JJF(機(jī)械) 1065-2021 汽車專用三維H點(diǎn)假人裝置(HPM) 校準(zhǔn)規(guī)范

中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部JJF(機(jī)械)1065—2021汽車專用三維H點(diǎn)假人裝置(HPM)校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationsofThree-dimensionalH-pointMachineforVehicleDedicated2021-12-02發(fā)布JJF(機(jī)械)1065—2021汽車專用三維H點(diǎn)假人裝置(HPM)校準(zhǔn)規(guī)范dimensionalH-pointMachineforVehicleDedicatedJJF(機(jī)械)1065—2021主要起草單位：中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司參加起草單位：上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)認(rèn)證技術(shù)研究中心有限公司本規(guī)范委托中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)負(fù)責(zé)解釋JJF(機(jī)械)1065—2021婁磊[中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司]馮琦[中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司]陳曦[中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司]王海軍[中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司]蘇衡[中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司]馮曉楓(上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)認(rèn)證技術(shù)研究中心有限公司)顧海明[中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司]陳超[中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司]JJF(機(jī)械)1065—2021引言 2引用文件 3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位 4計(jì)量特性 4.1外觀及各部分相互作用 4.2空間尺寸 5校準(zhǔn)條件 5.1校準(zhǔn)環(huán)境 5.2扭矩設(shè)定 5.3標(biāo)準(zhǔn)裝置 5.4輔助裝置 6校準(zhǔn)方法 6.1坐標(biāo)系 6.2背板及座板 6.3小腿和足部組件 6.4質(zhì)量 7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) 8復(fù)校時(shí)間間隔 附錄A測(cè)量不確定度評(píng)定示例 附錄B校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告內(nèi)容 本規(guī)范依據(jù)JJF1071—2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》、JJF1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》編制。本規(guī)范為首次發(fā)布。汽車專用三維H點(diǎn)假人裝置(HPM)校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范規(guī)定了汽車專用三維H點(diǎn)假人裝置的校準(zhǔn)方法和技術(shù)要求，以提高汽車專用三本規(guī)范適用于汽車專用三維H點(diǎn)假人裝置(以下簡(jiǎn)稱“三維H點(diǎn)裝置”或“HPM”)。