CN109545030A - 模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，包括机架和设置在机架上的加速装置、转动驱动装置、实验箱、模拟跑道、减速装置，实验箱设置在模拟跑道上，所述加速装置和减速装置分别设置在模拟跑道的起点处和终点处，所述加速装置用于驱动实验箱在模拟跑道上运动，所述加速装置用于对实验箱进行减速，所述实验箱用于固定实验所需的动物。本发明的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，可以单独模仿减速伤致伤机制过程，也可以模仿弥漫性轴索损伤致伤机制过程，也可有效的模拟交通事故中附带弥漫性轴索损伤的颅脑减速伤致伤过程，其重复性高，实验结果准确。

Description

模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置

技术领域

本发明涉及医学研究实验装置，尤其涉及模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置。

背景技术

颅脑损伤是一类常见的头颅和脑组织的创伤，它仅次于四肢损伤而居第二位，占全身损伤的10％－20％，但其死亡率居各类损伤之首。其包括Battle征、对冲性脑伤、加速性脑伤、弥漫性轴索损伤、减速性脑伤，其中减速性脑伤是指运动中的头撞碰到静止的物体时所发生的脑损伤。

在事故中受伤的患者程度各不相同，对于表症明显的患者医院可以采取及时有效的治疗，但是对于表症不明显的患者往往忽视，尤其是对于脑部撞击患者来说，由于脑部损伤多在颅内，且对于没有外出血或颅内淤血的情况下，很多患者当时也没有感觉不到任何不适，从而没有采取相应的检测和治疗，导致病情加重。

为了解决上述情况目前设计了一些实验模拟装置，但这些装置都还存在许多不足，例如重复性低，精度差，实验数据不可靠等问题。如，申请号为201410383601.5的中国发明专利公开了一种弥漫性轴索损伤实验装置，该装置通过驱动两个电机使动物躯干和头部相对旋转，来分析头部受到的弥漫性轴索损伤的机制，然而以往弥漫性轴索损伤很少有独单发生的，在车祸中，被撞的受害者一般在落地发生减速伤的同时发生弥漫性轴索损伤，这种附带弥漫性轴索损伤的减速伤的表现症状和模拟实验，基于其复杂性，目前尚未研究出合理的模拟实验装置，所以也没有相应的成果报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，具体模拟的是交通事故中，患者脑部受到附带弥漫性轴索损伤的减速伤时所造成的伤害。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，包括机架和设置在机架上的加速装置、转动驱动装置、实验箱、模拟跑道、减速装置，实验箱设置在模拟跑道上，所述加速装置和减速装置分别设置在模拟跑道的起点处和终点处，所述加速装置用于驱动实验箱在模拟跑道上运动，所述加速装置用于对实验箱进行减速，所述实验箱用于固定实验所需的动物，所述实验箱呈圆柱形，内部设置用于固定实验所需动物的空腔，所述实验箱包括一个头部和一个尾部，所述实验箱的中部设置有可打开的门，所述实验箱尾部的外圆周面上开设一圈齿槽形成齿圈，所述转动驱动装置设置在模拟跑道的起点处，所述模拟跑道呈圆筒形，所述圆柱形实验箱设置在模拟跑道内并可在模拟跑道的圆筒内移动，所述转动驱动装置包括驱动电机和设置在驱动电机动力输出端的主动齿轮，当所述实验箱位于模拟跑道的起点处时所述主动齿轮与齿圈传动连接。

进一步，所述实验箱尾端端面上设置有轴向推力轴承，所述加速装置包括气缸，所述气缸内的推杆从所述模拟跑道的尾端伸入，推杆的端部与实验箱尾端的轴向推力轴承相互接触。

进一步，所述减速装置包括圆柱形的缓冲推板、缓冲弹簧、螺栓，所述模拟跑道的尾端圆筒内设置有滑槽，所述缓冲推板的外径与所述模拟跑道的内径相应，所述缓冲推板的外圆周面上设置有凸起，所述凸起插入到所述滑槽内，所述缓冲推板在模拟跑道的轴向上与模拟跑道和滑槽滑动配合；所述模拟跑道的尾端端部开设有内螺纹，所述螺栓与模拟跑道的尾端端部螺纹配合，所述缓冲弹簧设置在模拟跑道的尾端内侧，所述缓冲弹簧的一端弹抵在缓冲推板的背面，另一端弹抵在螺栓的端面上。

进一步，还包括上位计算机，所述螺栓旋入模拟跑道尾端内的深度可以调节，所述缓冲推板的背面与缓冲弹簧的端部之间夹持有压力传感器，所述压力传感器与上位计算机电信号连接。

进一步，还包括多个摩擦垫片，所述摩擦垫片可与缓冲推板的正面连接。

进一步，所述实验箱的头部和实验箱的中部之间可相对转动，所述实验箱的头部和实验箱的中部之间的相对转动存在阻尼力。

进一步，还包括用于调节所述实验箱的头部和实验箱的中部之间的相对转动所受阻尼力大小的阻尼力调节装置，所述阻尼力调节装置包括沉头螺钉，所述实验箱的中部与实验箱的头部之间通过套筒结构卡扣连接，所述实验箱的头部端面上设置有沉孔，所述沉头螺钉可旋入所述沉孔中且使沉头螺钉的端部抵在所述实验箱中部的端面上，该实验箱中部的端面与实验箱头部的端面相互贴合。

