组合镜碰撞及可靠性综合试验平台制造技术

本发明专利技术提供一种组合镜碰撞及可靠性综合试验平台，包括：综合试验台，集成收放机构、操作手柄模拟机构及头部碰撞模拟装置等功能模块，收放机构将组合镜摆动转化为驱动模块的连续转动，能够记录收放次数及力学变化，并且真实模拟驾驶员碰撞过程，记录整个过程的运动学及动力学参数，为下一步可靠性、伤害程度及系统人机工程学研究奠定实验基础；液压系统，驱动头部模型以一定的速度及加速度与组合镜发生碰撞，驱动加速度及碰撞速度可控可调；测控系统实时控制试验平台，整个试验过程可观可测可控可调，真实模拟驾驶员的相应动作，并采集试验平台的运动学及力学参数，而且实时采集视频信息，实时分析，控制系统具有高度人性化、集成化等诸多优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种组合镜碰撞及可靠性综合试验平台。
技术介绍
目前，组合镜在众多领域内广泛应用，如在汽车中加装组合后视镜，在驾驶车辆行驶，特别是在进行倒车时，驾驶员只需调整好组合后视镜的姿态，无需转身，便可清楚的掌握车后边的信息，这不仅提高驾驶员操作的舒适性，减小疲劳，而且增加安全性。在民航等领域，现在普遍加装平显组合镜，如果没有平显，飞机的姿态控制只能通过观察仪表数据进行控制，大大地增加了驾驶员的工作负荷，极容易使得驾驶员疲劳，例如飞机在降落过程中，驾驶员需要不断的观察视线下方的仪表及正前方的跑道，不断的转移视线，并且舱内外的光线强度等光学特性有较大差异，因此眼睛需要不断的调整，这不仅需要时间，而且会造成视觉中断，或者说，驾驶员不能得到对于仪表或场景的连续观察，这恰恰是诸多民机事故发生的原因。民机平显能把仪表信息直接迭加在场景上，并把这些信息成象于无穷远处，平显还有字符信息亮度调控能力，能使字符信息与场景保持合适对比。驾驶员无需花费时间用于视线转移、远近调焦和亮暗适进行交替观察，即能同时看清信息和场景。也就是说，民机平显解决了驾驶员视觉中断或者对于信息和场景不能连续观察的问题，因此平显的使用，大幅减少了民航飞机的事故。但是组合镜在使用的过程中需要调整它的角度，因此其旋转锁紧力必须符合人机工程学，即驾驶员在转动组合镜时，既不能太费劲，又不能在进行机动时，组合镜自行托锁而造成危险。不仅如此，倘若一旦突然减速驾驶员身体前倾，额头与组合镜发生碰撞，由于锁紧力较大组合镜无法脱锁自转从而对人体头部造成伤害。因此锁紧力的设置成为组合镜应用的关键，目前有些研宄单位提出一些锁紧力的测试方式，但是过于繁琐，而且难以保证一致性，并且组合镜转轴的使用寿命没有明确给出，或者是仅仅是一个参考区间，倘若在此参考区间之间便发生疲劳问题，极有可能造成重大事故，倘若参考值给出的过小，那么会增加检修及更换的频率，造成不必要的浪费。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种组合镜碰撞及可靠性综合试验平台，其即能够完成组合镜锁紧力的测量，又可以真实模拟头部碰撞组合镜的过程，在有限的空间中实现快速加速，头部模型碰撞速度达12m/s，而且能够真实模拟组合镜的收放过程，并实时检测组合镜收放过程中的力学参数的变化，在不破拆组合镜的情况下，安装定位十分方便，为组合镜的在实际应用过程中锁紧力的设置及收放过程的设置奠定理论基础。本专利技术提供一种组合镜碰撞及可靠性综合试验平台，包括:综合试验台，集成组合镜收放机构、操作手柄模拟机构及头部碰撞模拟装置等功能模块，所述收放机构将组合镜摆动转化为驱动模块的连续转动，能够记录收放次数及收放过程的力学变化，并且真实模拟驾驶员碰撞过程，记录整个过程的运动学及动力学参数，为下一步可靠性、伤害程度及系统人机工程学研宄奠定实验基础；液压系统，驱动头部模型以一定的速度及加速度与组合镜发生碰撞，驱动加速度及末端碰撞速度可控可调；测控系统实时控制试验平台，整个试验过程可观可测可控可调，真实模拟驾驶员的相应动作，并采集试验平台的运动学及力学参数，而且实时采集视频信息，实时分析，控制系统具有高度人性化、集成化等诸多优点。所述综合试验台，包括:试验台底座，提供安装及支撑平台，并具有减振功能；组合镜收放模拟机构，安装在试验平台的侧壁上，收放机构与组合镜的镜的相对空间位置可调，真实模拟被测组合镜的收放过程，并记录收放次数及收放过程的力学变化；操作手柄模拟机构，真实模拟手指的操作过程，实时检测并记录手指力的变化过程；头部模型，根据真人头部结构、形状及质量采用用复合材料制作而成，符合标准人体模型的标准，头部模型质心处安装三轴加速度传感器，额头处设计有三轴力传感器，实时检测并记录整个运动过程及碰撞过程的运动学及动力学参数，并合算出锁紧力大小及对飞行员的伤害程度；移动机构，实现头部模型的高度及前后左右的移动，真实模拟飞行员与组合镜的相对位置；假人推动机构，与液压系统相连接，驱动头部模型以一定的速度及加速度与组合镜发生碰撞；缓冲机构，吸收碰撞后假人的残余能量，减小对整个平台的冲击。