CN115597813B - 一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数据处理领域，公开了一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法和设备。该方法包括：控制所述弧形锤头以预设速度撞击所述预设假人的下腹部；从所述位移传感器中获取撞击过程中的位移信息，所述位移信息为所述预设假人下腹部和所述弧形锤头所发生的位移信息；从所述压力传感器中获取撞击过程中的压力信息，所述压力信息为所述预设假人下腹部在所述弧形锤头撞击下所承受的压力信息；基于所述位移信息和所述压力信息，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准。本申请的技术方案能够测试当前假人是否符合生物仿真标准，以确保后续使用假人进行汽车碰撞试验测试数据的准确性。

Description

一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法和设备
技术领域
本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法和设备。
背景技术
随着汽车保有量增加，交通事故频发，汽车安全的重要性也逐步增加。汽车被动安全测试技术对乘员保护具有重要意义。其中，碰撞假人在汽车被动安全的碰撞测试中不可或缺，通过碰撞测试后假人传感器提供的数据来研究碰撞对人体的损伤程度，以提出优化改进，增加汽车的安全性。
为了确保汽车碰撞试验测试数据的准确性，需要在测试前对碰撞假人进行标定。通过标定来验证假人与真人生物力学响应的一致性。而目前的标定试验只有头部、颈部、胸部、膝部，对腹部的研究试验较少。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法和设备，能够测试当前假人是否符合生物仿真标准，以确保后续使用假人进行汽车碰撞试验测试数据的准确性。
本发明实施例提供了一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法，所述方法由用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备执行，所述用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备包括弧形锤头、固定设置的预设假人、位移传感器和压力传感器，所述方法包括：
控制所述弧形锤头以预设速度撞击所述预设假人的下腹部；
从所述位移传感器中获取撞击过程中的位移信息，所述位移信息为所述预设假人下腹部和所述弧形锤头所发生的位移信息；
从所述压力传感器中获取撞击过程中的压力信息，所述压力信息为所述预设假人下腹部在所述弧形锤头撞击下所承受的压力信息；
基于所述位移信息和所述压力信息，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准。
本发明实施例提供了一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备，用于实现上述用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法，包括固定平台、假人固定装置、冲击锤、与所述冲击锤连接的控制装置以及预设假人，所述假人固定装置上设置有压力传感器，所述压力传感器分别与所述预设假人的骨盆尾部和所述控制装置连接，所述冲击锤上设置有弧形锤头和位移传感器，所述位移传感器分别与所述弧形锤头和所述控制装置连接，其中：
所述固定平台用于固定所述假人固定装置；
所述假人固定装置用于固定所述预设假人；
所述冲击锤用于带动所述弧形锤头撞击所述预设假人的下腹部；
所述控制装置用于控制所述冲击锤撞击所述预设假人的下腹部；
所述压力传感器用于在所述弧形锤头撞击所述预设假人下腹部的过程中，采集预设假人下腹部所承受的压力信息；
所述位移传感器用于在所述弧形锤头撞击所述预设假人下腹部的过程中，采集预设假人下腹部和所述弧形锤头所发生的位移信息；
所述控制装置还用于基于所述位移信息和所述压力信息，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准。
本发明实施例具有以下技术效果：
