CN108061523B - 一种头盔检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及头盔技术领域，公开了一种能够准确得到头盔实际穿刺的最大深度，以便精确控制成品头盔的防穿刺能力的头盔检测装置，它包括机架、导轨、滑块、位移检测装置和底座，所述导轨和底座均固定在机架上，导轨位于底座的上方，滑块与导轨滑动连接，滑块的滑动方向与导轨的长度方向平行，滑块的下端设有锥形穿刺头，位移检测装置包括位移传感器、反光挡板、位移检测板及用于给位移传感器供电的直流电源，位移检测板与滑块相对固定，位移传感器、直流电源和反光挡板均固定在导轨的下端，位移检测板位于反光挡板的上方。本发明的有益效果是位移传感器能够测得头盔实际穿刺的最大深度，定量地判断头盔防穿刺能力。

Description

一种头盔检测装置

技术领域

本发明涉及头盔技术领域，尤其涉及一种头盔检测装置。

背景技术

头盔作为保护头部的装具用途广泛，尤其在道路骑行、工地施工、体育比赛等场合较为常见，头盔多呈半圆形，通过外壳的变形来吸收大部分冲击力，以抵御打击物对头部的伤害，外壳最大的作用是扩大撞击面，尤其是撞击到有突起的外表面时，既可以防止穿刺也扩大了接触面积，直接减少了压强，如果头盔猛烈撞击到尖锐物体时，头盔被刺穿，则佩戴人员头部将受到严重伤害，存在很大的生命危险，因此，出于安全考虑，头盔出厂前应统一标准，使头盔满足一定的防穿刺能力。

GB811-1998中规定，采用3kg钢制圆柱锥体，在规定高度下，自由落体进行穿刺试验，检验头盔是否被穿透与头型接触，基于此标准的常见头盔检测装置只能定性地判断头盔是否被穿透，无法得到头盔实际穿透的具体深度，简单地以头盔是否被穿透来检验头盔的防穿透能力显得过于笼统。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种能够准确得到头盔实际穿刺的最大深度，以便精确控制成品头盔的防穿刺能力及相应地改进头盔生产技术的头盔检测装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种头盔检测装置，包括

机架、导轨、滑块、位移检测装置和底座，所述导轨和底座均固定在机架上，导轨位于底座的上方，滑块与导轨滑动连接，滑块的滑动方向与导轨的长度方向平行，滑块的下端设有锥形穿刺头；

所述位移检测装置包括位移传感器、反光挡板、位移检测板及用于给位移传感器供电的直流电源，位移检测板与滑块相对固定，位移传感器、直流电源和反光挡板均固定在导轨的下端，位移检测板位于反光挡板的上方。锥形穿刺头从一定高度下落，在进入位移传感器探测范围时，位移传感器通过位移传感器、反光挡板和位移检测板三者之间的光路采集位移检测板的位移信息，开始记录位移数据，然后锥形穿刺头撞击到头盔后，将头盔穿刺到最低位置后反弹，位移传感器记录下锥形穿刺头的位移数据，以记录的数据为依据判定头盔的防穿刺能力。

作为优选，所述位移传感器包括传感器本体、激光发射端和数字显示端，激光发射端和数字显示端背对设置在传感器本体的两侧。激光发射端发射出的激光经反光挡板反射后照射在位移检测板，再由位移检测板反射经反光挡板返回到激光发射端，位移信息被位移传感器接收，准确计算锥形穿刺头的位移，并可在数字显示端上很方便地读出锥形穿刺头的位移数据。

作为优选，所述导轨竖直布置，位移检测板上设有水平布置的上镜面板，反光挡板上设有倾斜布置的下镜面板，激光发射端发射出的激光经下镜面板反射后垂直于上镜面板。导轨竖直利于降低滑块下落时的阻力，使锥形穿刺头具备符合要求的冲击力，上镜面板和下镜面板使位移传感器发出的激光反生全反射，激光更集中不会散射，激光发射端发射出的激光经下镜面板和上镜面板依次反射后原路返回，位移传感器更灵敏，测量精度更高。

作为优选，所述底座包括L型支座和用于固定头盔的头模，L型支座包括水平板和位于水平板下方的竖直板，竖直板固定在水平板的一端，头模设在水平板的另一端，L型支座上设有加强筋。头模用于模拟人的头部，与头盔贴合性好，由于L型支座和头模均承受较大的冲击力，设置加强筋加强底座的强度。

作为优选，所述头模顶部设有铝块，铝块呈圆柱状，机架上设有警报器，锥形穿刺头、警报器和铝块依次电性连接。如果头盔直接被穿透，锥形穿刺头直接和铝块接触，触发警报器，头盔的穿刺测试失败，为不合格品。

