CN106769534B - 一种碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置 - Google Patents

一种碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，其包括用于与试验机的底座固定连接的第一固定件、用于与所述试验机的加载端固定连接的第二固定件及连接于所述第一固定件和第二固定件之间的连接机构，所述连接机构包括下端部与所述第一固定件转动连接的第一连杆及下端部与所述第一连杆的上端部转动连接的第二连杆，所述第二连杆的上端部与所述第二固定件转动连接，所述试验装置还包括与所述第一连杆固定设置的第一安装件及与第二连杆能够沿其长度方向滑动且转动设置的第二安装件，待测试假人颈部固定设置在第一安装件和第二安装件之间。本发明试验装置与摆锤系统相比能够保证更高的精度，可以控制试验过程中的加载速度。

Description

一种碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置
技术领域
本发明属于材料力学性能测试与表征领域，用于汽车、航空等行业，具有涉及一种碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置。
背景技术
汽车碰撞测试假人对于车辆的碰撞安全性评价至关重要，是目前国际公认的用于判断车辆在碰撞事故中对于乘员的保护性能的测量设备。碰撞测试假人作为一套检测设备，其本身的测量精度对于评价结果的准确性也是有着很大的影响。因此需要定期对碰撞测试假人进行校准，尤其是在将其用于整车碰撞测试之前。碰撞假人的使用环境十分苛刻，频繁的使用容易导致其性能衰退，加之其本身的构成材料的特殊性，造成了其性能的不稳定。
现有技术中，对于假人各部位性能的检测通常采用的是摆锤系统或试验装置与电子万能试验机的结合，但存在以下问题：1）摆锤系统的误差因素多，试验数据不够精确；2）摆锤系统只能进行动态冲击测试，不能进行静态加载；3）电子万能试验机能够实现压缩和拉伸加载，不能对假人颈部实现弯曲载荷的加载。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种汽车碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，所述试验装置包括用于与试验机的底座固定连接的第一固定件、用于与所述试验机的加载端固定连接的第二固定件及连接于所述第一固定件和第二固定件之间的连接机构，所述连接机构包括下端部与所述第一固定件转动连接的第一连杆及下端部与所述第一连杆的上端部转动连接的第二连杆，所述第二连杆的上端部与所述第二固定件转动连接，所述试验装置还包括与所述第一连杆固定设置的第一安装件及与第二连杆能够沿其长度方向滑动且转动设置的第二安装件，待测试假人颈部固定设置在第一安装件和第二安装件之间。
进一步地，所述第二连杆沿其长度方向开设有滑槽，所述第二安装件包括第二安装件本体及固定设置在第二安装件本体侧部的第二安装件连接部，所述第二安装件连接部沿着所述滑槽能够滑动且转动地设置在所述滑槽内。
进一步地，所述试验装置还包括用于测量所述假人颈部三向力及弯矩的力传感器。
更进一步地，所述力传感器安装在所述假人颈部和第二安装件之间且所述假人颈部的上端部通过所述力传感器与所述第二安装件固定连接，所述假人颈部的下端部与所述第一安装件固定连接。
进一步地，所述试验装置还包括与所述第一安装件固定设置的第一角度传感器、转动套设在所述第一角度传感器上的第一套筒、与所述第二安装件固定设置的第二角度传感器及转动套设在所述第二角度传感器上的第二套筒，所述第一角度传感器用于测量所述第一套筒相对第一角度传感器转动的转动角度，所述第二角度传感器用于测量所述第二套筒相对第二角度传感器转动的转动角度。
更进一步地，所述第一套筒的转动轴心线、第二套筒的转动轴心线、所述第一连杆和第二连杆转动的转动轴心线相互平行，所述试验装置还包括连接于所述第一套筒和第二套筒之间的连接轴，所述第一套筒能够沿所述连接轴的长度方向与所述连接轴滑动连接，所述连接轴与所述第二套筒固定设置。
进一步地，所述第一连杆与第一固定件转动的转动轴心线、所述第一连杆与第二连杆转动的转动轴心线、所述第二连杆与第二固定件转动的转动轴心线相互平行。
进一步地，所述第一连杆和第二连杆之间通过轴承转动连接。
进一步地，所述第一连杆和第一固定件之间通过螺栓和螺母连接，所述第二连杆和第二固定件之间通过螺栓和螺母连接。
进一步地，所述连接机构设置有2个，2个所述连接机构对称设置在所述试验装置二侧，各所述连接机构包括有所述第一连杆和第二连杆，所述第一安装件分别与二侧所述第一连杆固定设置且位于二侧所述第一连杆之间，所述第二安装件分别与二侧所述第二连杆滑动且转动设置且位于二侧所述第二连杆之间。
