CN112687173B - 一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，包括演示场地、台架、虚拟仿真实验台、控制台、防护分割墙体、指定撞击物、待测车辆进入轨道、待测汽车移动和转动模块、待检汽车、撞击车辆进入轨道和碰撞汽车。本发明不仅能够对汽车进行慢速主动碰撞检测，而且能够通过改变待测汽车角度，完成多方位多角度的被动碰撞检测，使得检测过程完全模仿实际碰撞过程，使得检测结果更具说服力以及真实性；设置有虚拟仿真实验台，在保证安全的前提或者是慢速碰撞检测时，检测人员能够坐在虚拟仿真实验台上实时感知不同碰撞给车内不同位置的人员造成的影响，能够得到最具真实的碰撞感知体验，进一步提升检测数据的准确性以及完整性。

Description

一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台

技术领域

本发明属于汽车碰撞实验领域，具体涉及一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台。

背景技术

随着现在科技的不断发展，人们的出行方式越来越多，交通也越来越便利。乘车是当今时代一种主流的出行方式，随着人们生活水平的不断提高，越来越多的人选择购买私家车作为日常的出行方式。但是随着科技以及生活水平的发展，交通安全需要得到人们的重视，在日常出行中交通安全隐患往往伴随在我们身边，交通事故时有发生每年在交通事故中丧生的人不计其数，其中汽车事故所占比重最大，死亡人数也最多，因此汽车的质量往往决定了驾驶员以及乘客的生命安全。

实际的汽车事故一般分为主动碰撞和被动碰撞两种，主动碰撞是指行驶过程中的汽车撞击其他物体，被动碰撞是指静止的汽车受到其他运动物体(一般为其他行驶车辆)的撞击。现今对于生产完成的汽车，在进入市场之前都需要经过碰撞质量检测，检测合格后才能进入交易市场。但是现有的汽车碰撞检测一般仅为主动碰撞，即控制汽车以预定速度撞击指定物体，对于被动碰撞检测鲜有涉及，即使进行被动碰撞检测往往也忽视了撞击速度以及撞击角度给检测车辆造成的影响。因此在对车辆进行碰撞检测时，需要同时关注主动以及被动两种碰撞方式对车辆造成的影响，检测结束后对车辆主被动两种碰撞安全协同优化，以保障驾驶员以及乘客生命安全。所以设计一种模拟汽车主被动碰撞的演示平台是符合实际需要的。

针对上述提出的问题，现设计一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，解决了现有技术中汽车碰撞检测一般仅为主动碰撞，即控制汽车以预定速度撞击指定物体，对于被动碰撞检测鲜有涉及，即使进行被动碰撞检测往往也忽视了撞击速度以及撞击角度给检测车辆造成的影响，从而因为检测不全面导致检测数据不可靠的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，包括演示场地，所述演示场地内竖直设有防护分割墙体，所述防护分割墙体将演示场地分为检测区域和控制感知区域，控制感知区域内设有台架和控制台，所述台架上设有虚拟仿真实验台，所述控制台设于台架的一侧，检测区域内设有指定撞击物以及待测汽车移动和转动模块，所述指定撞击物置于待测汽车移动和转动模块的一端。

所述待测汽车移动和转动模块的另一端设有待测车辆进入轨道，所述待测汽车移动和转动模块的一侧设有撞击车辆进入轨道，所述待测车辆进入轨道和撞击车辆进入轨道均连通外界与演示场地，所述待测车辆进入轨道用于引导待检汽车驶入待测汽车移动和转动模块上，所述撞击车辆进入轨道用于引导碰撞汽车撞击待检汽车。

所述虚拟仿真实验台包括圆周阵列的晃动底座，所述晃动底座的下端固定设有置于台架上的支撑座，所述晃动底座内固定设有对称设置的连接块，一个所述连接块的侧端固定设有安装件，另一个所述连接块的一端固定设有限位块，所述连接块之间设有转动连接的第一丝杆，靠近所述安装件的所述连接块的一端固定设有第一电机，所述第一电机的输出端连通连接块，并与第一丝杆固定连接。

