CN108657290A - 用于行人保护的发动机罩盖防护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于行人保护的发动机罩盖防护结构，包括上面板和下面板，防护结构设置于所述的上面板和下面板之间；所述防护结构包括多个环形结构单体，相邻的环形结构单体通过连接杆相互连接而成一个整体，最上一层的环形结构单体同所述上面板底面相切连接，最下一层的环形结构单体同所述下面板上表面相切连接；本发明所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，主要利用收缩放置在发动机罩盖及罩板之间且吸能效果良好的环状结构，随着发动机罩盖抬起，可旋转展开形成完整的防护结构，当行人与汽车发生碰撞导致头部撞击到发动机罩盖上时，连接杆和环状结构发生变形吸收碰撞能量，从而起到行人头部损伤防护的作用。

Description

用于行人保护的发动机罩盖防护结构

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机罩盖防护结构技术领域，尤其涉及一种用于行人保护的发动机罩盖防护结构。

背景技术

随着机动车保有量的不断增加，行人作为道路弱势群体在人—车交通事故中受到损害的案例也逐年增多，其中头颈部损伤又是造成行人死亡的主要原因。在汽车与行人发生交通事故时，行人受到冲击弹起后往往会和车身上表面结构发生二次碰撞，当头部撞击发动机罩盖时，其结果不容乐观。因此，减少人—车交通事故中行人头部撞击发动机罩盖所造成的损伤尤为重要。

目前，公布的关于发动机罩盖安全防护领域的发明专利(申请号为：200910185835.8)，专利名称为：一种汽车发动机罩盖，提出了一种可适当减少行人头部损伤的设计方案，该方案中的发动机罩盖内、外板采用结构胶连接，能够适当降低发动机罩盖刚度，当行人与发动机罩盖发生碰撞时，通过向内凸起的发动机罩盖内板的变形来吸收碰撞能量。

该专利在人—车交通事故中对于行人头部安全的防护具有一定作用，但是其内板仍刚度较高，吸收能量有限，且设计占用发动机舱布置空间。

由上所述，发明一种具有更优行人保护效果，且较少占用空间的发动机罩盖防护结构，已成为该设计领域亟待解决的问题。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种用于行人保护的发动机罩盖防护结构，用于解决当前发动机罩盖对于行人安全防护结构吸能效果不佳、设计占用发动机舱空间大的问题。本发明采用的技术手段如下：

本发明采用的技术手段如下：

一种用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于包括上面板和下面板，防护结构设置于所述的上面板和下面板之间；所述防护结构包括多个环形结构单体，相邻的环形结构单体通过连接杆相互连接而成一个整体，最上一层的环形结构单体同所述上面板底面相切连接，最下一层的环形结构单体同所述下面板上表面相切连接；所述的环形结构单体包括：第一环状结构、第二环状结构和锁止结构；所述第一环状结构两端分别同第二环状结构和锁止结构铰接形成一个半圆环状转动结构，两个所述半圆环状转动结构首尾卡接形成环形结构单体。

进一步地，所述第一环状结构两端内部均开有凹槽，分别设置有第一旋转轴和第二旋转轴，所述第二环状结构一端的上下两侧分别加工有凹槽，两个所述凹槽之间加工有第二贯通孔，所述锁止结构底部中心设置有凸出圆环，所述凸出圆环内加工有第一贯通孔；所述第二旋转轴和所述第二贯通孔间隙配合，使所述第一环状结构和所述第二环状结构铰接在一起，所述第二环状结构能够以所述第二旋转轴为中心旋转；所述第一贯通孔和所述第一旋转轴共轴间隙配合，使所述第一环形结构和所述锁止结构铰接在一起，所述锁止结构能够以所述第一旋转轴为中心旋转。

进一步地，所述连接杆一端分别与所述环形结构单的第一环形结构、第二环形结构相切连接，其另一端与相邻环形结构单体的对应第一环形结构、第二环形结构相切连接，实现固定第一环形结构、带动第二环形结构转动，所述上面板设置于发动机罩盖下表面。

当所述防护结构处于收缩状态时，最下层环形结构单体的第一环状结构和第二环状结构均固定连接在所述下面板的上表面；上下层相邻的环状结构单体间，由连接杆相连的两个第二环状结构处于分离状态，尚未处于和第一环状结构同心位置；左右相邻的环状结构单体间，由连接杆将两个第一环形结构固连，使左右相邻的两个第一环形结构同步运动。

