所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車隨車工具領(lǐng)域，具體為一種隨車安全頭盔。

背景技術(shù)：

為了應(yīng)對(duì)汽車故障或者事故處理，現(xiàn)代汽車一般會(huì)配有三角警示牌、交通反光錐筒、千斤頂、更換輪胎用的扳手等隨車工具。但這些工具往往是針對(duì)交通安全設(shè)置的，缺少對(duì)司機(jī)人身安全的保護(hù)裝置，這樣司機(jī)在道路上處理故障和事故時(shí)，就會(huì)存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

例如，當(dāng)汽車在道路上發(fā)生故障，需要停車排除故障時(shí)，按照有關(guān)交通法規(guī)的要求，司機(jī)除了要開啟危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈，還需要在來車方向一定距離以外放置警告標(biāo)志。為了保證來車有足夠的反應(yīng)時(shí)間，在城市道路上，白天三角警示牌要擺放在車后50米，夜間擺放在車后150米；高速路上白天三角警示牌擺放在車后150米，夜間擺放在車后250米。這樣司機(jī)在擺放三角警示牌時(shí)，不可避免地需要沿著路邊逆行較長的距離，在此過程中，如遇后方來車注意力不集中，就非常容易發(fā)生危險(xiǎn)。

在光線條件不好的夜晚以及雨、霧等可見度不足的惡劣天氣時(shí)，交通事故發(fā)生的可能性本身就會(huì)變大；而這種天氣條件下為了防止發(fā)生二次事故，在足夠的距離上放置警示標(biāo)志也顯得更為必要。然而非常矛盾的是，此時(shí)放置警示標(biāo)志過程中的危險(xiǎn)性也成倍地增加了。

因此，亟需一種帶有發(fā)光裝置的隨車安全頭盔，能夠用燈光信號(hào)提醒周圍來車，提高司機(jī)在道路上處理故障或事故的安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決前述的問題，本發(fā)明提供一種帶有發(fā)光裝置的隨車安全頭盔，其技術(shù)方案是這樣的：其包括帽體、能量回收器、儲(chǔ)能元件、發(fā)光裝置、ic控制器，其特征在于：在所述帽體的頂部中央有一凸起加強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)；所述能量回收器套合在所述加強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)上，固定在所述帽體的頂部，被一罩體所包覆；所述儲(chǔ)能元件和所述ic控制器分別固定在所述帽體的頂部左右兩側(cè)的位置上，也被所述罩體所包覆；所述發(fā)光裝置呈環(huán)帶狀分布在所述帽體的外側(cè)面上。

其進(jìn)一步特征在于：所述帽體為空心半球殼結(jié)構(gòu)，前部設(shè)有凸出的帽沿，內(nèi)腔中設(shè)有網(wǎng)狀的帽箍，所述帽箍與所述帽體內(nèi)壁保持一定的距離，所述帽體內(nèi)腔上部設(shè)有減震墊，所述帽體下部設(shè)有帽帶；

所述能量回收器由基座、懸臂梁、壓電薄膜、質(zhì)量塊組成，所述基座為近似圓筒，所述懸臂梁一端固連在所述基座上，一端安裝所述質(zhì)量塊，所述懸臂梁斷面為矩形，上下表面粘有極性相反的所述壓電薄膜；

所述懸臂梁共有4對(duì)，呈花瓣?duì)罹鶆蚍植迹c水平面成30度夾角，所述懸臂梁按長度可分為1對(duì)長懸臂梁、1對(duì)短懸臂梁和2對(duì)中等長度懸臂梁，其中所述長懸臂梁分布在所述帽體的縱向方向上，所述短懸臂梁分布在所述帽體的橫向方向上，所述中等長度懸臂梁分布在所述帽體的斜45度方向上；

