【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车碰撞假人测试领域，尤其涉及一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置及方法。
技术介绍
1、用于汽车碰撞试验的假人是一种经过特殊设计的人体模型，由若干个可动关节和测量传感器等构成，通过模拟真实人体在车辆碰撞中的受力和受伤情况，获取关于头部、胸部、骨骼和内脏等方面的冲击动力学数据，评估碰撞对人体的潜在损伤和受伤的风险，以此在汽车碰撞测试中评估车辆被动安全性能和乘员保护能力。
2、汽车碰撞假人的再现性和重复性是验证车辆安全性能的有效性和可比性的重要因素，即在相同的测试条件下，同类型汽车碰撞假人的行为和结果应能够再现；同一假人需重复使用且保证力学响应不会变化，以确保测试结果的可比性和可靠性。
3、目前通常在实车测试前，通过对碰撞假人各部位分别进行标准化的测试程序来保证其重复性和再现性，其中包括了对头部、颈部、胸部、腰部和大腿的测试，而由于手臂的伤害对人体来说不致命，所以现有技术中未对手臂进行专门的测试。然而，假人手臂不同的安装状态和运动姿态，使得假人在收到冲击时手臂会产生不同的运动响应，从而影响假人整体的运动姿态和作用于假人胸部的冲击载荷，进而影响假人冲击试验的重复性和再现性。
4、因此，亟需一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置及方法，能够获得冲击下的假人手臂完整的运动学响应，以保证碰撞假人及试验的重复性和再现性。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置及方法，能够获得冲击下的假人手臂完整的运
2、本专利技术提供了一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，包括：
3、测试架，所述测试架内设有延水平方向延伸的冲击件；
4、摆锤组件，所述摆锤组件的第一端转动连接于所述测试架，所述摆锤组件能够选择性地与所述冲击件抵接或分离，所述摆锤组件沿轴向间隔设置有多个第一观测点，所述摆锤组件上设有传感器；
5、手臂组件，所述手臂组件可拆卸连接于所述摆锤组件的第二端，所述手臂组件和所述摆锤组件的连接预紧力可调，所述手臂组件沿轴向间隔设有多个第二观测点；
6、观测组件，所述观测组件能够观测所述第一观测点和所述第二观测点。
7、进一步地，所述冲击件朝向所述摆锤组件的一面设有第一冲击面，所述摆锤组件朝向所述冲击件的一面设有第二冲击面，所述第一冲击面与所述第二冲击面的贴合度大于95%。
8、进一步地，所述冲击件包括与所述测试架固定连接的固定端和连接与所述固定端的冲击端，所述冲击端上设有所述第一冲击面；
9、所述摆锤组件包括摆锤和连接于所述摆锤的撞击板，所述撞击板与所述冲击端对应设置，所述撞击板上设有所述第二冲击面；
10、转动所述摆锤能使所述第一冲击面与所述第二冲击面抵接或分离，所述第一冲击面与所述第二冲击面抵接时，所述摆锤的轴向与所述冲击件的延伸方向垂直。
11、进一步地，所述冲击件的轴线、所述摆锤组件的质心和所述传感器的敏感轴轴线位于同于水平面。
12、进一步地，所述第二观测点均位于所述第一观测点的延长线上。
13、进一步地，所述传感器为单轴加速度传感器，所述单轴加速度传感器的敏感轴方向朝向碰撞方向。
14、进一步地，所述冲击件具有非线性刚度。
15、本专利技术还提供了一种测试碰撞假人手臂冲击响应的方法，使用如上所述的测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，包括如下步骤：
16、步骤s1、向所述手臂组件和所述摆锤组件的连接处施加预紧力m，转动所述摆锤组件至摆锤夹角 θ，所述摆锤夹角 θ为所述摆锤组件的轴线与竖直方向的夹角；
17、步骤s2、释放所述摆锤组件，通过所述观测组件观测所述第一观测点和所述第二观测点，通过所述传感器获取所述摆锤组件的冲击减速度峰值g；
18、步骤s3、计算手臂转角 β随时间变化的离散数据，拟合得到关于 β-t的多项式方程，进而得到手臂组件收到冲击后，转动角加速度 a-t的多项式方程，提取所述转动角加速度 a- t的多项式的方程系数矩阵b，其中所述手臂转角 β为所述手臂测试部的轴线与所述摆锤组件的轴线的夹角；
19、步骤s4、采用曲面重构法，分别获得所述方程系数矩阵b、所述冲击减速度峰值g与所述预紧力m和所述摆锤夹角 θ的关系。
20、进一步地，步骤s3包括：
