CN102700497A

CN102700497A - 基于行人头部损伤防护的轿车发动机罩弹起装置

Info

Publication number: CN102700497A
Application number: CN2012102047183A
Authority: CN
Inventors: 聂进; 李凡; 王丙雨; 赵喜磊; 杨济匡
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2012-10-03

Abstract

基于行人头部损伤防护的轿车发动机罩弹起装置，涉及一种用于提升轿车发动机罩的弹起装置，目的是在轿车与行人发生碰撞时使轿车发动机罩自动弹起，增加吸能空间，对行人头部提供损伤防护。该装置包括驱动器、提升机构和支撑机构。驱动器为一伺服电机，通过电机支撑架与车体相连；提升机构由丝杆和螺母组成，用于在轿车行人碰撞时提升发动机罩；支撑机构是一铰链装置，其作用是连接和转动发动机罩。整个弹起装置在接收到与行人的碰撞信号后，由驱动器带动提升机构的螺母高速旋转，致使丝杆相对螺母向上运动，从而带动铰链转动，支撑发动机罩往上打开用于为行人提供保护。

Description

基于行人头部损伤防护的轿车发动机罩弹起装置

技术领域

本发明涉及汽车碰撞安全的行人保护领域，具体为一种基于行人头部损伤防护的轿车发动机罩弹起装置。

背景技术

一般来说，行驶中的轿车与行人发生碰撞时，由于惯性作用，行人上半身会往车身方向绕转，导致行人头部与发动机罩相撞。由于发动机罩下面存在许多硬点（如减震塔、发动机、前挡风玻璃下边框等），行人头部与硬点相撞后产生巨大的加速度，容易造成头部损伤。

现有技术中，也有一些带安全措施的发动机罩，这种发动机罩后端能在车辆与行人发生碰撞时自动打开并提升到预定高度，而在正常行驶情况下，发动机罩则处于关闭状态。发动机罩后端的提升使其向下的变形范围增大，当行人头部与发动机罩后端碰撞时，提升的空间可以有效地防止头部与发动机罩下面的硬点碰撞，碰撞能量能被有效地吸收，因而能在很大程度上降低行人头部的损伤。但是，这种发动机罩的弹起装置主要分为火药式和机械式。火药式弹起装置不能重复利用，成本高。而传统的机械式弹起装置又存在不能控制弹起加速的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于行人头部损伤防护的轿车发动机罩弹起装置，这种弹起装置为机械式弹起装置，结构简单、安装方便，可以在轿车与行人碰撞时提升发动机罩的后端，同时，增大发动机罩的吸能空间，以减少轿车对行人头部的损伤。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

基于行人头部损伤防护的轿车发动机罩弹起装置，可以控制车辆发动机罩弹起运动的加速度，使发动机罩后端在车辆行人碰撞时快速平稳地升起到预定高度。包括驱动器、提升机构以及铰链机构，其中，驱动器为一可做正、反向旋转运动伺服电机，通过电机支座与车体连接，用于为提升发动机罩提供动力，其上部通过提升机构连接铰链机构，铰链机构布置在车体和发动机罩之间，用于实现车体与发动机罩的转动联接。

作为本发明的进一步技术补充，所述提升机构为一丝杆螺母机构，其上部固定连接发动机罩，可用于将发动机罩提升；提升机构上的螺母为双向开口的内凹槽结构，下部通过花键与驱动器相联，上部通过内螺纹连接丝杆，并与之耦合。

作为本发明的进一步技术补充，该铰链机构包括：机械臂单元和两块安装板。机械臂单元是一连杆机构，包含两个转动臂，分别通过两块安装板与车体的上边梁和发动机罩相连，两个转动臂与两块安装板之间以及两转动臂之间都是转动联接。这样，通过铰链机构各元件之间的相对转动，可实现铰链机构可转动地支撑发动机罩后端打开。

在本发明中，机械臂单元的两转动臂都具有机械挡块，当臂单元的转动臂在提升机构的作用下转动到预定角度时，转动臂自身的机械挡板对两臂进行约束，使其停止转动，用于约束两臂的过度运动，以限定发动机罩的提升高度。

在该结构作用下，车辆正常行驶时驱动器不会输出动力。因此，提升机构的丝杆对铰链机构会起到约束的作用，可阻止铰链相对于车体转动，使发动机罩在车辆正常行驶过程中保持稳定；

提升机构中的螺母与伺服电机转轴通过花键联接，并在转动轴的带动下转动；丝杆的下端与螺母耦合，上端与铰链机构的其中一个转动臂相连。当螺母做正反转动时，丝杆可在螺母的带动下做上升/下降运动，通过铰链机构可转动地支撑发动机罩的打开和复位；

驱动器主要作用是带动提升机构的螺母高速旋转，从而使提升机构的丝杆上升和下降运动。另外。电机输出功率稳定，可以很好地控制弹起装置弹起加速的问题。

本发明的优点及其有益效果在于：

1. 该弹起装置结构简单，安装方便，并且可以重复利用。

2. 由提升机构在正常行驶情况下对铰链具有约束作用，因此，使用该弹起装置弹起式发动机罩无须额外安装发动机罩和铰链机构的连杆锁定机构来抑制正常行驶情况下发动机罩的振动，这样可以减少发动机罩组件的整体质量，节约成本。

