专利名称：水基人体模型及其质量与重心的调整方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车性能试验中使用的配重，特别涉及一种水基人体模型及其质量与重心的调整方法。
背景技术：
汽车性能试验是判断汽车各项技术參数的手段。有些汽车性能试验需要在汽车半 载或满载的情况下进行，这就需要使用到配重。目前的汽车性能试验中使用到的配重一般为沙袋或真人。沙袋的质心、质量分布与人体相差很大，其试验结果具有很大的误差，且大量的沙袋不易搬运，増加了试验人员的工作量。以真人作为汽车性能试验具有一定的危险性，且增加了试验人员的数量，増加了试验成本，同时受试验人员自身的体重影响，采用多个试验人员进行试验时，试验结果一致性差。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供ー种易搬运、安全可靠、成本低、试验结果准确、一致性好的水基人体模型及其质量与重心的调整方法。本发明是这样实现的
一种水基人体模型，包括头部水囊、躯干水囊、大腿水囊、小腿水囊，其特殊之处是所述的头部水囊、躯干水囊、大腿水囊、小腿水囊为分体结构并采用软质透明材料，且头部水囊与躯干水囊之间、躯干水囊与大腿水囊之间，大腿水囊与小腿水囊之间分别设有多组组合阀门，在头部水囊、躯干水囊、大腿水囊、小腿水囊上分別设有压迫水囊的质心调整夹。所述水囊的材质为PVC。所述质心调整夹由两块抱箍，用于调节抱箍间距离的调节螺栓构成。所述组合阀门由两个可拆装的阀门组成。所述头部水囊顶部设有进水阀与排气阀，所述小腿水囊底部设有排水阀。一种水基人体模型质量与重心的调整方法，其特殊之处是具体步骤如下
1)、确定水囊尺寸将头部等价为圆柱体，将躯干、大腿、小腿等价为底面为长圆柱体，根据GB10000-88，确定人体躯干的理论质量M1、高度L1与厚度B1，以及头部的理论质量M2与高度L2，并依据公式
冗.〒+ ￥4-A)(I)
计算躯干宽度A1，依据公式
π-'Β.2 L2P=M2(II)
计算头部的半径R，其中P为水的密度，大腿、小腿采用与躯干相同的方法确定尺寸；
2)、制作水囊将计算得到的尺寸放大5% 15%，得到实际尺寸，依据实际尺寸制作水囊，并在水囊上安装导管、阀门；
3)、分别向各水囊中充水，称量水囊实际质量，调整充水量，直到水囊实际质量与水囊理论质量相等，在水囊上与液面平齐的位置作标记；
4)、调整质心根据GB10000-88确定质心理论位置，将质心调整夹卡抱在对应的水囊上，调整质心调整夹两抱箍之间的距离，并通过质心測量设备测量质心位置，不断修正量抱箍之间的距离，直到质心位置与质心理论位置重合，标记出调整螺栓的旋进量；
5)、排水将各阀门打开，排净水囊内存水,收藏,备汽车性能试验时使用。本发明的有益效果是
I、由于水基人体模型的质量分布、质心按照GB10000-88规定值调节，可以准确的模拟人体，试验结果准确。2、由于以水基人体模型代替真人，减少试验人员，降低了试验风险，节约了试验成本。3、由于在调整质量、质心位置之后在水囊、质心调整夹上做出标记，在试验中，依据标记确定注水量，质心调整夹的抱箍之间的距离,试验数据的一致性好。4、由于各水囊是分体的，搬运方便、省力。


图I是本发明的结构示意 图2是图I中组合水阀的结构示意图。 图中进水阀1，排气阀2，头部水囊3，质心调整夹4，抱箍401，调节螺栓402，组合阀门5，阀门I 501，阀门II 502，躯干水囊6，大腿水囊7，小腿水囊8，排水阀9。
具体实施例方式如图I所示，一种水基人体模型，包括材质为PVC材料的头部水囊3、躯干水囊6、大腿水囊7、小腿水囊8，所述的头部水囊3、躯干水囊6、大腿水囊7、小腿水囊8为分体结构，且头部水囊3与躯干水囊6之间、躯干水囊6与大腿水囊7之间，大腿水囊7与小腿水囊8之间分别设有多组组合阀门5，本实施例中以ニ组为例。如图2所示，所述的组合阀门5由通过法兰连接的阀门I 501、阀门II 502组成，在阀门I 501与阀门II 502之间设有密封垫。在头部水囊3、躯干水囊6、大腿水囊7、小腿水囊8上分別设有质心调整夹4，所述质心调整夹4由两块抱箍401、用于调节抱箍401间距离的调节螺栓402构成，当质心调整夹4的两块抱箍401完全合拢后，两块抱箍401间的距离小于与它们对应的水囊充水后的厚度。在头部水囊3顶部设有进水阀I与排气阀2，所述小腿水囊底8部设有排水阀9。一种水基人体模型质量与重心的调整方法，其特殊之处是具体步骤如下
