CN219455363U - 一种新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及六轴力传感器技术领域，具体为一种新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，包括弹性件，弹性件包括呈上下对称设置的第一圆形弹性体和第二圆形弹性体，第一圆形弹性体和第二圆形弹性体的相对侧面且位于外边缘的位置设有四个以环形阵列排布的应变梁，应变梁的四个侧面均设有应变片，第一圆形弹性体的外壁设有可拆卸的第一环形外壳，第二圆形弹性体的外壁设有可拆卸的第二环形外壳。该新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，立方柱形的应变梁可以使应变梁具备一定的抗冲击性，四个应变梁呈相互对称设置，配合上下对称设置的第一圆形弹性体和第二圆形弹性体可以使弹性件具备有效的抗冲击性和不变形的优点。

Description

一种新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器

技术领域

本实用新型涉及六轴力传感器技术领域，具体为一种新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器。

背景技术

在汽车安全实验室里，通常汽车厂家会进行安全性能的实验，让碰撞假人坐在汽车里，有意地发生碰撞，之后检测模拟人各个部位的加速度、载荷和变形，从而评定出汽车的安全等级，碰撞假人一般由金属制成的骨骼和覆盖在骨骼表面的硅胶和泡沫材料组成。在制作碰撞假人时极其注重使其具有生物逼真度，即在形状、尺寸和质量分布等各方面都力求与人体相同，且碰撞时的运动特性与人体相同，碰撞假人的各部位搭载相应的传感器，可以采集假人在受到冲击过程中各部位力学响应的实时数据，一个碰撞试验假人上，遍布集成有超过200个传感器，包括力传感器、扭矩传感器、加速度传感器、位移传感器，一般来说，多轴测力传感器安装在汽车碰撞模拟人的颈部、手部、腿部、脚踝等不同的关节部位上，颈部受一定程度的力就会断，大腿受猛烈撞击会骨折，脚踝受到猛烈撞击会严重扭伤等，汽车厂家会对测力传感器采集到的各种受力数据以及假人的“伤情”进行分析，然后就能据此评定出安全性能等级。

碰撞假人在汽车碰撞实验中会受到较大的撞击力，其中假人的腿部和脚踝处都处于非固定状态，在受力后容易产生多次碰撞，安装于腿部和脚踝处的六轴力传感器就会多次受力，而目前使用的六轴力传感器的弹性体大多直接暴露的，缺少防护，弹性体内的应变梁多采用十字形结构，应变梁在多次受到较大的冲击力后会发生形变，从而影响六轴力传感器的使用寿命，鉴于此，我们提出一种新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，包括弹性件，所述弹性件包括呈上下对称设置的第一圆形弹性体和第二圆形弹性体，所述第一圆形弹性体和第二圆形弹性体的相对侧面且位于外边缘的位置设有四个以环形阵列排布的应变梁，所述应变梁的四个侧面均设有应变片，每个应变梁的四个侧面均设有应变片，第一圆形弹性体和第二圆形弹性体为主要受力件，应变梁上的应变片可以检测到受力信号；

所述第一圆形弹性体顶部的中部设有柱形连接块，用于连接假人肢体，所述第一圆形弹性体的外壁设有可拆卸的第一环形外壳，所述第二圆形弹性体的外壁设有可拆卸的第二环形外壳，通过第一环形外壳和第二环形外壳对第一圆形弹性体和第二圆形弹性体起到保护作用。

优选的，所述第一圆形弹性体底部的中部开设有过线孔a，所述柱形连接块顶部的中部开设有与过线孔a连通的过线孔b，应变片的导线从过线孔a和过线孔b穿过至外界，采用顶部连接器出线。

优选的，所述柱形连接块的外壁开设有四个以环形阵列排布的第二法兰连接槽，以便于假人肢体可拆卸连接。

优选的，所述应变梁为立方柱结构，立方柱形可以使应变梁具备一定的抗冲击性，四个应变梁呈相互对称设置，配合上下对称设置的第一圆形弹性体和第二圆形弹性体可以使弹性件具备有效的抗冲击力不变形的优点。

优选的，所述第二圆形弹性体的底部且靠近外边缘的位置开设有四个以环形阵列排布的第一法兰连接槽，用于连接假人的肢体。

优选的，所述第一圆形弹性体、柱形连接块、应变梁和第二圆形弹性体为一体成型结构，一体成型可以提高弹性件的抗冲击性，从而提高该六轴力传感器的使用寿命。

优选的，所述第一环形外壳的外壁且靠近顶部的位置活动连接有四个以环形阵列排布的第一螺钉，所述第一圆形弹性体的外壁且靠近顶部的位置开设有四个以环形阵列排布的第一螺纹槽，四个所述第一螺钉的螺纹端部穿过第一环形外壳的外壁且分别螺纹连接于四个第一螺纹槽内，使第一环形外壳固定在第一圆形弹性体的外壁上，对第一圆形弹性体起到保护作用。

