一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器的制作方法

本发明申请涉及机动车辆安全测试的领域，具体涉及一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器。

背景技术：

1、为了提高交通运输乘员的安全性，交通工具上一般都设有安全系统，如儿童安全座椅、安全带、安全气囊等，尽管这些安全系统的主要功能是保护车辆乘员，但在发生交通事故时这些安全系统可能会导致乘员各种身体伤害。

2、本发明针对的是儿童安全座椅在交通事故中对儿童损伤的研究，主要研究测试交通事故中对儿童腹部的冲击产生的生物力学。目前，有一种用于q系列假人上的腹部双压力传感器apts，该apts是用于碰撞测试的，通过记录碰撞过程中腹部的压力来评估约束系统是否满足损伤调节标准的能力。该apts由institut francaisdes sciences ettechnologi esdes公司申请了专利，如公开号为wo2013054061a1的pct申请，其公开了一种压力传感器，包括至少两个柔性防水测量压力的腔室，所述至少两个腔室对称设置在所述假人侧的躯干部分的腹部或胸部的正中矢状面的两侧，所述腔室填充有不可压缩流体，并且每个腔室包括至少一个压力测量单元，所述压力测量单元能够在其输出处递送指示所述压力测量腔室中的所述流体的压力的电信号。该压力传感器相较于更早期的压力传感器，在人体模型中使用时较为稳定，不容易发生位移，并且具有可靠的压力测量性能，可以响应于包括相对于假人的正面、横向或倾斜的负载，从而准确地估计在交通事故期间对安全座椅上的儿童的腹部器官造成伤害的风险。

3、然而，该专利存在以下不足之处：(1)至少两个腔室是对称设置在正中矢状面的两侧，并不能准确的模拟人体腹部的各个器官的位置，因此压力的测量结果并不十分准确；(2)该专利的每个腔室均是大小一致的气囊，所以其受到的压力是一致的，但真实人体的腹部器官在受到安全系统的勒压时其受力是不一样的，所以同样导致最终的压力测量结果不准确；(3)该压力传感器需要专用的特殊腹部块来安装该压力传感器，当需要使用该腹部压力传感器进行测试时，需要将人体模型原腹部块进行拆卸后替换上该装有压力传感器的特殊腹部块，拆装麻烦，而且替换后可能会改变人体模型腹部的重量，导致数据测量不准确；(4)每个腔室都是独立安装到特殊腹部块中的，故在安装腔室时也比较麻烦。

4、因此，开发一种仿真性和测量准确度高的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器非常有必要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，以有效解决现有的压力传感器无法真实模拟人体腹部器官，且测量准确性差，安装拆卸操作麻烦的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明所述的一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，用于测量在碰撞测试中约束系统对人体模型腹部各器官的压力，其特征在于，包括：腹部囊体，所述腹部囊体包括多个腔室，每个所述腔室模拟人体腹部中的其中一种器官的造型，相邻的两个所述腔室的外壁之间相互连接以使所有腔室共同构成一个整体，每个所述腔室内均填充有液体；测压单元，用于输出每个所述腔室中的所述液体所受压力的电信号，每个所述腔室设有至少一个所述测压单元；支撑骨架，用于支撑和固定所述腹部囊体，使每个所述腔室处于符合人体腹部器官所在位置的设定位置；还用于与所述人体模型的腹部连接固定。

4、在有些实施例中，为了实现对每个腔室的重量可控，每个所述腔室均包括一个液体容腔和至少一个气体容腔，所述液体容腔与各个所述气体容腔彼此隔断，所述气体容腔内填充气体，所述液体填充于所述液体容腔中。

5、进一步的，为了提高测量的准确性，所述气体容腔设置于所述液体容腔在碰撞测试中受到挤压的腔壁面之外的其他腔壁面上。

6、进一步的，为了实现每个腔室的重量与其所模拟的人体腹部器官的重量一致，每个所述腔室上的所述液体容腔容量大小与所述气体容腔容量大小按所述腔室对应模拟人体器官的重量进行分配设置，以满足所述液体容腔填充满液体以及所述气体容腔填充满气体后所述腔室的重量与模拟人体器官的重量一致。

7、在有些实施例中，所述腔室至少包括肝脏腔室、胃腔室、胰脏腔室、脾脏腔室、肾脏腔室以及肠部腔室，所述肝脏腔室、所述胃腔室、所述胰脏腔室、所述脾脏腔室、所述肾脏腔室或所述肠部腔室的形状及大小都与所模拟的人体腹部器官一致。

8、在有些实施例中，相邻的两个所述腔室的内壁连接处设有通口，其中一个所述腔室上设有一个可供所述液体注入腔室中的开口。

9、又或者在另外一些实施例中，相邻的两个所述腔室的内壁密封不连通，每个所述腔室上均设有一个可供所述液体注入腔室中的开口。

10、在有些实施例中，本发明还包括有柱状囊体，所述柱状囊体安装在腹部囊体的前端位置或后端位置，所述柱状囊体内填充有所述液体，所述柱状囊体上设有两个微型应变计。

11、本发明除了腹部囊体模拟整个腹部内的器官外，用于支撑和固定该腹部囊体的的支撑骨架也设计成模拟人体脊柱的造型，具体是：所述支撑骨架包括位于中间的模拟人体脊柱的主杆以及从所述主杆上向水平方面延伸的连接杆，所述腹部囊体的后端面连接在所述连接杆上。

