可攜式多功能生物撞擊機及基於該撞擊機獲取撞擊能量的方法
2024-04-05 22:22:05 1
可攜式多功能生物撞擊機及基於該撞擊機獲取撞擊能量的方法
【專利摘要】本發明公開一種可攜式多功能生物撞擊機，缸體的兩個埠分別被對應的左封口板和右封口板封住，左封口板上開有與缸體內腔相通的進氣口、洩壓口和點火口，其中進氣口的外部接有進氣管道，洩壓口可由閉合壓緊裝置封閉，點火口中裝有點火裝置；缸體內裝有一個活塞，活塞杆的右端伸到缸體外。本發明通過可燃氣體燃燒產生的壓力來推動所述活塞移動，與傳統結構通過電磁閥控制壓縮空氣來推動一次錘撞擊二次錘有本質的區別，不用自帶笨重的氣泵，因此本發明結構簡單、緊湊，響應速度快，易實現便攜，並且本撞擊機可根據需要選擇加速度曲線，具有一機兩用的功能，具有創造性和很好的實用性，還能基於本生物撞擊機獲取撞擊能量。
【專利說明】可攜式多功能生物撞擊機及基於該撞擊機獲取撞擊能量的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於生物撞擊機領域，具體地說，尤其涉及一種可攜式多功能生物撞擊機。【背景技術】
[0002]生物撞擊機是一種常用的撞擊實驗設備，它用於獲取撞擊能量。現有的生物撞擊機多採用電磁閥通過高壓氣體驅動一次錘撞擊二次錘，從而使二次錘快速移動，進而獲取撞擊能量。
[0003]現有結構的缺陷如下:結構太複雜，且由於需要配備氣壓泵，所以重量較重，無法實現便攜。
[0004]另外，現有的生物撞擊機功能單一，只能滿足撞擊速度要求，而生物撞擊實驗中也需要各種衝擊性加速度載荷，以模擬飛機座椅彈射和高速碰撞等，現有結構無法滿足這個功能要求。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題之一在於提供一種結構簡單、緊湊的可攜式多功能生物撞擊機。
[0006]本發明的技術方案如下:一種可攜式多功能生物撞擊機，其特徵在於:包括缸體
(I)和活塞杆(7)，其中缸體(I)的兩個埠分別被對應的左封口板(2)和右封口板(3)封住，其中:所述左封口板(2)上開有與缸體(I)內腔相通的進氣口( 2a )、洩壓口( 2b )和點火口(2c)，其中進氣口(2a)的外部接有一根進氣管道(4)，而洩壓口(2b)的外部連接有一個閉合壓緊裝置，該閉合壓緊裝置可將洩壓口(2b)封閉，所述點火口(2c)中裝有點火裝置(5)；
[0007]所述缸體(I)內裝有一個活塞(6)，該活塞的外圓面與缸體(I)內壁滑動配合，並採用動密封方式密封，且活塞(6)將缸體(I)的內腔分成左右兩個腔室；所述活塞杆(7)固設在活塞(6)右表面的中心處，這兩者的軸心線在同一條直線上，且活塞杆(7)的右端從所述右封口板(3 )上的過孔處伸到缸體(I)外。
[0008]採用以上技術方案，本發明通過進氣管道(4)向缸體(I)內腔的左腔室注入可燃氣體，然後通過點火裝置(5)將注入的混合氣體點燃，此時洩壓口(2b)被封閉；上述可燃氣體燃燒時推動活塞(6)向右移動，進而帶動活塞杆(7)向右移動，從而利用活塞杆(7)獲取撞擊速度。
[0009]由於本發明通過可燃氣體燃燒產生的高壓來推動所述活塞(6)移動，與傳統結構由電磁閥來控制壓縮空氣，從而推動一次錘撞擊二次錘來獲取能量有本質的區別，不用自帶笨重的氣泵，結構設計中也不需要電磁閥，因此本發明結構簡單、緊湊，重量較輕，易實現便攜。
[0010]此外，因本發明中直接通過氣體燃燒爆炸產生的壓力來驅動活塞，響應速度快，也明顯區別於傳統電磁閥控制的撞擊機，使本發明具有一些其它特殊用途。
[0011]為了增加本撞擊機的功能，特在所述活塞杆(7)伸出部的右方設有一塊豎直板