试验台底座由光学隔振平台、安装平台及隔振垫等组成，用于承载相应装置的自重及试验过程中的各类试验载荷，光学隔振平台底部设计有隔振垫并通过地脚螺栓固定在实验室地基上，地基四周设置隔振沟，最大限度地降低振动对试验结果的干扰以及试验过程产生振动对周围试验设备的影响；优选地，在光学隔振平台上部设计有安装平台，安装平台上开有T型槽，以便于模拟机构的安装、位置调试、固定。收放模拟机构，包括:被试组合镜、收放机构、支撑机构、位置调整机构及驱动单元，所述支撑机构包括侧壁支撑架及安装平台，为组合镜提供支撑及安装接口，优选地，支撑架底部设计有止口，方便与侧壁安装定位；所述侧壁是组合镜收放模拟机构与试验台底座间的过渡件，用于安装和承载相关部件，优选地，试验台侧壁设计有腰形孔，方便位置调整及安装固定。作为优选，被测组合镜通过固定支架固定在安装平台上，组合镜与固定支架设计有腰形孔，组合镜相对于安装平台可前后移动，方便收放试验结束后组合镜移出至安全位置或者移至其它试验位置；固定支架设计有定位销，保证收放臂旋轴与组合镜回转轴的同轴度；通过组合镜上的摇臂机构实现收放臂与支座间相对摆动，来真实模拟飞行员手指拨动组合镜的收放过程。作为优选，收放机构为一曲柄摇杆机构，将组合镜定角度的往复摆动转换为曲柄的连续旋转运动，即曲柄旋转一个周期，组合镜完成一个摆动周期；连杆与曲柄、连杆与摇臂间均通过铰销连接，连杆两端铰销轴孔内设计有自润滑轴承。所述摇臂驱动组合镜摆动，优选地摇臂是由摇臂本体、摇臂手指等组成的一个组件，摇臂手指上装有微型力传感器，可实时检测收放臂收放过程中的操纵力，手指位置可通过安装在摇臂本体上的定位螺钉微调，以保证摇臂轴线与组合镜轴线重合及力传感器可靠接触；所述力传感器与组合镜之间设计有过渡件，通过过渡件上的滚轮来消除侧向力；所述电机驱动单元，电机轴与曲柄相连接，为曲柄摇杆机构的连续转动提供动力，并且电机转速可控可调。头部模型及移动机构，包括:头部模型、假人躯干、假人位置调整机构等；作为优选，头部模型根据真人头部结构、形状及质量用复合材料制作而成，皮肤的材质、柔软度、厚度、形状都和真人很相近，在碰撞试验中能够真实模拟飞行员头部撞击效果；头部模型质心处安装三轴加速度传感器，额头处设计有三轴力传感器，实时检测并记录整个运动过程及碰撞过程的运动学及动力学参数，并合算出锁紧力大小及对飞行员的伤害程度。作为优选，假人躯干及颈部等根据标准人体模型的标准配种得到，颈部采用符合材料制成，真实模拟人体颈部的刚度强度；假人躯干转轴处设计有编码器，实时记录躯干旋转角度。作为优选，收放机构安装平台上部设计有丝杠，调整丝杠，改变组合镜与头部模型的相对高度；优选地，丝杠采用具有自锁功能的TM33螺纹，方便组合镜高度的调整并使其在调定高度可靠锁定；安装接口设计有腰形孔，实现组合镜的前后移动；所述假人模拟装置安装在安装轨道上，安装轨道设计有T型槽，并通过T形螺栓固定，松开T形螺栓，移动假人装置远离或接近组合镜，确定试验位置后固定。假人驱动机构，包括:驱动杆、摆杆、滚轮、耳座等，液压缸与驱动杆相连接，通过驱动机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合镜碰撞及可靠性综合试验平台，其特征在于，包括：综合试验台，集成组合镜收放机构、操作手柄模拟机构及头部碰撞模拟装置，所述收放机构将组合镜摆动转化为驱动模块的连续转动，能够记录收放次数及收放过程的力学变化，并且真实模拟驾驶员碰撞过程，记录整个过程的运动学及动力学参数，为下一步可靠性、伤害程度及系统人机工程学研究奠定实验基础；液压系统，驱动头部模型以一定的速度及加速度与组合镜发生碰撞，驱动加速度及末端碰撞速度可控可调；测控系统实时控制试验平台，整个试验过程可观可测可控可调，真实模拟驾驶员的相应动作，并采集试验平台的运动学及力学参数，而且实时采集视频信息，实时分析，控制系统具有高度人性化、集成化等诸多优点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永光，杨晓伟，胡慧，陈晨，张恒真，高晓辉，孙健，程楠楠，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11