[发明专利]动态冲击力标定器

说明书

技术领域

本发明涉及武术散打电子护具技术领域，特别是一种动态冲击力标定器。

背景技术

跆拳道电子护具的使用与发展已逾10年，甚至登上了奥运会的舞台，为跆拳道项目在世界范围内的传播与普及做出了巨大的贡献。相反，历史更为悠久的散打项目却一直不能跻身于国际正规赛事之中，散打电子设备的设计与研发更是寥寥无几。

散打电子设备中最重要的电子护具的设计离不开各种冲击力传感器，而冲击力传感器产生的电信号具体代表多大的打击力，则需要使用标定器进行标定。

目前，公知的力量标定方式主要采用静重式测试方法，主要通过使用砝码的大套小、外挂、串联，倒置等技术方案实现。随着科学技术的发展，也出现了大量高精度、数字化的压力传感器用以实现对压力的精确标定。但是，实际运用中，静重式测试方法主要用于大压力测量且其最大缺点粘连现象也总是被有意无意的被忽略。之外，对于动态冲击力的测量与标定更是关注甚微。

发明内容

基于此，针对上述问题，有必要提出一种动态冲击力标定器,该动态冲击力标定器不仅能够较为准确的测算出动态冲击力的大小，并且通过设备自身特点有效的减少了粘连现象，且标定过程在真空中进行，并通过关键部位设置轴承，减少摩擦力的干扰。

本发明的技术方案是：一种动态冲击力标定器，包括真空室和设于真空室内的标定器支撑筒；所述真空室由真空室底座、真空室套筒和真空室顶盖组成，所述真空室套筒垂直设于真空室底座上，所述真空室顶盖设于真空室套筒的顶部；所述标定器支撑筒垂直设于真空室底座上，且标定器支撑筒设于真空室套筒内；所述标定器支撑筒内设有标定机构，该标定机构包括冲击杆、弹簧、弹簧座和校准座，所述弹簧座和校准座均通过螺纹可拆卸的设于标定器支撑筒上，所述弹簧座设于校准座的下方，且弹簧座和校准座均垂直于标定器支撑筒的轴心，所述弹簧座和校准座上设有相对应的供冲击杆穿过的通孔，所述冲击杆的底部设有冲击施力板，所述冲击施力板和弹簧座之间设有套设于冲击杆上的弹簧，所述冲击杆上设有长度刻度线；所述冲击杆的顶部设有永磁体，所述真空室的顶部设有与永磁体对应的电磁铁和驱动该电磁铁移动的驱动装置。

优选地，所述标定器支撑筒内还设有标定物固定装置，所述标定物固定装置设于冲击杆下方，且该标定物固定装置与冲击施力板对应，所述标定物固定装置包括环形钢片，所述环形钢片的外边缘设有与环形钢片垂直的柱状支撑部，所述柱状支撑部底部设有与柱状支撑部垂直的环形延伸部，所述标定物固定装置通过螺栓可拆卸的设于真空室底座上。

使用时，先将待标定物用标定物固定装置固定，然后调节弹簧座，使冲击施力板刚好和待标定物接触面不对待标定物施加压力，再调节校准座，使校准座的底面与冲击杆上的长度刻度线的零刻度线重合，即完成了调试和校对。

盖上真空室顶盖后，将真空室抽真空，避免空气阻力影响标定结果，尽量减少误差。

标定时，电磁铁通电产生磁力，吸引永磁体，启动驱动装置，将电磁铁上升，同时也提升永磁体和冲击杆，提升一定高度后，电磁铁断电失去磁力，永磁体被释放，冲击杆在弹簧的弹力作用下向下撞击待标定物，待标定物一般为各种压力传感器，通过冲击力和示波器待设备检测压力传感器的信号进行计算即可进行标定。

冲击力的计算采用如下公式进行计算：

其中，F表示冲击力；m为冲击杆的质量；g为重力加速度；h为冲击杆上拉的高度，可由长度刻度线读取；t为冲击力的有效作用时间，可由示波器待设备读取；G为弹簧材料的切变模量，根据材料的不同，切变模量也不同，可根据选用的材料进行查找；d为弹簧钢丝直径；D为弹簧直径，n为弹簧有效圈数。

优选地，所述标定器支撑筒由上支撑筒和下支撑筒可拆卸地组成，所述弹簧座设于下支撑筒上，所述校准座设于上支撑筒上。

使用可拆御的上支撑筒和下支撑筒组成标定器支撑筒，在需要调节弹簧座的时候，可将上支撑筒拆下，以方便调节。

优选地，所述真空室底座、弹簧座、冲击杆和冲击施力板均由钢性材料制成。

使用钢性材料可避免发生弹性形变产生误差。

优选地，所述真空室套筒和标定器支撑筒均由钢化玻璃制成。

钢化玻璃不仅强度好，而且方便观察冲击杆上的长度刻度线以读数，同时也方便观察标定过程，了解标定情况，避免发生不知情的问题导致标定错误。

优选地，所述弹簧座和校准座与冲击杆的连接处设有直线轴承。

使用直线轴承可尽量减少摩擦，使标定结果更准确。