2引用文件JJG1001—2011通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF1071—2010國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則GB11551—2014汽車正面碰撞的乘員保護(hù)GB/T29120—2012H點(diǎn)和R點(diǎn)確定程序SAEJ826:2015用于確定和測(cè)量車輛座椅空間的裝置(Devicesforuseindefining凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本規(guī)范。三維H點(diǎn)裝置three-dimensionalH-pointmachine1JJF(機(jī)械)1065—2021圖1HPM組成圖背板和座板用增強(qiáng)塑料和金屬制成；它們模擬人體的軀干和大腿，兩者機(jī)械地鉸接于H點(diǎn)處。一個(gè)量角器固定在鉸接于H點(diǎn)的頭部空間探測(cè)桿上，用于測(cè)量實(shí)際靠背角。固定在座板上的可調(diào)節(jié)大腿桿確定大腿中心線，并作為臀部張角量角器的基準(zhǔn)線。小腿桿件在連接膝部的T形桿處與座板總成相連，該T形桿是可調(diào)大腿桿的橫向延伸。在小腿桿上裝有量角器，以便測(cè)量膝部角。鞋和腳總成上刻有度數(shù)，用來(lái)測(cè)量腳踝角。兩個(gè)水平儀確定裝置的空間位置，軀干各配重塊放在對(duì)應(yīng)部位重心處，用以提供76kg男子對(duì)座椅相同的壓力。軀干和大腿的旋轉(zhuǎn)中心，通過(guò)模擬人體軀干和大腿的鉸接中心確定，位于HPM的中心面上，處于該裝置兩側(cè)的H點(diǎn)標(biāo)記鈕連線的中點(diǎn)。2JJF(機(jī)械)1065—2021HPM頭部空間探測(cè)桿處于最后位置時(shí)探測(cè)桿的中心線。與三維H點(diǎn)裝置配合使用的一個(gè)獨(dú)立的頭型裝置。4.1.2左(右)膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)自如。4.2.1座板部分的空間尺寸如圖2所示，要求見表1。檢查內(nèi)容單位基準(zhǔn)值極限偏差H1L與水平支撐面的距離HIR與水平支撐面的距離3 JJF(機(jī)械)1065—2021檢查內(nèi)容單位基準(zhǔn)值極限偏差H點(diǎn)(中心)與水平支撐面的平均距離(2a與2b的平均值)H1L與座板擋塊的距離H1R與座板擋塊的距離H點(diǎn)(中心)與座板擋塊的平均距離(3a與3b的平均值)4大腿角測(cè)量面角度0左(右)膝關(guān)節(jié)到H1L(HIR)的X向距離(95%大腿長(zhǎng)度處)左(右)膝關(guān)節(jié)到水平支撐面的Z向距離(95%大腿長(zhǎng)度處)左(右)膝關(guān)節(jié)到H1L(H1R)的X向距離(50%大腿長(zhǎng)度處)左(右)膝關(guān)節(jié)到H1L(H1R)的X向距離(10%大腿長(zhǎng)度處)座板H點(diǎn)處寬度(含H點(diǎn)標(biāo)記鈕)座板寬度注：H1L、H1R分別表示左、右H點(diǎn)標(biāo)記鈕。4.2.2背板部分的空間尺寸如圖2所示，要求見表2。檢查內(nèi)容單位基準(zhǔn)值極限偏差左側(cè)軀干配重塊懸架支桿圓心相對(duì)于H點(diǎn)的Z向距離右側(cè)軀干配重塊懸架支桿圓心相對(duì)于H點(diǎn)的Z向距離7背板相對(duì)于座板的偏移量0軀干角測(cè)量面相對(duì)于鉛垂面角度0軀干角量角器讀數(shù)0臀部張角量角器讀數(shù)橫向傾角器讀數(shù)0背板最大寬度背板寬度I背板寬度Ⅱ背板寬度Ⅲ探測(cè)桿頂點(diǎn)到H點(diǎn)的Z向距離888.64JJF(機(jī)械)1065—2021表2背板部分空間尺寸及要求(續(xù))檢查內(nèi)容單位基準(zhǔn)值極限偏差探測(cè)桿頂點(diǎn)相對(duì)于H點(diǎn)的X向偏移量0探測(cè)桿頂點(diǎn)相對(duì)于H點(diǎn)的Y向偏移量0注：項(xiàng)目6a、6b、8a僅適用于與HRMD配套適用的HPM,獨(dú)立適用的HPM可不滿足該要求；項(xiàng)目7,對(duì)于與HRMD配合使用的HPM應(yīng)采用±1.0mm的要求，對(duì)于獨(dú)立使用的HPM可采用±2.0mm的要求；他方式測(cè)量相關(guān)參數(shù)，不再采用裝置上讀數(shù)直接測(cè)量；項(xiàng)目11a～11c不適用于與HRMD配套使用的HPM。4.2.3腿部的空間尺寸及要求見表3。檢查內(nèi)容單位基準(zhǔn)值極限偏差左(右)膝部角量角器內(nèi)外刻度盤刻度左(右)腳踝角量角器刻度左(右)踝關(guān)節(jié)到水平支撐面距離左(右)膝關(guān)節(jié)到踝關(guān)節(jié)距離(95%小腿長(zhǎng)度處)左(右)膝關(guān)節(jié)到踝關(guān)節(jié)距離(50%小腿長(zhǎng)度處)左(右)膝關(guān)節(jié)到踝關(guān)節(jié)距離(10%小腿長(zhǎng)度處)HPM各部分質(zhì)量及要求見表4。表4各部分質(zhì)量及要求檢查內(nèi)容單位基準(zhǔn)值允許誤差座板和背板總成質(zhì)量(不含配重塊)小腿和足部總成質(zhì)量×2軀干和臀部配重塊質(zhì)量×10大腿配重塊質(zhì)量×2小腿配重塊質(zhì)量×2總質(zhì)量5環(huán)境溫度：19℃~26℃;相對(duì)濕度：10%～70%。H點(diǎn)轉(zhuǎn)鉸的扭矩設(shè)置要求見表5,方法見6.2.1。檢查內(nèi)容單位基準(zhǔn)值允許誤差1H點(diǎn)轉(zhuǎn)鉸扭矩N·m線性尺寸測(cè)量可使用以下測(cè)量?jī)x器：b)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)：允許誤差不超過(guò)±0.25mm。角度測(cè)量使用傾角儀，傾角儀測(cè)量范圍為±90°或±180°,允許誤差不超過(guò)土0.05°。質(zhì)量測(cè)量使用電子秤，電子秤示值量程為100kg,精度等級(jí)為Ⅲ級(jí)。5.4輔助裝置5.4.1水平支撐面：平面度誤差不大于0.2mm,與絕對(duì)水平面夾角不大于0.1°。豎直支撐面上半部分可前后移動(dòng)。5.4.3直徑25mm圓棒：長(zhǎng)度至少200mm。5.4.43塊座板墊片：厚度分別為0.5mm、1mm、2mm,尺寸保證其可以完整支撐單側(cè)臀部。5.4.5指示式扭力扳手：示值相對(duì)誤差不超過(guò)±3%。5.4.6塞尺：在2mm測(cè)量范圍內(nèi)允許誤差不超過(guò)土0.05mm。6校準(zhǔn)方法本規(guī)范所應(yīng)用三維直角坐標(biāo)系如圖3所示，X軸垂直于交線且水平向前，Y軸與交軸豎直向上。坐標(biāo)系原點(diǎn)(0,0,0)位于交線的中點(diǎn)。6所有測(cè)量如果無(wú)特別說(shuō)明，則按上述坐標(biāo)系的右手定則定義方向。6.2.1.1移除臀部配重塊懸架襯套以便操作鎖止螺母。固定一端螺母，在另一端螺母施加擰緊扭矩3.4N·m±0.5N·m,記錄扭矩值(見表5中項(xiàng)目1)。6.2.1.3扭矩設(shè)置完成，如圖4所示用手?jǐn)Q緊臀部配重塊懸架襯套。圖4設(shè)置H點(diǎn)轉(zhuǎn)鉸扭矩6.2.2.1將HPM的座板和背板總成放在水平支撐面上，使座板后端與座板擋塊穩(wěn)定接觸。用25mm圓棒支撐座板大腿底部，使大腿角測(cè)量面水平。距底面(水平支撐面)的垂向距離，如果左、右距離不相等，將合適的墊片墊在較低側(cè)座板臀部下方，直至左右偏差小于1mm。墊片總厚度不得超過(guò)6.2.2.3調(diào)整25mm圓棒位置，使大腿角測(cè)量面水平，并記錄大腿角測(cè)量面角度(見表1中項(xiàng)目4)。6.2.2.4測(cè)量并計(jì)算H點(diǎn)位置相關(guān)數(shù)據(jù)(見表1中項(xiàng)目2a～3c)。6.2.3檢查座板橫向水平儀核查座板橫向水平儀的水平情況。如果氣泡指示不水平，可調(diào)整其安裝，直至氣泡指示水平(見4.1.3)。將T形桿分別定位在95%、50%、10%大腿長(zhǎng)度處，測(cè)量并記錄膝關(guān)節(jié)位置尺寸(見表1中項(xiàng)目5a～5h)。6.2.5軀干配重塊懸架及背板、座6.2.5.1將背板靠在豎直支撐面上，前后移動(dòng)豎直支撐面上半部分，直至左、右側(cè)軀干配重塊懸架支桿圓心相對(duì)于H點(diǎn)的X向距離為(O±1)mm。