專利名稱:軍用頭盔俯仰運(yùn)動(dòng)跟隨穩(wěn)定性測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種軍用頭盔俯仰運(yùn)動(dòng)跟隨穩(wěn)定性測(cè)試裝置，該裝置用以客觀地表征在人體頭部做俯仰運(yùn)動(dòng)時(shí)軍用頭盔的跟隨穩(wěn)定性能。
本實(shí)用新型的目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種軍用頭盔俯仰運(yùn)動(dòng)跟隨穩(wěn)定性測(cè)試裝置，其要點(diǎn)在于該裝置有一個(gè)凵形底座，該底座中部設(shè)有一個(gè)凵形托架，該托架通過彎曲支點(diǎn)軸承彈性架設(shè)在所述凵形底座的兩個(gè)側(cè)壁上，所述凵形托架中部固定有一個(gè)金屬頭模、一個(gè)加速度計(jì)和一個(gè)位移傳感器，所述凵形托架一側(cè)固定有一撞擊桿，所述的凵形底座的側(cè)壁上裝有限位器，該限位器的安裝位置與所述撞擊桿相對(duì)應(yīng)，所述金屬頭模口腔內(nèi)安裝有力傳感器，所述的力傳感器、加速度計(jì)和位移傳感器通過傳輸線與單片機(jī)電路數(shù)據(jù)連接。
本實(shí)用新型可獲取頭盔與金屬頭模的相對(duì)位移-時(shí)間曲線，提供了一種表征和判定頭盔穩(wěn)定性的客觀手段；通過改變下頦帶的張力和金屬頭模初始角位移的大小，可以定量研究頭盔系固力和撞擊加速度對(duì)頭盔穩(wěn)定性的影響。
參見圖2及圖3，所述的金屬頭模也可以采用非金屬材料制作(例如陶瓷材料、樹脂材料等)。所述金屬頭模兩側(cè)下頦骨關(guān)節(jié)處各有一個(gè)凹槽，凹槽上各有一個(gè)轉(zhuǎn)軸孔，其上裝有一個(gè)活動(dòng)下頦306，該活動(dòng)下頦上安裝所述的力傳感器，所述金屬頭模的上顎處安裝有一調(diào)整螺釘301，該調(diào)整螺釘和活動(dòng)下頦之間安裝有一塊金屬舌片303，所述活動(dòng)下頦和金屬舌片上各有兩個(gè)安裝耳307，該安裝耳上設(shè)有轉(zhuǎn)軸孔309，所述活動(dòng)下頦和金屬舌片通過一個(gè)轉(zhuǎn)軸305裝配在金屬頭模兩邊的下頦骨關(guān)節(jié)處。金屬舌片安裝在金屬頭模上以后，可與活動(dòng)下頦同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。為了便于安裝所述的調(diào)整螺釘和力傳感器，該活動(dòng)下頦的上表面加工有一淺孔308，所述調(diào)整螺釘頭部設(shè)有一個(gè)撥盤302，撥動(dòng)該撥盤可以使螺釘上下移動(dòng)。使螺釘向上旋轉(zhuǎn)到最高位置，此時(shí)活動(dòng)下頦可合上；將螺釘向下旋，則螺釘通過舌片壓在力傳感器上，使下頦向下張開，頭盔的下頦帶繃緊受力。活動(dòng)下頦張角不同，則下頦帶受力不同，對(duì)頭盔的束緊力也相應(yīng)不同。下頦帶受力的大小可通過力傳感器測(cè)量值計(jì)算獲得，金屬舌片的力傳遞作用保證力傳感器測(cè)得的為螺釘向下的正壓力。所述金屬頭模底部有6個(gè)安裝螺孔和一個(gè)電線孔，金屬頭模通過螺釘固定在托架上。
參見圖4及圖5，所述凵形托架旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)功能由彎曲支點(diǎn)軸承實(shí)現(xiàn)。所述彎曲支點(diǎn)軸承有兩對(duì)呈十字形交錯(cuò)安裝的彈簧片903、904，兩對(duì)十字彈簧片在空間相互垂直，其兩端分別通過螺釘902固定在軸承體905上，軸承體通過法蘭901與所述凵形托架安裝，與所述凵形托架固接的一端為動(dòng)端，與所述凵形底座固接的一端為靜端，通過四個(gè)彈簧片的彎曲變形，實(shí)現(xiàn)動(dòng)端相對(duì)于靜端的轉(zhuǎn)動(dòng)。
參見圖6，本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)是一個(gè)使頭模產(chǎn)生撞擊加速度的機(jī)構(gòu)。其中，所述的限位器為一電磁鐵，安裝在所述凵形底座側(cè)壁上。在非測(cè)量狀態(tài)時(shí)，限位器處于有磁狀態(tài)，吸住撞擊桿，鎖定彎曲支點(diǎn)軸承。實(shí)施測(cè)量時(shí)，先使限位器處于無磁狀態(tài)，用手扳動(dòng)撞擊桿，使凵形托架及固定于其上的金屬頭模產(chǎn)生初始角位移，再使限位器處于有磁狀態(tài)，然后釋放撞擊桿。在彎曲支點(diǎn)軸承彈性回復(fù)力的作用下，凵形托架托架上的金屬頭模繞彎曲支點(diǎn)軸承的軸線作俯仰旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)撞擊桿撞擊到具有磁性的限位器上，被限位器吸住，使金屬頭模受到一個(gè)撞擊加速度作用且沒有多次反彈。該加速度可由安裝在凵形托架上的加速度計(jì)測(cè)得。經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后作出位移-時(shí)間曲線，以此表征頭盔俯仰運(yùn)動(dòng)跟隨穩(wěn)定性。
