CN108572083A - 一种汽车与两轮车碰撞的测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车与两轮车碰撞的测试系统及方法，包括两轮车牵引装置和刹车制动装置；两轮车牵引装置包括：轨槽；轨槽前端设有牵引滑车，轨槽后端设有竖直设置的支架，支架上固设后轴托架，后轴托架是向前开口U型结构；刹车制动装置包括：高压气瓶、电磁阀、制动气缸、无线电触发模块、无线电接收模块及带状触发开关。本发明一种汽车与两轮车碰撞的测试系统及方法，配合使用两轮车牵引装置和刹车制动装置，以及创造性设计的两轮车碰撞汽车测试及汽车碰撞两轮车测试两种模式，可以准确再现汽车与两轮车碰撞情况，具有效果准确，操作便捷及安全性高的特点。
Description
技术领域
本发明属于车辆安全性能检测领域，尤其是涉及一种汽车与两轮车碰撞的测试系统及方法。
背景技术
两轮车是摩托车、自行车和电动自行车的统称。在交通事故中，两轮车驾驶员属于弱势群体，受伤的风险远远大于汽车车内的乘员。近年来，电动自行车以其速度快、质量大、体积大等特点取代了城市中的自行车和摩托车，保有量迅速增长。但同时涉及到电动自行车的交通事故以及引发骑车人受伤、死亡人数却在急剧上升。究其原因，在很大程度上，驾驶电动自行车和自行车的人群存在不遵守交通规则的问题，在交通事故中往往处于弱势(相对于汽车来讲)，成为交通事故中主要的受害者。
中国在2009年发布了GB/T 24550-2009《汽车对行人的碰撞保护》。随着标准的实施，国内众多汽车研究机构已展开了行人安全方面的研究。一般在轿车的设计阶段，行人保护方面的措施就已考虑。但对于汽车与两轮车之间发生的碰撞，并未颁布相应的标准法规，企业对两轮车驾驶员安全碰撞保护设计也基本还处于空白，因此急需一种汽车与两轮车碰撞的测试系统。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车与两轮车碰撞的测试系统及方法，配合使用两轮车牵引装置和刹车制动装置，以及创造性设计的两轮车碰撞汽车测试及汽车碰撞两轮车测试两种模式，可以准确再现汽车与两轮车碰撞情况，具有效果准确，操作便捷及安全性高的特点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种汽车与两轮车碰撞的测试系统，包括两轮车牵引装置和刹车制动装置；两轮车牵引装置包括：轨槽；轨槽前端设有牵引滑车，轨槽后端设有竖直设置的支架，支架上固设后轴托架，后轴托架是向前开口U型结构；刹车制动装置包括：高压气瓶、电磁阀、制动气缸、无线电触发模块、无线电接收模块及带状触发开关；高压气瓶通过电磁阀与制动气缸连接，制动气缸的活塞杆头与制动踏板固定连接，无线电接收模块与电磁阀的控制端连接，带状触发开关与无线电触发模块连接，无线电触发模块与无线电接收模块相对应。
两轮车牵引装置，应在碰撞前对两轮车提供稳定支撑；在碰撞后，实现两轮车的惯性自由滑行。
刹车制动装置，制动气缸使用压力为0.5Mpa，气缸直径为50mm，其能产生约为980N的推力，即相当于一个体重为100KG的人站在踏板上产生的力，能够达到全力制动的要求。
进一步的，制动气缸的活塞杆头通过制动踏板夹具与制动踏板固定连接。
一种汽车与两轮车碰撞的测试方法，使用上述的一种汽车与两轮车碰撞测试系统；
步骤1：进行两轮车碰撞汽车测试：首先排空汽车燃油箱中的燃油，运转发动机直到发动机自然熄火为止；向燃油箱中注入水，水的质量是燃油箱额定容量的燃油质量的90％；将轮胎气压调整到车辆半载时制造厂轨道的气压值，排空车辆中的其他液体；拆除备胎，取出随车工具，车门关闭，车窗升起；驻车制动器处于正常的释放位置，车辆的档位挂空档。点火开关处于OFF的位置；
