CN117906968A - 一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，包括：腹部囊体，其包括多个腔室，每个腔室模拟人体腹部中的其中一种器官的造型，相邻的两个腔室的外壁之间相互连接以使腔室共同构成一个整体，每个腔室内均填充有液体；测压单元，用于输出每个腔室中液体所受压力的电信号，每个腔室设有至少一个测压单元；支撑骨架，用于支撑和固定腹部囊体，使每个腔室处于符合人体腹部器官所在位置的设定位置。本发明采用将腔室设计成各个腹部器官，故更能真实的反映现实交通事故发生时儿童安全座椅对儿童腹部器官的损伤情况；而且采用支撑骨架来支撑和固定腹部囊体，使各个腔室处于对应儿童腹部器的设定位置，故进一步确保模拟的真实性和测量的准确性。

Description

一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器

技术领域

本发明申请涉及机动车辆安全测试的领域，具体涉及一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器。

背景技术

为了提高交通运输乘员的安全性，交通工具上一般都设有安全系统，如儿童安全座椅、安全带、安全气囊等，尽管这些安全系统的主要功能是保护车辆乘员，但在发生交通事故时这些安全系统可能会导致乘员各种身体伤害。

本发明针对的是儿童安全座椅在交通事故中对儿童损伤的研究，主要研究测试交通事故中对儿童腹部的冲击产生的生物力学。目前，有一种用于Q系列假人上的腹部双压力传感器APTS，该APTS是用于碰撞测试的，通过记录碰撞过程中腹部的压力来评估约束系统是否满足损伤调节标准的能力。该APTS由INSTITUT FRANCAISDES SCIENCES ETTECHNOLOGI ESDES公司申请了专利，如公开号为WO2013054061A1的PCT申请，其公开了一种压力传感器，包括至少两个柔性防水测量压力的腔室，所述至少两个腔室对称设置在所述假人侧的躯干部分的腹部或胸部的正中矢状面的两侧，所述腔室填充有不可压缩流体，并且每个腔室包括至少一个压力测量单元，所述压力测量单元能够在其输出处递送指示所述压力测量腔室中的所述流体的压力的电信号。该压力传感器相较于更早期的压力传感器，在人体模型中使用时较为稳定，不容易发生位移，并且具有可靠的压力测量性能，可以响应于包括相对于假人的正面、横向或倾斜的负载，从而准确地估计在交通事故期间对安全座椅上的儿童的腹部器官造成伤害的风险。

然而，该专利存在以下不足之处：(1)至少两个腔室是对称设置在正中矢状面的两侧，并不能准确的模拟人体腹部的各个器官的位置，因此压力的测量结果并不十分准确；(2)该专利的每个腔室均是大小一致的气囊，所以其受到的压力是一致的，但真实人体的腹部器官在受到安全系统的勒压时其受力是不一样的，所以同样导致最终的压力测量结果不准确；(3)该压力传感器需要专用的特殊腹部块来安装该压力传感器，当需要使用该腹部压力传感器进行测试时，需要将人体模型原腹部块进行拆卸后替换上该装有压力传感器的特殊腹部块，拆装麻烦，而且替换后可能会改变人体模型腹部的重量，导致数据测量不准确；(4)每个腔室都是独立安装到特殊腹部块中的，故在安装腔室时也比较麻烦。

因此，开发一种仿真性和测量准确度高的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器非常有必要。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，以有效解决现有的压力传感器无法真实模拟人体腹部器官，且测量准确性差，安装拆卸操作麻烦的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，用于测量在碰撞测试中约束系统对人体模型腹部各器官的压力，其特征在于，包括：腹部囊体，所述腹部囊体包括多个腔室，每个所述腔室模拟人体腹部中的其中一种器官的造型，相邻的两个所述腔室的外壁之间相互连接以使所有腔室共同构成一个整体，每个所述腔室内均填充有液体；测压单元，用于输出每个所述腔室中的所述液体所受压力的电信号，每个所述腔室设有至少一个所述测压单元；支撑骨架，用于支撑和固定所述腹部囊体，使每个所述腔室处于符合人体腹部器官所在位置的设定位置；还用于与所述人体模型的腹部连接固定。

