[發明專利]人體頭部沖擊試驗裝置

無效

• 申請號: 201310081263.5
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN103196647A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 張冠軍;曹立波;白中浩
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 胡時冶

技術領域

本發明主要涉及一種人體損傷生物力學試驗設備，尤其涉及一種人體頭部沖擊試驗裝置。

背景技術

由于倫理、儲運等方面的限制，人體樣本比較難獲得，開展這方面的生物力學試驗也比較困難。如何利用有限的樣本獲得全面、有效的試驗數據顯得非常重要。

目前，國外已經開展了一些人體頭部沖擊試驗，主要是將頭部取下，或者是將軀干固定。Yoganandan?et?al.（1995）將頭部取下并固定在實驗設備上使用沖擊頭進行實驗，實驗過程中頭部固定不動；Verschueren?et?al.（2007）和Delye?et?al.（2007）同樣是將頭部取下并安裝在一個可自由轉動的擺臂上，利用沖擊頭撞擊頭部，實驗中頭部可與擺臂一起繞轉動中心旋轉；Hodgson?et?al.（1970）將頭部取下并用彈性繩索懸掛固定，利用沖擊頭撞擊頭部，實驗中頭部可在撞擊時克服彈性繩索而運動；日本專利（JP2010-91382A）采用擺臂式落錘沖擊固定的人體頭部。

上述這些文獻和專利所涉及的頭部實驗裝置，可以獲得頭部受到的撞擊力，為頭部的損傷機理和耐受限度研究提供數據支持。但是，上述這些裝置在進行實驗時，人體頭部的載荷狀況與真實交通事故中人體頭部所處的自由狀態并不一致，頸部對頭部響應的影響也被忽略了。因此，本發明提供了一種能夠最大限度滿足真實交通事故中人體頭部所處載荷狀態的試驗設備。

發明內容

本發明目的是提供一種人體頭部沖擊試驗裝置，能夠得到碰撞時的沖擊速度與沖擊力等參數。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種人體頭部沖擊試驗裝置，包括固定于地面的支架、安裝在支架頂部的定滑輪機構和提升機構、安裝在支架一根立柱上的速度控制機構，提升機構通過繩索、定滑輪機構和電磁鐵提升沖擊機構，其特征是：

沖擊機構撞擊試驗對象的速度可以通過速度控制機構和電磁鐵自動控制并測量碰撞時的速度；

速度控制機構以速度控制板為基體，在速度控制板外側上、下各開一個豎直腰孔，通過上下調節鎖緊螺釘連接在支架的一根立柱上，可以上下調節速度控制機構的位置；在速度控制機構內側設有一個長腰孔，利用螺栓在長腰孔上部安裝行程開關以上下調節行程開關，利用螺栓在長腰孔底部安裝非接觸式光電測速儀以上下調節非接觸式光電測速儀；在長腰孔內側刻有高度刻線。

進一步地，在支架前端設置兩根平行的導軌，沖擊機構通過直線軸承沿兩根平行的導軌上下移動。

進一步地，在沖擊板左右兩側開設圓孔并分別安裝直線軸承，所述直線軸承在支架前端的兩根平行導軌上滑動；在沖擊板的正中開設圓孔，安裝沖擊錘和沖擊力傳感器；在沖擊板正中上方通過螺釘安裝配重塊，所述配重塊正中開圓孔避開沖擊錘；在沖擊板前部靠近速度控制機構的一側通過螺釘安裝速度控制桿。

進一步地，頭部吊兜由吊兜和橡皮繩組成，通過橡皮繩懸掛在支架前端，吊兜為柔軟織物且張開后的形狀與人體頭部接近。

進一步地，樣本吊籃懸掛于所述支架內部；底板上開設四個左右方向的腰孔，在左右兩側垂直安裝側板，通過側板調節螺栓固定；所述側板上豎直開有腰孔，樣本固定桿從中穿過，通過四個寬度調節螺母固定；壓板固定于所述樣本固定桿上，所述壓板由上部的鋼板和下部的柔軟大摩擦材料組成；兩塊側板上角均與吊籃彈簧相連，吊籃鋼絲繩下端與所述吊籃彈簧串聯，上端與前后調節滑塊相連；所述前后調節滑塊嵌套在所述支架上梁燕尾槽內，可通過滑塊鎖緊螺釘鎖緊。

進一步地，支架底板上安裝有沖擊機構的減速機構。

由以上可知，本發明作為一種人體頭部沖擊試驗裝置，有如下優點：

1、本發明借助彈簧繩與橡皮繩將人體樣本懸空放置，可以模擬沖擊時人體的自由狀態，更接近真實碰撞事故中人體所處的狀態，使試驗結果更有價值；

2、本發明中安裝于底板上的減速機構能在受到沖擊機構的沖擊后自動伸長，可以避免試驗中頭部與沖擊機構的二次碰撞，使獲得的沖擊力能夠準確反映樣本頭部的耐受限度；

3、沖擊軌道固定，能保證實驗沖擊位置的重復性和可控性；

4、本發明樣本吊籃與支架用滑塊連接，可以對試驗樣本的放置位置、高度、水平度進行微調，保證與指定的樣本位置碰撞；

5、試驗操作簡單，可重復性好。

附圖說明

圖1是本發明的結構立體圖；

圖2是樣本吊籃示意圖；；

圖3是支架上梁滑塊裝配局部剖視圖；

圖4是沖擊機構軸側圖；

圖5是速度控制機構軸測圖；

圖6是頭部吊兜示意圖。

其中：