当汽车检测到即将撞击行人时，发动机罩盖主动抬升，此时防护结构的上面板随之升起，并带动与之相连接的第一环形结构、第二环形结构向上运动；同时，下层环形结构单体间彼此相连的第二环形结构绕第二旋转轴运动，碰触到锁止结构时，锁止结构绕第一旋转轴转动，使得第二环形结构继续运行到与第一环形结构同心的位置，此时锁止结构反向运动，到达与第一环形结构接触位置时锁止，防止第二环形结构回向运动；

同时，相邻环形结构单体间由连接杆连接的第一环形结构在其所在纵向平面内平移运动，最终与第二环形结构、锁止结构配合形成完整的防护结构；当行人头部撞击到发动机罩盖上时，所述防护结构受压发生变形吸收碰撞能量。

进一步地，所述第一环状结构，相对所述防护结构中心对称分布，仅在其所在的纵向平面内平移运动，自身不发生转动；所述的第一环状结构整体近似半圆环状，其内环、中环、外环同心，各端均以相邻两边间距为直径做圆角处理，且内环与外环间加工有空白部，以便于和锁止结构配合。

所述第一环状结构上加工有的所述凹槽分别位于内环与中环、内环与外环之间，凹槽主体分别为以内环和中环间距、内环与外环间距为直径，高度不超过所述第一环状结构厚度的圆柱，所述凹槽底边与圆柱相切，其所在直线与所述凹槽圆心和内环所在圆的圆心两者连线相平行。

两端所述凹槽内，分别固定连接的第一旋转轴和第二旋转轴中，所述第二旋转轴的直径大于所述第一旋转轴的直径；所述第一旋转轴和第二旋转轴的轴线分别与所在圆柱轴线重合，直径小于圆柱直径，高度与圆柱相同。

进一步地，所述第二环状结构，相对所述防护结构中心对称分布，在其所在的纵向平面内平移运动，且以大端轴线为轴心进行转动；所述的第二环状结构整体近似半圆环状，其内环、中环、外环分别与所述第一环状结构相应位置所在圆环共圆，各端均以相邻两边间距为直径做圆角处理，且内环与外环间加工的空白部分与所述第一环状结构相同，便于和所述锁止结构配合。

所述的第二环状结构在大端一侧的上下表面对称开有所述凹槽，所述凹槽主体为以内环与外环间距为直径，高度不超过第二环状结构厚度的圆柱，所述凹槽底边与圆柱相切，其所在直线与所述凹槽圆心和内环所在圆的圆心两者连线相平行；上下凹槽之间，设置有第二贯通孔，其轴线与圆柱轴线重合，直径小于圆柱直径。

进一步地，所述锁止结构，相对所述防护结构中心对称分布，在其所在的纵向平面内平移运动，且以第一贯通孔轴线为轴心转动；所述锁止结构由中面重合的弧形板和凸出圆环两部分固定连接，其中弧形板内、外环同心，两端圆角直径为内、外环间距，圆环内部第一贯通孔与第一环状结构中的第一旋转轴间隙配合，使得所述锁止结构能够以第一旋转轴的轴线为中心转动，并在发动机罩盖抬起时将第二环状结构与第一环状结构锁止，形成完整的防护结构。

进一步地，所述第一环状结构1的设计尺寸满足如下关系：

r₁＝ρ₁(R₂-R₁)，

r₂＝ρ₂(R₃-R₁)，

h₁＝h₂＝h₃＝ρ₃T，

θ₁＝360°/n₁，

θ₂＝ρ₄θ₁，

其中，R₁为第一环状结构内环半径，R₂第一环状结构中环半径，R₃为第一环状结构外环半径，T为第一环状结构厚度，r₁为第一旋转轴半径，r₂为第二旋转轴半径，h₁为第一旋转轴高度，h₂为第二旋转轴高度，h₃为凹槽深度，θ₁为内环和中环间圆角圆心与内环和外环间圆角圆心相对圆环圆心的夹角，θ₂为内环和中环间圆角圆心与中环和外环间圆角圆心的夹角，ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄分别为设计参数，n₁为连接杆个数，取n₁＝4；并且R₁＜R₂＜R₃，0<ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄<1。

