數的手段。有些汽車性能試驗需要在汽車半 載或滿載的情況下進行，這就需要使用到配重。目前的汽車性能試驗中使用到的配重一般為沙袋或真人。沙袋的質心、質量分布與人體相差很大，其試驗結果具有很大的誤差，且大量的沙袋不易搬運，増加了試驗人員的工作量。以真人作為汽車性能試驗具有一定的危險性，且增加了試驗人員的數量，増加了試驗成本，同時受試驗人員自身的體重影響，采用多個試驗人員進行試驗時，試驗結果一致性差。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供ー種易搬運、安全可靠、成本低、試驗結果準確、一致性好的水基人體模型及其質量與重心的調整方法。本發明是這樣實現的
一種水基人體模型，包括頭部水囊、軀干水囊、大腿水囊、小腿水囊，其特殊之處是所述的頭部水囊、軀干水囊、大腿水囊、小腿水囊為分體結構并采用軟質透明材料，且頭部水囊與軀干水囊之間、軀干水囊與大腿水囊之間，大腿水囊與小腿水囊之間分別設有多組組合閥門，在頭部水囊、軀干水囊、大腿水囊、小腿水囊上分別設有壓迫水囊的質心調整夾。所述水囊的材質為PVC。所述質心調整夾由兩塊抱箍，用于調節抱箍間距離的調節螺栓構成。所述組合閥門由兩個可拆裝的閥門組成。所述頭部水囊頂部設有進水閥與排氣閥，所述小腿水囊底部設有排水閥。一種水基人體模型質量與重心的調整方法，其特殊之處是具體步驟如下
1)、確定水囊尺寸將頭部等價為圓柱體，將軀干、大腿、小腿等價為底面為長圓柱體，根據GB10000-88，確定人體軀干的理論質量M1、高度L1與厚度B1，以及頭部的理論質量M2與高度L2，并依據公式
冗.〒+ ￥4-A)(I)
計算軀干寬度A1，依據公式
π-'Β.2 L2P=M2(II)
計算頭部的半徑R，其中P為水的密度，大腿、小腿采用與軀干相同的方法確定尺寸；
2)、制作水囊將計算得到的尺寸放大5% 15%，得到實際尺寸，依據實際尺寸制作水囊，并在水囊上安裝導管、閥門；
3)、分別向各水囊中充水，稱量水囊實際質量，調整充水量，直到水囊實際質量與水囊理論質量相等，在水囊上與液面平齊的位置作標記；
4)、調整質心根據GB10000-88確定質心理論位置，將質心調整夾卡抱在對應的水囊上，調整質心調整夾兩抱箍之間的距離，并通過質心測量設備測量質心位置，不斷修正量抱箍之間的距離，直到質心位置與質心理論位置重合，標記出調整螺栓的旋進量；
5)、排水將各閥門打開，排凈水囊內存水,收藏,備汽車性能試驗時使用。本發明的有益效果是
I、由于水基人體模型的質量分布、質心按照GB10000-88規定值調節，可以準確的模擬人體，試驗結果準確。2、由于以水基人體模型代替真人，減少試驗人員，降低了試驗風險，節約了試驗成本。3、由于在調整質量、質心位置之后在水囊、質心調整夾上做出標記，在試驗中，依據標記確定注水量，質心調整夾的抱箍之間的距離,試驗數據的一致性好。4、由于各水囊是分體的，搬運方便、省力。
圖I是本發明的結構示意 圖2是圖I中組合水閥的結構示意圖。 圖中進水閥1，排氣閥2，頭部水囊3，質心調整夾4，抱箍401，調節螺栓402，組合閥門5，閥門I 501，閥門II 502，軀干水囊6，大腿水囊7，小腿水囊8，排水閥9。
具體實施例方式如圖I所示，一種水基人體模型，包括材質為PVC材料的頭部水囊3、軀干水囊6、大腿水囊7、小腿水囊8，所述的頭部水囊3、軀干水囊6、大腿水囊7、小腿水囊8為分體結構，且頭部水囊3與軀干水囊6之間、軀干水囊6與大腿水囊7之間，大腿水囊7與小腿水囊8之間分別設有多組組合閥門5，本實施例中以ニ組為例。如圖2所示，所述的組合閥門5由通過法蘭連接的閥門I 501、閥門II 502組成，在閥門I 501與閥門II 502之間設有密封墊。在頭部水囊3、軀干水囊6、大腿水囊7、小腿水囊8上分別設有質心調整夾4，所述質心調整夾4由兩塊抱箍401、用于調節抱箍401間距離的調節螺栓402構成，當質心調整夾4的兩塊抱箍401完全合攏后，兩塊抱箍401間的距離小于與它們對應的水囊充水后的厚度。在頭部水囊3頂部設有進水閥I與排氣閥2，所述小腿水囊底8部設有排水閥9。一種水基人體模型質量與重心的調整方法，其特殊之處是具體步驟如下