所述连接块之间固定设有对称设置的第一导向杆，所述第一导向杆靠近所述限位块的一端贯穿所述连接块，并与连接板固定连接，所述第一导向杆和第一丝杆贯穿移动块，所述第一导向杆与移动块滑动连接，所述第一丝杆与移动块螺纹配合，所述移动块上设有转动连接的第一转接件，所述第一转接件与伸缩缸的一端转动连接。

所述晃动底座的上端固定设有盖板，所述盖板上设有对称设置的通槽，所述第一转接件贯穿通槽，相邻两个所述安装件通过横板固定连接。

进一步的，所述伸缩缸的输出端与第二转接件转动连接，所述第二转接件与支撑平台转动连接，所述支撑平台的下端与第一连接杆的上端固定连接，所述第一连接杆的下端与脚踏板固定连接。

进一步的，所述支撑平台的上端固定设有安全座椅，所述支撑平台的上端与第二连接杆的下端固定连接，所述第二连接杆的上端与防护板固定连接，所述防护板环绕在安全座椅侧端，所述防护板上固定设有防脱把手。

进一步的，所述支撑平台的上端与第三连杆的下端固定连接，所述第三连杆的上端与弧形板固定连接，所述弧形板的上端固定设有底板，所述底板的上端固定设有曲面显示屏，所述曲面显示屏置于安全座椅的一侧。

进一步的，所述待测汽车移动和转动模块包括碰撞移动道，所述碰撞移动道上设有凹槽，所述凹槽内设有转动连接的第二丝杆，所述碰撞移动道的一端固定设有第二电机，所述第二电机的输出端连通碰撞移动道，并与第二丝杆固定连接。

进一步的，所述第二丝杆贯穿移动板，并与移动板螺纹配合，所述碰撞移动道的上端固定设有对称设置的方形块，所述方形块之间固定设有第二导向杆，所述移动板的上端固定设有对称设置的滑动块，所述第二导向杆贯穿滑动块，并与滑动块滑动连接。

进一步的，所述移动板的上端正中心设有转动连接的第一齿轮，所述第一齿轮的一端设有与移动板转动连接的第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第二齿轮的上端设有与移动板固定连接的连接架，所述第二齿轮与连接架转动连接，所述连接架的上端固定设有第三电机，所述第三电机的输出端连通连接架，并与第二齿轮固定连接，所述第一齿轮的上端固定设有转板，所述转板上载有待检汽车。

本发明的有益效果：

1、本发明提出的基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，不仅能够对汽车进行慢速主动碰撞检测，而且能够通过改变待测汽车角度，完成多方位多角度的被动碰撞检测，使得检测过程完全模仿实际碰撞过程，使得检测结果更具说服力以及真实性；

2、本发明提出的基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，设置有虚拟仿真实验台，在保证安全的前提或者是慢速碰撞检测时，检测人员能够坐在虚拟仿真实验台上实时感知不同碰撞给车内不同位置的人员造成的影响，能够得到最具真实的碰撞感知体验，进一步提升检测数据的准确性以及完整性；

3、本发明提出的基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，将检测区域与控制感知区域分开，保证了在碰撞检测时撞击碎片不会飞溅损坏控制设备，同时避免对实验人员造成安全隐患；

4、本发明提出的基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，其中虚拟仿真实验台设有多种防护机构，能够在碰撞检测时不仅能够对检测人员提供最真实的碰撞感受，同时还能保证检测人员的安全，人性化强，安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的虚拟仿真实验台结构示意图；

图3是本发明实施例的虚拟仿真实验台另一视角结构示意图；

图4是本发明实施例的虚拟仿真实验台晃动底座内部结构示意图；

图5是本发明实施例的待测汽车移动和转动模块以及指定撞击物结构示意图；

图6是图5的A处放大结构示意图；

图7是本发明实施例的待测汽车移动和转动模块以及指定撞击物结构另一视角示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

