一种模拟乘员头部挤压受力的测试装置的制作方法

1.本发明涉及车辆测试技术领域，尤其涉及一种模拟乘员头部挤压受力的测试装置。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，汽车给人们的出行带来了很大的便利，目前在对汽车进行加工的过程中，往往需要使用到假人来模拟乘员头部挤压受力试验。然而，受压试验并不是只进行一次，而是需要进行多次，为此，在每次测试时均需要对假人的头部位置进行调整使其保持一致，方便进行测试，然而，人工调整难以保证每次测试使头部的姿态都一致，使得测试效果不够好，且每次调整也费时费力。
3.此外，当头部挤压的压力过大，会破坏假人，需要重新更换假人。为此，需要一种在头部挤压的压力过大时，调整头部位置以保护头部结构的测试装置。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种模拟乘员头部挤压受力的测试装置，结构紧凑、操作方便且不易损坏。
5.具体地，本发明提出了一种模拟乘员头部挤压受力的测试装置，包括，
6.可调节底座，包括设置在水平方向上的基板，所述基板能够在x方向或y方向上移动且被固定；
7.电动可伸缩模块，设置在所述基板上，所述电动可伸缩模块包括在垂直方向上设置的伸缩杆；
8.角度调节单元，包括球穴支撑座、球头和球穴，球穴支撑座为中空结构，其顶部开设有凹槽，所述球穴的底部开设有凹槽，所述球头的底部向下穿过所述球穴支撑座的中心，所述球头的底部固定在所述伸缩杆的顶部，所述球穴的底部和所述球穴支撑座的顶部配合固定，所述球穴能相对所述球穴支撑座转动，所述球穴的凹槽和所述球穴支撑座的凹槽配合形成一与所述球头的顶部转动配合的容纳空间；
9.头型组件，包括头型本体及设置在所述头型本体上的传感器组件，所述传感器组件固定设置在所述球穴的顶部。
10.根据本发明的一个实施例，所述传感器组件包括传感器上座、三轴力传感器和传感器下座，所述三轴力传感器设置在所述传感器下座上，所述三轴传感器通过所述传感器下座固定在所述球穴的顶部，所述三轴力传感器通过所述传感器上座固定在所述头型本体内。
11.根据本发明的一个实施例，所述三轴力传感器固定设置在所述头型本体的质心。
12.根据本发明的一个实施例，在所述头型本体上设有激光器，用于定位所述头型组件。
13.根据本发明的一个实施例，所述测试装置还包括定位销，在所述球穴支撑座上沿
径向开设有多个安装孔，所述球头的顶部能在一设定角度内在所述容纳空间内转动，以使所述球穴的顶部保持在水平位置，所述定位销与所述安装孔配合用于将所述球头固定在所述球穴支撑座上。
14.根据本发明的一个实施例，所述电动可伸缩模块包括设置在所述基板上的电缸，所述电缸用于控制所述伸缩杆的升降。
15.根据本发明的一个实施例，在所述电缸顶部的外围设有竖直方向上的导向套，在所述伸缩杆的顶部设有水平方向上的导柱座，在所述导柱座的周边设有竖直方向上的导柱，所述导柱向下穿入所述导向套，所述伸缩杆能带动所述导柱座上下移动，并带动所述导柱在所述导向套内上下移动。
16.根据本发明的一个实施例，所述电动可伸缩模块还包括控制器，设置在所述基板上，所述控制器接收所述传感器组件传送的受力信号，所述控制器根据所述受力信号来控制所述伸缩杆下降。
17.根据本发明的一个实施例，所述测试装置还包括加强撑，与所述基板和电缸的外壁固定，所述加强撑用于加固所述电缸。
18.根据本发明的一个实施例，所述可调节底座还包括底板和中间板，所述中间板设置在所述基板和底板之间，在所述底板上设有沿x轴方向上的导轨和第一丝杆，所述中间板的底部和所述底板上的导轨配合且与所述第一丝杆配合，转动所述第一丝杆以使所述中间板沿所述x轴方向上移动；在所述中间板的顶部设有沿y轴方向上的导轨和第二丝杆，所述基板的底部和所述中间板上的导轨配合且与所述第二丝杆配合，转动所述第二丝杆以使所述基板沿所述y轴方向上移动。
19.本发明提供的一种模拟乘员头部挤压受力的测试装置整体结构紧凑，采用伸缩杆来支撑头型组件，操作方便且不易损坏。
20.应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
21.包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
22.图1示出了本发明一个实施例的模拟乘员头部挤压受力的测试装置的结构示意图。
23.图2示出了本发明一个实施例的模拟乘员头部挤压受力的测试装置的剖视图。
24.图3示出了本发明一个实施例的模拟乘员头部挤压受力的测试装置的立体图。
25.图4示出了本发明一个实施例的测试装置的可调节底座的主视图。
26.图5是图4的俯视图。
27.图6是图4的立体图。
28.其中，上述附图包括以下附图标记：
29.测试装置
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100
30.可调节底座
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101
31.电动可伸缩模块 102
32.角度调节单元
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103
33.头型组件
