可集中控制的假人標(biāo)定試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及載人交通運(yùn)輸工具被動(dòng)安全試驗(yàn)領(lǐng)域，特別涉及一種用于被動(dòng)安全碰撞試驗(yàn)用假人的標(biāo)定系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]碰撞試驗(yàn)屬于被動(dòng)安全的研究范圍，其目的主要是檢驗(yàn)載人交通運(yùn)輸工具(如飛機(jī)、輪船、汽車(chē))在發(fā)生意外(如飛機(jī)碰撞、輪船觸礁、汽車(chē)撞擊等)的情況下對(duì)乘員的保護(hù)能力。目前，國(guó)外已有研究機(jī)構(gòu)通過(guò)在載人交通運(yùn)輸工具上安裝采集系統(tǒng)，采集到意外情況發(fā)生時(shí)的實(shí)際數(shù)據(jù)，并利用人工模擬試驗(yàn)裝置在試驗(yàn)室中通過(guò)碰撞試驗(yàn)再現(xiàn)實(shí)際數(shù)據(jù)，用于檢驗(yàn)并評(píng)判載人交通運(yùn)輸工具對(duì)乘員的保護(hù)能力。
[0003]由于碰撞試驗(yàn)的危險(xiǎn)性，使得無(wú)法使用真人進(jìn)行碰撞試驗(yàn)。早在20世紀(jì)60年代，國(guó)外研究機(jī)構(gòu)在大量尸體解剖工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)人體的動(dòng)力特性及各部位的質(zhì)量大小等，制造了試驗(yàn)用假人，代替真人用于被動(dòng)安全碰撞試驗(yàn)，模擬載人交通運(yùn)輸工具在發(fā)生意外情況下乘員所遭受到的損傷，并通過(guò)假人各部位配備的傳感器將碰撞數(shù)據(jù)采集出來(lái)，用于評(píng)估碰撞對(duì)人體的損傷情況。目前，各國(guó)相繼出臺(tái)法規(guī)，對(duì)各載人運(yùn)輸工具的安全性都相應(yīng)的試驗(yàn)要求，并規(guī)定試驗(yàn)用的假人型號(hào)和試驗(yàn)方法。以汽車(chē)行業(yè)為例，《汽車(chē)正面碰撞的乘員保護(hù)》GB11551-2014規(guī)定正碰試驗(yàn)采用H3 50%假人。因此，試驗(yàn)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(guān)系到車(chē)輛的安全性能是否能得到正確的評(píng)估，從而也關(guān)系到乘員或者行人的生命財(cái)產(chǎn)能否得到有效的保護(hù)。因此，正確評(píng)價(jià)和保證試驗(yàn)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(yùn)輸工具被動(dòng)安全研究工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容，而對(duì)試驗(yàn)假人進(jìn)行標(biāo)定是保證其生物擬合性及假人配備傳感器精度的關(guān)鍵措施之一。
[0004]以汽車(chē)的被動(dòng)安全研究為例，試驗(yàn)用假人是被動(dòng)安全試驗(yàn)(如實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)、座椅碰撞試驗(yàn)、乘員約束系統(tǒng)匹配試驗(yàn)、安全氣囊匹配試驗(yàn)等)中不可缺少的測(cè)試設(shè)備，上述試驗(yàn)中用以評(píng)價(jià)人體傷害指標(biāo)及乘員約束系統(tǒng)效果的試驗(yàn)參數(shù)都需要通過(guò)假人各部位配備的傳感器采集，而一旦傳感器的精度超過(guò)允差范圍，試驗(yàn)得到的測(cè)試結(jié)果也就不準(zhǔn)確，最終給出的評(píng)價(jià)也就相應(yīng)的存在誤差，進(jìn)而影響使用者的生命安全。因此，需要定期對(duì)假人各部位配備的傳感器進(jìn)行標(biāo)定，確保假人所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，一些標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)也對(duì)試驗(yàn)假人的標(biāo)定有具體規(guī)定，例如，CFR 572中的E部分和ECE R94附件10均規(guī)定了 HybridIII50%男性假人的標(biāo)定程序，另外，國(guó)內(nèi)外各大法規(guī)(如ECE、C-NCAP等)均規(guī)定了每?jī)纱闻鲎苍囼?yàn)后均需要對(duì)試驗(yàn)假人進(jìn)行一次標(biāo)定試驗(yàn)，如果假人某一部位傷害指標(biāo)在試驗(yàn)中達(dá)到或超出規(guī)定的低性能限值，該部位也應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)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(biāo)定試驗(yàn)也是分別對(duì)假人頭部、頸部、胸部、肋部、膝部、足部及髖部進(jìn)行標(biāo)定，通常標(biāo)定裝置是按假人各部分的標(biāo)定要求分別設(shè)計(jì)為獨(dú)立工位。
[0006]目前試驗(yàn)假人和假人標(biāo)定裝置大多都是需要從國(guó)外進(jìn)口，其價(jià)格高、售后服務(wù)差，而且由于各工位之間相互獨(dú)立，使用起來(lái)很不方便，為此目前國(guó)內(nèi)一些汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)、機(jī)動(dòng)車(chē)檢測(cè)中心和安全碰撞試驗(yàn)室開(kāi)始對(duì)假人標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行研發(fā)和制造，并公開(kāi)了相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。如中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào)=200320102952)，專(zhuān)利權(quán)人清華大學(xué)，公開(kāi)了一種汽車(chē)碰撞用假人頸部標(biāo)定臺(tái)；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào):201210159733.0 )，專(zhuān)利權(quán)人奇瑞汽車(chē)股份有限公司，公開(kāi)了一種汽車(chē)碰撞用假人髖關(guān)節(jié)標(biāo)定系統(tǒng)及方法；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào):201210159690.6)，專(zhuān)利權(quán)人奇瑞汽車(chē)股份有限公司，公開(kāi)了一種汽車(chē)碰撞用假人腳部沖擊標(biāo)定系統(tǒng)及方法；中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(201220316887)，專(zhuān)利權(quán)人浙江吉利汽車(chē)，公布了一種用于足部標(biāo)定試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)。