CN111038434A - 车辆的行人保护装置及无人车 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种车辆的行人保护装置及无人车，属于行车安全技术领域。通过使用至少一组传动机构将防撞梁和保护单元连接在车辆上，在车辆与行人或者其他障碍物相撞的过程中，在车辆最外部的防撞梁接触到行人后，防撞梁起到缓冲作用，并开始带动传动机构运动，当传动机构运动到预设状态时，保护单元与传动机构脱离。因此，在车辆基于惯性继续移动时，由于该保护单元已向车辆的内部转动一段距离，使行人撞到保护单元的可能性变小，即使撞到保护单元上，其相对速度也有所降低，从而减少了对行人的伤害。

Description

车辆的行人保护装置及无人车

技术领域

本公开涉及行车安全技术领域，特别涉及一种车辆的行人保护装置及无人车。

背景技术

车辆在行驶过程中遇到障碍物时，如果没有躲避成功，而与障碍物相撞，会造成车辆和障碍物的损坏，在障碍物是行人的情况下，需要将行人的安全放在首要位置，因此，需要在车辆上设置行人保护装置。

目前常用的行人保护装置通常为安装在车辆前方的保险杠，该保险杠由脆性材质制成，在相撞的情况下，该保险杠先于车辆的保护罩与行人相撞，通过保险杠的变形或损坏，降低车辆的动能，使车辆的保护罩与行人相撞时的相对速度有所减小。

然而，上述装置不能有效起到保护行人的作用。

发明内容

本公开实施例提供了一种车辆的行人保护装置及无人车，能够至少部分的解决现有技术存在的上述问题。该技术方案如下：

一方面，提供了一种车辆的行人保护装置，该装置包括：保护单元、至少一组传动机构以及防撞梁；

该保护单元通过至少一个铰链和至少一组该传动机构安装于该车辆；

该防撞梁通过至少一组该传动机构和弹性件安装于该车辆；

该防撞梁能够在垂直方向向下转动，从而带动至少一组该传动机构运动；

该传动机构运动至预设状态时，该保护单元绕至少一个该铰链转动，从而与该传动机构脱离。

在一种可能设计中，每组该传动机构包括：主动齿轮以及与该主动齿轮啮合的从动齿轮；

该主动齿轮通过旋转轴可转动的连接在该车辆内，该主动齿轮还与该防撞梁的内端部固定连接，该防撞梁能够带动该主动齿轮绕该主动齿轮的旋转轴转动；

该从动齿轮可转动的连接在该车辆内，该从动齿轮的外端面与该保护单元的一端连接；

当该从动齿轮转动至预设位置时，该保护单元绕至少一个该铰链转动，从而与该从动齿轮脱离。

在一种可能设计中，该从动齿轮的外侧面上设有至少一个齿轮凹槽，该齿轮凹槽包括齿轮圆槽部以及与该齿轮圆槽部连通的齿轮开口部；

该保护单元上设有与该齿轮圆槽部适配的保护凸起，该保护凸起卡装在该齿轮圆槽部内，当该从动齿轮转动至该预设位置时，该保护凸起能够从该齿轮圆槽部和该齿轮开口部中脱离。

在一种可能设计中，该齿轮开口部的宽度由齿轮圆槽部向外逐渐扩大。

在一种可能设计中，该保护单元上设有至少一个保护凹槽，该保护凹槽包括保护圆槽部以及与该保护圆槽部连通的保护开口部；

该从动齿轮的外侧面上设有与该保护圆槽部适配的齿轮凸起，该齿轮凸起卡装在该保护圆槽部内，当该从动齿轮转动至该预设位置时，该齿轮凸起能够从该保护圆槽部和该保护开口部中脱离。

在一种可能设计中，该防撞梁上设有传感单元，该传感单元与该车辆的行走单元电性耦接，用于向该行走单元发送制动信号。

在一种可能设计中，该装置还包括：固定外壳；

该固定外壳由延伸率小于5％的材料制成，套装在该保护单元外；

该固定外壳的顶部与该车辆固定连接。

在一种可能设计中，该装置还包括：活动外壳；

该活动外壳固定在该保护单元的外壁上。

在一种可能设计中，该防撞梁包括：保险杠以及与该保险杠连接的至少一组支撑杆；

每组该支撑杆包括第一支杆以及位于该第一支杆下方的第二支杆；

每根该第一支杆的端部与一个该主动齿轮固定连接；

每根该第二支杆的端部通过该弹性件连接该车辆。

在一种可能设计中，该防撞梁的外端部设有至少一个外部传感器，该外部传感器能够基于受到的压力向该行走单元发送制动信号。

在一种可能设计中，该防撞梁上与该车辆相对的位置上设有至少一个内部传感器，该内部传感器能够基于该防撞梁的移动向该行走单元发送制动信号。

一方面，提供了一种无人车，该无人车包括车架、设置在该车架的底部的行走单元以及设置在该车架的两端的两个如上述任一种可能设计中提供的车辆的行人保护装置。

通过使用至少一组传动机构将防撞梁和保护单元连接在车辆上，在车辆与行人或者其他障碍物相撞的过程中，在车辆最外部的防撞梁接触到行人后，防撞梁起到缓冲作用，并开始带动传动机构运动，当传动机构运动到预设状态时，保护单元与传动机构脱离。因此，在车辆基于惯性继续移动时，由于该保护单元已向车辆的内部转动一段距离，使行人撞到保护单元的可能性变小，即使撞到保护单元上，其相对速度也有所降低，从而减少了对行人的伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种车辆的行人保护装置的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的一种传动机构2的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的一种车辆的行人保护装置的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的一种传动机构2的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的一种从动齿轮22的结构示意图；

图6是本公开实施例提供的一种无人车的结构示意图；

图7是本公开实施例提供的一种无人车的工作过程示意图；

图8是本公开实施例提供的一种无人车的工作过程示意图。

附图中的各零件的标号说明如下：

1-保护单元；

11-保护凸起；

2-传动机构；

21-主动齿轮；

22-从动齿轮；

221-齿轮凹槽；

2211-齿轮圆槽部，2212-齿轮开口部；

3-防撞梁；

31-保险杠；

32-支撑杆；

321-第一支杆，322-第二支杆；

4-铰链；

5-弹性件；

6-传感单元；

61-外部传感器，62-内部传感器；

7-固定外壳。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种车辆的行人保护装置的结构示意图，图1中的传动机构2处于初始态，图2是本公开实施例提供的一种传动机构2的结构示意图，请参见图1和图2，该装置包括：保护单元1、至少一组传动机构2以及防撞梁3；该保护单元1通过至少一个铰链4和至少一组该传动机构2安装于该车辆；该防撞梁3通过至少一组该传动机构2和弹性件5安装于该车辆；该防撞梁3能够在垂直方向向下转动，从而带动至少一组该传动机构2运动；该传动机构2运动至预设状态时，该保护单元1绕至少一个该铰链4转动，从而与该传动机构2脱离。

下面对该装置的工作原理进行详述：

该装置可以适用于由司机驾驶的普通车辆或无人车，可以用于载人或运货，例如，可以用来配送外卖等，本实施例对此不作限定。行走单元包括动力单元、控制单元和轮组等，具有行走、转弯、后退及制动等功能；本装置设置在车辆上。

车辆在行驶过程中，遇到障碍物时，如果没有躲避成功造成相撞，则防撞梁3首先与障碍物发生碰撞，防撞梁3起到缓冲作用，并开始带动传动机构2运动，该装置在该运动过程中的结构和传动机构2的结构请参见图3和图4，当传动机构2转动到预设状态时，该保护单元1被释放，绕顶部的铰链4向下转动，直至保护单元1与传动机构2脱离。

通过使用至少一组传动机构2将防撞梁3和保护单元1连接在车辆上，在车辆与行人或者其他障碍物相撞的过程中，在车辆最外部的防撞梁3接触到行人后，防撞梁3起到缓冲作用，并开始带动传动机构2运动，当传动机构2运动到预设状态时，保护单元1与传动机构2脱离。因此，在车辆基于惯性继续移动时，由于该保护单元1已向车辆的内部转动一段距离，使行人撞到保护单元1的可能性变小，即使撞到保护单元1上，其相对速度也有所降低，从而减少了对行人的伤害。

下面对该装置各部分结构及工作原理进行详述：

在一种可能设计中，每组该传动机构2包括：主动齿轮21以及与该主动齿轮21啮合的从动齿轮22；该主动齿轮21通过旋转轴可转动的连接在该车辆内，该主动齿轮21还与该防撞梁3的内端部固定连接，该防撞梁3能够带动该主动齿轮21绕该主动齿轮21的旋转轴转动；该从动齿轮22可转动的连接在该车辆内，该从动齿轮22的外端面与该保护单元1的一端连接；当该从动齿轮22转动至预设位置时，该保护单元1绕至少一个该铰链4转动，从而与该从动齿轮22脱离。

