[发明专利]一种撞击头及应用其的撞击器

说明书

技术领域

本发明涉及一种撞击头及应用其的撞击器。

背景技术

生物撞击装置是用来模拟外部撞击引起的创伤的致伤装置，主要用于临床实验研究。目前，市面上有多种撞击器产品，包括美国生产的PinPoint ^TM，第三军医大学研制的BIM-1型(自由落体式)生物撞击机、BIM-Ⅱ型(气动式)生物撞击机和小型生物撞击机，第四军医大学研究的多功能生物撞击机和基于射钉枪的小型撞击器。这些装置除了第三军医大学研究的BIM-1型是自由落体式传统的结构外，其余都是采用高压气动模式，驱使撞击头撞击实验对象。

这些装置的撞击力量是间接获得的，撞击头是在气压或重力的作用下撞击被测试的生物对象。气压越大或撞击头的高度越高，撞击头撞击的速度越大，撞击的力量也越大。

根据碰撞理论，撞击过程需要符合动量守恒定理：

F×it＝Σm×iv

F：表示外部作用在物体上的力，是一个空间矢量；

it：表示外部作用力作用在物体上的时间；

m：表示物体的质量；

iv：表示物体速度的变化量，是一个空间矢量。

当被测对象位置固定的时候，该动量守恒公式就变为：

F×it＝m×iv

m是撞击过程中，撞击被实验对象的所有物体的质量总和，iv是质量m的速度变化量。由于撞击实验完成后，撞击被实验对象的物体的速度为零，因此，iv的大小等于发射速度。

F：是撞击过程中的撞击力。根据上述公式，该力的大小等于撞击物体质量m和其速度的乘积除以作用时间的商。由于每个实验的撞击作用时间受实验对象软组织的状态等多方面因素影响，因此，现有的实验装置采用气压的大小（或撞击头高低）作为描述实验撞击结果的参数，其描述撞击效果的方法不够精准，无法精确描述撞击头撞击被测试生物对象的过程和力量特征，对于创伤形成的机理研究还缺乏更有说服力的数据。

发明内容

本发明的目的是提供一种可记录撞击过程撞击力最大值的撞击头及应用该撞击头的撞击器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种撞击头，包括撞击杆和撞击座，所述撞击杆的纵截面为“T”型，即在其杆体一端固定有与之垂直的撞击端部；所述撞击座为中空的圆柱型，套在撞击杆的杆体上且能沿杆体滑动，撞击座的前端通过弹性部件与撞击杆的撞击端部连接；所述撞击座上安装有测量标尺，测量标尺与撞击杆杆体平行，且测量标尺在外力的作用下可沿撞击座滑动。

进一步地，所述撞击座上开有与撞击杆杆体平行的凹槽，所述测量标尺卡嵌安装在凹槽内。

进一步地，所述弹性部件为弹簧。

一种撞击器，包括提供撞击力的动力单元，还包括上述的撞击头。

进一步地，所述动力单元包括发射装置，所述发射装置包括两个横向并排的发射轮，所述撞击头位于两个发射轮之间，且撞击座侧壁紧贴两个发射轮的旋转轴，两个发射轮通过对向旋转带动撞击头向前发射。

进一步地，所述发射装置还包括电机，所述电机连接并驱动一个发射轮绕轴向旋转。

进一步地，所述两个横向并排的发射轮安装在一块板上，所述板上还安装有一个带发射孔的支架，所述撞击座插入发射孔并且撞击座的后端夹在两个发射轮之间。

进一步地，所述电机连接有速度调节电位计。

进一步地，所述电机和速度调节电位计采用直流电源供电。

进一步地，所述发射装置还包括控制盒体，所述电机和速度调节电位计位于控制盒体内部，所述发射轮安装在控制盒体端部，所述控制盒体外部设置有控制速度调节电位计的旋钮及控制发射轮旋转的开关。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

（1）本发明采用弹簧等弹性部件的变形与作用力的对应关系，结合记录弹性部件变形量的测量标尺，可以记录撞击过程中的撞击力最大值，为分析撞击过程的撞击力与撞击创伤的内在关系提供准确的量化数据。

（2）本发明结构紧凑、成本低廉、操作简便，并且具有较高的稳定性和可靠性，适合于各种生物撞击实验。

（3）本发明采用直流电机作为撞击头发射的动力系统，采用电池作为直流电源，简化了结构，降低了成本，同时便于携带。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的撞击器结构示意图。

图2是本发明的生物撞击头结构示意图。