CN107505112A - 一种柔性腿反向冲击标定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性腿反向冲击标定装置，该装置包括柔性腿、固定架、悬挂机构和规定重量的冲击块。所述规定重量的冲击块冲击柔性腿能够使得柔性腿与悬挂机构分离，且悬挂机构不干涉柔性腿的运动。本发明还提供一种柔性腿反向冲击标定方法，该方法包括通过悬挂机构将柔性腿以竖直状态悬挂于固定架；将规定重量的冲击块的中线与柔性腿的中线对齐，并将该冲击块的上缘与柔性腿膝部中心对齐；将规定重量的冲击块冲击柔性腿以使得柔性腿与悬挂机构分离，且悬挂机构不干涉柔性腿的运动。本发明的结构简单，不仅保证了试验的精准性和一致性，而且大大提高了试验效率，节约成本。

Description

一种柔性腿反向冲击标定装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种柔性腿反向冲击标定装置及方法。

背景技术

行人小腿碰撞是车辆行人保护安全性能开发的重要内容之一。现有的刚性冲击器其胫骨和股骨采用刚性材料，膝部韧带采用钢板连接，其生物逼真性受到很大的影响，在测量伤害值方面未考虑到胫骨所受弯曲的影响，存在一定的局限性。2005-03-07发布的全球技术法规(global technicalregulations,GTR)行人保护法规建议稿，指出柔性小腿(flexible pedestrian legform,Flex PLI)具有高精度生物逼真度及优秀的伤害值评估性能，其应该在未来作为唯一的腿部碰撞冲击器。

根据ECE R127(Economic Commi ssion of Europe Regulation 127)行人安全性能法规内容，柔性腿型需要进行定期的标定试验，以确保柔性腿试验数据的准确性和一致性。

其中反向冲击动态标定试验是法规中要求的一项动态标定试验。法规要求每30次柔性腿试验后，就需要对柔性腿进行一次反向冲击标定试验，因此对柔性腿标定的装置是必不可缺的，而现有国内对柔性腿标定的设备类型很少，标定效率和准确性较低，因此急需开发结构简单的柔性腿标定设备及更加可靠的标定方法。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种新型的、结构简单、精准性高的柔性腿反向冲击标定装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种柔性腿反向冲击标定装置，具体技术方案如下：

一种柔性腿反向冲击标定装置，包括柔性腿和用于固定所述柔性腿的固定架，其特征在于，还包括悬挂机构和规定重量的冲击块，所述悬挂机构用于将所述柔性腿以竖直状态悬挂于所述固定架，所述规定重量的冲击块用于冲击所述柔性腿，

