RU2437166C1

RU2437166C1 - Aerodynamic manikin

Info

Publication number: RU2437166C1
Application number: RU2010123354/14A
Authority: RU
Inventors: Всеволод Романович Волковицкий (RU); Всеволод Романович Волковицкий; Татьяна Федоровна Суровова (RU); Татьяна Федоровна Суровова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина"
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2011-12-20

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: manikin comprises a head, a trunk, hinged arm and leg segments, strain dynamometers of neck, hips, shins efforts, strain dynamometers of a shoulder, a forearm, feet and hands. The strain dynamometer bodies are mounted on a greater humeral bone, on a greater forearm bone, on a foot and a hand respectively. Receiving parts of the sensors of the strain dynamometers are fixed on the hinge bodies of a shoulder, a forearm, feet and hands, while the feet and hands are represented by anthopometrically similar metal details.

EFFECT: measurement of aerodynamic forces acting on all parts of the air flow loaded manikin.

3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может найти применение в авиационной промышленности.The invention relates to medical equipment and may find application in the aviation industry.

Известен манекен типа «Hybrid-III», используемый при испытании автомобилей (представлен в американском стандарте общества инженеров Society of Automotive Engineers (SAE) в разделе J211). Он выполнен в виде многозвенного антропометрического манекена, содержащего голову, туловище, звенья рук и ног, снабженные шарнирами, тензодинамометры усилия шеи, бедер, голеней. При испытании манекен «Hybrid-III» размещается в автомобиле, и на него при столкновении автомобиля с препятствием действуют инерционные усилия, воспринимаемые тензодинамометрами.A well-known type Hybrid-III dummy is used for testing vehicles (presented in the American Society of Automotive Engineers (SAE) standard in section J211). It is made in the form of a multi-link anthropometric mannequin containing a head, trunk, arms and legs, equipped with hinges, strain gauges of the neck, hips, legs. During the test, the Hybrid-III dummy is placed in the car, and inertial forces perceived by strain gauges act on it when the car collides with an obstacle.

При испытании катапультных устройств необходимо определять аэродинамические усилия, действующие на все части манекена, размещенного в катапультном кресле и притянутого к нему индивидуальной привязной системой, в тот момент, когда кресло выходит из кабины самолета при большой скорости полета и попадает в воздушный поток. Для этих испытаний использовать манекен «Hybrid-III» нельзя, так как он не позволяет измерять аэродинамические усилия, действующие на плечи, предплечья, кисти и стопы манекена ввиду отсутствия соответствующих тензодинамометров и антропометрических стальных кистей и стоп, на которые необходимо установить требуемые тензодинамометры.When testing ejection devices, it is necessary to determine the aerodynamic forces acting on all parts of the mannequin placed in the ejection seat and drawn to it by an individual tethered system, at the moment when the seat leaves the aircraft cabin at high flight speed and enters the air stream. It is not possible to use the Hybrid-III dummy for these tests, since it does not allow measuring the aerodynamic forces acting on the shoulders, forearms, hands and feet of the dummy due to the lack of appropriate strain gauges and anthropometric steel hands and feet on which it is necessary to install the required strain gauges.

Задачей изобретения является измерение аэродинамических усилий, действующих на все части манекена в результате его нагружения воздушным потоком.The objective of the invention is to measure the aerodynamic forces acting on all parts of the mannequin as a result of its loading by the air flow.

Поставленная задача решается манекеном, содержащим голову, туловище, снабженные шарнирами звенья рук и ног, тензодинамометры усилия шеи, бедер, голеней, который дополнительно снабжен антропометрически подобными металлическими деталями в виде кистей и стоп, а также тензодинамометрами плеча, предплечья, стоп и кистей.The problem is solved by a mannequin containing a head, a body, joints of arms and legs equipped with hinges, strain gauges of the neck, hips, legs, which is additionally equipped with anthropometrically similar metal parts in the form of brushes and feet, as well as strain gauges of the shoulder, forearm, feet and hands.

Тензодинамометры установлены своими корпусами на больших плечевых костях, на больших костях предплечий, на стопах и кистях.Strain gauges are installed in their bodies on the large humerus, on the large bones of the forearms, on the feet and hands.

Воспринимающие части чувствительных элементов тензодинамометров закреплены на корпусах шарниров плеч, предплечий, стоп и кистей.The sensing parts of the sensing elements of strain gauges are mounted on the hinge bodies of the shoulders, forearms, feet and hands.

