專利名稱:軍用頭盔俯仰運動跟隨穩(wěn)定性測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種軍用頭盔俯仰運動跟隨穩(wěn)定性測試裝置，該裝置用以客觀地表征在人體頭部做俯仰運動時軍用頭盔的跟隨穩(wěn)定性能。
本實用新型的目的是由下述技術方案實現(xiàn)的一種軍用頭盔俯仰運動跟隨穩(wěn)定性測試裝置，其要點在于該裝置有一個凵形底座，該底座中部設有一個凵形托架，該托架通過彎曲支點軸承彈性架設在所述凵形底座的兩個側壁上，所述凵形托架中部固定有一個金屬頭模、一個加速度計和一個位移傳感器，所述凵形托架一側固定有一撞擊桿，所述的凵形底座的側壁上裝有限位器，該限位器的安裝位置與所述撞擊桿相對應，所述金屬頭?？谇粌?nèi)安裝有力傳感器，所述的力傳感器、加速度計和位移傳感器通過傳輸線與單片機電路數(shù)據(jù)連接。
本實用新型可獲取頭盔與金屬頭模的相對位移-時間曲線，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)。所述金屬頭模兩側下頦骨關節(jié)處各有一個凹槽，凹槽上各有一個轉軸孔，其上裝有一個活動下頦306，該活動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)整螺釘和活動下頦之間安裝有一塊金屬舌片303，所述活動下頦和金屬舌片上各有兩個安裝耳307，該安裝耳上設有轉軸孔309，所述活動下頦和金屬舌片通過一個轉軸305裝配在金屬頭模兩邊的下頦骨關節(jié)處。金屬舌片安裝在金屬頭模上以后，可與活動下頦同軸轉動。為了便于安裝所述的調(diào)整螺釘和力傳感器，該活動下頦的上表面加工有一淺孔308，所述調(diào)整螺釘頭部設有一個撥盤302，撥動該撥盤可以使螺釘上下移動。使螺釘向上旋轉到最高位置，此時活動下頦可合上；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?；顒酉骂W張角不同，則下頦帶受力不同，對頭盔的束緊力也相應不同。下頦帶受力的大小可通過力傳感器測量值計算獲得，金屬舌片的力傳遞作用保證力傳感器測得的為螺釘向下的正壓力。所述金屬頭模底部有6個安裝螺孔和一個電線孔，金屬頭模通過螺釘固定在托架上。
參見圖4及圖5，所述凵形托架旋轉運動功能由彎曲支點軸承實現(xiàn)。所述彎曲支點軸承有兩對呈十字形交錯安裝的彈簧片903、904，兩對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端，與所述凵形底座固接的一端為靜端，通過四個彈簧片的彎曲變形，實現(xiàn)動端相對于靜端的轉動。
參見圖6，本實用新型的機構是一個使頭模產(chǎn)生撞擊加速度的機構。其中，所述的限位器為一電磁鐵，安裝在所述凵形底座側壁上。在非測量狀態(tài)時，限位器處于有磁狀態(tài)，吸住撞擊桿，鎖定彎曲支點軸承。實施測量時，先使限位器處于無磁狀態(tài)，用手扳動撞擊桿，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。在彎曲支點軸承彈性回復力的作用下，凵形托架托架上的金屬頭模繞彎曲支點軸承的軸線作俯仰旋轉運動。當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測得。經(jīng)計算機處理后作出位移-時間曲線，以此表征頭盔俯仰運動跟隨穩(wěn)定性。
本實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)生的相對位移由位移傳感器測量。如
圖1所示，位移傳感器2通過夾具1安裝在凵形托架上。位移傳感器應豎直安裝。其測桿通過一個過渡保護性彈簧絲與受試頭盔盔殼后沿某點連接。所述夾具安裝在托架上，可調(diào)節(jié)傳感器的前后位置。
本實用新型使用時，首先將受試頭盔佩戴到金屬頭模上，頭盔下頦帶繞過本實用新型的活動下頦。活動下頦內(nèi)的傳感器采用一個5000克量程的力傳感器，將作用在測力頭上的壓力轉化為電壓信號，經(jīng)儀表處理后通過串行通訊傳輸?shù)絾纹瑱C中(參見圖7的電路框圖所示)，并由本裝置的配套軟件進行處理。位移傳感器采用GA-10型差動變壓器型位移傳感器，其動態(tài)頻率響應為0-40Hz(-30db)，位移測量范圍為±12.5mm，線性度小于0.1％，模擬信號輸出為±5V。(測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芯屏蔽線輸入被測信號，A/D板自身則插入計算機的I/O槽內(nèi)，通過數(shù)據(jù)總線與計算機傳遞數(shù)據(jù)。加速度計選用慣性式絕對加速度計，電路原理與位移測量電路相同。實際測量時，開啟計算機，并調(diào)用本裝置的配套工作軟件，設置初始參數(shù)，隨后點擊軟件主窗口上開始實驗的工作按鈕，彈出“數(shù)據(jù)采集”對話框，使軟件進入偵聽狀態(tài)。此時，釋放撞擊桿，軟件則自動完成數(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。
權利要求
1.一種軍用頭盔俯仰運動跟隨穩(wěn)定性測試裝置，其特征在于該裝置有一個凵形底座(11)，該底座中部設有一個凵形托架(8)，該托架通過彎曲支點軸承(9)彈性架設在所述凵形底座的兩個側壁(110)上，所述凵形托架中部固定有一個金屬頭模(3)、一個加速度計(10)和一個位移傳感器(2)，所述凵形托架一側固定有一撞擊桿(7)，所述的凵形底座的側壁上裝有限位器(6)，該限位器的安裝位置與所述撞擊桿相對應，所述金屬頭模口腔內(nèi)安裝有一個力傳感器，所述的力傳感器、加速度計和位移傳感器通過傳輸線與單片機電路數(shù)據(jù)連接。
2.根據(jù)權利要求
1所述的軍用頭盔俯仰運動跟隨穩(wěn)定性測試裝置，其特征在于所述金屬頭模有一個活動下頦，該活動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)整螺釘和活動下頦之間安裝有一塊金屬舌片，所述活動下頦和金屬舌片上各有兩個安裝耳，該安裝耳上設有轉軸孔，所述活動下頦和金屬舌片通過一個轉軸裝配在金屬頭模兩邊的下頦骨關節(jié)處。
專利摘要
本實用新型涉及一種軍用頭盔俯仰運動跟隨穩(wěn)定性測試裝置，該裝置有一個凵形底座，該底座中部設有一個凵形托架，該托架通過彎曲支點軸承彈性架設在所述凵形底座的兩個側壁上，所述凵形托架中部固定有一個金屬頭模、一個加速度計和一個位移傳感器，所述凵形托架一側固定有一撞擊桿，所述的凵形底座的側壁上裝有限位器，該限位器的安裝位置與所述撞擊桿相對應，所述金屬頭模口腔內(nèi)安裝有一個力傳感器，所述的力傳感器、加速度計和位移傳感器通過傳輸線與單片機電路數(shù)據(jù)連接。本實用新型可獲取頭盔與金屬頭模的相對位移－時間曲線，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F41H1/00GKCN2572348SQ02282525
公開日2003年9月10日 申請日期2002年10月14日
發(fā)明者施楣梧, 戴詩亮, 黃獻聰, 周宏 , 梁曉冬 申請人:中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所士兵系統(tǒng)研究中心導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan