[實用新型]一種旋轉碰撞實驗裝置

有效

• 申請號: 201920922796.4
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN210574592U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 謝靜茹;劉盛雄;明建雄;楊光瑜;邱金龍;車興平;尹志勇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍特色醫學中心
• 主分類號: G09B23/28
• 分類號: G09B23/28
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲

本實用新型提出了一種旋轉碰撞實驗裝置，包括支撐部、可繞支撐部的軸線旋轉的載物盤、固定連接在所述載物盤邊沿的第一磁體、對第一磁體施加可驅動載物盤旋轉的斥力或吸力的第一電磁鐵、控制第一電磁鐵通電的控制單元，以及給第一電磁鐵供電的可調電源；在第一電磁鐵通電前，第一電磁鐵與第一磁體位置相對，第一電磁鐵對第一磁體不施加斥力或吸力；在第一電磁鐵通電時，第一電磁鐵對第一磁體施加斥力或吸力，載物盤在斥力或吸力作用下旋轉。該裝置結構簡單，不需要復雜的硬件設備和機械機構，降低了成本；將電能轉換為載物盤動能的中間環節減少，能量損失小，通過調節可調電源的輸出電壓或電流能夠精確調節模擬旋轉撞擊的角加速度。

技術領域

本實用新型涉及一種實驗裝置，具體涉及一種旋轉碰撞實驗裝置。

背景技術

道路交通事故已成為全世界主要的公共衛生問題。道路交通傷害嚴重威脅著人類的生命健康。目前，全世界每年約有130萬人在道路交通事故中死亡，每年有200萬-500萬人在道路交通事故中受傷。在中國，每年約有10萬人在道路交通事故中死亡，每年約有50萬人在道路交通事故中受傷。隨著社會進步和醫學發展，許多疾病已得到有效的控制，但道路交通傷卻有增無減。聯合國于2010年初召開成員國大會，一致通過將2011-2020年作為實行“道路安全行動的十年計劃”的10年。

顱腦撞擊損傷是交通事故中的常見傷，以及主要致死原因之一。駕駛員和乘員在交通事故中的死因以顱腦損傷居多，分別占到33.8％和45.9％。此外，各類頭部創傷在所有人體創傷中的比例約為34％，在導致死亡的創傷中比例更高達68％。交通事故中顱腦損傷死亡率高，顱腦撞擊傷生物力學機制一直都是研究的熱點領域，大部分交通事故致顱腦損傷案例中均包含致命的腦組織彌漫性軸索損傷，即由顱腦旋轉運動導致的損傷。

現有技術中公開號為CN103598925A的中國專利披露了一種用于顱腦旋轉加速檢驗的裝置和方法，其特征在于頭顱的旋轉是通過齒條棘輪的運動關系獲得；齒條回程不會對裝置的旋轉產生阻礙；該頭顱或頭顱模型的旋轉加速度是可以按需通過氣體壓力動力源進行準確調節。但是該專利中高壓氣泵輸出的能量需要經過驅動桿、齒條、棘輪和旋轉銷軸傳遞至載物轉盤，其過程復雜，能量傳遞損耗大；另外，為避免驅動桿擊出后發生自由飛行帶來危險因素，需在驅動桿中增設回彈措施，回彈機構以及高壓氣泵模塊等均使得裝置結構較為復雜，成本較高。

實用新型內容

為了克服上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種旋轉碰撞實驗裝置。

為了實現本實用新型的上述目的，本實用新型提供了一種旋轉碰撞實驗裝置，包括支撐部、可繞支撐部的軸線旋轉的載物盤、固定連接在所述載物盤邊沿的第一磁體、對第一磁體施加可驅動載物盤旋轉的斥力或吸力的第一電磁鐵、控制第一電磁鐵通電的控制單元，以及給第一電磁鐵供電的可調電源；

在第一電磁鐵通電前，第一電磁鐵與第一磁體位置相對，第一電磁鐵對第一磁體不施加斥力或吸力；在第一電磁鐵通電時，第一電磁鐵對第一磁體施加斥力或吸力，載物盤在斥力或吸力作用下旋轉。

上述技術方案的有益效果為：當第一電磁鐵通電，第一電磁鐵對第一磁體施加斥力或吸力，載物盤在斥力或吸力作用下旋轉后，第一電磁鐵與第一磁體位置不相對，第一電磁鐵不會再施加斥力或吸力至第一磁體以及載物盤其他部位。實現了突然對載物盤施加一個轉矩，載物盤在這個轉矩作用下進行角加速度逐漸減小的旋轉運動，該過程完全模擬了旋轉碰撞的過程，并且通過可調電源調整第一電磁鐵的供電電壓或供電電流，可以實現對斥力或吸力大小的控制，實現對載物盤的角加速度的控制，進而實現對旋轉撞擊角加速度的控制。該裝置結構簡單，不需要復雜的硬件設備和機械機構，降低了成本；將電能轉換為載物盤動能的中間環節減少，能量損失小，通過調節可調電源的輸出電壓或電流能夠精確調節模擬旋轉撞擊的角加速度。

在本實用新型的一種優選實施方式中，還包括檢測載物盤是否轉動的第一傳感器，所述第一傳感器的輸出端與控制單元的第一信號輸入端連接；當第一傳感器檢測到載物盤轉動后，控制單元切斷第一電磁鐵的供電。