所述规定重量的冲击块冲击所述柔性腿能够使得所述柔性腿与所述悬挂机构分离，且所述悬挂机构不干涉所述柔性腿的运动。

进一步的，所述悬挂机构包括柔性腿吊钩和规定拉伸长度的弹簧，所述柔性腿吊钩的一端连接在所述固定架上，其另一端用于悬挂所述柔性腿，

所述规定拉伸长度的弹簧呈一定角度的连接在所述柔性腿吊钩和固定架之间，且所述柔性腿吊钩能够在所述规定拉伸长度的弹簧的作用下相对于所述固定架在竖直面内旋转。

进一步的，所述悬挂机构还包括连接架，所述连接架可拆卸的固定在所述固定架上，所述柔性腿吊钩通过一旋转轴与所述连接架连接。

进一步的，所述规定拉伸长度的弹簧产生的拉力为4～6N。

进一步的，所述柔性腿与所述柔性腿吊钩连接的一端设有柔性腿吊环，且所述柔性腿吊环能够相对于所述柔性腿的中线在竖直面内转动一定角度并固定。

进一步的，所述规定重量的冲击块包括固定块和连接在所述固定块上的蜂窝铝块，且所述蜂窝铝块具有规定的尺寸大小。

进一步的，所述固定架呈门字形，所述悬挂机构设置在所述门字形固定架的上横杆中部。

本发明另一方面还提供一种柔性腿反向冲击标定方法，所述方法包括：

通过悬挂机构将所述柔性腿以竖直状态悬挂于所述固定架；

将规定重量的冲击块的中线与所述柔性腿的中线对齐，并将该冲击块的上缘与所述柔性腿膝部中心对齐；

将所述规定重量的冲击块冲击所述柔性腿以使得所述柔性腿与所述悬挂机构分离，且所述悬挂机构不干涉所述柔性腿的运动。

进一步的，将所述规定重量的冲击块冲击所述柔性腿之前还包括以下步骤：将柔性腿吊环相对于所述柔性腿的中线在竖直面内转动一定角度并固定。

进一步的，所述悬挂机构包括柔性腿吊钩和规定拉伸长度的弹簧，所述柔性腿吊钩的一端连接在所述固定架上，其另一端用于悬挂所述柔性腿，

所述规定拉伸长度的弹簧呈一定角度的连接在所述柔性腿吊钩和固定架之间，当所述规定重量的冲击块冲击所述柔性腿后，所述规定拉伸长度的弹簧作用于所述柔性腿吊钩使得其相对于所述固定架在竖直面内旋转。

本发明的一种柔性腿反向冲击标定装置及方法，由于所述规定重量的冲击块冲击所述柔性腿能够使得所述柔性腿与所述悬挂机构分离，且所述悬挂机构不干涉所述柔性腿的运动，因此，可以实现柔性腿的自动脱落，保证了试验的精准性和一致性。由于悬挂机构包括柔性腿吊钩和规定拉伸长度的弹簧，当所述规定重量的冲击块冲击所述柔性腿后，所述规定拉伸长度的弹簧作用于所述柔性腿吊钩使得其相对于所述固定架在竖直面内旋转，从而使得柔性腿吊钩不会对柔性腿的运动产生任何干涉，实现了柔性腿的自动脱落，不仅大大提高了试验的效率，而且使得标定装置的结构简化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。

图1是本发明一实施例提供的柔性腿反向冲击标定装置的正视图；

图2是本发明一实施例提供的柔性腿反向冲击标定装置的侧视图；

图3是本发明一实施例提供的柔性腿反向冲击标定装置的俯视图；

图4是本发明一实施例提供的悬挂机构的结构示意图；

图中：1-柔性腿，2-固定架，3-悬挂机构，4-规定重量的冲击块，11-柔性腿吊环，21-第一立柱，22-第二立柱，23-上横杆，24-底板，25-加强筋，31-柔性腿吊钩，32-规定拉伸长度的弹簧，33-连接架，34-旋转轴，35-螺栓，41-固定块，42-蜂窝铝块

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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

柔性腿股骨由8个骨节组成，胫骨由10个骨节组成，胫骨和股骨由铝和塑料材料制成。膝盖由上半部分、下半部分以及12个钢索连接组成，其中钢索上嵌入有弹簧并装有位移传感器来模拟膝盖韧带所受的伤害，该柔性腿含有12个数据采集通道，包含股骨上3个，胫骨上4个应变测量传感器用以测量弯矩，膝盖上4个位移传感器用以测量韧带拉长量，以及1个膝盖底部加速度传感器。

柔性腿在未来作为唯一的腿型碰撞冲击器，其标定的装置也是必不可少的，本实施例根据现有的发射器改制出了一种新型的、结构简单、精准度高的柔性腿反向冲击标定装置，以保证上述复杂的柔性腿在每次试验前都能保证状态一致，使得试验后的数据有可比性。

