CN109808635A - 一种智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶 - Google Patents

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Abstract

针对现有研究成果暂无涉及保护人地碰撞损伤的车顶，本发明提出一种保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶。该车顶由支撑层、气囊层、保护层组成，其中气囊层由气囊、气柱及气柱头组成。当智能汽车监测到事故中人体抛出高度可高于车顶时，引爆气囊和气柱，并控制车辆运动使人体高过车顶后，人车能以相同速度向前运动直至人体坠落车顶中部；当检测到人体接触车顶中部后，引爆气柱头并缓慢制动至完全静止。本发明的有益效果是：通过控制车辆运动使车顶接住高速事故中的人体，在接住人体前通过气囊及气柱降低接人过程的碰撞损伤，人体接住后通过气柱头及附在其上的粘液使未被人体压实的气柱间相互固定连接而阻止人体坠地，以实现人地碰撞损伤保护。

Description

一种智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶
技术领域
本发明涉及智能汽车领域，更具体地，涉及一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶。
背景技术
不同于车内乘员，行人在交通事故中往往受到更为严重的伤害，故而保护行人尤为必要。交通事故中人体损伤来源于车辆的第一次撞击及随后与地面的第二次撞击。根据已有研究成果，在高速碰撞事故中人体所受伤害主要来源于车辆碰撞，但地面伤害亦不可忽略。高速事故中行人的致死率非100%，特别是随着车载安全设备如行人保护气囊等的推广应用，车辆所致致死率会更低，此时保护地面损伤则更为必要。特别考虑到当人体受到车体较为严重的撞击后，人体身体结构保护自身能力下降，此时如能保护好人地之间的碰撞，将极具价值。
已有研究中人们更多关注于降低人车碰撞损伤的方案，但对于人地碰撞损伤防护方法的研究不多，仅有少量的文献或专利中提到在车头设置安全气囊防止人体坠地或设计粘液形车头在人车碰撞发生后将人体粘在车头上。这些方法并非不可行，但在高速撞击下人体会获得一个斜向上方的较大速度，此时如能允许人、车分离一段时间，则可降低在防护过程中对人体的伤害。
本发明中定义人体抛出高度能高出车顶的事故为高速碰撞事故。在该类事故中，人体被抛出后其飞行高度将高过车顶。对于智能汽车而言，其完全有能力实时监测、跟踪人体位置并通过移动车辆使得在人体高度高过车顶后保持人、车顶之间以相同速度向前运行一段时间后用车顶接住人体并阻止其坠落地面，以此实现对人地碰撞的保护。
为实现用车顶接住人体进而保护人地碰撞的目的，设计一个满足需要的车顶极为必要。用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其首先需具备一定的在接住人体过程中保护人体的能力，其次则是具备阻止人体坠落地面的能力。纵观各类研究文献，相关成果几乎空白。
发明内容
针对现有研究成果中几乎没有涉及到保护人地碰撞损伤的车顶，本发明提出一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶。该车顶由三层组成，底层为支撑层，中层为气囊层，外层为保护层，其中展开后的气囊层由气囊、气囊表面气柱及气柱头3个部分组成。
优选地，一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶的底层为支撑层，其由具有一定刚度、强度的复合材料板件制成。其作用除了承担现有汽车车顶功能外，还需起到固定气囊层的作用。
优选地，一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶的外层为保护层，其由具备防备环境腐蚀且由内往外冲击易碎但由外往内冲击不易破坏的复合材料板件制成，通过边缘与底层密封而固定连接。保护层的作用是在车辆正常工况下保护气囊层。
优选地，一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶的中层为气囊层。折叠好的气囊置于外层与底层之间，气囊底部与底层固定连接，气囊引爆装置与车辆中控台连接。展开后的气囊由气囊、气囊表面气柱及气柱头3个部分组成。
优选地，一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶的气囊层中的气囊引爆后呈长方体状，与车顶长宽一致、各处高度为固定值，长方体下面与车顶支撑层连接、上面布满气柱。气囊及气柱的作用有2：其一是保护接人过程中的人体；其二是通过气柱增加人体在车顶滑动的阻力以阻止人体在车顶水平面内的移动。
优选地，一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶的气囊层中的气囊表面气柱在引爆后为圆柱体状，其高度需高于0.5米，下端与气囊连接在一起。在保护行人过程中，气柱与气囊同时引爆，一起展开。气柱的主要作用有3：其一是保护接人过程中的人体；其二是增大车顶阻力减缓人体滑动；其三是利用气柱为未受致命伤害的人体提供手抓物体以消耗人体动能、阻碍人体下滑。
优选地，一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶的气囊层中的气柱头引爆前由3层组成：内层为气囊，与气柱固定连接；中间层为强力速干粘液；外层为在冲击力作用下易于破碎的粘液保护膜。气柱头单独引爆。
优选地，一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶的气囊层中的气柱头在引爆后内层气囊冲破外层保护膜后变为球状，球体大小能确保在无外力干扰下相邻球体间紧密压实接触，其下端与气柱上端固定连接。引爆后的气柱头受胶水作用相邻球体间紧密连接，确保人体不可回弹的同时，阻碍人体在水平面上的移动，以此实现不让人体坠落地面的目的。