在有些实施例中，为了实现对每个腔室的重量可控，每个所述腔室均包括一个液体容腔和至少一个气体容腔，所述液体容腔与各个所述气体容腔彼此隔断，所述气体容腔内填充气体，所述液体填充于所述液体容腔中。

进一步的，为了提高测量的准确性，所述气体容腔设置于所述液体容腔在碰撞测试中受到挤压的腔壁面之外的其他腔壁面上。

进一步的，为了实现每个腔室的重量与其所模拟的人体腹部器官的重量一致，每个所述腔室上的所述液体容腔容量大小与所述气体容腔容量大小按所述腔室对应模拟人体器官的重量进行分配设置，以满足所述液体容腔填充满液体以及所述气体容腔填充满气体后所述腔室的重量与模拟人体器官的重量一致。

在有些实施例中，所述腔室至少包括肝脏腔室、胃腔室、胰脏腔室、脾脏腔室、肾脏腔室以及肠部腔室，所述肝脏腔室、所述胃腔室、所述胰脏腔室、所述脾脏腔室、所述肾脏腔室或所述肠部腔室的形状及大小都与所模拟的人体腹部器官一致。

在有些实施例中，相邻的两个所述腔室的内壁连接处设有通口，其中一个所述腔室上设有一个可供所述液体注入腔室中的开口。

又或者在另外一些实施例中，相邻的两个所述腔室的内壁密封不连通，每个所述腔室上均设有一个可供所述液体注入腔室中的开口。

在有些实施例中，本发明还包括有柱状囊体，所述柱状囊体安装在腹部囊体的前端位置或后端位置，所述柱状囊体内填充有所述液体，所述柱状囊体上设有两个微型应变计。

本发明除了腹部囊体模拟整个腹部内的器官外，用于支撑和固定该腹部囊体的的支撑骨架也设计成模拟人体脊柱的造型，具体是：所述支撑骨架包括位于中间的模拟人体脊柱的主杆以及从所述主杆上向水平方面延伸的连接杆，所述腹部囊体的后端面连接在所述连接杆上。

进一步的，为了避免支撑骨架干扰到腹部囊体的受压测量，该支撑骨架设置在靠近人体模型的腹部内腔后壁位置，且所述主杆与所述人体模型的腹部内腔后壁连接固定。

在有些实施例中，所述连接杆的端部设有连接板，所述连接板与所述腹部囊体的至少一个所述腔室的后端腔壁面配合连接；和/或所述腹部囊体的至少一个所述腔室的后端腔壁面设有连接位，所述连接位与所述连接杆或所述主杆配合连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用一个整体的腹部囊体，同时将该腹部囊体上的多个腔室设计成模拟人体腹部中的其中一种器官的造型，并在每个腔室设有至少一个测压单元，因此可以更真实的模拟坐在儿童安全座椅上的儿童腹部器官，以及更准确地测量出各个腹部器官的压力情况。

2、又由于采用支撑骨架来支撑和固定腹部囊体，使各个腔室处于对应的符合人体腹部器官所在位置的设定位置，故进一步确保模拟的真实性和测量的准确性。

3、利用支撑骨架与人体模型的腹部连接固定，故不需要设置专用的特殊腹部块，只需要将该支撑骨架固定到人体模型原腹部块上即可完成该压力传感器的整体安装，故安装方便快捷，而且整体重量与所模拟的儿童的腹部重量一致，从而更进一步确保测量数据的准确性。

4、由于不会受到特殊腹部块的影响，故本发明的腹部囊体可以响应更多方位的碰撞试验测量，包括但不限于正面、后面、侧面、斜面、上面、下面等方位，因此可以全面地评估出在各种交通事故中对儿童安全座椅上的儿童的腹部器官损伤情况。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明儿童假人专用传感器的立体结构示意图；

