专利名称：汽车碰撞试验假人胸部位移传感器灵敏度标定装置及方法
技术领域：
本发明涉及汽车碰撞实验装置领域，尤其涉及一种汽车碰撞试验假人胸部位移传感器灵敏度标定装置及灵敏度标定方法。
背景技术：
在实车碰撞试验过程中，假人用来代替真人模拟其在碰撞过程中的损失程度，为了使假人能准确的反映真人在碰撞过程中的运动响应特性，并能对车辆的碰撞安全性做出正确评估，对试验假人进行标定是保证其生物拟合性和增强试验数据的精确性的关键措施，为此，C-NCAP规定每两次碰撞试验要对假人进行一次标定，胸部位移传感器标定是假人标定内容的一部分。因假人胸骨板的阻挡，现有技术通常将胸部位移传感器从假人胸部拆下，然后进 行胸部位移传感器的标定工作。但是，在胸部位移传感器标定完成后，需要将胸部位移传感器重新装入假人胸腔内，在此过程中胸部位移传感器难免受到假人胸腔内肋骨、脊柱等的碰撞，从而影响胸部位移传感器的灵敏度。
发明内容
本发明的目的是在胸部位移传感器未从假人身上拆除的情况下对其灵敏度进行标定从而增加胸部位移传感器灵敏度标定的准确性。为了实现上述目的，本发明提供了下列技术方案汽车碰撞试验假人胸部位移传感器灵敏度标定装置，用于使得处于假人胸腔原位的胸部位移传感器产生多个不同的位移，以获得多个测量值，所述标定装置包括相互独立的多个测量块，所述多个测量块适合于分别安装到所述假人的胸部处，以推动处于假人胸腔原位的所述胸部位移传感器；所述多个测量块具有不同的长度，以促使所述胸部位移传感器产生相应的多个位移。优选地，所述多个测量块的长度值成等差分布。优选地，标定装置还包括测量平台，所述测量平台适合于以替代所述假人原有的胸骨板的方式安装在所述假人的胸部处；所述测量平台具有与所述测量块相配合的测量孔，以便所述测量块的一个端部穿过所述测量孔伸入到所述假人的胸腔内并推动所述胸部位移传感器。优选地，所述测量块的另一端部处具有止挡板，所述止挡板用于在工作时与测量平台相抵靠。优选地，所述测量孔包括相互连通的下部宽段部分和上部窄段部分，所述下部宽段部分的宽度大于所述上部窄段部分，并且所述测量块适合于从所述下部宽段部分向上移动进入所述上部窄段部分并被其保持住。优选地，所述测量平台具有安装孔，用于在工作时与所述假人胸部的肋骨连接。
优选地，所述测量平台包括基准平面板和连接于所述基准平面板后表面的模拟板；所述测量孔穿过设置于所述基准平面板和所述模拟板；所述模拟板为弯曲状，以模拟假人的胸骨板；优选地，所述测量平台还包括限位块，所述限位块限定了一限位凹槽，所述限位块连接于所述模拟板的后表面；所述限位凹槽在垂直方向延伸，在工作时，所述胸部位移传感器的前端被限制在所述限位凹槽内。本发明还提供一种根据根据上述技术方案所述的标定装置进行胸部位移传感器·灵敏度标定的方法步骤一多个具有不同长度的测量块分别推动胸部位移传感器产生相应的多个位移，所述位移根据测量块的长度以及基准平面板的前表面到胸部位移传感器的前端的距离计算得到；步骤二 记录胸部位移传感器对应于所述多个位移而显示的多个显示值；步骤三根据所述多个位移以及所述多个显示值来标定所述胸部位移传感器的灵敏度。优选地,所述步骤三包括根据所述多个位移中两个位移的差值以及对应的两个显示值的差值来获得一灵敏度计算值，并将该灵敏度计算值作为所述灵敏度；或者，根据所述多个位移中任意两个位移的差值以及对应的两个显示值的差值来获得多个灵敏度计算值，并将所述多个灵敏度计算值的平均值作为所述灵敏度；或者，根据所述多个位移以及所述多个显示值基于拟合算法获得一拟合直线，并将所述拟合直线的斜率作为所述灵敏度。本发明至少存在以下技术效果I)本发明的标定装置具有适合于分别安装到所述假人的胸部处的相互独立不同长度的多个测量块，从而只需使用测量块推动处于假人胸腔原位的胸部位移传感器即可完成胸部位移传感器的标定工作，减少了现有技术中拆除与安装胸部位移传感器对其灵敏度的影响。2)本发明的测量平台适合于以替代假人原有的胸骨板的方式安装在所述假人的胸部处，测量块模拟在发生真实碰撞时假人胸部推动胸部位移传感器的移动，通过上述设置增加了胸部位移传感器灵敏度标定的准确性。3)本发明根据多个位移中任意两个位移的差值以及对应的两个显示值的差值来获得多个灵敏度计算值，并将所述多个灵敏度计算值的平均值作为所述灵敏度；或者根据多个位移以及多个显示值基于拟合算法获得一拟合直线，并将所述拟合直线的斜率作为所述灵敏度，通过上述两种方法均可使得到的胸部位移传感器灵敏度更为准确。