12、进一步的，为了避免支撑骨架干扰到腹部囊体的受压测量，该支撑骨架设置在靠近人体模型的腹部内腔后壁位置，且所述主杆与所述人体模型的腹部内腔后壁连接固定。

13、在有些实施例中，所述连接杆的端部设有连接板，所述连接板与所述腹部囊体的至少一个所述腔室的后端腔壁面配合连接；和/或所述腹部囊体的至少一个所述腔室的后端腔壁面设有连接位，所述连接位与所述连接杆或所述主杆配合连接。

14、本发明的有益效果是：

15、1、本发明采用一个整体的腹部囊体，同时将该腹部囊体上的多个腔室设计成模拟人体腹部中的其中一种器官的造型，并在每个腔室设有至少一个测压单元，因此可以更真实的模拟坐在儿童安全座椅上的儿童腹部器官，以及更准确地测量出各个腹部器官的压力情况。

16、2、又由于采用支撑骨架来支撑和固定腹部囊体，使各个腔室处于对应的符合人体腹部器官所在位置的设定位置，故进一步确保模拟的真实性和测量的准确性。

17、3、利用支撑骨架与人体模型的腹部连接固定，故不需要设置专用的特殊腹部块，只需要将该支撑骨架固定到人体模型原腹部块上即可完成该压力传感器的整体安装，故安装方便快捷，而且整体重量与所模拟的儿童的腹部重量一致，从而更进一步确保测量数据的准确性。

18、4、由于不会受到特殊腹部块的影响，故本发明的腹部囊体可以响应更多方位的碰撞试验测量，包括但不限于正面、后面、侧面、斜面、上面、下面等方位，因此可以全面地评估出在各种交通事故中对儿童安全座椅上的儿童的腹部器官损伤情况。

19、下面结合附图对本发明作进一步的说明。

技术特征：

1.一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，用于测量在碰撞测试中约束系统对人体模型腹部各器官的压力，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，每个所述腔室均包括一个液体容腔和至少一个气体容腔，所述液体容腔与各个所述气体容腔彼此隔断，所述气体容腔内填充气体，所述液体填充于所述液体容腔中。

3.根据权利要求2所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，所述气体容腔设置于所述液体容腔在碰撞测试中受到挤压的腔壁面之外的其他腔壁面上。

4.根据权利要求2所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，每个所述腔室上的所述液体容腔容量大小与所述气体容腔容量大小按所述腔室对应模拟人体器官的重量进行分配设置。

5.根据权利要求1所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，所述腔室至少包括肝脏腔室、胃腔室、胰脏腔室、脾脏腔室、肾脏腔室以及肠部腔室，所述肝脏腔室、所述胃腔室、所述胰脏腔室、所述脾脏腔室、所述肾脏腔室或所述肠部腔室的形状及大小都与所模拟的人体腹部器官一致。

6.根据权利要求1所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，相邻的两个所述腔室的内壁连接处设有通口，其中一个所述腔室上设有一个可供所述液体注入腔室中的开口；或者

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，还包括有柱状囊体，所述柱状囊体安装在腹部囊体的前端位置或后端位置，所述柱状囊体内填充有所述液体，所述柱状囊体上设有两个微型应变计。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，所述支撑骨架包括位于中间的模拟人体脊柱的主杆以及从所述主杆上向水平方面延伸的连接杆，所述腹部囊体的后端面连接在所述连接杆上。

9.根据权利要求8所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，所述主杆与所述人体模型的腹部内腔后壁连接固定。

10.根据权利要求8所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，所述连接杆的端部设有连接板，所述连接板与所述腹部囊体的至少一个所述腔室的后端腔壁面配合连接；和/或所述腹部囊体的至少一个所述腔室的后端腔壁面设有连接位，所述连接位与所述连接杆或所述主杆配合连接。

技术总结
本发明提供一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，包括：腹部囊体，其包括多个腔室，每个腔室模拟人体腹部中的其中一种器官的造型，相邻的两个腔室的外壁之间相互连接以使腔室共同构成一个整体，每个腔室内均填充有液体；测压单元，用于输出每个腔室中液体所受压力的电信号，每个腔室设有至少一个测压单元；支撑骨架，用于支撑和固定腹部囊体，使每个腔室处于符合人体腹部器官所在位置的设定位置。本发明采用将腔室设计成各个腹部器官，故更能真实的反映现实交通事故发生时儿童安全座椅对儿童腹部器官的损伤情况；而且采用支撑骨架来支撑和固定腹部囊体，使各个腔室处于对应儿童腹部器的设定位置，故进一步确保模拟的真实性和测量的准确性。

技术研发人员：徐小平,安剑英,张崇波,程东,程新华,刘伟文,张春伟,张雪竹,李军伟
受保护的技术使用者：深圳申美科技检测设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22