由于上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明试验装置与摆锤系统相比能够保证更高的精度，可以控制试验过程中的加载速度。
本发明试验装置试验过程更加平缓，可操作性更高，且能够减少对假人颈部的损害。
本发明试验装置结构简单，制造成本低，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置的主视图；
图2为本发明的碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置的侧视图；
图中：1、第一固定件；1a、第一固定件本体；1b、第一固定件连接部；2、第二固定件；2a、第二固定件本体；2b、第二固定件连接部；3、第一连杆；4、第二连杆；5、第一安装件；5a、第一安装件本体；5b、第一安装件连接部；6、第二安装件；6a、第二安装件本体；6b、第二安装件连接部；7、假人颈部；8、力传感器；9、滑槽；10、第一套筒；11、第二套筒；12、连接轴；13、轴承；14、螺栓；15、螺母。
具体实施方式
碰撞测试假人的颈部是其中较为关键的几个部位之一，对于这部分的性能的检测是通过摆锤的冲击试验来完成的，由于检测试验中的不可控的因素很多，而且试验本身也会加速其性能的衰退，所以需要一套更加高效的测试方法来排除试验中的未知因素，并且降低由于试验过程对于假人颈部的伤害。本发明提供的试验装置，能够代替或补充现有的摆锤冲击试验装置，将复杂的摆锤冲击系统替换为结构较为简单，未知因素更少的一套系统。这套系统可以放置到电子万能试验机上，将拉、压向的加载方式，转换为弯曲载荷，从而模拟出摆锤加载系统的作用。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
如图1~2所示，一种碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，包括用于与试验机的底座固定连接的第一固定件1、用于与试验机的加载端固定连接的第二固定件2及连接于第一固定件1和第二固定件2之间且对称设置在试验装置二侧的连接机构，各侧连接机构包括下端部与第一固定件1转动连接的第一连杆3及下端部与第一连杆3的上端部转动连接的第二连杆4，第二连杆4的上端部与第二固定件2转动连接，试验装置还包括位于二侧第一连杆3之间且与二侧第一连杆3固定连接的第一安装件5及位于二侧第二连杆4之间且与二侧第二连杆4能够沿其长度方向滑动且转动设置的第二安装件6，待测试假人颈部7固定设置在第一安装件5和第二安装件6之间。
二侧第一连杆3相互平行，二侧第二连杆4相互平行。
二侧第二连杆4上沿其长度方向分别开设有滑槽9。
本例中，第一安装件5包括第一安装件本体5a及固定设置在第一安装件本体5a二侧的第一安装件连接部5b，二侧第一安装件连接部5b分别与二侧第一连杆3固定连接；第二安装件6包括第二安装件本体6a及固定设置在第二安装件本体6a二侧的第二安装件连接部6b，二侧第二安装件连接部6b沿着滑槽9能够滑动且转动地设置在滑槽9内。
本例中，第一固定件1包括第一固定件本体1a及固定设置在第一固定件本体1a上的第一固定件连接部1b，第一连杆3的下端部与第一固定件连接部1b转动连接；第二固定件2包括第二固定件本体2a及固定设置在第二固定件本体2a上的第二固定件连接部2b，第二连杆4的上端部与第二固定件连接部2b转动连接。
第一连杆3与第一固定件连接部1b转动的转动轴心线、第一连杆3和第二连杆4转动的转动轴心线、第二连杆4与第二固定件连接部2b转动的转动轴心线相互平行。
本例中，第一连杆3与第一固定件连接部1b通过螺栓14和螺母15连接；第二连杆4与第二固定件连接部2b通过螺栓14和螺母15连接；第一连杆3和第二连杆4通过轴承13连接，如可通过连杆轴承连接。
该试验装置还包括用于测量假人颈部7三向力及弯矩的力传感器8，力传感器8安装在假人颈部7及第二安装件6之间且假人颈部7的上端部通过力传感器8与第二安装件6固定连接，假人颈部7的下端部与第一安装件5固定连接。具体地，假人颈部7的下端部与第一安装件本体5a固定连接，假人颈部7的上端部与力传感器8固定连接，力传感器8与第二安装件本体6a固定连接。
该试验装置还包括与第一安装件5固定设置的第一角度传感器、转动套设在第一角度传感器上的第一套筒10、与第二安装件6固定设置的第二角度传感器及转动套设在第二角度传感器上的第二套筒11，第一角度传感器用于测量第一套筒10相对第一角度传感器转动的转动角度，第二角度传感器用于测量第二套筒11相对第二角度传感器转动的转动角度。
驱使第一套筒10相对第一角度传感器转动、第二套筒11相对第二角度传感器转动具体通过如下设置：第一套筒10的转动轴心线、第一连杆3和第二连杆4转动的转动轴心线、第二套筒11的转动轴心线相互平行，试验装置还包括连接于第一套筒10和第二套筒11之间的连接轴12，第一套筒10能够沿连接轴12的长度方向与连接轴12滑动连接，连接轴12与第二套筒11固定设置。第一角度传感器、第二角度传感器、第一套筒10、第二套筒11、连接轴12位于二侧连接机构的外侧且位于同一侧。
