[發明專利]一種明膠仿生人體假人的制作方法

在審

• 申請號: 201711148311.2
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN108000770A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 溫垚珂;唐劉建;徐誠;薛本源
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B29C39/18
• 分類號: B29C39/18;B29L31/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

本發明公開了一種明膠仿生人體假人的制作方法，包括制備原料與制備設備的選用、明膠的熬制、模具的準備、仿生人體骨架與器官的排布、傳感器的布局以及假人的貯存。制備原料的選用決定了制備的明膠假人的濃度、光滑度與透明度。制備設備的優劣與尺寸極大的影響了明膠仿生假人的制備與貯存。而人形輪廓模具、仿生人體骨架（或動物骨骼）、仿生器官（或動物器官）、傳感器等則使本仿生人體明膠假人更接近人體，比傳統實驗現象更直觀、實驗數據更精確。本發明還具有制備簡便、材料易獲得、成本低廉等一系列優點。

技術領域

本發明屬于輕武器終點效應、戰創傷、法醫學等領域，具體涉及一種明膠仿生人體假人的制作方法，用于模擬人體在遭受沖擊載荷作用下的瞬態力學響應。

背景技術

由于人體不能直接作為試驗靶標，早期輕武器終點效應測試主要以松木板、鋼板等作為人體的等效靶，這種靶標僅能反映彈藥的侵徹威力，無法展現輕武器彈藥的其它終點效應。現階段，在輕武器終點效應、戰創傷、法醫學等研究領域，世界各國主要采用均質彈道明膠塊或均質肥皂塊來模擬人體在遭受沖擊載荷作用下的瞬態力學響應。這類靶標的優點是重復性好、成本低廉、使用方便，缺點是無法區分人體組織器官的材料性能差異，而且也沒有考慮人體骨骼對靶標動力學響應的影響。

同時，以各種動物（豬、狗和羊等）和人類尸體為靶標的生物模擬試驗也一直在開展，以期能獲得與真實人體更接近的殺傷效應。但人類尸體來源有限且受到倫理道德限制，而動物與人體還是存在明顯的差異，且試驗需要較大的樣本量量，費用高昂、不易開展。

發明內容

本發明的目的在于提供明膠仿生人體假人的制作方法，解決了人體受到外部作用力作用下人體內部損傷實驗困難的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種明膠仿生人體假人的制作方法，制作步驟如下：

步驟1，選取制備原料和加熱裝置

選取的制備原料為自來水和符合QB/T1997-2010要求的照相明膠顆粒，加熱裝置為恒溫水浴鍋；

步驟2，浸泡明膠顆粒

根據明膠仿生假人胸部模具的體積，以1:9的質量比例配比水與明膠顆粒，將純凈水按4:1的比例分為兩份，第一份為1/5的水，第二份為4/5的水，將固體明膠顆粒浸泡在第二份的水中，浸泡30-50分鐘，在浸泡期間每隔5分鐘攪拌明膠顆粒一次，最終明膠顆粒充分吸水膨脹軟化并且沒有結塊；

步驟3，熬制明膠

將充分吸水膨脹軟化后的明膠顆粒倒入恒溫水浴鍋，并用剩下的第一份水沖洗浸泡明膠顆粒的容器表面，將沖洗的水和殘余的明膠軟化顆粒一并倒入恒溫水浴鍋中，加熱攪勻，獲得明膠溶液；

步驟4，準備模具

在浸泡明膠顆粒和熬制明膠的過程中，開始準備人體胸部模具，胸部模具為具有人體前胸表面輪廓的半密封殼體，模具前端封閉具有前胸表面的基本特征，后端為一未封閉平面；

步驟5，注模

人體胸部模具內表面在注模前噴有一層脫模劑，打開恒溫水浴鍋閥門后，明膠溶液沿恒溫水浴鍋底部的排水管道注入普通塑料桶容器內，再將桶內明膠溶液沿人體胸部模具邊緣注入，將注模后的明膠溶液放置在0℃-25℃的室溫環境中冷卻，直至明膠溶液完全凝固，將冷卻后的明膠連同模具放在恒溫箱中，將溫度設定為4℃，用薄板蓋住模具，并且加濕恒溫箱，以減少明膠表面水分蒸發；

步驟6，脫模

實驗之前，進行脫模，人體仿生明膠假人胸部在4℃冷藏后，將明膠假人胸部模具反扣于一個干凈平整的桌面，抬起一側從該側明膠與模具縫隙處開始分離明膠假人胸部和模具，最終得到仿生明膠假人胸部。