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104
34.基板
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105
35.伸缩杆
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106
36.球穴支撑座
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107
37.球头
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108
38.球穴
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109
39.头型本体
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110
40.传感器上座
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111
41.三轴力传感器
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112
42.传感器下座
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113
43.激光器
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114
44.定位销
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115
45.电缸
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116
46.导向套
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117
47.导柱座
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118
48.导柱
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119
49.控制器
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120
50.加强撑
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121
51.底板
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122
52.中间板
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123
53.第一丝杆
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124
54.第二丝杆
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125
55.导轨
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126
具体实施方式
56.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
57.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
58.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
59.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部
分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
60.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
61.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
62.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
63.图1示出了本发明一个实施例的模拟乘员头部挤压受力的测试装置的结构示意图。图2示出了本发明一个实施例的模拟乘员头部挤压受力的测试装置的剖视图。图3示出了本发明一个实施例的模拟乘员头部挤压受力的测试装置的立体图。如图所示，一种模拟乘员头部挤压受力的测试装置100主要包括可调节底座101、电动可伸缩模块102、角度调节单元103和头型组件104。
64.可调节底座101包括设置在水平方向上的基板105。基板105能够在x方向或y方向上移动且被固定。常规地，x方向和y方向相互垂直。
65.电动可伸缩模块102设置在基板105上。电动可伸缩模块102包括在垂直方向上设置的伸缩杆106。
