CN111413025B - 一种动态响应校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动态响应校准装置。该动态响应校准装置包括底座；第一支架，包括相对设置在底座上的两根支柱，及连接两根支柱顶端的横梁，腹压传感器设置在横梁上；第二支架，包括U型支架及连接U型支架两顶端的皮带，U型支架上设有穿孔，第二支架所在平面与第一支架所在平面相互垂直，皮带的底面向下压在腹压传感器的表面；砝码，包括砝码本体及砝码轴，砝码轴穿设于U型支架的穿孔中；升降装置，设置在底座上，升降装置能向上托起砝码，以使砝码能在托起第二支架、不施力于第二支架和吊挂在第二支架的三种状态之间切换。本发明提出了一种动态响应校准装置，适用于腹压传感器，校正准确。

Description

一种动态响应校准装置

技术领域

本发明涉及车辆传感器的测试技术领域，尤其涉及一种适用于腹压传感器的动态响应校准装置。

背景技术

在被动安全领域台车、实车碰撞试验中，儿童约束系统中安全带作用对儿童人体损伤的判定至关重要。皮带峰值力、机械功至最大压缩力和腹壁穿透力是最佳的损伤判别因素。基于活体外肝脏试验和全身PMHS试验发现压力相关的变量如血管压力速度、最大血管压力及其产物与肝损伤风险相关，这些指标中的大部分只能采用安装了特定仪器或传感器的假人来传输。比如可以测量安全带力，但需要特定仪器将施加在骨盆和胸部的力与施加在软腹部的力分开。过去，前髂上脊柱力传感器被用于评估骨盆负荷，但推导出腹部负荷很困难，因为皮带和髂骨负荷可能有不同的方向。此外，这种方法不能评估肋骨下方的斜带的腹部负荷。所以提出了在假人中安装多种腹部仪器、传感器的方法来改善这个问题。因此引入了IFSTTAR为Q系列儿童假人开发的腹部压力双传感器。

联合国关于通过统一技术方案的协定第129条(ECE R129)：关于核准机动车辆上使用的强化儿童约束系统的统一规定，对于正面碰撞，Q系列儿童假人Q1.5\Q3\Q6和Q10腹部均安装了腹压双传感器(APTS)。随着腹压传感器的广泛使用，其标定方法的确认、量值溯源的开展也迫在眉睫。

目前由IFSTTAR为Q假人开发的腹部压力双传感器，量值溯源及性能工况的检测均需要送回国外原厂，存在着测试周期长，费用昂贵的情况。而国内没有针对这种腹压传感器的标定设备及标定方式。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种动态响应校准装置，适用于腹压传感器，校正准确，能完成腹压传感器的量值溯源及期间核查的计量体系要求。

具体地，本发明提出了一种动态响应校准装置，适用于腹压传感器，包括，

底座；

第一支架，包括相对设置在所述底座上的两根支柱，及连接两根所述支柱顶端的横梁，所述腹压传感器设置在所述横梁上；

第二支架，包括U型支架及连接所述U型支架两顶端的皮带，所述U型支架上设有穿孔，所述第二支架所在平面与所述第一支架所在平面相互垂直，所述皮带的底面向下压在所述腹压传感器的表面；

砝码，包括砝码本体及砝码轴，所述砝码轴穿设于所述U型支架的穿孔中；

升降装置，设置在所述底座上，所述升降装置能向上托起所述砝码，以使所述砝码能在托起所述第二支架、不施力于所述第二支架和吊挂在所述第二支架的三种状态之间切换。

根据本发明的一个实施例，还包括千分表和万向支架，所述万向支架的一端固定在所述第一支架上，另一端固定有所述千分表，所述千分表的表头向下压在皮带接触所述腹压传感器的顶面。

根据本发明的一个实施例，所述皮带的两端分别通过固定销固定连接在U型支架的两个顶端。

根据本发明的一个实施例，所述U型支架的底梁两端的底部设置有铜套，在所述底座上设有两个导柱，所述导柱的顶部分别伸入所述铜套且与所述铜套间隙配合。

根据本发明的一个实施例，所述U型支架的底梁上设有穿孔，所述砝码本体的两侧向上延伸形成两个相对的凸台，所述砝码轴连接两个所述凸台，且所述砝码轴穿设在所述底梁的穿孔中。

根据本发明的一个实施例，两个所述凸台的间距宽于所述底梁的宽度，以使所述底梁落在两个所述凸台之间。

根据本发明的一个实施例，所述穿孔位于所述第二支架的重心上。

根据本发明的一个实施例，所述升降装置包括升降丝杆、螺母、手柄和托台，所述托台设置在所述升降丝杆的顶部，所述螺母设置在所述升降丝杆上，所述手柄与所述螺母配合固定，转动所述手柄，所述螺母带动所述升降丝杆转动，以使所述托台上升或下降。

