Трехмерный посадочный манекен дляизмерения параметров характеризующихвнутренние размеры кузова автомобиля Советский патент 1976 года по МПК G01M17/07 A41H5/00 

внутренние размеры кабин и кузовов автомобилей, содержащие соединенные «тазобедренным шарниром элементы, моделирующие торс и седалище человека, каждый из которых выполнен в виде основания с закрепленной на нем соответственно сиинкой и седалищной панелью; установленный на основании седалищного элемента € возможностью продольного перемещения Т-образный кронштейн, иа поперечине которого шарнир ю смонтированы телескопически раздвижные элементы, моделирующие голени, шарнирно соединенные нижними концами с элементами, моделируюЩИМИ стунни; измерительный раздвижной шток, соединенный с деталью основания седалища щарНиром, соосным «тазобедренному шарниру; соединенные с элементами манекена грузы, воспроизводящие вес моделируемых ими частей тела человека, и измерительные приспособления со щкалами, определяющими относительные линейные и угловые положения частей манекгла 1. Недостатком известных трехмерных посадочных манекенов является ограниченность решаемых с их непосредственной помощью задач, которые сводятся в основном к определению контрольной точки сиденья, пользуясь координатами которой, остальные задачи инженерной привязки антропометрических данных человека к внутренним размерам пассажирского помещения и -взаимодействия человека 1-1 автомобиля решаются графическим путем. Это увеличивает трудоемкость исследований и проектирования автомобилей. Целью изобретення является обеспечение возможности непосредственного определения зон возможного удара человека об элементы кузова и внутреннего оборудования, траекторий движения частей тела при его смещении с сиденья, а также определения размеров остаточного внутреннего пространства пассажирского помещения иосле деформации кузова в результате аварии. Это достигается тем, что манекен снабжен моделирующими бедра раздвижными пластинам-и, выполненными каждая из двух частей, одна из которых соединена с Т-образным кронщтейном, продольный стержень которого снабжен фиксаторами, входящими в продольные пазы закрепле1чных на основании седалищного элемента направляющих, в которых с возможностью фиксируемого перемещения установлены Г-образные кронштейны, обхватывающие перекладину Т-образного кронщтеина с торцов и соединяемые с ни,ми осевыми фиксаторами, причем на частях Г-образных кронштейнов, соосных упомянутой перекладипе, шариирно смонтированы дополнительные моделирующие голень и стону элементы, соединенные по оси «голеностоиных шарниров с соответствующими элементами Т-образного кронщтейнз посредством разъединяемых осевых фиксаторов, а шарнир измерительного штока установлен на выдвижном кронштейие, фиксируемом на внутреннем конце продольного стержня Т-образного кронштейна. .Манекен снабжен сферическим макетом головы, закрепленным на конце измерительного штока, а его шарнир выполнен с тремя стененями свободы. На фиг. 1 изображен предлагаемый манекен, частичньп продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез но А-А на фиг. 2; на фиг. 4-разрез но Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез по В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - размещение манекена на сиденье: а - исходное положение; б - моделироваиие смещения с сиденья при неизменном положении ступней; в - то же, при неизменном положении ступней и голеней. Трехмерный носадочный манекен содержит моделирующий торс человека элемент, состоящий из основания 1 троса и жестко прикрепленной к нему ианели 2 снины, и моделирующий седалище элемент, состоящий из основания 3 седалища и седалищной -панели 4, которые соединены «тазобедренным шарниром 5, соответствующим оси тазобедренных суставов человека. В точках нересечения указанной оси с наружными поверхностями седалищной ианели закреплены указатели, используемые нри измерениях. На основании торса закреплены кропштейны 6 для монтажа торсовых грузов 7, воснроизводящих вес торса человека и обеспечивающих соответствующее положение его центра тяжести. На основании 3 седалища закреплены параллельно нлоскости симметрии манекена направляющие 8, в которых с возможностью продольного перемещения, фиксируемого винтами 9, установлены Г-образные кронштейны 10, отогнутые внутрь части которых обхватывают торцы перекладины Т-образного кронштейна 11, и соединены с ними осевыми фиксаторами 12. Нродольный стержень Т-образного кронштейна в средней части снабжен -пружинными фиксаторами 13, входящими в продольные пазы направляющих В, и стойкой 14, в которой закреплен поперечный стержень 15. На внутреннем конце продольного стержня Т-образного кронштейна подвижно с возможностью фиксации ВИНТОМ 16 установлен выдвижной кронштейн 17, на котором смонтирован посредством универсального шарнира 18 измерительный телескопический шток 19 со шкалой, определяющей расстояние от оси «тазобедренного щарнира 5 до конца измерительного щтока, совпадающего с центром монтируемого на нем макета 20головы. Манекен снабжен моделирующими бедра раздвижными пластинами, состоящими каждая из передией иластины 21, соединенной с перекладииой Т-образного кронштейна, и поперечным стержнем 15, проходящим через ирорезь в задней пластине 22. На пластинах 21н 22 выполиен ряд отверстий, служащих ля их взаимной фиксации стопором в положеиях, когда длина моделирующих бедра элементов равна одной из длин, соответствующих