基于上述结构，防撞梁3与行人或其他障碍物相撞，受到压力而转动，从而带动主动齿轮21转动，主动齿轮21带动从动齿轮22转动，直至转动至该预设位置。

该从动齿轮22和保护单元1具有多种可能的结构，下面以其中两种为例进行说明：

第一种，请参见图5，图5是本公开实施例提供的一种从动齿轮22的结构示意图，该从动齿轮22的外侧面上设有至少一个齿轮凹槽221，该齿轮凹槽221包括齿轮圆槽部2211以及与该齿轮圆槽部2211连通的齿轮开口部2212；该保护单元1上设有与该齿轮圆槽部2211适配的保护凸起11，该保护凸起11卡装在该齿轮圆槽部2211内，当该从动齿轮22转动至该预设位置时，该保护凸起11能够从该齿轮圆槽部2211和该齿轮开口部2212中脱离。

其中，从动齿轮22可以是套装在从动轴上，该从动轴通过轴承安装在车辆上，以使该从动齿轮22可以相对于车辆转动，该主动齿轮21的结构相似，在此不再赘述。

该从动齿轮22的内侧面为与车辆相邻的侧面，外侧面为与内侧面相对的面。

由于该保护单元1是通过铰链4和传动机构2连接在车辆上的，该铰链4可以是包括铰链轴，该铰链轴可转动的连接在车辆上，该保护单元1的一个端部上设有通孔，该通孔套装在铰链轴上，铰链轴的端部设有限位结构，例如螺母，以限制保护单元1在轴向的移动。基于此，在从动齿轮22转动的过程中，保护单元1不会沿从动齿轮22的轴向(也是铰链4的轴向)脱出，当然，为了限制保护单元1的在轴向的位移，还可以通过其他方式对其进行限定。

基于铰链4的限定，保护单元1只能绕铰链4转动，因此，只有当从动齿轮22转动至预设位置，该保护单元1才会脱出，该预设位置指的是齿轮开口部2212恰好位于保护单元1绕铰链4转动的方向时，也就是图4示出的情况。该从动齿轮22的初始态请参见图2，图2所示的初始态中该从动齿轮22的位置，可以根据图4所示的活动态中该从动齿轮22的位置，以及需要的防撞梁3的转动角度设定。其中，该防撞梁3的转动角度是指保护单元1恰好从车辆上脱离时，防撞梁3相对于初始态所转动的角度。

在一种可能设计中，该齿轮开口部2212可以是沿保护凸起11的运动方向，且宽度与保护凸起11的直径相等的弧线形，使得保护凸起11能够沿齿轮开口部2212顺利从齿轮凹槽221中脱离。

在一种可能设计中，该齿轮开口部2212的宽度由齿轮圆槽部2211向外逐渐扩大。从而防止保护单元1由于摩擦等原因卡在齿轮开口部2212内，该齿轮开口部2212和该齿轮圆槽部2211之间圆滑过渡，便于保护单元1的顺利脱离，保障安全。

第二种，该保护单元1上设有至少一个保护凹槽，该保护凹槽包括保护圆槽部以及与该保护圆槽部连通的保护开口部；该从动齿轮22的外侧面上设有与该保护圆槽部适配的齿轮凸起，该齿轮凸起卡装在该保护圆槽部内，当该从动齿轮22转动至该预设位置时，该齿轮凸起能够从该保护圆槽部和该保护开口部中脱离。

采用将保护凹槽设计在保护单元1上的形式，也有利于保护单元1与该车辆的分离。进一步地，该保护开口部的形状也可以是具有多种设计，与齿轮开口部2212相似，在此不再赘述。

在一种可能设计中，该防撞梁3上设有传感单元6，该传感单元6与该车辆的行走单元电性耦接，用于向该行走单元发送制动信号。

车辆在行驶过程中，遇到障碍物时，如果没有躲避成功造成相撞，则防撞梁3首先与障碍物发生碰撞，继而传感单元6向行走单元发送制动信号，车辆制动。

请参见图3，在一种可能设计中，该装置还包括：固定外壳7；该固定外壳7由延伸率小于5％的材料制成，套装在该保护单元1外；该固定外壳7的顶部与该车辆固定连接。

这种结构中，在保护单元1掉落后，固定外壳7保持原位不动，请参见图8，如果车辆在惯性作用下继续移动，则该固定外壳7与行人相撞，相对于原有的坚硬的保护单元1，由延伸率小于5％的脆性材料制成的固定外壳7容易破碎，固定外壳7的破碎过程，降低了车辆的动能，使车辆的速度进一步降低；此后，由于该保护单元1已向车辆的内部转动一段距离，使行人撞到保护单元1的可能性变小，即使撞到保护单元1上，其相对速度也有所降低，从而减少了对行人的伤害。