作为优选，所述导轨上设有竖调节块，竖调节块上设有若干沿竖直方向依次等距分布的竖调节孔，竖调节块的下端设有横安装块，横安装块上设有两个调节结构，调节结构包括旋转块、第一螺栓孔、第二螺栓孔和设在横安装块上的弧形槽，位移传感器固定在其中一个旋转块上，反光挡板固定在另一个旋转块上，在一个调节结构中：第一螺栓孔和第二螺栓孔均贯穿旋转块与横安装块，第二螺栓孔穿过弧形槽。通过将螺钉旋入不同的竖调节孔可调节位移传感器和反光挡板相对于导轨的间距，以适应不同高度的测试要求，找到合适的测量范围，同时可调节位移传感器的初始数据，螺栓旋入第一螺栓孔将旋转块一端固定，而第二螺栓孔则可沿弧形槽转动一定角度再用螺栓将旋转块的另一端固定，这样可调整激光传感器发射激光的角度和反光挡板反射激光的角度，使位移传感器获得更精确的测量结果。

作为优选，所述导轨上设有高度尺，滑块上设有用于确定锥形穿刺头初始高度的标尺。标尺参照高度尺可以很方便地确定锥形穿刺头的初始下落高度。

作为优选，所述直流电源的电压为6V~48V。直流电源用于给位移传感器供电。

作为优选，所述直流电源的电压为24V。

本发明的有益效果是：（1）位移传感器能够测得头盔实际穿刺的最大深度，定量地判断头盔防穿刺能力；（2）锥形穿刺头的初始下落高度可调节，满足不同标准的测验高度；（3）结构简单，可靠性高，便于推广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的左视图；

图4是本发明中底座的结构示意图；

图5是本发明中竖调节块处的结构示意图。

图中：导轨1、竖调节块11、竖调节孔111、横安装块12、旋转块131、第一螺栓孔132、第二螺栓孔133、弧形槽134、滑块2、锥形穿刺头21、标尺22、位移检测装置3、位移传感器31、反光挡板32、位移检测板33、直流电源34、底座4、L型支架41、水平板411、竖直板412、头模42、铝块421、加强筋43。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

如图1至图5中所示，一种头盔检测装置，包括

机架、导轨1、滑块2、位移检测装置3和底座4，所述导轨和底座均固定在机架上，导轨位于底座的上方，滑块与导轨滑动连接，滑块的滑动方向与导轨的长度方向平行，滑块的下端设有锥形穿刺头21；

所述位移检测装置包括位移传感器31、反光挡板32、位移检测板33及用于给位移传感器供电的直流电源34，位移检测板与滑块相对固定，位移传感器、直流电源和反光挡板均固定在导轨的下端，位移检测板位于反光挡板的上方。

锥形穿刺头从一定高度下落，在进入位移传感器探测范围时，位移传感器通过位移传感器、反光挡板和位移检测板三者之间的光路采集位移检测板的位移信息，开始记录位移数据，然后锥形穿刺头撞击到头盔后，将头盔穿刺到最低位置后反弹，位移传感器记录下锥形穿刺头的位移数据，以记录的数据为依据判定头盔的防穿刺能力。

所述位移传感器包括传感器本体、激光发射端和数字显示端，激光发射端和数字显示端背对设置在传感器本体的两侧；导轨竖直布置，位移检测板上设有水平布置的上镜面板，反光挡板上设有倾斜布置的下镜面板，激光发射端发射出的激光经下镜面板反射后垂直于上镜面板；底座包括L型支座41和用于固定头盔的头模42，L型支座包括水平板411和位于水平板下方的竖直板412，竖直板固定在水平板的一端，头模设在水平板的另一端，L型支座上设有加强筋43；头模顶部设有铝块421，铝块呈圆柱状，机架上设有警报器，锥形穿刺头、警报器和铝块依次电性连接；导轨上设有竖调节块11，竖调节块上设有若干沿竖直方向依次等距分布的竖调节孔111，竖调节块的下端设有横安装块12，横安装块上设有两个调节结构，调节结构包括旋转块131、第一螺栓孔132、第二螺栓孔133和设在横安装块上的弧形槽134，位移传感器固定在其中一个旋转块上，反光挡板固定在另一个旋转块上，在一个调节结构中：第一螺栓孔和第二螺栓孔均贯穿旋转块与横安装块，第二螺栓孔穿过弧形槽；导轨上设有高度尺，滑块上设有用于确定锥形穿刺头初始高度的标尺22；直流电源的电压为6V~48V；直流电源的电压为24V。

