一种防碾压行人的安全气囊装置的制作方法

本实用新型属于车辆安全领域，具体涉及一种防碾压行人的安全气囊装置。

背景技术：

中国的城市交通情况较为复杂，机动车和非机动车、行人和车辆混合行驶的情况比较多，是典型的以混合交通为主要交通方式的国家，每年因道路交通事故造成的死亡人数居世界前列。尤其是在城市道路，交通事故中车辆与行人相撞的比例较高，占交通事故总数的27％。针对车辆前部的碰撞特性，部分技术人员提出了各种被动安全装置，例如气囊式汽车防撞保险杠、气囊式汽车防撞保险杠、双向防护的车辆前保险杠、双级杠体吸能式保险杠等。

气囊已经成为车身被动安全必备的装置，能够大幅度降低车内、外成员的伤亡率，日渐受到人们的重视。对于行人而言，当车辆与行人碰撞后，行人受到“一次伤害”；被撞行人在车辆前部以与碰撞速度相近的速度撞击路面时，受到“二次伤害”。有的事故中，行人还会再次被碾压，受到“三次伤害”。现有的车辆前保险杠安全装置一般用于“一次伤害”、“二次伤害”中减轻行人的伤害程度，目前还没有针对车辆与行人碰撞，防止碾压行人的安全装置。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种防碾压行人的安全气囊装置，在车辆与行人将要碰撞瞬间及时驱动安全气囊挡板装置，并弹出设置在车辆前保险杠内部下侧的安全气囊，防止碾压行人。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种防碾压行人的安全气囊装置，安装于汽车底部，包括：

包括气囊，安装于汽车前保险杠的下板面内侧，气囊打开时填充地面与车辆前保险杠下侧之间的空隙；

气囊弹出口，设于车辆前保险杠下板面靠近中间位置；

距离传感器，安装在汽车前保险杠上侧，用于检测行人与车辆间的距离；

还包括挡板单元，所述的挡板单元包括挡板、支撑板、齿轮、传动轴、万向节和挡板驱动器；

所述的挡板和支撑板均为弧形，与汽车轮胎形状相匹配，所述的支撑板位于汽车前轮翼子板挡板上方，所述的挡板上设有限位块；

所述的支撑板的一边设有连接板，所述的连接板用于将挡板单元安装在汽车发动机舱上纵梁上；所述的支撑板的两边上缘均设有压板，所述的压板与支撑板之间设有间隙，该间隙用于安装挡板，使挡板沿压板与支撑板间形成的间隙往复运动；

至少一边的支撑板与所述的压板之间设有垫块，所述的垫块与挡板上的限位块配合限定挡板的运动行程；

所述的挡板上加工有齿条，与齿轮啮合运动，所述的齿轮通过传动轴和万向节与挡板驱动器连接，通过控制齿轮的正反转使挡板弹出收回；

所述的挡板驱动器在气囊处于打开状态时，控制挡板移动到前车轮前方，阻挡车轮碾压气囊。

本实用新型还包括如下区别技术特征：

所述的连接板垂直于支撑板，所述的连接板上设有销孔，通过销钉将连接板固定在汽车发动机舱上纵梁上。

所述的压板与支撑板的一边呈一体加工而成，所述的压板与支撑板的另一边可拆卸安装在一起。

所述的压板与支撑板的另一边之间设有至少三个垫块，所述的垫块与压板、支撑板之间通过螺钉连接，所述的垫块兼具支撑和限位的作用。

还包括控制单元，所述的控制单元包括数据采集器、气囊控制器和单片机，所述的单片机输入端分别连接距离传感器和数据采集器的输出端，单片机的输出端连接挡板驱动器和气囊控制器；所述的数据采集器与车辆CAN总线连接，实时采集车辆运行过程中的车速信号；所述的气囊控制器与气囊连接，用于弹出气囊。

所述的单片机安装在车辆仪表盘下方。

所述的数据采集器为CAN2.0A协议的数据采集器，安装于车辆仪表盘下方。

所述的距离传感器至少有三个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过气囊控制器，使气囊瞬间膨胀从气囊弹出口弹出，迅速填充地面与车辆前保险杠下侧之间的空隙，防止行人进入车下造成被车辆底盘剐蹭、车轮碾压等伤害，有效的保护行人的头部、躯干以及四肢。