具体的，请参见图1至图4，其中图1至图3分别为本实施例提供的该标定装置的正视图、侧视图和俯视图，图4所示为本实施例提供的该标定装置的悬挂机构的结构示意图。

由图可见，本实施例的柔性腿反向冲击标定装置包括柔性腿1和固定架2，该固定架2用于固定所述柔性腿1。

作为一种可选的实施方式，固定架2可以呈门字形，具体的，固定架2可以包括第一立柱21和第二立柱22，第一立柱21和第二立柱22间连接一上横杆23。柔性腿1悬挂在上横杆23的中部。为了使得固定架2更加牢固的固定于地面上，本实施例在第一立柱21和第二立柱22的底端分别设有底板24，安装时，第一立柱21和第二立柱22分别连接在底板24的中部，并在底板24和立柱间对称的设置有加强筋25。为了进一步保证标定试验时固定架2的稳定性，固定架2优选的采用45x45的铝型材组装而成。

该柔性腿反向冲击标定装置还包括悬挂机构3和规定重量的冲击块4，该悬挂机构3用于将柔性腿1以竖直状态悬挂于固定架2上，该规定重量的冲击块4用于冲击柔性腿1，该规定重量的冲击块4冲击柔性腿1能够使得柔性腿1与悬挂机构3分离，且悬挂机构3不干涉柔性腿1的运动。

作为一种优选的实施方式，该悬挂机构3包括柔性腿吊钩31和规定拉伸长度的弹簧32，柔性腿吊钩31的一端连接在固定架2上，其另一端用于悬挂柔性腿1，规定拉伸长度的弹簧32呈一定角度的连接在柔性腿吊钩31和固定架2之间，且该柔性腿吊钩31能够在规定拉伸长度的弹簧31的作用下相对于固定架2在竖直面内旋转，如图4所示。可以理解的，为了便于柔性腿吊钩31的安装以及实现其相对于固定架2在竖直面内旋转，本实施例优选的，悬挂机构3还包括连接架33，该连接架33可拆卸的固定在固定架2上，柔性腿吊钩31通过一旋转轴34与连接架33连接，柔性腿吊钩31可绕旋转轴34旋转，如图2所示。连接架33可以通过螺栓35固定在固定架2上，当然也可以采用其它的可拆卸方式，本发明对此不作限制。

为了保证柔性腿1能够以竖直状态悬挂于柔性腿吊钩32，并在柔性腿1受到冲击后，柔性腿吊钩31能够完全收回，以避免对柔性腿1的运动产生干涉，本实施例优选的，规定拉伸长度的弹簧32在拉伸状态下可以产生4～6N的拉力，更优的，该规定拉伸长度的弹簧32在拉伸状态下可以产生5N的拉力，若拉力过大，则柔性腿1无法自然下垂，若拉力过小，则柔性腿吊钩31无法完全收回。

如图4所示，在柔性腿1与柔性腿吊钩31连接的一端设有柔性腿吊环11，且该柔性腿吊环11能够相对于柔性腿1的中线在竖直面内转动一定角度并固定。本实施例优选的，该柔性腿吊环11能够相对于柔性腿1的中线在竖直面内旋转10～30°，更优的，该旋转角度为15°。

本实施例的标定装置的规定重量的冲击块4对保证标定试验的一致性至关重要，作为一种优选的实施方式，该规定重量的冲击块包括固定块41和连接在该固定块41上的蜂窝铝块42，且该蜂窝铝块42具有规定的尺寸大小。具体的，该规定重量的冲击块4的总体质量为4.378±0.1kg，蜂窝铝块42的尺寸为200x160mm，蜂窝铝块42安装在规定重量的冲击块4冲击运动方向的前方。蜂窝铝块42可以通过双面胶粘在固定块41上，当然，也可以采用其他连接方式将蜂窝铝块42固定到固定块41上，本发明对此不作限制。安装时，先将蜂窝铝块42固定到固定块41上，再将固定块41与发射器通过螺栓连接在一起，因要求规定重量的冲击块4的总体质量为4.378±0.1kg，可以通过适当的加减固定块41的厚度来调整整个冲击块4的重量，即固定块41的另一个作用就是配重。

