中華人民共和國工業和信息化部JJF(機械)1065—2021汽車專用三維H點假人裝置(HPM)校準規范CalibrationSpecificationsofThree-dimensionalH-pointMachineforVehicleDedicated2021-12-02發布JJF(機械)1065—2021汽車專用三維H點假人裝置(HPM)校準規范dimensionalH-pointMachineforVehicleDedicatedJJF(機械)1065—2021主要起草單位：中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司參加起草單位：上海機動車檢測認證技術研究中心有限公司本規范委托中國機械工業聯合會負責解釋JJF(機械)1065—2021婁磊[中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司]馮琦[中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司]陳曦[中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司]王海軍[中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司]蘇衡[中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司]馮曉楓(上海機動車檢測認證技術研究中心有限公司)顧海明[中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司]陳超[中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司]JJF(機械)1065—2021引言 2引用文件 3術語和計量單位 4計量特性 4.1外觀及各部分相互作用 4.2空間尺寸 5校準條件 5.1校準環境 5.2扭矩設定 5.3標準裝置 5.4輔助裝置 6校準方法 6.1坐標系 6.2背板及座板 6.3小腿和足部組件 6.4質量 7校準結果表達 8復校時間間隔 附錄A測量不確定度評定示例 附錄B校準證書或校準報告內容 本規范依據JJF1071—2010《國家計量校準規范編寫規則》、JJF1001—2011《通用計量術語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》編制。本規范為首次發布。汽車專用三維H點假人裝置(HPM)校準規范本規范規定了汽車專用三維H點假人裝置的校準方法和技術要求，以提高汽車專用三本規范適用于汽車專用三維H點假人裝置(以下簡稱“三維H點裝置”或“HPM”)。2引用文件JJG1001—2011通用計量術語及定義JJF1071—2010國家計量校準規范編寫規則GB11551—2014汽車正面碰撞的乘員保護GB/T29120—2012H點和R點確定程序SAEJ826:2015用于確定和測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)適用于本規范。3術語和計量單位下列術語和定義適用于本規范。三維H點裝置three-dimensionalH-pointmachine1JJF(機械)1065—2021圖1HPM組成圖背板和座板用增強塑料和金屬制成；它們模擬人體的軀干和大腿，兩者機械地鉸接于H點處。一個量角器固定在鉸接于H點的頭部空間探測桿上，用于測量實際靠背角。固定在座板上的可調節大腿桿確定大腿中心線，并作為臀部張角量角器的基準線。小腿桿件在連接膝部的T形桿處與座板總成相連，該T形桿是可調大腿桿的橫向延伸。在小腿桿上裝有量角器，以便測量膝部角。鞋和腳總成上刻有度數，用來測量腳踝角。兩個水平儀確定裝置的空間位置，軀干各配重塊放在對應部位重心處，用以提供76kg男子對座椅相同的壓力。軀干和大腿的旋轉中心，通過模擬人體軀干和大腿的鉸接中心確定，位于HPM的中心面上，處于該裝置兩側的H點標記鈕連線的中點。2JJF(機械)1065—2021HPM頭部空間探測桿處于最后位置時探測桿的中心線。與三維H點裝置配合使用的一個獨立的頭型裝置。4.1.2左(右)膝關節和踝關節旋轉自如。4.2.1座板部分的空間尺寸如圖2所示，要求見表1。