CN204286738U - 一种防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及防弹头盔测试技术领域，具有涉及一种防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置。本实用新型提供的防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置，包括底部设有万向轮的底座，底座上部设有导轨和标尺，标尺设置在导轨的外侧，导轨与转接滑台连接，转接滑台的外侧固装有指针，指针和标尺对应使用，转接滑台上部与假人头颈模型的颈部固定连接，假人头颈模型的头部戴有防弹头盔，假人头颈模型的头部内设有三方向加速度传感器，假人头颈模型的颈部内设有力传感器和力矩传感器，导轨为直线导轨，底座上设有高度调整装置和角度调整装置，万向轮上设有锁死装置，转接滑台与假人头颈模型的颈部通过呈十字型均匀分布的四个沉孔和螺栓固定连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及防弹头盔测试技术领域，具有涉及一种防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置。
背景技术
现有技术中，防弹头盔用于阻止弹丸或碎片穿透，有效保护人体头部的装具，适用对象主要是装备部队的作战人员。防弹头盔按盔壳材料可分为金属、非金属和复合盔(金属和非金属复合而成)三种，目前使用的非金属材料主要是超高分子量聚乙烯纤维(DOYENTRONTEX)和芳族聚酰胺(Kevlar)两种材质，超高分子量聚乙烯纤维材质头盔更加轻便。步兵防弹头盔能防破弹片和直射子弹，一般要求能抵御5m外的9mm口径手枪弹丸和弹片的冲击。
在防弹头盔测试领域，主要有NIJ0106.01、HPW-TP-0401.01B、GA293-2012和GJB5115-2004等4个标准。防弹头盔的防护性能的判定包括是否穿透和非贯穿性损伤两个方面。所谓的非贯穿性损伤是指防弹头盔在非贯穿的状态下受力和冲击等作用而造成头颈部的潜在损伤。4个标准在头盔受到子弹冲击时头颈部所受到的非贯穿性损伤的判定准则各不相同。NIJ0106.01标准考虑到头部所受到的冲击加速度；HPW-TP-0401.01B标准考虑到盔壳的瞬间变形，即头盔在受冲击过程中的盔壳的最大变形量；GA293-2012标准仅考虑到头盔壳体受冲击后的残余变形；GJB5115-2004标准仅针对试验后盔壳测量其头盔残余变形。所谓的残余变形是指，随着冲击作用的消除，由于盔壳材料的回弹，变形量会逐渐变小到一个固定值，此固定值即为残余变形。在进行头盔防弹性能测试时，应将头盔和人体头部颈椎部作为整体评价系统。能否穿透头盔是评价防弹头盔防护性能最根本、最重要的依据；头颈部在冲击过程中受到的非贯穿性损伤作为最好的评价指标应予以充分考虑，该评价指标可以用头部加速度、颈部力和力矩等实时参数来衡量；而盔壳的残余变形不能充分反映头部在受冲击状态下所受的损伤，只能反映头盔在冲击状态下的强度。
已公布的专利中，已有一些防弹头盔性能测试装置，其技术特点概述为：
申请号为201320708311的实用新型专利涉及一种防弹头盔冲击防护性能测试装置，包括：防弹头盔、压阻式冲击加速度计、四瓣式头模、直线导轨、滑动摩擦阻力校准单元、可调节底座。该装置有效解决了防弹头盔在受子弹冲击的过程中头部所受到的冲击加速度的问题。然而，上述公开的一种防弹头盔冲击防护性能测试装置依然存在难以解决的缺陷：头模为刚性体，并且仅配备一个压阻式冲击加速度计，仅能反映防弹头盔在受子弹冲击的过程中，所获得的一个方向的冲击加速度，并不能模拟头部和颈椎部受冲击时的真实状况，评价头部和颈椎部所受到的非贯穿性损伤。
实用新型内容
为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种可以全面模拟头部和颈椎部受冲击时的真实状况的装置，该装置在防弹头盔的测试过程中，可以采集到头部三方向加速度、颈部三方向力和力矩以及整体系统的运动距离的数据，能有效评价头部和颈椎部所受到的非贯穿性损伤。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置，包括底部设有万向轮的底座，所述底座上部设有导轨和标尺，所述标尺设置在导轨的外侧，所述导轨与转接滑台连接，所述转接滑台的外侧固装有指针，所述指针和标尺对应使用，所述转接滑台上部与假人头颈模型的颈部固定连接，所述假人头颈模型的头部戴有防弹头盔。
进一步地，所述假人头颈模型的头部内设有三向加速度传感器。
进一步地，所述假人头颈模型的颈部内设有三方向力传感器和三方向力矩传感器。
进一步地，所述导轨为直线导轨。
进一步地，所述底座上设有高度调整装置和角度调整装置。
进一步地，所述万向轮上设有锁死装置。
进一步地，所述转接滑台与假人头颈模型的颈部通过呈十字型均匀分布的四个沉孔和螺栓固定连接。
