專利名稱：汽車碰撞用假人髖關節標定系統及方法
技術領域：
本發明 涉及屬于汽車安全檢側技術領域，特別涉及用于汽車被動安全試驗的一種汽車碰撞用假人髖關節標定系統及方法，利用該發明確認假人的髖關節的性能滿足標準要求。
背景技術：
汽車碰撞試驗屬于汽車被動安全的研究范疇，其目的主要是檢驗碰撞過程中車輛對乘員的保護能力。碰撞試驗的危險性，使得在試驗中不可能使用真人，國外研究機構在根據人體的動力特性及各部位的質量大小等，制造了假人，它可以代替人體用于汽車碰撞試驗，模擬真人受到的傷害情況。汽車實車碰撞試驗進行之前，由于各種原因導致假人內部的數據可能失準，因而需要對假人進行標定，例如在前碰試驗過程中所采用Hybrid III 50%男性假人的標定程序按照CFR 572中的E部分規定和ECE R94附件10規定；HybridIII 5%女性假人的標定程序按照CFR 572中的部分規定；另外，中國新車評價規程(C-NCAP)規定假人標定試驗頻次為每2次碰撞試驗后，應進行重新標定，如果假人某一部位傷害指標在試驗中達到或超出規定的低性能限值，該部位也應進行重新標定。以保證在試驗中，假人能夠盡可能準確的模擬碰撞過程中真人的受傷情況，進而對汽車的安全性提供數據支持，假人經過標定通過后可以重復使用。2010年，我國的汽車產量位居世界第一，達到1800萬輛，因此中國也加大對汽車碰撞性能的研究力度，已建立多個碰撞試驗室，并進行大量的整車碰撞試驗，初步積累了一定的試驗經驗。由于目前試驗假人和標定設備大多從國外進口，成本高、通用性差、使用不方便，目前國內對假人的測試以及使用研究就進行很少，迫切需要對假人的標定設備進行自主研發。現有的一些假人髖關節標定臺傳感器多，計算復雜容易引起誤差，同時造價和維護成本高昂。
發明內容
為了解決現有技術中存在的假人髖關節標定臺傳感器多、計算復雜且易引起誤差，同時造價和維護成本高昂的問題，本發明提供了一種汽車碰撞用假人髖關節標定系統及方法。所述技術方案如下—方面，提供了一種汽車碰撞用假人髖關節標定系統，包括一臺架，所述臺架上設有假人髖關節固定裝置，假人髖關節通過所述假人髖關節固定裝置固定于所述臺架上，所述系統還包括搖臂，其一端伸入假人的大腿孔并與假人的髖關節固定連接；力傳感器，與所述搖臂活動連接；搖臂抬升裝置，與所述力傳感器連接，用于對所述搖臂施加抬升作用力；
數據處理器，接收所述力傳感器所采集的信息，其運行有比較模塊和標定模塊；所述比較模塊用于接收所述力傳感器所采集的假人髖關節的受力數據，并根據所述搖臂抬升裝置上升的距離計算出力矩和上升角度，再與假人髖關節標定標準數據進行比較；所述標定模塊根據所述比較模塊的比較結果對假人髖關節是否合格做出標定檢驗。所述假人髖關節固定裝置包括支座，與所述臺架的上端面可拆卸連接，其上設有假人固定安裝板；支撐板，固定于所述支座的上端，且水平伸出所述支座的上端；兩螺桿，其一端垂直固定于所述支撐板的外伸板面上，其下端與假人的骨盆固定連接。進一步地，所述臺架的一側面向上延伸形成凸出其上端面的外伸支架，所述外伸支架上設有導軌，所述導軌水平固定于所述外伸支架上，所述支座與所述導軌滑動連接。所述搖臂抬升裝置包括升降桿和驅動電機系統，所述升降桿通過一安裝板與所述臺架豎直固定連接，所述驅動電機系統設置于所述升降桿的下端，用于驅動所述升降桿沿其軸向升降，所述力傳感器固定于所述升降桿的上端，所述搖臂在其長度方向上成型一長條形滑槽，所述力傳感器上固定一連接件，所述連接件與所述滑槽滑動連接。進一步地，所述連接件上成型有U型連接槽，所述搖臂設置于U型連接槽中，所述搖臂與所述連接件之間通過一固定于所述連接槽槽壁上的銷軸連接，所述銷軸貫穿所述搖臂上的滑槽，并與所述滑槽滑動連接。