图I为假人结构示意图2为本发明实施例的胸部位移传感器灵敏度标定装置工作状态示意图；图3为本发明实施例的测量平台的结构示意图；图4为本发明实施例的测量平台分解透视图；图5为本发明实施例的模拟板的俯视图；图6为图5的D向视图；图7为本发明实施例的限位块的透视图；图8为图7的E向视图； 图9为本发明实施例的测量块示意图；图10是图I的F部分的放大示意图。图中标号如下100-假人，101-脊柱，102-肋骨，103-胸骨板；200-胸部位移传感器；300-测量块，301-止挡板；400-测量平台，40IA-宽段部分，40IB-窄段部分，402-基准平面板，403-模拟板，404-安装孔；500-限位块,501-限位凹槽。在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。图I为假人结构示意图，如图I所示，假人100包括肋骨102，肋骨102的两端分别与脊柱101和胸骨板103连接，胸部位移传感器200 —端与脊柱101铰接，另一端搭在胸骨板103上。本发明的标定装置，用于使得处于假人胸腔原位的胸部位移传感器200产生多个不同的位移，以获得多个测量值，所述标定装置包括相互独立的多个如图9所示的测量块300 (图中只示例性的表示出一个测量块)，所述多个测量块300适合于分别安装到所述假人100的胸部处，以推动处于假人胸腔原位的所述胸部位移传感器200 ;所述多个测量块具有不同的长度，且成等差分布，以促使所述胸部位移传感器200产生相应的多个不同大小的位移。图2为胸部位移传感器灵敏度标定装置工作状态示意图，如图2所示，胸部位移传感器200 —端与脊柱101铰接，另一端搭在胸骨板103上模拟板403上，模拟板403为弯曲状，以模拟假人100的胸骨板103。从图2的C方向来观察，模拟板403的前表面连接有基准平面板402，后表面连接有限位块500 ;所述基准平面板402下部与所述模拟板403的下部相连接，从而在两者的上部形成一定的间隙；基准平面板402的前表面与限位块500的后表面平行。图3是测量平台的结构示意图，所述测量平台400适合于以替代所述假人100原有的胸骨板103的方式安装在所述假人100的胸部处。如图3所示，所述测量平台400包括基准平面板402和模拟板403以及图7所示的限位块500。所述测量平台400具有测量孔，所述测量孔穿过所述基准平面板402和所述模拟板403。所述测量孔用于与所述测量块300相配合，以便所述测量块300的一个端部穿过所述测量孔伸入到所述假人100的胸腔内并推动所述胸部位移传感器200。图4为本发明实施例的测量平台分解透视图，所述测量孔包括相互连通的下部宽段部分401A和上部窄段部分401B，所述下部宽段部分401A的宽度大于所述上部窄段部分401B,并且所述测量块300适合于从所述下部宽段部分401A向上移动进入所述上部窄段部分401B并被其保持住，防止测量块300从测量孔掉落。在如图2所示的使用状态时，所述窄段部分401B高于所述宽段部分401A。
图5为模拟板的俯视图，图6为图5的D向视图，如图5和图6所示所述模拟板403由两块直板折叠为弯曲状，以模拟假人100的胸骨板103，具体地模拟假人胸骨板103的弧度。在其它实施例中，可以使用较多的直板来折叠成弯曲状以便能更好的模拟所述胸骨板103的弧度。所述测量平台400具有安装孔404，用于在工作时与所述假人100胸部的肋骨102连接。具体地，所述安装孔404设置于所述模拟板403，所述安装孔404可以与螺栓(图中未示出)相配合从而将所述测量平台400与图I所示的假人胸部的肋骨102连接。考虑到假人100有六根肋骨，所以设置两列共计12个安装孔404分布于所述模拟板403。