[实用新型]一种旋转碰撞实验装置

说明书

本实用新型提出了一种旋转碰撞实验装置，包括支撑部、可绕支撑部的轴线旋转的载物盘、固定连接在所述载物盘边沿的第一磁体、对第一磁体施加可驱动载物盘旋转的斥力或吸力的第一电磁铁、控制第一电磁铁通电的控制单元，以及给第一电磁铁供电的可调电源；在第一电磁铁通电前，第一电磁铁与第一磁体位置相对，第一电磁铁对第一磁体不施加斥力或吸力；在第一电磁铁通电时，第一电磁铁对第一磁体施加斥力或吸力，载物盘在斥力或吸力作用下旋转。该装置结构简单，不需要复杂的硬件设备和机械机构，降低了成本；将电能转换为载物盘动能的中间环节减少，能量损失小，通过调节可调电源的输出电压或电流能够精确调节模拟旋转撞击的角加速度。

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，具体涉及一种旋转碰撞实验装置。

背景技术

道路交通事故已成为全世界主要的公共卫生问题。道路交通伤害严重威胁着人类的生命健康。目前，全世界每年约有130万人在道路交通事故中死亡，每年有200万-500万人在道路交通事故中受伤。在中国，每年约有10万人在道路交通事故中死亡，每年约有50万人在道路交通事故中受伤。随着社会进步和医学发展，许多疾病已得到有效的控制，但道路交通伤却有增无减。联合国于2010年初召开成员国大会，一致通过将2011-2020年作为实行“道路安全行动的十年计划”的10年。

颅脑撞击损伤是交通事故中的常见伤，以及主要致死原因之一。驾驶员和乘员在交通事故中的死因以颅脑损伤居多，分别占到33.8％和45.9％。此外，各类头部创伤在所有人体创伤中的比例约为34％，在导致死亡的创伤中比例更高达68％。交通事故中颅脑损伤死亡率高，颅脑撞击伤生物力学机制一直都是研究的热点领域，大部分交通事故致颅脑损伤案例中均包含致命的脑组织弥漫性轴索损伤，即由颅脑旋转运动导致的损伤。

现有技术中公开号为CN103598925A的中国专利披露了一种用于颅脑旋转加速检验的装置和方法，其特征在于头颅的旋转是通过齿条棘轮的运动关系获得；齿条回程不会对装置的旋转产生阻碍；该头颅或头颅模型的旋转加速度是可以按需通过气体压力动力源进行准确调节。但是该专利中高压气泵输出的能量需要经过驱动杆、齿条、棘轮和旋转销轴传递至载物转盘，其过程复杂，能量传递损耗大；另外，为避免驱动杆击出后发生自由飞行带来危险因素，需在驱动杆中增设回弹措施，回弹机构以及高压气泵模块等均使得装置结构较为复杂，成本较高。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种旋转碰撞实验装置。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种旋转碰撞实验装置，包括支撑部、可绕支撑部的轴线旋转的载物盘、固定连接在所述载物盘边沿的第一磁体、对第一磁体施加可驱动载物盘旋转的斥力或吸力的第一电磁铁、控制第一电磁铁通电的控制单元，以及给第一电磁铁供电的可调电源；

在第一电磁铁通电前，第一电磁铁与第一磁体位置相对，第一电磁铁对第一磁体不施加斥力或吸力；在第一电磁铁通电时，第一电磁铁对第一磁体施加斥力或吸力，载物盘在斥力或吸力作用下旋转。

上述技术方案的有益效果为：当第一电磁铁通电，第一电磁铁对第一磁体施加斥力或吸力，载物盘在斥力或吸力作用下旋转后，第一电磁铁与第一磁体位置不相对，第一电磁铁不会再施加斥力或吸力至第一磁体以及载物盘其他部位。实现了突然对载物盘施加一个转矩，载物盘在这个转矩作用下进行角加速度逐渐减小的旋转运动，该过程完全模拟了旋转碰撞的过程，并且通过可调电源调整第一电磁铁的供电电压或供电电流，可以实现对斥力或吸力大小的控制，实现对载物盘的角加速度的控制，进而实现对旋转撞击角加速度的控制。该装置结构简单，不需要复杂的硬件设备和机械机构，降低了成本；将电能转换为载物盘动能的中间环节减少，能量损失小，通过调节可调电源的输出电压或电流能够精确调节模拟旋转撞击的角加速度。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括检测载物盘是否转动的第一传感器，所述第一传感器的输出端与控制单元的第一信号输入端连接；当第一传感器检测到载物盘转动后，控制单元切断第一电磁铁的供电。