CN111920543B - 模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置，包括高压气瓶、供气管、高压管、膜片、低压管、动物固定机构和破膜机构，破膜机构包括：支架、电磁铁、击锤管、击针管、击针、复位簧、滑块和击锤簧，击针可滑动地设置在击针管内，击锤管设置在击针管远离膜片一端，滑块可滑动地设置在击锤管内，电磁铁设置在击锤管远离击针管一端，击锤簧设置在电磁铁和滑块之间，复位簧设置在击针上使击针远离膜片，击针管和击锤管通过支架设置在高压管内。本发明通过滑块撞击击针使击针破膜，克服了现有的破膜方式实验重复性差的问题，提高了激波管实验的实验精度。

Description

模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置

技术领域

本发明涉及冲击伤实验技术领域，具体是涉及一种模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置。

背景技术

对于模拟冲击伤的动物实验研究，主要是利用电雷管爆炸或激波管产生冲击波模拟战场冲击环境来建立动物冲击伤模型。由于电雷管运输、存放、安装的复杂性和高危险性，激波管实验装置成为目前模拟动物颅脑冲击伤的主要选择。现有用于动物实验的激波管装置，利用激波传播至管口后在空气中迅速释放而获得冲击波，随着激波管出口处的压力迅速衰减，离出口处不同距离、不同位置处的压力都存在变化。

破膜是激波管实验过程最重要步骤，直接关系到实验的成功与否及实验的精度。激波管实验的破膜方式可分为自然破膜和主动破膜两种，自然破膜即利用膜片两侧压差使膜片破裂，主动破膜是在高低压室达到既定压力时，通过人工干预的方法使膜片破裂。相比较自然破膜，主动破膜具有可以提高实验重复性、精确控制膜压比等优点。现有的主动方法包括L型连接杆破膜法、电加热主动破膜法和针刺破膜法，电热破膜效率不高，存在较高的无法破膜的概率；L型连接杆破膜法在击打的过程中，会使激波管管体振动，影响实验精度；针刺破膜法存在针刺破膜出针速度低的问题，也会影响实验精度。综上，如何改进激波管实验装置的主动破膜方式，提高实验重复性和实验精度是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置，以解决现有的激波管实验装置实验重复性差和实验精度低的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供了，包括：高压气瓶、供气管、高压管、膜片、低压管、动物固定机构和破膜机构，所述膜片夹持在所述高压管和所述低压管之间，所述高压气瓶通过所述供气管连通所述高压管，所述动物固定机构设置在所述低压管远离所述高压管一端，所述破膜机构设置在所述高压管内，所述破膜机构包括：支架、电磁铁、击锤管、击针管、击针、复位簧、滑块和击锤簧，所述击针可滑动地设置在所述击针管内，所述击锤管设置在所述击针管远离所述膜片一端，所述滑块可滑动地设置在所述击锤管内，所述电磁铁设置在所述击锤管远离所述击针管一端，所述击锤簧设置在所述电磁铁和所述滑块之间，所述复位簧设置在所述击针上使所述击针远离所述膜片，所述击针管和击锤管通过所述支架设置在所述高压管内。

所述滑块包括击锤部和连杆部，所述击锤部设置在所述滑块靠近所述击针一侧，所述击针管上设置有与所述击锤部相适应的击锤孔，所述连杆部设置在所述滑块远离所述击针一侧。

所述击锤管上设置有触发机构，当所述滑块通过所述触发机构，所述触发机构接通所述电磁铁。

可选的，所述触发机构包括：安装座、触发杆、触发弹簧、下导电片、第一导线、上导电片和第二导线，所述安装座设置在所述击锤管上，所述触发杆设置在所述安装座内，所述击锤管上设置有触发孔，所述上导电片设置在所述触发杆一端，所述第二导线连接所述上导电片，所述下导电片设置在所述安装座内，所述第一导线连接所述下导电片，所述触发杆一端露出所述触发孔，所述触发弹簧设置在所述触发杆上，当所述滑块下压所述触发杆使所述上导电片和所述下导电片接触，所述触发弹簧使所述上导电片和所述下导电片分离。