6.2.5.2檢查背板螺栓區(qū)域的平直面與豎直支撐面是否貼合。背板上、下螺栓區(qū)域與豎直支撐面間隙差值<1.1mm,即可視為貼合。6.2.5.5測(cè)量并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)(見表2中項(xiàng)目6a~7)。6.2.6.1測(cè)量HPM假人軀干角測(cè)量面相對(duì)于鉛垂面的角度，如果角度超過(guò)限值，在軀干角測(cè)量面上添加適當(dāng)楔形塊修正測(cè)量面，使軀干角滿足要求。6.2.6.2記錄軀干角測(cè)量面角度數(shù)據(jù)(見表2中項(xiàng)目8a)。6.2.7.2調(diào)整軀干角水平儀，使其氣泡指示水平，檢測(cè)軀干角量角器讀數(shù)是否在0°±1°范圍內(nèi)。如果讀數(shù)不滿足要求，調(diào)整頭部空間探測(cè)桿的限位螺母使其達(dá)到要求。讀取并記錄軀干角量角器讀數(shù)(見表2中項(xiàng)目8b)。臀部張角量角器讀數(shù)應(yīng)在90°±1°范圍內(nèi)。如果讀數(shù)不滿足要求，調(diào)整臀部張角量角器至讀數(shù)處于規(guī)定范圍內(nèi)。對(duì)于某些不可調(diào)的HPM,記錄臀部張角量角器實(shí)際讀數(shù)8(見表2中項(xiàng)目9a)°。安裝橫向傾角器，該傾角器讀數(shù)應(yīng)在0°±1°范圍內(nèi)。如果不滿足要求，將該量角器的讀數(shù)調(diào)整到范圍內(nèi)。對(duì)于某些不可調(diào)的HPM,記錄橫向傾角器實(shí)際讀數(shù)(見表26.2.10.1分別在座板以及背板處測(cè)量4個(gè)位置的寬度。測(cè)量點(diǎn)位置見表6。位置距豎直支撐面距離mm距水平支撐面距離mm背板寬度I背板寬度Ⅱ420土0.5背板寬度Ⅲ65±0.5235±0.5位置距座板擋塊距離mm距水平支撐面距離mm座板寬度40±0.56.2.10.2測(cè)量并記錄座板H點(diǎn)處寬度(含H點(diǎn)標(biāo)記鈕)以及背板的最大寬度。記錄相關(guān)數(shù)據(jù)(見表1中項(xiàng)目10a、10b和表2中項(xiàng)目10c～10f)。點(diǎn)的相對(duì)距離并記錄(見表2中項(xiàng)目11a~6.3.2將小腿設(shè)置到95%長(zhǎng)度處。如圖5支撐T形桿及小腿，T形桿水平，小腿的背部設(shè)置為90°,足底與水平支撐面接觸。6.3.3記錄每個(gè)小腿的膝部角量角器和腳踝角量角器的內(nèi)外兩側(cè)讀數(shù)(見表3中項(xiàng)目12a~6.3.4在小腿不同長(zhǎng)度位置，測(cè)量并記錄每個(gè)膝關(guān)節(jié)到踝關(guān)節(jié)距離(見表3中項(xiàng)目13a~6.3.5分別檢查左、右踝關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)狀況(見4.1.2)。使足部懸空并處于水平狀態(tài)，如圖6所示，足部在沒有外力作用下應(yīng)能靠其自重自由轉(zhuǎn)動(dòng)。③使用中如果需二量帶部張角，應(yīng)修正偏差或由樞干角測(cè)量面和大腿角沉量面的量角器讀取并計(jì)算。使用中如果需測(cè)量例傾角，應(yīng)修正偏差或采用其他間接測(cè)顯方式。9JJF(機(jī)械)1065—2021圖5小腿和足部測(cè)量圖6踝關(guān)節(jié)狀態(tài)檢查6.3.6如圖7所示在兩種位置，分別檢查左、右膝關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)狀況(見4.1.2),具體方圖7膝關(guān)節(jié)狀態(tài)檢查b)在小腿豎直、大腿桿處于水平狀態(tài)下，松開大腿桿，大腿桿應(yīng)能靠其自重自由c)在小腿、大腿桿都處于水平狀態(tài)下，松開大腿桿，大腿桿應(yīng)能靠其自重自由轉(zhuǎn)動(dòng)。按照?qǐng)D8的分組，測(cè)量HPM各部件組的質(zhì)量并記錄(見表4中項(xiàng)目14a～14d)。