本實(shí)用新型的金屬頭模受加速度作用后，受試頭盔5和金屬頭模間產(chǎn)生的相對(duì)位移由位移傳感器測(cè)量。如
圖1所示，位移傳感器2通過夾具1安裝在凵形托架上。位移傳感器應(yīng)豎直安裝。其測(cè)桿通過一個(gè)過渡保護(hù)性彈簧絲與受試頭盔盔殼后沿某點(diǎn)連接。所述夾具安裝在托架上，可調(diào)節(jié)傳感器的前后位置。
本實(shí)用新型使用時(shí)，首先將受試頭盔佩戴到金屬頭模上，頭盔下頦帶繞過本實(shí)用新型的活動(dòng)下頦?；顒?dòng)下頦內(nèi)的傳感器采用一個(gè)5000克量程的力傳感器，將作用在測(cè)力頭上的壓力轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)儀表處理后通過串行通訊傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中(參見圖7的電路框圖所示)，并由本裝置的配套軟件進(jìn)行處理。位移傳感器采用GA-10型差動(dòng)變壓器型位移傳感器，其動(dòng)態(tài)頻率響應(yīng)為0-40Hz(-30db)，位移測(cè)量范圍為±12.5mm，線性度小于0.1％，模擬信號(hào)輸出為±5V。(測(cè)量位移的電路框圖參見圖8所示)，其中A/D板選用AC1 057P，由25芯屏蔽線輸入被測(cè)信號(hào)，A/D板自身則插入計(jì)算機(jī)的I/O槽內(nèi)，通過數(shù)據(jù)總線與計(jì)算機(jī)傳遞數(shù)據(jù)。加速度計(jì)選用慣性式絕對(duì)加速度計(jì)，電路原理與位移測(cè)量電路相同。實(shí)際測(cè)量時(shí)，開啟計(jì)算機(jī)，并調(diào)用本裝置的配套工作軟件，設(shè)置初始參數(shù)，隨后點(diǎn)擊軟件主窗口上開始實(shí)驗(yàn)的工作按鈕，彈出“數(shù)據(jù)采集”對(duì)話框，使軟件進(jìn)入偵聽狀態(tài)。此時(shí)，釋放撞擊桿，軟件則自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采樣、處理、繪制位移曲線和制定數(shù)據(jù)表格等工作。
權(quán)利要求
1.一種軍用頭盔俯仰運(yùn)動(dòng)跟隨穩(wěn)定性測(cè)試裝置，其特征在于該裝置有一個(gè)凵形底座(11)，該底座中部設(shè)有一個(gè)凵形托架(8)，該托架通過彎曲支點(diǎn)軸承(9)彈性架設(shè)在所述凵形底座的兩個(gè)側(cè)壁(110)上，所述凵形托架中部固定有一個(gè)金屬頭模(3)、一個(gè)加速度計(jì)(10)和一個(gè)位移傳感器(2)，所述凵形托架一側(cè)固定有一撞擊桿(7)，所述的凵形底座的側(cè)壁上裝有限位器(6)，該限位器的安裝位置與所述撞擊桿相對(duì)應(yīng)，所述金屬頭?？谇粌?nèi)安裝有一個(gè)力傳感器，所述的力傳感器、加速度計(jì)和位移傳感器通過傳輸線與單片機(jī)電路數(shù)據(jù)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的軍用頭盔俯仰運(yùn)動(dòng)跟隨穩(wěn)定性測(cè)試裝置，其特征在于所述金屬頭模有一個(gè)活動(dòng)下頦，該活動(dòng)下頦上安裝所述的力傳感器，所述金屬頭模的上顎處安裝有一調(diào)整螺釘，該調(diào)整螺釘和活動(dòng)下頦之間安裝有一塊金屬舌片，所述活動(dòng)下頦和金屬舌片上各有兩個(gè)安裝耳，該安裝耳上設(shè)有轉(zhuǎn)軸孔，所述活動(dòng)下頦和金屬舌片通過一個(gè)轉(zhuǎn)軸裝配在金屬頭模兩邊的下頦骨關(guān)節(jié)處。
專利摘要
本實(shí)用新型涉及一種軍用頭盔俯仰運(yùn)動(dòng)跟隨穩(wěn)定性測(cè)試裝置，該裝置有一個(gè)凵形底座，該底座中部設(shè)有一個(gè)凵形托架，該托架通過彎曲支點(diǎn)軸承彈性架設(shè)在所述凵形底座的兩個(gè)側(cè)壁上，所述凵形托架中部固定有一個(gè)金屬頭模、一個(gè)加速度計(jì)和一個(gè)位移傳感器，所述凵形托架一側(cè)固定有一撞擊桿，所述的凵形底座的側(cè)壁上裝有限位器，該限位器的安裝位置與所述撞擊桿相對(duì)應(yīng)，所述金屬頭?？谇粌?nèi)安裝有一個(gè)力傳感器，所述的力傳感器、加速度計(jì)和位移傳感器通過傳輸線與單片機(jī)電路數(shù)據(jù)連接。本實(shí)用新型可獲取頭盔與金屬頭模的相對(duì)位移－時(shí)間曲線，提供了一種表征和判定頭盔穩(wěn)定性的客觀手段。
文檔編號(hào)F41H1/00GKCN2572348SQ02282525
公開日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2002年10月14日
發(fā)明者施楣梧, 戴詩亮, 黃獻(xiàn)聰, 周宏 , 梁曉冬 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所士兵系統(tǒng)研究中心導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan