一种用于汽车座椅舒适度测试的仿真假人的制作方法

本实用新型涉及汽车座椅舒适度测试领域，具体涉及一种用于汽车座椅舒适度测试的仿真假人。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，汽车作为装载和通勤交通工具的功能比例将逐渐下降，而用于休闲娱乐的功能比例将逐渐提高，汽车座椅作为汽车使用者的直接支撑装置，其舒适度也越来越受到关注，人们对汽车座椅舒适度要求也越来越高，而汽车座椅的体压分布是测试汽车座椅舒适度的主要指标。

目前，汽车座椅体压分布检测的方法有两种，分别为真人检测法和假人检测法。真人检测法虽然能直观的让测试者感受到汽车座椅的舒适度，但是在测试过程不容易控制，具体存在以下缺点：受试者在每次进行测试时的姿势和位置发生变化时，身体压力分布的结果不同；同一人对不同座椅的测量结果不具对比性；同一个座椅需要有多人来测量，测量结果分析困难；真人压力分布测试时的身体各部分角度不能被检测出来，不能更准确的了解各种不同角度时的体压数值变化。假人检测法是汽车座椅舒适度检测的主要方法，现有技术中通常采用sae假人对汽车座椅的舒适度进行检测，因为假人是刚性结构，所有身体的压力大部分集中在座垫区域，靠背压力只是小部分，这样的压力情况不能准确模拟真人承受真实压力的状态；另外，由于sae假人是按照美国人的尺寸和重量设计的，和中国人对汽车座椅舒适度的评价具有一定的差异。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于汽车座椅舒适度测试的仿真假人，基于中国人的尺寸和重量，依托体压传感器和角度传感器，进而实现最优的模拟真人对汽车座椅舒适度的测试。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于汽车座椅舒适度测试的仿真假人，其特征在于，包括仿真假人人体，所述仿真假人人体由内而外依次包括仿真骨骼层、仿真肌肉层、仿真脂肪层和仿真皮肤层；所述仿真骨骼层包括模仿人体全身的仿真骨骼；所述仿真假人人体的躯干角处设置有上躯干角度测量仪，所述仿真假人人体的左右大腿角处分别设置有左大腿臀角测量仪和右大腿臀角测量仪，所述仿真假人人体的左右膝角处分别设置有左大腿膝角测量仪和右大腿膝角测量仪，所述仿真假人人体的左右踝角处设置有左足角测量仪和右足角测量仪，所述仿真假人人体的腰部区域设置有腰部前突测量标尺，所述仿真假人人体的后背、臀部及左、右大腿后侧设置有压力传感器。

进一步的，所述仿真骨骼包括骨骼主干、上肢骨和下肢骨，所述骨骼主干包括头骨、肩胛骨、脊骨、胸骨及髋骨，所述上肢骨包括左臂骨骼和右臂骨骼，所述左臂骨骼包括左肱骨、左尺骨和左手骨，所述左肱骨和左尺骨之间、左尺骨和左手骨之间通过销钉连接，所述右臂骨骼包括右肱骨、右尺骨和右手骨，所述右肱骨和右尺骨之间、右尺骨和右手骨之间通过销钉连接，所述左肱骨和右肱骨分别通过销钉与所述肩胛骨左右对称连接；所述下肢骨包括左腿骨骼和右腿骨骼，所述左腿骨骼包括左股骨、左胫骨和左距骨，所述左股骨和左胫骨之间、左胫骨与左距骨之间通过销钉连接，所述右腿骨骼包括右股骨、右胫骨和右距骨，所述右股骨和右胫骨之间、右胫骨与右距骨之间通过销钉连接；通过销钉连接的各骨骼之间可以灵活摆动；所述肩胛骨和所述左肱骨、右肱骨的连接处设置有上部联轴杆，所述髋骨和所述左股骨、右股骨的连接处设置有下部联轴杆，所述上部联轴杆和所述下部联轴杆之间设置有躯干杆，所述躯干杆和所述上部联轴杆接触连接，所述躯干杆与所述下部联轴杆固定连接；

所述上躯干角度测量仪安装在所述躯干杆上，所述左大腿臀角测量仪安装在所述左股骨前侧靠近所述髋骨的位置，所述右大腿臀角测量仪安装在所述右股骨前侧靠近所述髋骨的位置，所述左大腿膝角测量仪安装在所述左股骨前侧靠近所述左胫骨的位置，所述右大腿膝角测量仪安装在所述右股骨前侧靠近所述右胫骨的位置，所述左足角测量仪安装在所述左胫骨前侧靠近所述左距骨的位置，所述右足角测量仪安装在所述右胫骨前侧靠近所述右距骨的位置；所述腰部前突测量标尺安装在所述脊骨的腰部位置。

