一种海军舰船水下非接触性爆炸冲击试验用假人的制作方法

本发明涉及一种海军舰船水下非接触性爆炸冲击试验用假人。

背景技术：

1、作为一个海洋大国，我国的海洋线漫长且复杂，再加上周边邻国的关系问题，海防成为我国的重要国防问题，也因此我国建设了大量的军舰、潜艇和海警船只。

2、船只在驾驶过程中，不仅要面对海面风浪的侵袭，而且还需要警防特殊冲击，突如其来爆炸，水面或者水下爆炸引起强大冲击，不仅会对船只舰艇的自身结构产生影响，还因为这些冲击造成舰艇内的操作人员受到各个方向的突然冲击，包括海警船只也会因船只相撞或者高压水枪等特殊原因而产生强力冲击。

3、舰艇内部人员由于工种不同，所在位置不同，船只受到的冲击不同等多种原因造成人员受到的冲击不同，在受到爆炸等冲击的影响下，如何判断艇员的损伤情况和动态响应成为舰艇船只设计的重要指标，实验只能通过假人进行，而假人的身体结构不仅要符合国人的结构特征，而且要符合艇员操作任务时的身体状态，同时舰内艇员测试假人主要外形尺寸满足gb1000088《中国成年人人体尺寸》中对50百分位成年男性人体尺寸的规定。假人整体及各部位的质量、质心位置、转动惯量与gb/t 17245-2004《成年人人体惯性参数》附录a质量回归方程a.1和a.3的要求一致。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：提供一种海军舰船水下非接触性爆炸冲击试验用假人，旨在通过结构改进满足实验要求，将人体结构可以完整的展现在实验中，得出具体真实的冲击数据。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种海军舰船水下非接触性爆炸冲击试验用假人，包括头部组件、颈部组件、胸部组件、腰椎组件、腿部组件和手臂组件；各部件均由皮肤和骨骼组成；

3、所述的头部组件包括面部皮肤、面部骨骼、配重块、传感器安装块、传感器安装螺钉、头后骨骼、头后皮肤、颈部连接件、颈部固定销钉、头骨固定螺钉和头后固定螺钉；其中头部皮肤由所述的面部皮肤和头后皮肤两部分组成，面部皮肤和头后皮肤通过所述的头后固定螺钉连接，所述的头部皮肤将头骨及内部零件包裹；所述的头骨由面部骨骼和头后骨骼两部分组成，所述的面部骨骼和头后骨骼通过四个所述的头骨固定螺钉固定连接；所述的头骨内部主要包含配重块、传感器安装块和颈部连接件三个部分，其中所述的配重块用于调整头部的重量及重心以满足试验要求，所述的传感器安装快用于固定头内部的加速度传感器，传感器通过所述的传感器安装螺钉安装在传感器安装块上，所述的颈部连接件主要用于连接颈部组件和头部组件，并固定所述的传感器安装块；

4、所述的颈部组件为柱形螺旋结构，一端连接所述的头部组件，螺旋结构采用橡胶与金属片相互叠加，实现沿前后方向的俯仰运动；

5、所述的胸部组件设置有胸椎组件，所述的胸椎组件连接所述的颈部组件，支撑整个所述的胸部组件；所述的胸椎组件的两侧设置有肩部组件，所述的肩部组件与所述的胸椎组件相连接；所述的肩部组件的一侧连接设置有肩关节组件，所述的肩关节组件向外连接所述的手臂组件；所述的胸椎组件的中心设置有胸骨组件，展现人体的肋骨特征

6、所述的手臂组件连接所述的肩关节组件，满足人体大小臂和手部的旋转功能；

7、所述的腰椎组件连接所述的胸椎组件，结构强度能够承受沿脊柱方向30g的过载；

8、所述的腿部组件连接所述的腰椎组件，满足实验要求的旋转角度；

9、各组件上均设置有数据传感器，用于记录或遥测发射数据信号。

10、进一步的，所述的面部骨骼设置为整体，模拟人体面部受力情况。

11、进一步的，所述的颈部连接件上设置有连接盘，与所述的颈部组件相配合。

12、进一步的，所述的颈部组件包括颈部垫块、颈部固定螺钉、颈部顶盘、颈部刚性顶盘、刚性连接盘、橡胶连接盘、颈部刚性底盘、颈部底盘和中心钢缆；所述的颈部垫块位于所述的颈部顶盘上，通过所述的颈部固定螺钉与所述的颈部顶盘相连接；所述的颈部刚性顶盘位于所述的颈部顶盘的下方，与所述的颈部顶盘相连接；所述的颈部刚性连接盘与橡胶连接盘相互叠加，布置在所述的颈部刚性顶盘的下方，相互连接；所述的颈部刚性底盘位于所述的相连接连接盘的下方，与所述的橡胶连接盘相连接；所述的颈部底盘位于颈部刚性底盘的下方，连接所述的颈部刚性底盘；所述的中心钢缆贯穿所述的颈部刚性顶盘、刚性连接盘、橡胶连接盘、颈部刚性底盘和颈部底盘，与所述的颈部顶盘相连接；