如图1所示，一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，包括演示场地1，所述演示场地1内竖直设有防护分割墙体5，所述防护分割墙体5将演示场地1分为检测区域和控制感知区域两部分，其中控制感知区域内设有台架2和控制台4，所述台架2上设有虚拟仿真实验台3，所述控制台4设于台架2的一侧；检测区域内设有指定撞击物6以及待测汽车移动和转动模块8，所述指定撞击物6置于待测汽车移动和转动模块8的一端。所述待测汽车移动和转动模块8的另一端设有待测车辆进入轨道7，所述待测汽车移动和转动模块8的一侧设有撞击车辆进入轨道10，所述待测车辆进入轨道7和撞击车辆进入轨道10均连通外界与演示场地1，所述待测车辆进入轨道7用于引导待检汽车9驶入待测汽车移动和转动模块8上，所述撞击车辆进入轨道10用于引导碰撞汽车11撞击待检汽车9。

如图2、图3和图4所示，所述虚拟仿真实验台3包括圆周阵列的晃动底座31，所述晃动底座31的下端固定设有置于台架2上的支撑座34，所述晃动底座31内固定设有对称设置的连接块320，一个所述连接块320的侧端固定设有安装件323，另一个所述连接块320的一端固定设有限位块326，所述连接块320之间设有转动连接的第一丝杆324，靠近所述安装件323的所述连接块320的一端固定设有第一电机321，所述第一电机321的输出端连通连接块320，并与第一丝杆324固定连接。所述连接块320之间固定设有对称设置的第一导向杆322，所述第一导向杆322靠近所述限位块326的一端贯穿所述连接块320，并与连接板327固定连接。所述第一导向杆322和第一丝杆324贯穿移动块325，所述第一导向杆322与移动块325滑动连接，所述第一丝杆324与移动块325螺纹配合。所述移动块325上设有转动连接的第一转接件36，所述第一转接件36与伸缩缸37的一端转动连接。所述晃动底座31的上端固定设有盖板32，所述盖板32上设有对称设置的通槽33，所述第一转接件36贯穿通槽33。相邻两个所述安装件323通过横板35固定连接。

所述伸缩缸37的输出端与第二转接件313转动连接，所述第二转接件313与支撑平台315转动连接，所述支撑平台315的下端与第一连接杆318的上端固定连接，所述第一连接杆318的下端与脚踏板319固定连接。所述支撑平台315的上端固定设有安全座椅310，所述支撑平台315的上端与第二连接杆317的下端固定连接，所述第二连接杆317的上端与防护板39固定连接，所述防护板39环绕在安全座椅310侧端，所述防护板39上固定设有防脱把手314。所述支撑平台315的上端与第三连杆316的下端固定连接，所述第三连杆316的上端与弧形板38固定连接。所述弧形板38的上端固定设有底板311，所述底板311的上端固定设有曲面显示屏312，所述曲面显示屏312置于安全座椅310的一侧。

如图5、图6和图7所示，所述待测汽车移动和转动模块8包括碰撞移动道81，所述碰撞移动道81上设有凹槽812，所述凹槽812内设有转动连接的第二丝杆813，所述碰撞移动道81的一端固定设有第二电机82，所述第二电机82的输出端连通碰撞移动道81，并与第二丝杆813固定连接。所述第二丝杆813贯穿移动板85，并与移动板85螺纹配合。所述碰撞移动道81的上端固定设有对称设置的方形块83，所述方形块83之间固定设有第二导向杆84，所述移动板85的上端固定设有对称设置的滑动块811，所述第二导向杆84贯穿滑动块811，并与滑动块811滑动连接。所述移动板85的上端正中心设有转动连接的第一齿轮89，所述第一齿轮89的一端设有与移动板85转动连接的第二齿轮86，所述第二齿轮86与第一齿轮89啮合。所述第二齿轮86的上端设有与移动板85固定连接的连接架87，所述第二齿轮86与连接架87转动连接，所述连接架87的上端固定设有第三电机88，所述第三电机88的输出端连通连接架87，并与第二齿轮86固定连接。所述第一齿轮89的上端固定设有转板810，所述转板810上载有待检汽车9。