图2为本发明腹部囊体的立体结构示意图；

图3为本发明其中一个腔室第一实例的水平剖面结构示意图；

图4为本发明其中一个腔室第二实例的水平剖面结构示意图；

图5为本发明腹部囊体第一实例的剖面结构示意图；

图6为本发明腹部囊体第二实例的剖面结构示意图；

图7为本发明儿童假人专用传感器的另一示例立体结构示意图；

图8为本发明支撑骨架的立体结构示意图；

图9为本发明安装到人体模型上的立体结构示意图。

附图标记：

腹部囊体1；

肝脏腔室11、胃腔室12、胰脏腔室13、胆囊腔室14、小肠腔室15、大肠腔室16；

液体容腔101、气体容腔102；

支撑骨架2；

主杆21、连接杆22、连接板23、锁接孔件24、圆孔25、延伸板26；

测压单元3；

开口4；

密封盖5；

通口6；

插接孔7；

人体模型8；

头部81、胸部82、腹部83、四肢84；

气嘴9；

柱状囊体10。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“配合”、“相连”、“连接”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，描述本发明的人体模型8腹部器官压力传感器。

本发明涉及一种人体模型8腹部器官压力传感器，用于测量在碰撞测试中约束系统(包括儿童安全座椅、安全带等)对人体模型8腹部83各器官的压力，这里的人体模型8包括有头部81、胸部82、腹部83、四肢84等，而且其尺寸、重量和身体密度等物理特性均接近真人的物理特性，包括其在受到碰撞时所产生的动态行为，因此可以用于在车辆的各种行为测试以及交通事故引起的冲击测试。本发明就是安装在人体模型8腹部83的压力传感器，用于测量交通事故模拟过程中放置在车辆内的人体模型8的腹部器官所受到的压力。

本发明的人体模型8腹部器官压力传感器包括：腹部囊体1、测压单元3和支撑骨架2，其中一个示例样式如图1所示。本发明的腹部囊体1包括多个腔室，每个腔室模拟人体腹部83中的其中一种器官的造型，比如某个腔室为模拟肝脏器官，那么该腔室的外形就设计成与人体肝脏的造型一致。以此可以更真实的模拟坐在儿童安全座椅上的儿童腹部器官。

为了方便组装和定位，相邻的两个腔室的外壁之间相互连接以使所有腔室共同构成一个整体。这里的相互连接，可以是黏胶连接、热熔连接，也可以是一体成型制成。当然，并不是随意的两个腔室外壁相互连接成一体，而是结合仿真人体学，将人体腹部器官中相互靠近的两个腔室相互连接，比如，人体腹部器官中肝脏的左上部和胃的上部是比较靠近的，因此将模拟肝脏的腔室与模拟胃的腔室在相互靠近的位置将两者相互连接，如图2标号A所示即为两者相互靠近的位置；又比如人体腹部器官中胃的下部和胰脏是比较靠近的，因此将模拟胃的腔室与模拟胰脏的腔室在相互靠近的位置将两者相互连接，如图2标号B所示即为两者相互靠近的位置；同理，模拟胃的腔室与模拟小肠的腔室两者相互连接，如图2标号C所示即为两者相互连接的位置；模拟小肠的腔室与模拟大肠的腔室两者相互连接，如图2标号D所示即为两者相互连接的位置。通过如此相互连接，即可将所有的腔室连接成一个整体，并且每个腔室内均填充有液体。

本发明的测压单元3，主要是用于输出腔室中的液体所受压力的电信号，为了可实现对每个腔室进行独立的测压，每个腔室设有至少一个测压单元3，因此可以更准确地测量出各个腹部器官的压力情况。

本发明的支撑骨架2有两个作用，一是用于支撑和固定腹部囊体1，使每个腔室处于符合人体腹部器官所在位置的设定位置，从而进一步确保模拟的真实性和测量的准确性；二是用于与人体模型8的腹部83连接固定，故不需要设置专用的特殊腹部块，只需要将该支撑骨架2固定到人体模型8原腹部块上即可完成该压力传感器的整体安装，故安装方便快捷，而且整体重量与所模拟的人体的腹部83重量一致，从而更进一步确保测量数据的准确性。

通过支撑骨架2以及设计成模拟人体腹部器官的腹部囊体1相配合的结构设计，因此不需要设置专用的特殊腹部块，也不会受到特殊腹部块的影响，所以腹部囊体1可以响应更多方位的碰撞试验测量，包括但不限于正面、后面、侧面、斜面、上面、下面等方位，从而可以全面地评估出在各种交通事故中车辆乘员的腹部器官损伤情况，相比现有技术测量更加全面，数据也更加准确。