进一步地，所述第二环状结构的设计尺寸满足如下关系：

d₁＝μ₁T，

r₃＝μ₂(R₃ R₁)，

其中，d₁为凹槽深度，r₃为第二贯通孔的直径；0<μ₁、μ₂<1；

所述连接杆的布置位置及设计尺寸满足如下关系：

l₁＝δ₁r₁，

t₁＝T，

t₂＝δ₂t₁，

θ₄＝δ₃θ₁，

θ₅＝δ₃θ₁，

其中，l₁为连接杆长度，t₁为连接杆厚度，t₂为连接杆宽度，θ₄为连接杆和第一环形结构的切点与第一旋转轴圆心相对于内环圆心的夹角，θ₅为连接杆和第二环形结构的切点与第二贯通孔圆心相对于内环圆心的夹角；δ₁>1，0<δ₂、δ₃、δ₄<1。

进一步地，所述锁止结构的设计尺寸满足如下关系：

θ₃＝2θ₂，

r₄＝R₂-R₁，

r₅＝r₁，

h₄＝h₃，

其中，r₄为凸出圆环的外径，r₅为第一贯通孔的直径，h₄为凸出圆环的高度，θ₃为弧形板两端圆角圆心对应内环圆心的夹角。

进一步地，所述上面板和下面板的布置位置及设计尺寸满足如下关系：

(2n₂-1)R₃＜a₁，

a₂＝T，

a₃＝σ₁a₂，

(2n₃-1)R₃＜a₄，

a₅＝σ₂A/2，

a₆＝σ₃B/2，

其中，a₁为上面板和下面板的长度，a₂为上面板和下面板的宽度，a₃为上面板和下面板的高度，a₄为上面板和下面板间距最小值，a₅为上面板中心与发动机罩盖纵向中心平面的间距，a₆为上面板中心与发动机罩盖横向中心平面的间距，A为发动机罩盖横向长度，B为发动机罩盖纵向宽度，n₂为环形结构水平方向个数，n₃为环形结构竖直方向个数，σ₁、σ₂、σ₃分别为设计参数；-0.5≤σ₂、σ₃≤0.5，其中，正负号仅代表方向，以发动机罩盖纵向中心平面右侧、横向中心平面上方为正。

与现有技术相比较，本发明所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，具有以下优点：

1、本发明所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，发动机罩盖防护结构的设计为行人头部撞击到汽车发动机罩盖上时，通过连接杆和环状结构单体的变形吸能减少其头部损伤，这将为行人提供有效的安全防护作用。

2、本发明所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，防护结构初始收缩于发动机罩盖及罩板之间，节省发动机舱布置空间。

3、本发明所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，防护结构随着发动机罩盖的抬升同步展开，无反应时间差，更高效的实现对行人头部的安全防护。

本发明所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，主要利用收缩放置在发动机罩盖及罩板之间且吸能效果良好的环状结构，随着发动机罩盖抬起，可旋转展开形成完整的防护结构，当行人与汽车发生碰撞导致头部撞击到发动机罩盖上时，连接杆和环状结构发生变形吸收碰撞能量，从而起到行人头部损伤防护的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明用于行人保护的发动机罩盖防护结构的整体示意图。

图2是本发明第一环状结构的示意图。

图3是本发明第二环状结构的示意图。

图4是本发明锁止结构的示意图。

图5是本发明环形结构单体示意图。

图6是本发明收缩状态的示意图。

图7是本发明展开状态的示意图。

其中：1、第一环形结构；2、第二环形结构；3、锁止结构；4、连接杆；5、上面板；6、下面板；7、第一旋转轴；8、第二旋转轴；9、第一贯通孔；10、第二贯通孔；11、凸出圆环。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7所示，一种用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于包括上面板5和下面板6，防护结构设置于所述的上面板5和下面板6之间；

所述防护结构包括多个环形结构单体，相邻的环形结构单体通过连接杆4相互连接而成一个整体，最上一层的环形结构单体同所述上面板5底面相切连接，最下一层的环形结构单体同所述下面板6上表面相切连接；相邻环状结构单体通过连接杆4相互连接，并由固定在发动机罩盖和防护结构之间的上面板5提供展开动力。