利用弧形锤头以预设速度撞击所述预设假人的下腹部，模拟驾驶员高速行驶突然急刹车，人体因为惯性向前的情况下，安全带对人体下腹部所造成的冲击的场景，利用位移传感器和压力传感器检测弧形锤头撞击假人下腹部的过程中，假人下腹部和弧形锤头发生的位移信息以及假人下腹部所遭受的压力信息，利用位移信息和压力信息确定假人的力学响应是否符合生物仿真标准，克服了现有假人标定试验只有头部、颈部、胸部、膝部等部位，没有下腹部的不足，通过下腹部冲击试验能够测试当前假人是否符合生物仿真标准，以确保后续使用假人进行汽车碰撞试验测试数据的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明实施例提供的一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种用于汽车碰撞试验假人固定装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种用于汽车碰撞试验假人固定装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种冲击锤的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种弧形锤头与假人下腹部接触面的示意图；
图7为本发明实施例提供的一种弧形锤头俯视图。
图中：1、固定平台；2、假人固定装置；3、冲击锤；4、第一压紧螺栓；5、支撑肋板；6、第二压紧螺栓；7、压力传感器；8、第一调整螺栓；9、第三滑块；10、第三滑轨；11、第一滑轨；12、躯干支撑板；13、第一滑块；14、第二滑轨；15、第二滑块；16、第二调整螺栓；17、盖板；18、胸腔连接板；19、第三压紧螺栓；20、调节孔；21、背部支承板；22、第三调整螺栓；23、第四压紧螺栓；24、骨盆尾部连接板；25、躯干支撑底板；26、二级双层齿轮；27、第四滑块；28、三级双层齿轮；29、二级单层齿轮；30、一级单层齿轮；31、曲柄；32、手摇握把；33、弧形锤头；34、位移传感器；35、滑轮；36、锤身；37、冲击锤配重；38、加速度传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
图1是本发明实施例提供的一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法的流程示意图。该方法由用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备执行，所述用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备包括弧形锤头、固定设置的预设假人、位移传感器和压力传感器。参见图1，该用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法具体包括：
S110、控制所述弧形锤头以预设速度撞击所述预设假人的下腹部。
S120、从所述位移传感器中获取撞击过程中的位移信息，所述位移信息为所述预设假人下腹部和所述弧形锤头所发生的位移信息。
S130、从所述压力传感器中获取撞击过程中的压力信息，所述压力信息为所述预设假人下腹部在所述弧形锤头撞击下所承受的压力信息。
S140、基于所述位移信息和所述压力信息，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准。
本实施例中的假人下腹部冲击试验是模拟在急刹车过程中，安全带对人体下腹部造成的冲击，因此，用于进行下腹部撞击的锤头为弧形锤头。本实施例优选可以通过控制与弧形锤头连接的机械结构运动，来带动弧形锤头撞击预设假人的下腹部。其中，弧形锤头的预设速度可以是2±0.1 m/s范围内的任一速度，也可以是3±0.1 m/s范围内的任一速度，还可以是4±0.1 m/s范围内的任一速度，此处不做特殊限定。为了保证试验结果的准确性，优选可以控制弧形锤头以多个预设速度撞击预设假人的下腹部，得到多个试验结果，示例性的，多个预设速度可以包括2 m/s、3 m/s和4 m/s。需要说明的是，在撞击过程中，弧形锤头和预设假人下腹部处于同一水平面上，且在水平面上朝向预设假人下腹部方向运动，无其他方向（如竖直方向）的运动。
