模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有熱輻射發(fā)生體、動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)、溫度傳感器和壓力傳感器，所述熱輻射發(fā)生體產(chǎn)生熱輻射，所述動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)固定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，所述溫度傳感器和壓力傳感器用于感應(yīng)動(dòng)物身體溫度和沖擊壓力。本發(fā)明的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，箱體內(nèi)的熱輻射發(fā)生體可以模擬爆炸時(shí)產(chǎn)生的熱輻射，從而可以研究生物體在爆炸熱輻射下的損傷，同時(shí)，箱體內(nèi)設(shè)置爆炸物后，可模擬沖擊及熱輻射同時(shí)作用于生物體的情況，研究生物體在復(fù)合因素下的損傷。
【專利說明】
模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明是一種模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來爆炸現(xiàn)象發(fā)生越來越頻繁，爆炸威力也呈現(xiàn)出加大加重的情況，由此造成的人體損傷呈現(xiàn)出傷情復(fù)雜，嚴(yán)重、并發(fā)癥增多，復(fù)合傷增多等情況。爆炸沖擊傷是最常見最普遍的一種損傷，有關(guān)沖擊傷的研究已比較成熟，由于以往的研究往往只考慮單純因素，忽略了許多附加因素的影響。近年來，隨著高新技術(shù)化發(fā)展，人們逐漸意識(shí)到爆炸除造成沖擊傷，燒傷和燙傷外，熱輻射同樣是一個(gè)重要的影響因素，使得損傷更加嚴(yán)重。因此，研究爆炸中熱輻射對(duì)生物體的損傷，及其損傷特點(diǎn)與損傷機(jī)制，就顯得尤為迫切。本裝置既可研究爆炸條件下熱輻射造成的生物效應(yīng)，又可研究爆炸沖擊復(fù)合熱輻射共同作用于生物體的損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，該研究裝置能夠研究復(fù)合因素共同作用下生物體的損傷情況以及不同當(dāng)量爆炸物對(duì)生物體的影響，從而評(píng)估爆炸熱毀傷效應(yīng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有熱輻射發(fā)生體、動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)、溫度傳感器和壓力傳感器，所述熱輻射發(fā)生體產(chǎn)生熱輻射，所述動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)固定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，所述溫度傳感器和壓力傳感器用于感應(yīng)熱輻射溫度和沖擊壓力。
[0005]進(jìn)一步地，所述熱輻射發(fā)生體包括蒸發(fā)皿、位于蒸發(fā)皿內(nèi)的鐵板和位于鐵板上的鋁熱劑。
[0006]進(jìn)一步地，所述動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)包括立柱和沿立柱上下移動(dòng)的橫梁，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物固定在橫梁上。
[0007]進(jìn)一步地，所述橫梁包括固定梁和擺動(dòng)梁，所述固定梁沿立柱上下移動(dòng)，所述擺動(dòng)梁與固定梁之間鉸接，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物固定在擺動(dòng)梁上。
[0008]進(jìn)一步地，所述固定梁由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑桿、連桿和搖桿，所述滑桿豎直穿過箱體頂部并與箱體間滑動(dòng)配合，所述滑桿下端與固定梁連接，所述連桿的兩端分別與滑桿上端和搖桿的一端鉸接，所述搖桿的另一端與箱體頂部外壁鉸接，所述連桿由動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)以使滑桿上下移動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步地，所述動(dòng)力源包括柱體、管體和螺桿，所述柱體底部與箱體頂部外壁之間鉸接，所述管體下部套于柱體上部外并與柱體轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述螺桿下部插入管體上部內(nèi)并與管體上部之間螺紋連接，所述螺桿上端與連桿中部鉸接。
[0010]進(jìn)一步地，所述柱體上部外壁上沿整個(gè)圓周設(shè)有弧形凸起，所述管體下部內(nèi)壁上開有于弧形凸起相對(duì)應(yīng)的弧形凹槽，所述弧形凸起嵌入弧形凹槽內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)皿安裝在支桿上，箱體內(nèi)設(shè)有與支桿相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌，所述支桿在導(dǎo)軌上相對(duì)動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步地，所述箱體內(nèi)設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