步骤2：将两轮车固定在两轮车牵引装置上，后轴托架托住两轮车的后轮车轴，将碰撞假人放置在两轮车上，双手握住车把，双脚踩在左右踏板上，左右踏板位于相同的高度，左脚在前右脚在后；如果假人定位三次后，仍达不到以下的要求，那么假人定位在最接近要求，并记录假人定位结果；
步骤3：牵引滑车与钢丝绳连接，牵引电机拉动钢丝绳带动牵引滑车，进而两轮车牵引装置带动两轮车向前移动，在将两轮车牵引至规定的速度后，两轮车牵引装置碰撞停止块制动，此时两轮车由于惯性作用，脱离后轴托架，沿轨槽自由滑行，直至与汽车发生碰撞；
步骤4：进行汽车与两轮车碰撞测试：将两轮车整体垂直放置；在两轮车座椅上放置试验假人并进行定位；在试验汽车驾驶员位置处安装刹车制动装置；刹车制动装置的输入信号通过安装在车辆前方的带状触发开关实现；
步骤5：进行刹车制动装置测试，判断从给出刹车制动信号到满足全力刹车制动条件所需的时间：将刹车制动装置安装至汽车上，调整高压气瓶输出压缩空气的气压至0.5MPa；在制动气缸与制动踏板上做出标记点，用于高速运动摄像分析；在刹车制动装置侧面与车辆后尾灯斜后方分别安放一台高速摄像机，用于拍摄制动全过程；进一步测试给出制动信号，刹车制动装置的制动气缸开始动作，踩下踏板至最大行程，此过程由高速摄像机记录，摄像分析软件可以自动捕捉到标记点，在画面中设定比例尺和坐标原点，获得运动过程中标记点的位置，并计算出各标记点的位移、速度、加速度，利用高速摄像分析软件可以得到制动踏板从制动开始到达最大行程时的位移－时间曲线，从曲线上可以判断出全力制动的时刻T2；
步骤6：计算制动反应时间T：使用视频分析软件对得到的高速运动视频进行分析，得到触发信号发出的时刻为T1，刹车制动装置将踏板踩至最大行程的时刻为T2，因此刹车制动装置反应时间T＝T2-T1；
步骤7：制动前车辆的车速设定为V，由于反应时间T极短，因此认为，此时间段内车速保持不变，则D＝V·T；确定距离D之后，在两轮车面对车辆方向距离D位置布置带状触发开关；
步骤8：测试时车辆的车速设定为V，到达带状触发开关处，触发刹车制动装置，汽车开始制动，最终撞击车辆运行方向前方设置的两轮车。
进一步的，在步骤3中，两轮车的设定撞击速度是24km/h。
基于自行车和电动自行车骑行速度，最终选定24km/h速度为两轮车撞击汽车的碰撞速度，这个速度也是在气囊误作用试验中自行车撞击汽车的速度。
进一步的，在步骤7中，制动前车辆的车速V设定是40km/h。
根据交通事故数据统计，速度为40km/h-50km/h的汽车与两轮车碰撞交通事故最多。
进一步的，在步骤5中，高速摄像机的拍摄速率1000帧/秒。
相对于现有技术，本发明一种汽车与两轮车碰撞的测试系统及方法，具有以下优势：
本发明一种汽车与两轮车碰撞的测试系统及方法，配合使用两轮车牵引装置和刹车制动装置，以及创造性设计的两轮车碰撞汽车测试及汽车碰撞两轮车测试两种模式，可以准确再现汽车与两轮车碰撞情况，具有效果准确，操作便捷及安全性高的特点。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明实施例一种汽车与两轮车碰撞的测试方法流程示意图；
图2为本发明实施例一种汽车与两轮车碰撞的测试系统两轮车牵引装置示意图。
附图标记说明：
1-牵引滑车；2-轨槽；3-支架；4-后轴托架。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-2所示，一种汽车与两轮车碰撞的测试系统，包括两轮车牵引装置和刹车制动装置；两轮车牵引装置包括：轨槽2；轨槽2前端设有牵引滑车1，轨槽2后端设有竖直设置的支架3，支架3上固设后轴托架4，后轴托架4是向前开口U型结构；刹车制动装置包括：高压气瓶、电磁阀、制动气缸、无线电触发模块、无线电接收模块及带状触发开关；高压气瓶通过电磁阀与制动气缸连接，制动气缸的活塞杆头与制动踏板固定连接，无线电接收模块与电磁阀的控制端连接，带状触发开关与无线电触发模块连接，无线电触发模块与无线电接收模块相对应。