用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备中的位移传感器用于测量撞击过程中预设假人下腹部的位移信息（或弧形锤头的位移信息）。本实施例中的位移信息可以是预设假人下腹部发生撞击部位的一个位置处的位移信息，也可以是预设假人下腹部发生撞击部位的多个位置处的位移信息，这些位移信息均可以通过位移传感器获得。位移传感器可以设置为与弧形锤头连接，用于感知弧形锤头或预设假人下腹部的位移信息，优选可以设置在弧形锤头上。位移传感器的数量可以是一个，也可以是多个，此处不做具体限定。示例性的，当位移传感器的数量为一个，且需要测量预设假人下腹部多个位置处的位移信息时，优选可以在弧形锤头的相应位置处设置金属片，将金属片与位移传感器连接，当弧形锤头与预设假人下腹部发生撞击时，位移传感器能够测量多个位置处的位移信息。
用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备中的压力传感器用于测量所述预设假人下腹部在所述弧形锤头撞击下所承受的压力信息（或弧形锤头的撞击力信息），该压力传感器优选可以设置为与预设假人骨盆尾部连接。
确定所述预设假人是否符合生物仿真标准的方法优选可以是将所述位移信息和所述压力信息分别与标准位移信息和标准压力信息进行对比，根据对比结果，确定预设假人是否符合生物仿真标准。优选的，当位移信息和标准位移信息相差较小且压力信息与标准压力信息相差较小时，可以确定预设假人符合生物仿真标准，否则确定预设假人不符合生物仿真标准。示例性的，若位移信息与标准位移信息相差较大，则可以确定预设假人不符合生物仿真标准，若位移信息与标准位移信息相差较少，且二者之差在预设范围内，则可以确定预设假人与位移相关的力学响应符合生物仿真标准。若压力信息与标准压力信息相差较大，则可以确定预设假人不符合生物仿真标准，若压力信息与标准压力信息相差较少，且二者之差在预设范围内，则可以确定预设假人与压力相关的力学响应符合生物仿真标准。可以理解的是，若除了位移信息和压力信息外，本实施例的技术方案还可以获取其他力学信息，以进一步精确地确定预设假人是否符合生物仿真标准。其中，其他力学信息可以是加速度信息等。
优选的，所述基于所述位移信息和所述压力信息，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准，包括：
基于所述位移信息确定位移时间试验曲线；
基于所述压力信息确定压力时间试验曲线；
基于走廊法，确定所述位移时间试验曲线与位移时间标准曲线之间的第一相似度，所述位移时间标准曲线由标准假人下腹部冲击试验得到；
基于所述走廊法，确定所述压力时间试验曲线与压力时间标准曲线之间的第二相似度，所述压力时间标准曲线由标准假人下腹部冲击试验得到；
基于所述第一相似度和所述第二相似度，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准。
本实施例中，当第一相似度和第二相似度均大于预设相似度阈值时，可以确定预设假人符合生物仿真标准，否则预设假人不符合生物仿真标准。
示例性的，位移时间标准曲线和压力时间标准曲线可以通过利用10组Hybrid III50th假人（标准假人，该假人符合生物仿真标准）进行10次下腹部冲击试验，得到10个标准假人位移时间曲线和10个标准假人压力时间曲线，分别计算10个标准假人位移时间曲线的平均值和10个标准假人压力时间曲线的平均值，得到位移时间标准曲线和压力时间标准曲线。
本实施例中的走廊法如下所示：
以标准曲线为基准，计算内部走廊下曲线、内部走廊上曲线、外部走廊下曲线和外部走廊上曲线，具体公式如下：
其中，为内部走廊宽度的一半，为外部走廊宽度的一半，且，具体公式如下：
其中，为定义内部走廊相对半宽度的参数，为定义外部走廊相对半宽度的参数，0≤≤1，0≤≤1，且<，，和均为缩放参数，为标准差，计算公式如下：
其中，为第次利用标准假人进行下腹部冲击试验得到的相应曲线，其中，=1、2......，其中，为整数。
在实际使用走廊法的过程中，通过调整、、和的数值，可以将试验曲线全部落入走廊曲线的范围内，以计算试验曲线和相应标准曲线的相似度。在计算相似度之前，可以将时间区间均分成p份，在每一个时间步上计算时间步内的相似度。试验曲线和相应标准曲线的相似度是p个时间步内的相似度的平均值。
和的计算公式如下：