优选的，所述第二环形外壳的外壁且靠近底部的位置活动连接有四个以环形阵列排布的第二螺钉，所述第二圆形弹性体的外壁且靠近底部的位置开设有四个以环形阵列排布的第二螺纹槽，四个所述第二螺钉的螺纹端部穿过第二环形外壳的外壁且分别螺纹连接于四个第二螺纹槽内，使第二环形外壳固定在第二圆形弹性体的外壁上，对第二圆形弹性体起到保护作用。

优选的，所述第一环形外壳和第二环形外壳的相对侧面不接触，避免第一环形外壳和第二环形外壳相抵，使第一圆形弹性体、第二圆形弹性体和四个应变梁可以受力，从而有效的避开对传感器主体受力的影响和干扰，所述第一环形外壳和第二环形外壳之间设有弹性连接层，所述弹性连接层采用软性胶粘接形成，第一环形外壳和第二环形外壳的接缝处采用软性胶粘剂，在不影响第一环形外壳和第二环形外壳保护作用的同时，可以防止外界灰尘从第一环形外壳和第二环形外壳的接缝处进入到弹性件内，避免影响应变片工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、该新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，应变梁为立方柱结构，立方柱形可以使应变梁具备一定的抗冲击性，四个应变梁呈相互对称设置，配合上下对称设置的第一圆形弹性体和第二圆形弹性体可以使弹性件具备有效的抗冲击性和不变形的优点。

2、传感器外壳采用分开式，第一环形外壳和第二环形外壳呈相叠安装，接缝处采用软性胶粘接，这样可以有效的避开对传感器主体受力的影响，避免对应变梁和应变片的检测造成干扰，同时可以对弹性件起到保护作用。

3、在第二圆形弹性体的底部设置多个第一法兰连接槽，在柱形连接块的外壁设有多个第二法兰连接槽，以便于与假人的肢体和连接杆安装，具备耐冲击力，使用寿命久，信号精度高，各个轴力相互干扰小的优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体第一视角结构示意图；

图2为本实用新型的整体第二视角结构示意图；

图3为本实用新型的整体第三视角结构示意图；

图4为本实用新型的整体分解结构示意图；

图5为本实用新型的部分结构示意图；

图6为本实用新型中的弹性件剖面结构示意图。

图中：弹性件1、第一圆形弹性体10、第一螺纹槽100、过线孔a101、第二圆形弹性体11、第一法兰连接槽110、第二螺纹槽111、柱形连接块12、第二法兰连接槽120、过线孔b121、应变梁13、第一环形外壳2、第二环形外壳3、应变片4、第一螺钉5、第二螺钉6、弹性连接层7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

请参阅图1-图6，本实用新型提供一种技术方案：

一种新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，包括弹性件1，弹性件1包括呈上下对称设置的第一圆形弹性体10和第二圆形弹性体11，第一圆形弹性体10和第二圆形弹性体11的相对侧面且位于外边缘的位置设有四个以环形阵列排布的应变梁13，应变梁13的四个侧面均设有应变片4，每个应变梁13的四个侧面均设有应变片4，第一圆形弹性体10和第二圆形弹性体11为主要受力件，应变梁13上的应变片4可以检测到受力信号；

第一圆形弹性体10顶部的中部设有柱形连接块12，用于连接假人肢体，第一圆形弹性体10的外壁设有可拆卸的第一环形外壳2，第二圆形弹性体11的外壁设有可拆卸的第二环形外壳3，通过第一环形外壳2和第二环形外壳3对第一圆形弹性体10和第二圆形弹性体11起到保护作用。

本实施例中，第一圆形弹性体10底部的中部开设有过线孔a101，柱形连接块12顶部的中部开设有与过线孔a101连通的过线孔b121，应变片4的导线从过线孔a101和过线孔b121穿过至外界，采用顶部连接器出线。

具体的，柱形连接块12的外壁开设有四个以环形阵列排布的第二法兰连接槽120，以便于假人肢体可拆卸连接。

进一步的，应变梁13为立方柱结构，立方柱形可以使应变梁13具备一定的抗冲击性，四个应变梁13呈相互对称设置，配合上下对称设置的第一圆形弹性体10和第二圆形弹性体11可以使弹性件1具备有效的抗冲击力不变形的优点。

进一步的，第二圆形弹性体11的底部且靠近外边缘的位置开设有四个以环形阵列排布的第一法兰连接槽110，用于连接假人的肢体。

进一步的，第一圆形弹性体10、柱形连接块12、应变梁13和第二圆形弹性体11为一体成型结构，一体成型可以提高弹性件1的抗冲击性，从而提高该六轴力传感器的使用寿命。

进一步的，第一环形外壳2的外壁且靠近顶部的位置活动连接有四个以环形阵列排布的第一螺钉5，第一圆形弹性体10的外壁且靠近顶部的位置开设有四个以环形阵列排布的第一螺纹槽100，四个第一螺钉5的螺纹端部穿过第一环形外壳2的外壁且分别螺纹连接于四个第一螺纹槽100内，使第一环形外壳2固定在第一圆形弹性体10的外壁上，对第一圆形弹性体10起到保护作用。

