本實(shí)用新型屬于車輛安全領(lǐng)域，具體涉及一種防碾壓行人的安全氣囊裝置。

背景技術(shù)：

中國的城市交通情況較為復(fù)雜，機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車、行人和車輛混合行駛的情況比較多，是典型的以混合交通為主要交通方式的國家，每年因道路交通事故造成的死亡人數(shù)居世界前列。尤其是在城市道路，交通事故中車輛與行人相撞的比例較高，占交通事故總數(shù)的27％。針對(duì)車輛前部的碰撞特性，部分技術(shù)人員提出了各種被動(dòng)安全裝置，例如氣囊式汽車防撞保險(xiǎn)杠、氣囊式汽車防撞保險(xiǎn)杠、雙向防護(hù)的車輛前保險(xiǎn)杠、雙級(jí)杠體吸能式保險(xiǎn)杠等。

氣囊已經(jīng)成為車身被動(dòng)安全必備的裝置，能夠大幅度降低車內(nèi)、外成員的傷亡率，日漸受到人們的重視。對(duì)于行人而言，當(dāng)車輛與行人碰撞后，行人受到“一次傷害”；被撞行人在車輛前部以與碰撞速度相近的速度撞擊路面時(shí)，受到“二次傷害”。有的事故中，行人還會(huì)再次被碾壓，受到“三次傷害”?，F(xiàn)有的車輛前保險(xiǎn)杠安全裝置一般用于“一次傷害”、“二次傷害”中減輕行人的傷害程度，目前還沒有針對(duì)車輛與行人碰撞，防止碾壓行人的安全裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種防碾壓行人的安全氣囊裝置，在車輛與行人將要碰撞瞬間及時(shí)驅(qū)動(dòng)安全氣囊擋板裝置，并彈出設(shè)置在車輛前保險(xiǎn)杠內(nèi)部下側(cè)的安全氣囊，防止碾壓行人。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種防碾壓行人的安全氣囊裝置，安裝于汽車底部，包括：

包括氣囊，安裝于汽車前保險(xiǎn)杠的下板面內(nèi)側(cè)，氣囊打開時(shí)填充地面與車輛前保險(xiǎn)杠下側(cè)之間的空隙；

氣囊彈出口，設(shè)于車輛前保險(xiǎn)杠下板面靠近中間位置；

距離傳感器，安裝在汽車前保險(xiǎn)杠上側(cè)，用于檢測(cè)行人與車輛間的距離；

還包括擋板單元，所述的擋板單元包括擋板、支撐板、齒輪、傳動(dòng)軸、萬向節(jié)和擋板驅(qū)動(dòng)器；

所述的擋板和支撐板均為弧形，與汽車輪胎形狀相匹配，所述的支撐板位于汽車前輪翼子板擋板上方，所述的擋板上設(shè)有限位塊；

所述的支撐板的一邊設(shè)有連接板，所述的連接板用于將擋板單元安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙上縱梁上；所述的支撐板的兩邊上緣均設(shè)有壓板，所述的壓板與支撐板之間設(shè)有間隙，該間隙用于安裝擋板，使擋板沿壓板與支撐板間形成的間隙往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

至少一邊的支撐板與所述的壓板之間設(shè)有墊塊，所述的墊塊與擋板上的限位塊配合限定擋板的運(yùn)動(dòng)行程；

所述的擋板上加工有齒條，與齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)，所述的齒輪通過傳動(dòng)軸和萬向節(jié)與擋板驅(qū)動(dòng)器連接，通過控制齒輪的正反轉(zhuǎn)使擋板彈出收回；

所述的擋板驅(qū)動(dòng)器在氣囊處于打開狀態(tài)時(shí)，控制擋板移動(dòng)到前車輪前方，阻擋車輪碾壓氣囊。

本實(shí)用新型還包括如下區(qū)別技術(shù)特征：

所述的連接板垂直于支撐板，所述的連接板上設(shè)有銷孔，通過銷釘將連接板固定在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙上縱梁上。