21、步骤s31、通过所述观测组件观测所述第一观测点所在直线与竖直方向的夹角随时间的变化，即所述摆锤夹角 θ随时间的变化数据；
22、步骤s32、通过所述观测组件观测所述第二观测点所在直线与竖直方向的夹角 γ随时间的变化，即 γ随时间的变化数据；
23、步骤s33、相同时间下， β=θ－γ，即可得到所述手臂转角 β随时间的变化数据。
24、进一步地，所述步骤s1还包括，
25、施加所述预紧力m后，调节所述摆锤组件的轴线与所述手臂组件的轴线重合；
26、设置所述摆锤夹角θ后，调节所述摆锤组件的轴线与所述手臂组件的轴线重合。
27、本专利技术实施例具有以下技术效果：
28、1、本实施例提供了一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，摆锤组件的一端连接手臂组件，另一端转动连接于测试架，通过转动摆锤组件可以实现调节手臂组件的运动姿态，同时，摆锤组件与手臂组件之间连接的预紧力可调，可以实现调节手臂组件的安装状态，配设有传感器和观测组件，能够在摆锤组件碰撞冲击件时记录离散数据，该装置能够保证碰撞假人及试验的重复性和再现性。
29、2、本实施例提供了一种测试碰撞假人手臂冲击响应的方法，使用到如上所述的测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，预紧力m和摆锤夹角θ能够表征手臂组件的安装状态和运动姿态，通过该装置改变预紧力m和摆锤夹角θ获得描述手臂组件受到冲击后完整的动力学响应所需要的数据，之后通过这些数据进行曲面重构。通过这个方式能够可快速得到各参量的总体关系及趋势，可克服冲击试验易产生偶然随机误差的缺点，通过对离散数据点的曲面重构，快速找到其中突变的误差数据点。
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1.一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于：所述冲击件（2）朝向所述摆锤组件（3）的一面设有第一冲击面，所述摆锤组件（3）朝向所述冲击件（2）的一面设有第二冲击面，所述第一冲击面与所述第二冲击面的贴合度大于95%。
3.根据权利要求2所述的测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于：所述冲击件（2）的轴线、所述摆锤组件（3）的质心和所述传感器（5）的敏感轴轴线位于同于水平面。
5.根据权利要求1所述的一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于：所述第二观测点（41）均位于所述第一观测点（311）的延长线上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于：所述传感器（5）为单轴加速度传感器，所述单轴加速度传感器的敏感轴方向朝向碰撞方向。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征
8.一种测试碰撞假人手臂冲击响应的方法，使用如权利要求1-7中任一项所述的测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种测试碰撞假人手臂冲击响应的方法，其特征在于：步骤S3包括：
10.根据权利要求8所述的一种测试碰撞假人手臂冲击响应的方法，其特征在于：所述步骤S1还包括，
...【技术特征摘要】
1.一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于：所述冲击件（2）朝向所述摆锤组件（3）的一面设有第一冲击面，所述摆锤组件（3）朝向所述冲击件（2）的一面设有第二冲击面，所述第一冲击面与所述第二冲击面的贴合度大于95%。
3.根据权利要求2所述的测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于：所述冲击件（2）的轴线、所述摆锤组件（3）的质心和所述传感器（5）的敏感轴轴线位于同于水平面。
5.根据权利要求1所述的一种测试碰撞假人手臂冲击响应的装置，其特征在于：所述第二观测点（41）均位于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟东，刘志新，武永强，郝天一，王凯，齐洪阳，刘博嵩，秦励伟，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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