CN103674564B - 头型定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种头型定位装置，具有粗调和精调两级四维调节机构，包括基座、粗调机构、精调机构和头型部件。基座固定在车辆前排座椅的安装孔上。粗调机构安装在基座上，粗调机构包括四维粗调装置：前后粗调装置、左右粗调装置、高度粗调装置和角度粗调装置，其中角度粗调机构是两级调节。精调机构安装在粗调机构上，精调机构包括四维精调装置：前后精调装置、左右精调装置、高度精调装置和角度精调装置。头型部件包括半球形罩和放置在半球形罩内的传感器，头型部件通过保护装置安装在精调机构上。本发明的头型定位装置能够实现头型部件的两级四维调节，并利用车辆前排座位的安装孔进行定位，具有定位精确、结构可靠、操作方便、通用性强的特点。

Description

头型定位装置

技术领域

本发明涉及汽车测试用设备，更具体地说，涉及一种适用于车顶挤压试验的头型定位装置。

背景技术

车顶挤压试验美国法规FMVSS216a在2009年更新了其试验要求，要求规定在车顶挤压试验过程中，在车辆内部正副驾驶位置各安装一个可以模拟假人头部位置的头型定位装置（HeadPositioningFixture），用以检验车顶受到挤压变形时，前排驾驶员与乘员地头部生存空间。检测车顶挤压试验过程中，车顶变形后会不会碰到头型以及测量如果碰到在头型后，头型受到的挤压力。国内还没有针对此新法规的头型定位装置，而已知的少数国外成品定位装置非常昂贵而且操作复杂，通用性差。

发明内容

本发明旨在提出一种适用于车顶挤压试验的具有良好通用性的头型定位装置。

根据本发明的一实施例，提出一种头型定位装置，具有粗调和精调两级四维调节机构，包括基座、粗调机构、精调机构和头型部件。基座固定在车辆前排座椅的安装孔上。粗调机构安装在基座上，粗调机构包括四维粗调装置：前后粗调装置、左右粗调装置、高度粗调装置和角度粗调装置，其中角度粗调机构是两级调节。精调机构安装在粗调机构上，精调机构包括四维精调装置：前后精调装置、左右精调装置、高度精调装置和角度精调装置。头型部件包括半球形罩和放置在半球形罩内的传感器，头型部件通过保护装置安装在精调机构上。

在一个实施例中，保护装置是气弹簧，气弹簧在正常状态支撑头型部件，头型部件的受力传递给气弹簧，气弹簧在压溃状态收缩，头型部件随气弹簧下降。

在一个实施例中，基座为两根且平行放置，基座的上表面开设有T型槽，基座上开设有定位孔，定位孔的位置与车辆前排座椅的安装孔对应，螺栓穿过对准的定位孔和安装孔固定基座。

在一个实施例中，前后粗调装置横向架设在基座上，前后粗调装置的底面具有滑块，滑块在基座的T型槽中前后滑动，滑块连接到设置在前后粗调装置的顶面的前后锁止螺栓，前后锁止螺栓固定前后粗调装置相对于基座的位置，前后粗调装置上开设有T型槽。

在一个实施例中，左右粗调装置横向架设在前后粗调装置上，左右粗调装置的长度小于前后粗调装置，左右粗调装置的底面具有滑块，滑块在前后粗调装置的T型槽中左右滑动，滑块连接到设置在左右粗调装置的顶面的左右锁止螺栓，左右锁止螺栓固定左右粗调装置相对于前后粗调装置的位置。

在一个实施例中，高度粗调装置和角度粗调装置安装在左右粗调装置上，角度粗调装置包括第一角度调节器和第二角度调节器，高度粗调装置为伸缩杆，伸缩杆包括外杆、安装在外杆内的伸缩内杆和操作伸缩内杆伸缩的伸缩手柄。第一角度调节器包括外支座、内支座、外支架、内支架和第一手柄，内支座设置在两个外支座之间，内支座和外支座固定在左右粗调装置上，内支架为片状，通过转轴安装在内支座上，外杆的底部固定在内支架上随内支架转动；外支架呈倒U型，外支架两侧的侧板分别通过转轴安装在两个外支座上，外支架的顶板围绕所述外杆的中部并固定于所述外杆上，两个第一手柄分别安装在两个外支座上，第一手柄带动外支架相对于外支座转动，同时带动外杆和内支架相对于内支座转动相同的角度，第一手柄具有锁止装置。第二角度调节器安装在所述伸缩内杆的顶端，第二角度调节器包括顶支座、顶支架和第二手柄，顶支座固定安装在伸缩内杆的顶端，顶支架通过转轴安装在顶支座上，第二手柄带动顶支架相对于顶支座转动，第二手柄具有锁止装置。

