可集中控制的假人標定試驗系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及載人交通運輸工具被動安全試驗領域，特別涉及一種用于被動安全碰撞試驗用假人的標定系統。
【背景技術】
[0002]碰撞試驗屬于被動安全的研究范圍，其目的主要是檢驗載人交通運輸工具(如飛機、輪船、汽車)在發生意外(如飛機碰撞、輪船觸礁、汽車撞擊等)的情況下對乘員的保護能力。目前，國外已有研究機構通過在載人交通運輸工具上安裝采集系統，采集到意外情況發生時的實際數據，并利用人工模擬試驗裝置在試驗室中通過碰撞試驗再現實際數據，用于檢驗并評判載人交通運輸工具對乘員的保護能力。
[0003]由于碰撞試驗的危險性，使得無法使用真人進行碰撞試驗。早在20世紀60年代，國外研究機構在大量尸體解剖工作的基礎上，根據人體的動力特性及各部位的質量大小等，制造了試驗用假人，代替真人用于被動安全碰撞試驗，模擬載人交通運輸工具在發生意外情況下乘員所遭受到的損傷，并通過假人各部位配備的傳感器將碰撞數據采集出來，用于評估碰撞對人體的損傷情況。目前，各國相繼出臺法規，對各載人運輸工具的安全性都相應的試驗要求，并規定試驗用的假人型號和試驗方法。以汽車行業為例，《汽車正面碰撞的乘員保護》GB11551-2014規定正碰試驗采用H3 50%假人。因此，試驗用假人的生物擬合性好壞及假人各部位配備的傳感器精度直接關系到車輛的安全性能是否能得到正確的評估，從而也關系到乘員或者行人的生命財產能否得到有效的保護。因此，正確評價和保證試驗假人的生物擬合性和假人各部位配備的傳感器是載人交通運輸工具被動安全研究工作的一項重要內容，而對試驗假人進行標定是保證其生物擬合性及假人配備傳感器精度的關鍵措施之一。
[0004]以汽車的被動安全研究為例，試驗用假人是被動安全試驗(如實車碰撞試驗、座椅碰撞試驗、乘員約束系統匹配試驗、安全氣囊匹配試驗等)中不可缺少的測試設備，上述試驗中用以評價人體傷害指標及乘員約束系統效果的試驗參數都需要通過假人各部位配備的傳感器采集，而一旦傳感器的精度超過允差范圍，試驗得到的測試結果也就不準確，最終給出的評價也就相應的存在誤差，進而影響使用者的生命安全。因此，需要定期對假人各部位配備的傳感器進行標定，確保假人所采集數據的準確性。同時，一些標準及法規也對試驗假人的標定有具體規定，例如，CFR 572中的E部分和ECE R94附件10均規定了 HybridIII50%男性假人的標定程序，另外，國內外各大法規(如ECE、C-NCAP等)均規定了每兩次碰撞試驗后均需要對試驗假人進行一次標定試驗，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，該部位也應重新進行標定。
[0005]由于假人配備的傳感器主要集中在假人的頭部、頸部、胸部、肋部、膝部、足部及髖部，因此，假人標定試驗也是分別對假人頭部、頸部、胸部、肋部、膝部、足部及髖部進行標定，通常標定裝置是按假人各部分的標定要求分別設計為獨立工位。
[0006]目前試驗假人和假人標定裝置大多都是需要從國外進口，其價格高、售后服務差，而且由于各工位之間相互獨立，使用起來很不方便，為此目前國內一些汽車主機廠、機動車檢測中心和安全碰撞試驗室開始對假人標定設備進行研發和制造，并公開了相關的知識產權。如中國實用新型專利(專利號=200320102952)，專利權人清華大學，公開了一種汽車碰撞用假人頸部標定臺；中國發明專利(專利號:201210159733.0 )，專利權人奇瑞汽車股份有限公司，公開了一種汽車碰撞用假人髖關節標定系統及方法；中國發明專利(專利號:201210159690.6)，專利權人奇瑞汽車股份有限公司，公開了一種汽車碰撞用假人腳部沖擊標定系統及方法；中國實用新型專利(201220316887)，專利權人浙江吉利汽車，公布了一種用于足部標定試驗的試驗臺。經考查，上述專利中，依然存在應用缺陷，其中:中國實用新型專利(專利號:200320102952)中所述的擺錘是通過人力提升，提升高度或角度無法精確定位，影響標定試驗的精度；且釋放機構在失電時沒有保護措施，在使用過程中存在嚴重的安全隱患；中國發明專利(專利號:201210159733.0 )的測量數據中沒有提到扭矩，而扭矩是相關標準及法規中規定必須測量的參數，通過考查，本實用新型的應用實例是通過測量到的力傳感器數據計算得到扭矩，而正如同其摘要所述，計算是會增大誤差的；中國發明專利(專利號:201210159690.6)中所述的擺錘是通過人力提升，提升高度或角度無法精確定位，標定精度無法保證；中國實用新型專利(201220316887)所述的擺錘通過電機自動提升且角度可控，解決了標定精度的問題，但其釋放裝置在失電時沒有保護措施，在作用過程中存在嚴重的安全隱患。同時，上述專利只能對假人的某一部位進行標定，而無法對假人的全身進行統一標定。要想完成一個假人的全部標定試驗，需要通過多個不同的標定裝置配合不同的測控系統進行，由于各測控系統的性能差異，測量數據也存大差異，如此一來，假人的標定參數一致性無法保證，帶來假人在使用過程中數據誤差，影響載人運輸工具安全性檢測的準確性，造成使用者操作，為國家及社會帶來安全隱患，因此有必要設計一種自動化程度高、重復性好、可控度高、易操作、測控精度一致性好的假人全身標定的試驗系統。