图7为限位块的透视图，图8为图7的E向视图；如图7和图8所示，限位块500具有限位凹槽501，在工作时，所述限位凹槽501在垂直方向延伸，所述测量孔在水平方向延伸，所述胸部位移传感器200的前端被限制在所述限位凹槽501内。再回到图2，在图2中，胸部位移传感器200的前端宽度大于限位凹槽501的宽度，所以胸部位移传感器200的前端相抵于限位凹槽501上，胸部位移传感器200的后端与假人的脊柱101铰接，所述测量块300依次通过测量孔和限位凹槽501后推动胸部位移传感器200运动从而产生一个位移。图9为本发明实施例的测量块示意图,如图9所示,测量块300的一端部处具有止挡板301，所述止挡板301用于在工作时与测量平台400相抵靠。具体地，所述止挡板301宽于所述测量孔，用于在产生所述位移时防止所述止挡板301进入所述测量孔，并在产生所述位移后将所述测量块300从所述测量孔内抽出。如图10所示，设基准平面板402的前表面到胸部位移传感器200的前端的距离为L，测量块的长度为M，位移为X，显示值为I,则x=M-L，即所述胸部位移传感器200的灵敏度k=y/x=y/(M-L)。此时需要现场测量基准平面板402的前表面到胸部位移传感器200的前端的距离L，因为测量块300的后端与胸部位移传感器200的前端相抵触，所以测量L时难免会触动胸部位移传感器200的前端，从而最终影响胸部位移传感器200灵敏度的准确性。我们用函数y=kx+b来表示胸部位移传感器(200)的位移和显示值的关系，其中y为胸部位移传感器的显示值，k为胸部位移传感器的灵敏度，X为胸部位移传感器的位移，b为常数；胸部位移传感器的位移从小到大依次为Xniin' xmin+1> xmin+2......Xmax,其对应的显示
值依次为 ymin、ymin+l、Xrnin+2......Ymax ;其对应的测里块的长度为 Mmin_Xmin+L、Mmin+1_Xmin+1+L、Mm
in+2_Xmin+2+L......Mmax-Xma!￡+L。贝lj，k- (y min+2_y min+1) / (Xmin+2_Xmin+i) _ min+2_y min+1) / (Mmin+2_Mmin+1 )，即无论 b
是否等于o和L的值如何，k等于任意两个显示值之差与对应的两个测量块长度之差的比值。根据k= (y min+2-y min+1) / (Mmin+2_Mmin+1)分别得到多个胸部位移传感器的灵敏度，并将所述的多个胸部位移传感器的灵敏度的平均值作为胸部位移传感器的灵敏度，或者在由多个测量块长度的差值为横坐标与多个相对应的显示值的差值为纵坐标组成的图表中，将多个胸部位移传感器的灵敏度点值拟合出一条直线并将所述直线的斜率作为胸部位移传感器的灵敏度。在上述的前一种方法中，设有η个测量块，其中最长的测量块产生的显示值为Yfflax,最短的测量块产生的显示值为ymin，并且η个测量块成等差分布，设公差设为q，则k=(y_-ymin) /nq，即预先设置公差q，现场只需测出ymax和ymin，即可得到η个胸部位移传感器的灵敏度的平均值，从而得到胸部位移传感器的灵敏度。本实施例中，胸部位移传感器200处于假人胸腔原位，是指胸部位移传感器200的前端相抵于限位凹槽501上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.汽车碰撞试验假人胸部位移传感器灵敏度标定装置，用于使得处于假人胸腔原位的胸部位移传感器(200)产生多个不同的位移，以获得多个测量值，所述标定装置包括 相互独立的多个测量块(300)，所述多个测量块适合于分别安装到所述假人(100)的胸部处，以推动处于假人胸腔原位的所述胸部位移传感器(200)； 所述多个测量块具有不同的长度，以促使所述胸部位移传感器(200)产生相应的多个位移。
2.根据权利要求I所述的标定装置，其特征在于 所述多个测量块(300)的长度值成等差分布。