在一些实施例中，每个腔室均包括一个液体容腔101和至少一个气体容腔102，液体容腔101与各个气体容腔102彼此隔断，气体容腔102内填充气体，液体填充于液体容腔101中。该结构设计更是区别于现有的同类产品，其优点是能更好的调节每个腔室的重量，使得整个腹部囊体1的重量不会超出所应用的人体模型8本身所设定的腹部83重量。相比的，现有的产品仅有一个液体容腔101，其存在问题包括：一方面难以实现腹部83重量的匹配，这也是现有的压力传感器需要设置专门的特殊腹部块，因为需要特殊腹部块来搭配以实现安装了压力传感器后的特殊腹部块的整体重量与所应用的人体模型8本身所设定的腹部83重量一致；另一方面，即使现有的产品设计成多个模拟各个腹部器官的内部隔室，其每个内部隔室在注满液体后，也无法与所模拟的人体对应的器官重量一致，当然其可以通过减少注入液体的量来达到重量一致，但这样则存在隔室内不饱满，在碰撞时会发生可变压缩，从而导致测量的压力值偏低；还可以通过减少内部隔室的容积来实现注满液体后的重量与所模拟的一致，但这样腔室的体积变小了，不符合所模拟的人体腹部器官的大小，故也会导致最终的测量结果不准确。

进一步地，上述的测压单元3可以是既设置在液体容腔101中又设置在气体容腔102中；但出于经济考虑，可以仅设置在液体容腔101中，此时为了进一步提高测量的准确性，气体容腔102设置于液体容腔101在碰撞测试中受到挤压的腔壁面之外的其他腔壁面上。比如设置在液体容腔101的后腔壁面(即更靠近人体模型8背部的那一面)，也可以设置在液体容腔101的上腔壁面、下腔壁面或内腔壁侧面，总之以不影响碰撞测试为宜。

更进一步地，为了实现每个腔室的重量与其所模拟的人体腹部器官的重量一致，每个腔室上的液体容腔101容量大小与气体容腔102容量大小按腔室对应模拟人体器官的重量进行分配设置，以满足液体容腔101填充满液体以及气体容腔102填充满气体后腔室的重量与模拟人体器官的重量一致。比如，假设所模拟的人体的肝脏重量约为1350g，大小为25.8cm×15.2cm×5.8cm，那么，模拟该肝脏的腔室假设其壁厚为0.3cm，那么其的容量大小约为2090cm³，而从填充的液体为凡士林，其密度为0.84g/cm³，那么若不设置气体容腔102，整个腔室均填充满液体的话，那么其重量为1755.6g，超过了所模拟的人体的肝脏重量。因此若将腔室设计成包含一个液体容腔101和一个气体容腔102，其中液体容腔101的容量大小设计成1600cm³，而气体容腔102的大小为490cm³，这样液体容腔101填充满液体后的重量为1344g，而气体容腔102填充气体后大概也就6g左右，这样就可以使该模拟肝脏的腔室的重量与其所模拟的人体肝脏器官的重量一致。

具体地，一个腔室只有一个液体容腔101，但气体容腔102的数量，可以根据腔室的设计需求进行设置，可以是只有一个气体容腔102，也可以是两个或以上的气体容腔102。比如肝脏腔室11、胃腔室12、胰脏腔室13这些体积不会太大，故其气体容腔102可以只设置一个，如图3所示的示例，该图示为胃腔室12中部的水平剖面视图，从该图示可以看出，该示例的胃腔室12包括一个液体容腔101和一个气体容腔102；而对于小肠腔室15和大肠腔室16体积较大，故可以考虑将气体容腔102设计成多个，如图4所示的示例，该图示为小肠腔室15中部的水平剖面视图，从该图示可以看出，该示例的小肠腔室15包括一个液体容腔101和两个气体容腔102，两个气体容腔102一左一右设置在小肠腔室15的液体容腔101的后腔壁上。

由于液体容腔101与气体容腔102是彼此隔断的，故液体容腔101和气体容腔102需要分别设置开口4，即液体容腔101上开有注液开口4，如图2所示的胃腔室12的注液开口4开设在胃的贲门位置；气体容腔102上的开口4为气嘴9，且每个气体容腔102设有一个气嘴9，该气嘴9为单向进气结构，由于气嘴9的结构为现有常规结构，故不做具体描述。