进一步，还包括速度传感器，所述速度传感器用于测量实验箱的速度，所述速度传感器与上位计算机电信号连接。

进一步，还包括与驱动电机动力输出端的主动齿轮传动连接的转速传感器，所述转速传感器与上位计算机电信号连接。

本发明的有益效果：本发明的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，可以单独模仿减速伤致伤机制过程，也可以模仿弥漫性轴索损伤致伤机制过程，也可以有效的模拟交通事故中附带弥漫性轴索损伤的颅脑减速伤致伤过程，其重复性高，实验结果准确。

附图说明

图1是本发明致伤实验装置的结构示意图，图中实验箱处于模拟跑道起点位置；

图2是本发明致伤实验装置的结构示意图，图中实验箱处于模拟跑道终点位置；

图3是图1中A区所示放大结构示意图；

图4是图1中B区所示放大结构示意图；

图5是本发明实验箱的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明：

如图1至图5所示：本发明的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，包括机架1和设置在机架1上的加速装置2、转动驱动装置3、实验箱4、模拟跑道5、减速装置6，实验箱4设置在模拟跑道5上，所述加速装置2和减速装置6分别设置在模拟跑道5的起点处和终点处，所述加速装置用于驱动实验箱4在模拟跑道5上运动，所述加速装置用于对实验箱4进行减速；如图5所示，所述实验箱4用于固定实验所需的动物，所述实验箱4呈圆柱形，内部设置用于固定实验所需动物的空腔41，所述实验箱4包括一个头部42和一个尾部43，所述实验箱4的中部设置有可打开的门44，所述实验箱4尾部的外圆周面上开设一圈齿槽形成齿圈45，所述转动驱动装置设置在模拟跑道5的起点处，所述模拟跑道5呈圆筒形，所述实验箱4设置在模拟跑道5内并可在模拟跑道5的圆筒内移动，所述转动驱动装置3包括与电源连接的驱动电机31和设置在驱动电机动力输出端的主动齿轮32，当所述实验箱4位于模拟跑道5的起点处时所述主动齿轮32与齿圈45传动连接,具体地，模拟跑道在主动齿轮32与齿圈45相互啮合的部位开有允许主动齿轮32与齿圈45可相互啮合的孔。所述实验箱4尾端端面上设置有轴向推力轴承46，所述加速装置2包括气缸21，所述气缸21内的推杆22从所述模拟跑道5的尾端伸入，推杆22的端部与实验箱4尾端的轴向推力轴承46相互接触。具体地，所述模拟跑道5的起点处和终点处各设有一个可打开的门，用于从模拟跑道5中取出或向模拟跑道5中放入实验箱4。

本发明的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置的工作原理：实验开始前，实验箱从模拟跑道5起点处放入，驱动电机31的主动齿轮32与齿圈45相互啮合，实验开始后，由驱动电机31驱动齿圈45和实验箱4转动，然后通过加速装置2驱动实验箱从模拟跑道5起点处向终点处运动，当实验箱加速到预定速度后，实验箱靠惯性运动，直至与减速装置6对撞，由于对撞过程中既有减速运动，又有减速转动运动，使得实验动物受到附带弥漫性轴索损伤的颅脑减速伤。

作为上述技术方案的进一步改进，如图4所示，所述减速装置6包括圆柱形的缓冲推板61、缓冲弹簧62、螺栓63，所述模拟跑道5的尾端圆筒内设置有滑槽64，所述缓冲推板的外径与所述模拟跑道5的内径相应，所述缓冲推板61的外圆周面上设置有凸起65，所述凸起插入到所述滑槽64内，所述缓冲推板61在模拟跑道5的轴向上与模拟跑道5和滑槽64滑动配合；所述模拟跑道5的尾端端部开设有内螺纹，所述螺栓与模拟跑道5的尾端端部螺纹配合，所述缓冲弹簧62设置在模拟跑道5的尾端内侧，所述缓冲弹簧的一端弹抵在缓冲推板的背面，另一端弹抵在螺栓的端面上。还包括上位计算机7，所述螺栓旋入模拟跑道5尾端内的深度可以调节，所述缓冲推板的背面与缓冲弹簧的端部之间夹持有压力传感器8，所述压力传感器与上位计算机电信号连接。调整螺栓63旋入模拟跑道5尾端的深度可以调整缓冲推板61基础推力的大小，进而模拟不同硬度的碰撞物。还包括速度传感器，所述速度传感器用于测量实验箱4的速度，所述速度传感器与上位计算机电信号连接。还包括与驱动电机动力输出端的主动齿轮传动连接的转速传感器，所述转速传感器与上位计算机电信号连接。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括多个摩擦垫片9，所述摩擦垫片9可与缓冲推板61的正面连接，摩擦垫片9的板面与实验箱4头部端面之间相对设置，优选的，所述实验箱4头部端面设置为磨砂面。通过设置表面具有不同粗糙度的摩擦垫片，可以模拟碰撞物表面的粗糙度，如模拟水泥路面、油漆路面、土路路面、沙土路面等。

