一种车辆用行人腿部保护装置、系统及汽车的制作方法

本发明涉及行人保护技术领域，具体涉及车辆用行人腿部保护技术。

背景技术：

随着科技的进步和汽车工业的发展，汽车安全保护已成为汽车设计中的重要课题。汽车安全不仅考虑车内乘员的安全，还要考虑车外行人的安全，很多国家也出台了相关的法律法规，行人安全保护已不容忽视。

当车辆与行人发生正面碰撞时，行人腿部是最先接触车辆且受伤害最频繁的部位，因此，在现代汽车总布置设计要求车辆越来越紧凑，吸能空间越来越小的前提下，设计更加合理和安全的汽车前部结构以减小碰撞中汽车对行人腿部的伤害变得尤其重要。目前有的汽车厂商采用的行人腿部保护的方案是在前保和防撞横梁之间安装吸能泡沫及前保上下部分别安装上下支撑，吸能泡沫用作吸收碰撞能量；上下支撑分别用作支撑行人膝盖上部大腿及行人小腿下部，从而减小行人膝盖处因碰撞造成的弯曲伤害。但是这种方案的通用性不强，很难对不同高度的行人腿部进行保护。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车辆用行人腿部保护装置、系统及汽车，车辆用行人腿部保护装置是可上下移动的保护行人腿部的支撑装置，安装于车身前部，前保险杠蒙皮后部，当车辆与行人发生正面碰撞时，系统探测到行人的状况，控制车辆用行人腿部保护装置的支撑横梁到达行人膝盖上部大腿的高度位置，对行人进行保护。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种车辆用行人腿部保护装置，包括安装支架、支撑横梁、驱动机构和齿条。支撑横梁通过安装支架安装于保险杠蒙皮后的车身前部结构上；所述驱动机构与支撑横梁连接，齿条固定在安装支架上，驱动机构与齿条活动配合，驱动支撑横梁上下移动。该装置可以根据行人的高度自动进行上下移动，准确支撑行人膝盖上部大腿，有效的减少在碰撞过程中因行人腿部膝盖处韧带拉伸量过大造成的伤害。

进一步，所述驱动机构包括驱动电机、齿轮，驱动电机连接齿轮，齿轮和齿条配合，驱动电机固定在支撑横梁上，支撑横梁通过驱动电机、齿轮和齿条实现上下移动。采用驱动电机、齿轮和齿条及类似的机构作为驱动机构，结构简单，工作可靠，不过多增加保护装置的结构复杂度。

进一步，所述驱动电机是通过电机支架与支撑横梁实现固定，电机支架套在齿条上，齿轮安装在电机支架内，这样可以保证支撑横梁的稳定安装与灵活移动。

进一步，所述安装支架在车身前部结构的两端上下各安装一个，共四个，齿条在两端的安装支架之间纵向各安装一根，分别与支撑横梁两端的驱动电机和齿轮配合。采用四点安装，中间连接齿条，结构就更为紧凑、简洁。

进一步，所述驱动电机的驱动信号来源于车辆的控制器。

本发明进一步提供一种车辆用行人腿部保护系统，包括安装于车上的雷达、摄像头、处理器以及前述的车辆用行人腿部保护装置。雷达用于测量行人与车辆的相对速度；所述摄像头用于对车辆前方行人进行拍照并获得行人图像信息；所述控制器用于通过行人图像分析行人高度，并当上述雷达测量出的相对速度达到某一限定值时，对车辆用行人腿部保护装置发出控制信号，控制驱动电机带动支撑横梁到达行人膝盖上部大腿的高度位置。

本发明还提供一种汽车，其安装有上述的车辆用行人腿部保护系统。

采用本发明的装置和系统，车辆在发生碰撞时，可以根据行人的腿部高度，通过上述驱动机构带动支撑横梁的高度上下调节，能够对行人腿部膝盖以上部分起到最佳的支撑效果，减小因行人大腿、小腿上下错位造成的膝盖处韧带拉伸量，避免膝盖处韧带撕裂，从而减低事故中行人所受到的伤害。