激光发射端发射出的激光经反光挡板反射后照射在位移检测板上，再由位移检测板反射经反光挡板返回到激光发射端，位移信息被位移传感器接收，准确计算锥形穿刺头的位移，并可在数字显示端上很方便地读出锥形穿刺头的位移数据；导轨竖直利于降低滑块下落时的阻力，使锥形穿刺头具备足够的冲击力，上镜面板和下镜面板使位移传感器发出的激光反生全反射，激光更集中不易散射，激光发射端发射出的激光经下镜面板和上镜面板依次反射后原路返回，位移传感器更灵敏，测量精度更高；头模用于模拟人的头部，与头盔贴合性好，由于L型支座和头模均承受较大的冲击力，设置加强筋加强底座的强度；如果头盔直接被穿透，锥形穿刺头直接和铝块接触，触发警报器，头盔的穿刺测试失败，为不合格品；通过将螺钉旋入不同的竖调节孔可调节位移传感器和反光挡板相对于导轨竖直方向上的间距，以适应不同高度的测试要求，找到合适的测量范围，同时可调节位移传感器的初始数据，螺栓旋入第一螺栓孔将旋转块一端固定，而第二螺栓孔则可沿弧形槽转动一定角度再用螺栓将旋转块的另一端固定，这样可调整激光传感器发射激光的角度和反光挡板反射激光的角度，使位移传感器获得更精确的测量结果；标尺参照高度尺可以很方便地确定锥形穿刺头的初始下落高度；直流电源用于给位移传感器供电。

锥形穿刺头从一定高度下落，在进入位移传感器探测范围时位移传感器开始记录位移数据，然后锥形穿刺头撞击到头盔后，将头盔穿刺到最低位置后反弹，仪器会自动记录穿刺最大深度，即穿刺后的谷值，若锥形穿刺头直接刺穿头盔，锥形穿刺头与铝块接触，触发警报器，头盔穿刺测试失败，此头盔为不合格产品。位移传感器具有一定的探测范围，较小的探测范围利于提高测量的精度，相应地减少位移检测装置的成本，在保证锥形穿刺头与铝块刚好完全接触的条件下，设定位移传感器为谷值模式，通过调节竖直调节块的位置调整位移传感器上的显示值，此处为+10mm，并记录下该值为参考零点，每次测量时归零谷值点，头盔固定在头模上后，将锥形穿刺头与头盔接触，记录传感器的初始显示值，此处为-12.49mm，则穿刺处的初始厚度为T1=+10-（初始显示值）=10-（-12.49）=22.49 mm，后将锥形穿刺头提升到一定高度，此处为375mm，使锥形穿刺头下落穿刺头盔，并记录下位移传感器上的最终显示值（穿刺后的谷值），此处为+4.83mm，则可计算出头盔穿刺剩余厚度T2=+10-（穿刺后的谷值）=10-4.83=5.17 mm，实际穿刺的最大深度为H=（穿刺后的谷值-初始显示值）=4.83-（-12.49）=17.32 mm。本发明的有益效果是：位移传感器能够得到头盔实际穿刺的最大深度，定量地判断头盔防穿刺能力；锥形穿刺头的初始下落高度可调节，满足不同标准的穿刺测验高度；结构简单，可靠性高，便于推广。

Claims (8)

1.一种头盔检测装置，其特征是，包括

机架、导轨、滑块、位移检测装置和底座，所述导轨和底座均固定在机架上，导轨位于底座的上方，滑块与导轨滑动连接，滑块的滑动方向与导轨的长度方向平行，滑块的下端设有锥形穿刺头；

所述位移检测装置包括位移传感器、反光挡板、位移检测板及用于给位移传感器供电的直流电源，位移检测板与滑块相对固定，位移传感器、直流电源和反光挡板均固定在导轨的下端，位移检测板位于反光挡板的上方；

所述导轨下端设有竖调节块，竖调节块上设有若干沿竖直方向依次等距分布的竖调节孔，竖调节块的下端设有横安装块，横安装块上设有两个调节结构，调节结构包括旋转块、第一螺栓孔、第二螺栓孔和设在横安装块上的弧形槽，位移传感器固定在其中一个旋转块上，反光挡板固定在另一个旋转块上，在一个调节结构中：第一螺栓孔和第二螺栓孔均贯穿旋转块与横安装块，第二螺栓孔穿过弧形槽。

2.根据权利要求1所述的一种头盔检测装置，其特征是，所述位移传感器包括传感器本体、激光发射端和数字显示端，激光发射端和数字显示端背对设置在传感器本体的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种头盔检测装置，其特征是，所述导轨竖直布置，位移检测板上设有水平布置的上镜面板，反光挡板上设有倾斜布置的下镜面板，激光发射端发射出的激光经下镜面板反射后垂直于上镜面板。

4.根据权利要求1所述的一种头盔检测装置，其特征是，所述底座包括L型支座和用于固定头盔的头模，L型支座包括水平板和位于水平板下方的竖直板，竖直板固定在水平板的一端，头模设在水平板的另一端，L型支座上设有加强筋。

5.根据权利要求4所述的一种头盔检测装置，其特征是，所述头模顶部设有铝块，铝块呈圆柱状，机架上设有警报器，锥形穿刺头、警报器和铝块依次电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种头盔检测装置，其特征是，所述导轨上设有高度尺，滑块上设有用于确定锥形穿刺头初始高度的标尺。

7.根据权利要求1所述的一种头盔检测装置，其特征是，所述直流电源的电压为6V~48V。

8.根据权利要求7所述的一种头盔检测装置，其特征是，所述直流电源的电压为24V。