[發明專利]一種工業機器人碰撞測試假人頭頸部檢測裝置

有效

• 申請號: 201610382386.6
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN105806583B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 徐澤宇;馮少江;石明全;王曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 廖曦

技術領域

本發明屬于工業機器人碰撞安全檢測技術領域，具體涉及一種工業機器人碰撞測試假人頭頸部檢測裝置。

背景技術

在制造業中越來越多使用工業機器人，由于存在人機共存和交互協作的特定環境，會對工作人員的安全存在潛在威脅，需要對機器人進行安全性評估。我國在工業機器人碰撞安全性測試技術和裝置方面還沒有相關的裝置，實現對機器人與人發生碰撞的情況進行模擬測試和量化評估。

在汽車安全碰撞行業，對汽車碰撞導致的人體生物性傷害具有一套成熟的理論和實驗裝置，但是其對人體造成的傷害的機理與機器人機械臂與人體發生碰撞的傷害機理不同，并不能用于工業機器人碰撞安全測試。

發明內容

鑒于此，本發明提供一種工業機器人碰撞測試假人頭頸部檢測裝置。

為達到上述目的，本發明的目的是通過以下技術方案實現：一種工業機器人碰撞測試假人頭頸部檢測裝置，包括頭部與頸部，所述頭部與頸部連接，頭部上設置有三維加速度傳感器，所述頸部設置于軀干上，頸部上設置有六維力矩傳感器。

進一步，所述三維加速度傳感器設置于頭部的質心位置。

進一步，所述六維力矩傳感器靠近軀干與頸部的連接處設置。

進一步，所述頭部包括頭骨和包括于頭骨外層的皮膚層，頭骨的材料為鋁，皮膚層的材料為聚氯乙烯。

進一步，所述頸部包括頸部骨架、鋼索和頸部底座，所述頸部骨架包括若干至上而下同軸排列的環狀板，環狀板兩兩之間填充橡膠，環狀板和橡膠通過整體合模硫化而成，所述頸部骨架設置有一連接孔，所述頸部底座上設置有一與連接孔同軸設置的通孔，所述鋼索包括上限位塊、下限位塊和用于連接上限位塊與下限位塊的鋼絲繩，上限位塊與下限位塊間的距離可調；所述鋼絲繩穿過連接孔和通孔，上限位塊位于頸部骨架的上端，下位限塊位于頸部底座的下端。

進一步，所述頭部與頸部通過頭頸部連接件連接，所述頭頸部連接件包括兩平行設置的夾板I和夾板II以及連接夾板I和夾板II的支撐板，所述夾板I固定設置于頭骨的腔體內，夾板II固定于頭骨的腔體外，所述夾板II的下表面設置有一向下凸出的連接部，該連接部上設置有一橫向通孔；所述頭頸部連接件還包括設置于頸部上的連接板，所述連接板上設置有兩側板，兩側板用于放置連接部。

由于采用了以上技術方案，本發明具有以下有益技術效果：

通過以上技術方案實現GB 10000-88(中國成年人人體尺寸)中國成年男性人口95百分位的頭部質量、尺寸及頸部相應部位的測試裝置，符合中國人體特點，并內置相應的傳感器，首次為機器人碰撞安全測試提供標準化測試裝置，具有結構簡單、可加工性好、成本較低的優點。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中：

圖1為測試裝置頭部在工業機器人碰撞后頭部質心三向加速度合成曲線；

圖2為測試裝置頭部在工業機器人碰撞后頭部質心橫向加速度曲線；

圖3為測試裝置頭部在工業機器人碰撞后頸部彎矩標定曲線；

圖4為本發明整體結構剖面圖；

圖5為測試假人頭部爆炸圖；

圖6為測試假人頸部爆炸圖。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述；應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。

一種工業機器人碰撞測試假人頭頸部檢測裝置，包括頭部與頸部，所述頭部與頸部連接，頭部上設置有三維加速度傳感器3，三維加速度傳感器設置于頭部的質心位置；所述頸部設置于軀干上，頸部上設置有六維力矩傳感器7；所述六維力矩傳感器靠近軀干與頸部的連接處設置。

在本實施例中，所述頭部包括頭骨2和包括于頭骨外層的皮膚層1，頭骨與人類頭部形狀相似頭骨的材料為鋁，皮膚層的材料為聚氯乙烯。

所述頸部包括頸部骨架5、鋼索和頸部底座53，所述頸部骨架包括若干至上而下同軸排列的環狀板51，環狀板兩兩之間填充橡膠52，環狀板和橡膠通過整體合模硫化而成，所述頸部骨架設置有一連接孔，所述頸部底座上設置有一與連接孔同軸設置的通孔，所述鋼索包括上限位塊61、下限位塊63和用于連接上限位塊與下限位塊的鋼絲繩62，上限位塊與下限位塊間的距離可調；所述鋼絲繩穿過連接孔和通孔，上限位塊位于頸部骨架的上端，下位限塊位于頸部底座的下端。在本實施例中，中間軸線孔內的鋼絲繩以限制鋼索拉伸長度、模擬軸向拉力并提高耐久性。