Заявляемое изобретение представлено чертежами 1, 2, 3.The invention is represented by drawings 1, 2, 3.

Фиг.1 представляет аэродинамический манекен человека в положении сидя с установленными внутри него дополнительными тензодинамометрами (установка остальных тензодинамометров внутри манекена не показана).Figure 1 represents the aerodynamic mannequin of a person in a sitting position with additional strain gauges installed inside it (the installation of the remaining strain gauges inside the mannequin is not shown).

Фиг.2 представляет тензодинамометр, установленный на стопе.Figure 2 is a strain gauge mounted on the foot.

Фиг.3 представляет установку тензодинамометров внутри руки при ее повороте.Figure 3 represents the installation of strain gauges inside the hand when it is rotated.

Аэродинамический манекен человека содержит шарнир плеча 1, шарнир предплечья 2, шарнир кисти 3, шарнир стопы 4, большую кость плеча 5, большую кость предплечья 6, тензодинамометр плеча 7, тензодинамометр предплечья 8, тензодинамометр кисти 9, тензодинамометр стопы 10, антропометрические кисти 11 и стопы 12, воспринимающие части чувствительных элементов 13 тензодинамометров 7, 8, 9, 10, которые жестко скреплены с корпусами шарниров 1, 2, 3, 4.The human aerodynamic mannequin contains a shoulder hinge 1, a forearm hinge 2, a brush hinge 3, a foot hinge 4, a large shoulder bone 5, a large forearm bone 6, a shoulder strain gage 7, forearm strain gage 8, brush strain gage 9, foot 10 strain gage, and anthropometric brushes 11 feet 12, perceiving parts of the sensing elements 13 of the strain gauges 7, 8, 9, 10, which are rigidly fastened to the hinge bodies 1, 2, 3, 4.

При проведении испытаний на воздействие потоком воздуха манекен усаживают в катапультное кресло и фиксируют привязной системой, затем создают воздушный поток (например, в аэродинамической трубе).When testing for exposure to air flow, the mannequin is seated in an ejection seat and fixed with a tethered system, then an air flow is created (for example, in a wind tunnel).

При воздействии потока на части манекена тензодинамометры 7, 8, 9, 10 воспринимают усилие, действующее на манекен через воспринимающие части чувствительных элементов 13 тензодинамометров 7, 8, 9, 10, от стоп 12, кистей 11, от больших костей плеч 5 и предплечий 6 через шарниры 1, 2, 3, 4.When the flow acts on the parts of the dummy, the strain gauges 7, 8, 9, 10 perceive the force acting on the dummy through the sensing parts of the sensitive elements 13 of the strain gauges 7, 8, 9, 10, from the feet 12, hands 11, from the large bones of the shoulders 5 and forearms 6 through hinges 1, 2, 3, 4.

Так как это усилие передается через воспринимающие части чувствительных элементов 13 тензодинамометров 7, 8, 9, 10, жестко скрепленных с корпусами шарниров 1, 2, 3, 4, всегда известна точка приложения равнодействующих усилий на сам манекен.Since this force is transmitted through the sensing parts of the sensitive elements 13 of the strain gauges 7, 8, 9, 10, rigidly attached to the hinge bodies 1, 2, 3, 4, the point of application of the resultant forces on the mannequin is always known.

Таким образом, благодаря совокупности дополнительных тензодинамометров, их креплению к узлам манекена и антропометрически подобным металлическим стопам и кистям решается задача измерения аэродинамических усилий, действующих на все части манекена в результате его нагружения воздушным потоком.Thus, due to the combination of additional strain gauges, their fastening to the manikin nodes and anthropometrically similar metal feet and hands, the problem of measuring the aerodynamic forces acting on all parts of the manikin as a result of its loading by the air flow is solved.

Claims

Aerodynamic mannequin containing head, trunk, hinged links of arms and legs, strain dynamometers of the neck, thighs, legs, characterized in that the mannequin is additionally equipped with tensodynamometers of the shoulder, forearm, feet and hands, the strain gauges themselves are mounted with their bodies on the large humerus, on the large bones of the forearm, on the foot and hand, the receptive parts of the sensitive elements of the strain gauges are mounted on the hinge bodies of the shoulder, forearm, feet and hands, and the hands and feet are made in the form of an anthropome metrically similar metal components.