[發明專利]動態沖擊力標定器

在審

• 申請號: 201710018747.3
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106768620A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 孫超
• 申請（專利權）人: 成都體育學院
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 成都環泰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)51242
• 代理人: 鄒翠,李斌

技術領域

本發明涉及武術散打電子護具技術領域，特別是一種動態沖擊力標定器。

背景技術

跆拳道電子護具的使用與發展已逾10年，甚至登上了奧運會的舞臺，為跆拳道項目在世界范圍內的傳播與普及做出了巨大的貢獻。相反，歷史更為悠久的散打項目卻一直不能躋身于國際正規賽事之中，散打電子設備的設計與研發更是寥寥無幾。

散打電子設備中最重要的電子護具的設計離不開各種沖擊力傳感器，而沖擊力傳感器產生的電信號具體代表多大的打擊力，則需要使用標定器進行標定。

目前，公知的力量標定方式主要采用靜重式測試方法，主要通過使用砝碼的大套小、外掛、串聯，倒置等技術方案實現。隨著科學技術的發展，也出現了大量高精度、數字化的壓力傳感器用以實現對壓力的精確標定。但是，實際運用中，靜重式測試方法主要用于大壓力測量且其最大缺點粘連現象也總是被有意無意的被忽略。之外，對于動態沖擊力的測量與標定更是關注甚微。

發明內容

基于此，針對上述問題，有必要提出一種動態沖擊力標定器,該動態沖擊力標定器不僅能夠較為準確的測算出動態沖擊力的大小，并且通過設備自身特點有效的減少了粘連現象，且標定過程在真空中進行，并通過關鍵部位設置軸承，減少摩擦力的干擾。

本發明的技術方案是：一種動態沖擊力標定器，包括真空室和設于真空室內的標定器支撐筒；所述真空室由真空室底座、真空室套筒和真空室頂蓋組成，所述真空室套筒垂直設于真空室底座上，所述真空室頂蓋設于真空室套筒的頂部；所述標定器支撐筒垂直設于真空室底座上，且標定器支撐筒設于真空室套筒內；所述標定器支撐筒內設有標定機構，該標定機構包括沖擊桿、彈簧、彈簧座和校準座，所述彈簧座和校準座均通過螺紋可拆卸的設于標定器支撐筒上，所述彈簧座設于校準座的下方，且彈簧座和校準座均垂直于標定器支撐筒的軸心，所述彈簧座和校準座上設有相對應的供沖擊桿穿過的通孔，所述沖擊桿的底部設有沖擊施力板，所述沖擊施力板和彈簧座之間設有套設于沖擊桿上的彈簧，所述沖擊桿上設有長度刻度線；所述沖擊桿的頂部設有永磁體，所述真空室的頂部設有與永磁體對應的電磁鐵和驅動該電磁鐵移動的驅動裝置。

優選地，所述標定器支撐筒內還設有標定物固定裝置，所述標定物固定裝置設于沖擊桿下方，且該標定物固定裝置與沖擊施力板對應，所述標定物固定裝置包括環形鋼片，所述環形鋼片的外邊緣設有與環形鋼片垂直的柱狀支撐部，所述柱狀支撐部底部設有與柱狀支撐部垂直的環形延伸部，所述標定物固定裝置通過螺栓可拆卸的設于真空室底座上。

使用時，先將待標定物用標定物固定裝置固定，然后調節彈簧座，使沖擊施力板剛好和待標定物接觸面不對待標定物施加壓力，再調節校準座，使校準座的底面與沖擊桿上的長度刻度線的零刻度線重合，即完成了調試和校對。

蓋上真空室頂蓋后，將真空室抽真空，避免空氣阻力影響標定結果，盡量減少誤差。

標定時，電磁鐵通電產生磁力，吸引永磁體，啟動驅動裝置，將電磁鐵上升，同時也提升永磁體和沖擊桿，提升一定高度后，電磁鐵斷電失去磁力，永磁體被釋放，沖擊桿在彈簧的彈力作用下向下撞擊待標定物，待標定物一般為各種壓力傳感器，通過沖擊力和示波器待設備檢測壓力傳感器的信號進行計算即可進行標定。

沖擊力的計算采用如下公式進行計算：

其中，F表示沖擊力；m為沖擊桿的質量；g為重力加速度；h為沖擊桿上拉的高度，可由長度刻度線讀取；t為沖擊力的有效作用時間，可由示波器待設備讀取；G為彈簧材料的切變模量，根據材料的不同，切變模量也不同，可根據選用的材料進行查找；d為彈簧鋼絲直徑；D為彈簧直徑，n為彈簧有效圈數。

優選地，所述標定器支撐筒由上支撐筒和下支撐筒可拆卸地組成，所述彈簧座設于下支撐筒上，所述校準座設于上支撐筒上。

使用可拆御的上支撐筒和下支撐筒組成標定器支撐筒，在需要調節彈簧座的時候，可將上支撐筒拆下，以方便調節。

優選地，所述真空室底座、彈簧座、沖擊桿和沖擊施力板均由鋼性材料制成。

使用鋼性材料可避免發生彈性形變產生誤差。

優選地，所述真空室套筒和標定器支撐筒均由鋼化玻璃制成。

鋼化玻璃不僅強度好，而且方便觀察沖擊桿上的長度刻度線以讀數，同時也方便觀察標定過程，了解標定情況，避免發生不知情的問題導致標定錯誤。

優選地，所述彈簧座和校準座與沖擊桿的連接處設有直線軸承。

使用直線軸承可盡量減少摩擦，使標定結果更準確。