根据本发明的一个实施例，所述砝码的底部中心开设有中心孔，所述升降丝杆的顶部穿过所述托台的中心向上伸入所述中心孔，两者配合固定。

本发明提供的一种动态响应校准装置，用于检测腹压传感器的工况、验证其灵敏度参数的准确性，结合腹压传感器的灵敏度标定装置形成一套完整的腹压传感器的校准系统，完成腹压传感器的量值溯源及期间核查的计量体系要求。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。

附图中：

图1示出了本发明一个实施例的动态响应校准装置的结构示意图。

图2示出了本发明一个实施例的动态响应校准装置的俯视图。

图3是图2的AA向剖视图。

图4是图3的BB向剖视图。

图5示出了本发明一个实施例的动态响应校准装置的另一角度的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

动态响应校准装置 100 底座 101

第一支架 102 第二支架 103

砝码 104 升降装置 105

支柱 106 横梁 107

腹压传感器 108 U型支架 109

皮带 110 穿孔 111

砝码本体 112 砝码轴 113

千分表 114 万向支架 115

固定销 116 底梁 117

导柱 118 凸台 119

升降丝杆 120 螺母 121

手柄 122 托台 123

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1示出了本发明一个实施例的动态响应校准装置的结构示意图。图2示出了本发明一个实施例的动态响应校准装置的俯视图。图3是图2的AA向剖视图。

图4是图3的BB向剖视图。图5示出了本发明一个实施例的动态响应校准装置的另一角度的结构示意图。如图所示，一种适用于腹压传感器108的动态响应校准装置100主要包括底座101、第一支架102、第二支架103、砝码104和升降装置105。

其中，第一支架102包括相对设置在底座101上的两根支柱106，及连接两根支柱106顶端的横梁107。由支柱106和横梁107构成的第一支架102固定在底座101上，腹压传感器108固定设置在横梁107上。

第二支架103包括U型支架109及连接U型支架109两顶端的皮带110。在U型支架109上设有穿孔111。第二支架103所在平面与第一支架102所在平面相互垂直。皮带110的底面向下压在腹压传感器108的表面。容易理解的，第二支架103相当于悬在半空中，其顶部通过皮带110压在腹压传感器108上。U型支架109可以选用轻质合金材料制成。皮带110主要为悬挂、承重用，为易损件。

砝码104包括砝码本体112及砝码轴113。砝码轴113穿设于U型支架109的穿孔111中。

升降装置105设置在底座101上。升降装置105能向上托起砝码104。砝码104上升，砝码轴113通过穿孔111能向上托起第二支架103。砝码104下降，能将整个砝码104的重量施加在第二支架103上，从而给到腹压传感器108更大的压力。而当砝码轴113不触碰穿孔111的上沿和下沿时，砝码104不施力于第二支架103上。由此可知，升降装置105能使砝码104在托起第二支架103、不施力于第二支架103和吊挂在第二支架103的三种状态之间切换。

较佳地，动态响应校准装置100还包括千分表114和万向支架115。万向支架115的一端固定在第一支架102上，通常可以固定在横梁107的两侧。万向支架115的另一端固定有千分表114。所谓万向支架115，即可以在X轴、Y轴和Z轴方向上移动，以使千分表114的表头移动到一设定位置。该设定位置在皮带110接触腹压传感器108的位置。移动千分表114到设定位置，使千分表114的表头向下压在皮带110上。当皮带110下压使腹压传感器108产生形变，则千分表114能测量出腹压传感器108形变的位置高低变化。

较佳地，皮带110的两端分别通过固定销116固定连接在U型支架109的两个顶端。

较佳地，U型支架109具有底梁117，在底梁117两端的底部设置有铜套。在底座101上设有两个导柱118，导柱118的顶部分别伸入铜套且与铜套间隙配合。导柱118与铜套两者配合不脱离，其目的是保证第二支架103在上下移动过程中避免发生偏转，从而带动腹压传感器108翻滚掉落或影响到千分表114读数的准确性。

较佳地，在U型支架109的底梁117上设有穿孔111。在砝码本体112的两侧向上延伸形成两个相对的凸台119，砝码轴113连接两个凸台119，且砝码轴113穿设在底梁117的穿孔111中。底梁117上的穿孔111可以理解为腰形槽，砝码104的上行下行，砝码轴113会接触到该腰形槽的上沿和下沿。

较佳地，两个凸台119的间距宽于底梁117的宽度，以使底梁117落在两个凸台119之间。

较佳地，底梁117上的穿孔111位于第二支架103的重心上，以保持第二支架103在上下移动过程中的稳定性。

较佳地，升降装置105主要包括升降丝杆120、螺母121、手柄122和托台123。托台123设置在升降丝杆120的顶部。螺母121设置在升降丝杆120上。手柄122与螺母121配合固定。转动手柄122，螺母121带动升降丝杆120转动，以使托台123上升或下降。托台123带动砝码104上升或下降。