檢查內容單位基準值極限偏差H1L與水平支撐面的距離HIR與水平支撐面的距離3 JJF(機械)1065—2021檢查內容單位基準值極限偏差H點(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(中心)與座板擋塊的平均距離(3a與3b的平均值)4大腿角測量面角度0左(右)膝關節到H1L(HIR)的X向距離(95%大腿長度處)左(右)膝關節到水平支撐面的Z向距離(95%大腿長度處)左(右)膝關節到H1L(H1R)的X向距離(50%大腿長度處)左(右)膝關節到H1L(H1R)的X向距離(10%大腿長度處)座板H點處寬度(含H點標記鈕)座板寬度注：H1L、H1R分別表示左、右H點標記鈕。4.2.2背板部分的空間尺寸如圖2所示，要求見表2。檢查內容單位基準值極限偏差左側軀干配重塊懸架支桿圓心相對于H點的Z向距離右側軀干配重塊懸架支桿圓心相對于H點的Z向距離7背板相對于座板的偏移量0軀干角測量面相對于鉛垂面角度0軀干角量角器讀數0臀部張角量角器讀數橫向傾角器讀數0背板最大寬度背板寬度I背板寬度Ⅱ背板寬度Ⅲ探測桿頂點到H點的Z向距離888.64JJF(機械)1065—2021表2背板部分空間尺寸及要求(續)檢查內容單位基準值極限偏差探測桿頂點相對于H點的X向偏移量0探測桿頂點相對于H點的Y向偏移量0注：項目6a、6b、8a僅適用于與HRMD配套適用的HPM,獨立適用的HPM可不滿足該要求；項目7,對于與HRMD配合使用的HPM應采用±1.0mm的要求，對于獨立使用的HPM可采用±2.0mm的要求；他方式測量相關參數，不再采用裝置上讀數直接測量；項目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。檢查內容單位基準值極限偏差左(右)膝部角量角器內外刻度盤刻度左(右)腳踝角量角器刻度左(右)踝關節到水平支撐面距離左(右)膝關節到踝關節距離(95%小腿長度處)左(右)膝關節到踝關節距離(50%小腿長度處)左(右)膝關節到踝關節距離(10%小腿長度處)HPM各部分質量及要求見表4。表4各部分質量及要求檢查內容單位基準值允許誤差座板和背板總成質量(不含配重塊)小腿和足部總成質量×2軀干和臀部配重塊質量×10大腿配重塊質量×2小腿配重塊質量×2總質量5環境溫度：19℃~26℃;相對濕度：10%～70%。H點轉鉸的扭矩設置要求見表5,方法見6.2.1。檢查內容單位基準值允許誤差1H點轉鉸扭矩N·m線性尺寸測量可使用以下測量儀器：b)坐標測量機：允許誤差不超過±0.25mm。角度測量使用傾角儀，傾角儀測量范圍為±90°或±180°,允許誤差不超過土0.05°。質量測量使用電子秤，電子秤示值量程為100kg,精度等級為Ⅲ級。5.4輔助裝置5.4.1水平支撐面：平面度誤差不大于0.2mm,與絕對水平面夾角不大于0.1°。豎直支撐面上半部分可前后移動。5.4.3直徑25mm圓棒：長度至少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臀部。5.4.5指示式扭力扳手：示值相對誤差不超過±3%。5.4.6塞尺：在2mm測量范圍內允許誤差不超過土0.05mm。6校準方法本規范所應用三維直角坐標系如圖3所示，X軸垂直于交線且水平向前，Y軸與交軸豎直向上。坐標系原點(0,0,0)位于交線的中點。6所有測量如果無特別說明，則按上述坐標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中項目1)。6.2.1.3扭矩設置完成，如圖4所示用手擰緊臀部配重塊懸架襯套。圖4設置H點轉鉸扭矩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定接觸。用25mm圓棒支撐座板大腿底部，使大腿角測量面水平。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座板臀部下方，直至左右偏差小于1mm。墊片總厚度不得超過6.2.2.3調整25mm圓棒位置，使大腿角測量面水平，并記錄大腿角測量面角度(見表1中項目4)。6.2.2.4測量并計算H點位置相關數據(見表1中項目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%大腿長度處，測量并記錄膝關節位置尺寸(見表1中項目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，前后移動豎直支撐面上半部分，直至左、右側軀干配重塊懸架支桿圓心相對于H點的X向距離為(O±1)mm。6.2.5.2檢查背板螺栓區域的平直面與豎直支撐面是否貼合。背板上、下螺栓區域與豎直支撐面間隙差值<1.1mm,即可視為貼合。6.2.5.5測量并記錄相關數據(見表2中項目6a~7)。