66.角度调节单元103包括球穴支撑座107、球头108和球穴109。球穴支撑座107为中空结构，其顶部开设有凹槽。球穴109的底部开设有凹槽。球头108的底部向下穿过球穴支撑座107的中心，球头108的底部固定在伸缩杆106的顶部。球穴109的底部和球穴支撑座107的顶部配合固定，使球穴109能相对球穴支撑座107转动。球穴109的凹槽和球穴支撑座107的凹槽相对上下配合形成一与球头108的顶部转动配合的容纳空间。
67.头型组件104包括头型本体110及设置在头型本体110上的传感器组件。传感器组件固定设置在球穴109的顶部。头型本体110的外围呈半球形，用于模拟乘员头部。
68.容易理解的，头型组件104设置在角度调节单元103上，相对球穴支撑座107转动球穴109能带动头型组件104跟随转动，用于调节头型本体110的转动角度。角度调节单元103通过球头108固定在伸缩杆106上，伸缩杆106的升降带动头型组件104上升或下降以调节头型组件104的高度。电动可伸缩模块102通过基板105固定在可调节底座101上，调节基板105在x方向或y方向上的位置，带动其上的头型组件104跟随移动，以使头型本体110在水平方向上到达指定位置。
69.较佳地，传感器组件包括传感器上座111、三轴力传感器112和传感器下座113。三轴力传感器112设置在传感器下座113上，三轴传感器通过传感器下座113固定在球穴109的顶部。三轴力传感器112通过传感器上座111固定在头型本体110内。
70.较佳地，三轴力传感器112固定设置在头型本体110的质心。当头型本体110挤压受力时，三轴力传感器112采集头型本体110的受力信息。
71.较佳地，在头型本体110上设有多个激光器114。外部的校准设备通过激光器114来定位头型组件104。通过调整角度调节单元103来调整激光器114的位置，使头型组件104到达指定的测试位置。
72.较佳地，测试装置100还包括多个定位销115。在球穴支撑座107上沿径向开设有多个安装孔(图未示)。球头108的顶部呈球型，与球穴支撑座107和球穴109的上下凹槽形状配合，并能在上下凹槽形成的容纳空间内转动，该转动被限制在一预先设定角度内。转动调整以使球穴109的顶部保持在水平位置。定位销115与安装孔配合，插入多个定位销115，使定位销115的端部顶靠在球头108上，从而将球头108固定在球穴支撑座107上。
73.较佳地，电动可伸缩模块102包括设置在基板105上的电缸116，电缸116用于控制伸缩杆106的升降。
74.较佳地，在电缸116顶部的外围设有竖直方向上的导向套117。在本实施例中设有两个导向套117。在伸缩杆106的顶部设有水平方向上的导柱座118，在导柱座118的周边设有竖直方向上的导柱119。在本实施例中，设有两个导柱119，导柱119向下穿入导向套117。伸缩杆106上下移动能带动导柱座118上下移动，进而带动导柱119在导向套117内上下移动。导柱119、导柱座118和导向套117形成以导向结构，使伸缩杆106的上下移动更平稳。
75.较佳地，电动可伸缩模块102还包括控制器120。该控制器120设置在基板105上。控制器120接收传感器组件传送的受力信号，并根据受力信号来控制伸缩杆106下降。具体来说，当测试装置100的头型组件104遭受较大的挤压力，控制器120判断挤压力是否达到破坏头型组件104的设定值，若达到设定值则驱动电缸116带动伸缩杆106下降，避免头型组件104遭受破坏。
76.较佳地，测试装置100还包括加强撑121。加强撑121与基板105和电缸116的外壁固定，加强撑121主要用于加固电缸116，使整体结构更稳定。
77.图4示出了本发明一个实施例的测试装置的可调节底座的主视图。图5是图4的俯视图。图6是图4的立体图。如图所示，较佳地，可调节底座101还包括底板122和中间板123。中间板123间隔设置在基板105和底板122之间，在底板122上设有沿x轴方向上的导轨126和第一丝杆124，中间板123的底部和底板122上的导轨126配合且与第一丝杆124配合。转动第
一丝杆124以使中间板123沿x轴方向上移动。在中间板123的顶部设有沿y轴方向上的导轨126和第二丝杆125，基板105的底部和中间板123上的导轨126配合且与第二丝杆125配合。转动第二丝杆125以使基板105沿y轴方向上移动。可调节底座101的底板122设置在白车身上，通过第一丝杆124和第二丝杆125的调节来调整基板105在水平方向上的位置，使头型组件104能够到达水平方向上的指定位置。
78.本发明提供的模拟乘员头部挤压受力的测试装置具有以下特点：
79.1.根据激光器定位通过角度调节单元方便调整头型组件与水平面的角度；
80.2.电动可伸缩支撑模块用于实现竖直方向上的位移，可以手动控制，还可以通过控制器自动控制，起到保护头型组件的作用；
81.3.可调节底座能实现头型组件在水平方向上的移动。
82.本发明提供的一种模拟乘员头部挤压受力的测试装置形成了头型本体受力值采集与电动可伸缩支撑模块的闭环控制，各调节机构柔性高，能够快速并精确定位实际乘员头部位置，并且在实际试验中由于控制器的存在拥有高响应性的特点。
83.本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。