进一步的，所述仿真骨骼层的材料为环氧树脂材料。

进一步的，所述仿真肌肉层的材料为水凝胶的模拟肌肉材料，仿真脂肪层的材料为聚氨酯材料，仿真肌肤层的材料为水凝胶的模拟皮肤材料。

进一步的，所述仿真假人人体的重量和尺寸按照中国人体数据库统计的尺寸和重量数据获得。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型的仿真假人具有模拟真人的骨骼、肌肉、脂肪和皮肤，能够实现多种坐姿的摆放，通过对仿真假人不同坐姿的摆放，能够检测到仿真假人的躯干角、大腿臀角、大腿膝角、足角和腰部支撑等关键参数和体压分布的压力数据，实现目标座椅在多种体态下的体压分布变化的检测，达到最优的模拟真人对汽车座椅舒适度的测试。

2、本实用新型的仿真假人在检测汽车座椅舒适度的过程中，规范可控，操作方便，并且具有较强的通用性和实用性。

3、本实用新型的仿真假人是以中国人体标准尺寸和质量为基础，能够检验出最优模拟中国人对汽车座椅舒适性的测试结果。

附图说明

图1为本实用新型仿真假人的正视图；

图2为图1的a处内切图；

图3为本实用新型仿真假人的压力传感器的分布图；

图4为本实用新型仿真假人的仿真骨骼层结构示意图；

图5为本实用新型仿真假人的腰部前突测量标尺的连接结构示意图；

图6为本实用新型仿真假人的左股骨和左胫骨的连接结构示意图；

其中图中标记为：1、仿真假人人体，2、仿真骨骼层，2-1、骨骼主干，2-11、头骨，2-12、肩胛骨，2-13、脊骨，2-14、胸骨，2-15、髋骨，2-2、上肢骨，2-21、左臂骨骼，2-211、左肱骨，2-212、左尺骨，2-213、左手骨，2-22、右臂骨骼，2-221、右肱骨，2-222、右尺骨，2-223、右手骨，2-3、下肢骨，2-31、左腿骨骼，2-311、左股骨，2-312、左胫骨，2-313、左距骨，2-32、右腿骨骼，2-321、右股骨，2-322、右胫骨，2-323、右距骨，3、仿真肌肉层，4、仿真脂肪层，5、仿真皮肤层，6、躯干角度测量仪，7、左大腿臀角测量仪，8、右大腿臀角测量仪，9、左大腿膝角测量仪，10、右大腿膝角测量仪，11、左足角测量仪，12、右足角测量仪，13、腰部前突测量标尺，14、压力传感器，15、上部联轴杆，16、下部联轴杆，17、躯干杆，18、销钉。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述：

参照附图1-3所示，一种用于汽车座椅舒适度测试的仿真假人，其特征在于，包括仿真假人人体1，所述仿真假人人体1由内而外依次包括仿真骨骼层2、仿真肌肉层3、仿真脂肪层4和仿真皮肤层5，所述仿真骨骼层2包括模仿人体全身的仿真骨骼；所述仿真假人人体1的躯干角处设置有上躯干角度测量仪6，所述仿真假人人体1的左右大腿角处分别设置有左大腿臀角测量仪7和右大腿臀角测量仪8，所述仿真假人人体1的左右膝角处分别设置有左大腿膝角测量仪9和右大腿膝角测量仪10，所述仿真假人人体1的左右踝角处设置有左足角测量仪11和右足角测量仪12，所述仿真假人人体1的腰部区域设置有腰部前突测量标尺13，所述仿真假人人体1的后背、臀部及左、右大腿后侧设置有压力传感器14。