需要注意的是，所述控制台4能够控制第一电机321、第二电机82以及第三电机88的转速和转动方向，在实际检测过程中待检汽车9和碰撞汽车11内设有模仿驾驶员以及乘客的假人，假人身体上连接有传感器和摄像头，且在座位上安装传感器，在车内安装摄像头，传感器能够将实时碰撞数据反馈至控制台4，摄像头能够将实时碰撞画面传输至控制台4。控制台4在对接收到的碰撞数据以及碰撞画面进行分析处理，得出安全性能评估，同时将假人所感知的实时碰撞画面和实时碰撞状态传输至虚拟仿真实验台3，坐在虚拟仿真实验台3上的研究人员能够感受到最真实的实时碰撞感受(虚拟仿真实验台3作为真人虚拟模拟，需要在保证绝对安全的情况下进行，即车速不过快，撞击力度不大)，研究人员能够将碰撞感知记录下来，结合控制台4分析所得的碰撞信息，使得最终的碰撞结论更具有真实性和说服力。

实际检测过程分为主动碰撞检测和被动碰撞检测两种。

对于主动碰撞检测，先由实验人员将待检汽车9由待测车辆进入轨道7驾驶到转板810上，使其待检汽车9的车头正对指定撞击物6，在待检汽车9内安装假人、摄像头和传感器。若碰撞检测为慢速碰撞，则选取几个研究人员坐在安全座椅310上，系好安全带，脚踩脚踏板319，手握防脱把手314，必要时也可在身上连接传感器，分别感知待检汽车9车内不同位置假人的实时碰撞状态；若碰撞检测为快速碰撞，则选择几个假人模仿真人固定在安全座椅310上，系好安全带，脚踩脚踏板319，手握防脱把手314，并在身上连接传感器，分别感知待检汽车9内不同位置假人的实时碰撞状态。准备工作完成后，通过控制台4，控制第二电机82转动，使得待检汽车9撞击指定撞击物6，将碰撞数据收集分析后得出主动碰撞安全性能结论。

对于被动碰撞检测，相同的先对待检汽车9做好准备工作，控制第二电机82转动，使得待检汽车9移动至撞击车辆进入轨道10的一端。然后根据实际需要控制第三电机88转动，使得第二齿轮86带动第一齿轮89和转板810转动，使得待检汽车9转动一定角度。然后由研究人员将碰撞汽车11驶入撞击车辆进入轨道10，相同的在碰撞汽车11上安装假人、摄像头和传感器。然后根据慢速和快速碰撞，选择研究人员或者假人固定在安全座椅310上，系好安全带，脚踩脚踏板319，手握防脱把手314，并在身上连接传感器，分别感知待检汽车9和碰撞汽车11内不同位置假人的实时碰撞状态。准备工作完成之后由控制台4控制碰撞汽车11以指定速度撞击待检汽车9，将碰撞数据收集分析后得出主动碰撞安全性能结论。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，包括演示场地（1），其特征在于，所述演示场地（1）内竖直设有防护分割墙体（5），所述防护分割墙体（5）将演示场地（1）分为检测区域和控制感知区域，控制感知区域内设有台架（2）和控制台（4），所述台架（2）上设有虚拟仿真实验台（3），所述控制台（4）设于台架（2）的一侧，检测区域内设有指定撞击物（6）以及待测汽车移动和转动模块（8），所述指定撞击物（6）置于待测汽车移动和转动模块（8）的一端；

所述待测汽车移动和转动模块（8）的另一端设有待测车辆进入轨道（7），所述待测汽车移动和转动模块（8）的一侧设有撞击车辆进入轨道（10），所述待测车辆进入轨道（7）和撞击车辆进入轨道（10）均连通外界与演示场地（1），所述待测车辆进入轨道（7）用于引导待检汽车（9）驶入待测汽车移动和转动模块（8）上，所述撞击车辆进入轨道（10）用于引导碰撞汽车（11）撞击待检汽车（9）；

所述虚拟仿真实验台（3）包括圆周阵列的晃动底座（31），所述晃动底座（31）的下端固定设有置于台架（2）上的支撑座（34），所述晃动底座（31）内固定设有对称设置的连接块（320），一个所述连接块（320）的侧端固定设有安装件（323），另一个所述连接块（320）的一端固定设有限位块（326），所述连接块（320）之间设有转动连接的第一丝杆（324），靠近所述安装件（323）的所述连接块（320）的一端固定设有第一电机（321），所述第一电机（321）的输出端连通连接块（320），并与第一丝杆（324）固定连接；