防护结构最上层的环状结构单体与固定在发动机罩盖下表面的上面板5相切固定连接，两者间的相互作用力为环状结构的展开提供动力。

同时，下面板6与防护结构最下层的环状结构单体相切固定连接，为环状结构提供下部支撑。

所述的环形结构单体包括：第一环状结构1、第二环状结构2和锁止结构3；

所述第一环状结构1两端分别同第二环状结构2和锁止结构3铰接形成一个半圆环状转动结构，两个所述半圆环状转动结构首尾卡接形成环形结构单体。

所述第一环状结构1两端内部均开有凹槽，分别设置有第一旋转轴7和第二旋转轴8，所述第二环状结构2一端的上下两侧分别加工有凹槽，两个所述凹槽之间加工有第二贯通孔10，所述锁止结构3底部中心设置有凸出圆环11，所述凸出圆环11内加工有第一贯通孔9；所述第二旋转轴8和所述第二贯通孔10间隙配合，使所述第一环状结构1和所述第二环状结构2铰接在一起，所述第二环状结构2能够以所述第二旋转轴8为中心旋转；所述第一贯通孔9和所述第一旋转轴7共轴间隙配合，使所述第一环形结构1和所述锁止结构铰接在一起，所述锁止结构3能够以所述第一旋转轴7为中心旋转。

所述连接杆4一端分别与所述环形结构单的第一环形结构1、第二环形结构2相切连接，其另一端与相邻环形结构单体的对应第一环形结构1、第二环形结构2相切连接，实现固定第一环形结构1、带动第二环形结构2转动的作用，所述上面板5设置于发动机罩盖下表面。

当所述防护结构处于收缩状态时，最下层环形结构单体的第一环状结构1和第二环状结构2均固定连接在所述下面板6的上表面；上下层相邻的环状结构单体间，由连接杆4相连的两个第二环状结构2处于分离状态，尚未处于和第一环状结构1同心位置；左右相邻的环状结构单体间，由连接杆4将两个第一环形结构1固连，使左右相邻的两个第一环形结构1同步运动，保证两部件的同步运动；所述上面板5的下表面，与最上层的环形结构单体相切固定连接，其上表面固定在发动机罩盖的下表面，由此可随着发动机罩盖的抬升，为环形结构的展开提供动力。

当汽车检测到即将撞击行人时，发动机罩盖主动抬升，此时防护结构的上面板5随之升起，并带动与之相连接的第一环形结构1、第二环形结构2向上运动；同时，下层环形结构单体间彼此相连的第二环形结构2绕第二旋转轴8运动，碰触到锁止结构3时，锁止结构3绕第一旋转轴7转动，使得第二环形结构2继续运行到与第一环形结构1同心的位置，此时锁止结构3反向运动，到达与第一环形结构1接触位置时锁止，防止第二环形结构2回向运动；

同时，相邻环形结构单体间由连接杆4连接的第一环形结构1在其所在纵向平面内平移运动，最终与第二环形结构2、锁止结构3配合形成完整的防护结构；当行人头部撞击到发动机罩盖上时，所述防护结构受压发生变形吸收碰撞能量，能够起到很好的缓冲吸能效果，降低行人头部受到的损伤，起到行人保护的作用。

所述第一环状结构1，相对所述防护结构中心对称分布，仅在其所在的纵向平面内平移运动，自身不发生转动；所述的第一环状结构1整体近似半圆环状，其内环、中环、外环同心设计，各端均以相邻两边间距为直径做圆角处理，且内环与外环间加工有空白部，以便于和锁止结构配合。

所述第一环状结构1上加工有的所述凹槽分别位于内环与中环、内环与外环之间，为贯通设计，凹槽主体分别为以内环和中环间距、内环与外环间距为直径，高度不超过所述第一环状结构1厚度的圆柱设计，所述凹槽底边与圆柱相切，其所在直线与所述凹槽圆心和内环所在圆的圆心两者连线相平行；两端所述凹槽内，分别固定连接的第一旋转轴7和第二旋转轴8中，所述第二旋转轴8的直径大于所述第一旋转轴7的直径；所述第一旋转轴7和第二旋转轴8的轴线分别与所在圆柱轴线重合，直径小于圆柱直径，高度与圆柱相同。

所述第二环状结构2，相对所述防护结构中心对称分布，在其所在的纵向平面内平移运动，且以大端轴线为轴心进行转动；所述第二环状结构2的大端指的是所述第二环状结构2半径较大的一端，所述的第二环状结构2整体近似半圆环状，其内环、中环、外环分别与所述第一环状结构1相应位置所在圆环共圆，各端均以相邻两边间距为直径做圆角处理，且内环与外环间加工的空白部分与所述第一环状结构1相同，便于和所述锁止结构3配合。

所述的第二环状结构2在大端一侧的上下表面对称开有所述凹槽，所述凹槽主体为以内环与外环间距为直径，高度不超过第二环状结构厚度的圆柱设计，所述凹槽底边与圆柱相切，其所在直线与所述凹槽圆心和内环所在圆的圆心两者连线相平行；上下凹槽之间，设置有第二贯通孔10，其轴线与圆柱轴线重合，直径小于圆柱直径。