(8),該豎直板與活塞杆(7)垂直，並通過螺紋連接在所述活塞杆(7)的右端部。
[0012]在本案中，需要獲取衝擊性加速度時，可在豎直板(8)上固設模擬對象。需要獲取撞擊速度時，將所述豎直板(8)取下，利用活塞杆(7)的伸出部撞擊模擬物體即可，這樣就能實現一機兩用。
[0013]作為優選，所述右封口板(3)與豎直板(8)之間連接有一組連接條(9)，該連接條與所述活塞杆(7)平行；所述連接條(9)的左端與右封口板(3)的外板面固定，該連接條的右部開有一個缺口(9a)，所述豎直板(8)左板面上的螺栓(10)卡入該缺口(9a)中。
[0014]採用以上結構，本發明通過連接條(9)可讓所述活塞杆(7)剛開始時不發生移動；當氣體爆炸壓力達到預設值後，所述豎直板(8)會先將連接條(9)拉斷，然後再向右移動，這時活塞杆(7)的移動加速度便為可調製波形，這樣就能很好解決了傳統結構無法調製加速度波形的問題。
[0015]在本發明中，所述閉合壓緊裝置包括閉合板(11)和壓緊杆(12)，其中閉合板(11)的下端通過銷軸與所述左封口板(2)的外板面鉸接，該閉合板(11)關閉時可將所述洩壓口(2b)封閉；所述壓緊杆(12)位於閉合板(11)上部，該壓緊杆同時穿設在定位螺栓(13)上，而定位螺栓(13)垂直固定在所述左封口板(2)的外板面上，且壓緊杆(12)可將閉合板(11)壓緊；所述點火裝置(5)為電火花塞。
[0016]採用以上結構，所述閉合壓緊裝置能方便地將洩壓口(2b)打開或封閉，且閉合壓緊裝置的結構簡單，製造方便，易於實施；另外，所述點火裝置(5)採用電火花塞，結構簡單，易於選擇，具有很好的適用性和可靠性。
[0017]在本發明中，所述右封口板(3)的內板面覆蓋有緩衝墊圈(14)。採用以上結構，本發明可通過緩衝墊圈(14)對所述活塞(6)進行緩衝，防止活塞(6)因直接撞擊右封口板(3)而損壞。
[0018]作為優選，所述左封口板(2)和右封口板(3)由一組拉緊螺栓(15)連接在一起。
[0019]本發明要解決的技術目的之二在於提供一種基於可攜式多功能生物撞擊機獲取撞擊能量的方法，其步驟如下:
[0020]a、採用權利要求1所述的可攜式多功能生物撞擊機，並關閉所述缸體(I)的洩壓口(2b)，且活塞(6)復位到缸體(I)的左部；
[0021]b、先通過進氣管道(4)向缸體(I)內腔的左腔室內注入可燃氣體，再經過進氣管道(4)向缸體(I)內腔的左腔室內注入空氣；
[0022]C、通過點火裝置(5)點燃缸體(I)左腔室內的混合氣體，從而通過混合氣體燃燒時產生的壓力推動所述活塞(6)向右移動，進而利用所述活塞杆(7)獲取撞擊能力；
[0023]d、打開所述缸體(I)的洩壓口(2b)。
[0024]採用上述方法進行試驗時，本技術方案可通過生物撞擊機獲取撞擊能量，並在活塞杆(7)的正右方設置試驗物，從而對試驗物進行撞擊試驗。
[0025]有益效果:本發明通過可燃氣體燃燒產生的壓力來推動所述活塞移動，與傳統結構通過電磁閥控制壓縮空氣來推動一次錘撞擊二次錘有本質的區別，不用自帶笨重的氣泵，因此本發明結構簡單、緊湊，響應速度快，且重量較輕，易實現便攜，並且本撞擊機可根據需要選擇加速度曲線，具有一機兩用的功能，具有創造性和很好的實用性，還能基於本生物撞擊機獲取撞擊能量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明:
[0028]如圖1所示，一種可攜式多功能生物撞擊機，主要由缸體1、左封口板2、右封口板