經(jīng)考查，上述專(zhuān)利中，依然存在應(yīng)用缺陷，其中:中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào):200320102952)中所述的擺錘是通過(guò)人力提升，提升高度或角度無(wú)法精確定位，影響標(biāo)定試驗(yàn)的精度；且釋放機(jī)構(gòu)在失電時(shí)沒(méi)有保護(hù)措施，在使用過(guò)程中存在嚴(yán)重的安全隱患；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào):201210159733.0 )的測(cè)量數(shù)據(jù)中沒(méi)有提到扭矩，而扭矩是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)中規(guī)定必須測(cè)量的參數(shù)，通過(guò)考查，本實(shí)用新型的應(yīng)用實(shí)例是通過(guò)測(cè)量到的力傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算得到扭矩，而正如同其摘要所述，計(jì)算是會(huì)增大誤差的；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào):201210159690.6)中所述的擺錘是通過(guò)人力提升，提升高度或角度無(wú)法精確定位，標(biāo)定精度無(wú)法保證；中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(201220316887)所述的擺錘通過(guò)電機(jī)自動(dòng)提升且角度可控，解決了標(biāo)定精度的問(wèn)題，但其釋放裝置在失電時(shí)沒(méi)有保護(hù)措施，在作用過(guò)程中存在嚴(yán)重的安全隱患。同時(shí)，上述專(zhuān)利只能對(duì)假人的某一部位進(jìn)行標(biāo)定，而無(wú)法對(duì)假人的全身進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)定。要想完成一個(gè)假人的全部標(biāo)定試驗(yàn)，需要通過(guò)多個(gè)不同的標(biāo)定裝置配合不同的測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行，由于各測(cè)控系統(tǒng)的性能差異，測(cè)量數(shù)據(jù)也存大差異，如此一來(lái)，假人的標(biāo)定參數(shù)一致性無(wú)法保證，帶來(lái)假人在使用過(guò)程中數(shù)據(jù)誤差，影響載人運(yùn)輸工具安全性檢測(cè)的準(zhǔn)確性，造成使用者操作，為國(guó)家及社會(huì)帶來(lái)安全隱患，因此有必要設(shè)計(jì)一種自動(dòng)化程度高、重復(fù)性好、可控度高、易操作、測(cè)控精度一致性好的假人全身標(biāo)定的試驗(yàn)系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種ke
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種可集中控制的假人標(biāo)定試驗(yàn)系統(tǒng)，包括:頭部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、頸部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、胸部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、肋部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、膝部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、足部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)，該系統(tǒng)還包括一控制分析裝置，所述頭部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、頸部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、胸部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、肋部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、膝部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、足部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)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(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)分析單元，所述電氣控制單元用于控制各標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)工作，所述數(shù)據(jù)采集單元與所述上述各標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)上的傳感器連接，采集各傳感器反饋的信號(hào)，所述數(shù)據(jù)分析單元與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，所述數(shù)據(jù)分析單元對(duì)所述數(shù)據(jù)采集單元采集的反饋信號(hào)進(jìn)行分析、顯示。
