一種防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及防彈頭盔測試技術(shù)領(lǐng)域，具有涉及一種防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，防彈頭盔用于阻止彈丸或碎片穿透，有效保護人體頭部的裝具，適用對象主要是裝備部隊的作戰(zhàn)人員。防彈頭盔按盔殼材料可分為金屬、非金屬和復(fù)合盔(金屬和非金屬復(fù)合而成)三種，目前使用的非金屬材料主要是超高分子量聚乙烯纖維(DOYENTRONTEX)和芳族聚酰胺(Kevlar)兩種材質(zhì)，超高分子量聚乙烯纖維材質(zhì)頭盔更加輕便。步兵防彈頭盔能防破彈片和直射子彈，一般要求能抵御5m外的9mm 口徑手槍彈丸和彈片的沖擊。
[0003]在防彈頭盔測試領(lǐng)域，主要有NIJ0106.01、HPff-TP-0401.01B, GA293-2012 和GJB5115-2004等4個標(biāo)準(zhǔn)。防彈頭盔的防護性能的判定包括是否穿透和非貫穿性損傷兩個方面。所謂的非貫穿性損傷是指防彈頭盔在非貫穿的狀態(tài)下受力和沖擊等作用而造成頭頸部的潛在損傷。4個標(biāo)準(zhǔn)在頭盔受到子彈沖擊時頭頸部所受到的非貫穿性損傷的判定準(zhǔn)則各不相同。NIJ0106.01標(biāo)準(zhǔn)考慮到頭部所受到的沖擊加速度；HPW-TP-0401.0lB標(biāo)準(zhǔn)考慮到盔殼的瞬間變形，即頭盔在受沖擊過程中的盔殼的最大變形量；GA293-2012標(biāo)準(zhǔn)僅考慮到頭盔殼體受沖擊后的殘余變形；GJB5115-2004標(biāo)準(zhǔn)僅針對試驗后盔殼測量其頭盔殘余變形。所謂的殘余變形是指，隨著沖擊作用的消除，由于盔殼材料的回彈，變形量會逐漸變小到一個固定值，此固定值即為殘余變形。在進行頭盔防彈性能測試時，應(yīng)將頭盔和人體頭部頸椎部作為整體評價系統(tǒng)。能否穿透頭盔是評價防彈頭盔防護性能最根本、最重要的依據(jù)；頭頸部在沖擊過程中受到的非貫穿性損傷作為最好的評價指標(biāo)應(yīng)予以充分考慮，該評價指標(biāo)可以用頭部加速度、頸部力和力矩等實時參數(shù)來衡量；而盔殼的殘余變形不能充分反映頭部在受沖擊狀態(tài)下所受的損傷，只能反映頭盔在沖擊狀態(tài)下的強度。
[0004]已公布的專利中，已有一些防彈頭盔性能測試裝置，其技術(shù)特點概述為:
[0005]申請?zhí)枮?01320708311的實用新型專利涉及一種防彈頭盔沖擊防護性能測試裝置，包括:防彈頭盔、壓阻式?jīng)_擊加速度計、四瓣式頭模、直線導(dǎo)軌、滑動摩擦阻力校準(zhǔn)單元、可調(diào)節(jié)底座。該裝置有效解決了防彈頭盔在受子彈沖擊的過程中頭部所受到的沖擊加速度的問題。然而，上述公開的一種防彈頭盔沖擊防護性能測試裝置依然存在難以解決的缺陷:頭模為剛性體，并且僅配備一個壓阻式?jīng)_擊加速度計，僅能反映防彈頭盔在受子彈沖擊的過程中，所獲得的一個方向的沖擊加速度，并不能模擬頭部和頸椎部受沖擊時的真實狀況，評價頭部和頸椎部所受到的非貫穿性損傷。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型提供一種可以全面模擬頭部和頸椎部受沖擊時的真實狀況的裝置，該裝置在防彈頭盔的測試過程中，可以采集到頭部三方向加速度、頸部三方向力和力矩以及整體系統(tǒng)的運動距離的數(shù)據(jù)，能有效評價頭部和頸椎部所受到的非貫穿性損傷。
[0007]本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置，包括底部設(shè)有萬向輪的底座，所述底座上部設(shè)有導(dǎo)軌和標(biāo)尺，所述標(biāo)尺設(shè)置在導(dǎo)軌的外側(cè)，所述導(dǎo)軌與轉(zhuǎn)接滑臺連接，所述轉(zhuǎn)接滑臺的外側(cè)固裝有指針，所述指針和標(biāo)尺對應(yīng)使用，所述轉(zhuǎn)接滑臺上部與假人頭頸模型的頸部固定連接，所述假人頭頸模型的頭部戴有防彈頭盔。