其中，为每一个时间步对应的试验曲线，m=1、2、3......p。指数k描述了从1到0之间的等级下降，k越大，曲线的等级相对于其到内部走廊的距离的衰减越大。
的值越趋近于1，则表示试验曲线与标准曲线越相似，则表明预设假人越符合相应的生物仿真标准。相反，的值越趋近于0，则表示试验曲线与标准曲线越不相似，则表明预设假人越不符合相应的生物仿真标准。在具体实施过程中，可以设定预设相似度阈值，当的值大于预设相似度阈值时，则表明预设假人符合相应的生物仿真标准，否则表明预设假人不符合相应的生物仿真标准。
本实施例具有以下技术效果：利用弧形锤头以预设速度撞击所述预设假人的下腹部，模拟驾驶员高速行驶突然急刹车，人体因为惯性向前的情况下，安全带对人体下腹部所造成的冲击的场景，利用位移传感器和压力传感器检测弧形锤头撞击假人下腹部的过程中，假人下腹部和弧形锤头发生的位移信息以及假人下腹部所遭受的压力信息，利用位移信息和压力信息确定假人的力学响应是否符合生物仿真标准，克服了现有假人标定试验只有头部、颈部、胸部、膝部等部位，没有下腹部的不足，通过下腹部冲击试验能够测试当前假人是否符合生物仿真标准，以确保后续使用假人进行汽车碰撞试验测试数据的准确性。
在上述各实施例的基础上，进一步的，所述用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备还包括用于反馈所述弧形锤头的实时加速度信息的加速度传感器，假人下腹部冲击试验还包括：
根据所述加速度传感器反馈的实时加速度信息，调整所述弧形锤头的摆锤力。
优选的，可以基于实时加速度信息确定加速度时间试验曲线，基于走廊法，确定加速度时间试验曲线和加速度时间标准曲线之间的第三相似度；基于第一相似度、第二相似度和第三相似度确定预设假人是否符合生物仿真标准。可以理解的是，当第一相似度、第二相似度和第三相似度均大于预设相似度阈值时，可以确定预设假人符合生物仿真标准，否则预设假人不符合生物仿真标准。
在上述各实施例的基础上，进一步的，所述位移信息包括预设位置对应的位移信息，所述预设位置为将所述弧形锤头与所述下腹部的接触面均分成至少两部分后每一部分的中心位置。
在汽车碰撞事故中，人体腹部的相关组织在安全带的作用下将产生加速度、位移（腹部压缩量）等响应，当这些响应超过人体组织所能承受的做大限度时，人体器官就会发生破裂或损伤。其中，可以通过测得局部的压缩量来判断和预测损伤，因此可以测量接触面上的多个点（即预设位置）的位移信息。
示例性的，可以将弧形锤头与预设假人下腹部的接触面平均分成三份，确定每部分的中心位置，并利用位移传感器分别测量每部分中心位置的位移信息，具体的，可以在接触面的预设位置处加装金属片，将金属片与位移传感器连接，当金属片与皮肤接触时，位移传感器开始测量位移信息，其中，位移的最大值为下腹部的入侵量。位移测量方法采用接触时开始测量，碰撞结束后结束测量。
图2为本发明实施例提供的一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备的结构示意图，图3为本发明实施例提供的一种用于汽车碰撞试验假人固定装置的结构示意图，图4为本发明实施例提供的另一种用于汽车碰撞试验假人固定装置的结构示意图，图5为本发明实施例提供的一种冲击锤的结构示意图，图6为本发明实施例提供的一种弧形锤头与假人下腹部接触面的示意图，图7为本发明实施例提供的一种弧形锤头俯视图。用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备用于实现上述各实施例所述的用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法。如图2-7所示，用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备包括固定平台1、假人固定装置2、冲击锤3、与所述冲击锤3连接的控制装置（图中未示出）以及预设假人（图中未示出），所述假人固定装置2上设置有压力传感器7，所述压力传感器7分别与所述预设假人的骨盆尾部和所述控制装置连接，所述冲击锤3上设置有弧形锤头33和位移传感器34，所述位移传感器34分别与所述弧形锤头33和所述控制装置连接，其中：
