专利名称：汽车正面碰撞假人新型前向弯曲腰椎的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车安全中的正面碰撞领域，特指Hybrid 11150th正面碰撞假人的腰椎结构。
背景技术：
汽车碰撞试验作为汽车安全性研究的重要手段，由于具有很高的危险性及破坏性，无法用真人进行乘员损伤分析。碰撞试验假人作为用特殊材料制成的精密测试仪器，它可代替人体用于碰撞试验，模拟真人在碰撞中的动力学响应。因此，汽车碰撞假人在汽车安全性的研究中必不可少，有着至关重要的作用。相关解剖学研究表明，在乘坐位置时人体的腰椎段是向前弯曲的。而目前广泛应用于汽车安全碰撞领域的Hybrid 11150th正面碰撞假人腰椎段向后弯曲，与真实人体的腰椎段向前弯曲不符，使得在碰撞试验中，假人的动力学响应与真人不一致，进而影响到Hybrid 11150th正面碰撞假人的碰撞实验结果的准确性。
实用新型内容本实用新型所解决的问题是:现有正碰假人的腰椎向后弯曲，与真实人体腰椎弯曲方向不符合。即使现有腰椎能满足根据尸体实验和志愿者实验得到的标定实验要求，但是由于其结构和真实人体不同，其在运动中也不能很好的模拟真实人体腰椎的运动。本实用新型针对现有假人腰 椎存在的这一问题，提供一种更符合坐姿状态下人体实际腰椎结构的假人腰椎，提高了假人的生物逼真度，从而使正碰实验假人在实验中得到的结果更加准确有效。本实用新型所采用的技术方案是:包括腰椎主体(2)、钢索(3)、支架(I)、配重块
(4)和调节腰椎弯曲角度的调节螺母￠)，其特征是:钢索(3)穿过支架(I)和腰椎主体
(2)，上端通过调节螺母(6)调节长度，下端为球状结构，卡在腰椎主体(2)中间孔的外面，腰椎主体(2)向前弯曲。改变现有正碰假人的腰椎弯曲方向和配重块形状，将与腰椎下端接触的配重块支撑面高度降低，并调节支撑面的倾斜角度，使支撑腰椎主体(2)的配重块(4)的装配平面的倾斜方向和角度与人体坐姿状况下的腰椎L5下终板所在平面倾斜方向和角度保持一致，此时腰椎的长度增加，人体腰椎段直线长度与胸椎段直线长度比例为12: 5。在保证不影响胸部压缩量传感器和胸部加速度传感器测量位置的前提下，调整腰椎的支架(I)、配重块(4)、胸部中心配重块和胸部支撑块的位置，使得假人腰椎和胸椎能圆滑过渡，符合人体正常坐姿下的腰椎形态。保证新型假人腰椎和配重块总成质量与原假人腰椎和配重块总成质量的相对偏差控制在I %之内，且不改变质心位置。新型假人相对质心转动惯量与原假人质心转动惯量的相对偏差控制在1.2%之内，采用新腰椎假人的胸部标定实验满足之前的标定要求。相比于现有技术，在保证具有现有假人腰椎在质量及质量分布等方面的生物拟合性的前提下，本实用新型还具有以下两个优点:1、本实用新型比现有假人腰椎具有更高的生物逼真度。，本实用新型碰撞假人腰椎主体(2)形态符合人体坐姿状态下的腰椎形态，假人在试验中的运动过程中腰椎力传递方向更加符合人体实际情况。腰椎主体与配重块及胸椎盒的连接分别参照人体坐姿状态下L5下终板和LI上终板的倾斜角度，使得本实用新型腰椎与假人的其他部分之间的作用关系更加符合真实情况。2、本实用新型比现有假人腰椎更好的模拟更多的运动状态。现有假人腰椎为弯曲的曲率半径较小且方向错误，仅在向前运动时能较真实模拟人体运动。本实用新型弯曲弧度与人体坐姿时腰椎形态一致，弯曲曲率半径较大，能很好的模拟人体腰椎的前屈和后伸等运动。
图1是本实用新型的示意图。图2是本实用新型的内部示意图。图例说明1、支架 2、腰椎主体3、钢索4、配重块5、固定螺钉6、调节螺母具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。如图1和图2所示，本实用新型所设计新型假人腰椎由支架(I)、腰椎主体(2)、钢索(3)、配重块(4)、调节螺母(6)组成。腰椎主体(2)中设置有两根钢索(3)，其作用是和腰椎主体(2)组成整体，使得整体的力学性能与真实的人体腰椎的力学性能一致。钢索(3)穿过支架(I)和腰椎主体(2)，上端通过调节螺母(6)调节长度，下端为球状结构，卡在腰椎主体(2)中间孔的外面。腰椎主体(2)和配重块(4)通过三个轴向均匀分布的固定螺钉
(5)固定，固定螺钉(5)由配重块(4)的底部插入进行连接。
汽车正面碰撞假人放置在乘员的座位上,在进行汽车正面碰撞试验时,新型假人腰椎段的运动情况是:人体向前倾斜，钢索(3)受到拉伸，腰椎主体(2)向前弯曲，钢索(3)和腰椎主体(2)的弯曲程度越来越大，在这个过程中腰椎的弹性势能越来越大。当弯曲程度达到最大后，钢索(3)和腰椎主体(2)在自身回复力的作用下回复到原来的位置，对假人配重块(4)和胸椎盒产生作用力，影响假人的碰撞响应。配重块(4)下端与假人盆骨相连，跟随假人盆骨一起运动，配重块(4)腰椎支持面与腰椎主体(2)下底面连接，在碰撞过程中互相作用。
权利要求1.一种汽车正面碰撞假人新型前向弯曲腰椎，该结构包括腰椎主体(2)、钢索(3)、支架(I)、配重块(4)和调节腰椎弯曲角度的调节螺母￠)，其特征是:钢索(3)穿过支架(I)和腰椎主体(2)，上端通过调节螺母(6)调节长度，下端为球状结构，卡在腰椎主体(2)中间孔的外面，腰椎主体(2)向前弯曲。
2.根据权利要求1所述的汽车正面碰撞假人新型前向弯曲腰椎，其特征是:支撑腰椎主体(2)的配重块(4)的装配平面的倾斜方向和角度与人体坐姿状况下的腰椎L5下终板所在平面倾斜方向角度保·持一致。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车正面碰撞假人新型前向弯曲腰椎，属于汽车安全正面碰撞领域。目前广泛应用于汽车安全碰撞领域的Hybrid III50th正面碰撞假人的腰椎段向后弯曲，这与真实的人体腰椎段向前弯曲不符。本实用新型所采用的技术方案是包括腰椎主体(2)、钢索(3)、支架(1)、配重块(4)和调节腰椎弯曲角度的调节螺母(6)，其特征是钢索(3)穿过支架(1)和腰椎主体(2)，上端通过调节螺母(6)调节长度，下端为球状结构，卡在腰椎主体(2)中间孔的外面，腰椎主体(2)向前弯曲。在汽车正面碰撞试验中，假人的腰椎运动比现有技术假人腰椎的运动更接近真实情况，很大程度的提高了试验假人的生物逼真度。
文档编号G01M17/007GK203163955SQ20122043622
公开日2013年8月28日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者曹立波 申请人:湖南赛孚汽车科技有限公司