經(jīng)校準(zhǔn)的三維H點(diǎn)裝置，出具校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告，注明校準(zhǔn)項(xiàng)目、校準(zhǔn)用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明、測(cè)量不確定度等(詳見附錄B)。HPM復(fù)校時(shí)間間隔由送校單位自定，建議不超過(guò)1年。JJF(機(jī)械)1065—2021附錄A測(cè)量不確定度評(píng)定示例A.1綜述三維H點(diǎn)裝置(HPM)校準(zhǔn)項(xiàng)目包括諸多質(zhì)量和空間尺寸等，本規(guī)范以項(xiàng)目2c[H點(diǎn)(中心)與水平支撐面的平均距離]、項(xiàng)目8a(軀干角測(cè)量面相對(duì)于鉛垂面角度)、項(xiàng)目14a(座板和背板總成質(zhì)量)為例，分別進(jìn)行線性尺寸、角度、質(zhì)量的測(cè)量不確定評(píng)定。A.2H點(diǎn)(中心)與水平支撐面的平均距離的不確定度評(píng)定A.2.1測(cè)量裝置符合5.3.1要求的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)及5.4所述輔助裝置。A.2.2測(cè)量模型將HPM按照標(biāo)準(zhǔn)方法定位完成后，使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)分別測(cè)量HPM左、右H點(diǎn)坐標(biāo)。其z坐標(biāo)即為左、右H點(diǎn)到水平支撐面的距離，因此H點(diǎn)(中心)與水平支撐面的平均距離d可表示為：z?——右側(cè)H點(diǎn)z坐標(biāo)值。A.2.3靈敏系數(shù)A.2.4不確定度來(lái)源分析a)左側(cè)H點(diǎn)z坐標(biāo)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(z);b)右側(cè)H點(diǎn)z坐標(biāo)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(zr)。A.2.5標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算A.2.5.1左側(cè)H點(diǎn)z坐標(biāo)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(z)測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度采用A類評(píng)定方法，重復(fù)測(cè)量10次，測(cè)量結(jié)果見不確定度：u(z)=0.125mmJJF(機(jī)械)1065—2021次序123456789測(cè)量值mm根據(jù)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的設(shè)備校準(zhǔn)證書，其擴(kuò)展不確定度為0.013mm(包含因子為2)因此左側(cè)H點(diǎn)z坐標(biāo)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度A.2.5.2右側(cè)H點(diǎn)z坐標(biāo)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(z?)次序123456789測(cè)量值mm測(cè)量設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u=√c3·u2(z)+c3·u(z)≈0.068mmJJF(機(jī)械)1065—2021A.3.1測(cè)量裝置測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量采用A類評(píng)定方法，重復(fù)測(cè)量10次，測(cè)量結(jié)果見表A.3,平均值ā=0.01°,標(biāo)準(zhǔn)差s(a)=0.01°,也即測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量：u?=0.01°次序123456789測(cè)量值傾角儀的精度≤0.05°,即區(qū)間半寬度a=0.05°,按照矩形分布取包含因子k?=√3,A.3.4擴(kuò)展不確定度U=k