两轮车牵引装置，应在碰撞前对两轮车提供稳定支撑；在碰撞后，实现两轮车的惯性自由滑行。
刹车制动装置，制动气缸使用压力为0.5Mpa，气缸直径为50mm，其能产生约为980N的推力，即相当于一个体重为100KG的人站在踏板上产生的力，能够达到全力制动的要求。
进一步的，制动气缸的活塞杆头通过制动踏板夹具与制动踏板固定连接。
如图2所示，一种汽车与两轮车碰撞的测试方法，使用上述的一种汽车与两轮车碰撞测试系统；
步骤1：进行两轮车碰撞汽车测试：首先排空汽车燃油箱中的燃油，运转发动机直到发动机自然熄火为止；向燃油箱中注入水，水的质量是燃油箱额定容量的燃油质量的90％；将轮胎气压调整到车辆半载时制造厂轨道的气压值，排空车辆中的其他液体；拆除备胎，取出随车工具，车门关闭，车窗升起；驻车制动器处于正常的释放位置，车辆的档位挂空档。点火开关处于OFF的位置；
步骤2：将两轮车固定在两轮车牵引装置上，后轴托架4托住两轮车的后轮车轴，将碰撞假人放置在两轮车上，双手握住车把，双脚踩在左右踏板上，左右踏板位于相同的高度，左脚在前右脚在后；如果假人定位三次后，仍达不到以下的要求，那么假人定位在最接近要求，并记录假人定位结果；
步骤3：牵引滑车1与钢丝绳连接，牵引电机拉动钢丝绳带动牵引滑车1，进而两轮车牵引装置带动两轮车向前移动，在将两轮车牵引至规定的速度后，两轮车牵引装置碰撞停止块制动，此时两轮车由于惯性作用，脱离后轴托架4，沿轨槽2自由滑行，直至与汽车发生碰撞；
步骤4：进行汽车与两轮车碰撞测试：将两轮车整体垂直放置；在两轮车座椅上放置试验假人并进行定位；在试验汽车驾驶员位置处安装刹车制动装置；刹车制动装置的输入信号通过安装在车辆前方的带状触发开关实现；
步骤5：进行刹车制动装置测试，判断从给出刹车制动信号到满足全力刹车制动条件所需的时间：将刹车制动装置安装至汽车上，调整高压气瓶输出压缩空气的气压至0.5MPa；在制动气缸与制动踏板上做出标记点，用于高速运动摄像分析；在刹车制动装置侧面与车辆后尾灯斜后方分别安放一台高速摄像机，用于拍摄制动全过程；进一步测试给出制动信号，刹车制动装置的制动气缸开始动作，踩下踏板至最大行程，此过程由高速摄像机记录，摄像分析软件可以自动捕捉到标记点，在画面中设定比例尺和坐标原点，获得运动过程中标记点的位置，并计算出各标记点的位移、速度、加速度，利用高速摄像分析软件可以得到制动踏板从制动开始到达最大行程时的位移－时间曲线，从曲线上可以判断出全力制动的时刻T2；
步骤6：计算制动反应时间T：使用视频分析软件对得到的高速运动视频进行分析，得到触发信号发出的时刻为T1，刹车制动装置将踏板踩至最大行程的时刻为T2，因此刹车制动装置反应时间T＝T2-T1；
步骤7：制动前车辆的车速设定为V，由于反应时间T极短，因此认为，此时间段内车速保持不变，则D＝V·T；确定距离D之后，在两轮车面对车辆方向距离D位置布置带状触发开关；
步骤8：测试时车辆的车速设定为V，到达带状触发开关处，触发刹车制动装置，汽车开始制动，最终撞击车辆运行方向前方设置的两轮车。
如图2所示，在步骤3中，两轮车的设定撞击速度是24km/h。
基于自行车和电动自行车骑行速度，最终选定24km/h速度为两轮车撞击汽车的碰撞速度，这个速度也是在气囊误作用试验中自行车撞击汽车的速度。
如图2所示，在步骤7中，制动前车辆的车速V设定是40km/h。
根据交通事故数据统计，速度为40km/h-50km/h的汽车与两轮车碰撞交通事故最多。
