[實用新型]警用防護裝備穿刺試驗中刀具運動參數的自動測量裝置

有效

• 申請號: 201521106914.2
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN205246136U
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 李揚;胡志昂;馬文俊;滕飛;周鑫;張楠;嚴瑾;滕旭;劉琳;雷凌;盧玉華;邱日祥;李佩華
• 申請（專利權）人: 公安部第一研究所;北京中盾安全技術開發公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 羅建平

技術領域

本實用新型涉及警用防護裝備防護性能測試技術領域，尤其涉及一種警用防護裝備穿刺 試驗中刀具運動參數的自動測量裝置。

背景技術

警用防護裝備的防護性能，包括防彈、防銳器及利器刺入(簡稱防刺)、防銳器切割及 劈砍、防鈍器擊打、防爆炸、防火焰燃燒、防危險液體潑濺、防毒氣等。其中警察日常執勤 及反恐處突工作中穿著最多、使用最為廣泛的就是防刺類裝備，如防刺服、防彈防刺服、防 暴服等。上述警用防刺裝備防護性能、特別是防刺性能的測試、質量檢測和評價，對保證警 用裝備的防護性能滿足實戰需要、保證一線警員人身安全、保證各項任務的順利完成具有十 分重要的意義。目前世界各國均將警用防護裝備防刺性能的評價作為警用裝備研究領域和工 作的重要組成部分。

警用裝備防刺性能的測試和評價，主要是研究模擬實戰過程中警員所面臨威脅的銳器及 利器在刺入警用防護裝備后各類裝備的防護效果：測試刀具以一定角度、速度和能量刺入警 用防護裝備后，裝備是否被穿透、刀尖穿透的深度是警用防護裝備防刺性能的直接表征。目 前完成警用裝備防刺性能測試和評價的主要技術依據包括國內外的各類防刺測試標準，如中 國的GA68標準，美國的NIJ標準，英國的HOSDB標準等。在上述標準中，均是通過一種 落錘沖擊試驗裝置完成此類測試，測試的強度均是以測試刀具刺入防護裝備時的能量進行表 征，而刺入能量則僅依靠刀具下落前的高度(E＝mgh，m是刀具及配重總質量，h是下落高 度)進行調節。這種傳統的技術手段，刀具與防護裝備之間的相互作用、測試刀具的實際下 落速度(由于下落過程中的風阻和軌道摩擦與理論計算值具有一定偏差)、刀具的行程等重 要過程參數的監控處于缺失狀態，導致試驗人員既無法對測試試驗本身的有效性進行評判 (如：測試刀具實際入刺的速度與理論值之間是否存在不可接受的偏差)，也無法對測試過 程中防護裝備受到沖擊的強烈程度進行表征(如：防護裝備受到測試刀具沖擊的力值、測試 刀具自身加速度的變化曲線等)。而特別是后者這一不足，使得研究人員對穿刺過程的認知 不夠，對于不同材質、不同防護結構的裝備在受到刀具穿刺時的抵御防護機理研究是一種空 白，不利于防護裝備的研究和進一步產品質量標準的制定。

目前在中國國內進行警用防護裝備防刺性能研究的機構中，均未實現刀具刺入警用防護 裝備的過程中加速度、沖擊力值、入刺點速度、刀具行程的測量和監控。防刺性能測試技術 手段僅包括刀具的自由釋放，并通過刀具自由下落高度的調節實現入刺能量的調節。在實驗 過程參數的采集方面，未配備各類傳感器及數據采集裝置，不能對實驗結果進行全面、有效 的分析。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本實用新型提出一種警用防護裝備穿刺試驗中刀具運 動參數的自動測量裝置，實現刀具刺入警用防護裝備過程中的加速度、沖擊力、入刺點速度、 行程等運動參數的自動測量。

為達到上述目的，本實用新型采取如下技術方案：

一種警用防護裝備穿刺試驗中刀具運動參數的自動測量裝置，包括：沖擊力傳感器，加 速度傳感器，位移傳感器，對射光柵和光電傳感器，數據采集與處理單元，刀具及安裝在所 述刀具尾部的刀具配重。所述位移傳感器、加速度傳感器、沖擊力傳感器、對射光柵和光電 傳感器輸出的反映刀具運動參數的模擬信號送至所述數據采集與處理單元，經所述數據采集 與處理單元處理、計算后完成刀具運動參數的自動測量。

所述沖擊力傳感器安裝在所述刀具的尾部，并與所述刀具配重的內側形成相互支撐；所 述加速度傳感器布置在所述刀具配重的外側或所述刀具的刀身上；所述對射光柵和光電傳感 器固定在軌道支架上；所述位移傳感器和所述刀具固定在同一滑塊上，所述滑塊帶動位移傳 感器和所述刀具一起做自由落體運動。

進一步地，所述沖擊力傳感器與所述刀具的尾部間設置球型軸承，以避免同軸性不佳引 起的測試誤差。

進一步地，所述加速度傳感器為壓電式傳感器，其安裝方向與所述刀具的刺入方向一致。

進一步地，所述對射光柵和光電傳感器至少為兩組，各組對射光柵間的距離為定值。

進一步地，所述滑塊上固定擋板，所述刀具下落時，所述擋板經過所述對射光柵和光電 傳感器時遮擋光信號。

進一步地，所述數據采集與處理單元包括多通道數據采集卡和微處理器，或者是一臺安 裝了數據采集卡的計算機。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：