I)、确定水囊尺寸将头部等价为圆柱体，将躯干、大腿、小腿等价为长圆柱，查GB10000-88，得到人体躯干的理论质量M1、高度L1与厚度B1,以及头部的理论质量M2与高度L2，并依据公式
卜チ响-马)W=M1(I)
计算躯干的宽度A1，其中P为水的密度，依据公式π·~Β.2 L2P=M1(II)
计算头部的半径R ;式I、式II中P为水的密度。大腿、小腿采用与躯干相同的方法确定尺寸。2)、制作水囊将计算得到的尺寸放大5% 15%，得到实际尺寸，本实施例中，将计算得到的尺寸放大10%。依据实际尺寸制作水囊，并在水囊上按要求安装组合阀门4、进水阀I、排气阀2、排水阀9。3)、分别向各水囊中充水，称量水囊实际质量，与水囊理论质量进行比较，一旦水囊实际质量大于水囊理论质量，则为水囊放水，一旦水囊实际质量小于水囊理论质量，则为水囊充水，直到水囊实际质量与水囊理论质量相等，在水囊上与液面平齐的位置作标记； 4)、调整质心将质心调整夹卡4抱在对应的水囊上,调整质心调整夹两抱箍401之间的距离，并通过质心測量设备测量质心位置，在本实施例中，所述的质心測量设备为人体缓解质心位置测量仪，不断修正量抱箍401之间的距离，直到质心位置与计算得到的质心理论位置重合，标记出调整螺栓402的旋进量；
5)、排水将各阀门打开，排净水囊内存水。使用时，将头部水囊3、躯干水囊6、大腿水囊7、小腿水囊8依次连接，打开进水阀I、换气阀2、所有组合阀门4，关闭排水阀9，由进水阀I缓慢的向水囊内注水。当小腿水囊8内的水流达到小腿水囊8上的标记时，关闭小腿水囊8上方的组合阀门4 ;当大腿水囊7内的水流达到大腿水囊7上的标记时，关闭大腿水囊7上方的组合阀门4 ;当躯干水囊6内的水流达到躯干水囊6上的标记时，关闭躯干水囊6上方的组合阀门4 ;当头部水囊3内的水流达到头部水囊3上的标记时，关闭进水阀I与换气阀2。实验吋，将该水基人体模型绑扎在待试验汽车的作为上，測量汽车的各项技术參数。
使用完成后，将所有组合阀4、进水阀I、排气阀2、排水阀9打开，将水囊内的液体排净，备汽车性能试验时使用。
权利要求
1.一种水基人体模型，包括头部水囊、躯干水囊、大腿水囊、小腿水囊，其特征是所述的头部水囊、躯干水囊、大腿水囊、小腿水囊为分体结构并采用软质透明材料，且头部水囊与躯干水囊之间、躯干水囊与大腿水囊之间，大腿水囊与小腿水囊之间分别设有多组组合阀门，在头部水囊、躯干水囊、大腿水囊、小腿水囊上分別设有压迫水囊的质心调整夹。
2.根据权利要求I所述的水基人体模型，其特征是所述水囊的材质为PVC。
3.根据权利要求I所述的水基人体模型，其特征是所述质心调整夹由两块抱箍，用于调节抱箍间距离的调节螺栓构成。
4.根据权利要求I所述的水基人体模型，其特征是所述组合阀门由两个可拆装的阀门组成。
5.根据权利要求I所述的水基人体模型，其特征是所述头部水囊顶部设有进水阀与排气阀，所述小腿水囊底部设有排水阀。
6.一种水基人体模型质量与重心的调整方法，其特征是具体步骤如下 1)、确定水囊尺寸将头部等价为圆柱体，将躯干、大腿、小腿等价为底面为长圆柱体，根据GB10000-88，确定人体躯干的理论质量M1、高度L1与厚度B1，以及头部的理论质量M2与高度L2，并依据公式
全文摘要
一种水基人体模型，包括头部水囊、躯干水囊、大腿水囊、小腿水囊，各水囊为分体结构并采用软质透明材料，各水囊之间分别设有多组组合阀门，各水囊上设有质心调整夹。一种水基人体模型质量与重心的调整方法，步骤如下确定水囊尺寸；制作水囊；调整水囊重量；调整质心；排水。由于以水基人体模型代替真人，减少试验人员，降低了试验风险，节约了试验成本。由于在调整质量、质心位置之后在水囊、质心调整夹上做出标记，在试验中，依据标记确定注水量，质心调整夹的抱箍之间的距离，试验数据的一致性好。由于各水囊是分体的，搬运方便、省力。
文档编号G01M17/007GK102636356SQ20121012830
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者孙晓帮, 王天利 申请人:孙晓帮, 王天利, 辽宁工业大学