10, 50 и 90% группам репрезентативности. Направляющие продольных стержней Т-образного и Г-образного кронштейнов оснащены щкалон, по которой можно определить также промежуточные дл}шы.

На концах перекладины Т-образного стержня и внутренних концах отогнутых частей Г-образных стержней шарнирно установлены моделирующие голень внутренние 23 и наружные 24 элементы, которые выполнены телескОПически раздвижнымн по длине с фиксацией длин, соответствующих длинам голени взрослого человека 10,50 и 90% группы репрезентативности, и снабжены щкалами. «Коленные щарниры 25 снабжены угловыми щкалами. Нижние концы голенных элементов 23 и 24 посредством «голеностопных щарниров 26, снабженных угловыми шкалами, соединены с элементами, моделирующими стону, соответственно внутренними 27 и наружными 28. «Голеностопные щарниры каждой пары голенных элементов соединены разъединяемыми фиксаторами 29.

На основании седалища закреплены бедренные грузы 30, а на наружных элементах голени- голенные грузы 31, воспроизводящие вес и положение центра тяжести моделируемых частей тела.

При замкнутом фиксаторами 12 и 13 Т-образном кронщтейне, когда его продольный стержень параллелен Г-образным кронщтейнам и при попарно соединенных фиксаторами 29 «голеностопных щарна-шах (позиция а на фиг. 6), манекен полностью соответствует требованиям к трехмерному манекену, предъявляемым проектом ГОСТ ПГ-400-218-73, стандартом SAEj 826 и Правилами ООН, и при соблюдении предписываемой указанными нормативными документами методики испытаний обеспечивает эквивалентные результаты в отношении определения координат контрольной точки сиденья.

При замкнутых фиксаторах 12, 13 и 29 с помощью измерительного щтока обеспечивается измерение расстояний от контрольной точки Н манекена, совпадающей (для «усаженного на сиденье манекена) с контрольной точкой f сиденья до различных точек кузова, а также определение возможных зон удара головой при продольных и поперечных наклонах торса, моделируемых измерительным штоком с закрепленным на его конце сферическим манекеном головы.

При наружных фиксаторах 13, выведенных из продольных пазов направляющих на «усаженном в сиденье манекене, продольный стержень Т-образного кронштейна вместе с моделирующими бедра пластинами 21 и 22 и измерительным щтоком, сохраняя размеры соответствующих частей тела моделируемого человека, получают возможность поворота вокруг оси «коленных щарниров, воспроизводящих положения и траектории характерных точек упомянутых частей тела в процессе привстанания человека с сиденья при неизменном