所述發(fā)光裝置由多個(gè)均勻分布的紅色、白色、橙色相間的led燈組成，并首尾相連圍成1圈；

所述儲(chǔ)能元件為超級(jí)電容。

相比同類型裝置，本方案的優(yōu)點(diǎn)在于：

1.由于汽車故障或者事故是小概率事件，如發(fā)光裝置采用常規(guī)電池供能，很可能發(fā)生電池由于長期不使用而報(bào)廢，到臨用時(shí)才發(fā)現(xiàn)不能用的情況。本方案采用了自供電設(shè)計(jì)，回收振動(dòng)能量對(duì)電容儲(chǔ)能元件進(jìn)行充電，確保隨時(shí)可用。

2.本方案中，頭盔用螺栓倒扣安放在汽車備胎中間，既不額外占用車廂空間，而且倒扣安放后，振動(dòng)懸臂梁恰好斜向上方，解決了能量回收對(duì)懸臂梁的角度要求與頭盔外形的矛盾。

3.汽車行駛過程中，最主要的振動(dòng)是垂直振動(dòng)，由車身顛簸引起，頻率較高，其次是縱向振動(dòng)，由車速變化引起，頻率較低。本方案中設(shè)置了呈花瓣形分布的多種長度的4對(duì)懸臂梁，其中最長的1對(duì)懸臂梁布置在縱向方向上，從而能夠在較寬的頻率范圍發(fā)生共振，以充分回收不同方向、不同頻率的振動(dòng)能量。

4.本方案中，頭盔的發(fā)光裝置的led為環(huán)帶狀分布，能夠發(fā)出白、橙、紅三色閃光，在夜間、雨、霧等各種氣候條件和360度方向都能達(dá)到良好的被發(fā)現(xiàn)距離。

5.本方案中的頭盔不僅可以能夠用燈光信號(hào)提醒周圍來車，提高主動(dòng)安全性，而且在萬一發(fā)生碰撞事故時(shí)還可以保護(hù)司機(jī)頭部，使被動(dòng)安全性也得到了增強(qiáng)。

附圖說明

圖1隨車安全頭盔結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1.帽體；2.能量回收器；4.發(fā)光裝置；11.帽箍；12.帽沿；13.帽帶；14.加強(qiáng)圈；15.減震墊；24.基座；25.罩體。

圖2隨車安全頭盔俯視圖。

圖中3.儲(chǔ)能元件；4.發(fā)光裝置；5.ic控制器；211.長懸臂梁；212.中等長度懸臂梁；213.短懸臂梁。

圖3能量回收器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中21.懸臂梁；22.壓電薄膜；23.質(zhì)量塊；24.基座。