所述锁止结构3，相对所述防护结构中心对称分布，在其所在的纵向平面内平移运动，且以第一贯通孔轴线9为轴心转动；所述锁止结构3由中面重合的弧形板和凸出圆环11两部分固定连接，其中弧形板内、外环同心设计，两端圆角直径为内、外环间距，圆环内部第一贯通孔9与第一环状结构1中的第一旋转轴7间隙配合，使得所述锁止结构3能够以第一旋转轴7的轴线为中心转动，并在发动机罩盖抬起时将第二环状结构2与第一环状结构1锁止，形成完整的防护结构。

所述连接杆4为长方体设计，一端与环状结构相切固连，另一端与相邻环状结构的连接杆固连，当行人头部撞击到防护结构上时，连接杆发生积聚收缩变形，该过程可有效吸收碰撞能量，减少行人头部受到的损伤。所述连接杆4，相对所述防护结构中心阵列分布，且与之相切的第一环状结构1和第二环状结构2固定连接。

上、下面板，位于发动机罩盖及罩板之间，用以承载环状结构，并提供环状结构展开所需的张力。所述上面板5的上表面固定连接在发动机罩盖下表面，其下表面与环状结构相切固连。下面板6的下表面固定连接在发动机罩板的上表面，其上表面与环状结构相切固连；所述上、下面板固定连接在行人头部撞击发动机罩盖机率较大的位置，当防护功能启用时，随着发动机罩盖的抬升，上面板5带动环状结构展开形成完整的防护结构，从而更好的吸收碰撞能量，起到减少行人头部损伤的效果。

当汽车即将发生碰撞时，随着发动机罩盖的预先抬升，上面板带动环状结构整体向上运动展开形成完整的防护结构，使得行人头部撞击到发动机罩盖上时，经由连接杆和环状结构的变形吸能来减少行人头部受到的冲击损伤，起到安全防护的作用。

所述第一环状结构1的设计尺寸满足如下关系：

r₁＝ρ₁(R₂-R₁)，

r₂＝ρ₂(R₃-R₁)，

h₁＝h₂＝h₃＝ρ₃T，

θ₁＝360°/n₁，

θ₂＝ρ₄θ₁，

其中，R₁为第一环状结构内环半径，R₂第一环状结构中环半径，R₃为第一环状结构外环半径，T为第一环状结构厚度，r₁为第一旋转轴半径，r₂为第二旋转轴半径，h₁为第一旋转轴高度，h₂为第二旋转轴高度，h₃为凹槽深度，θ₁为内环和中环间圆角圆心与内环和外环间圆角圆心相对圆环圆心的夹角，θ₂为内环和中环间圆角圆心与中环和外环间圆角圆心的夹角，ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄分别为设计参数，n₁为连接杆个数，取n₁＝4；进一步地，考虑结构设计的合理性，上述设计参数需满足如下关系：并且R₁＜R₂＜R₃，0<ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄<1。

所述第二环状结构2的设计尺寸满足如下关系：

d₁-μ₁T，

r₃＝μ₂(R₃-R₁)，

其中，d₁为凹槽深度，r₃为第二贯通孔的直径；进一步地，考虑结构设计的合理性，上述设计参数需满足如下关系：0<μ₁、μ₂<1。

所述连接杆4的布置位置及设计尺寸满足如下关系：

l₁＝δ₁r₁，

t₁＝T，

t₂＝δ₂t₁，

θ₄＝δ₃θ₁，

θ₅＝δ₄θ₁，

其中，l₁为连接杆长度，t₁为连接杆厚度，t₂为连接杆宽度，θ₄为连接杆和第一环形结构的切点与第一旋转轴圆心相对于内环圆心的夹角，θ₅为连接杆和第二环形结构的切点与第二贯通孔圆心相对于内环圆心的夹角；进一步地，考虑结构设计的合理性，上述设计参数需满足如下关系：δ₁>1，0<δ₂、δ₃、δ₄<1。