[0008]進一步地，所述假人頭頸模型的頭部內(nèi)設(shè)有三向加速度傳感器。
[0009]進一步地，所述假人頭頸模型的頸部內(nèi)設(shè)有三方向力傳感器和三方向力矩傳感器。
[0010]進一步地，所述導(dǎo)軌為直線導(dǎo)軌。
[0011]進一步地，所述底座上設(shè)有高度調(diào)整裝置和角度調(diào)整裝置。
[0012]進一步地，所述萬向輪上設(shè)有鎖死裝置。
[0013]進一步地，所述轉(zhuǎn)接滑臺與假人頭頸模型的頸部通過呈十字型均勻分布的四個沉孔和螺栓固定連接。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置優(yōu)越效果在于:本實用新型有效解決了防彈頭盔在受子彈沖擊的過程中頭部和頸椎部所受到非貫穿性損傷無法全面評價的問題，本實用新型適用于研宄防彈頭盔在受到彈丸沖擊時瞬間的能量轉(zhuǎn)化和動量轉(zhuǎn)化的過程，對今后評測防彈頭盔及研宄防彈頭盔具有非常重要的意義。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型所述一種防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記如下:
[0017]1-防彈頭盔，2-假人頭頸模型，3-轉(zhuǎn)接滑臺，4-導(dǎo)軌，5-底座，6_指針，7_標(biāo)尺，8-萬向輪。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0019]如圖1所示，本實用新型提供的防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置，包括底部設(shè)有萬向輪8的底座5，所述底座5上部設(shè)有導(dǎo)軌4和標(biāo)尺7，所述標(biāo)尺7設(shè)置在導(dǎo)軌4的外側(cè)，所述導(dǎo)軌4與轉(zhuǎn)接滑臺3連接，所述轉(zhuǎn)接滑臺3的外側(cè)固裝有指針6，所述指針6和標(biāo)尺7對應(yīng)使用，所述轉(zhuǎn)接滑臺3上部與假人頭頸模型2的頸部固定連接，所述假人頭頸模型2的頭部戴有防彈頭盔1，所述假人頭頸模型2的頭部內(nèi)設(shè)有三方向加速度傳感器，所述假人頭頸模型2的頸部內(nèi)設(shè)有三方向力傳感器和三方向力矩傳感器，所述導(dǎo)軌4為直線導(dǎo)軌，所述底座5上設(shè)有高度調(diào)整裝置和角度調(diào)整裝置，所述萬向輪8上設(shè)有鎖死裝置，能夠方便移動微調(diào)位置，也能夠固定和移動，并且在防彈頭盔I受到彈丸沖擊過程中不能發(fā)生傾倒和位移。所述轉(zhuǎn)接滑臺3與假人頭頸模型2的頸部通過呈十字型均勻分布的四個沉孔和螺栓固定連接，以實現(xiàn)假人頭頸四個方向的固定。底座5能夠調(diào)節(jié)高度和角度，以適應(yīng)射擊的位置，底部設(shè)置可固定的萬向輪，轉(zhuǎn)接滑臺3在運動過程中，指針6能夠在標(biāo)尺7上明確指示刻度，以反映運動距離。
[0020]本實施例提供的戴著防彈頭盔I的損傷測試裝置在受到?jīng)_擊的狀態(tài)下，頭部是處于運動狀態(tài)的，所以選用直線導(dǎo)軌4來模擬人體頭部的運動。測試防彈頭盔I受彈丸沖擊時，假人頭頸模型2響應(yīng)力學(xué)的受力狀態(tài)做出反應(yīng)時，外接數(shù)據(jù)采集設(shè)備能捕捉頭部加速度、頸部力和力矩九個力學(xué)響應(yīng)曲線，能夠明顯地看出各力學(xué)響應(yīng)峰值及作用時間，評價頭部和頸椎部受沖擊時的非貫穿性損傷。測試防彈頭盔I受彈丸沖擊時頭盔-頭頸模具整體系統(tǒng)的運動狀態(tài)時，外接高速攝像設(shè)備能捕捉到指針6與標(biāo)尺7的相對位移及運動規(guī)律，用于研宄沖擊時瞬間的能量轉(zhuǎn)化和動量轉(zhuǎn)化的過程。假人頭頸模型2安裝在轉(zhuǎn)接滑臺3上時，可通過拆裝螺釘實現(xiàn)前、后、左、右四個方向的迎彈位置，完成頭盔不同位置的彈丸沖擊試驗。測試試驗時，直線導(dǎo)軌4與可調(diào)節(jié)底座相對運動時阻力為15N±1N。
