[发明专利]一种非致命武器动能冲击力学响应测试系统

摘要

本发明公开了一种非致命武器动能冲击力学响应测试系统，包括Hybrid III假人单元、非致命动能武器、视频数据采集单元、传感器数据采集处理单元、综合数据处理平台；所述假人单元包括传感器单元和假人体；所述传感器单元分别与假人体、传感器数据采集单元固定、连接；所述视频数据采集单元与综合数据处理平台电性连接；所述传感器数据采集处理单元与综合数据处理平台电性连接。本发明通过使用非致命动能武器冲击生物逼真度较高的Hybrid III 50假人，能模拟出真人受到伤害的情况。通过假人身上布置的各类传感器，能够真实地获取并记录非致命动能武器冲击时的压力、加速度、位移等参数，有利于科学合理地评价非致命动能武器的致损效果。

主权项

1.一种非致命武器动能冲击力学响应测试系统，其特征在于，包括对非致命动能武器伤害参数测量的HybridIII假人单元、非致命动能武器、视频数据采集单元、传感器数据采集处理单元、综合数据处理平台；所述假人单元包括传感器单元和假人体；所述传感器单元分别与假人体、传感器数据采集单元固定、连接；所述视频数据采集单元与综合数据处理平台电性连接；所述传感器数据采集处理单元与综合数据处理平台电性连接：所述传感器单元包括：颈部6轴力传感器：用于获取动能冲击时假人颈部6个自由度方向的力学数据；颈部2轴姿态传感器：用于获取动能冲击时假人颈部姿态数据；上胸部3轴和6轴力传感器：用于获取动能冲击时假人上胸部力学数据；下胸部3轴和6轴力传感器：用于获取动能冲击时假人下胸部力学数据；胸部位移传感器：用于获取动能冲击时假人胸部压缩位移数据；胸部3轴加速度传感器：用于获取动能冲击时假人胸部加速度数据；腰部3轴加速度传感器：用于获取动能冲击时假人腰椎部加速度数据；腰部3轴力传感器：用于获取动能冲击时假人腰椎部力学数据；胸部压敏纸或胸部X向压力矩阵或压电薄膜：用于获取动能冲击时假人胸部压力数据；上肢部6轴力传感器：用于获取动能冲击时假人上肢部力学数据；设置在假人上肢；大腿部3轴和6轴力传感器：用于获取动能冲击时假人大腿部力学数据；设置在假人大腿部；大腿部载荷传感器：用于获取动能冲击时假人大腿部承受压力载荷力学数据；设置在假人大腿部；膝关节叉载荷传感器：用于获取动能冲击时假人膝关节部承受压力载荷力学数据；设置在假人膝关节；小腿上下部4轴力传感器：用于获取动能冲击时假人小腿部力学数据；设置在假人小腿部；下肢部速度传感器：用于获取假人单元在受到动能冲击时的速度数据，判断其移动反应情况，选用线速度或角速度传感器；设置在假人下肢；假人胸腹部皮肤如果粘贴LW低压型压敏纸，当非致命动能布袋弹冲击假人正面胸腹部时，压敏纸的感压时间≤5s，造色层中微胶囊发生破裂，成色层吸收微胶囊中的显色物质并发生反应而形成深浅不同红色斑点，变色后的压敏纸利用压力测量系统进行处理，首先，使用FPD－305E浓度计迅速地测出感压胶片红色浓度，将其数字化后输出并存储，然后利用FPD－306E压力读数机将浓度值转换成压力值，最后使用FPS－307E压力分析软件进行压力统计解析；假人胸腹部若使用X向压力传感器矩阵，要预先将使用ICP型113B22的压电式压力传感器构成的压力矩阵固定到相应位置，矩阵测点≥25个，当非致命动能布袋弹冲击假人正面胸腹部时，压力矩阵产生电荷信号，由信号调理器进行放大，并转换成电压信号，由数据采集系统进行多路采集和存储，使用数据采集系统配套软件采用相应的数据处理方法对压力矩阵获得的压力数据计算，得出弹着点处及周边区域受到非致命动能冲击后压力场的分布情况，并对压力曲线进行分析；假人胸腹部皮肤上如果事先优化布置PVDF压电薄膜传感器模块，当18.4毫米非致命动能布袋弹冲击假人正面胸腹部时，压电薄膜传感器模块迅速捕捉信号，由于压力、位移发生变化，压电薄膜传感器模块中被挤出的电荷经信号采集模块中的电荷放大单元放大转换为普通电压信号；该电压信号经ADC0809八位逐次逼近式模数转换器转换为数字信号后传递至8051单片机，单片机中使用C语言编制相关软件用来控制模数转换，信号经过信号控制处理输出模块中的可编程接口芯片输出至普通PC端，由PC端的接收处理软件接收该信号，并转换为十进制数据，以图形方式显示存储，以便分析。