所述锁止结构5的设计尺寸满足如下关系：

θ₃＝2θ₂，

r₄＝R₂ R₁，

r₅＝r₁，

h₄＝h₃，

其中，r₄为凸出圆环的外径，r₅为第一贯通孔的直径，h₄为凸出圆环的高度，θ₃为弧形板两端圆角圆心对应内环圆心的夹角。

所述上面板5和下面板6的布置位置及设计尺寸满足如下关系：

(2n₂-1)R₃＜a₁，

a₂＝T，

a₃＝σ₁a₂，

(2n₃-1)R₃＜a₄，

a₅-σ₂A/2，

a₆＝σ₃B/2，

其中，a₁为上面板5和下面板6的长度，a₂为上面板5和下面板6的宽度，a₃为上面板5和下面板6的高度，a₄为上面板5和下面板6间距最小值，a₅为上面板中心与发动机罩盖纵向中心平面的间距，a₆为上面板中心与发动机罩盖横向中心平面的间距，A为发动机罩盖横向长度，B为发动机罩盖纵向宽度，n₂为环形结构水平方向个数，n₃为环形结构竖直方向个数，σ₁、σ₂、σ₃分别为设计参数；进一步地，考虑结构设计的合理性，上述设计参数需满足如下关系：-0.5≤σ₂、σ₃≤0.5，其中，正负号仅代表方向，以发动机罩盖纵向中心平面右侧、横向中心平面上方为正。

实施例1，如图1至图7所示，本发明所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，环形结构为四连接杆环形结构，适用但不局限于这种类型。

其中，涉及环形结构的内环半径R₁＝50mm，中环半径R₂＝55mm，外环半径R₃＝60mm，第一环状结构厚度T＝200mm，连接杆个数n₁＝4。

本发明所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，相关结构参数设计如下：

1、第一环形结构1设计：

根据设计参数取值范围选定ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝0.5，ρ₄＝1/6，得

r₁＝ρ₁(R₂-R₁)＝0.5×(55-50)＝2.5mm，

r₂-ρ₂(R₃-R₁)-0.5×(60-50)-5mm，

h₁＝h₂＝h₃＝ρ₃T＝0.5×200＝100mm，

θ₁＝360°/n₁＝360°/4＝90°，

θ₂＝ρ₄θ₁＝1/6×90°＝15°，

故第一环形结构1设计尺寸取第一旋转轴半径2.5mm，第二旋转轴半径5mm，第一旋转轴高度100mm，第二旋转轴高度100mm，凹槽深度100mm，内环和中环间圆角圆心与内环和外环间圆角圆心相对圆环圆心的夹角90°，内环和中环间圆角圆心与中环和外环间圆角圆心的夹角15°。

2、第二环形结构2设计：

根据设计参数取值范围选定μ₁＝μ₂＝0.5，得

d₁＝μ₁T＝0.5×200＝100mm，

r₃＝μ₂(R₃-R₁)＝0.5×(60-50)＝5mm，

故第二环形结构2设计尺寸取凹槽深度100mm，第二贯通孔的直径5mm。

3、锁止结构3设计：

θ₃＝2θ₂＝2×15°＝30°，

r₄＝R₂-R₁＝55-50＝5mm，

r₅＝r₁＝50mm，

h₄＝h₃＝100mm，

故凸出圆环的外径5mm，第一贯通孔的直径50mm，凸出圆环的高度100mm，弧形板两端圆角圆心对应内环圆心的夹角30°。

4、连接杆4设计：

根据设计参数取值范围选定δ₁＝2，δ₂＝1/20,δ₃＝δ₄＝2/3，得

l₁＝δ₁r₁＝2×2.5＝5mm，

t₁＝T＝200mm，

t₂＝δ₂t₁＝1/20×200＝10mm，

θ₄＝δ₃θ₁＝2/3×90°＝60°，

θ₅-δ₄θ₁-2/3×90°-60°，

故连接杆长度5mm，连接杆厚度200mm，连接杆宽度10mm，连接杆和第一环形结构的切点与第一旋转轴圆心相对于内环圆心的夹角60°，连接杆和第二环形结构的切点与第二贯通孔圆心相对于内环圆心的夹角60°。

5、上面板5、下面板6设计：

根据设计参数取值范围选定σ₁＝1/40，σ₂＝1/2，σ₃＝1/3，a₁＝450mm，a₄＝350mm，A＝1700mm，B＝900mm，n₂＝4，n₃＝3，得

a₂＝T＝200mm，

a₃＝σ₁a₂＝1/40×200＝5mm，

α₅＝σ₂A＝1/2×1700/2＝425mm，

a₆＝σ₃R＝1/3×900/2＝150mm，

进一步地，上述设计参数满足：

(2n₂-1)R₃＝(2×4-1)×60＝420mm＜a₁，

(2n₃-1)R₃＝(2×3-1)×60＝300mm＜a₄，

故各设计参数取上、下面板的长度450mm，上、下面板的宽度200mm，上、下面板的高度5mm，上、下面板间距最小值350mm，上面板中心与发动机罩盖纵向中心平面的间距425mm，上面板中心与发动机罩盖横向中心平面的间距150mm。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于包括上面板和下面板，防护结构设置于所述的上面板和下面板之间；