在一些实施例中，腹部囊体1的腔室数量可以根据实际测量需求进行设计。腹部囊体1的腔室至少可以包括肝脏腔室11、胃腔室12、胰脏腔室13、脾脏腔室、肾脏腔室以及肠部腔室，且这些腔室的形状及大小都与所模拟的人体腹部器官一致。如图2所示的示例中，该腹部囊体1包括肝脏腔室11、胃腔室12、胰脏腔室13、胆囊腔室14、小肠腔室15以及大肠腔室16，一共六个腔室，其中肝脏腔室11的左上部下端面与胃腔室12的上部端面相连接，肝脏腔室11的下端面中部通过管道与胆囊腔室14相连接，胃腔室12的下部后端面与胰脏腔室13的前端面相连接，胃腔室12的幽门处与小肠腔室15的头端相连接，小肠腔室15的尾端与大肠腔室16的头端相连接。

在一些实施例中，相邻的两个腔室之间是可以连通的，即这两个腔室在相连接的位置处的内壁设有通口6，如此设计则只需要在一个腔室上设有一个可供液体注入腔室中的开口4。如图5所示的示例，该示例的腹部囊体1上的六个腔室内部均是相通的，其中供液体注入的开口4开设在胃腔室12的贲门位置，通过该开口4注入的液体会逐渐充满这六个腔室，注满后在该开口4处盖上密封盖5。

在另一些实施例中，腹部囊体1上的每个腔室的内部可以是各自独立的，即相邻两个腔室虽然外壁有相连接，但其对应的内壁密封不连通的，这样各个腔室的液体独立存在，如此设计则每个腔室上均设有一个可供液体注入腔室中的开口4。如图6所示的示例，该示例的腹部囊体1上的六个腔室内部均是各自独立的，因此每个腔室上均开有一个供液体注入的开口4，需要分六次对每个腔室进行注液，虽结构和工序都更为复杂，但由于每个腔室各自独立，故对每个腔室的压力测量会更加的精准。

本发明的腹部囊体1可以采用聚丙烯、橡胶或聚碳酸脂等高分子材料制成，可以维持设定的结构形状，且具有柔软性且韧性强；而所充注的液体可以是水状、乳液状或凝胶状的，比如是凡士林、硅酮或石蜡油等组分，或者这些组分的混合物。

本发明测压单元3安装在每个腔室上，具体位置不限，但较优的选择是位于碰撞测试中受到挤压的腔壁面之外的其他腔壁面上，因为测试单元为刚性材质，位于受力面可能会影响到测量结果的准确性。其中，当每个腔室的内部均是各自独立的情况下，由于每个腔室均设有一个注液的开口4，开口4处需要设置密封盖5，故可以将每个腔室的测试单元直接安装到密封盖5的位置，如图6所示的示例。测量单元通过电缆或无线模块电连接到用于信号采集单元处，该信号采集单元可以对采集到的电信号进行分析并转化成压力值。当然，测压单元3也可以设置在腔室的其他位置，而且一个腔室可以设置两个或两个以上的测压单元3，设置多个测压单元3的目的是可以通过分析在受到碰撞后同一个腔室的每个测压单元3的压力信号产生的时间差，以此来定位外部压力作用的施加区域以及压力传播的方向。

除了单独设置腹部囊体1外，在一些实施例中，还可以包括有柱状囊体10，该柱状囊体10安装在腹部囊体1的前端位置；也可以安装在腹部囊体1的后端位置，即腹部囊体1与支撑骨架2之间的位置，如图7所示。该柱状囊体10内同样填充有液体，且柱状囊体10上设有两个微型应变计(图中未示出)，这两个微型应变计可以分别位于柱状囊体10的上下两端，也可以分别位于柱状囊体10的其他相对位置。

