[发明专利]用于儿童口罩测试的智能类人头模及儿童口罩测试方法

说明书

本发明公开了一种用于儿童口罩测试的智能类人头模及儿童口罩测试方法，该智能类人头模包括头模外套、头模内壳、控制箱、设置于头模内壳内部的摇头机构、点头机构、口部开合机构、鼻腔软管和口腔软管；所述控制箱控制所述类人头模在口罩测试仪内完成摇头运动、点头运动以及口部张合运动，完成对儿童口罩的检测；本发明克服了现有技术中各个动作机构设计不完善导致的累计误差大、空间占据过多、运动过程易出现振动的缺陷；以及控制系统后期维护困难、无法实时反馈角度信息的缺陷；提高了运动机构的运动精度，减少空间占用，合理布置口鼻腔体导管，角度传感器实现运动过程中角度信息的实时反馈。

技术领域

本发明涉及智能类人头模技术领域，特别是涉及一种用于测试儿童口罩吸气阻力、呼气阻力与防护效果的智能类人头模及儿童口罩测试方法。

背景技术

测试儿童口罩吸气阻力、呼气阻力是非常必要的。现有的儿童口罩测试用头模模拟运动动作的机械结构通常采用平面连杆机构实现，即其点头机构与口部开合机构的运动采用平面连杆机构实现。这类平面连杆机构的构件与运动副数目多，累计误差大，降低了机构的运动精度；同时，此类连杆机构占据头模内腔的空间资源过多，导致布置口鼻腔体导管困难；机构中作平面往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡，运动时容易出现振动。同时，其摇头机构的齿轮减速采用一级减速方案，从动轮的径向尺寸过大，占据头模颈部过多的空间资源。此外，现有的儿童口罩测试用头模的控制系统包埋于底座内部，不便于后期控制系统的固件升级与维护，同时这也占据底座过多的空间资源。且由于其头模内部没有布置角度传感器，控制系统无法实时反馈头模当前动作的角度信息。

发明内容

为了克服现有技术中模拟运动动作的机械结构与控制系统设计的不完善导致的累计误差大、空间资源占据过多、运动过程容易出现振动、控制系统后期维护困难、无法实时反馈角度信息等缺陷，本发明采用直流减速电机与舵机方案实现点头机构、摇头机构与下巴开合机构的动作，减少空间资源占用情况，以便合理布置口鼻腔体导管，通过角度传感器实现运动过程中角度信息的实时反馈。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于儿童口罩测试的智能类人头模，包括头模本体和控制箱(5)；所述头模本体包括头模外套(11)、头模内壳、摇头机构、点头机构、口部开合机构、底板(16)、底盒(17)、鼻腔软管(34)和口腔软管(33)；所述摇头机构、点头机构以及口部开合机构均设置于头模内壳的内部腔体，所述头模内壳设置在底盒(17)上；所述头模外套(11)和头模内壳的外形均仿人类头部、颈部和胸部的外形；所述头模外套(11)套在所述头模内壳外表面并弹性贴合；所述头模内壳包括头部内壳(12)、下巴内壳(13)和胸腔内壳(14)，所述头部内壳(12)、下巴内壳(13)和胸腔内壳(14)均为中空结构；

所述头部内壳(12)双耳位置设置有耳朵形状的耳孔(18)，所述头部内壳(12)内部穿过两个耳孔(18)的下沿所在平面设置有“井”字形板(221)，所述“井”字形板(221)与头部内壳(12)的内侧固定连接；所述“井”字形板(221)下表面且靠近后脑两侧对称设置有竖直向下延伸的第一条状板(2221)和第二条状板(2222)，所述第一条状板(2221)和第二条状板(2222)之间固定有横板(223)，所述第一条状板(2221)和所述第二条状板(2222)以及所述横板(223)上设置有多个螺纹孔(2231)；位于所述头部内壳(12)后脑位置的所述“井”字形板(221)边沿固定设置有鼻腔引导管(32)和口腔引导管(31)；所述鼻腔引导管(32)的一端和口腔引导管(31)的一端均位于所述横板(223)的后方并向下延伸至所述第一条状板(2221)和所述第二条状板(2222)之间；所述鼻腔引导管(32)的另一端穿过于所述“井”字形板(221)的中空部位向上弯曲延伸至位于所述“井”字形板(221)边沿的所述头模内壳鼻腔方向；所述口腔引导管(31)的另一端穿过于所述“井”字形板(221)的中空部位向上弯曲延伸，再向下穿过于所述“井”字形板(221)的中空部位弯曲延伸至所述头模内壳口腔方向；