申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2021-11-01

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN114001902B

主分类号：G01M7/08

分类号：G01M7/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2022.02.22#实质审查的生效;2022.02.01#公开

摘要：本发明公开的一种假人装置体段的个性化惯性特征实现方法，属于检测技术领域。本发明在需要模拟的体段中，在核磁共振图像MRI确定所需模拟的特定体段的质量M、质心CM、转动惯量I后，根据体段调参数调节方法将体段调至相应参数，快速、准确地使用该假人模拟具有特定惯性参数的个体，提高测试过程中对人体运动特性仿真度；本发明建立体段长度、体段添加的配重的质量、质心、转动惯量调节解析关系，实现体段调参数调节方法，进而根据体段调参数调节方法通过操作简单调节假人的体段惯性参数及关节转动刚度，提高测试过程中对人体运动特性仿真度，并进一步拓宽假人应用领域。本发明尤其适用于一种体段及关节特征个性化可调的假人装置。

主权项：1.一种假人装置体段的个性化惯性特征实现方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一、通过核磁共振成像MRI得到所需模拟人体的影像，按照郑秀瑗的中国人体段划分模型，将人体划分为十五个体段，分别计算每个体段的质量M、质心CM、转动惯量I；由于在同一体段中各组织密度不同，需要分别计算并求和；步骤二、实现个性化惯性特征的假人四肢体段，并实现假人体段；所述假人四肢体段具有惯性参数调节功能，假人四肢体段主要由A套筒和B套筒组成的模拟刚性骨骼、垫圈、外卡环基座、配重环、体段两端的端盖、关节连接机构和硅胶外皮部分组成；模拟刚性骨骼包括A套筒和B套筒两部分，不同体段使用不同长度不同直径的金属套筒和两端金属套筒中间通过螺纹连接，通过改变套筒的螺纹旋合长度实现伸缩x，模拟人的体段几何长度L，在螺纹连接处加入一组厚度合适的垫圈以达到固定体段长度的目的，两金属套筒的两段设置有贯通孔，进行螺纹旋合长度调节和旋紧；外卡环基座固定在体段上并且可在轴向进行位置调整，外卡环基座是由两个半环形金属片组成的，通过将两个半环形上相对孔中的螺栓旋紧的方式将两个半环形金属片固定在体段套筒圆周上；配重环上有四个均布圆孔，通过螺栓将配重环与调整好位置的外卡环基座进行固定；所述套筒的两端安装相同的能够绕体段轴线旋转的固定端盖，用以固定关节连接机构，套筒两端的关节连接机构作为体段的一部分各取预设值；在体段外部包裹有硅胶外皮，硅胶外皮也根据体段的几何尺寸有不同的厚度设计d5用于包裹不同的体段；步骤三、通过上述方法确定所需模拟的特定体段的质量M、质心CM、转动惯量I后，根据体段调参数调节方法将步骤二实现的假人四肢体段调至相应参数，即实现假人体段的个性化惯性特征；套筒两端的关节连接机构作为体段的一部分各取长度为l；调节假人体段参数的方法如下：体段几何长度为： 其中，和分别为A、B套筒所选定长度，x为可调节的螺纹旋合长度；通孔直径记为d1，螺纹直径记为s2，外圆直径记为s3，配重环直径记为d4，硅胶外皮厚度记为s5，体段总质量为计算所得M，骨架质量记为m1，双轴端部件质量记为m2，硅胶外皮质量记为m3，假人体段所用材料密度为ρ1，硅胶外皮所用材料密度为ρ2，体段惯性质量为计算所得I，骨架转动惯量记为I1，双轴端部件转动惯量记为I2，硅胶外皮转动惯量记为I3 由上述参数计算得到质量、各轴转动惯量的配重目标：体段添加的配重的质量目标为：Ma＝M-m1-m2-m38由于Ix＝Iy9体段添加的配重的转动惯量目标为：Ixa＝Iy＝I-I1-I2-I310Iza＝Iz-Iz1-Iz2-Iz311根据体段调参数调节方法调节假人的体段惯性参数及关节转动刚度，直至满足测试过程中对人体运动特性仿真度要求，即实现假人体段的个性化惯性特征。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 一种假人装置体段的个性化惯性特征实现方法

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