本发明的支撑骨架2可以是各种结构样式，可以是做成将腹部囊体1承托起来的托架、或者做成可供腹部囊体1后部嵌装进去的具有嵌装凹位的厚板件等。其中优选地，该支撑骨架2包括位于中间的模拟人体脊柱的主杆21以及从主杆21上向水平方面延伸的连接杆22，腹部囊体1的后端面连接在连接杆22上。更优地，该主杆21上设有多个连接杆22，每个连接杆22的端部设有连接板23，连接板23与腹部囊体1的至少一个腔室的后端腔壁面配合连接。支撑骨架2可以采用质量较轻的金属材料或者硬塑料支撑，使其具有一定的支撑强度。如图1和图8所示的示例，该示例中的支撑骨架2包括位于中间的模拟人体脊柱的主杆21以及从主杆21上向水平方面延伸的五个连接杆22，每个连接杆22的端部均设有一个连接板23，这五个连接板23的形状各不相同，每个连接板23的形状均设计成与其连接的腔室的后端腔壁面形状相匹配，从图1可以看出，这五个连接板23分别与肝脏腔室11、胃腔室12、胰脏腔室13、左侧大肠腔室16和右侧大肠腔室16的后端腔壁面连接。连接板23与腔室后端腔壁面的连接方式可以黏胶连接；也可以是挂接，即在腔室的后端腔壁面设置挂孔，比如在腔室的后端腔壁面粘贴或一体成型做出与腔室同材质的片条，而挂孔开设在该片条上，同时在连接板23的配合面上设有挂钩，将挂孔套接到挂钩上即可实现腔室与连接板23连接，当然，该连接方式甚至可以去掉连接板23结构，直接在连接杆22端部设置挂钩即可；也可以是螺栓锁接或焊接，这两种连接方式需要在腔室的后端腔壁面上设置连接座板，然后通过连接座板与连接板23之间进行螺栓锁接或焊接。

进一步地，为了支撑骨架2与腹部囊体1连接的准确性，还可以在腹部囊体1的至少一个腔室的后端腔壁面设有连接位，通过该连接位与主杆21进行连接，如图2所示的示例，该示例中在大肠腔室16的直肠部分的后端腔壁面设有一连接位，该连接位上开有插接孔7，而主杆21的尾端即插接在该插接孔7中，如图1所示。在连接板23与各腔室连接之前先将主杆21尾端插接到该插接孔7中，可有效避免支撑骨架2的连接板23在与各腔室进行连接时发生位置偏移或错位。

除了采用连接板23与腔室配合连接的方式，还可以是不设置连接板23，直接通过连接杆22与腹部囊体1连接，比如：腹部囊体1的至少一个腔室的后端腔壁面设有连接位，该连接位与连接杆22配合连接，以此实现各腔室与连接杆22连接。如上述的在腔室的后端腔壁面设置挂孔，在连接杆22端部设置挂钩，将挂孔套接到挂钩上即可实现腔室与连接杆22连接。

本发明腹部83内脏压力传感器是通过主杆21与人体模型8的腹部83内腔后壁连接固定而实现安装。如图8所示的示例，该示例中，在主杆21的后端延伸有延伸板，在延伸板上设有多个锁接孔件24，每个锁接孔件24上开有圆孔25，可以通过螺栓穿过该圆孔25后与人体模型8的腹部83内腔后壁锁接，从而实现将腹部83内脏压力传感器固定在人体模型8的腹部83内。除此之外，还可以是采用其他的连接方式，比如嵌装、卡接、插接、粘接等。

下面针对具体的实施例进行具体描述。

实施例一：

如图1-图3、图5、图6和图8所示，该实施例的人体模型8腹部器官压力传感器包括：腹部囊体1、测压单元3和支撑骨架2。

其中腹部囊体1包括有模拟人体腹部器官造型的六个腔室，如图2所示，分别为肝脏腔室11、胃腔室12、胰脏腔室13、胆囊腔室14、小肠腔室15以及大肠腔室16，而且肝脏腔室11的左上部下端面与胃腔室12的上部端面相连接，肝脏腔室11的下端面中部通过管道与胆囊腔室14相连接，胃腔室12的下部后端面与胰脏腔室13的前端面相连接，胃腔室12的幽门处与小肠腔室15的头端相连接，小肠腔室15的尾端与大肠腔室16的头端相连接，从而使这六个腔室共同构成一个整体，腹部囊体1采用橡胶材料制成。该实施例的这六个腔室的内部也是相通的，即相邻两个腔室在相连接的位置处的内壁设有通口6，从而可以使液体适于在各个腔室之间流通，故仅需在胃腔室12的贲门位置开设一个供液体注入的开口4即可，通过该开口4注入的液体会逐渐充满这六个腔室，注满后在该开口4处盖上密封盖5，该实施例采用的液体为凡士林与硅酮的混合物。该实施例将腹部囊体1上的六个腔室设计成模拟人体的腹部器官的造型，因此测量出来的每个腔室的压力值，更能真实的反映现实交通事故发生时儿童安全座椅对儿童各腹部器官的损伤情况。