试验机可以是电子万能试验机。
本发明试验装置的工作原理：
将试验装置放置于电子万能试验机上，第一固定件1与试验机的底座固定连接上，第二固定件2与试验机的加载端固定连接，当试验机的加载端向下移动时，带动第一固定件1相对于第二固定件2做自由度的向下单向移动，从而使第一连杆3和第二连杆4之间的夹角发生改变，第二安装件连接部26在滑槽9内相对滑动和转动，所以第二安装件6相对第二连杆4滑动和转动，第一安装件5与第一连杆3相对固定，使得本发明的试验装置在试验时，不对假人颈部产生轴向的压缩或拉伸载荷，只产生弯曲载荷。又由于连接轴12的存在，第一套筒10相对第一角度传感器发生转动，第二套筒11相对第二角度传感器发生转动。试验过程中，记录力传感器8、第一角度传感器和第二角度传感器的数据，对数据进行处理得出假人颈部静态弯曲的试验数据。
综上所述，本发明的试验装置具有如下优势：
1）与摆锤系统相比能够保证更高的精度，可以控制试验过程中的加载速度。
2）试验过程更加平缓，可操作性更高，减少对假人颈部的损害。
3）试验装置结构简单，制造成本低，安全可靠。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，其特征在于：所述试验装置包括用于与试验机的底座固定连接的第一固定件、用于与所述试验机的加载端固定连接的第二固定件及连接于所述第一固定件和第二固定件之间的连接机构，所述连接机构包括下端部与所述第一固定件转动连接的第一连杆及下端部与所述第一连杆的上端部转动连接的第二连杆，所述第二连杆的上端部与所述第二固定件转动连接，所述试验装置还包括与所述第一连杆固定设置的第一安装件及与第二连杆能够沿其长度方向滑动且转动设置的第二安装件，待测试假人颈部固定设置在第一安装件和第二安装件之间；
所述第二连杆沿其长度方向开设有滑槽，所述第二安装件包括第二安装件本体及固定设置在第二安装件本体侧部的第二安装件连接部，所述第二安装件连接部沿着所述滑槽能够滑动且转动地设置在所述滑槽内；
所述第一连杆和第二连杆之间通过轴承转动连接。
2.根据权利要求1所述的碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括用于测量所述假人颈部三向力及弯矩的力传感器。
3.根据权利要求2所述的碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，其特征在于：所述力传感器安装在所述假人颈部和第二安装件之间且所述假人颈部的上端部通过所述力传感器与所述第二安装件固定连接，所述假人颈部的下端部与所述第一安装件固定连接。
4.根据权利要求1所述的碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括与所述第一安装件固定设置的第一角度传感器、转动套设在所述第一角度传感器上的第一套筒、与所述第二安装件固定设置的第二角度传感器及转动套设在所述第二角度传感器上的第二套筒，所述第一角度传感器用于测量所述第一套筒相对第一角度传感器转动的转动角度，所述第二角度传感器用于测量所述第二套筒相对第二角度传感器转动的转动角度。
5.根据权利要求4所述的碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，其特征在于：所述第一套筒的转动轴心线、第二套筒的转动轴心线、所述第一连杆和第二连杆转动的转动轴心线相互平行，所述试验装置还包括连接于所述第一套筒和第二套筒之间的连接轴，所述第一套筒能够沿所述连接轴的长度方向与所述连接轴滑动连接，所述连接轴与所述第二套筒固定设置。
6.根据权利要求1所述的碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，其特征在于：所述第一连杆与第一固定件转动的转动轴心线、所述第一连杆与第二连杆转动的转动轴心线、所述第二连杆与第二固定件转动的转动轴心线相互平行。
7.根据权利要求1所述的碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，其特征在于：所述第一连杆和第一固定件之间通过螺栓和螺母连接，所述第二连杆和第二固定件之间通过螺栓和螺母连接。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的碰撞测试假人颈部静态弯曲试验装置，其特征在于：所述连接机构设置有2个，2个所述连接机构对称设置在所述试验装置二侧，各所述连接机构包括有所述第一连杆和第二连杆，所述第一安装件分别与二侧所述第一连杆固定设置且位于二侧所述第一连杆之间，所述第二安装件分别与二侧所述第二连杆滑动且转动设置且位于二侧所述第二连杆之间。
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