参照附图4-6所示，所述仿真骨骼层2包括骨骼主干2-1、对称设置的上肢骨2-2和下肢骨2-3，所述骨骼主干包括头骨2-11、肩胛骨2-12、脊骨2-13、胸骨2-14及髋骨2-15，所述上肢骨2-2包括左臂骨骼2-21和右臂骨骼2-22，所述左臂骨骼包括左肱骨2-211、左尺骨2-212和左手骨2-213，所述左肱骨2-211和左尺骨2-212之间、左尺骨2-212和左手骨2-213之间通过销钉连接，所述右臂骨骼2-22包括右肱骨2-221、右尺骨2-222和右手骨2-223，所述右肱骨2-221和右尺骨2-222之间、右尺骨2-222和右手骨2-223之间通过销钉连接，所述左肱骨2-211和右肱骨2-221分别通过销钉与所述肩胛骨2-12左右对称连接；所述下肢骨2-3包括左腿骨骼2-31和右腿骨骼2-32，所述左腿骨骼2-31包括左股骨2-311、左胫骨2-312和左距骨2-313，所述左股骨2-311和左胫骨2-312之间、左胫骨2-312与左距骨2-313之间通过销钉连接，所述右腿骨骼2-32包括右股骨2-321、右胫骨2-322和右距骨2-323，所述右股骨2-321和右胫骨2-322之间、右胫骨2-322与右距骨2-323之间通过销钉连接；通过销钉连接的各骨骼之间可以灵活摆动；

所述肩胛骨2-12和所述左肱骨2-211、右肱骨2-221的连接处设置有上部联轴杆15，所述髋骨2-15和所述左股骨2-311、右股骨2-321的连接处设置有下部联轴杆16，所述上部联轴杆15和所述下部联轴杆16之间设置有躯干杆17，所述躯干杆17和所述上部联轴杆15接触连接，所述躯干杆17与所述下部联轴杆16进行固定连接；

所述上躯干角度测量仪6安装在所述躯干杆17上，所述左大腿臀角测量仪7安装在所述左股骨2-311前侧靠近所述髋骨2-15的位置，所述右大腿臀角测量仪8安装在所述右股骨2-321前侧靠近所述髋骨2-15的位置，所述左大腿膝角测量仪9安装在所述左股骨2-311前侧靠近所述左胫骨2-312的位置，所述右大腿膝角测量仪10安装在所述右股骨2-321前侧靠近所述右胫骨2-322的位置，所述左足角测量仪11安装在所述左胫骨2-312上靠近所述左距骨2-313的位置，所述右足角测量仪12安装在所述右胫骨2-322上靠近所述右距骨2-323的位置；所述腰部前突测量标尺13安装在所述脊骨的腰部位置2-13。

所述仿真骨骼层2的材料为环氧树脂材料。

所述仿真肌肉层3的材料为水凝胶的模拟肌肉材料，仿真脂肪层4的材料为聚氨酯材料，仿真肌肤层5的材料为水凝胶的模拟肌肤材料。

所述仿真假人人体1的重量和尺寸按照中国人体数据库统计的重量和尺寸数据获得。

本实用新型的仿真骨骼层2、仿真肌肉层3、仿真脂肪层4、仿真肌肤层5的硬度和形态和真人相似，仿真假人人体1的重量和尺寸也是按照中国人的重量和尺寸设计，因此，当坐在汽车座椅上时，对汽车座椅产生的压力和真人人体相似，使用本实用新型进行汽车座椅舒适度测试的步骤如下：

1、开启电源

先将仿真假人摆放在座椅上，所有的角度传感器和压力传感器的数据线与计算机连接好，所有的电源线都连接好，保证接收信号归零及信号通畅。

2、采集角度传感器和腰部前突标尺的实验数据

调整仿真假人的坐姿，把假人放在座垫上，使假人的臀部和后背与座椅靠背接触，用三坐标检测仪保证假人臀部两侧水平，并且利用测力计沿x方向向后推动100n的力；调整假人背部角度，利用测力计沿x方向向后推动100n的力；调整假人大腿、小腿和脚，核实由角度传感器包括躯干角度测量仪(6)、右大腿臀角测量仪(8)、左大腿臀角测量仪(7)、右大腿膝角测量仪(10)、左大腿膝角测量仪(9)、右足角测量仪(12)、左足角测量仪(11)检测出来的角度值，并且记录腰部前突标尺(13)的尺寸。

检查检测数据，并根据检测数据结果对仿真假人的坐姿进行调整，使检测数据的图形左右对称，压力变化平滑。

3、采集压力传感器的实验数据

再次调整仿真假人坐姿，使仿真假人双腿并拢，紧贴坐垫，靠背自然向后，双手放于膝盖上，开始录制当真假人的压力分布数据。

4、数据处理，计算出汽车座椅的最佳压力分布的舒适度参数，包括平均压力、最大压力和接触面积等参数。

此外，还可以应用本实用新型完成对座椅的前、后、上、下调整，座椅靠背不同角度的调整，座椅的腰托前突，座椅头枕的前、后、上、下位置调整的过程中的体压分布检测。通过不同座椅和不同坐姿调整，实现多个座椅的最优接近中国人体体压分布的测试目的。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。