实施例2

本实例提供一种柔性腿反向冲击标定方法，该方法包括：

S101：通过悬挂机构3将柔性腿1以竖直状态悬挂于固定架2；

具体的，该悬挂机构3可以包括连接架33、柔性腿吊钩31和规定拉伸长度的弹簧32，柔性腿吊钩31通过一旋转轴34连接到连接架33，连接架33通过螺栓35固定到固定架2的上横杆23中部。柔性腿1以竖直状态悬挂于柔性腿吊钩31上，具体的，通过柔性腿1上设置的柔性腿吊环11悬挂于柔性腿吊钩31上，此时规定拉伸长度的弹簧32以拉伸状态连接在柔性腿吊钩31和固定架2之间，此时规定拉伸长度的弹簧32产生的拉力优选为5N。

作为一种优选的实施方式，为了保证标定试验的精确性和一致性，在步骤S101之前，还包括以下步骤S100：将柔性腿吊环11相对于柔性腿1的中线在竖直面内转动一定角度并固定。具体的，先将柔性腿吊环11相对于柔性腿1的中线在竖直面内旋转15°，并将柔性腿吊环11固定在此位置，然后再将柔性腿1通过柔性腿吊环11悬挂于柔性腿吊钩31上。

S102：将规定重量的冲击块4的中线与所述柔性腿1的中线对齐，并将该冲击块4的上缘与所述柔性腿1膝部中心对齐；

S103：将规定重量的冲击块4冲击所述柔性腿1以使得所述柔性腿1与悬挂机构3分离，且所述悬挂机构3不干涉柔性腿1的运动。

具体的，将规定重量的冲击块4以40km/h的速度冲击柔性腿1膝部，此时柔性腿吊钩31有向与冲击运动方向相反的方向运动的趋势，因此柔性腿吊钩31将不受柔性腿1的重力，柔性腿吊钩31与柔性腿1分离。此时与柔性腿吊钩31连接的处于拉伸状态的弹簧32作用于柔性腿吊钩31，使得柔性腿吊钩31在弹簧32的拉力作用下沿着旋转轴34向冲击方向的反方向旋转，而此时柔性腿1受到冲击沿着冲击方向向前运动，即冲击后，不受柔性腿1重力的柔性腿吊钩31与柔性腿1分别沿着相反的方向运动，因此，柔性腿吊钩31不会对柔性腿1的运动产生任何干涉。

为了保证标定试验的一致性，每次标定试验的规定重量的冲击块4都要一样，优选的，该规定重量的冲击块4由固定块41和蜂窝铝块42组成，蜂窝铝块42的尺寸为200x160mm，规定重量的冲击块4的总体质量为4.378±0.1kg。

规定重量的冲击块4冲击柔性腿1后，得出112个传感器的相关数据，当T1在230-272Nm，T2在210-252Nm，T3在166-192Nm，ACL在8-10mm，PCL在4-6mm，MCL在17-21mm之间，则标定成功，反之就需要再次标定。

本发明的一种柔性腿反向冲击标定装置及方法，由于所述规定重量的冲击块冲击所述柔性腿能够使得所述柔性腿与所述悬挂机构分离，且所述悬挂机构不干涉所述柔性腿的运动，因此，可以实现柔性腿的自动脱落，保证了试验的精准性和一致性。由于悬挂机构包括柔性腿吊钩和规定拉伸长度的弹簧，当所述规定重量的冲击块冲击所述柔性腿后，所述规定拉伸长度的弹簧作用于所述柔性腿吊钩使得其相对于所述固定架在竖直面内旋转，从而使得柔性腿吊钩不会对柔性腿的运动产生任何干涉，实现了柔性腿的自动脱落，不仅大大提高了试验的效率，而且使得标定装置的结构简化。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种柔性腿反向冲击标定装置，包括柔性腿(1)和用于固定所述柔性腿(1)的固定架(2)，其特征在于，还包括悬挂机构(3)和规定重量的冲击块(4)，所述悬挂机构(3)用于将所述柔性腿(1)以竖直状态悬挂于所述固定架(2)，所述规定重量的冲击块(4)用于冲击所述柔性腿(1)，