可选的，所述下导电片和所述安装座之间设置有橡胶垫。

可选的，所述高压管和所述低压管之间还设置有夹膜机构，所述夹膜机构包括：螺栓、第二螺母和压块，所述高压管上设置有第一连接座，所述低压管上设置有连接法兰，所述螺栓依次穿过所述第一连接座和连接法兰连接所述第二螺母，所述第一连接座靠近所述连接法兰一侧设置有压块孔，所述压块设置在所述压块孔内所述螺栓上。

可选的，所述压块内设置有螺套，所述螺栓通过所述螺套与所述压块连接。

可选的，所述螺栓与所述第一连接座之间设置有垫圈。

可选的，所述动物固定机构包括：支撑杆、固定板、第一螺母、上保护罩和下保护罩，所述支撑杆设置在所述低压管上，所述固定板穿设在所述支撑杆上并通过所述第一螺母与所述支撑杆连接，所述上保护罩可滑动地设置在所述固定板上，所述上保护罩与动物头部轮廓相适应，所述下保护罩可滑动地设置在所述固定板上，所述下保护罩与动物的躯干轮廓相适应。

可选的，所述低压管上设置有第二连接座，所述支撑杆穿设在所述第二连接座上，所述支撑杆上沿其延伸方向设置有多个插销孔，所述支撑杆和所述第二连接座通过一快插销锁定。

在本发明提供的模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置中，破膜机构包括：支架、电磁铁、击锤管、击针管、击针、复位簧、滑块和击锤簧，击针可滑动地设置在击针管内，击锤管设置在击针管远离膜片一端，滑块可滑动地设置在击锤管内，电磁铁设置在击锤管远离击针管一端，击锤簧设置在电磁铁和滑块之间，复位簧设置在击针上使击针远离膜片，当电磁铁释放，滑块在击锤簧作用下加速后撞击击针，击针高速运动刺破膜片，滑块撞击后回弹并在次吸附到电磁铁上。本发明通过滑块撞击击针使击针破膜，克服了传统针刺破膜速度低带来的实验重复性差的问题，提高了激波管实验的实验精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明一实施例提供的激波管实验装置示意图；

图2是本发明一实施例提供的破膜机构示意图；

图3是本发明一实施例提供的触发机构示意图；

图4是本发明一实施例提供的夹膜机构示意图；

图5是本发明一实施例提供的动物固定机构示意图；

图6是本发明一实施例提供的动物固定状态示意图。

其中：1-高压气瓶，11-截止阀，12-供气管，2-高压管，21-第一连接座，3-膜片，4-低压管，41-连接法兰，42-第二连接座，5-动物固定机构，51-支撑杆，511-插销孔，52-固定板，521-第一通孔，53-第一螺母，54-上保护罩，541-第一滑槽，55-滑座，56-下保护罩，561-第二滑槽，57-快插销，6-压力表，7-破膜机构，71-支架，72-电磁铁，73-击锤管，731-触发孔，74-击针管，741-击针孔，742-击锤孔，75-击针，76-复位簧，77-滑块，771-击锤部，772-连杆部，78-击锤簧，8-夹膜机构，81-螺栓，82-垫圈，83-第二螺母，84-压块，85-螺套，9-触发机构，91-安装座，92-触发杆，921-限位盘，93-触发弹簧，94-下导电片，95-橡胶垫，96-第一导线，97-上导电片，98-第二导线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1是本发明一实施例提供的激波管实验装置示意图，图2是本发明一实施例提供的破膜机构示意图，参加图1-图2所示，所述模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置包括：高压气瓶1、供气管12、高压管2、膜片3、低压管4、动物固定机构5和破膜机构7。所述膜片3夹持在所述高压管2和所述低压管4之间，将所述高压管2的内腔和所述低压管4的内腔分隔开，所述高压气瓶1通过所述供气管12连通所述高压管2，所述供气管12和所述高压气瓶1之间还设置有截止阀11。所述高压管2上还设置有压力表6，用于检测高压管2内的气体压力。所述动物固定机构5设置在所述低压管4远离所述高压管2一端，所述破膜机构7设置在所述高压管2内。所述破膜机构包括：支架71、电磁铁72、击锤管73、击针管74、击针75、复位簧76、滑块77和击锤簧78，所述击针75可滑动地设置在所述击针管74内，所述击针管74两端分别设置有击针孔741和击锤孔742，所述击针75的尖端露出所述击针孔741，以便于刺破膜片3，所述复位簧76设置在所述击针75上使所述击针75远离所述膜片3。所述击锤管73设置在所述击针管74远离所述膜片3一端，所述滑块77可滑动地设置在所述击锤管73内。所述滑块77包括击锤部771和连杆部772，所述击锤部771设置在所述滑块77靠近所述击针75一侧，所述击锤部771的直径小于所述击锤孔742直径，所述连杆部772设置在所述滑块77远离所述击针75一侧，所述连杆部772用于吸附在电磁铁72上。所述电磁铁72设置在所述击锤管73远离所述击针管74一端，所述击锤簧78设置在所述电磁铁72和所述滑块77之间，所述击针管74和击锤管73通过所述支架71设置在所述高压管2内。所述支架71由环绕击针管74和击锤管73的杆件连接形成Y字形支架或十字形支架。