13、所述的颈部组件上连接结构于所述的头部组件，下连接于所述的胸椎组件；中间主体结构形式上主要采用橡胶、金属片叠加的设计，橡胶模拟的是人体颈部肌肉组织，为弹性材料，橡胶包裹在金属片外面；颈部组件金属层结构为刚性材料，模拟的是人体颈部颈椎组织，上下相邻金属层结构间在前后方向上无约束配合，可实现颈部的前后俯仰运动；

14、所述的刚性连接盘和橡胶连接盘设置数量相匹配，均设有多个，交替叠加。

15、进一步的，所述的手臂组件包括手臂关节件、上臂骨骼、肘部关节件、肘部关节管件、肘部关节螺母、肘部关节管套、肘部关节固定销钉、肘部关节固定螺母、肘部关节管套、下臂骨骼、手腕连接块、手腕连接件、手腕管套、手腕连接块固定螺钉、手腕连接片、手部支撑片、手部和手腕连接螺钉；所述的手臂关节件连接所述的肩部组件和上臂骨骼；所述的肘部关节件配合所述的肘部关节管件、肘部关节螺母和肘部关节管件组成手臂的肘部关节，所述的肘部关节固定螺母绕着所述的肘部关节件的安装孔旋转；所述的下臂骨骼的上方通过所述的肘部关节管件与所述的肘部关节件连接，下方则通过所述的手腕连接块和手腕连接块固定螺钉与所述的手腕连接片和手部支撑片相连，所述的手腕连接片通过所述的手腕连接螺钉将所述的手部固定在下臂上，所述的手部可以进行旋转。

16、进一步的，所述的腰椎组件包括盆骨结构和腰椎结构；所述的腰椎结构包括腰椎顶盘、腰椎管、腰椎钢缆、固定连接盘、腰椎底盘连接件和腰椎底盘；所述的腰椎顶盘连接所述的胸椎组件，所述的腰椎管位于所述的腰椎顶盘的下方，连接所述的腰椎顶盘和固定连接盘；所述的腰椎钢缆位于所述的腰椎管的内部，贯穿所述的固定连接盘，连接所述的腰椎顶盘和腰椎底盘；所述的腰椎底盘连接件连接所述的固定连接盘和腰椎底盘；所述的腰椎底盘位于最下方，连接所述的盆骨结构；

17、所述的盆骨结构包括盆骨架、后安装块和盆骨固定螺钉；所述的盆骨架位于所述的胸椎组件的下方，承载所述的腰椎结构，并且连接所述的胸椎组件；所述的后安装块位于所述的盆骨架的后侧，通过所述的盆骨固定螺钉安装在所述的盆骨架上。

18、进一步的，所述的腰椎钢缆设置有两个，分布在所说的腰椎管的内部，用于调节所述的腰椎组件的受力强度；

19、所述的固定连接盘设置有两个，依次布置在所述的腰椎管的下方，提高所述腰椎组件的强度；

20、所述的盆骨架的两侧设置有安装孔，所述的安装孔设置有两个，对称分布在所述的盆骨架的两侧侧面上，分别与所述的腿部组件相配合。

21、进一步的，所述的腿部组件包括大腿关节固定圈、大腿关节螺钉、大腿关节球件、大腿骨固定螺钉、大腿骨上段、大腿骨连接件、大腿骨中段、大腿连接件、大腿下段、膝关节侧面螺钉、膝关节圆柱件、小腿连接件、膝关节、膝关节固定螺钉、小腿连接螺钉、小腿连接件、小腿骨、脚腕连接件、脚腕关节连接件、脚腕固定螺钉、脚腕关节固定盘和脚部；所述的腿组件通过所述的大腿关节固定圈和大腿关节螺钉将所述的大腿球关节件固定在所述的腰椎组件上；所述的膝关节通过所述的膝关节圆柱件及膝关节侧面螺钉将所述的大腿下段和小腿连接件相连接；所述的大腿下段通过所述的膝关节固定螺钉与膝关节相连接；所述的小腿骨通过所述的小腿连接件与所述的膝关节相连接；所述的小腿连接件又通过所述的膝关节侧面螺钉与膝关节连接；所述的脚部则通过所述的脚腕关节固定盘将所述的脚部的与所述的脚腕连接件和脚腕关节连接件相连接。

22、进一步的，所述的大腿关节球件与所述的腰椎组件相匹配，实现所述的大腿上段的旋转；

23、所述的膝关节圆柱件和膝关节侧面螺钉设置有两个，对称分布在所述的膝关节的两侧，实现小腿骨相对大腿骨的旋转；

24、所述的脚部上方设置有球状连接件，与所述的脚腕关节连接件相连接，实现脚部的旋转；

25、所述的脚腕关节固定盘设置有三个，叠加在所述的脚部的上方。

26、与现有技术相比，本发明提供的一种海军舰船水下非接触性爆炸冲击试验用假人，通过头部组件的设置可以实现面部骨骼一体化，实验室最大程度体现冲击伤害，同时颈部连接采用金属与橡胶交替叠加的方式，模拟人体颈部肌肉的状态，有效还原人体受冲击后脆弱的颈部组件所受到的损伤，而手臂组件和腿部组件上的关节件复原，可以模拟人体各种工作状态，提高实验式各个工种操作人员的临时反应状态的拟合度，提高整体实验的真实性。