所述的壓板與支撐板的一邊呈一體加工而成，所述的壓板與支撐板的另一邊可拆卸安裝在一起。

所述的壓板與支撐板的另一邊之間設(shè)有至少三個(gè)墊塊，所述的墊塊與壓板、支撐板之間通過螺釘連接，所述的墊塊兼具支撐和限位的作用。

還包括控制單元，所述的控制單元包括數(shù)據(jù)采集器、氣囊控制器和單片機(jī)，所述的單片機(jī)輸入端分別連接距離傳感器和數(shù)據(jù)采集器的輸出端，單片機(jī)的輸出端連接擋板驅(qū)動(dòng)器和氣囊控制器；所述的數(shù)據(jù)采集器與車輛CAN總線連接，實(shí)時(shí)采集車輛運(yùn)行過程中的車速信號(hào)；所述的氣囊控制器與氣囊連接，用于彈出氣囊。

所述的單片機(jī)安裝在車輛儀表盤下方。

所述的數(shù)據(jù)采集器為CAN2.0A協(xié)議的數(shù)據(jù)采集器，安裝于車輛儀表盤下方。

所述的距離傳感器至少有三個(gè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型通過氣囊控制器，使氣囊瞬間膨脹從氣囊彈出口彈出，迅速填充地面與車輛前保險(xiǎn)杠下側(cè)之間的空隙，防止行人進(jìn)入車下造成被車輛底盤剮蹭、車輪碾壓等傷害，有效的保護(hù)行人的頭部、軀干以及四肢。

(2)本實(shí)用新型通過在輪胎上方設(shè)置擋板，通過擋板驅(qū)動(dòng)器控制擋板的移動(dòng)，防止安全氣囊向輪胎偏移，使車輪碾壓安全氣囊造成事故。

(3)本實(shí)用新型通過安全氣囊與數(shù)據(jù)采集器、氣囊控制器以及單片機(jī)等器件的相互配合，車速為零時(shí)，使安全氣囊迅速泄氣，防止壓力較高的充氣氣囊對(duì)人造成窒息、擠壓等傷害。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的防碾壓行人安全氣囊裝置的正面示意圖。

圖2是圖1的防碾壓行人安全氣囊裝置的側(cè)視圖。

圖3是本實(shí)用新型擋板單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本是本實(shí)用新型的電路示意圖；

圖中各標(biāo)號(hào)表示為：1-距離傳感器，2-氣囊，3-氣囊彈出口，4-控制單元，5-擋板單元；

(4-1)-數(shù)據(jù)采集器，(4-2)-氣囊控制器，(4-3)-單片機(jī)；

(5-1)-擋板，(5-2)-支撐板，(5-3)-齒輪，(5-4)-傳動(dòng)軸，(5-5) -萬向節(jié)，(5-6)-擋板驅(qū)動(dòng)器；

(5-1-1)-限位塊，(5-1-2)-齒條；

(5-2-1)-連接板，(5-2-2)-壓板，(5-2-3)-墊塊，(5-2-4)-銷孔。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)解釋說明。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的氣囊安裝于汽車前保險(xiǎn)杠的下板面內(nèi)側(cè)，氣囊打開時(shí)填充地面與車輛前保險(xiǎn)杠下側(cè)之間的空隙；

本實(shí)用新型的距離傳感器用于檢測(cè)行人與車輛間的距離；

本實(shí)用新型的連接板用于將擋板單元安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙上縱梁上，擋板驅(qū)動(dòng)器在氣囊處于打開狀態(tài)時(shí)，控制擋板移動(dòng)到前車輪前方，阻擋車輪碾壓氣囊；

本實(shí)用新型的支撐板與壓板之間設(shè)有墊塊，墊塊與擋板上的限位塊配合限定擋板的運(yùn)動(dòng)行程，本實(shí)用新型的墊塊兼具支撐和限位的作用。

以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

如圖1至3所示，本實(shí)施例給出一種防碾壓行人的安全氣囊裝置，安裝于汽車底部，包括：氣囊2，安裝于汽車前保險(xiǎn)杠的下板面內(nèi)側(cè)，氣囊彈出口3，設(shè)于車輛前保險(xiǎn)杠下板面靠近中間位置；距離傳感器1設(shè)于車前保險(xiǎn)杠上側(cè)，共有三個(gè)，均勻排列；