[0009]優(yōu)選地，所述頸部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)還包括頸部擺錘組件、頸部擺錘提升機(jī)構(gòu)、頸部擺錘釋放機(jī)構(gòu)，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(shè)有碰撞板，所述擺臂的正下方設(shè)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(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)所述擺臂下端向上擺動(dòng)一定角度，所述頸部擺錘釋放機(jī)構(gòu)與所述頸部擺錘提升機(jī)構(gòu)連接，所述頸部擺錘釋放機(jī)構(gòu)用于在提升時(shí)抓住所述擺臂下端并在撞擊時(shí)松開(kāi)所述擺臂下端，所述頸部擺錘提升機(jī)構(gòu)包括第一步進(jìn)電機(jī)，所述第一步進(jìn)電機(jī)固定在頸部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架上，所述第一步進(jìn)電機(jī)通過(guò)鋼絲繩與所述頸部擺錘釋放機(jī)構(gòu)連接，所述擺臂的上端通過(guò)轉(zhuǎn)軸與所述頸部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架鉸接。
[0010]優(yōu)選地，所述頸部擺錘釋放機(jī)構(gòu)包括夾持機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)夾臂，所述兩個(gè)夾臂的中部通過(guò)銷(xiāo)軸鉸接，所述夾臂的尾部設(shè)有卡爪，所述兩個(gè)夾臂上的卡爪位置相對(duì)，所述兩個(gè)夾臂的頭部之間設(shè)有第一彈性件；所述控制機(jī)構(gòu)包括一電磁組件和一銜鐵桿，所述銜鐵桿穿過(guò)所述電磁組件，所述銜鐵桿的上端設(shè)有一檔塊，所述檔塊與所述電磁組件之間設(shè)有第二彈性件，所述銜鐵桿的下端設(shè)有一夾持塊，所述夾持塊的底部設(shè)有一倒V形槽，所述兩個(gè)夾臂的頭部位于所述倒V形槽內(nèi)。
[0011]優(yōu)選地，所述胸部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)還包括胸部擺錘組件、胸部擺錘提升機(jī)構(gòu)、胸部擺錘釋放機(jī)構(gòu)，所述胸部擺錘組件包括一可來(lái)回?cái)[動(dòng)的胸部撞擊錘頭，所述胸部擺錘提升機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)用于在提升時(shí)抓住所述胸部撞擊錘頭并在撞擊時(shí)松開(kāi)所述胸部撞擊錘頭，所述胸部擺錘提升機(jī)構(gòu)與所述胸部擺錘釋放機(jī)構(gòu)連接，所述胸部撞擊錘頭通過(guò)繩索懸掛在一胸部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架上，所述胸部擺錘提升機(jī)構(gòu)包括第二步進(jìn)電機(jī)，所述第二步進(jìn)電機(jī)通過(guò)鋼絲繩與所述胸部擺錘釋放機(jī)構(gòu)連接。
[0012]優(yōu)選地，所述肋部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)還包括落錘、落錘提升機(jī)構(gòu)、落錘釋放機(jī)構(gòu)和肋部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架，所述落錘提升機(jī)構(gòu)與所述落錘釋放機(jī)構(gòu)連接，所述落錘提升機(jī)構(gòu)用于將所述落錘提升至一定高度，所述落錘釋放機(jī)構(gòu)用于在提升時(shí)抓住所述落錘并在撞擊時(shí)松開(kāi)所述落錘，所述落錘提升機(jī)構(gòu)包括一棘輪，所述棘輪固定在所述肋部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架上，所述棘輪通過(guò)鋼絲繩與所述落錘釋放機(jī)構(gòu)連接。
[0013]優(yōu)選地，所述膝部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)還包括膝部擺錘組件、膝部擺錘釋放機(jī)構(gòu)和膝部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架，所述膝部擺錘組件包括一可來(lái)回?cái)[動(dòng)的膝部撞擊錘頭，所述膝部擺錘釋放機(jī)構(gòu)用于掛住所述膝部撞擊錘頭并在撞擊時(shí)松開(kāi)所述膝部撞擊錘頭，所述膝部撞擊錘頭通過(guò)繩索懸掛在所述膝部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架上。
[0014]優(yōu)選地，所述足部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)還包括足部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架、足部擺錘組件、安裝平臺(tái)、足部擺錘提升機(jī)構(gòu)、足部擺錘釋放機(jī)構(gòu)，所述足部擺錘組件包括一可來(lái)回?cái)[動(dòng)的足部撞擊錘頭，所述足部撞擊錘頭位于所述安裝平臺(tái)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(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架通過(guò)轉(zhuǎn)軸鉸接，所述足部擺錘提升機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)包括第三步進(jìn)電機(jī)，所述第三步進(jìn)電機(jī)固定在足部標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架上，所述第三步進(jìn)電機(jī)通過(guò)鋼絲繩與所述足部擺錘釋放機(jī)構(gòu)連接，所述足部擺錘釋放機(jī)構(gòu)用于在提升時(shí)抓住所述足部撞擊錘頭并在撞擊時(shí)松開(kāi)所述足部撞擊錘頭。
[0015]優(yōu)選地，所述髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)還包括髖關(guān)節(jié)標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)支架、擺臂機(jī)構(gòu)、微調(diào)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、大腿連接件、試件安裝懸架，所述微調(diào)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述擺臂機(jī)構(gòu)鉸接，所述大腿連接件與所述微調(diào)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，所述擺臂機(jī)構(gòu)可繞圓心上下擺動(dòng)，所述大腿連接件用于與假人大腿部連接，所述