较佳地，砝码104的底部中心开设有中心孔。升降丝杆120的顶部穿过托台123的中心向上伸入中心孔，两者配合固定。在上升下降过程中，起到稳定砝码104的作用。

以下结合所有附图，说明本发明提供的一种动态响应校准装置100的具体工作过程。

动态响应校准装置100用于检测腹压传感器108在受自上而下的径向力时其径向尺寸的变化值，即上下位移量。且此变化值应落在标准所要求的范围内。

举例说明，U型支架109与装配在其底梁117上的两个铜套和两根用于固定皮带110的固定销116的总重量为2KG±0.02KG。砝码104与砝码轴113总重量为25.516KG±0.02KG。常规的，受检的腹压传感器108的直径规格有三种：30、40、50。

在检测开始时，旋转手柄122带动螺母121旋转使升降丝杆120上升，升降丝杆120前端的托台123托住砝码104一起上升。当砝码轴113在上升碰到U型支架109的穿孔111上沿时带动U型支架109一起上升，从而在横梁107和皮带110间留出足够的空间方便装入腹压传感器108。

接着，转动手柄122，使升降丝杆120下降，砝码104在重力作用下被托台123托着随其下降。同理，U型支架109被砝码轴113托着也随同一起下降。当皮带110往下被腹压传感器108阻挡而承压时也就阻止了U型支架109的下行。升降丝杆120继续下行使砝码轴113处于即不碰U型支架109的穿孔111的上沿也不碰下沿，此时U型支架109即没有受到砝码104给它的往上托力也没有受到砝码104施加给它的往下重力。即腹压传感器108只承受了第二支架103的重量(2KG±0.02KG)，腹压传感器108被压扁产生径向变形，此时千分表114表头跟随下行待变形稳定后读出一上下方向上的位置值H1。

随后，升降丝杆120继续下降，砝码104跟随下行。当砝码轴113碰到U型支架109穿孔111的下沿时拉动U型支架109一起下行，腹压传感器108被压的更扁当被压扁至腹压传感器108足以承受附加的砝码104重量而处于平衡时，升降丝杆120继续下降其前端托台123离开砝码104下平面至不对砝码104产生托力，此时腹压传感器108所受的力为第二支架103的重量加上砝码104重量：即27.516KG。

待稳定后，跟随下行的千分表114表头读出一上下方向上的位置值H2。

最后，将H2-H1所得的差值即为皮带110垂直位移:D。将D值与标准所定的范围进行比较即能判定所测腹压传感器108是否符合要求。

本发明提供的动态响应校准装置具有以下特点：

1.结构紧凑、稳定性好、易于搬移；

2.能适合多种规格尺寸的腹压传感器标定；

3.不用时砝码重量由升降装置承受，不影响第二支架。

4.对重量的分级加载和分级卸载可分别在同一个下降过程和上升过程中完成。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (8)

1.一种动态响应校准装置，适用于腹压传感器，包括，

底座；

第一支架，包括相对设置在所述底座上的两根支柱，及连接两根所述支柱顶端的横梁，所述腹压传感器设置在所述横梁上；

第二支架，包括U型支架及连接所述U型支架两顶端的皮带，所述U型支架上设有穿孔，所述第二支架所在平面与所述第一支架所在平面相互垂直，所述皮带的底面向下压在所述腹压传感器的表面；

砝码，包括砝码本体及砝码轴，所述砝码轴穿设于所述U型支架的穿孔中；

升降装置，设置在所述底座上，所述升降装置能向上托起所述砝码，以使所述砝码能在托起所述第二支架、不施力于所述第二支架和吊挂在所述第二支架的三种状态之间切换；

所述动态响应校准装置还包括千分表和万向支架，所述万向支架的一端固定在所述第一支架上，另一端固定有所述千分表，所述千分表的表头向下压在皮带接触所述腹压传感器的顶面。

2.如权利要求1所述的动态响应校准装置，其特征在于，所述皮带的两端分别通过固定销固定连接在U型支架的两个顶端。

3.如权利要求2所述的动态响应校准装置，其特征在于，所述U型支架的底梁两端的底部设置有铜套，在所述底座上设有两个导柱，所述导柱的顶部分别伸入所述铜套且与所述铜套间隙配合。

4.如权利要求3所述的动态响应校准装置，其特征在于，所述U型支架的底梁上设有穿孔，所述砝码本体的两侧向上延伸形成两个相对的凸台，所述砝码轴连接两个所述凸台，且所述砝码轴穿设在所述底梁的穿孔中。

5.如权利要求4所述的动态响应校准装置，其特征在于，两个所述凸台的间距宽于所述底梁的宽度，以使所述底梁落在两个所述凸台之间。

6.如权利要求4所述的动态响应校准装置，其特征在于，所述穿孔位于所述第二支架的重心上。

7.如权利要求1所述的动态响应校准装置，其特征在于，所述升降装置包括升降丝杆、螺母、手柄和托台，所述托台设置在所述升降丝杆的顶部，所述螺母设置在所述升降丝杆上，所述手柄与所述螺母配合固定，转动所述手柄，所述螺母带动所述升降丝杆转动，以使所述托台上升或下降。

8.如权利要求7所述的动态响应校准装置，其特征在于，所述砝码的底部中心开设有中心孔，所述升降丝杆的顶部穿过所述托台的中心向上伸入所述中心孔，两者配合固定。