专利名称：一种飞机座椅头部碰撞实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实验模拟装置，特别是一种飞机座椅头部碰撞实验装置。
背景技术：
座椅为飞机重要部件之一，其作用之一是为乘员提供乘坐的舒适性，另一方面是在飞机紧急制动或者突然减速时防止乘员由于惯性的作用，向前冲撞前排座椅靠背时加速度和受力过大，导致脑部损伤。可见，座椅的碰撞实验至关重要，但在现有技术中还没有专门用于飞机座椅头部碰撞实验的设备。更未制定相应地头部碰撞实验标准。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种飞机座椅头部碰撞实验装置，可以方便的对各种飞机座椅进行碰撞实验，且收集数据便利。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种飞机座椅头部碰撞实验装置，包括以下组件座椅安装平台，用于安装待测试的飞机座椅；冲击转臂及防回弹组件，用于模拟人体头部撞击飞机座椅的状况，并收集数据；击发气缸及安装导向组件，用于给冲击转臂及防回弹组件中的假人头颈部模块提供冲击力，并收集数据；还包括用于给击发气缸提供气源的气路系统和控制系统。
所述的座椅安装平台中，升降支座与安装板沿竖直方向滑动配合，螺旋升降器下部与安装板固定连接，上部与升降支座固定连接；升降支座上端设有两根T形导轨，多个座椅连接座通过“T”形螺栓与T形导轨形成可移动的连接；座椅连接座上，沿与T形导轨垂直的方向设有多个用于固定连接飞机座椅的安装孔。
所述的冲击转臂及防回弹组件中，转臂与转臂轴固定连接，转臂轴活动安装在转臂轴座内，转臂轴通过单向离合器与摩擦盘连接，摩擦盘与碟式空压制动器形成摩擦配合；转臂的上端设有假人头颈部模块。
位于转臂靠近飞机座椅的一侧还设有防回弹气缸。
所述的假人头颈部模块内设有传感器。
所述的传感器为加速度传感器和力传感器。
所述的转臂轴上设有用于检测转臂轴旋转速度的编码器。
所述的击发气缸及安装导向组件中，击发气缸安装在击发气缸安装座上，击发气缸与气路系统连接，活塞杆前端设有用于击打假人头颈部模块的击发板。
所述的击发板还通过直线轴承副与击发气缸安装座滑动连接，用于给击发板的运行提供导向。
所述的击发气缸上还设有安全装置，所述的安装装置中设有用于锁定活塞杆的销轴。
基于上述结构，本发明提供的一种飞机座椅头部碰撞实验装置可以兼容不同座椅的实验要求，且结构简化，大大的减少了碰撞实验的成本。同时，可以较为真实的模拟飞行中乘员碰撞座椅靠背时的情形,也有利于其它类似座椅安全性能的研究和试验。


下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明图I为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中座椅安装平台的结构示意图。
图3为本发明中冲击转臂及防回弹组件的结构示意图。
图4为本发明中击发气缸及安装导向组件。
图中座椅安装平台1，冲击转臂及防回弹组件2，击发气缸及安装导向组件3，气路系统4，机架5，控制系统6，飞机座椅7，座椅连接座8，T形导轨9，安装支座10，螺旋升降器11，安装板12，升降支座13，假人头颈部模块14，防回弹气缸15，转臂16，转臂轴座17，转臂轴18，编码器19，转臂支座20，碟式空压制动器21，单向离合器22，摩擦盘23，安全装置 24，击发气缸25，直线轴承副26，击发板27，击发气缸安装座28。
具体实施方式
本例中借鉴美国联邦航空管理局关于民航飞机座椅标准中关于头部碰撞实验的要求作为标准。