所述固定平台1用于固定所述假人固定装置2。所述假人固定装置2用于固定所述预设假人。所述冲击锤3用于带动所述弧形锤头33撞击所述预设假人的下腹部。所述控制装置用于控制所述冲击锤3撞击所述预设假人的下腹部，具体的，控制装置可以通过控制机械装置（图中未示出）带动冲击锤3撞击预设假人的下腹部，其中，机械装置可以是与冲击锤3连接的支架。所述压力传感器7用于在所述弧形锤头33撞击所述预设假人下腹部的过程中，采集预设假人下腹部所承受的压力信息。所述位移传感器34用于在所述弧形锤头33撞击所述预设假人下腹部的过程中，采集预设假人下腹部和所述弧形锤头33所发生的位移信息。所述控制装置还用于基于所述位移信息和所述压力信息，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准。
本实施例在进行假人下腹部冲击试验之前，可以对预设假人腹部和骨盆外观进行检查，确定预设假人腹部和骨盆是否有破损之处。随后可以将假人试验部分放置于温度处于20.6℃~22.2℃范围内，相对湿度处于10%~70%范围内的环境中，存放至少4个小时。开始试验时，可以使用酒精对预设假人腹部、骨盆和弧形锤头冲击面进行清洁擦拭。
冲击锤3的锤头部分设计为弧形锤头33，是依据人体腹部受安全带影响得来。假人下腹部冲击试验是根据人体腹部损伤而制定的，而人体下腹部损伤主要来源于驾驶员在高速行驶的情况下突然刹车导致人体因为惯性而向前，从而受到安全带对人体胸部和腹部的影响。本试验主要用于研究人体腹部的损伤与假人腹部的力学响应的一致性。由于安全带与人体接触面积较大，且当加速度较大时，安全带对人体的力的加载方式与钝性冲击相似，包括能量传播方式和冲击速度相同，而碰撞位置、撞击物的形状和碰撞过程中人体的姿态都会对结构产生影响，因此采用弧形锤头模拟安全带对人体下腹部的冲击，使假人的力学响应能够更加符合真实人体的力学响应。
弧形锤头33的宽度和接触面角度α（如图7所示）是根据大量试验数据确定的，优选可以设置弧形锤头33的宽度范围为40mm~50mm，接触面角度α的范围为100°~130°。弧形锤头33撞击预设假人的下腹部后，弧形锤头33锤头与预设假人下腹部的接触面如图6所示。
本实施例具有以下技术效果：利用弧形锤头以预设速度撞击所述预设假人的下腹部，模拟驾驶员高速行驶突然急刹车，人体因为惯性向前的情况下，安全带对人体下腹部所造成的冲击的场景，利用固定平台和假人固定装置将假人固定在试验所需位置，保证假人在冲击试验过程中不会发生移动，利用位移传感器和压力传感器检测弧形锤头撞击假人下腹部的过程中，假人下腹部和弧形锤头发生的位移信息以及假人下腹部所遭受的压力信息，利用位移信息和压力信息确定假人的力学响应是否符合生物仿真标准，克服了现有假人标定试验只有头部、颈部、胸部、膝部等部位，没有下腹部的不足，通过下腹部冲击试验能够测试当前假人是否符合生物仿真标准，以确保后续使用假人进行汽车碰撞试验测试数据的准确性。同时，采用弧形锤头的冲击锤，能够尽可能的还原人体腹部损伤的真实情况。撞击位置不同，对人体造成的损伤程度不同，所以假人撞击的后的生物力学响应也会不同。此外，还可以通过试验结果，后续对假人模型做出优化，提高汽车碰撞假人的生物仿真度。
在上述各实施例的基础上，进一步的，假人固定装置2还包括躯干支撑板12、胸腔连接部、背部支承部和骨盆尾部连接部，其中，所述胸腔连接部包括第二调整螺栓16、盖板17、胸腔连接板18、第三压紧螺栓19和调节孔20，所述背部支承部包括背部支承板21和第一调整螺栓8，所述骨盆尾部连接部包括第三调整螺栓22、第四压紧螺栓23和骨盆尾部连接板24，其中：
所述胸腔连接部与所述躯干支撑板12连接，所述盖板17内部设置有限位滑块，所述第二调整螺栓16和所述限位滑块配合调整所述胸腔连接板18的角度，以调整所述预设假人的胸腔角度，所述胸腔连接板18用于支承所述预设假人的胸腔，所述第三压紧螺栓19用于固定连接所述预设假人的胸腔，所述调节孔20用于根据所述预设假人的不同百分位，调整所述第三压紧螺栓19的位置；
所述背部支承部与所述躯干支撑板12连接，所述第一调整螺栓8用于调整所述背部支承板21的角度，以使所述背部支承板21的角度与所述预设假人的躯干角度相匹配，所述背部支承板21用于支承所述预设假人的背部；
所述骨盆尾部连接部通过所述压力传感器7与所述躯干支撑板12连接，所述骨盆尾部连接板24用于支承所述预设假人的骨盆尾部，所述第三调整螺栓22用于调整所述骨盆尾部连接板24的角度，以调整所述预设假人的骨盆尾部的角度，所述第四压紧螺栓23用于固定连接所述预设假人的骨盆尾部。