具体地，该固定外壳7可以是由塑料制成，厚度小，强度小，在外力作用下容易破碎，在车辆处于初始态或者车辆在日常工作过程中，该固定外壳7的顶部与该车辆固定连接，同时由保护单元1支撑，该保护单元1为金属材质，可以是框架结构，起到支撑作用，刚性大，不易损坏，固定外壳7和保护单元1共同形成车辆的挡风罩，为车辆内部的货物或人员遮风挡雨，避免伤害。

车辆的其他部位也可以设置有其他壳体，与该固定外壳7相连，或者该固定外壳7与其他壳体形成一个整体，本实施例对此不作限定。

在一种可能设计中，该装置还包括：活动外壳；该活动外壳固定在该保护单元1的外壁上。

基于上述结构，在保护单元1从车辆上脱离时，活动外壳可以随保护单元1从原位置向下转动，原活动外壳和保护单元1的位置不再有任何结构，从而使行人在撞到防撞梁3时，相对于原有的结构，行人到车辆的活动外壳和保护单元1之间的相对距离变大，有利于车辆在充分减速后再与行人相撞，或者不再相撞，进一步减小了对行人的伤害。

在一种可能设计中，该防撞梁3包括：保险杠31以及与该保险杠31连接的至少一组支撑杆32；每组该支撑杆32包括第一支杆321以及位于该第一支杆321下方的第二支杆322；每根该第一支杆321的端部与一个该主动齿轮21固定连接；每根该第二支杆322的端部通过该弹性件5连接该车辆。

其中，该支撑杆32的数量可以是一组，设置于保险杠31的中间位置，以保持平衡；或者该支撑杆32的数量可以是多组，均匀分布在保险杠31上，从而实现保险杠31与车辆的稳定连接。

该第一支杆321和第二支杆322分别与该保险杠31固定连接，对保险杠31起到支撑作用，该弹性件5可以是弹簧，用于在初始态下支撑该保险杠31，在保险杠31撞击到障碍物时使保险杠31可以向下转动，以起到缓冲作用，避免保险杠31或障碍物的损坏。

该传感单元6可以是具有多种可能的形式，也可能在防撞梁3上不同的位置，下面以两种可能的形式为例进行说明，该传感单元6可以包括外部传感器61和内部传感器62中的至少一种。

在一种可能设计中，该防撞梁3的外端部设有至少一个外部传感器61，该外部传感器61能够基于受到的压力向该行走单元发送制动信号。

该外部传感器61可以是应力传感器，该应力传感器可以是长条状的一个或多个，依次布设在防撞梁3的外端部，也即是可能与障碍物接触的位置，以便第一时间探测到防撞梁3与障碍物的撞击，及时使车辆制动。

在一种可能设计中，该防撞梁3上与该车辆相对的位置上设有至少一个内部传感器62，该内部传感器62能够基于该防撞梁3的移动向该行走单元发送制动信号。

该内部传感器62可以是距离传感器或行程开关，在初始态下，该内部传感器62与该车辆上的任意一个位置相对，在防撞梁3开始移动后，该内部传感器62不再与车辆上原位置相对，从而该内部传感器62可以产生并发送制动信号。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

本公开提供的装置，通过使用至少一组传动机构2将防撞梁3和保护单元1连接在车辆上，在车辆与行人或者其他障碍物相撞的过程中，在车辆最外部的防撞梁3接触到行人后，防撞梁3起到缓冲作用，并开始带动传动机构2运动，当传动机构2运动到预设状态时，保护单元1与传动机构2脱离。因此，在车辆基于惯性继续移动时，由于该保护单元1已向车辆的内部转动一段距离，使行人撞到保护单元1的可能性变小，即使撞到保护单元1上，其相对速度也有所降低，从而减少了对行人的伤害。

进一步地，通过将外部传感器61和内部传感器62中的至少一种安装在防撞梁3上，能够及时探测到防撞梁3与障碍物的撞击，及时使车辆制动。

图6是本公开实施例提供的一种无人车的结构示意图；图7是本公开实施例提供的一种无人车的工作过程示意图；图8是本公开实施例提供的一种无人车的工作过程示意图。其中，图6表示初始态，图7表示工作过程中防撞梁3向下转动时的状态，图8表示保护单元1脱离时的状态，请参见图6～图8，该无人车包括车架、设置在该车架的底部的行走单元以及设置在该车架的两端的两个如上述任一种可能设计中提供的车辆的行人保护装置。