6.2.6.1測量HPM假人軀干角測量面相對于鉛垂面的角度，如果角度超過限值，在軀干角測量面上添加適當楔形塊修正測量面，使軀干角滿足要求。6.2.6.2記錄軀干角測量面角度數據(見表2中項目8a)。6.2.7.2調整軀干角水平儀，使其氣泡指示水平，檢測軀干角量角器讀數是否在0°±1°范圍內。如果讀數不滿足要求，調整頭部空間探測桿的限位螺母使其達到要求。讀取并記錄軀干角量角器讀數(見表2中項目8b)。臀部張角量角器讀數應在90°±1°范圍內。如果讀數不滿足要求，調整臀部張角量角器至讀數處于規定范圍內。對于某些不可調的HPM,記錄臀部張角量角器實際讀數8(見表2中項目9a)°。安裝橫向傾角器，該傾角器讀數應在0°±1°范圍內。如果不滿足要求，將該量角器的讀數調整到范圍內。對于某些不可調的HPM,記錄橫向傾角器實際讀數(見表26.2.10.1分別在座板以及背板處測量4個位置的寬度。測量點位置見表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測量并記錄座板H點處寬度(含H點標記鈕)以及背板的最大寬度。記錄相關數據(見表1中項目10a、10b和表2中項目10c～10f)。點的相對距離并記錄(見表2中項目11a~6.3.2將小腿設置到95%長度處。如圖5支撐T形桿及小腿，T形桿水平，小腿的背部設置為90°,足底與水平支撐面接觸。6.3.3記錄每個小腿的膝部角量角器和腳踝角量角器的內外兩側讀數(見表3中項目12a~6.3.4在小腿不同長度位置，測量并記錄每個膝關節到踝關節距離(見表3中項目13a~6.3.5分別檢查左、右踝關節的旋轉狀況(見4.1.2)。使足部懸空并處于水平狀態，如圖6所示，足部在沒有外力作用下應能靠其自重自由轉動。③使用中如果需二量帶部張角，應修正偏差或由樞干角測量面和大腿角沉量面的量角器讀取并計算。使用中如果需測量例傾角，應修正偏差或采用其他間接測顯方式。9JJF(機械)1065—2021圖5小腿和足部測量圖6踝關節狀態檢查6.3.6如圖7所示在兩種位置，分別檢查左、右膝關節的旋轉狀況(見4.1.2),具體方圖7膝關節狀態檢查b)在小腿豎直、大腿桿處于水平狀態下，松開大腿桿，大腿桿應能靠其自重自由c)在小腿、大腿桿都處于水平狀態下，松開大腿桿，大腿桿應能靠其自重自由轉動。按照圖8的分組，測量HPM各部件組的質量并記錄(見表4中項目14a～14d)。經校準的三維H點裝置，出具校準證書或校準報告，注明校準項目、校準用測量標準的溯源性及有效性說明、測量不確定度等(詳見附錄B)。HPM復校時間間隔由送校單位自定，建議不超過1年。JJF(機械)1065—2021附錄A測量不確定度評定示例A.1綜述三維H點裝置(HPM)校準項目包括諸多質量和空間尺寸等，本規范以項目2c[H點(中心)與水平支撐面的平均距離]、項目8a(軀干角測量面相對于鉛垂面角度)、項目14a(座板和背板總成質量)為例，分別進行線性尺寸、角度、質量的測量不確定評定。A.2H點(中心)與水平支撐面的平均距離的不確定度評定A.2.1測量裝置符合5.3.1要求的坐標測量機及5.4所述輔助裝置。A.2.2測量模型將HPM按照標準方法定位完成后，使用坐標測量機分別測量HPM左、右H點坐標。其z坐標即為左、右H點到水平支撐面的距離，因此H點(中心)與水平支撐面的平均距離d可表示為：z?——右側H點z坐標值。A.2.3靈敏系數A.2.4不確定度來源分析a)左側H點z坐標引入的標準不確定度u(z);b)右側H點z坐標引入的標準不確定度u(zr)。A.2.5標準不確定度的計算A.2.5.1左側H點z坐標引入的標準不確定度u(z)測量重復性引入的標準不確定度采用A類評定方法，重復測量10次，測量結果見不確定度：u(z)=0.125mmJJF(機械)1065—2021次序123456789測量值mm根據坐標測量機的設備校準證書，其擴展不確定度為0.013mm(包含因子為2)因此左側H點z坐標引入的標準不確定度A.2.5.2右側H點z坐標引入的標準不確定度u(z?)次序123456789測量值mm測量設備引入的標準不確定度u=√c3·u2(z)+c3·u(z)≈0.068mmJJF(機械)1065—2021A.3.1測量裝置測量重復性引入的不確定度分量采用A類評定方法，重復測量10次，測量結果見表A.3,平均值ā=0.01°,標準差s(a)=0.01°,也即測量重復性引入的不確定度分量：u?=0.01°次序123456789測量值傾角儀的精度≤0.05°,即區間半寬度a=0.05°,按照矩形分布取包含因子k?=√3,A.3.4擴展不確定度U=k