进一步的，第二环形外壳3的外壁且靠近底部的位置活动连接有四个以环形阵列排布的第二螺钉6，第二圆形弹性体11的外壁且靠近底部的位置开设有四个以环形阵列排布的第二螺纹槽111，四个第二螺钉6的螺纹端部穿过第二环形外壳3的外壁且分别螺纹连接于四个第二螺纹槽111内，使第二环形外壳3固定在第二圆形弹性体11的外壁上，对第二圆形弹性体11起到保护作用。

进一步的，第一环形外壳2和第二环形外壳3的相对侧面不接触，避免第一环形外壳2和第二环形外壳3相抵，使第一圆形弹性体10、第二圆形弹性体11和四个应变梁13可以受力，从而有效的避开对传感器主体受力的影响和干扰，第一环形外壳2和第二环形外壳3之间设有弹性连接层7，弹性连接层7采用软性胶粘接形成，第一环形外壳2和第二环形外壳3的接缝处采用软性胶粘剂，在不影响第一环形外壳2和第二环形外壳3保护作用的同时，可以防止外界灰尘从第一环形外壳2和第二环形外壳3的接缝处进入到弹性件1内，避免影响应变片4工作。

本实施例的新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器在使用时，第一环形外壳2和第二环形外壳3可以对弹性件1起到保护作用，当弹性件1受力过大时，第一环形外壳2和第二环形外壳3相抵，可以避免应变梁13直接损坏，第一环形外壳2和第二环形外壳3之间的弹性连接层7可以避免外界灰尘进入到弹性件1内，并且可以有效的避开对传感器主体受力的影响，避免对应变梁13和应变片4的检测造成干扰，从而确保该传感器检测的准确性，立方柱形的应变梁13可以使应变梁13具备一定的抗冲击性，四个应变梁13呈相互对称设置，配合上下对称设置的第一圆形弹性体10和第二圆形弹性体11可以使弹性件1具备有效的抗冲击性和不变形的优点，从而有效提高该六轴力传感器的使用寿命。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，包括弹性件(1)，其特征在于：所述弹性件(1)包括呈上下对称设置的第一圆形弹性体(10)和第二圆形弹性体(11)，所述第一圆形弹性体(10)和第二圆形弹性体(11)的相对侧面且位于外边缘的位置设有四个以环形阵列排布的应变梁(13)，所述应变梁(13)的四个侧面均设有应变片(4)，所述第一圆形弹性体(10)顶部的中部设有柱形连接块(12)，所述第一圆形弹性体(10)的外壁设有可拆卸的第一环形外壳(2)，所述第二圆形弹性体(11)的外壁设有可拆卸的第二环形外壳(3)。

2.根据权利要求1所述的新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，其特征在于：所述第一圆形弹性体(10)底部的中部开设有过线孔a(101)，所述柱形连接块(12)顶部的中部开设有与过线孔a(101)连通的过线孔b(121)。

3.根据权利要求1所述的新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，其特征在于：所述柱形连接块(12)的外壁开设有四个以环形阵列排布的第二法兰连接槽(120)。

4.根据权利要求1所述的新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，其特征在于：所述应变梁(13)为立方柱结构。

5.根据权利要求1所述的新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，其特征在于：所述第二圆形弹性体(11)的底部且靠近外边缘的位置开设有四个以环形阵列排布的第一法兰连接槽(110)。

6.根据权利要求1所述的新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，其特征在于：所述第一圆形弹性体(10)、柱形连接块(12)、应变梁(13)和第二圆形弹性体(11)为一体成型结构。

7.根据权利要求1所述的新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，其特征在于：所述第一环形外壳(2)的外壁且靠近顶部的位置活动连接有四个以环形阵列排布的第一螺钉(5)，所述第一圆形弹性体(10)的外壁且靠近顶部的位置开设有四个以环形阵列排布的第一螺纹槽(100)，四个所述第一螺钉(5)的螺纹端部穿过第一环形外壳(2)的外壁且分别螺纹连接于四个第一螺纹槽(100)内。

8.根据权利要求1所述的新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，其特征在于：所述第二环形外壳(3)的外壁且靠近底部的位置活动连接有四个以环形阵列排布的第二螺钉(6)，所述第二圆形弹性体(11)的外壁且靠近底部的位置开设有四个以环形阵列排布的第二螺纹槽(111)，四个所述第二螺钉(6)的螺纹端部穿过第二环形外壳(3)的外壁且分别螺纹连接于四个第二螺纹槽(111)内。

9.根据权利要求1所述的新型汽车碰撞车内假人腿部脚踝关节六轴力传感器，其特征在于：所述第一环形外壳(2)和第二环形外壳(3)的相对侧面不接触，所述第一环形外壳(2)和第二环形外壳(3)之间设有弹性连接层(7)，所述弹性连接层(7)采用软性胶粘接形成。