[0014]1、本發(fā)明的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，箱體內(nèi)的熱輻射發(fā)生體可以模擬爆炸時(shí)產(chǎn)生的熱輻射，從而可以研究生物體在爆炸熱輻射下的損傷，同時(shí)，箱體內(nèi)設(shè)置爆炸物后，可模擬沖擊及熱輻射同時(shí)作用于生物體的情況，研究生物體在復(fù)合因素下的損傷；
[0015]2、本發(fā)明的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在箱體內(nèi)所處的高度可調(diào)，從而可以研究距離與熱輻射源之間的高度對(duì)動(dòng)物損傷程度的影響；
[0016]3、本發(fā)明的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與熱輻射發(fā)生體之間的水平距離可調(diào)，從而可以研究與熱輻射發(fā)生體之間的水平距離對(duì)動(dòng)物損傷程度的影響。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一種模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1中A部分的放大視圖；
[0019]圖中:1-箱體、2-熱輻射發(fā)生體、201-蒸發(fā)皿、202-鐵板、203-鋁熱劑、204-沙堆、205-支桿、206-導(dǎo)軌、3-固定機(jī)構(gòu)、301-立柱、302-橫梁、321-固定梁、322-擺動(dòng)梁、303-鉸座、304-氣撐桿4-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、401 -滑桿、402-連桿、403-搖桿、5-動(dòng)力源、501 -柱體、502-管體、503-螺桿、504-弧形凸起、505-弧形凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0021]請(qǐng)參閱圖，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，包括箱體I，箱體I由可耐3000 0C高溫的材料制成，箱體I上設(shè)有倉門、觀察窗等，實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下箱體I處于密閉狀態(tài)，箱體I內(nèi)設(shè)有熱輻射發(fā)生體2、動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)3、溫度傳感器和壓力傳感器，熱輻射發(fā)生體2產(chǎn)生熱輻射，動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)3固定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，熱輻射發(fā)生體2產(chǎn)生的熱輻射作用在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上，箱體I內(nèi)可以放置雷管等爆炸體，爆炸體爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波和熱輻射體產(chǎn)生的熱輻射可以同時(shí)作用在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上，溫度傳感器用于檢測熱輻射對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物溫度的影響，壓力傳感器用于感應(yīng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物受到的沖擊波的壓力，模擬沖擊及熱輻射同時(shí)作用于生物體，研究生物體在復(fù)合因素下的損傷。熱輻射發(fā)生體2包括蒸發(fā)皿201、位于蒸發(fā)皿201內(nèi)的鐵板202和位于鐵板202上的鋁熱劑203，蒸發(fā)皿201內(nèi)設(shè)有沙堆204，鐵板202放置在沙堆204上。
[0022]本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置可以單獨(dú)針對(duì)爆炸過程中產(chǎn)生的熱輻射對(duì)生物體造成的損傷進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的具體步驟如下:
[0023]SI)將箱體I室置于空曠的房間內(nèi)或室外安全地，并在箱體I內(nèi)部安裝溫度傳感器、壓力傳感器及生理指標(biāo)儀器。
[0024]S2)將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物放置在動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)3上，檢測實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的傷前指標(biāo)。
[0025]S3)將氧化鐵與鋁粉按體積比3:2混合均勻制成鋁熱劑203，取100克鋁熱劑203，置于2mm厚的正方形鐵板202上；
[0026]S4)將放置鋁熱劑203的鐵板202放入盛沙的蒸發(fā)皿201里，鋁熱劑203上面放少量的氨酸鉀，并在混合物中間插一根約1cm鎂條，點(diǎn)燃鎂條，遠(yuǎn)距離觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
[0027]S5)熱輻射反應(yīng)結(jié)束后，檢測致傷后動(dòng)物腦電、心電、血壓、呼吸等生理指標(biāo)，解剖觀察動(dòng)物臟器變化，并觀察爆炸后鐵板202的變形。
[0028]S6)分別取同樣配比的鋁熱劑200克、300克、400克、500克，重復(fù)上述步驟，并記錄不同當(dāng)量的鋁熱劑203對(duì)動(dòng)物造成的損傷情況。