所述连接块（320）之间固定设有对称设置的第一导向杆（322），所述第一导向杆（322）靠近所述限位块（326）的一端贯穿所述连接块（320），并与连接板（327）固定连接，所述第一导向杆（322）和第一丝杆（324）贯穿移动块（325），所述第一导向杆（322）与移动块（325）滑动连接，所述第一丝杆（324）与移动块（325）螺纹配合，所述移动块（325）上设有转动连接的第一转接件（36），所述第一转接件（36）与伸缩缸（37）的一端转动连接；

所述晃动底座（31）的上端固定设有盖板（32），所述盖板（32）上设有对称设置的通槽（33），所述第一转接件（36）贯穿通槽（33），相邻两个所述安装件（323）通过横板（35）固定连接；

所述待测汽车移动和转动模块（8）包括碰撞移动道（81），所述碰撞移动道（81）上设有凹槽（812），所述凹槽（812）内设有转动连接的第二丝杆（813），所述碰撞移动道（81）的一端固定设有第二电机（82），所述第二电机（82）的输出端连通碰撞移动道（81），并与第二丝杆（813）固定连接；

所述第二丝杆（813）贯穿移动板（85），并与移动板（85）螺纹配合，所述碰撞移动道（81）的上端固定设有对称设置的方形块（83），所述方形块（83）之间固定设有第二导向杆（84），所述移动板（85）的上端固定设有对称设置的滑动块（811），所述第二导向杆（84）贯穿滑动块（811），并与滑动块（811）滑动连接；

所述移动板（85）的上端正中心设有转动连接的第一齿轮（89），所述第一齿轮（89）的一端设有与移动板（85）转动连接的第二齿轮（86），所述第二齿轮（86）与第一齿轮（89）啮合，所述第二齿轮（86）的上端设有与移动板（85）固定连接的连接架（87），所述第二齿轮（86）与连接架（87）转动连接，所述连接架（87）的上端固定设有第三电机（88），所述第三电机（88）的输出端连通连接架（87），并与第二齿轮（86）固定连接，所述第一齿轮（89）的上端固定设有转板（810），所述转板（810）上载有待检汽车（9）；

所述控制台（4）能够控制第一电机（321）、第二电机（82）以及第三电机（88）的转速和转动方向，在实际检测过程中待检汽车（9）和碰撞汽车（11）内设有模仿驾驶员以及乘客的假人，假人身体上连接有传感器和摄像头，且在座位上安装传感器，在车内安装摄像头，传感器能够将实时碰撞数据反馈至控制台（4），摄像头能够将实时碰撞画面传输至控制台（4），控制台（4）在对接收到的碰撞数据以及碰撞画面进行分析处理，得出安全性能评估，同时将假人所感知的实时碰撞画面和实时碰撞状态传输至虚拟仿真实验台（3）。

2.根据权利要求1所述的一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，其特征在于，所述伸缩缸（37）的输出端与第二转接件（313）转动连接，所述第二转接件（313）与支撑平台（315）转动连接，所述支撑平台（315）的下端与第一连接杆（318）的上端固定连接，所述第一连接杆（318）的下端与脚踏板（319）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，其特征在于，所述支撑平台（315）的上端固定设有安全座椅（310），所述支撑平台（315）的上端与第二连接杆（317）的下端固定连接，所述第二连接杆（317）的上端与防护板（39）固定连接，所述防护板（39）环绕在安全座椅（310）侧端，所述防护板（39）上固定设有防脱把手（314）。

4.根据权利要求3所述的一种基于主被动安全协同优化的汽车碰撞演示平台，其特征在于，所述支撑平台（315）的上端与第三连杆（316）的下端固定连接，所述第三连杆（316）的上端与弧形板（38）固定连接，所述弧形板（38）的上端固定设有底板（311），所述底板（311）的上端固定设有曲面显示屏（312），所述曲面显示屏（312）置于安全座椅（310）的一侧。

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