(2)本实用新型通过在轮胎上方设置挡板，通过挡板驱动器控制挡板的移动，防止安全气囊向轮胎偏移，使车轮碾压安全气囊造成事故。

(3)本实用新型通过安全气囊与数据采集器、气囊控制器以及单片机等器件的相互配合，车速为零时，使安全气囊迅速泄气，防止压力较高的充气气囊对人造成窒息、挤压等伤害。

附图说明

图1是本实用新型的防碾压行人安全气囊装置的正面示意图。

图2是图1的防碾压行人安全气囊装置的侧视图。

图3是本实用新型挡板单元结构示意图。

图4是本实用新型的支撑板的结构示意图。

图5是本实用新型挡板的结构示意图。

图6为本是本实用新型的电路示意图；

图中各标号表示为：1-距离传感器，2-气囊，3-气囊弹出口，4-控制单元，5-挡板单元；

(4-1)-数据采集器，(4-2)-气囊控制器，(4-3)-单片机；

(5-1)-挡板，(5-2)-支撑板，(5-3)-齿轮，(5-4)-传动轴，(5-5) -万向节，(5-6)-挡板驱动器；

(5-1-1)-限位块，(5-1-2)-齿条；

(5-2-1)-连接板，(5-2-2)-压板，(5-2-3)-垫块，(5-2-4)-销孔。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

本实用新型的气囊安装于汽车前保险杠的下板面内侧，气囊打开时填充地面与车辆前保险杠下侧之间的空隙；

本实用新型的距离传感器用于检测行人与车辆间的距离；

本实用新型的连接板用于将挡板单元安装在汽车发动机舱上纵梁上，挡板驱动器在气囊处于打开状态时，控制挡板移动到前车轮前方，阻挡车轮碾压气囊；

本实用新型的支撑板与压板之间设有垫块，垫块与挡板上的限位块配合限定挡板的运动行程，本实用新型的垫块兼具支撑和限位的作用。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1

如图1至3所示，本实施例给出一种防碾压行人的安全气囊装置，安装于汽车底部，包括：气囊2，安装于汽车前保险杠的下板面内侧，气囊弹出口3，设于车辆前保险杠下板面靠近中间位置；距离传感器1设于车前保险杠上侧，共有三个，均匀排列；

还包括挡板单元5，挡板单元5包括挡板5-1、支撑板5-2、齿轮5-3、传动轴5-4、万向节5-5和挡板驱动器5-6；

挡板5-1和支撑板5-2均为弧形，与汽车轮胎形状相匹配，支撑板5-2 位于汽车前轮翼子板挡板上方，挡板5-1上设有限位块5-1-1；

支撑板5-2的一边设有连接板5-2-1，连接板5-2-1垂直于支撑板5-2，连接板5-2-1上设有销孔5-2-4，通过销钉将连接板5-2-1固定在汽车发动机舱上纵梁上，支撑板5-2的两边上缘均设有压板5-2-2，压板5-2-2与支撑板5-2之间设有间隙，该间隙用于安装挡板5-2，使挡板5-1沿压板5-2-2 与支撑板5-2间形成的间隙往复运动；

压板5-2-2与支撑板5-2的一边呈一体加工而成，所述的压板5-2-2 与支撑板5-2的另一边可拆卸安装在一起；

压板5-2-2与支撑板5-2的另一边之间设有三个垫块5-2-3，所述的垫块5-2-3与压板5-2-2、支撑板5-2之间通过螺钉连接；

挡板5-1上加工有齿条5-1-2，与齿轮5-3啮合运动，齿轮5-3通过传动轴5-4和万向节5-5与挡板驱动器5-6连接，挡板驱动器位于发动机舱内，通过控制齿轮5-3的正反转使挡板5-1弹出收回。