[0029]S7)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，建立爆炸物熱量與損傷之間的關(guān)系。
[0030]在步驟S4)中加入雷管，雷管引發(fā)爆炸，爆炸產(chǎn)生沖擊波作用于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上，這樣本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置就可以針對(duì)爆炸過程中產(chǎn)生的沖擊波和熱輻射對(duì)生物體造成的復(fù)合傷進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。那么本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置可以單純沖擊傷，單純熱輻射傷和爆炸復(fù)合傷進(jìn)行比較分析，從而建立爆炸復(fù)合傷與爆炸單純傷之間的關(guān)系。
[0031]本發(fā)明的動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)3包括立柱301和橫梁302，橫梁302上開有通孔，立柱301插入橫梁302的通孔內(nèi)，且橫梁302可相對(duì)立柱301上下移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物固定在橫梁302上。通過橫梁302上下移動(dòng)從而改變實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所處的高度，這樣就可以對(duì)處于不同高度的動(dòng)物進(jìn)行爆炸傷實(shí)驗(yàn)，從而研究豎向距離對(duì)生物體爆炸傷的影響。
[0032]橫梁302包括固定梁321和擺動(dòng)梁322，橫梁302上的通孔開在固定梁321上，固定梁321沿立柱301上下移動(dòng)，擺動(dòng)梁322與固定梁321之間鉸接，擺動(dòng)梁322隨固定梁321升降的同時(shí)還可以繞其于固定梁321之間的鉸接點(diǎn)擺動(dòng)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物固定在擺動(dòng)梁322上，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在受到?jīng)_擊或熱輻射時(shí)身體會(huì)產(chǎn)生的躲避反應(yīng)，擺動(dòng)梁322擺動(dòng)可以滿足動(dòng)物一定程度的躲避反應(yīng)，也就說動(dòng)物受到?jīng)_擊或熱輻射時(shí)，動(dòng)物在躲避反應(yīng)下會(huì)產(chǎn)生一定的運(yùn)動(dòng)，由于動(dòng)物固定在擺動(dòng)梁322上，擺動(dòng)梁322擺動(dòng)可以使動(dòng)物作能夠以一定幅度的躲避動(dòng)作，從而更加真實(shí)的模擬爆炸場景，進(jìn)而測得的爆炸傷也更加準(zhǔn)確。固定梁321下方設(shè)有鉸座303，鉸座303與擺動(dòng)梁322之間連接有氣撐桿304，氣撐桿304的兩端分別與鉸座和橫梁302鉸接，氣撐桿304對(duì)擺動(dòng)梁322進(jìn)行一定的彈性支撐，防止在動(dòng)物重力作用下擺動(dòng)梁322隨意擺動(dòng)，只有動(dòng)物在主動(dòng)施力情況下擺動(dòng)梁322才會(huì)發(fā)生擺動(dòng)。
[0033]固定梁321可以與立柱301之間過盈配合，通過外力使固定梁321相對(duì)立柱301上下移動(dòng)，這樣操作較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為此，本發(fā)明中的固定梁321的通孔與立柱301之間間隙配合，固定梁321由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4驅(qū)動(dòng)沿立柱301上下移動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4包括滑桿401、連桿402和搖桿403，滑桿401豎直穿過箱體I頂部并與箱體I間滑動(dòng)配合，滑桿401下端與固定梁321連接，連桿402的兩端分別與滑桿401上端和搖桿403的一端鉸接，搖桿403的另一端與箱體I頂部外壁鉸接，搖桿403、連桿402和滑桿401形成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，連桿402或搖桿403可由擺動(dòng)氣缸等動(dòng)力源5驅(qū)動(dòng)進(jìn)而轉(zhuǎn)化為滑桿401的上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)固定梁321沿立柱301上下移動(dòng)。
[0034]本發(fā)明中的動(dòng)力源5包括柱體501、管體502和螺桿503，管體502內(nèi)壁的下部為光孔、上部為螺紋孔，柱體501底部與箱體I頂部外壁之間鉸接，管體502下部光孔套于柱體501上部外并可相對(duì)柱體501轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿503下部與管體502上部的螺紋孔之間螺紋連接，螺桿503的上端與連桿402中部鉸接，管體502相對(duì)柱體501軸向限位，S卩管體502只能相對(duì)柱體501轉(zhuǎn)動(dòng)而不能相對(duì)柱體501軸向移動(dòng)，管體502轉(zhuǎn)動(dòng)可以使螺桿503相對(duì)管體502軸向移動(dòng)，由于柱體501和螺桿503分別與箱體I和連桿402鉸接，螺桿503相對(duì)管體502軸向移動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)連桿402擺動(dòng)進(jìn)而使滑桿401上下移動(dòng)。柱體501上部外壁上沿整個(gè)圓周設(shè)有弧形凸起504，管體502下部內(nèi)壁上開有于弧形凸起504相對(duì)應(yīng)的弧形凹槽505，弧形凸起504嵌入弧形凹槽505內(nèi)，通過弧形凸起504與弧形凹槽505之間的嵌合可以防止管體502沿柱體501軸向移動(dòng)。