所述的假人髖關節為Hybrid III 50%男性假人髖關節或Hybrid III 5%女性假人髖關節。另一方面，本發明還提供了一種汽車碰撞用假人髖關節標定方法，所述標定方法包括如下步驟步驟一，將假人髖關節固定于臺架上，通過一搖臂伸入假人的大腿孔與假人髖關節連接；步驟二，抬升搖臂，并測定抬升角度下的作用于搖臂上的力，根據搖臂抬升裝置上升的距離計算出力矩和上升的角度大小；步驟三，在同等抬升角度下，比較所測假人髖關節受力數據與假人髖關節標定標準數據；步驟四，根據比較結果對所測髖關節作出標定判斷。所述步驟四中對所測髖關節作出標定判斷，其具體是若所測假人髖關節受力數據在假人髖關節標定標準數據范圍內，判斷假人髖關節合格；若所測假人髖關節受力數據不在假人髖關節標定標準數據范圍，需對假人髖關節作出檢查修復。本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是本發明只通過一個單軸向的力傳感器，通過搖臂抬升裝置可以改變搖臂的作用角度，可多角度對假人髖關節進行標定，有效減少了傳感器數量，將所測數據資料與標定標準數據進行比較，其計算簡單，減小試驗結果的誤差，同時造價和維護成本低。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為假人髖關節標定臺整體臺架結構示意圖。圖2為假人髖關節標定臺固定背板裝置結構示意圖。圖3為假人髖關節升降裝置結構示意圖。圖中I-臺架，11-外伸支架，12-導軌；2-假人髖關節固定裝置，21-支座，22-支撐板，23-螺桿，24-固定安裝板，25-固定板；3-搖臂，31-滑槽；4-力傳感器；5-搖臂抬升裝置，51-升降桿，52-驅動電機系統，53-安裝板；6-假人髖關節；7-連接件，71-連接槽，72-銷軸。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。如圖I所示，本發明提供了一種汽車碰撞用假人髖關節標定系統，包括一臺架I、假人髖關節固定裝置2、搖臂3、力傳感器4、搖臂抬升裝置5及數據處理器，假人髖關節6通過所述假人髖關節固定裝置2固定于臺架I上，搖臂的一端伸入假人的大腿孔并與假人的髖關節固定連接；力傳感器4與搖臂3通過一連接件7活動連接；搖臂抬升裝置5與力傳感器4連接，用于對搖臂3施加抬升作用力；數據處理器，接收力傳感器4所采集的信息，其內運行有比較模塊和標定模塊；t匕較模塊用于將力傳感器所采集的假人髖關節6的受力數據與假人髖關節標定標準數據進行比較；標定模塊根據比較模塊的比較數據對假人髖關節6做出標定。 如圖2所示，假人髖關節固定裝置2包括支座21、支撐板22和兩螺桿23，臺架I的一側面向上延伸形成凸出其上端面的外伸支架11，外伸支架11上設有導軌12，導軌12水平固定于外伸支架11上，支座21與臺架I的導軌12滑動連接，支座的側面上固定有用于固定假人的固定安裝板24 ;支撐板22固定于支座21的上端，且水平伸出支座21的上端；兩螺桿23的一端垂直固定于支撐板22的外伸板面上，其下端與假人的骨盆固定連接。如圖3所示，搖臂抬升裝置5包括升降桿51和驅動電機系統52，升降桿51通過一安裝板53與臺架I豎直固定連接，驅動電機系統52設置于升降桿51的下端，用于驅動升降桿51沿其軸向升降，力傳感器4固定于升降桿51的上端，搖臂3在其長度方向上成型一長條形滑槽31，連接件7的下端固定于力傳感器4上。其中的連接件7上成型有U型連接槽71，搖臂3設置于U型連接槽71中，搖臂3與連接件7之間通過一固定于連接槽71槽壁上的銷軸72連接，銷軸72貫穿搖臂3上的滑槽31，并與滑槽31滑動連接，當升降桿51在驅動電機系統52的驅動下沿軸向升降時，銷軸在滑槽中滑動并帶動搖臂3改變角度，進而實現對假人的作用力調整。