本实施例中，第二调整螺栓16和限位滑块配合调整胸腔连接板18的角度，其角度变化范围为0.5°到1°。第一调整螺栓8调整背部支承板21的角度，其角度变化范围为0.5°到1°。第三调整螺栓22调整骨盆尾部连接板24的角度，其角度变化范围为0.5°到1°。第三压紧螺栓19和第四压紧螺栓23在实际使用过程中需要配合垫片使用。
在上述各实施例的基础上，进一步的，假人固定装置2还包括手摇握把32、曲柄31、一级单层齿轮30、二级单层齿轮29、二级双层齿轮26、三级双层齿轮28、第四滑块27、第一滑轨11、第一滑块13、第二滑轨14、第二滑块15、第三滑轨10和第三滑块9，其中：
第四滑块27与所述第一滑块13相连，当需要调整第一滑块13的位置时，将曲柄31拉出卡槽，手摇握把32由外力驱动转动，并带动一级单层齿轮30、二级单层齿轮29、二级双层齿轮26和三级双层齿轮28转动，以使第四滑块27带动第一滑块13上下运动，当第一滑块13到达目标位置时，将曲柄31插入卡槽，手摇握把32无法转动；
所述第一滑轨11设置于所述躯干支撑板12上，所述第二滑轨14和所述第三滑轨10分别设置于第一滑块13上，所述第一滑块13在所述第四滑块27带动下沿所述第一滑轨11上下运动，并带动所述第二滑轨14和所述第三滑轨10上下运动；
所述第二滑块15上设置有所述胸腔连接部，所述第二滑块15沿所述第二滑轨14前后运动，并带动所述胸腔连接部前后运动，以辅助调节预设假人的躯干角度，所述第二滑块15通过所述第二滑轨14上的限位卡槽进行定位；
所述第三滑块9上设置有所述背部支承部，所述第三滑块9沿所述第三滑轨10前后运动，并带动所述背部支承部前后运动，以辅助调节预设假人的躯干角度，所述第三滑块9通过所述第三滑轨10上的限位卡槽进行定位。
本实施例中，第四滑块27带动第一滑块13上下运动的幅度范围为2mm~4mm。第二滑块15带动胸腔连接部前后运动的幅度范围为5mm-10mm。第三滑块9带动背部支承部前后运动的幅度范围为5mm-10mm。
本实施例中的假人下腹部冲击试验装置适用于多种百分位假人，且因角度和高度可调适用于多种工况。为了便于假人的固定，用于试验的假人躯干包括胸腔（胸腔包括脊柱箱、肋骨和胸皮）、腰椎、腹部、骨盆。首先确定假人躯干的整体摆放角度，根据实验数据，设定预设假人的胸腔与竖直面的角度为27±1°，可以通过调整第二调整螺栓16和限位滑块，可以将预设假人的胸腔调整到所需要的角度。设定预设假人的骨盆尾部与竖直面的角度为63±1°，可以通过调整第三调整螺栓22，将骨盆尾部连接板的角度调整到所需要的角度。可以使用手摇握把32调整第一滑块13的高度，将预设假人的胸腔调整到预设高度。可以通过调节第二滑块15与第三滑块9的位置，使预设假人脊柱箱与骨盆保持在一条直线上，随后分别通过第二滑轨14和第三滑轨10上的限位卡槽固定第二滑块15与第三滑块9。还可以通过调整第一调整螺栓8，将背部支承板21的角度调整至预设假人躯干所需要的支承角度，以使背部支承板21能够支承预设假人的躯干背部。
在上述各实施例的基础上，进一步的，假人固定装置2还包括第一压紧螺栓4、支撑肋板5、第二压紧螺栓6和躯干支撑底板25，其中：
所述躯干支撑底板25通过所述第一压紧螺栓4固定设置于所述固定平台1上，用于支撑所述躯干支撑板12；
所述支撑肋板5通过所述第二压紧螺栓6固定设置于所述躯干支撑底板25和所述躯干支撑板12之间，用于辅助所述躯干支撑底板25支撑所述躯干支撑板12。
本实施例中，第一压紧螺栓4和第二压紧螺栓6在实际使用过程中需要配合垫片使用。
在上述各实施例的基础上，进一步的，所述冲击锤3还包括锤身36，所述锤身的一端设置有所述弧形锤头33，所述锤身36远离所述弧形锤头33的一端设置有加速度传感器38，所述加速度传感器38设置于所述锤身36的中轴线上，且敏感轴方向指向撞击方向，所述加速度传感器38与所述控制装置连接，其中：
所述加速度传感器38用于反馈所述弧形锤头33的实时加速度信息；
所述控制装置还用于根据所述加速度传感器38反馈的实时加速度信息，调整所述弧形锤头33的摆锤力。
本实施例中的加速度传感器38优选可以是单轴加速度传感器。
本实施例中，冲击锤3还可以包括滑轮35和冲击锤配重37，其中，滑轮35用于安装冲击锤配重37，冲击锤配重37用于使冲击锤3的总重量达到预设要求。