作为上述技术方案的进一步改进，所述实验箱4的头部和实验箱4的中部之间可相对转动，所述实验箱4的头部和实验箱4的中部之间的相对转动存在阻尼力。具体地，还包括用于调节所述实验箱4的头部和实验箱4的中部之间的相对转动所受阻尼力大小的阻尼力调节装置，所述阻尼力调节装置包括沉头螺钉10，所述实验箱4的中部与实验箱4的头部之间通过套筒结构卡扣连接，具体地，可使实验箱4中部端部设置套筒、在实验箱4头部设置圆柱形凸起，通过套图与凸起插接配合，其中所述套筒的筒口边缘设置有一圈卡钩，所述凸起上设置卡环，通过卡钩与卡环卡钩配合连接，所述实验箱4的头部端面上设置有沉孔11，所述沉头螺钉可旋入所述沉孔中且使沉头螺钉的端部抵在所述实验箱4中部的端面上，该实验箱4中部的端面与实验箱4头部的端面相互贴合。通过旋动沉头螺钉可调整实验箱4头部与实验箱4中部之间转动的阻尼力。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，包括机架和设置在机架上的加速装置、转动驱动装置、实验箱、模拟跑道、减速装置，实验箱设置在模拟跑道上，所述加速装置和减速装置分别设置在模拟跑道的起点处和终点处，所述加速装置用于驱动实验箱在模拟跑道上运动，所述加速装置用于对实验箱进行减速，所述实验箱用于固定实验所需的动物，其特征在于：所述实验箱呈圆柱形，内部设置用于固定实验所需动物的空腔，所述实验箱包括一个头部和一个尾部，所述实验箱的中部设置有可打开的门，所述实验箱尾部的外圆周面上开设一圈齿槽形成齿圈，所述转动驱动装置设置在模拟跑道的起点处，所述模拟跑道呈圆筒形，所述圆柱形实验箱设置在模拟跑道内并可在模拟跑道的圆筒内移动，所述转动驱动装置包括驱动电机和设置在驱动电机动力输出端的主动齿轮，当所述实验箱位于模拟跑道的起点处时所述主动齿轮与齿圈传动连接。

2.根据权利要求1所述的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，其特征在于：所述实验箱尾端端面上设置有轴向推力轴承，所述加速装置包括气缸，所述气缸内的推杆从所述模拟跑道的尾端伸入，推杆的端部与实验箱尾端的轴向推力轴承相互接触。

3.根据权利要求2所述的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，其特征在于：所述减速装置包括圆柱形的缓冲推板、缓冲弹簧、螺栓，所述模拟跑道的尾端圆筒内设置有滑槽，所述缓冲推板的外径与所述模拟跑道的内径相应，所述缓冲推板的外圆周面上设置有凸起，所述凸起插入到所述滑槽内，所述缓冲推板在模拟跑道的轴向上与模拟跑道和滑槽滑动配合；所述模拟跑道的尾端端部开设有内螺纹，所述螺栓与模拟跑道的尾端端部螺纹配合，所述缓冲弹簧设置在模拟跑道的尾端内侧，所述缓冲弹簧的一端弹抵在缓冲推板的背面，另一端弹抵在螺栓的端面上。

4.根据权利要求3所述的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，其特征在于：还包括上位计算机，所述螺栓旋入模拟跑道尾端内的深度可以调节，所述缓冲推板的背面与缓冲弹簧的端部之间夹持有压力传感器，所述压力传感器与上位计算机电信号连接。

5.根据权利要求4所述的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，其特征在于：还包括多个摩擦垫片，所述摩擦垫片可与缓冲推板的正面连接。

6.根据权利要求5所述的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，其特征在于：所述实验箱的头部和实验箱的中部之间可相对转动，所述实验箱的头部和实验箱的中部之间的相对转动存在阻尼力。

7.根据权利要求6所述的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，其特征在于：还包括用于调节所述实验箱的头部和实验箱的中部之间的相对转动所受阻尼力大小的阻尼力调节装置，所述阻尼力调节装置包括沉头螺钉，所述实验箱的中部与实验箱的头部之间通过套筒结构卡扣连接，所述实验箱的头部端面上设置有沉孔，所述沉头螺钉可旋入所述沉孔中且使沉头螺钉的端部抵在所述实验箱中部的端面上，该实验箱中部的端面与实验箱头部的端面相互贴合。

8.根据权利要求7所述的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，其特征在于：还包括速度传感器，所述速度传感器用于测量实验箱的速度，所述速度传感器与上位计算机电信号连接。

9.根据权利要求8所述的模拟交通事故中的颅脑减速伤致伤实验装置，其特征在于：还包括与驱动电机动力输出端的主动齿轮传动连接的转速传感器，所述转速传感器与上位计算机电信号连接。