[發明專利]一種頭部施力和測力裝置

在審

• 申請號: 201810332489.0
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108784721A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 丁立;趙鑫;張露丹
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61B5/22
• 分類號: A61B5/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種新的頭部施力和測力裝置，包括固定基架、可升降單元、頭部分區裝置、施力單元、測力單元五個部分。固定基架和可升降單元實現本發明的普遍適用性，頭部分區裝置實現對頭部的分區，施力單元中由電子控制系統控制的電子加壓泵實現對頭部不同區域進行施力，測力單元的壓強傳感器測量所施加的力并轉為電信號傳入電腦單元進行顯示與記錄，測力單元的結果可以控制施力單元向頭部特定區域施加精確的均勻的壓力。本發明可以應用于研究飛行員頭部不同區域受力大小、舒適度、工效學認知之間的關系，尋找最優的施力方式幫助優化飛行員頭盔設計的力學性能以使其具有較高的舒適度并符合飛行員的工效學認知。

技術領域

1本發明涉及一種施力和測力裝置，具體為一種向頭部施力并測量力的裝置。

背景技術

2飛行員佩戴的頭盔，盔殼多用玻璃鋼或塑料等輕質材料制成，主要用于防止頭部震傷或磕傷，并能防噪音。這種頭盔能包住耳朵和兩腮，裝有耳機和送話器等，有的還裝有可上下移動的面罩,以保護眼睛和面部。盡管采用了輕質材料，但頭盔的重量依舊在2公斤左右，對于飛行員頭部產生的壓力會影響飛行員的工效學認知，會帶來諸如飛行員作業效率的降低等問題。

3飛行員頭盔佩戴的舒適度對于飛行安全以及作業效果有著重要的影響。目前針對飛行員頭盔的力學舒適度的研究有清華大學的研究頭盔質量和質心對軍機飛行員頸部肌力的影響，以及西北工業大學對于頭盔內襯材料對頭盔舒適度的探討。前者主要利用Anybody建立的肌骨模型研究頭盔的質量和質心的位置對胸鎖乳突肌和頭半棘肌的影響，其實驗結果可以在設計及使用頭盔的過程中提供定性或定量參考。其次，關于舒適度的研究還有對于頭盔襯墊材質的研究，其主要研究頭盔內襯材料本身軟硬度、貯存條件下、以及沖擊變形實驗中的強度、變形度以推測其舒適度。

4然而，前述實驗只是通過仿真技術及模型實驗的方法推理頭盔的舒適程度，從工效學認知角度評價頭盔頭部壓力的舒適度的研究還是空白。另外，人體頭部不同區域對于壓力的承受能力不同。因此，關于頭部不同區域所受壓力的大小、相互關系與工效學認知之間關系的研究亟待開展。

5針對上述問題，本發明提供一種頭部施力測力的裝置，用于研究飛行員頭部不同區域受力大小、舒適度、工效學認知之間的關系，尋找最優的施力方式幫助優化飛行員頭盔設計的力學性能以使其具有較高的舒適度并符合飛行員的工效學認知。

發明內容

6本發明的目的是提供一種頭部施力和測力的裝置，用于研究飛行員頭部不同區域受力大小、舒適度與工效學認知之間的關系，尋找最優的施力方式為飛行員頭盔的制作提供標準。

7為解決以上技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種頭部施力測力裝置，該裝置由固定基架、可升降單元、頭部分區裝置、施力單元、測力單元組成。

8所述頭部施力和測力裝置的固定基架1由底座、架身構成，主要實現固定所述頭部施力和測力裝置主體的作用，可以使用任何強度剛度滿足條件的材料制作，形態上，可以采用任意能夠實現固定功能的形態。

9所述頭部施力和測力裝置的可升降單元2由控制升降單元、箱體結構單元構成，作用為對于不同身高的被試人員根據其坐高調整所述施力和測力裝置的高度以實現所述施力和測力裝置對飛行員頭部正確施力，所述可升降單元的控制升降單元由套筒、螺釘組成，所述可升降單元的控制升降單元的套筒將所述固定支架的架身嵌套在內，利用所述可升降單元的控制升降單元的螺釘可實現將套筒鎖緊在所述固定支架的架身的某一固定高度的功能，所述可升降單元的控制升降單元與所述可升降單元的箱體結構固連，實現控制升降單元控制箱體結構高度的功能。