优选地，一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其保护人体的步骤为：智能汽车监测到人车碰撞事故中人体抛出高度可高于车顶时，引爆气囊层中气囊和气柱，并控制车辆运动使人体抛出高度高过车顶后人车能保持相同速度一起向前运动直至人体坠落车顶中部。当检测到人体接触车顶中部后，引爆气囊层中气柱头并开始缓慢制动车体直至车辆完全静止。通过第一步车辆运动的控制，使人体与车辆间速度差很少从而使人体坠落到车顶后与车顶之间的相对运动很低。通过第二步引爆气柱头后使得未被人体压实的气柱头之间相互粘连在一起从而防止人体回弹的同时有力地阻止人体在车顶平面内的移动。依靠此两步实现将人体固定于车顶的目的，从而隔绝人地碰撞。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：通过控制车辆运动而用车顶接住高速事故中的人体，在接住人体前通过引爆的气囊及气柱降低接人过程中人车间的碰撞损伤，在接住人体后通过引爆的球状气柱头及其附在其上的粘液使未被人体压实的气柱间相互固定连接至一起而起到阻止人体坠地的目的，以此实在对人地碰撞损伤的保护。
附图说明
图1为三层车顶示意图。
图2为所有气囊均引爆后的车辆正视图。
图3为所有气囊均引爆后的车辆俯视图。
图4为所有气囊均引爆后的车辆侧视图。
图5为气柱头引爆示意图。
其中，图中对应的附图标记为：1-车顶底层，2-车顶中层，3-车顶外层，4-引爆后气囊层中的气囊，5-前挡风玻璃，6-引爆后气囊层中的气柱，7-引爆后气囊层中的气柱头，8-强力速干粘液，9-未引爆气柱头外层保护膜。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
当某安装有本发明所发明车顶的智能汽车监测到人车碰撞事故中人体抛出高度可高于车顶时，引爆气囊层中气囊及气柱，并控制车辆运动以使人体抛出高度高过车顶后人车能保持相同速度一起向前运动。在此过程中，人在空中向前飞的同时因受重力作用而在某时刻开始下降；与此同时车辆保持与人体共同速度一起向前运动，且车顶气囊、气柱均已经展开。
接着人体在重力作用下坠落到车顶，坠落过程中受到气柱、气囊先后影响将使人车最终碰撞速度大幅度降低。
当汽车检测到人体与车顶撞击后，引爆气柱头，在气柱头膨胀冲击下其外层保护膜破裂而使沾有粘液的、未被人体压实的球状气柱头之间互相粘住而连接。此时人体四肢会最容易会束缚住，加之人车之间相对运动速度本已不高，使得人体很难从车顶坠落地面，从而实现保护人体的目的。
本发明发明了一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶：通过控制车辆运动而用车顶接住高速事故中的人体，在接住人体前通过引爆的气囊及气柱降低接人过程中人车间的碰撞损伤，在接住人体后通过引爆的球状气柱头及其附在其上的粘液使未被人体压实的气柱间相互固定连接至一起而起到阻止人体坠地的目的，以此实在对人地碰撞损伤的保护。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其特征在于：所发明的车顶由三层组成，底层为支撑层，中层为气囊层，外层为保护层，其中展开后的气囊层由气囊、气囊表面气柱及气柱头3个部分组成。
2.根据权利要求1所述的一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其特征在于：车顶底层为支撑层，其由具有一定刚度、强度的复合材料板件制成；其除了承担现有汽车车顶功能外，还需起到固定气囊层的作用。
3.根据权利要求1所述的一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其特征在于：车顶的外层为保护层，其由具备防备环境腐蚀且由内往外冲击易碎但由外往内冲击不易破坏的复合材料板件制成，通过边缘与底层密封而固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其特征在于：车顶的中层为气囊层；折叠好的气囊置于外层与底层之间，气囊底部与底层固定连接，气囊引爆装置与车辆中控台连接；展开后的气囊由气囊、气囊表面气柱及气柱头3个部分组成。
5.根据权利要求4所述的一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其特征在于：气囊层中的气囊引爆后呈长方体状，与车顶长宽一致、各处高度为固定值，长方体下面与车顶支撑层连接、上面布满气柱。
6.根据权利要求4所述的一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其特征在于：气囊层中的气囊表面气柱在引爆后为圆柱体状，其高度需高于0.5米，下端与气囊连接在一起；在保护行人过程中，气柱与气囊同时引爆，一起展开。
7.根据权利要求4所述的一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其特征在于：气囊层中的气柱头引爆前由3层组成，内层为气囊，与气柱固定连接；中间层为强力速干粘液；外层为在冲击力作用下易于破碎的粘液保护膜；气柱头单独引爆。
8.根据权利要求4所述的一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其特征在于：气囊层中的气柱头在引爆后内层气囊冲破外层保护膜后变为球状，球体大小能确保在无外力干扰下相邻球体间紧密压实接触，其下端与气柱上端固定连接。
9.根据权利要求5所述的一种用于智能汽车保护高速碰撞事故中人地碰撞损伤的车顶，其保护人体的步骤为：智能汽车监测到人车碰撞事故中人体抛出高度可高于车顶时，引爆气囊层中气囊和气柱，并控制车辆运动使人体抛出高度高过车顶后人车能保持相同速度一起向前运动直至人体坠落车顶中部；当检测到人体接触车顶中部后，引爆气囊层中气柱头并开始缓慢制动车体直至车辆完全静止。
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