[0035]蒸發(fā)皿201安裝在支桿205上，箱體I內(nèi)設(shè)有與支桿205相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌206，支桿205在導(dǎo)軌206上相對(duì)動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)3水平移動(dòng)，這樣就可以改變實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與爆炸源之間的水平距離，也就時(shí)可以研究與爆炸源之間的水平距離對(duì)于生物體爆炸傷的影響。
[0036]另外，為了便于傳播熱輻射，箱體I內(nèi)設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)吹風(fēng)使熱輻射快速傳播。
[0037]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0038]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，包括箱體，其特征在于:所述箱體內(nèi)設(shè)有熱輻射發(fā)生體、動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)、溫度傳感器和壓力傳感器，所述熱輻射發(fā)生體產(chǎn)生熱輻射，所述動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)固定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，所述溫度傳感器和壓力傳感器用于感應(yīng)熱輻射溫度和沖擊壓力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，其特征在于:所述熱輻射發(fā)生體包括蒸發(fā)皿、位于蒸發(fā)皿內(nèi)的鐵板和位于鐵板上的鋁熱劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，其特征在于:所述動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)包括立柱和沿立柱上下移動(dòng)的橫梁，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物固定在橫梁上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，其特征在于:所述橫梁包括固定梁和擺動(dòng)梁，所述固定梁沿立柱上下移動(dòng)，所述擺動(dòng)梁與固定梁之間鉸接，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物固定在擺動(dòng)梁上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，其特征在于:所述固定梁由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑桿、連桿和搖桿，所述滑桿豎直穿過箱體頂部并與箱體間滑動(dòng)配合，所述滑桿下端與固定梁連接，所述連桿的兩端分別與滑桿上端和搖桿的一端鉸接，所述搖桿的另一端與箱體頂部外壁鉸接，所述連桿由動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)以使滑桿上下移動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，其特征在于:所述動(dòng)力源包括柱體、管體和螺桿，所述柱體底部與箱體頂部外壁之間鉸接，所述管體下部套于柱體上部外并與柱體轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述螺桿下部插入管體上部內(nèi)并與管體上部之間螺紋連接，所述螺桿上端與連桿中部鉸接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，其特征在于:所述柱體上部外壁上沿整個(gè)圓周設(shè)有弧形凸起，所述管體下部內(nèi)壁上開有于弧形凸起相對(duì)應(yīng)的弧形凹槽，所述弧形凸起嵌入弧形凹槽內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，其特征在于:所述蒸發(fā)皿安裝在支桿上，箱體內(nèi)設(shè)有與支桿相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌，所述支桿在導(dǎo)軌上相對(duì)動(dòng)物固定機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模擬爆炸沖擊復(fù)合熱輻射下的生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究裝置，其特征在于:所述箱體內(nèi)設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01N33/483GK106053777SQ201610514196
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】李曉霞, 王建民, 段朝霞, 張東冬, 翁昌梅, 鄭奇君
【申請(qǐng)人】中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院