【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及防彈防暴測試靶標，具體涉及用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標。
技術介紹
1、目前，在防彈防暴等防護類裝備檢測領域評價軍警人員損傷及裝備防護性能的關鍵技術參數主要以單一參數背襯膠泥凹陷深度和防彈衣穿透情況為主。準確科學評估防彈防暴類裝備的防護效能，建立可靠的鈍擊效應測試靶標具有重要意義。
2、目前，根據靶標結構特性主要有物理靶標、數值靶標、生物靶標和仿生靶標4大類。數值靶標，雖然仿真模擬程度高，可操作性強，可視化程度高，但器官、骨骼等材料屬性，特別是動載荷下的材料響應特性未知，導致難以真實反應人體在實際沖擊中的損傷效應。物理靶標中的人體軀干模型相較目前已有的假人靶標而言，具有解剖結構相似程度高、骨骼內臟受壓情況可測等優點，但仍具有內部損傷不可驗證等缺陷。對于生物靶標，如大鼠、成年兔、比格犬、成年豬、恒河猴等傳統活體動物，雖然具有相似的解剖結構，但是不同動物的個體結構差異性較大，無法類比人體損傷評估；另外，由于生物靶標樣本還受倫理道德的影響，無法通過大量生物試驗來建立人員防彈防暴領域的評估體系。
3、對于仿生靶標，主體材料的選擇頗為重要，有采用硅膠材料的：如公告號cn113203327b的中國專利，具體公開了一種用于爆炸多物理場損傷效應評估的人體等效模擬靶標制作方法，該方法制作的靶標布置在爆炸多物理場載荷作用區域內能夠直接反應不同爆炸危害元素損傷特性。同時該方法制作的靶標為帶器官的人體等效模擬靶標，具備內骨骼和內部組織器官與真實結構幾何尺寸和材料動態響應更加接近的人體模型，形成適用于布置在爆炸
4、另有，仿生靶標采用明膠材料來實現，明膠雖然能較好地反應人體肌肉或其他粘彈性體組織在受到彈丸或破片高速沖擊及侵徹時的動態響應，但是明膠特有的水基特性導致其機械和環境穩定性差，使得明膠對溫度和濕度敏感性極高，特別是試驗環境較為敏感。因此，基于明膠進行相應試驗時，需要嚴格控制試驗環境溫度和濕度，溫度的變化可能導致靶標力學性能改變的問題突出。比如，國際公認的10wt％的明膠靶標適用的試驗環境溫度為4℃±0.5℃，20wt％的明膠靶標適用的試驗環境溫度為10℃±0.5℃，脫離對應適用溫度其彈性模量降低導致測試數據差距很大，這對于大空間環境溫度與濕度的控制提出極大挑戰，極大的加大試驗難度。
5、因此，迫切需要開發迫切需要一種集成了先進傳感技術的新型仿生人體軀干靶標，既能確保環境與機械穩定性，又能高度模擬生物軟組織特性，從而為創建更加真實的靶標模型提供可能，以適應包括但不限于防彈防暴裝備測試在內的多種損傷評價需求，尤其是在評價由直接沖擊造成的復雜機械損傷方面，解決鈍擊損傷評估及裝備防護性能評價及標準化的問題，為本領域亟需解決的問題。
6、綜上，提供一種綜合性能優越的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，解決鈍擊損傷評估及裝備防護性能評價及標準化的問題，為本領域亟需解決的問題。因此，亟需要一種具有良好環境和機械穩定性的替代材料以重現可靠的生物軟組織靶標。
技術實現思路
1、針對現有防彈防暴類裝備防護性能測試靶標所存在的問題，造成現有標準中軍警人員鈍擊損傷評估缺失及裝備防護性能評價欠缺的問題，本專利技術的目的在于提供一種用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其具有力學性能相近、結構相似、環境適應性良好和機械性能穩定的優勢，能夠有效地克服了現有技術所存在的問題。
2、為了達到上述目的，本專利技術提供的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，主要包括仿生人體軀干靶標主體、動態力、速度以及加速度采集單元；
3、所述仿生人體軀干靶標主體基于標準建模形成，具有人體骨骼仿生部，設置在人體骨骼部內的器官仿生部，以及包覆在人體骨骼部上的肌肉皮膚組織仿生部；所述肌肉皮膚組織仿生部與器官仿生部采用由質量分數為5％～35％的sebs凝膠與質量分數為4％～28％油脂調制形成的凝膠組合物，分梯度分階段澆筑脫模成型；
4、所述動態力采集單元配置成與器官仿生部配合設置，能夠多通道采集立體化呈現器官仿生部在受到鈍擊整個過程中的腔內沖擊力及壓力的情況；
5、所述速度、加速度采集單元內嵌在仿生人體軀干靶標主體內，在受到鈍擊沖擊時，能夠至少采集仿生人體軀干靶標主體中胸部區域對應的人體骨骼仿生部相應的位移量及加速度大小隨時間的變化值。
6、在本專利技術的一些實例中，所述人體骨骼仿生部中采用尼龍玻纖和聚醚醚酮材料打印構成。
7、在本專利技術的一些實例中，所述人體骨骼仿生部中采用聚醚醚酮材料形成胸籠骨仿生部位，采用尼龍玻纖形成其他仿生軀干骨架仿生部位。
8、在本專利技術的一些實例中，所述器官仿生部包括心臟仿生單元、左肺仿生單元、右肺仿生單元、肝仿生單元。
9、在本專利技術的一些實例中，所述肌肉皮膚組織仿生部包括肌肉組織仿生部與皮膚仿生部，所述肌肉組織仿生部包覆在人體骨骼部上，所述皮膚仿生部包覆在所述肌肉組織仿生部上。
10、在本專利技術的一些實例中，所述皮膚仿生部采用質量分數為14％～35％sebs與質量分數為11％～28％油脂調制形成的凝膠組合物澆筑成型。
