專利名稱：汽車正面碰撞假人新型前向彎曲腰椎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車安全中的正面碰撞領(lǐng)域，特指Hybrid 11150th正面碰撞假人的腰椎結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
汽車碰撞試驗作為汽車安全性研究的重要手段，由于具有很高的危險性及破壞性，無法用真人進(jìn)行乘員損傷分析。碰撞試驗假人作為用特殊材料制成的精密測試儀器，它可代替人體用于碰撞試驗，模擬真人在碰撞中的動力學(xué)響應(yīng)。因此，汽車碰撞假人在汽車安全性的研究中必不可少，有著至關(guān)重要的作用。相關(guān)解剖學(xué)研究表明，在乘坐位置時人體的腰椎段是向前彎曲的。而目前廣泛應(yīng)用于汽車安全碰撞領(lǐng)域的Hybrid 11150th正面碰撞假人腰椎段向后彎曲，與真實人體的腰椎段向前彎曲不符，使得在碰撞試驗中，假人的動力學(xué)響應(yīng)與真人不一致，進(jìn)而影響到Hybrid 11150th正面碰撞假人的碰撞實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
實用新型內(nèi)容本實用新型所解決的問題是:現(xiàn)有正碰假人的腰椎向后彎曲，與真實人體腰椎彎曲方向不符合。即使現(xiàn)有腰椎能滿足根據(jù)尸體實驗和志愿者實驗得到的標(biāo)定實驗要求，但是由于其結(jié)構(gòu)和真實人體不同，其在運動中也不能很好的模擬真實人體腰椎的運動。本實用新型針對現(xiàn)有假人腰 椎存在的這一問題，提供一種更符合坐姿狀態(tài)下人體實際腰椎結(jié)構(gòu)的假人腰椎，提高了假人的生物逼真度，從而使正碰實驗假人在實驗中得到的結(jié)果更加準(zhǔn)確有效。本實用新型所采用的技術(shù)方案是:包括腰椎主體(2)、鋼索(3)、支架(I)、配重塊
(4)和調(diào)節(jié)腰椎彎曲角度的調(diào)節(jié)螺母￠)，其特征是:鋼索(3)穿過支架(I)和腰椎主體
(2)，上端通過調(diào)節(jié)螺母(6)調(diào)節(jié)長度，下端為球狀結(jié)構(gòu)，卡在腰椎主體(2)中間孔的外面，腰椎主體(2)向前彎曲。改變現(xiàn)有正碰假人的腰椎彎曲方向和配重塊形狀，將與腰椎下端接觸的配重塊支撐面高度降低，并調(diào)節(jié)支撐面的傾斜角度，使支撐腰椎主體(2)的配重塊(4)的裝配平面的傾斜方向和角度與人體坐姿狀況下的腰椎L5下終板所在平面傾斜方向和角度保持一致，此時腰椎的長度增加，人體腰椎段直線長度與胸椎段直線長度比例為12: 5。在保證不影響胸部壓縮量傳感器和胸部加速度傳感器測量位置的前提下，調(diào)整腰椎的支架(I)、配重塊(4)、胸部中心配重塊和胸部支撐塊的位置，使得假人腰椎和胸椎能圓滑過渡，符合人體正常坐姿下的腰椎形態(tài)。保證新型假人腰椎和配重塊總成質(zhì)量與原假人腰椎和配重塊總成質(zhì)量的相對偏差控制在I %之內(nèi)，且不改變質(zhì)心位置。新型假人相對質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量與原假人質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量的相對偏差控制在1.2%之內(nèi)，采用新腰椎假人的胸部標(biāo)定實驗滿足之前的標(biāo)定要求。相比于現(xiàn)有技術(shù)，在保證具有現(xiàn)有假人腰椎在質(zhì)量及質(zhì)量分布等方面的生物擬合性的前提下，本實用新型還具有以下兩個優(yōu)點:1、本實用新型比現(xiàn)有假人腰椎具有更高的生物逼真度。，本實用新型碰撞假人腰椎主體(2)形態(tài)符合人體坐姿狀態(tài)下的腰椎形態(tài)，假人在試驗中的運動過程中腰椎力傳遞方向更加符合人體實際情況。腰椎主體與配重塊及胸椎盒的連接分別參照人體坐姿狀態(tài)下L5下終板和LI上終板的傾斜角度，使得本實用新型腰椎與假人的其他部分之間的作用關(guān)系更加符合真實情況。2、本實用新型比現(xiàn)有假人腰椎更好的模擬更多的運動狀態(tài)。現(xiàn)有假人腰椎為彎曲的曲率半徑較小且方向錯誤，僅在向前運動時能較真實模擬人體運動。本實用新型彎曲弧度與人體坐姿時腰椎形態(tài)一致，彎曲曲率半徑較大，能很好的模擬人體腰椎的前屈和后伸等運動。