图3是本发明一实施例提供的触发机构示意图，参加图1-图3所述，所述击锤管73上设置有触发机构9，当所述滑块77通过所述触发机构9，所述触发机构9接通所述电磁铁72，使滑块77吸附到电磁铁上，防止滑块77在击锤管73内左右滑动影响实验精度。当电磁铁72释放，滑块77向右运动，首次通过触发机构9，此时电磁铁72不通电，当滑块77撞击击针75在反弹力作用下再次通过触发机构9，此时电磁铁72通电将滑块77吸附到电磁铁上。具体的，所述触发机构9包括：安装座91、触发杆92、触发弹簧93、下导电片95、第一导线96、上导电片97和第二导线98，所述安装座91设置在所述击锤管73上，所述触发杆92设置在所述安装座91内，所述击锤管73上设置有触发孔731，所述触发杆92上端露出所述触发孔731，触发杆92上端为球头。所述触发杆92上还设置有限位盘921，所述触发弹簧93设置在所述触发杆92上，通过限位盘921将触发杆92向上端顶起。所述上导电片97设置在所述触发杆92下端，所述第二导线98连接所述上导电片97，所述下导电片94设置在所述安装座91底部，所述第一导线96连接所述下导电片94，所述上导电片97和所述下导电片94之间有一定间隙。当所述滑块77下压所述触发杆92使所述上导电片97和所述下导电片94接触后，所述触发弹簧93使所述上导电片97和所述下导电片94分离。所述下导电片94和所述安装座91之间设置有橡胶垫95，橡胶垫95起到缓冲的作用。

图4是本发明一实施例提供的夹膜机构示意图，参加图1-图4，所述高压管2和所述低压管4之间还设置有夹膜机构8。所述夹膜机构8包括：螺栓81、第二螺母83和压块84，所述高压管2上设置有第一连接座21，所述低压管4上设置有连接法兰41，所述螺栓81依次穿过所述第一连接座21和连接法兰41连接所述第二螺母83。所述第一连接座21靠近所述连接法兰41一侧设置有压块孔，所述压块84设置在所述压块孔内所述螺栓81上。拧紧第二螺母83的过程中，压块84随螺栓81向右运动将膜片3压紧。所述压块84内设置有螺套85，所述压块84采用橡胶材料制作，所述螺栓81通过所述螺套85与所述压块84连接，所述螺套85与所述螺栓81通过螺纹连接。所述螺栓81与所述第一连接座21之间设置有垫圈82，所述垫圈82采用弹簧垫圈。