11、在本專利技術的一些實例中，所述皮膚仿生部為三級分層結構，包括依次層疊分布設置的角質及表皮仿生層、真皮仿生層以及皮下組織仿生層；所述角質及表皮仿生層、真皮仿生層以及皮下組織仿生層分別由不同力學性能的sebs凝膠和油脂調制形成的凝膠組合物澆筑成型。
12、在本專利技術的一些實例中，所述肌肉組織仿生部采用質量分數為10％-16％的sebs凝膠與質量分數為8％～13％油脂調制形成的凝膠組合物澆筑成型。
13、在本專利技術的一些實例中，所述器官仿生部采用質量分數為5％～10％的sebs凝膠與質量分數為4％～8％油脂調制形成的凝膠組合物澆筑成型。
14、在本專利技術的一些實施例中，所述壓力采集系統包括至少一個壓力采集單元，至少一個壓力采集單元對應內嵌在器官仿生部內。
15、在本專利技術的一些實施例中，所述加速度采集單元采用非接觸式加速度采集單元。
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【技術保護點】
1.用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，包括仿生人體軀干靶標主體、動態力采集系統、速度以及加速度采集單元；
2.根據權利要求1所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述人體骨骼仿生部中采用尼龍玻纖和聚醚醚酮材料打印構成。
3.根據權利要求2所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述人體骨骼仿生部中采用聚醚醚酮材料形成胸籠骨仿生部位，采用尼龍玻纖形成其他仿生軀干骨架仿生部位。
4.根據權利要求1所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述器官仿生部包括心臟仿生單元、左肺仿生單元、右肺仿生單元、肝仿生單元。
5.根據權利要求1所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述肌肉皮膚組織仿生部包括肌肉組織仿生部與皮膚仿生部，所述肌肉組織仿生部包覆在人體骨骼部上，所述皮膚仿生部包覆在所述肌肉組織仿生部上。
6.根據權利要求5所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述皮膚仿生部采用質量分數為14％～35％SEBS與質量分數為11％～28％油脂調制形
7.根據權利要求5或6所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述皮膚仿生部為三級分層結構，包括依次層疊分布設置的角質及表皮仿生層、真皮仿生層以及皮下組織仿生層；所述角質及表皮仿生層、真皮仿生層以及皮下組織仿生層分別由不同力學性能的SEBS凝膠和油脂調制形成的凝膠組合物澆筑成型。
8.根據權利要求5所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述肌肉組織仿生部采用質量分數為10％～16％的SEBS凝膠與質量分數為8％～13％油脂調制形成的凝膠組合物澆筑成型。
9.根據權利要求5所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述器官仿生部采用質量分數為5％～10％的SEBS凝膠與質量分數為4％～8％油脂調制形成的凝膠組合物澆筑成型。
10.根據權利要求1所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述動態力力采集系統包括至少一個力采集單元，至少一個力采集單元對應內嵌在器官仿生部內。
...【技術特征摘要】
1.用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，包括仿生人體軀干靶標主體、動態力采集系統、速度以及加速度采集單元；
2.根據權利要求1所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述人體骨骼仿生部中采用尼龍玻纖和聚醚醚酮材料打印構成。
3.根據權利要求2所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述人體骨骼仿生部中采用聚醚醚酮材料形成胸籠骨仿生部位，采用尼龍玻纖形成其他仿生軀干骨架仿生部位。
4.根據權利要求1所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述器官仿生部包括心臟仿生單元、左肺仿生單元、右肺仿生單元、肝仿生單元。
5.根據權利要求1所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述肌肉皮膚組織仿生部包括肌肉組織仿生部與皮膚仿生部，所述肌肉組織仿生部包覆在人體骨骼部上，所述皮膚仿生部包覆在所述肌肉組織仿生部上。
6.根據權利要求5所述的用于防彈防暴測試的仿生人體軀干靶標，其特征在于，所述皮膚仿生部采用質量分數為14％～35％...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊廣明，李海鵬，趙永勝，陳超，吳傲，王征，
申請(專利權)人：公安部第三研究所，
類型：發明
國別省市：
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