3、進氣管道4、點火裝置5、活塞6、活塞杆7、豎直板8、連接條9、螺栓10、閉合壓緊裝置、緩衝墊圈14和拉緊螺栓15構成。其中，所述缸體I的左埠被左封口板2封住，該缸體I的右埠被左封口板2封住。並且，上述左封口板2和右封口板3由一組拉緊螺栓15連接在一起，該拉緊螺栓15與所述缸體I的軸心線平行，且拉緊螺栓15的數目至少為四根，在本實施例中為六根。
[0029]所述左封口板2上開有進氣口 2a、洩壓口 2b和點火口 2c，這三個口子均與所述缸體I的內腔相通。其中，所述進氣口 2a的外部接有一根進氣管道4，該進氣管道4可與儲存有可燃氣體的罐體相連，從而通過該進氣管道4向缸體I內腔的左腔室注入可燃氣體。
[0030]所述洩壓口 2b的外部連接有一個閉合壓緊裝置，該閉合壓緊裝置可將洩壓口 2b封閉。在本案中，所述閉合壓緊裝置由閉合板11、銷軸、壓緊杆12和定位螺栓13構成，其中閉合板11的下端通過銷軸與所述左封口板2的外板面鉸接，該閉合板11關閉時可將所述洩壓口 2b封閉。所述壓緊杆12位於閉合板11上部，該壓緊杆12同時穿設在定位螺栓13上，而定位螺栓13垂直固定在所述左封口板2的外板面上，且壓緊杆12的下部可將閉合板11壓緊。在上述結構中，工作時需要將洩壓口 2b封閉，工作完後需要所述活塞6復位時，打開洩壓口 2b，以便實現洩壓，這樣就能方便、快捷地實現活塞6的復位。
[0031]所述點火口 2c中裝有點火裝置5，該點火裝置5的作用是點燃可燃氣體，且點火裝置5優選為電火花塞，但也可以根據需要採用其他結構，如底火加撞針的結構形式。
[0032]如圖1所示,所述缸體I內裝有一個活塞6,該活塞6的外圓面與缸體I內壁滑動配合，並採用動密封方式密封，且活塞6將缸體I的內腔分成左腔室和右腔室。所述活塞杆7固設在活塞6右表面的中心處，這兩者的軸心線在同一條直線上，且活塞杆7的右端從所述右封口板3上的過孔處伸到缸體I外，且所述右封口板3的內板面覆蓋有緩衝墊圈14。
[0033]所述活塞杆7伸出部的右方設有一塊豎直板8，該豎直板8與活塞杆7垂直，且豎直板8通過螺紋連接在所述活塞杆7的右端部。另外，所述右封口板3與豎直板8之間連接有一組連接條9，該連接條9與所述活塞杆7平行，且連接條9的數目優選為兩根，且要求對稱。同時，所述連接條9的左端與右封口板3的外板面固定，該連接條9的右部開有一個缺口 9a，所述豎直板8左板面上的螺栓10穿設在該條形孔9a中。
[0034]本發明的技術目的之二在於:
[0035]一種基於可攜式多功能生物撞擊機獲取撞擊能量的方法，其步驟如下:
[0036]a、採用權利要求1所述的可攜式多功能生物撞擊機，並關閉所述缸體I的洩壓口2b，且活塞6復位到缸體I的左部。此步驟中，所述可攜式多功能生物撞擊機包括缸體I和活塞杆7，其中缸體I的兩個埠分別被對應的左封口板2和右封口板3封住，其中:所述左封口板2上開有與缸體I內腔相通的進氣口 2a、洩壓口 2b和點火口 2c，其中進氣口 2a的外部接有一根進氣管道4，而洩壓口 2b的外部連接有一個閉合壓緊裝置，該閉合壓緊裝置可將洩壓口 2b封閉，所述點火口 2c中裝有點火裝置5。
[0037]所述缸體I內裝有一個活塞6，該活塞的外圓面與缸體I內壁滑動配合，並採用動密封方式密封，且活塞6將缸體I的內腔分成左右兩個腔室。所述活塞杆7固設在活塞6右表面的中心處，這兩者的軸心線在同一條直線上，且活塞杆7的右端從所述右封口板3上的過孔處伸到缸體I外。 [0038]b、先通過進氣管道4向缸體I內腔的左腔室內注入可燃氣體，再經過進氣管道4向缸體I內腔的左腔室內注入空氣；
[0039]C、通過點火裝置5點燃缸體I左腔室內的混合氣體，從而通過混合氣體燃燒時產生的壓力推動所述活塞6向右移動，進而利用所述活塞杆7獲取撞擊能力。採用上述方法進行試驗時，可在活塞杆7的正右方設置試驗物，從而對試驗物進行撞擊試驗。