還包括擋板單元5，擋板單元5包括擋板5-1、支撐板5-2、齒輪5-3、傳動(dòng)軸5-4、萬向節(jié)5-5和擋板驅(qū)動(dòng)器5-6；

擋板5-1和支撐板5-2均為弧形，與汽車輪胎形狀相匹配，支撐板5-2 位于汽車前輪翼子板擋板上方，擋板5-1上設(shè)有限位塊5-1-1；

支撐板5-2的一邊設(shè)有連接板5-2-1，連接板5-2-1垂直于支撐板5-2，連接板5-2-1上設(shè)有銷孔5-2-4，通過銷釘將連接板5-2-1固定在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙上縱梁上，支撐板5-2的兩邊上緣均設(shè)有壓板5-2-2，壓板5-2-2與支撐板5-2之間設(shè)有間隙，該間隙用于安裝擋板5-2，使擋板5-1沿壓板5-2-2 與支撐板5-2間形成的間隙往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

壓板5-2-2與支撐板5-2的一邊呈一體加工而成，所述的壓板5-2-2 與支撐板5-2的另一邊可拆卸安裝在一起；

壓板5-2-2與支撐板5-2的另一邊之間設(shè)有三個(gè)墊塊5-2-3，所述的墊塊5-2-3與壓板5-2-2、支撐板5-2之間通過螺釘連接；

擋板5-1上加工有齒條5-1-2，與齒輪5-3嚙合運(yùn)動(dòng)，齒輪5-3通過傳動(dòng)軸5-4和萬向節(jié)5-5與擋板驅(qū)動(dòng)器5-6連接，擋板驅(qū)動(dòng)器位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，通過控制齒輪5-3的正反轉(zhuǎn)使擋板5-1彈出收回。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的與實(shí)施例1的區(qū)別在于：還包括控制單元4，控制單元4包括數(shù)據(jù)采集器4-1、氣囊控制器4-2和單片機(jī)4-3，單片機(jī)采用K60型單片機(jī)，單片機(jī)4-3輸入端分別連接距離傳感器1和數(shù)據(jù)采集器4-1的輸出端，單片機(jī)4-3 的輸出端連接擋板驅(qū)動(dòng)器6和氣囊控制器4-2；數(shù)據(jù)采集器4-1與車輛CAN總線連接，實(shí)時(shí)采集車輛運(yùn)行過程中的車速信號(hào)；氣囊控制器4-2與氣囊2連接，用于彈出氣囊。

單片機(jī)4-3安裝在車輛儀表盤下方，數(shù)據(jù)采集器4-1為CAN2.0A協(xié)議的數(shù)據(jù)采集器，也安裝于車輛儀表盤下方內(nèi)側(cè)。

實(shí)施例3

本實(shí)施例給出一種防碾壓行人的安全氣囊的控制方法，其中防碾壓行人的安全氣囊裝置與實(shí)施例2相同，

本實(shí)施例的防碾壓行人安全氣囊控制方法，包括以下步驟：

步驟一：車輛運(yùn)行速度分析：將數(shù)據(jù)采集器4-1的自身車速輸入單片機(jī)4-3，單片機(jī)設(shè)定一個(gè)速度初值：

a1＝(5km/h+40km/h)/2＝22.5km/h (1)

將車速與速度設(shè)定值a1進(jìn)行比較，車速與設(shè)定值a1差值的絕對(duì)值大于17.5m時(shí)，認(rèn)定車速正常，否則認(rèn)定車速異常；

步驟二：車輛與行人距離分析：參照?qǐng)D1，紅外線距離傳感器1中的紅外線發(fā)射器不斷發(fā)射頻率為40KHz的紅外線，經(jīng)過障礙物反射，紅外線接收器接收到反射波信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。測(cè)出發(fā)射波與接收到反射波的時(shí)差t，即可求出距離S，