本發明所用的假人髖關節6為Hybrid III 50%男性假人髖關節或Hybrid III 5%女性假人髖關節。本發明還提供了一種汽車碰撞用假人髖關節標定方法，標定方法包括如下步驟步驟一，將假人髖關節6固定于臺架上，通過一搖臂伸入假人的大腿孔與假人髖關節6連接； 步驟二，抬升搖臂，并測定抬升角度下的作用于搖臂上的力；步驟三，比較所測假人髖關節受力數據與假人髖關節標定標準數據；步驟四，根據比較結果對所測髖關節作出標定判斷。所述步驟四中對所測髖關節作出標定判斷，其具體是若所測假人髖關節受力數據在假人髖關節標定標準數據范圍內，判斷假人髖關節合格；若所測假人髖關節受力數據不在假人髖關節標定標準數據范圍，需對假人髖關節進行檢查修復。假人的標定標準數據要求如下對于Hybrid III 50%男性假人A.在搖臂受到的力矩為203Nm時，搖臂的角度應該在10° -50°范圍內。B 在搖臂的角度為30°時，搖臂上受到的力矩應小于95Nm。對于Hybrid III 5%女性假人A.在搖臂受到的力矩為55Nm時，搖臂的角度應該在40° -50°范圍內。B 在搖臂的角度為30°時，搖臂上受到的力矩應小于43Nm。標定過程如下所述首先將Hybrid 11150%男性假人固定背板安裝在臺架I上,然后將假人髖關節6固定在固定安裝板24上(如果標定Hybrid III 5%女性假人時，由于兩者尺寸不同需將固定固定安裝板換成固定Hybrid III 5%女性假人髖關節的專用固定板)，在安裝時將和骨盆連接的兩個螺桿23與假人骨盆擰緊，將假人髖關節6后面四個螺栓孔通過螺栓連接到固定安裝板24上。固定好后需確保完全松開髖關節內的兩個調節大腿松緊度的壓緊螺母，否則標定過程中極易對髖關節造成損壞，將裝有力傳感器4的升降桿51和帶有滑糟31的搖臂3連接，然后將搖臂3和待標定的假人大腿連接，連接方法是將搖臂3一端推入假人大腿孔內，安裝過程中可以順導軌12左右移動髖關節以便可以更好地安裝，然后使用大腿連接螺栓將搖臂3和髖關節連接起來并擰緊，提起搖臂3并左右移動髖關節，確保搖臂3的力臂剛好位于搖臂3的中間位置。將固定于支座21上的固定板25通過緊固螺母與導軌12固定連接，使其不能左右移動，連接數據采集系統電源，將標定中所用到的力傳感器所采集的信息輸入到數據處理器6中。通過與標定要求的標準數據進行對比，對假人髖關節6是否合格做出標定檢驗。通過左右移動假人髖關節固定裝置2，可將搖臂3 —端分別推入假人左右兩邊大腿孔內，對Ii關節左右兩邊進行標定檢驗。本發明不局限于上述實施方式，改變支架的形狀、改變髖關節固定背板結構和改變升降桿形狀結構的，都是本發明的一種變形，均應認為在本發明保護范圍之內。上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.ー種汽車碰撞用假人髖關節標定系統，包括一臺架(I)，所述臺架(I)上設有假人髖關節固定裝置(2)，假人髖關節通過所述假人髖關節固定裝置(2)固定于所述臺架(I)上，其特征在于，所述系統還包括 搖臂(3)，其一端伸入假人的大腿孔并與假人的髖關節固定連接； 力傳感器(4)，與所述搖臂(3)活動連接；搖臂抬升裝置(5)，與所述カ傳感器(4)連接，用于對所述搖臂(3)施加抬升作用力；數據處理器，接收所述力傳感器(4)所采集的信息，其內運行有比較模塊和標定模塊；所述比較模塊用于接收所述カ傳感器所采集的假人髖關節的受カ數據，井根據所述搖臂抬升裝置上升的距離計算出力矩和上升角度，再與假人髖關節標定標準數據進行比較；所述標定模塊根據所述比較模塊的比較結果對假人髖關節是否合格做出標定檢驗。