所述防护结构包括多个环形结构单体，相邻的环形结构单体通过连接杆相互连接而成一个整体，最上一层的环形结构单体同所述上面板底面相切连接，最下一层的环形结构单体同所述下面板上表面相切连接；

所述的环形结构单体包括：第一环状结构、第二环状结构和锁止结构；

所述第一环状结构两端分别同第二环状结构和锁止结构铰接形成一个半圆环状转动结构，两个所述半圆环状转动结构首尾卡接形成环形结构单体。

2.根据权利要求1所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于：

所述第一环状结构两端内部均开有凹槽，分别设置有第一旋转轴和第二旋转轴，所述第二环状结构一端的上下两侧分别加工有凹槽，两个所述凹槽之间加工有第二贯通孔，所述锁止结构底部中心设置有凸出圆环，所述凸出圆环内加工有第一贯通孔；

所述第二旋转轴和所述第二贯通孔间隙配合，使所述第一环状结构和所述第二环状结构铰接在一起，所述第二环状结构能够以所述第二旋转轴为中心旋转；

所述第一贯通孔和所述第一旋转轴共轴间隙配合，使所述第一环形结构和所述锁止结构铰接在一起，所述锁止结构能够以所述第一旋转轴为中心旋转。

3.根据权利要求2所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于：

所述连接杆一端分别与所述环形结构单的第一环形结构、第二环形结构相切连接，其另一端与相邻环形结构单体的对应第一环形结构、第二环形结构相切连接，实现固定第一环形结构、带动第二环形结构转动，所述上面板设置于发动机罩盖下表面；

当所述防护结构处于收缩状态时，最下层环形结构单体的第一环状结构和第二环状结构均固定连接在所述下面板的上表面；

上下层相邻的环状结构单体间，由连接杆相连的两个第二环状结构处于分离状态，尚未处于和第一环状结构同心位置；

左右相邻的环状结构单体间，由连接杆将两个第一环形结构固连，使左右相邻的两个第一环形结构同步运动；

当汽车检测到即将撞击行人时，发动机罩盖主动抬升，此时防护结构的上面板随之升起，并带动与之相连接的第一环形结构、第二环形结构向上运动；

同时，下层环形结构单体间彼此相连的第二环形结构绕第二旋转轴运动，碰触到锁止结构时，锁止结构绕第一旋转轴转动，使得第二环形结构继续运行到与第一环形结构同心的位置，此时锁止结构反向运动，到达与第一环形结构接触位置时锁止，防止第二环形结构回向运动；

同时，相邻环形结构单体间由连接杆连接的第一环形结构在其所在纵向平面内平移运动，最终与第二环形结构、锁止结构配合形成完整的防护结构；

当行人头部撞击到发动机罩盖上时，所述防护结构受压发生变形吸收碰撞能量。

4.根据权利要求2或3所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于：

所述第一环状结构，相对所述防护结构中心对称分布，仅在其所在的纵向平面内平移运动，自身不发生转动；

所述的第一环状结构整体近似半圆环状，其内环、中环、外环同心，各端均以相邻两边间距为直径做圆角处理，且内环与外环间加工有空白部，以便于和锁止结构配合；

所述第一环状结构上加工有的所述凹槽分别位于内环与中环、内环与外环之间，凹槽主体分别为以内环和中环间距、内环与外环间距为直径，高度不超过所述第一环状结构厚度的圆柱，所述凹槽底边与圆柱相切，其所在直线与所述凹槽圆心和内环所在圆的圆心两者连线相平行；

两端所述凹槽内，分别固定连接的第一旋转轴和第二旋转轴中，所述第二旋转轴的直径大于所述第一旋转轴的直径；所述第一旋转轴和第二旋转轴的轴线分别与所在圆柱轴线重合，直径小于圆柱直径，高度与圆柱相同。

5.根据权利要求4所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于：

所述第二环状结构，相对所述防护结构中心对称分布，在其所在的纵向平面内平移运动，且以大端轴线为轴心进行转动；

所述的第二环状结构整体近似半圆环状，其内环、中环、外环分别与所述第一环状结构相应位置所在圆环共圆，各端均以相邻两边间距为直径做圆角处理，且内环与外环间加工的空白部分与所述第一环状结构相同，便于和所述锁止结构配合；