式中，c為光速，一般取3×10⁸m/s。

本實(shí)施例采用“計(jì)數(shù)”方式，通過單片機(jī)處理進(jìn)行測(cè)量，其基本原理是：紅外線發(fā)射器始終處于發(fā)射紅外線的狀態(tài)，當(dāng)紅外接收器第一次接收到障礙物反射回的紅外線時(shí)，經(jīng)電路處理單片機(jī)給出一個(gè)計(jì)數(shù)啟動(dòng)信號(hào)，單片機(jī)的計(jì)數(shù)器開始以一定頻率計(jì)數(shù)；當(dāng)紅外線接收器第二次接收到反射回的紅外線時(shí)，經(jīng)電路處理單片機(jī)給出一個(gè)停止計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。通過編程，單片機(jī)自動(dòng)處理，用脈沖的周期T乘以脈沖數(shù)n就得到發(fā)射紅外線到接收紅外線的時(shí)間差t，即：

t＝n*T (3)

將(3)式代入(2)式就得測(cè)量距離。

將3個(gè)紅外線距離傳感器采集到的紅外線距離傳感器與行人的距離s1、s2和s3輸入到單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)3個(gè)紅外線采集到的距離數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并確定最小的相對(duì)距離，將最小的相對(duì)距離與單片機(jī)初始設(shè)定的兩個(gè)距離值0.8m、0.56m差值的絕對(duì)值進(jìn)行比較，如果最小的相對(duì)距離大于 0.8m，且最小的車輛與行人相對(duì)距離與初始設(shè)定值0.8m差值的絕對(duì)值大于0.2m，認(rèn)定紅外線距離傳感器1與行人的相對(duì)距離為正常，否則認(rèn)定為異常；

步驟三：當(dāng)步驟一、步驟二中結(jié)果都為異常時(shí)，防行人碾壓安全氣囊裝置處于起作用的狀態(tài)，否則認(rèn)定為處于不起作用的狀態(tài)。

圖3為電路示意圖；如若判定為異常后，且最小的車輛與行人相對(duì)距離與初始設(shè)定值0.8m差值的絕對(duì)值大于0.2m時(shí)，單片機(jī)將發(fā)送指令給安全氣囊擋板驅(qū)動(dòng)器，使氣囊擋板由圖2虛線位置轉(zhuǎn)動(dòng)到圖2實(shí)線位置。當(dāng)最小的相對(duì)距離與初始設(shè)定值0.56m差值的絕對(duì)值小于0.04m時(shí)，單片機(jī)將發(fā)送指令到氣囊控制器10，安全氣囊6瞬間膨脹，迅速填充地面與車輛前保險(xiǎn)杠下側(cè)之間的空隙，防止行人進(jìn)入車下造成被車輛底盤剮蹭、車輪碾壓等傷害，有效的保護(hù)行人的頭部、軀干以及四肢。且當(dāng)數(shù)據(jù)采集器 8采集到車速值為零時(shí)，單片機(jī)4-3根據(jù)傳遞來的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算后，將傳送指令給安全氣囊控制器4-2和氣囊擋板驅(qū)動(dòng)器6，氣囊2開始泄氣；安全氣囊擋板4在氣囊擋板驅(qū)動(dòng)器6的作用下回到原位(圖2中虛線所示位置)。

車輛與行人處于異常狀態(tài)的情況包括兩種情況：第一種，最小的車輛與行人相對(duì)距離與0.8m差值的絕對(duì)值小于0.2m時(shí)且車速與設(shè)定值差值的絕對(duì)值大于某一定值時(shí)，單片機(jī)將發(fā)送指令給安全氣囊擋板驅(qū)動(dòng)裝置，氣囊擋板將轉(zhuǎn)動(dòng)；第二種，最小的車輛與行人相對(duì)距離與0.56m差值的絕對(duì)值大于0.04m時(shí)且車速與為22.5km/h的設(shè)定車速度值差值的絕對(duì)值大于為17.5m的距離設(shè)定值時(shí)，安全氣囊彈出，防止行人碾壓，特別是老人和小孩再次受到傷害，尤其適用于乘用車輛。