附图说明

图1是本发明中的车辆用行人腿部保护装置结构示意图

图2是本发明中的车辆用行人腿部保护装置安装位置示意图

图3是本发明中的车辆用行人腿部保护装置俯视图

图4是本发明中的车辆用行人腿部保护装置俯视图局部放大图

图5是本发明中的车辆用行人腿部保护装置齿轮齿条传动剖视图

图6是本发明中的车辆用行人腿部保护装置驱动结构示意图

图7是本发明中的车辆用行人腿部保护装置驱动结构俯视图

图8是本发明中的车辆用行人腿部保护系统结构示意图

图中，1-安装支架、2-固定齿条、3-驱动结构、4-安装支架、5-支撑横梁、6-安装支架、7-固定齿条、8-驱动机构、9-安装支架、10-驱动电机、11-电机支架、12-齿轮、13-前保险杠蒙皮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

参见图1，本发明提供一种车辆用行人腿部保护装置，包括安装支架1、4、6、9，固定齿条2、7，支撑横梁5，驱动机构3、8。

如图2、图3和图4所示，四个安装支架1、4、6、9与保险杠蒙皮后的车身前部结构（图中未示出）固定连接，支撑横梁5两端分别与驱动机构3和驱动机构8固定连接，驱动机构3和驱动机构8通过两根固定齿条2和7与安装支架连接，固定齿条2上下两端分别与安装支架1和安装支架4固定连接，固定齿条7上下两端分别与安装支架6和安装支架9固定连接，驱动机构3和驱动机构8分别通过固定齿条2和固定齿条7与其齿轮的活动连接实现对支撑横梁5的上下移动驱动。

如图5、图6和图7所示，驱动机构3和8结构一样，均是由驱动电机10、电机支架11、齿轮12组成，驱动电机10和齿轮12均安装在电机支架11上，驱动电机10输出端连接有齿轮12，所述齿轮12在驱动电机10的驱动下可以在电机支架11中转动，齿轮12与固定齿条2和7配合。电机支架11分别固定在支撑横梁5两端，并分别套在固定齿条2和7上。

通过上述连接，所述驱动机构3、8可以带动支撑横梁5在固定齿条2和7上上下移动。当车辆与行人发生碰撞后，由于支撑横梁5可以对不同高度的行人膝盖以上大腿部分的支撑作用，有效减小行人膝盖上下部分的相对运动，即减小行人膝盖处的韧带拉伸量，避免因韧带撕裂对行人腿部的伤害。

图8所示是本发明提供的一种车辆用行人腿部保护系统，包括上述车辆用行人腿部保护装置和安装在车上的雷达、摄像头及控制器。雷达用于测量行人与车辆的相对速度；摄像头用于对车辆前方行人进行拍照并获得行人图像；控制器用于当所述雷达测量出的相对速度达到某一限定值时，通过行人图像分析行人高度信息和速度信息，对驱动机构下达指令，控制所述驱动机构3和8带动支撑横梁5到达行人膝盖上部大腿的高度位置。例如，儿童和身材矮小的成人大腿的高度较低，控制器就会控制驱动机构带动支撑横梁到达相对较低的高度位置，普通成人的大腿高度较高，控制器就会控制驱动机构带动支撑横梁5到达相对较高的高度位置。支撑横梁5要到达的具体高度，由控制器根据所述摄像头拍摄的行人图像的分析结果决定。

技术特征：

技术总结
一种车辆用行人腿部保护装置、系统及汽车，装置包括安装支架、支撑横梁、驱动机构和齿条，支撑横梁通过安装支架安装于车身前部结构上；驱动机构与支撑横梁连接，驱动机构与齿条活动配合驱动横梁上下移动。系统包括雷达、摄像头、处理器以及前述装置。雷达用于测量行人与车辆的相对速度；摄像头用于对车辆前方行人进行拍照并获得行人图像信息；控制器用于通过行人图像分析行人高度，并当上述雷达测量出的相对速度达到某一限定值时，控制驱动电机带动支撑横梁到达行人膝盖上部大腿的高度位置。本发明可根据行人的高度自动进行上下移动，准确支撑行人膝盖上部大腿，有效减少在碰撞过程中因行人腿部膝盖处韧带拉伸量过大造成的伤害。

技术研发人员：张健;王菊;禹慧丽;崔泰松;赵会
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2017.12.08
技术公布日：2018.04.17