在车辆中，车架为主体框架，起到支撑车辆的各部件的作用；该车架的两端分别设有一个行人保护装置，使得该车辆无论向哪个方向移动时，均可在撞击过程中，对前进方向上的障碍物起到保护作用。该车架上还设有车辆必需的其他零部件，本实施例对此不再赘述。

上述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种车辆的行人保护装置，其特征在于，所述装置包括：保护单元(1)、至少一组传动机构(2)以及防撞梁(3)；

所述保护单元(1)通过至少一个铰链(4)和至少一组所述传动机构(2)安装于所述车辆；

所述防撞梁(3)通过至少一组所述传动机构(2)和弹性件(5)安装于所述车辆；

所述防撞梁(3)能够在垂直方向向下转动，从而带动至少一组所述传动机构(2)运动；

所述传动机构(2)运动至预设状态时，所述保护单元(1)绕至少一个所述铰链(4)转动，从而与所述传动机构(2)脱离。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每组所述传动机构(2)包括：主动齿轮(21)以及与所述主动齿轮(21)啮合的从动齿轮(22)；

所述主动齿轮(21)通过旋转轴可转动的连接在所述车辆内，所述主动齿轮(21)还与所述防撞梁(3)的内端部固定连接，所述防撞梁(3)能够带动所述主动齿轮(21)绕所述主动齿轮(21)的旋转轴转动；

所述从动齿轮(22)可转动的连接在所述车辆内，所述从动齿轮(22)的外端面与所述保护单元(1)的一端连接；

当所述从动齿轮(22)转动至预设位置时，所述保护单元(1)绕至少一个所述铰链(4)转动，从而与所述从动齿轮(22)脱离。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述从动齿轮(22)的外侧面上设有至少一个齿轮凹槽(221)，所述齿轮凹槽(221)包括齿轮圆槽部(2211)以及与所述齿轮圆槽部(2211)连通的齿轮开口部(2212)；

所述保护单元(1)上设有与所述齿轮圆槽部(2211)适配的保护凸起(11)，所述保护凸起(11)卡装在所述齿轮圆槽部(2211)内，当所述从动齿轮(22)转动至所述预设位置时，所述保护凸起(11)能够从所述齿轮圆槽部(2211)和所述齿轮开口部(2212)中脱离。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述齿轮开口部(2212)的宽度由齿轮圆槽部(2211)向外逐渐扩大。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护单元(1)上设有至少一个保护凹槽，所述保护凹槽包括保护圆槽部以及与所述保护圆槽部连通的保护开口部；

所述从动齿轮(22)的外侧面上设有与所述保护圆槽部适配的齿轮凸起，所述齿轮凸起卡装在所述保护圆槽部内，当所述从动齿轮(22)转动至所述预设位置时，所述齿轮凸起能够从所述保护圆槽部和所述保护开口部中脱离。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防撞梁(3)上设有传感单元(6)，所述传感单元(6)与所述车辆的行走单元电性耦接，用于向所述行走单元发送制动信号。

7.根据权利要求1～6任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：固定外壳(7)；

所述固定外壳(7)由延伸率小于5％的材料制成，套装在所述保护单元(1)外；

所述固定外壳(7)的顶部与所述车辆固定连接。

8.根据权利要求1～6任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：活动外壳；

所述活动外壳固定在所述保护单元(1)的外壁上。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防撞梁(3)包括：保险杠(31)以及与所述保险杠(31)连接的至少一组支撑杆(32)；

每组所述支撑杆(32)包括第一支杆(321)以及位于所述第一支杆(321)下方的第二支杆(322)；

每根所述第一支杆(321)的端部与一个所述主动齿轮(21)固定连接；

每根所述第二支杆(322)的端部通过所述弹性件(5)连接所述车辆。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防撞梁(3)的外端部设有至少一个外部传感器(61)，所述外部传感器(61)能够基于受到的压力向所述行走单元发送制动信号。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防撞梁(3)上与所述车辆相对的位置上设有至少一个内部传感器(62)，所述内部传感器(62)能够基于所述防撞梁(3)的移动向所述行走单元发送制动信号。

12.一种无人车，其特征在于，所述无人车包括车架、设置在所述车架的底部的行走单元以及设置在所述车架的两端的两个如权利要求1～11任一项所述的车辆的行人保护装置。

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