如图2所示，在步骤5中，高速摄像机的拍摄速率1000帧/秒。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种汽车与两轮车碰撞的测试系统，其特征在于：包括两轮车牵引装置和刹车制动装置；所述两轮车牵引装置包括：轨槽(2)；所述轨槽(2)前端设有牵引滑车(1)，所述轨槽(2)后端设有竖直设置的支架(3)，所述支架(3)上固设后轴托架(4)，所述后轴托架(4)是向前开口U型结构；所述刹车制动装置包括：高压气瓶、电磁阀、制动气缸、无线电触发模块、无线电接收模块及带状触发开关；所述高压气瓶通过所述电磁阀与所述制动气缸连接，所述制动气缸的活塞杆头与制动踏板固定连接，所述无线电接收模块与所述电磁阀的控制端连接，所述带状触发开关与所述无线电触发模块连接，所述无线电触发模块与所述无线电接收模块相对应。
2.根据权利要求1所述的一种汽车与两轮车碰撞的测试系统，其特征在于：所述制动气缸的活塞杆头通过制动踏板夹具与所述制动踏板固定连接。
3.一种汽车与两轮车碰撞的测试方法，其特征在于：使用如权利要求1-2任一所述的一种汽车与两轮车碰撞的测试系统；
步骤1：进行两轮车碰撞汽车测试：首先排空汽车燃油箱中的燃油，运转发动机直到发动机自然熄火为止；向燃油箱中注入水，水的质量是燃油箱额定容量的燃油质量的90％；将轮胎气压调整到车辆半载时制造厂轨道的气压值，排空车辆中的其他液体；拆除备胎，取出随车工具，车门关闭，车窗升起；驻车制动器处于正常的释放位置，车辆的档位挂空档。点火开关处于OFF的位置；
步骤2：将两轮车固定在两轮车牵引装置上，后轴托架(4)托住两轮车的后轮车轴，将碰撞假人放置在两轮车上，双手握住车把，双脚踩在左右踏板上，左右踏板位于相同的高度，左脚在前右脚在后；如果假人定位三次后，仍达不到以下的要求，那么假人定位在最接近要求，并记录假人定位结果；
步骤3：牵引滑车(1)与钢丝绳连接，牵引电机拉动钢丝绳带动牵引滑车(1)，进而两轮车牵引装置带动两轮车向前移动，在将两轮车牵引至规定的速度后，两轮车牵引装置碰撞停止块制动，此时两轮车由于惯性作用，脱离后轴托架(4)，沿轨槽(2)自由滑行，直至与汽车发生碰撞；
步骤4：进行汽车与两轮车碰撞测试：将两轮车整体垂直放置；在两轮车座椅上放置试验假人并进行定位；在试验汽车驾驶员位置处安装刹车制动装置；刹车制动装置的输入信号通过安装在车辆前方的带状触发开关实现；
步骤5：进行刹车制动装置测试，判断从给出刹车制动信号到满足全力刹车制动条件所需的时间：将刹车制动装置安装至汽车上，调整高压气瓶输出压缩空气的气压至0.5MPa；在制动气缸与制动踏板上做出标记点，用于高速运动摄像分析；在刹车制动装置侧面与车辆后尾灯斜后方分别安放一台高速摄像机，用于拍摄制动全过程；进一步测试给出制动信号，刹车制动装置的制动气缸开始动作，踩下踏板至最大行程，此过程由高速摄像机记录，摄像分析软件可以自动捕捉到标记点，在画面中设定比例尺和坐标原点，获得运动过程中标记点的位置，并计算出各标记点的位移、速度、加速度，利用高速摄像分析软件可以得到制动踏板从制动开始到达最大行程时的位移－时间曲线，从曲线上可以判断出全力制动的时刻T2；
步骤6：计算制动反应时间T：使用视频分析软件对得到的高速运动视频进行分析，得到触发信号发出的时刻为T1，刹车制动装置将踏板踩至最大行程的时刻为T2，因此刹车制动装置反应时间T＝T2-T1；
步骤7：制动前车辆的车速设定为V，由于反应时间T极短，因此认为，此时间段内车速保持不变，则D＝V·T；确定距离D之后，在两轮车面对车辆方向距离D位置布置带状触发开关；
步骤8：测试时车辆的车速设定为V，到达带状触发开关处，触发刹车制动装置，汽车开始制动，最终撞击车辆运行方向前方设置的两轮车。
4.根据权利要求3所述的一种汽车与两轮车碰撞的测试方法，其特征在于：在步骤3中，两轮车的设定撞击速度是24km/h。
5.根据权利要求4所述的一种汽车与两轮车碰撞的测试方法，其特征在于：在步骤7中，制动前车辆的车速V设定是40km/h。
6.根据权利要求5所述的一种汽车与两轮车碰撞的测试方法，其特征在于：在步骤5中，高速摄像机的拍摄速率是1000帧/秒。
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