[发明专利]一种汽车碰撞试验假人肢体的仿真肌肉填充方法

说明书

本发明公开了一种汽车碰撞试验假人肢体的仿真肌肉填充方法，所述仿真肌肉在模具内腔发泡成型，包括如下步骤：用液体浇注法获取模具内腔的填充体积以及填充物的总质量，制备粘结液薄膜层，制备填充物，以及肢体脱模检测。其中步骤三制备填充物是将混合好的填充物注入模具内腔，在模具内部逐渐发泡形成发泡海绵，静置直至发泡海绵发泡至排气孔内，且排气孔端部不再外溢发泡海绵，填充过程完成。本发明实现了在相对封闭的假人肢体模具中完成仿真肌肉的填充，解决了碰撞假人肢体在制备过程出现膨胀或收缩等问题，改善了假人肢体的产品品质，提高了假人肢体成品率。

技术领域

本发明涉及拟人试验装置的肢体制作方法，具体涉及一种汽车碰撞试验假人肢体的仿真肌肉填充方法。

背景技术

汽车的被动安全性能是保护驾乘人员生命安全的重要技术保障，其技术的提升需要依靠汽车碰撞试验获取人体在碰撞过程中的伤害数据，而拟人试验装置(ATD)就是代替人体模拟真实人体受到伤害、用于评估汽车被动安全性能的关键测试系统，即周知的“碰撞试验假人”。因此汽车碰撞试验假人的生物仿生性对于准确评估汽车安全性能尤为重要，而如何保证碰撞试验假人与人体几何形状的相似性、结构的等效性以及人体力学响应的仿真性则是保证碰撞试验假人生物仿生性的重要技术内容。汽车碰撞试验假人肢体作为假人的重要组成部分，其一般由骨架、仿真皮肤以及仿真肌肉构成。其中仿真肌肉对于实现粘弹性力学传递满足人体生物力学要求具有重要的作用，而现阶段假人肢体的仿真肌肉制作工艺仍是技术难点。

汽车碰撞试验假人皮肤的相关文献有很多，比如专利CN104650320A提出一种基于辐射检测的仿真人体皮肤肌肉的制作方法，为提高皮肤肌肉的组织材料的等效性，改进了相应的高分子材料配比方案；专利CN111073172A提出了一种适用于中国人的碰撞测试假人头部皮肤材料及其制备方法，为制备出假人头部皮肤原材料，在一定条件下通过调整有机物与无机物的用量改进了材料的配比方案与制作工艺；专利CN111004366A提出了一种假人用仿组织器官聚氨酯基复合材料及其制备方法，为制备假人仿生组织器官，将预聚体和固化剂共混形成新的材料配比方案与浇注成型工艺；专利CN109438659A提出了一种用于碰撞假人的不黄变聚氨酯材料及其制备方法，将聚氨酯预聚体与扩链剂混合形成新的材料配比方案，解决了材料的发黄问题。CN112146835A公开了一种用于拟人化测试设备的颈部组合件，说明书中提到碰撞测试假人的各种部件可以覆盖在聚乙烯皮肤(诸如肉和皮肤组件合)中，以实现碰撞测试假人的良好生物保真度，并未公开如何制备仿真肌肉以实现良好的生物保真度。

在现有文献中汽车碰撞试验假人皮肤肌肉层的开发大多侧重于单一仿生材料的配方研究，或者将皮肤与肌肉层看作一体进行开发。而真实的人体结构既包括皮肤还包括肌肉和骨骼，单纯的研究一种仿生材料或只考虑一种人体结构，并不符合人体的实际情况，开发出的假人仿生度并不高。现阶段对于制作仿生度更高的假人肢体并没有相应的制作方式，更不涉及仿真肌肉层的制作填充。现有常规的海绵仿真肌肉的制作是通过将混合好的填充物发泡液放在大空间、敞开的环境中发泡形成的，发泡过程中不存在气体排出不畅问题。而假人肢体模具浇口小，内部空间大，在模具外部形成的海绵仿真肌肉无法直接放入假人肢体模具中，需要先将填充物发泡液注入模具内，使其在模具内部发泡形成海绵仿真肌肉。填充物发泡量过多或过少都会引起假人肢体内部应力与外界应力不平衡，脱模后造成假人肢体外观尺寸变形，出现膨胀或收缩等问题，影响产品品质和成品率。因此如何使制作完成的假人肢体内外部应力处于平衡状态，保证肢体外观尺寸不变形，是假人肢体制作的技术难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车碰撞试验假人肢体的仿真肌肉填充方法，从而精确控制填充物的发泡量和发泡时间，使其刚好达到充满模具内腔的状态，保证碰撞假人肢体的几何形状与仿生力学性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种汽车碰撞试验假人肢体的仿真肌肉填充方法，所述仿真肌肉在模具内腔发泡成型，所述模具包括模具上模、模芯、模具下模、浇注口和排气口，所述模具上模和模具下模扣合形成膜具内腔；包括如下步骤：