如图I中，一种飞机座椅头部碰撞实验装置，包括机架5，还包括安装在机架5上的以下组件座椅安装平台1，用于安装待测试的飞机座椅7 ;本例中的座椅安装平台I为三轴方向可调节的平台，即在XYZ轴上均可调节，从而可以兼容不同规格的飞机座椅7。
如图2中，所述的座椅安装平台I中，升降支座13与安装板12沿竖直方向滑动配合，螺旋升降器11下部与安装板12固定连接，上部与升降支座13固定连接；通过调节螺旋升降器11，升降支座13即可沿竖直方向滑动，即沿“Z”轴滑动。
升降支座13上端设有两根T形导轨9，多个座椅连接座8通过“T”形螺栓与T形导轨9形成可移动的连接；由此结构座椅连接座8可以实现沿“X”轴滑动调节。
座椅连接座8上，沿与T形导轨9垂直的方向设有多个用于固定连接飞机座椅7 的安装孔。通过将飞机座椅7安装到不同的安装孔，实现飞机座椅7沿“Y”轴的调节。
如图3中，在座椅连接座8的后侧还设有冲击转臂及防回弹组件2，用于模拟人体头部撞击飞机座椅7的状况，并收集数据；如图3中，所述的冲击转臂及防回弹组件2中，转臂16与转臂轴18固定连接，转臂轴 18活动安装在转臂轴座17内，转臂轴座17固定安装在转臂支座20上。转臂轴18通过单向离合器22与摩擦盘23连接，所述的单向离合器22的外圈与摩擦盘23固定连接，内圈与转臂轴18固定连接。，摩擦盘23与碟式空压制动器21形成摩擦配合；转臂16的上端设有假人头颈部模块14。
当转臂16带动假人头颈部模块14向飞机座椅7方向运行时，单向离合器22不起作用，转臂16可以自由旋转。而当转臂16带动假人头颈部模块14向远离飞机座椅7方向运行时，单向离合器22起作用，带动摩擦盘23旋转，碟式空压制动器21可以在控制系统6 的驱动下，给摩擦盘23提供摩擦力，以使转臂16停止转动。
位于转臂16靠近飞机座椅7的一侧还设有防回弹气缸15，本例中的防回弹气缸 15安装在转臂支座20上，如图3中所示。以避免转臂16的二次回弹，当转臂16回弹时，防回弹气缸15中的空气被压缩，以缓冲转臂16的冲击。
所述的假人头颈部模块14内设有传感器。优选的所述的传感器为加速度传感器和/或力传感器。
所述的转臂轴18上设有用于检测转臂轴18旋转角的编码器19。由编码器19可以实时获取转臂轴18的旋转角，由冲击的单位时间和转臂16的长度，即可计算出冲击速度。
如图4中，在冲击转臂及防回弹组件2的后侧还设有击发气缸及安装导向组件3， 用于给冲击转臂及防回弹组件2中的假人头颈部模块14提供冲击力，并收集数据；如图4中，所述的击发气缸及安装导向组件3中，击发气缸25安装在击发气缸安装座 28上，击发气缸25与气路系统4连接，活塞杆前端设有用于击打假人头颈部模块14的击发板27。
优化的方案中，所述的击发板27还通过直线轴承副26与击发气缸安装座28滑动连接，用于给击发板27的运行提供导向，并用于承担一部分侧向力，避免活塞杆产生形变。
所述的击发气缸25上还设有安全装置24，所述的安装装置中设有用于锁定活塞杆的销轴。当销轴未被取出时，气缸活塞被锁定，以避免误操作。
如图I中，本发明的装置中，还包括用于给击发气缸25提供气源的气路系统4和控制系统6。
本发明的具体操作步骤为本发明的具体操作步骤为1、将飞机座椅7安装到座椅安装平台I上；2、手动调节座椅安装平台1，使高度和测试位置达到测试要求；3、打开气路系统4，使气压达到检测要求；5、连接假人头颈部模块14中的传感器并打开控制系统6；6、将假人头颈部模块14靠到击发板27上,启动开关按钮,击发气缸25动作,击发板27 冲击假人头颈部模块14撞向飞机座椅7，假人头颈部模块14回弹后被碟式空压制动器21 制动，如存在二次回弹，由防回弹气缸15提供缓冲；7、停止测试分析测试数据；本次实验结束，关闭控制系统，关闭气路系统，切断电源。