圖4懸臂梁斷面圖。

圖中221.上表面壓電薄膜；222.下表面壓電薄膜。

圖5隨車安全頭盔電路工作原理圖。

圖6安全頭盔隨車狀態(tài)下的安裝示意圖。

圖中1.帽體；9.鎖緊螺母；10.備胎。

具體實(shí)施方式

見附圖1，一種帶有發(fā)光裝置的隨車安全頭盔，其包括帽體1、能量回收器2、儲(chǔ)能元件3、發(fā)光裝置4、ic控制器5，在帽體1的頂部中央有一凸起加強(qiáng)圈14，能量回收器2套合在加強(qiáng)圈14上，固定在帽體1的頂部，被一罩體25所包覆；儲(chǔ)能元件3和ic控制器4分別固定在帽體1的頂部左右兩側(cè)的位置上，也被罩體25所包覆，發(fā)光裝置4呈環(huán)帶狀分布在帽體1的外側(cè)面上；帽體1為空心半球殼結(jié)構(gòu)，有利于增加強(qiáng)度，前部設(shè)有凸出的帽沿12，帽沿12既可以遮擋雨水陽光，而且在隨車安裝時(shí)指示向前的方向，帽體1內(nèi)腔中設(shè)有網(wǎng)狀的帽箍13，帽箍13與帽體1內(nèi)壁保持一定的距離，以實(shí)現(xiàn)緩沖、分散瞬時(shí)沖擊力，帽體1頂部上部設(shè)有減震墊15，有減輕對(duì)頭部的直接傷害的作用，帽體1下部設(shè)有帽帶13，用于頭盔的穿戴；能量回收器2由基座24、懸臂梁21、壓電薄膜22、質(zhì)量塊23組成，基座24為近似圓筒形，懸臂梁21一端固連在基座24上，一端安裝質(zhì)量塊23，懸臂梁21的斷面為矩形，上下表面粘有極性相反的壓電薄膜22；懸臂梁21共有4對(duì)，呈花瓣?duì)罹鶆蚍植?，與水平面成30度夾角，按長度可分為1對(duì)長懸臂梁211、1對(duì)短懸臂梁213和2對(duì)中等長度懸臂梁212，其中長懸臂梁211分布在帽體1的縱向方向上，短懸臂梁213分布在帽體1的橫向方向上，中等長度懸臂梁212分布在帽體1的斜45度方向上，這樣，懸臂梁21由于長度不一樣具有不同的共振頻率，可以適應(yīng)較寬頻率的外部振動(dòng)激勵(lì)，而30度的角度使得其既可以充分回收汽車主要振動(dòng)方向，即垂直方向上的振動(dòng)能量，也可以兼顧回收汽車別的方向上的振動(dòng)能量，由于汽車縱向方向的振動(dòng)頻率比垂直方向上的振動(dòng)頻率要低，因此將長懸臂梁211設(shè)置在縱向方向上可以得到更好的回收效果；發(fā)光裝置4由多個(gè)均勻分布的紅色、白色、橙色相間的led燈組成，并首尾相連圍成1圈，以適應(yīng)夜間、雨、霧等多種氣候條件和各種來車的相對(duì)方向；儲(chǔ)能元件3為超級(jí)電容，避免了電池由于長期不使用后報(bào)廢而無法使用的情況，也降低了夏天氣溫過高可能引起電池著火的安全風(fēng)險(xiǎn)。

其工作原理如下：

如圖6所示，隨車安全頭盔在隨車時(shí)，通過鎖緊螺母9倒扣安裝在備胎10的內(nèi)圈中，安裝時(shí)需要注意使帽沿12方向和汽車行駛方向一致；此時(shí)，安全頭盔能量回收器2的4對(duì)懸臂梁21與水平方向成30度向上的花瓣?duì)钫归_；汽車開始行駛，產(chǎn)生了各個(gè)方向的顛簸振動(dòng)，其中最主要的振動(dòng)是垂直方向的頻率相對(duì)較高的振動(dòng)，8片矩形斷面的懸臂梁21都會(huì)發(fā)生彎曲，由于其上表面壓電薄膜221與下表面壓電薄膜222極性相反，當(dāng)懸臂梁21向下彎曲時(shí)，上表面壓電薄膜221受到拉應(yīng)力,下表面壓電薄膜222受到壓應(yīng)力，因此產(chǎn)生相反的機(jī)械應(yīng)變，通過串聯(lián)連接將產(chǎn)生的電壓進(jìn)行疊加，回收的電能被送到儲(chǔ)能元件3，對(duì)電容進(jìn)行充電；汽車車速變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生縱向的頻率相對(duì)較低的振動(dòng)，為此將固有振動(dòng)頻率較低的長懸臂梁211設(shè)置在縱向方向上，以便于實(shí)現(xiàn)共振，達(dá)到較好的能量回收效果；這樣，通過長懸臂梁211、短懸臂梁213和中等長度懸臂梁212的花瓣?duì)罘植?，?shí)現(xiàn)了多方向的振動(dòng)能量采集回收；當(dāng)汽車發(fā)生故障或事故時(shí)，司機(jī)打開鎖緊螺母9，取下隨車安全頭盔，戴在頭上，儲(chǔ)能元件3對(duì)發(fā)光裝置4和ic控制器5供電，發(fā)光裝置4環(huán)帶狀分布的led發(fā)出白、橙、紅三色閃光，在夜間、雨、霧等各種氣候條件和360度方向都能達(dá)到良好的被發(fā)現(xiàn)距離，提高了主動(dòng)安全性，當(dāng)萬一發(fā)生碰撞事故時(shí)，安全頭盔也能對(duì)司機(jī)頭部起一定的保護(hù)作用。