3. 伺服电机转速稳定，通过提升机构和铰链机构可以使发动机罩平稳的提升和复位，并能很好地控制发动机罩弹起运动的加速度。

附图说明

图1轿车发动机罩弹起装置的整体视图。

图2电机与丝杆螺母机构联接的局部剖视图。

图3铰链机构关闭状态下与轿车发动机罩的侧视图。

图4铰链机构打开状态下与轿车发动机罩的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

下面参考附图1至图4，对本发明实施例的轿车发动机罩弹起装置进行说明。

图1是本发明发动机罩弹起装置的整体视图。

整个装置包括电机2、丝杆螺母机构3和铰链机构4等三个主要部分，通过电机支座1固定在车体上。电机2由车辆的中央处理器控制，当电机2接到中央处理器发出的车辆与行人碰撞的信号或碰撞完成信号时，电机2开启带动丝杆螺母机构3向上或向下运动，致使铰链机构4可转动地打开或关闭车辆发动机罩。

图2是电机2与丝杆螺母机构3联接的局部剖视图。

电机转轴5与螺母7的底部通过花键6固定联接，这样，螺母7可随着电机转轴5做高速正反的旋转运动。螺母7下端为实心，上端有一50cm长的内螺纹9；丝杆8下端置于螺母7中，丝杆8上也有一长为50cm的外螺纹10。当丝杆8的底面置于螺母7实心段的上表面时，螺母7的内螺纹9和丝杆8的外螺纹10正好处于刚刚错开的状态，如图2所示状态。这就决定了当螺母7转动时，丝杆8上升和下降的高度。当螺母7随着电机2做高速正向转动时，外螺纹10可转动到内螺纹9的上面和内螺纹9刚刚错开的位置，丝杆8通过转动可上升预定高度100cm，使轿车发动机罩打开；相反，当螺母7随着电机2做高速反向转动时，通过转动丝杆8可下降到如图2所示状态，轿车发动机罩复位。

图3表示本实施例铰链机构4关闭状态下与轿车发动机罩的侧视图。

该铰链机构4包括第一转动臂11和第二转动臂12，他们共同形成了一可转动地支撑轿车发动机罩 13的臂单元连杆机构，使发动机罩13可相对于车体转动，两转动臂分别带有自身的第一转动臂挡块17和第二转动臂挡块18，当第一转动臂11和第二转动臂12相对转动到临界角度的时候，机械挡块可约束其进一步转动。

轿车发动机罩13通过发动机罩支撑板一14和发动机罩支撑板二15与铰链机构4的第一转动臂11联接；铰链机构4的第二转动臂12通过铰链机构安装板16与轿车前窗的上边梁联接。第一转动臂11与发动机罩支撑板14、第一转动臂11与第二转动臂14以及第二转动臂12与铰链机构安装板16之间分别通过上部转动铰19、中间转动铰20和下部转动铰21联接，如图3所示。

图4是本实施例铰链机构4打开状态下与轿车发动机罩的侧视图。

当电机2带动螺母7高速正向转动时，丝杆8上向运动，支撑第一转动臂11围绕转动铰20向上转动，使轿车发动机罩13在支撑板14和15的作用下转动打开。同时，在第一转动臂11转动的拉动作用下，第二转动臂12也将围绕转动铰21向上转动，使轿车发动机罩13进一步打开。当第一转动臂11和第二转动臂12相对转动到图4所示状态时，第一转动臂挡块17和第二转动臂挡块18通过安装板16约束转动臂的进一步运动。

上述轿车发动机罩13的弹起装置工作方式如下：

当伺服电机2在没有接到轿车中央处理器的驱动信号时不会输出动力，螺母7和丝杆8示的相对位置如图2所，轿车发动机罩13处于关闭状态。由于丝杆7对铰链机构4的第一转动臂11的约束作用，轿车发动机罩13后端相对车体固定。然而，当伺服电机2接到轿车中央处理器发出的轿车与行人碰撞的信号时，电机转轴5会带动螺母7做高速正向运动，丝杆8相对螺母7往上运动，带动铰链机构4的第一转动臂11相对第二转动臂12向上转动，以支撑轿车发动机罩13打开。当丝杆8达到最大上升高度，铰链机构4的第一转动臂11和第二转动臂12也同时转动到最大限度的位置，第一转动臂挡块17和第二转动臂挡块18与丝杆一起将轿车发动机罩13约束在预定升起高度的位置。

当伺服电机2接到轿车中央处理器发出的碰撞完成信号时，伺服电机2将带动螺母7做相反方向上的转动，使得丝杆8相对螺母7往下运动，从而致使铰链装置4的第一转动臂6和第二转动臂7向下转动，带动轿车发动机罩13复位。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.基于行人头部损伤防护的轿车发动机罩弹起装置，包括驱动器、提升机构以及铰链机构，其特征在于，驱动器为一可做正、反向旋转运动伺服电机，通过电机支座与车体连接，其上部通过提升机构连接铰链机构，铰链机构布置在车体和发动机罩之间；所述提升机构为一丝杆螺母机构，其上部固定连接发动机罩，其上有一个双向开口的内凹槽螺母，螺母下部通过花键与驱动器相联，上部通过内螺纹连接丝杆并与之耦合；所述铰链机构包括机械臂单元和两块安装板，机械臂单元为一连杆机构，包含两个转动臂，分别通过两块安装板与车体的上边梁和发动机罩相连。

2.根据权利要求1所述的基于行人头部损伤防护的轿车发动机罩弹起装置，其特征在于，所述两个转动臂与两块安装板之间以及两转动臂之间均采用转动联接。

3.根据权利要求1所述的基于行人头部损伤防护的轿车发动机罩弹起装置，其特征在于，所述机械臂单元的两转动臂上均设置有机械挡块。

4.根据权利要求1所述的基于行人头部损伤防护的轿车发动机罩弹起装置，其特征在于，车辆正常行驶时驱动器不输出动力。