положении голеней. С разомкнутыми фпксаторам - 12 и 13 моделируются нроцессы смещения человека с сиденья прИ неизменном положении стоп, а с замкнутыми фиксаторами 12 и 13 и разомкнутыми 29 моделируется движение голеней со стопами при неизменном на сиденье положении бедер. Это позволяет определять на натурном образце автомобиля при его макетировании предельные положения частей тела человека, исходя из антропометрических и конструктивных размеров человека и автомобиля, определять зоны возможного удара об элементы внутреннего оборудования для различных частей тела, размеры и конфигурацию необходимого остаточного пространства деформированного ири аварии кузова, обеспечивающего размещение в нем человека без заИ1;емления, а также проводить ряд других испытаний и исследований, связаны.х с «размерным взаимодействием человека i автомоб ля, базируясь иа системе отсчета с началом координат в контрольной точке R сзьденья, вещественно онределяемой совпадающей с ней

контрольной точкой Я «усаженного на сиденье манекена, в частности той его части, которая неизменно находится на сиденье прилюбых положениях его подвижных частей. Преимуществом трехмерного посадочного

манекена в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с известным является обеспечиваемая им возможность проведения целого комплекса работ по испытанию натурных образцов автомобилей, а также моделированию оптимальных с точки зрения безопасности УСЛОВИЙ размещения человека в автомобиле, в том числе в отнощении определения возможных зон удара, остаточного пространства, досягаемости ледале ;, при этом

значительно сокращается трудоемкость и продолжительность испытаний объектов на соответствие требованиям безопасности, проектных -изысканий иа стадии макетирования параметров внутреннего пространства кузовов

новых автомобилей н их корректировки на стадии доводочных работ.

Форм у л а и 3 о б р е т е н и я

1. Трехмерный посадочный манекен для измерения параметров, характеризующих внутренние размеры кузова автомобиля, содержащий соединенные «тазобедренным шарниром элементы, моделирующие торс и седалище человека, каждый из которых выполнен в вилДе основания с закрепленной на нем соответственно спинной и седалищной панелью; установленный на основании седалищного элемента с возможностью продольного перемещения Т-образный кронщтейн, на поперечине которого шарнирно слюнтированы телескопические раздвижные элементы, моделирующие голени, шарнирно соединенные нижними концами с элементами, моделирующими ступни; измеритеотьный раздвижной щток, соединенный с деталью основания седалища шарниром,- соос7

ным с «тазобедренным шарниром; соединенные с элементами манекена грузы, воспроизводящие вес моделируемых частей тела человека, и измерительные нриспособления со шкалами, определяюш,имн относительные линейные и угловые ноложения частей манекена, отличающийся тем, что, с целью определения зон возможного удара человека об элементы кузова и внутреннего оборудования, траекторий движения частей тела нри его смещении с сиденья, а также определения размеров остаточного внутреннего пространства пассажирского помещения, деформированного в результате аварии кузова, он снабжен модели1рующими бедра раздвижными пластинами, выполненными каждая из двух частей, одна из которых соединена с Т-образным кронштейном, продольный стержень которого снабжен фиксаторами, входящи.мн в продольные пазы закренленных на основании седалищного элемента направляющих, в которых с возможностью фиксируемого пере.мещення установлены Г-образные кронщтейны, обхватывающие перекладину Т-образного кранштейна с торцов и соединяемые с ними осевыми фиксаторами, причем на частях Г-образных кронштейнов, соооных упомянутой перекладине,

шарнирно смонтированы дополнительные моделирующие голень и стопу элементы, соединенные по оси «голеностопных шарниров с соответствующими элементами Т-образного кронштейна посредством разъединяемых осевых фиксаторов, а шарняр измерительного штока зстановлен на выдвижном кронштейне, фиксируемом на внутреннем конце продольного стержня Т-образного кронштейна. 2. Трехмерный посадочный манекен по п.

I, о т л и ч а ю HUi и с я тем, что, с целью определения возможных траекторий и зон удара |оловой, в том числе нри боковом наклоне торса моделируемого человека, он снабжен сферическим макетом головы, закрепленным

«а конце измерительного щтока, а его шарнир выполнен с тремя степенями свободы.

1 Патент США № 3147617, кл. 73-172, 08.09.64 г.

26

Фиг. 2 25

/

ff

ТП

ff-ff

19

/

Щч

/

Л5Щ(0%

//

23

Фиг.

Puz.S

В-8

12