其中，锤身36为刚性圆柱体，具体要求其直径为150±1mm、圆角半径为12.7±0.3mm，重量（包括冲击锤配重37、滑轮35以及位移传感器34和加速度传感器38）为20±1kg。弧形锤头33的中心位置与假人腹部中心位置平齐。冲击锤3与固定平台1平行，以使弧形锤头33的中心线与骨盆尾部压力传感器在同一水平面内。
在上述各实施例的基础上，进一步的，所述弧形锤头33的预设位置上设置有金属片，所述弧形锤头33通过所述金属片与所述位移传感器34连接。
需要说明的是，本发明所用术语仅为了描述特定实施例，而非限制本申请范围。如本发明说明书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。
还需说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。

Claims (9)

1.一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备，其特征在于，包括固定平台(1)、假人固定装置(2)、冲击锤(3)、与所述冲击锤(3)连接的控制装置以及预设假人，所述假人固定装置(2)上设置有压力传感器(7)，所述压力传感器(7)分别与所述预设假人的骨盆尾部和所述控制装置连接，所述冲击锤(3)上设置有弧形锤头(33)和位移传感器(34)，所述位移传感器(34)分别与所述弧形锤头(33)和所述控制装置连接，其中：
所述固定平台(1)用于固定所述假人固定装置(2)；
所述假人固定装置(2)用于固定所述预设假人；
所述冲击锤(3)用于带动所述弧形锤头(33)撞击所述预设假人的下腹部；
所述控制装置用于控制所述冲击锤(3)撞击所述预设假人的下腹部；
所述压力传感器(7)用于在所述弧形锤头(33)撞击所述预设假人下腹部的过程中，采集预设假人下腹部所承受的压力信息；
所述位移传感器(34)用于在所述弧形锤头(33)撞击所述预设假人下腹部的过程中，采集预设假人下腹部和所述弧形锤头(33)所发生的位移信息；
所述控制装置还用于基于所述位移信息和所述压力信息，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准；
假人固定装置(2)还包括躯干支撑板(12)、胸腔连接部、背部支承部和骨盆尾部连接部，其中，所述胸腔连接部包括第二调整螺栓(16)、盖板(17)、胸腔连接板(18)、第三压紧螺栓(19)和调节孔(20)，所述背部支承部包括背部支承板(21)和第一调整螺栓(8)，所述骨盆尾部连接部包括第三调整螺栓(22)、第四压紧螺栓(23)和骨盆尾部连接板(24)，其中：
所述胸腔连接部与所述躯干支撑板(12)连接，所述盖板(17)内部设置有限位滑块，所述第二调整螺栓(16)和所述限位滑块配合调整所述胸腔连接板(18)的角度，以调整所述预设假人的胸腔角度，所述胸腔连接板(18)用于支承所述预设假人的胸腔，所述第三压紧螺栓(19)用于固定连接所述预设假人的胸腔，所述调节孔(20)用于根据所述预设假人的不同百分位，调整所述第三压紧螺栓(19)的位置；
所述背部支承部与所述躯干支撑板(12)连接，所述第一调整螺栓(8)用于调整所述背部支承板(21)的角度，以使所述背部支承板(21)的角度与所述预设假人的躯干角度相匹配，所述背部支承板(21)用于支承所述预设假人的背部；
所述骨盆尾部连接部通过所述压力传感器(7)与所述躯干支撑板(12)连接，所述骨盆尾部连接板(24)用于支承所述预设假人的骨盆尾部，所述第三调整螺栓(22)用于调整所述骨盆尾部连接板(24)的角度，以调整所述预设假人的骨盆尾部的角度，所述第四压紧螺栓(23)用于固定连接所述预设假人的骨盆尾部。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，假人固定装置(2)还包括手摇握把(32)、曲柄(31)、一级单层齿轮(30)、二级单层齿轮(29)、二级双层齿轮(26)、三级双层齿轮(28)、第四滑块(27)、第一滑轨(11)、第一滑块(13)、第二滑轨(14)、第二滑块(15)、第三滑轨(10)和第三滑块(9)，其中：
第四滑块(27)与所述第一滑块(13)相连，当需要调整第一滑块(13)的位置时，将曲柄(31)拉出卡槽，手摇握把(32)由外力驱动转动，并带动一级单层齿轮(30)、二级单层齿轮(29)、二级双层齿轮(26)和三级双层齿轮(28)转动，以使第四滑块(27)带动第一滑块(13)上下运动，当第一滑块(13)到达目标位置时，将曲柄(31)插入卡槽，手摇握把(32)无法转动；