2.根據權利要求I所述的汽車碰撞用假人髖關節標定系統，其特征在干， 所述假人髖關節固定裝置(2)包括 支座(21)，與所述臺架(I)的上端面可拆卸連接，其上設有假人固定安裝板(24)； 支撐板(22)，固定于所述支座(21)的上端，且水平伸出所述支座(21)的上端； 兩螺桿(23)，其一端垂直固定于所述支撐板(22)的外伸板面上，其下端與假人的骨盆固定連接。
3.根據權利要求2所述的汽車碰撞用假人髖關節標定系統，其特征在干， 所述臺架(I)的ー側面向上延伸形成凸出其上端面的外伸支架(11)，所述外伸支架(11)上設有導軌(12)，所述導軌(12)水平固定于所述外伸支架(11)上，所述支座(21)與所述導軌(12)滑動連接。
4.根據權利要求1-3任一所述的汽車碰撞用假人髖關節標定系統，其特征在干， 所述搖臂抬升裝置(5)包括升降桿(51)和驅動電機系統(52)，所述升降桿(51)通過一安裝板(53)與所述臺架(I)豎直固定連接，所述驅動電機系統(52)設置于所述升降桿(51)的下端，用于驅動所述升降桿(51)沿其軸向升降，所述カ傳感器(4)固定于所述升降桿(51)的上端，所述搖臂(3)在其長度方向上成型ー長條形滑槽(31)，所述カ傳感器(4)上固定ー連接件(7 )，所述連接件(7 )與所述滑槽(31)滑動連接。
5.根據權利要求4所述的汽車碰撞用假人髖關節標定系統，其特征在干， 所述連接件(7)上成型有U型連接槽(71)，所述搖臂(3)設置于U型連接槽(71)中，所述搖臂(3)與所述連接件(7)之間通過一固定于所述連接槽(71)槽壁上的銷軸(72)連接，所述銷軸(72)貫穿所述搖臂(3)上的滑槽(31)，并與所述滑槽(31)滑動連接。
6.根據權利要求1-3或5任一所述的汽車碰撞用假人髖關節標定系統，其特征在干， 所述的假人髖關節為Hybrid III 50%男性假人髖關節或Hybrid III 5%女性假人髖關節。
7.ー種汽車碰撞用假人髖關節標定方法，其特征在于，所述標定方法包括如下步驟 步驟一，將假人髖關節固定于臺架上，通過ー搖臂伸入假人的大腿孔與假人髖關節連接； 步驟ニ，抬升搖臂，并測定抬升角度下的作用于搖臂上的力； 步驟三，在同等抬升角度下，比較所測假人髖關節受力數據與假人髖關節標定標準數據；步驟四，根據比較結果對所測髖關節作出標定判斷。
8.根據權利要求7所述的汽車碰撞用假人髖關節標定方法，其特征在干， 所述步驟四中對所測髖關節作出標定判斷，其具體是 若所測假人髖關節受カ數據落入假人髖關節標定標準數據范圍內，判斷假人髖關節合格； 若所測假人髖關節受カ數據超出假人髖關節標定標準數據范圍，需對假人髖關節作出標定。
全文摘要
本發明公開了一種汽車碰撞用假人髖關節標定系統及方法，屬于汽車安全檢測領域。所述裝置包括一臺架，臺架上設有假人髖關節固定裝置，假人髖關節通過所述假人髖關節固定裝置固定于臺架上，系統還包括搖臂、力傳感器、搖臂抬升裝置和數據處理器，搖臂的一端伸入假人的大腿孔并與假人的髖關節固定連接，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，通過數據處理器中的比較模塊將力傳感器所采集的假人髖關節的受力數據與標定標準數據進行比較，然后通過標定模塊對所測假人髖關節做出標定。本發明解決了現有的假人髖關節標定臺傳感器多、計算復雜且易引起誤差，同時造價和維護成本高昂的問題。
文檔編號G01M7/08GK102661841SQ20121015973
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者曹辰, 沈光勇, 王鵬翔, 谷先廣, 趙友梅 申請人:奇瑞汽車股份有限公司