图5是本发明一实施例提供的动物固定机构示意图，图6是本发明一实施例提供的动物固定状态示意图，参加图1-图6所述，所述动物固定机构5包括：支撑杆51、固定板52、第一螺母53、上保护罩54和下保护罩56。所述支撑杆51设置在所述低压管4上，三根所述支撑杆51呈品字形排列。所述固定板52通过固定板52上的第一通孔521穿设在所述支撑杆51上，支撑杆51右端设置有螺纹，所述第一螺母53与所述支撑杆51螺纹连接锁定固定板52。所述上保护罩54可滑动地设置在所述固定板52上，所述上保护罩54与小鼠头部轮廓相适应，用于保护小鼠头部。所述下保护罩56可滑动地设置在所述固定板52上，所述下保护罩56与小鼠的躯干轮廓相适应。所述上保护罩54左右两侧设置有第一滑槽541，第一滑槽541内设置有滑座55，所述上保护罩54通过滑座55可滑动地设置在所述固定板52上，相应的，所述下保护罩56左右两侧设置有第二滑槽561，所述下保护罩56通过滑座55可滑动地设置在所述固定板52上。实验时，将小鼠的上肢通过扎带固定在固定板52，将上保护罩54下滑保护小鼠头部，将下保护罩56向上滑，露出小鼠的胸部，进行胸部冲击伤实验。所述低压管4上设置有第二连接座42，所述支撑杆51穿设在所述第二连接座42上，所述支撑杆51上沿其延伸方向设置有多个插销孔511，所述支撑杆51和所述第二连接座42通过一快插销57锁定。实验时，通过快插销57调节固定板52到低压管4口部的距离。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置，其特征在于，包括：高压气瓶、供气管、高压管、膜片、低压管、动物固定机构和破膜机构，所述膜片夹持在所述高压管和所述低压管之间，所述高压气瓶通过所述供气管连通所述高压管，所述动物固定机构设置在所述低压管远离所述高压管一端，所述破膜机构设置在所述高压管内，所述破膜机构包括：支架、电磁铁、击锤管、击针管、击针、复位簧、滑块和击锤簧，所述击针可滑动地设置在所述击针管内，所述击锤管设置在所述击针管远离所述膜片一端，所述滑块可滑动地设置在所述击锤管内，所述电磁铁设置在所述击锤管远离所述击针管一端，所述击锤簧设置在所述电磁铁和所述滑块之间，所述复位簧设置在所述击针上使所述击针远离所述膜片，所述击针管和击锤管通过所述支架设置在所述高压管内；

所述滑块包括击锤部和连杆部，所述击锤部设置在所述滑块靠近所述击针一侧，所述击针管上设置有与所述击锤部相适应的击锤孔，所述连杆部设置在所述滑块远离所述击针一侧；

所述击锤管上设置有触发机构，当所述滑块通过所述触发机构，所述触发机构接通所述电磁铁。

2.根据权利要求1所述模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置，其特征在于，所述触发机构包括：安装座、触发杆、触发弹簧、下导电片、第一导线、上导电片和第二导线，所述安装座设置在所述击锤管上，所述触发杆设置在所述安装座内，所述击锤管上设置有触发孔，所述上导电片设置在所述触发杆一端，所述第二导线连接所述上导电片，所述下导电片设置在所述安装座内，所述第一导线连接所述下导电片，所述触发杆一端露出所述触发孔，所述触发弹簧设置在所述触发杆上，当所述滑块下压所述触发杆使所述上导电片和所述下导电片接触，所述触发弹簧使所述上导电片和所述下导电片分离。

3.根据权利要求2所述模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置，其特征在于，所述下导电片和所述安装座之间设置有橡胶垫。

4.根据权利要求1所述模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置，其特征在于，所述高压管和所述低压管之间还设置有夹膜机构，所述夹膜机构包括：螺栓、第二螺母和压块，所述高压管上设置有第一连接座，所述低压管上设置有连接法兰，所述螺栓依次穿过所述第一连接座和连接法兰连接所述第二螺母，所述第一连接座靠近所述连接法兰一侧设置有压块孔，所述压块设置在所述压块孔内所述螺栓上。

5.根据权利要求4所述模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置，其特征在于，所述压块内设置有螺套，所述螺栓通过所述螺套与所述压块连接。

6.根据权利要求5所述模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置，其特征在于，所述螺栓与所述第一连接座之间设置有垫圈。

7.根据权利要求1所述模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置，其特征在于，所述动物固定机构包括：支撑杆、固定板、第一螺母、上保护罩和下保护罩，所述支撑杆设置在所述低压管上，所述固定板穿设在所述支撑杆上并通过所述第一螺母与所述支撑杆连接，所述上保护罩可滑动地设置在所述固定板上，所述上保护罩与动物头部轮廓相适应，所述下保护罩可滑动地设置在所述固定板上，所述下保护罩与动物的躯干轮廓相适应。

8.根据权利要求7所述模拟动物胸部冲击伤的激波管实验装置，其特征在于，所述低压管上设置有第二连接座，所述支撑杆穿设在所述第二连接座上，所述支撑杆上沿其延伸方向设置有多个插销孔，所述支撑杆和所述第二连接座通过一快插销锁定。

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