圖1是本實用新型的示意圖。圖2是本實用新型的內(nèi)部示意圖。圖例說明1、支架 2、腰椎主體3、鋼索4、配重塊5、固定螺釘6、調(diào)節(jié)螺母具體實施方式
以下將結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1和圖2所示，本實用新型所設(shè)計新型假人腰椎由支架(I)、腰椎主體(2)、鋼索(3)、配重塊(4)、調(diào)節(jié)螺母(6)組成。腰椎主體(2)中設(shè)置有兩根鋼索(3)，其作用是和腰椎主體(2)組成整體，使得整體的力學(xué)性能與真實的人體腰椎的力學(xué)性能一致。鋼索(3)穿過支架(I)和腰椎主體(2)，上端通過調(diào)節(jié)螺母(6)調(diào)節(jié)長度，下端為球狀結(jié)構(gòu)，卡在腰椎主體(2)中間孔的外面。腰椎主體(2)和配重塊(4)通過三個軸向均勻分布的固定螺釘
(5)固定，固定螺釘(5)由配重塊(4)的底部插入進(jìn)行連接。
汽車正面碰撞假人放置在乘員的座位上,在進(jìn)行汽車正面碰撞試驗時,新型假人腰椎段的運動情況是:人體向前傾斜，鋼索(3)受到拉伸，腰椎主體(2)向前彎曲，鋼索(3)和腰椎主體(2)的彎曲程度越來越大，在這個過程中腰椎的彈性勢能越來越大。當(dāng)彎曲程度達(dá)到最大后，鋼索(3)和腰椎主體(2)在自身回復(fù)力的作用下回復(fù)到原來的位置，對假人配重塊(4)和胸椎盒產(chǎn)生作用力，影響假人的碰撞響應(yīng)。配重塊(4)下端與假人盆骨相連，跟隨假人盆骨一起運動，配重塊(4)腰椎支持面與腰椎主體(2)下底面連接，在碰撞過程中互相作用。
權(quán)利要求1.一種汽車正面碰撞假人新型前向彎曲腰椎，該結(jié)構(gòu)包括腰椎主體(2)、鋼索(3)、支架(I)、配重塊(4)和調(diào)節(jié)腰椎彎曲角度的調(diào)節(jié)螺母￠)，其特征是:鋼索(3)穿過支架(I)和腰椎主體(2)，上端通過調(diào)節(jié)螺母(6)調(diào)節(jié)長度，下端為球狀結(jié)構(gòu)，卡在腰椎主體(2)中間孔的外面，腰椎主體(2)向前彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車正面碰撞假人新型前向彎曲腰椎，其特征是:支撐腰椎主體(2)的配重塊(4)的裝配平面的傾斜方向和角度與人體坐姿狀況下的腰椎L5下終板所在平面傾斜方向角度?！こ忠恢?。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車正面碰撞假人新型前向彎曲腰椎，屬于汽車安全正面碰撞領(lǐng)域。目前廣泛應(yīng)用于汽車安全碰撞領(lǐng)域的Hybrid III50th正面碰撞假人的腰椎段向后彎曲，這與真實的人體腰椎段向前彎曲不符。本實用新型所采用的技術(shù)方案是包括腰椎主體(2)、鋼索(3)、支架(1)、配重塊(4)和調(diào)節(jié)腰椎彎曲角度的調(diào)節(jié)螺母(6)，其特征是鋼索(3)穿過支架(1)和腰椎主體(2)，上端通過調(diào)節(jié)螺母(6)調(diào)節(jié)長度，下端為球狀結(jié)構(gòu)，卡在腰椎主體(2)中間孔的外面，腰椎主體(2)向前彎曲。在汽車正面碰撞試驗中，假人的腰椎運動比現(xiàn)有技術(shù)假人腰椎的運動更接近真實情況，很大程度的提高了試驗假人的生物逼真度。
文檔編號G01M17/007GK203163955SQ20122043622
公開日2013年8月28日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者曹立波 申請人:湖南賽孚汽車科技有限公司