与现有技术相比，本实用新型所述的防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置优越效果在于：本实用新型有效解决了防弹头盔在受子弹冲击的过程中头部和颈椎部所受到非贯穿性损伤无法全面评价的问题，本实用新型适用于研究防弹头盔在受到弹丸冲击时瞬间的能量转化和动量转化的过程，对今后评测防弹头盔及研究防弹头盔具有非常重要的意义。
附图说明
图1为本实用新型所述一种防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置的结构示意图。
附图标记如下：
1-防弹头盔，2-假人头颈模型，3-转接滑台，4-导轨，5-底座，6-指针，7-标尺，8-万向轮。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型提供的防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置，包括底部设有万向轮8的底座5，所述底座5上部设有导轨4和标尺7，所述标尺7设置在导轨4的外侧，所述导轨4与转接滑台3连接，所述转接滑台3的外侧固装有指针6，所述指针6和标尺7对应使用，所述转接滑台3上部与假人头颈模型2的颈部固定连接，所述假人头颈模型2的头部戴有防弹头盔1，所述假人头颈模型2的头部内设有三方向加速度传感器，所述假人头颈模型2的颈部内设有三方向力传感器和三方向力矩传感器，所述导轨4为直线导轨，所述底座5上设有高度调整装置和角度调整装置，所述万向轮8上设有锁死装置，能够方便移动微调位置，也能够固定和移动，并且在防弹头盔l受到弹丸冲击过程中不能发生倾倒和位移。所述转接滑台3与假人头颈模型2的颈部通过呈十字型均匀分布的四个沉孔和螺栓固定连接，以实现假人头颈四个方向的固定。底座5能够调节高度和角度，以适应射击的位置，底部设置可固定的万向轮，转接滑台3在运动过程中，指针6能够在标尺7上明确指示刻度，以反映运动距离。
本实施例提供的戴着防弹头盔1的损伤测试装置在受到冲击的状态下，头部是处于运动状态的，所以选用直线导轨4来模拟人体头部的运动。测试防弹头盔1受弹丸冲击时，假人头颈模型2响应力学的受力状态做出反应时，外接数据采集设备能捕捉头部加速度、颈部力和力矩九个力学响应曲线，能够明显地看出各力学响应峰值及作用时间，评价头部和颈椎部受冲击时的非贯穿性损伤。测试防弹头盔1受弹丸冲击时头盔-头颈模具整体系统的运动状态时，外接高速摄像设备能捕捉到指针6与标尺7的相对位移及运动规律，用于研究冲击时瞬间的能量转化和动量转化的过程。假人头颈模型2安装在转接滑台3上时，可通过拆装螺钉实现前、后、左、右四个方向的迎弹位置，完成头盔不同位置的弹丸冲击试验。测试试验时，直线导轨4与可调节底座相对运动时阻力为15N±1N。
本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。
Claims (7)
1.一种防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置，其特征在于，所述损伤测试装置包括底部设有万向轮(8)的底座(5)，所述底座(5)上部设有导轨(4)和标尺(7)，所述标尺(7)设置在导轨(4)的外侧，所述导轨(4)与转接滑台(3)连接，所述转接滑台(3)的外侧固装有指针(6)，所述指针(6)和标尺(7)对应使用，所述转接滑台(3)上部与假人头颈模型(2)的颈部固定连接，所述假人头颈模型(2)的头部戴有防弹头盔(1)。
2.根据权利要求1所述防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置，其特征在于，所述假人头颈模型(2)的头部内设有三向加速度传感器。
3.根据权利要求1所述防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置，其特征在于，所述假人头颈模型(2)的颈部内设有三方向力传感器和三方向力矩传感器。
4.根据权利要求1所述防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置，其特征在于，所述导轨(4)为直线导轨。
5.根据权利要求1所述防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置，其特征在于，所述底座(5)上设有高度调整装置和角度调整装置。
6.根据权利要求1所述防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置，其特征在于，所述万向轮(8)上设有锁死装置。
7.根据权利要求1所述防弹头盔受冲击时头颈部的损伤测试装置，其特征在于，所述转接滑台(3)与假人头颈模型(2)的颈部通过呈十字型均匀分布的四个沉孔和螺栓固定连接。
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