在一个实施例中，前后精调装置包括横向设置的丝杆以及安装在丝杆上的平台，前后精调装置安装在第二角度调节器的顶支架上。左右精调装置包括纵向设置的丝杆以及安装在丝杆上的平台，左右精调装置安装在前后精调装置上。

在一个实施例中，角度精调装置包括涡轮、调节蜗杆和安装架。涡轮固定安装在左右精调装置的平台上，安装架通过调节蜗杆转动安装在涡轮上，调节蜗杆转动带动安装架相对于涡轮转动。

在一个实施例中，高度精调装置为旋转螺杆，包括杆身、安装在杆身内相对于杆身伸缩的杆体和调节杆体伸缩的旋钮。旋转螺杆的杆身安装在角度精调装置的安装架上，旋转螺杆的旋钮位于杆身下方，杆体向上伸缩，所述保护装置安装在杆体的顶端。

在一个实施例中，传感器是三轴传感器，传感器的顶部安装上适配板，上适配板上安装半球形罩，传感器的底部安装下适配板，下适配板安装在保护装置上。

本发明的头型定位装置能够实现头型部件的四维调节，利用车辆前排座位的安装孔进行定位，具有定位精确、结构可靠、操作方便、通用性强的特点，能满足法规所规定的试验要求。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的头型定位装置的结构图。

图2揭示了图1所示的实施例的上部结构的放大图。

图3揭示了图1所示的实施例的角度精调装置的放大图。

具体实施方式

参考图1所示，本发明揭示了一种头型定位装置100，具有粗调和精调两级四维调节机构，包括基座102、粗调机构104、精调机构106和头型部件108。

基座102固定在车辆前排座椅的安装孔上。基座102为两根且平行放置，基座102的上表面开设有T型槽121，基座102上开设有定位孔122，定位孔122的位置与车辆前排座椅的安装孔对应，虽然安装孔的位置没有在图中示出，但是通过定位孔122的位置可以了解到安装孔的位置。螺栓穿过对准的定位孔122和安装孔固定基座102。

粗调机构104安装在基座102上，粗调机构104包括前后粗调装置141、左右粗调装置142、高度粗调装置143和角度粗调装置144，角度粗调装置是两级调节机构，两级调节机构分别安装在高度粗调装置143的两端。前后粗调装置141、左右粗调装置142、高度粗调装置143和角度粗调装置144共同形成四维粗调装置。

如图1所示，前后粗调装置141横向架设在基座102上，前后粗调装置141的底面具有滑块（图中未示出），滑块在基座的T型槽121中前后滑动，滑块连接到设置在前后粗调装置141的顶面的前后锁止螺栓241，前后锁止螺栓241固定前后粗调装置141相对于基座102的位置，前后粗调装置141上开设有T型槽242。前后粗调装置141沿基座102移动实现前后位置的粗调，前后锁止螺栓241起到锁止作用。

左右粗调装置142横向架设在前后粗调装置141上，左右粗调装置142的长度小于前后粗调装置141，左右粗调装置142的底面具有滑块（未示出），滑块在前后粗调装置的T型槽242中左右滑动，滑块连接到设置在左右粗调装置142的顶面的左右锁止螺栓243，左右锁止螺栓243固定左右粗调装置142相对于前后粗调装置141的位置。左右粗调装置142沿前后粗调装置141移动实现左右位置的粗调，左右锁止螺栓243起到锁止作用。