I)、確定水囊尺寸將頭部等價為圓柱體，將軀干、大腿、小腿等價為長圓柱，查GB10000-88，得到人體軀干的理論質量M1、高度L1與厚度B1,以及頭部的理論質量M2與高度L2，并依據公式
卜チ響-馬)W=M1(I)
計算軀干的寬度A1，其中P為水的密度，依據公式π·~Β.2 L2P=M1(II)
計算頭部的半徑R ;式I、式II中P為水的密度。大腿、小腿采用與軀干相同的方法確定尺寸。2)、制作水囊將計算得到的尺寸放大5% 15%，得到實際尺寸，本實施例中，將計算得到的尺寸放大10%。依據實際尺寸制作水囊，并在水囊上按要求安裝組合閥門4、進水閥I、排氣閥2、排水閥9。3)、分別向各水囊中充水，稱量水囊實際質量，與水囊理論質量進行比較，一旦水囊實際質量大于水囊理論質量，則為水囊放水，一旦水囊實際質量小于水囊理論質量，則為水囊充水，直到水囊實際質量與水囊理論質量相等，在水囊上與液面平齊的位置作標記； 4)、調整質心將質心調整夾卡4抱在對應的水囊上,調整質心調整夾兩抱箍401之間的距離，并通過質心測量設備測量質心位置，在本實施例中，所述的質心測量設備為人體緩解質心位置測量儀，不斷修正量抱箍401之間的距離，直到質心位置與計算得到的質心理論位置重合，標記出調整螺栓402的旋進量；
5)、排水將各閥門打開，排凈水囊內存水。使用時，將頭部水囊3、軀干水囊6、大腿水囊7、小腿水囊8依次連接，打開進水閥I、換氣閥2、所有組合閥門4，關閉排水閥9，由進水閥I緩慢的向水囊內注水。當小腿水囊8內的水流達到小腿水囊8上的標記時，關閉小腿水囊8上方的組合閥門4 ;當大腿水囊7內的水流達到大腿水囊7上的標記時，關閉大腿水囊7上方的組合閥門4 ;當軀干水囊6內的水流達到軀干水囊6上的標記時，關閉軀干水囊6上方的組合閥門4 ;當頭部水囊3內的水流達到頭部水囊3上的標記時，關閉進水閥I與換氣閥2。實驗吋，將該水基人體模型綁扎在待試驗汽車的作為上，測量汽車的各項技術參數。
使用完成后，將所有組合閥4、進水閥I、排氣閥2、排水閥9打開，將水囊內的液體排凈，備汽車性能試驗時使用。
權利要求
1.一種水基人體模型，包括頭部水囊、軀干水囊、大腿水囊、小腿水囊，其特征是所述的頭部水囊、軀干水囊、大腿水囊、小腿水囊為分體結構并采用軟質透明材料，且頭部水囊與軀干水囊之間、軀干水囊與大腿水囊之間，大腿水囊與小腿水囊之間分別設有多組組合閥門，在頭部水囊、軀干水囊、大腿水囊、小腿水囊上分別設有壓迫水囊的質心調整夾。
2.根據權利要求I所述的水基人體模型，其特征是所述水囊的材質為PVC。
3.根據權利要求I所述的水基人體模型，其特征是所述質心調整夾由兩塊抱箍，用于調節抱箍間距離的調節螺栓構成。
4.根據權利要求I所述的水基人體模型，其特征是所述組合閥門由兩個可拆裝的閥門組成。
5.根據權利要求I所述的水基人體模型，其特征是所述頭部水囊頂部設有進水閥與排氣閥，所述小腿水囊底部設有排水閥。
6.一種水基人體模型質量與重心的調整方法，其特征是具體步驟如下 1)、確定水囊尺寸將頭部等價為圓柱體，將軀干、大腿、小腿等價為底面為長圓柱體，根據GB10000-88，確定人體軀干的理論質量M1、高度L1與厚度B1，以及頭部的理論質量M2與高度L2，并依據公式
全文摘要
一種水基人體模型，包括頭部水囊、軀干水囊、大腿水囊、小腿水囊，各水囊為分體結構并采用軟質透明材料，各水囊之間分別設有多組組合閥門，各水囊上設有質心調整夾。一種水基人體模型質量與重心的調整方法，步驟如下確定水囊尺寸；制作水囊；調整水囊重量；調整質心；排水。由于以水基人體模型代替真人，減少試驗人員，降低了試驗風險，節約了試驗成本。由于在調整質量、質心位置之后在水囊、質心調整夾上做出標記，在試驗中，依據標記確定注水量，質心調整夾的抱箍之間的距離，試驗數據的一致性好。由于各水囊是分體的，搬運方便、省力。
文檔編號G01M17/007GK102636356SQ20121012830
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者孫曉幫, 王天利 申請人:孫曉幫, 王天利, 遼寧工業大學