实施例2

本实施例的与实施例1的区别在于：还包括控制单元4，控制单元4包括数据采集器4-1、气囊控制器4-2和单片机4-3，单片机采用K60型单片机，单片机4-3输入端分别连接距离传感器1和数据采集器4-1的输出端，单片机4-3 的输出端连接挡板驱动器6和气囊控制器4-2；数据采集器4-1与车辆CAN总线连接，实时采集车辆运行过程中的车速信号；气囊控制器4-2与气囊2连接，用于弹出气囊。

单片机4-3安装在车辆仪表盘下方，数据采集器4-1为CAN2.0A协议的数据采集器，也安装于车辆仪表盘下方内侧。

实施例3

本实施例给出一种防碾压行人的安全气囊的控制方法，其中防碾压行人的安全气囊装置与实施例2相同，

本实施例的防碾压行人安全气囊控制方法，包括以下步骤：

步骤一：车辆运行速度分析：将数据采集器4-1的自身车速输入单片机4-3，单片机设定一个速度初值：

a1＝(5km/h+40km/h)/2＝22.5km/h (1)

将车速与速度设定值a1进行比较，车速与设定值a1差值的绝对值大于17.5m时，认定车速正常，否则认定车速异常；

步骤二：车辆与行人距离分析：参照图1，红外线距离传感器1中的红外线发射器不断发射频率为40KHz的红外线，经过障碍物反射，红外线接收器接收到反射波信号，并将其转变为电信号。测出发射波与接收到反射波的时差t，即可求出距离S，

式中，c为光速，一般取3×10⁸m/s。

本实施例采用“计数”方式，通过单片机处理进行测量，其基本原理是：红外线发射器始终处于发射红外线的状态，当红外接收器第一次接收到障碍物反射回的红外线时，经电路处理单片机给出一个计数启动信号，单片机的计数器开始以一定频率计数；当红外线接收器第二次接收到反射回的红外线时，经电路处理单片机给出一个停止计数脉冲，计数器停止计数。通过编程，单片机自动处理，用脉冲的周期T乘以脉冲数n就得到发射红外线到接收红外线的时间差t，即：

t＝n*T (3)

将(3)式代入(2)式就得测量距离。

将3个红外线距离传感器采集到的红外线距离传感器与行人的距离s1、s2和s3输入到单片机，单片机对3个红外线采集到的距离数据进行比较，并确定最小的相对距离，将最小的相对距离与单片机初始设定的两个距离值0.8m、0.56m差值的绝对值进行比较，如果最小的相对距离大于 0.8m，且最小的车辆与行人相对距离与初始设定值0.8m差值的绝对值大于0.2m，认定红外线距离传感器1与行人的相对距离为正常，否则认定为异常；

步骤三：当步骤一、步骤二中结果都为异常时，防行人碾压安全气囊装置处于起作用的状态，否则认定为处于不起作用的状态。

图3为电路示意图；如若判定为异常后，且最小的车辆与行人相对距离与初始设定值0.8m差值的绝对值大于0.2m时，单片机将发送指令给安全气囊挡板驱动器，使气囊挡板由图2虚线位置转动到图2实线位置。当最小的相对距离与初始设定值0.56m差值的绝对值小于0.04m时，单片机将发送指令到气囊控制器10，安全气囊6瞬间膨胀，迅速填充地面与车辆前保险杠下侧之间的空隙，防止行人进入车下造成被车辆底盘剐蹭、车轮碾压等伤害，有效的保护行人的头部、躯干以及四肢。且当数据采集器 8采集到车速值为零时，单片机4-3根据传递来的信号进行计算后，将传送指令给安全气囊控制器4-2和气囊挡板驱动器6，气囊2开始泄气；安全气囊挡板4在气囊挡板驱动器6的作用下回到原位(图2中虚线所示位置)。

车辆与行人处于异常状态的情况包括两种情况：第一种，最小的车辆与行人相对距离与0.8m差值的绝对值小于0.2m时且车速与设定值差值的绝对值大于某一定值时，单片机将发送指令给安全气囊挡板驱动装置，气囊挡板将转动；第二种，最小的车辆与行人相对距离与0.56m差值的绝对值大于0.04m时且车速与为22.5km/h的设定车速度值差值的绝对值大于为17.5m的距离设定值时，安全气囊弹出，防止行人碾压，特别是老人和小孩再次受到伤害，尤其适用于乘用车辆。