所述第一滑轨(11)设置于所述躯干支撑板(12)上，所述第二滑轨(14)和所述第三滑轨(10)分别设置于第一滑块(13)上，所述第一滑块(13)在所述第四滑块(27)带动下沿所述第一滑轨(11)上下运动，并带动所述第二滑轨(14)和所述第三滑轨(10)上下运动；
所述第二滑块(15)上设置有所述胸腔连接部，所述第二滑块(15)沿所述第二滑轨(14)前后运动，并带动所述胸腔连接部前后运动，以辅助调节预设假人的躯干角度，所述第二滑块(15)通过所述第二滑轨(14)上的限位卡槽进行定位；
所述第三滑块(9)上设置有所述背部支承部，所述第三滑块(9)沿所述第三滑轨(10)前后运动，并带动所述背部支承部前后运动，以辅助调节预设假人的躯干角度，所述第三滑块(9)通过所述第三滑轨(10)上的限位卡槽进行定位。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，假人固定装置(2)还包括第一压紧螺栓(4)、支撑肋板(5)、第二压紧螺栓(6)和躯干支撑底板(25)，其中：
所述躯干支撑底板(25)通过所述第一压紧螺栓(4)固定设置于所述固定平台(1)上，用于支撑所述躯干支撑板(12)；
所述支撑肋板(5)通过所述第二压紧螺栓(6)固定设置于所述躯干支撑底板(25)和所述躯干支撑板(12)之间，用于辅助所述躯干支撑底板(25)支撑所述躯干支撑板(12)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的设备，其特征在于，所述冲击锤(3)还包括锤身(36)，所述锤身的一端设置有所述弧形锤头(33)，所述锤身(36)远离所述弧形锤头(33)的一端设置有加速度传感器(38)，所述加速度传感器(38)设置于所述锤身(36)的中轴线上，且敏感轴方向指向撞击方向，所述加速度传感器(38)与所述控制装置连接，其中：
所述加速度传感器(38)用于反馈所述弧形锤头(33)的实时加速度信息；
所述控制装置还用于根据所述加速度传感器(38)反馈的实时加速度信息，调整所述弧形锤头(33)的摆锤力。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述弧形锤头(33)的预设位置上设置有金属片，所述弧形锤头(33)通过所述金属片与所述位移传感器(34)连接。
6.一种用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验方法，其特征在于，所述方法由上述权利要求1-5任一项所述的用于汽车碰撞试验假人下腹部冲击试验设备执行，所述方法包括：
控制所述弧形锤头以预设速度撞击所述预设假人的下腹部；
从所述位移传感器中获取撞击过程中的位移信息，所述位移信息为所述预设假人下腹部和所述弧形锤头所发生的位移信息；
从所述压力传感器中获取撞击过程中的压力信息，所述压力信息为所述预设假人下腹部在所述弧形锤头撞击下所承受的压力信息；
基于所述位移信息和所述压力信息，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述加速度传感器反馈的实时加速度信息，调整所述弧形锤头的摆锤力。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述基于所述位移信息和所述压力信息，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准，包括：
基于所述位移信息确定位移时间试验曲线；
基于所述压力信息确定压力时间试验曲线；
基于走廊法，确定所述位移时间试验曲线与位移时间标准曲线之间的第一相似度，所述位移时间标准曲线由标准假人下腹部冲击试验得到；
基于所述走廊法，确定所述压力时间试验曲线与压力时间标准曲线之间的第二相似度，所述压力时间标准曲线由标准假人下腹部冲击试验得到；
基于所述第一相似度和所述第二相似度，确定所述预设假人是否符合生物仿真标准。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述位移信息包括预设位置对应的位移信息，所述预设位置为将所述弧形锤头与所述下腹部的接触面均分成至少两部分后每一部分的中心位置。
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