所述规定重量的冲击块(4)冲击所述柔性腿(1)能够使得所述柔性腿(1)与所述悬挂机构(3)分离，且所述悬挂机构(3)不干涉所述柔性腿(1)的运动。

2.根据权利要求1所述的一种柔性腿反向冲击标定装置，其特征在于，所述悬挂机构(3)包括柔性腿吊钩(31)和规定拉伸长度的弹簧(32)，所述柔性腿吊钩(31)的一端连接在所述固定架(2)上，其另一端用于悬挂所述柔性腿(1)，

所述规定拉伸长度的弹簧(32)呈一定角度的连接在所述柔性腿吊钩(31)和固定架(2)之间，且所述柔性腿吊钩(31)能够在所述规定拉伸长度的弹簧(32)的作用下相对于所述固定架(2)在竖直面内旋转。

3.根据权利要求2所述的一种柔性腿反向冲击标定装置，其特征在于，所述悬挂机构(3)还包括连接架(33)，所述连接架(33)可拆卸的固定在所述固定架(2)上，所述柔性腿吊钩(31)通过一旋转轴(34)与所述连接架(33)连接。

4.根据权利要求2所述的一种柔性腿反向冲击标定装置，其特征在于，所述规定拉伸长度的弹簧(32)产生的拉力为4～6N。

5.根据权利要求1所述的一种柔性腿反向冲击标定装置，其特征在于，所述柔性腿(1)与所述柔性腿吊钩(31)连接的一端设有柔性腿吊环(11)，且所述柔性腿吊环(11)能够相对于所述柔性腿(1)的中线在竖直面内转动一定角度并固定。

6.根据权利要求1所述的一种柔性腿反向冲击标定装置，其特征在于，所述规定重量的冲击块(4)包括固定块(41)和连接在所述固定块(41)上的蜂窝铝块(42)，且所述蜂窝铝块(42)具有规定的尺寸大小。

7.根据权利要求1所述的一种柔性腿反向冲击标定装置，其特征在于，所述固定架(2)呈门字形，所述悬挂机构(3)设置在所述门字形固定架(2)的上横杆(23)中部。

8.一种柔性腿反向冲击标定方法，其特征在于，所述方法包括，

通过悬挂机构(3)将所述柔性腿(1)以竖直状态悬挂于所述固定架(2)；

将规定重量的冲击块(4)的中线与所述柔性腿(1)的中线对齐，并将该冲击块(4)的上缘与所述柔性腿(1)膝部中心对齐；

将所述规定重量的冲击块(4)冲击所述柔性腿(1)以使得所述柔性腿(1)与所述悬挂机构(3)分离，且所述悬挂机构(3)不干涉所述柔性腿(1)的运动。

9.根据权利要求8所述的一种柔性腿反向冲击标定方法，其特征在于，

将所述规定重量的冲击块(4)冲击所述柔性腿(1)之前还包括以下步骤：将柔性腿吊环(11)相对于所述柔性腿(1)的中线在竖直面内转动一定角度并固定。

10.根据权利要求8所述的一种柔性腿反向冲击标定方法，其特征在于，

所述悬挂机构(3)包括柔性腿吊钩(31)和规定拉伸长度的弹簧(32)，所述柔性腿吊钩(31)的一端连接在所述固定架(2)上，其另一端用于悬挂所述柔性腿(1)，

所述规定拉伸长度的弹簧(32)呈一定角度的连接在所述柔性腿吊钩(31)和固定架(2)之间，当所述规定重量的冲击块(4)冲击所述柔性腿(1)后，所述规定拉伸长度的弹簧(32)作用于所述柔性腿吊钩(31)使得其相对于所述固定架(2)在竖直面内旋转。