【實用新型內容】
[0007]鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種ke
[0008]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種可集中控制的假人標定試驗系統，包括:頭部標定試驗臺、頸部標定試驗臺、胸部標定試驗臺、肋部標定試驗臺、膝部標定試驗臺、足部標定試驗臺、髖關節標定試驗臺，該系統還包括一控制分析裝置，所述頭部標定試驗臺、頸部標定試驗臺、胸部標定試驗臺、肋部標定試驗臺、膝部標定試驗臺、足部標定試驗臺、髖關節標定試驗臺均與所述控制分析裝置連接，所述控制分析裝置包括包括電氣控制單元、數據采集單元、數據分析單元，所述電氣控制單元用于控制各標定試驗臺工作，所述數據采集單元與所述上述各標定試驗臺上的傳感器連接，采集各傳感器反饋的信號，所述數據分析單元與所述數據采集單元連接，所述數據分析單元對所述數據采集單元采集的反饋信號進行分析、顯示。
[0009]優選地，所述頸部標定試驗臺還包括頸部擺錘組件、頸部擺錘提升機構、頸部擺錘釋放機構，所述擺錘組件包括一擺臂，所述擺臂的上端鉸支，所述擺臂的前下方設有碰撞板，所述擺臂的正下方設有用于安裝假人頭頸部組件的安裝板，所述頸部擺錘提升機構用于帶動所述擺臂下端向上擺動一定角度，所述頸部擺錘釋放機構與所述頸部擺錘提升機構連接，所述頸部擺錘釋放機構用于在提升時抓住所述擺臂下端并在撞擊時松開所述擺臂下端，所述頸部擺錘提升機構包括第一步進電機，所述第一步進電機固定在頸部標定試驗臺支架上，所述第一步進電機通過鋼絲繩與所述頸部擺錘釋放機構連接，所述擺臂的上端通過轉軸與所述頸部標定試驗臺支架鉸接。
[0010]優選地，所述頸部擺錘釋放機構包括夾持機構和控制機構，所述夾持機構包括兩個夾臂，所述兩個夾臂的中部通過銷軸鉸接，所述夾臂的尾部設有卡爪，所述兩個夾臂上的卡爪位置相對，所述兩個夾臂的頭部之間設有第一彈性件；所述控制機構包括一電磁組件和一銜鐵桿，所述銜鐵桿穿過所述電磁組件，所述銜鐵桿的上端設有一檔塊，所述檔塊與所述電磁組件之間設有第二彈性件，所述銜鐵桿的下端設有一夾持塊，所述夾持塊的底部設有一倒V形槽，所述兩個夾臂的頭部位于所述倒V形槽內。
[0011]優選地，所述胸部標定試驗臺還包括胸部擺錘組件、胸部擺錘提升機構、胸部擺錘釋放機構，所述胸部擺錘組件包括一可來回擺動的胸部撞擊錘頭，所述胸部擺錘提升機構用于將所述胸部撞擊錘頭提升至一定高度，所述胸部擺錘釋放機構用于在提升時抓住所述胸部撞擊錘頭并在撞擊時松開所述胸部撞擊錘頭，所述胸部擺錘提升機構與所述胸部擺錘釋放機構連接，所述胸部撞擊錘頭通過繩索懸掛在一胸部標定試驗臺支架上，所述胸部擺錘提升機構包括第二步進電機，所述第二步進電機通過鋼絲繩與所述胸部擺錘釋放機構連接。
[0012]優選地，所述肋部標定試驗臺還包括落錘、落錘提升機構、落錘釋放機構和肋部標定試驗臺支架，所述落錘提升機構與所述落錘釋放機構連接，所述落錘提升機構用于將所述落錘提升至一定高度，所述落錘釋放機構用于在提升時抓住所述落錘并在撞擊時松開所述落錘，所述落錘提升機構包括一棘輪，所述棘輪固定在所述肋部標定試驗臺支架上，所述棘輪通過鋼絲繩與所述落錘釋放機構連接。
[0013]優選地，所述膝部標定試驗臺還包括膝部擺錘組件、膝部擺錘釋放機構和膝部標定試驗臺支架，所述膝部擺錘組件包括一可來回擺動的膝部撞擊錘頭，所述膝部擺錘釋放機構用于掛住所述膝部撞擊錘頭并在撞擊時松開所述膝部撞擊錘頭，所述膝部撞擊錘頭通過繩索懸掛在所述膝部標定試驗臺支架上。
[0014]優選地，所述足部標定試驗臺還包括足部標定試驗臺支架、足部擺錘組件、安裝平臺、足部擺錘提升機構、足部擺錘釋放機構，所述足部擺錘組件包括一可來回擺動的足部撞擊錘頭，所述足部撞擊錘頭位于所述安裝平臺上方，所述足部撞擊錘頭與一提升桿的下端連接，所述提升桿的上端與所述足部標定試驗臺支架通過轉軸鉸接，所述足部擺錘提升機構用于將所述足部撞擊錘頭提升至一定高度，所述足部擺錘提升機構包括第三步進電機，所述第三步進電機固定在足部標定試驗臺支架上，所述第三步進電機通過鋼絲繩與所述足部擺錘釋放機構連接，所述足部擺錘釋放機構用于在提升時抓住所述足部撞擊錘頭并在撞擊時松開所述足部撞擊錘頭。
[0015]優選地，所述髖關節標定試驗臺還包括髖關節標定試驗臺支架、擺臂機構、微調旋轉機構、大腿連接件、試件安裝懸架，所述微調旋轉機構與所述擺臂機構鉸接，所述大腿連接件與所述微調旋轉機構連接，所述擺臂機構可繞圓心上下擺動，所述大腿連接件用于與假人大腿部連接，所述