所述的第二环状结构在大端一侧的上下表面对称开有所述凹槽，所述凹槽主体为以内环与外环间距为直径，高度不超过第二环状结构厚度的圆柱，所述凹槽底边与圆柱相切，其所在直线与所述凹槽圆心和内环所在圆的圆心两者连线相平行；

上下凹槽之间，设置有第二贯通孔，其轴线与圆柱轴线重合，直径小于圆柱直径。

6.根据权利要求4所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于：

所述锁止结构，相对所述防护结构中心对称分布，在其所在的纵向平面内平移运动，且以第一贯通孔轴线为轴心转动；

所述锁止结构由中面重合的弧形板和凸出圆环两部分固定连接，其中弧形板内、外环同心，两端圆角直径为内、外环间距，圆环内部第一贯通孔与第一环状结构中的第一旋转轴间隙配合，使得所述锁止结构能够以第一旋转轴的轴线为中心转动，并在发动机罩盖抬起时将第二环状结构与第一环状结构锁止，形成完整的防护结构。

7.根据权利要求4所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于：

所述第一环状结构1的设计尺寸满足如下关系：

τ₁＝ρ₁(R₂-R₁)，

r₂＝ρ₂(R₃-R₁)，

h₁＝h₂＝h₃＝ρ₃T，

θ₁＝360°/n₁，

θ₂＝ρ₄θ₁，

其中，R₁为第一环状结构内环半径，R₂第一环状结构中环半径，R₃为第一环状结构外环半径，T为第一环状结构厚度，r₁为第一旋转轴半径，r₂为第二旋转轴半径，h₁为第一旋转轴高度，h₂为第二旋转轴高度，h₃为凹槽深度，θ₁为内环和中环间圆角圆心与内环和外环间圆角圆心相对圆环圆心的夹角，θ₂为内环和中环间圆角圆心与中环和外环间圆角圆心的夹角，ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄分别为设计参数，n₁为连接杆个数，取n₁＝4；并且R₁＜R₂＜R₃，0<ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄<1。

8.根据权利要求5所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于：

所述第二环状结构的设计尺寸满足如下关系：

d₁＝μ₁T，

r₃＝μ₂(R₃-R₁)，

其中，d₁为凹槽深度，r₃为第二贯通孔的直径；0<μ₁、μ₂<1；

所述连接杆的布置位置及设计尺寸满足如下关系：

l₁＝δ₁r₁，

t₁＝T，

t₂＝δ₂t₁，

θ₄＝δ₃θ₁，

θ₅＝δ₄θ₁，

其中，l₁为连接杆长度，t₁为连接杆厚度，t₂为连接杆宽度，θ₄为连接杆和第一环形结构的切点与第一旋转轴圆心相对于内环圆心的夹角，θ₅为连接杆和第二环形结构的切点与第二贯通孔圆心相对于内环圆心的夹角；δ₁>1，0<δ₂、δ₃、δ₄<1。

9.根据权利要求6所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于：

所述锁止结构的设计尺寸满足如下关系：

θ₃＝2θ₂，

r₄＝R₂-R₁，

r₅＝r₁，

h₄＝h₃，

其中，r₄为凸出圆环的外径，r₅为第一贯通孔的直径，h₄为凸出圆环的高度，θ₃为弧形板两端圆角圆心对应内环圆心的夹角。

10.根据权利要求5所述的用于行人保护的发动机罩盖防护结构，其特征在于：

所述上面板和下面板的布置位置及设计尺寸满足如下关系：

(2n₂-1)R₃＜a₁，

a₂＝T，

a₃＝σ₁a₂，

(2n₃-1)R₃＜α₄，

a₅＝σ₂A/2，

a₆＝σ₃B/2，

其中，a₁为上面板和下面板的长度，a₂为上面板和下面板的宽度，a₃为上面板和下面板的高度，a₄为上面板和下面板间距最小值，a₅为上面板中心与发动机罩盖纵向中心平面的间距，a₆为上面板中心与发动机罩盖横向中心平面的间距，A为发动机罩盖横向长度，B为发动机罩盖纵向宽度，n₂为环形结构水平方向个数，n₃为环形结构竖直方向个数，σ₁、σ₂、σ₃分别为设计参数；

-0.5≤σ₂、σ₃≤0.5，其中，正负号仅代表方向，以发动机罩盖纵向中心平面右侧、横向中心平面上方为正。