该实施例的每个腔室都包括一个液体容腔101和一个气体容腔102，这六个腔室的气体容腔102均是位于液体容腔101的后方，液体容腔101与气体容腔102彼此隔断，每个气体容腔102上均开有一个气嘴9，通过该气嘴9可将气体填充到气体容腔102内，该实施例所填充的气体为空气。通过每个腔室上的液体容腔101容量大小与气体容腔102容量大小按腔室对应模拟人体器官的重量进行分配设置，从而实现在填充满液体和气体后，每个腔室的重量与其所模拟的儿童腹部器官的重量一致。

该实施例的测压单元3在每个腔室上均至少设有一个，主要用于输出每个腔室中的液体所受压力的电信号。具体地，如图5所示，肝脏腔室11上设有一个测压单元3，其位置在肝脏腔室11的下端腔壁上；胃腔室12上设有一个测压单元3，其位置在胃腔室12密封盖5上；胰脏腔室13上设有一个测压单元3，其位置在胰脏腔室13后端靠右的腔壁上；胆囊腔室14上设有一个测压单元3，其位置在胆囊腔室14的后端腔壁上；小肠腔室15设有两个测压单元3，其位置在小肠腔室15后端腔壁中间的上下两个位置；大肠腔室16设有两个测压单元3，其位置在大肠腔室16后端腔壁左右两侧的位置。

该实施例的支撑骨架2，如图8所示，包括位于中间的模拟人体脊柱的主杆21以及从主杆21上向水平方面延伸的五根连接杆22，这五根连接杆22的端部设有连接板23，腹部囊体1的后端面连接在这五个连接板23上。具体地，如图1所示，这五个连接板23分别与肝脏腔室11、胃腔室12、胰脏腔室13、左侧大肠腔室16和右侧大肠腔室16的后端腔壁面连接，其连接方式可以黏胶连接，每个连接板23的前端面形状均设计成与其连接的腔室的后端腔壁面形状相匹配，即每个腔室的后端腔壁面能与连接板23的前端面紧密贴合。此外，在大肠腔室16的直肠部分的后端腔壁面设有一连接位，该连接位上开有插接孔7，而主杆21的尾端即插接在该插接孔7中。在主杆21的后端延伸有延伸板26，在延伸板26上设有多个锁接孔件24，每个锁接孔件24上开有圆孔25，可以通过螺栓穿过该圆孔25后与人体模型8的腹部83内腔后壁锁接，从而实现将腹部83内脏压力传感器固定在人体模型8的腹部83内，如图9所示。采用支撑骨架2来支撑和固定腹部囊体1，使各个腔室处于对应的符合儿童腹部器官所在位置的设定位置，故进一步确保模拟的真实性和测量的准确性。

该实施例利用支撑骨架2与人体模型8的腹部83连接固定，故不需要设置专用的特殊腹部块，只需要将该支撑骨架2固定到人体模型8原腹部块上即可完成该压力传感器的整体安装，故安装方便快捷，而且整体重量与所模拟的人体的腹部83重量一致，从而更进一步确保测量数据的准确性。同时由于不会受到特殊腹部块的影响，故本发明的腹部囊体1可以响应更多方位的碰撞试验测量，包括但不限于正面、后面、侧面、斜面、上面、下面等方位，因此可以全面地评估出在各种交通事故中对儿童安全座椅上的儿童的腹部器官损伤情况。