3.根据权利要求I或2所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置还包括 测量平台(400)，所述测量平台(400)适合于以替代所述假人(100)原有的胸骨板 (103)的方式安装在所述假人(100)的胸部处； 所述测量平台(400)具有与所述测量块(300)相配合的测量孔，以便所述测量块(300)的一个端部穿过所述测量孔伸入到所述假人(100)的胸腔内并推动所述胸部位移传感器(200)。
4.根据权利要求3所述的标定装置，其特征在于 所述测量块(300)的另一端部处具有止挡板(301)，所述止挡板(301)用于在工作时与测量平台(400)相抵靠。
5.根据权利要求3或4所述的标定装置，其特征在于 所述测量孔包括相互连通的下部宽段部分(401A)和上部窄段部分(401B)，所述下部宽段部分(401A)的宽度大于所述上部窄段部分(401B)，并且所述测量块(300)适合于从所述下部宽段部分(401A)向上移动进入所述上部窄段部分(401B)并被其保持住。
6.根据权利要求3-5之一所述的标定装置，其特征在于 所述测量平台(400)具有安装孔(404)，用于在工作时与所述假人(100)胸部的肋骨(102)连接。
7.根据权利要求6所述的标定装置，其特征在于 所述测量平台(400)包括基准平面板(402)和连接于所述基准平面板(402)后表面的模拟板(403)； 所述测量孔穿过设置于所述基准平面板(402)和所述模拟板(403)； 所述模拟板(403)为弯曲状，以模拟假人(100)的胸骨板(103)。
8.根据权利要求7所述的标定装置，其特征在于，所述测量平台(400)还包括 限位块(500 )，所述限位块(500 )限定了一限位凹槽(501)，所述限位块(500 )连接于所述模拟板(403)的后表面； 所述限位凹槽(501)在垂直方向延伸，在工作时，所述胸部位移传感器(200)的前端被限制在所述限位凹槽(501)内。
9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的标定装置进行胸部位移传感器灵敏度标定的方法，其特征在于 步骤一多个具有不同长度的测量块(300)分别推动胸部位移传感器(200)产生相应的多个位移，所述位移根据测量块(300)的长度以及基准平面板(402)的前表面到胸部位移传感器(200)的前端的距离计算得到；步骤二 记录胸部位移传感器(200)对应于所述多个位移而显示的多个显示值； 步骤三根据所述多个位移以及所述多个显示值来标定所述胸部位移传感器的灵敏度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤三包括 根据所述多个位移中两个位移的差值以及对应的两个显示值的差值来获得一灵敏度计算值，并将该灵敏度计算值作为所述灵敏度；或者， 根据所述多个位移中任意两个位移的差值以及对应的两个显示值的差值来获得多个灵敏度计算值，并将所述多个灵敏度计算值的平均值作为所述灵敏度；或者， 根据所述多个位移以及所述多个显示值基于拟合算法获得一拟合直线，并将所述拟合直线的斜率作为所述灵敏度。
全文摘要
本发明涉及汽车碰撞实验装置领域，具体为汽车碰撞试验假人胸部位移传感器灵敏度标定装置及方法，其包括:相互独立的多个测量块，所述多个测量块适合于分别安装到所述假人的胸部处，以推动处于假人胸腔原位的所述胸部位移传感器；所述多个测量块具有不同的长度，以促使所述胸部位移传感器产生相应的多个位移。本发明的标定装置具有适合于分别安装到所述假人的胸部处的相互独立且不同长度的多个测量块，从而只需使用测量块推动处于假人胸腔原位的胸部位移传感器即可完成胸部位移传感器的标定工作，减少了现有技术中拆除与安装胸部位移传感器对其灵敏度的影响。
文档编号G01B21/02GK102878965SQ20121036055
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者李东浩, 韩刚, 刘卫国, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司