[0040]d、打開所述缸體I的洩壓口 2b，以便實現洩壓。
[0041]在本發明中，所述撞擊機獲取的撞擊能量與所述可燃氣體的種類密切相關，具體如下:
[0042](A)缸體I內的峰值氣壓計算
[0043]根據氣體狀態方程PV=nRT和燃燒前後理論氣體體積不變(水以汽態方式存在)的定律，可燃性氣態完全燃燒後(足量氧氣)，固定體積缸體內壓力有關係式:
[0044]
【權利要求】
1.一種可攜式多功能生物撞擊機，其特徵在於:包括缸體(I)和活塞杆(7)，其中缸體Cl)的兩個埠分別被對應的左封口板(2)和右封口板(3)封住，其中:所述左封口板(2)上開有與缸體(I)內腔相通的進氣口(2a)、洩壓口(2b)和點火口(2c)，其中進氣口(2a)的外部接有一根進氣管道(4)，而洩壓口(2b)的外部連接有一個閉合壓緊裝置，該閉合壓緊裝置可將洩壓口(2b)封閉，所述點火口(2c)中裝有點火裝置(5)； 所述缸體(I)內裝有一個活塞(6)，該活塞的外圓面與缸體(I)內壁滑動配合，並採用動密封方式密封，且活塞(6)將缸體(I)的內腔分成左右兩個腔室；所述活塞杆(7)固設在活塞(6)右表面的中心處，這兩者的軸心線在同一條直線上，且活塞杆(7)的右端從所述右封口板(3 )上的過孔處伸到缸體(I)外。
2.根據權利要求1所述的可攜式多功能生物撞擊機，其特徵在於:所述活塞杆(7)伸出部的右方設有一塊豎直板(8)，該豎直板與活塞杆(7)垂直，並通過螺紋連接在所述活塞杆(7)的右端部。
3.根據權利要求2所述的可攜式多功能生物撞擊機，其特徵在於:所述右封口板(3)與豎直板(8)之間連接有一組連接條(9)，該連接條與所述活塞杆(7)平行；所述連接條(9)的左端與右封口板(3)的外板面固定，該連接條的右部開有一個缺口(9a)，所述豎直板(8)左板面上的螺栓(10)卡入該缺口(9a)中。
4.根據權利要求1所述的可攜式多功能生物撞擊機，其特徵在於:所述閉合壓緊裝置包括閉合板(11)和壓緊杆(12)，其中閉合板(11)的下端通過銷軸與所述左封口板(2)的外板面鉸接，該閉合板(11)關閉時可將所述洩壓口(2b)封閉；所述壓緊杆(12)位於閉合板(11)上部，該壓緊杆同時穿設在定位螺栓(13)上，而定位螺栓(13)垂直固定在所述左封口板(2)的外板面上，且壓緊杆(12)可將閉合板(11)壓緊；所述點火裝置(5)為電火花塞。
5.根據權利要求1至4任一所述的可攜式多功能生物撞擊機，其特徵在於:所述右封口板(3)的內板面覆蓋有緩衝墊圈(14)。
6.根據權利要求1所述的可攜式多功能生物撞擊機，其特徵在於:所述左封口板(2)和右封口板(3)由一組拉緊螺栓(15)連接在一起。
7.一種基於可攜式多功能生物撞擊機獲取撞擊能量的方法，其步驟如下: a、採用權利要求1所述的可攜式多功能生物撞擊機，並關閉所述缸體(I)的洩壓口(2b),且活塞(6)復位到缸體(I)的左部； b、先通過進氣管道(4)向缸體(I)內腔的左腔室內注入可燃氣體，再經過進氣管道(4)向缸體(I)內腔的左腔室內注入空氣； C、通過點火裝置(5)點燃缸體(I)左腔室內的混合氣體，從而通過混合氣體燃燒時產生的壓力推動所述活塞(6)向右移動，進而利用所述活塞杆(7)獲取撞擊能力； d、打開所述缸體(I)的洩壓口(2b)。
【文檔編號】G01M7/08GK103471800SQ201310408039
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】趙輝, 尹志勇, 寧心, 李曉炎, 楊光瑜, 賴西南, 王正國 申請人:中國人民解放軍第三軍醫大學第三附屬醫院