[0021]本實用新型并不限于上述實施方式，在不背離本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進、替換均落入本實用新型的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置，其特征在于，所述損傷測試裝置包括底部設(shè)有萬向輪(8)的底座(5)，所述底座(5)上部設(shè)有導(dǎo)軌(4)和標(biāo)尺(7)，所述標(biāo)尺(7)設(shè)置在導(dǎo)軌(4)的外側(cè)，所述導(dǎo)軌(4)與轉(zhuǎn)接滑臺(3)連接，所述轉(zhuǎn)接滑臺(3)的外側(cè)固裝有指針出)，所述指針(6)和標(biāo)尺(7)對應(yīng)使用，所述轉(zhuǎn)接滑臺(3)上部與假人頭頸模型(2)的頸部固定連接，所述假人頭頸模型(2)的頭部戴有防彈頭盔(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置，其特征在于，所述假人頭頸模型(2)的頭部內(nèi)設(shè)有三向加速度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置，其特征在于，所述假人頭頸模型(2)的頸部內(nèi)設(shè)有三方向力傳感器和三方向力矩傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置，其特征在于，所述導(dǎo)軌(4)為直線導(dǎo)軌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置，其特征在于，所述底座(5)上設(shè)有高度調(diào)整裝置和角度調(diào)整裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置，其特征在于，所述萬向輪(8)上設(shè)有鎖死裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接滑臺(3)與假人頭頸模型(2)的頸部通過呈十字型均勻分布的四個沉孔和螺栓固定連接。
【專利摘要】本實用新型涉及防彈頭盔測試技術(shù)領(lǐng)域，具有涉及一種防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置。本實用新型提供的防彈頭盔受沖擊時頭頸部的損傷測試裝置，包括底部設(shè)有萬向輪的底座，底座上部設(shè)有導(dǎo)軌和標(biāo)尺，標(biāo)尺設(shè)置在導(dǎo)軌的外側(cè)，導(dǎo)軌與轉(zhuǎn)接滑臺連接，轉(zhuǎn)接滑臺的外側(cè)固裝有指針，指針和標(biāo)尺對應(yīng)使用，轉(zhuǎn)接滑臺上部與假人頭頸模型的頸部固定連接，假人頭頸模型的頭部戴有防彈頭盔，假人頭頸模型的頭部內(nèi)設(shè)有三方向加速度傳感器，假人頭頸模型的頸部內(nèi)設(shè)有力傳感器和力矩傳感器，導(dǎo)軌為直線導(dǎo)軌，底座上設(shè)有高度調(diào)整裝置和角度調(diào)整裝置，萬向輪上設(shè)有鎖死裝置，轉(zhuǎn)接滑臺與假人頭頸模型的頸部通過呈十字型均勻分布的四個沉孔和螺栓固定連接。
【IPC分類】G01M7-08
【公開號】CN204286738
【申請?zhí)枴緾N201420811536
【發(fā)明人】韓忠華, 王穎, 李劍, 王遠途, 石凌飛, 唐劍蘭, 邱日祥, 王譽天, 楊杰, 劉海芳, 倪君杰
【申請人】公安部第一研究所, 北京中盾安全技術(shù)開發(fā)公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月18日