高度粗调装置143和角度粗调装置144安装在左右粗调装置142上，角度粗调装置144包括第一角度调节器和第二角度调节器，所称的两级调节机构即第一角度调节器和第二角度调节器。高度粗调装置143为伸缩杆，伸缩杆包括外杆341、安装在外杆内的伸缩内杆342和操作伸缩内杆伸缩的伸缩手柄343。第一角度调节器包括外支座344、内支座345、外支架346、内支架347和第一手柄348。内支座345设置在两个外支座344之间，内支座345和外支座344固定在左右粗调装置142上。内支架347为片状，通过转轴安装在内支座345上，外杆341的底部固定在内支架347上随内支架347转动。外支架346呈倒U型，外支架346两侧的侧板分别通过转轴安装在两个外支座344上。外支架346的顶板围绕外杆341的中部并固定于外杆341上。两个第一手柄348分别安装在两个外支座344上。第一手柄348带动外支架346相对于外支座344转动，同时带动外杆341和内支架347相对于内支座345转动相同的角度，第一手柄348具有锁止装置。

伸缩手柄343操作伸缩内杆342相对于外杆341伸缩，伸缩手柄343具有锁止装置以将伸缩内杆342固定在一定的高度，实现高度的粗调。

第二角度调节器安装在伸缩内杆342的顶端，第二角度调节器包括顶支座（图中未示出）、顶支架349和第二手柄350。顶支座固定安装在伸缩内杆342的顶端，顶支架349通过转轴安装在顶支座上，第二手柄350带动顶支架349相对于顶支座转动，第二手柄350具有锁止装置。

精调机构106安装在粗调机构104上，精调机构106包括前后精调装置161、左右精调装置162、高度精调装置163和角度精调装置164。前后精调装置161、左右精调装置162、高度精调装置163和角度精调装置164共同形成四维精调装置。

前后精调装置161包括横向设置的丝杆以及安装在丝杆上的平台，前后精调装置161安装在第二角度调节器的顶支架349上。左右精调装置162包括纵向设置的丝杆以及安装在丝杆上的平台，左右精调装置162安装在前后精调装置161上。应用丝杆结构，前后精调装置161和左右精调装置162可以实现在前后方向和左右方向上的精确位置调整，丝杆都具有锁止装置。

角度精调装置164包括涡轮261、调节蜗杆262和安装架263。参考图3所示，涡轮261固定安装在左右精调装置162的平台上，安装架263通过调节蜗杆262转动安装在涡轮261上，调节蜗杆262转动带动安装架263相对于涡轮261转动，实现角度的精确调整，调节蜗杆262具有锁止装置。

高度精调装置164为旋转螺杆，参考图2所示，该旋转螺杆包括杆身264、安装在杆身内相对于杆身伸缩的杆体265和调节杆体伸缩的旋钮266。旋转螺杆的杆身264安装在角度精调装置164的安装架263上，旋转螺杆的旋钮266位于杆身264下方，杆体265向上伸缩，保护装置110安装在杆体265的顶端。

头型部件108包括半球形罩181和放置在半球形罩内的传感器182，头型部件181通过保护装置110安装在精调机构106上。传感器182是三轴传感器，传感器182的顶部安装上适配板183，上适配板183上安装半球形罩181，传感器182的底部安装下适配板184，下适配板184安装在保护装置110上。在一个实施例中，保护装置110是气弹簧，气弹簧在正常状态支撑头型部件108，头型部件108的受力传递给气弹簧，气弹簧在压溃状态收缩，头型部件108随气弹簧下降。

按照美国法规FMVSS216a的要求，头型部件108在承受一定力时，该装置应具有自动保护功能。使得头型部件108能够偏离受力点，不再继续受力，以保护整个装置不会在试验中受到损伤。气弹簧（即保护装置110）起到该保护作用，气弹簧具有结构简单，实用性强，可操作性简便，重复利用率好等方面的优点。当头型部件108受到的力到达气弹簧的压溃范围时，气弹簧会自动压缩，使得头型部件离开受挤压位置，同时传感器182会记录下头型部件108受到挤压力的大小。试验完成后气弹簧又会自动恢复到原始位置，以便继续下次试验。

本发明的头型定位装置能够实现头型部件的四维调节，利用车辆前排座位的安装孔进行定位，具有定位精确、结构可靠、操作方便、通用性强的特点，能满足法规所规定的试验要求。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可对上述实施例做出种种修改或变化而不脱离本发明的发明思想，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种头型定位装置，其特征在于，该头型定位装置具有粗调和精调两级四维调节机构，该头型定位装置包括：

基座，基座固定在车辆前排座椅的安装孔上；

粗调机构，粗调机构安装在基座上，粗调机构包括四维粗调装置：前后粗调装置、左右粗调装置、高度粗调装置和角度粗调装置，其中角度粗调机构是两级调节；

精调机构，精调机构安装在粗调机构上，精调机构包括四维精调装置：前后精调装置、左右精调装置、高度精调装置和角度精调装置；

头型部件，头型部件包括半球形罩和放置在半球形罩内的传感器，头型部件通过保护装置安装在精调机构上。

2.如权利要求1所述的头型定位装置，其特征在于，

所述保护装置是气弹簧，气弹簧在正常状态支撑头型部件，头型部件的受力传递给气弹簧，气弹簧在压溃状态收缩，头型部件随气弹簧下降。

3.如权利要求1所述的头型定位装置，其特征在于，

基座为两根且平行放置，基座的上表面开设有T型槽，基座上开设有定位孔，定位孔的位置与车辆前排座椅的安装孔对应，螺栓穿过对准的定位孔和安装孔固定基座。

4.如权利要求3所述的头型定位装置，其特征在于，

前后粗调装置横向架设在基座上，前后粗调装置的底面具有滑块，滑块在基座的T型槽中前后滑动，滑块连接到设置在前后粗调装置的顶面的前后锁止螺栓，前后锁止螺栓固定前后粗调装置相对于基座的位置，前后粗调装置上开设有T型槽。

5.如权利要求4所述的头型定位装置，其特征在于，

左右粗调装置横向架设在前后粗调装置上，左右粗调装置的长度小于前后粗调装置，左右粗调装置的底面具有滑块，滑块在前后粗调装置的T型槽中左右滑动，滑块连接到设置在左右粗调装置的顶面的左右锁止螺栓，左右锁止螺栓固定左右粗调装置相对于前后粗调装置的位置。

6.如权利要求5所述的头型定位装置，其特征在于，

高度粗调装置和角度粗调装置安装在左右粗调装置上，角度粗调装置包括第一角度调节器和第二角度调节器，高度粗调装置为伸缩杆，伸缩杆包括外杆、安装在外杆内的伸缩内杆和操作伸缩内杆伸缩的伸缩手柄；

第一角度调节器包括外支座、内支座、外支架、内支架和第一手柄，内支座设置在两个外支座之间，内支座和外支座固定在左右粗调装置上，内支架为片状，通过转轴安装在内支座上，外杆的底部固定在内支架上随内支架转动；外支架呈倒U型，外支架两侧的侧板分别通过转轴安装在两个外支座上，外支架的顶板围绕所述外杆的中部并固定于所述外杆上，两个第一手柄分别安装在两个外支座上，第一手柄带动外支架相对于外支座转动，同时带动外杆和内支架相对于内支座转动相同的角度，第一手柄具有锁止装置；

第二角度调节器安装在所述伸缩内杆的顶端，第二角度调节器包括顶支座、顶支架和第二手柄，顶支座固定安装在伸缩内杆的顶端，顶支架通过转轴安装在顶支座上，第二手柄带动顶支架相对于顶支座转动，第二手柄具有锁止装置。

7.如权利要求6所述的头型定位装置，其特征在于，

前后精调装置包括横向设置的丝杆以及安装在丝杆上的平台，前后精调装置安装在第二角度调节器的顶支架上；

左右精调装置包括纵向设置的丝杆以及安装在丝杆上的平台，左右精调装置安装在前后精调装置上。

8.如权利要求7所述的头型定位装置，其特征在于，

角度精调装置包括涡轮、调节蜗杆和安装架；

涡轮固定安装在左右精调装置的平台上，安装架通过调节蜗杆转动安装在涡轮上，调节蜗杆转动带动安装架相对于涡轮转动。

9.如权利要求8所述的头型定位装置，其特征在于，

高度精调装置为旋转螺杆，包括杆身、安装在杆身内相对于杆身伸缩的杆体和调节杆体伸缩的旋钮；

旋转螺杆的杆身安装在角度精调装置的安装架上，旋转螺杆的旋钮位于杆身下方，杆体向上伸缩，所述保护装置安装在杆体的顶端。

10.如权利要求9所述的头型定位装置，其特征在于，

传感器是三轴传感器，传感器的顶部安装上适配板，上适配板上安装半球形罩，传感器的底部安装下适配板，下适配板安装在保护装置上。