实施例二：

该实施例在上述实施例一的基础上，还包括了用于模拟儿童腹部软组织的双柱状囊体，即两个柱状囊体10，这两个柱状囊体10置入假人腹部的左右两侧，位于腹部囊体1前端，该柱状囊体10质地柔软且具较高的韧性，能够真实模拟0-10岁不同年龄段儿童腹部软组织的真实刚度，能够承受在碰撞试验场景中车辆遭受较大的撞击力而不会破裂，该柱状囊体10被置入的位置正是儿童入座儿童安全座椅位置后安全带对应腹部受力的位置，该柱状囊体10内同样填充有上文所述的液体，该液体作为传导介质直接作用于置入柱状囊体10内的双微型应变计(即测压单元3)，也就是说，每个柱状囊体10内设有两个微型应变计，这样使得两个微型应变计均具有很高的采集频率，能够同时采集动态试验时一瞬间闪现的碰撞频点，然后将两个力信号转化输出为两组模拟量信号，经运算比较芯片对该两组信号的比较计算而最终获得一个精准值的模拟量信号。在此值得说明的是，该双柱状囊体实现了在儿童假人腹部位置有限的空间内相当于置入四个传感器进行采集，故在汽车碰撞动态试验时能够及时准确的进行采集捕捉，不会像现有的圆柱气囊那样，现有的圆柱气囊在车速较高时，瞬间闪现的碰撞频点很难被及时准确的采集捕捉，故存在采集误差值大、采集不到碰撞点这些现行行业中较为常见的技术难点。而且柱状囊体10与腹部囊体1相互配合，能够得到更加全面的针对0-10岁不同年龄段儿童腹部的压力测量。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，用于测量在碰撞测试中约束系统对人体模型腹部各器官的压力，其特征在于，包括：

腹部囊体，所述腹部囊体包括多个腔室，每个所述腔室模拟人体腹部中的其中一种器官的造型，相邻的两个所述腔室的外壁之间相互连接以使所有腔室共同构成一个整体，每个所述腔室内均填充有液体；

测压单元，用于输出每个所述腔室中的所述液体所受压力的电信号，每个所述腔室设有至少一个所述测压单元；

支撑骨架，用于支撑和固定所述腹部囊体，使每个所述腔室处于符合人体腹部器官所在位置的设定位置；还用于与所述人体模型的腹部连接固定。

2.根据权利要求1所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，每个所述腔室均包括一个液体容腔和至少一个气体容腔，所述液体容腔与各个所述气体容腔彼此隔断，所述气体容腔内填充气体，所述液体填充于所述液体容腔中。

3.根据权利要求2所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，所述气体容腔设置于所述液体容腔在碰撞测试中受到挤压的腔壁面之外的其他腔壁面上。

4.根据权利要求2所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，每个所述腔室上的所述液体容腔容量大小与所述气体容腔容量大小按所述腔室对应模拟人体器官的重量进行分配设置。

5.根据权利要求1所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，所述腔室至少包括肝脏腔室、胃腔室、胰脏腔室、脾脏腔室、肾脏腔室以及肠部腔室，所述肝脏腔室、所述胃腔室、所述胰脏腔室、所述脾脏腔室、所述肾脏腔室或所述肠部腔室的形状及大小都与所模拟的人体腹部器官一致。

6.根据权利要求1所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，相邻的两个所述腔室的内壁连接处设有通口，其中一个所述腔室上设有一个可供所述液体注入腔室中的开口；或者

相邻的两个所述腔室的内壁密封不连通，每个所述腔室上均设有一个可供所述液体注入腔室中的开口。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，还包括有柱状囊体，所述柱状囊体安装在腹部囊体的前端位置或后端位置，所述柱状囊体内填充有所述液体，所述柱状囊体上设有两个微型应变计。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，所述支撑骨架包括位于中间的模拟人体脊柱的主杆以及从所述主杆上向水平方面延伸的连接杆，所述腹部囊体的后端面连接在所述连接杆上。

9.根据权利要求8所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，所述主杆与所述人体模型的腹部内腔后壁连接固定。

10.根据权利要求8所述的用于汽车碰撞试验的儿童假人专用传感器，其特征在于，所述连接杆的端部设有连接板，所述连接板与所述腹部囊体的至少一个所述腔室的后端腔壁面配合连接；和/或所述腹部囊体的至少一个所述腔室的后端腔壁面设有连接位，所述连接位与所述连接杆或所述主杆配合连接。