权利要求
1.一种飞机座椅头部碰撞实验装置，其特征是包括以下组件座椅安装平台(1)，用于安装待测试的飞机座椅(7)；冲击转臂及防回弹组件(2)，用于模拟人体头部撞击飞机座椅(7)的状况，并收集数据；击发气缸及安装导向组件(3)，用于给冲击转臂及防回弹组件(2)中的假人头颈部模块(14)提供冲击力，并收集数据；还包括用于给击发气缸(25)提供气源的气路系统(4)和控制系统(6)。
2.根据权利要求I所述的一种飞机座椅头部碰撞实验装置，其特征是所述的座椅安装平台(I)中，升降支座(13)与安装板(12)沿竖直方向滑动配合，螺旋升降器(11)下部与安装板(12)固定连接，上部与升降支座(13)固定连接；升降支座(13)上端设有两根T形导轨(9)，多个座椅连接座(8)通过“T”形螺栓与T形导轨(9)形成可移动的连接；座椅连接座(8)上，沿与T形导轨(9)垂直的方向设有多个用于固定连接飞机座椅(7) 的安装孔。
3.根据权利要求I所述的一种飞机座椅头部碰撞实验装置，其特征是所述的冲击转臂及防回弹组件(2)中，转臂(16)与转臂轴(18)固定连接，转臂轴(18)活动安装在转臂轴座(17)内，转臂轴(18)通过单向离合器(22)与摩擦盘(23)连接，摩擦盘(23)与碟式空压制动器(21)形成摩擦配合；转臂(16)的上端设有假人头颈部模块(14)。
4.根据权利要求3所述的一种飞机座椅头部碰撞实验装置，其特征是位于转臂(16) 靠近飞机座椅(7)的一侧还设有防回弹气缸(15)。
5.根据权利要求3所述的一种飞机座椅头部碰撞实验装置，其特征是所述的假人头颈部模块(14)内设有传感器。
6.根据权利要求5所述的一种飞机座椅头部碰撞实验装置，其特征是所述的传感器为加速度传感器和/或力传感器。
7.根据权利要求3所述的一种飞机座椅头部碰撞实验装置，其特征是所述的转臂轴 (18)上设有用于检测转臂轴(18)旋转角的编码器(19)。
8.根据权利要求I所述的一种飞机座椅头部碰撞实验装置，其特征是所述的击发气缸及安装导向组件(3 )中，击发气缸(25 )安装在击发气缸安装座(28 )上，击发气缸(25 )与气路系统(4)连接，活塞杆前端设有用于击打假人头颈部模块(14)的击发板(27)。
9.根据权利要求8所述的一种飞机座椅头部碰撞实验装置，其特征是所述的击发板 (27 )还通过直线轴承副(26 )与击发气缸安装座(28 )滑动连接，用于给击发板(27 )的运行提供导向。
10.根据权利要求8所述的一种飞机座椅头部碰撞实验装置，其特征是所述的击发气缸(25)上还设有安全装置(24)，所述的安装装置中设有用于锁定活塞杆的销轴。
全文摘要
一种飞机座椅头部碰撞实验装置，包括以下组件座椅安装平台，用于安装待测试的飞机座椅；冲击转臂及防回弹组件，用于模拟人体头部撞击飞机座椅的状况，并收集数据；击发气缸及安装导向组件，用于给冲击转臂及防回弹组件中的假人头颈部模块提供冲击力，并收集数据；还包括用于给击发气缸提供气源的气路系统和控制系统。基于上述结构，本发明提供的一种飞机座椅头部碰撞实验装置可以兼容不同座椅的实验要求，且结构简化，大大的减少了碰撞实验的成本。同时，可以较为真实的模拟飞行中乘员碰撞座椅靠背时的情形，也有利于其它类似座椅安全性能的研究和试验。
文档编号G01M7/08GK102980736SQ20121047622
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者黄灿超, 吴刚, 易元松, 丁贞宝, 郭世杰 申请人:三峡大学