一種減輕行人與微型客車碰撞事故中頭部碰撞損傷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交通事故中行人頭部保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及微型客車前部尺寸改進(jìn)，從 而減少行人與微型客車碰撞事故中行人頭部碰撞損傷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 人車碰撞事故中，行人頭部是受傷頻率最高的器官，很容易造成終身殘疾或死亡。 目前，在人車碰撞事故中行人頭部保護(hù)方面，研究對象主要為轎車，很少涉及微型客車，提 出的行人頭部保護(hù)技術(shù)主要包括發(fā)動機(jī)罩自動彈出技術(shù)和行人保護(hù)安全氣囊技術(shù)，這兩種 技術(shù)的應(yīng)用會增加汽車制造成本，對于微型客車這種低成本汽車不適合。因此，在行人與微 型客車碰撞事故中需要一種新的行人頭部保護(hù)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明以行人與微型客車碰撞事故為研究對象，提出 了一種在行人與微型客車碰撞事故中減輕行人頭部碰撞損傷的方法，本發(fā)明簡單、有效并 且不需要增加汽車制造成本。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決上述問題采用的技術(shù)方案是：
[0005] 根據(jù)行人與微型客車的磁撞角度a與微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)（包括：風(fēng)擋玻璃 傾斜角度)、發(fā)動機(jī)罩傾斜角度 Y(° )、發(fā)動機(jī)罩前緣高度HA(m)、發(fā)動機(jī)罩后緣高度 (或風(fēng)擋玻璃下緣高度）He(m)、風(fēng)擋玻璃上緣高度H M(m)、發(fā)動機(jī)罩長度AC(m)、風(fēng)擋玻璃長 度CM(m))之間的關(guān)系，通過改變微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)，改變行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī) 罩或風(fēng)擋玻璃間的碰撞角度a，堿輕行人頭部碰撞損傷，保護(hù)行人頭部。
[0006] 行人與微型客車發(fā)生碰撞后，行人頭部將以一定的角度a與微型客車發(fā)動機(jī)罩 或風(fēng)擋玻璃發(fā)生碰撞，碰撞角度不同，行人頭部磁撞損傷也不同。根據(jù)行人頭部碰撞損傷評 價(jià)指標(biāo)HIC(Head Injury Criteria)可知：當(dāng)磁撞角度a〈90°時(shí)，隨碰撞角度增大，行人 頭部碰撞損傷加重；當(dāng)碰撞角度a >90°時(shí)，隨碰撞角度增大，行人頭部磁撞損傷減輕。
[0007] 行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩間的碰撞角度a與微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)之間的 關(guān)系為：
[0009] 增大微型客車發(fā)動機(jī)罩前緣高度HA，可減小行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩間的碰 撞角度a，堿輕行人頭部碰撞損傷。公式（1)中行人頭部與微型客車風(fēng)擋玻璃間的碰撞角 度a與微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系為：
[0010]
[0011] 行人頭部與微型客車風(fēng)擋玻璃間的碰撞角度a隨發(fā)動機(jī)罩前緣高度HA、風(fēng)擋玻璃 上緣高度H M利發(fā)動機(jī)罩長度AC的增大而增大，隨發(fā)動機(jī)罩后緣高度（或風(fēng)擋玻璃下緣高 度）H。和風(fēng)擋玻璃長度CM的增大而減小。改變微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)可改變行人頭部與 微型客車風(fēng)擋玻璃間的碰撞角度a，實(shí)現(xiàn)減輕行人頭部碰撞損傷的目的。
[0012] 本發(fā)明"一種減軒行人與微型客車碰撞事故中行人頭部碰撞損傷的方法"的有益 效果是：
[0013] 1)通過調(diào)整微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)改變行人與微型客車發(fā)動機(jī)罩、風(fēng)擋玻璃間的 碰撞角度，減輕行人頭部碰撞損傷，保護(hù)行人頭部；2)該方法簡單、有效并且不需要增加汽 車制造成本，適合微型客車；3)該方法對于微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意 義。
【附圖說明】
[0014] 圖1為行人與微型客車碰撞示意圖。圖中0為風(fēng)擋玻璃傾斜角度；Y為發(fā)動機(jī) 罩傾斜角度；A點(diǎn)為發(fā)動機(jī)罩前緣點(diǎn)；C點(diǎn)為發(fā)動機(jī)罩后緣點(diǎn)（或風(fēng)擋玻璃下緣點(diǎn)）；M點(diǎn)為 風(fēng)擋玻璃上緣點(diǎn)；AC為發(fā)動機(jī)罩長度；CM為風(fēng)擋玻璃長度。
[0015] 圖2為行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩和風(fēng)擋玻璃同時(shí)發(fā)生碰撞時(shí)的局部放大不 意圖。
[0016] 圖3為行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩碰撞示意圖。
[0017] 圖4為行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩碰撞局部放大不意圖。
[0018] 圖5為行人頭部與微型客車風(fēng)擋玻璃碰撞示意圖。
[0019] 圖6為行人頭部與微型客車風(fēng)擋玻璃碰撞局部放大示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0020] 在行人與微型客車碰撞事故中，將行人簡化為頭部和軀干（包括腿部）兩部分，不 考慮行人雙臂對磁撞過程的影響。碰撞過程中由于人體骨骼的支撐作用，行人將會繞微型 客車發(fā)動機(jī)罩前緣A點(diǎn)轉(zhuǎn)動，行人頭部最終將會以一定的角度a與微型客車的發(fā)動機(jī)罩或 風(fēng)擋玻璃發(fā)生碰撞，如圖1。通過研究行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩或風(fēng)擋玻璃發(fā)生碰撞瞬 間的運(yùn)動狀態(tài)，得到碰撞角度a與微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。通過改變微型客車 前部的尺寸結(jié)構(gòu)，改變行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩或風(fēng)擋玻璃間的碰撞角度a，減輕行 人頭部碰撞損傷。
[0021 ] 行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩和風(fēng)擋玻璃同時(shí)發(fā)生碰撞時(shí)的局部放大不意圖，如 圖2。在圖2中，BE丄AC，BF丄CF，BE = BF = R，由此可知：
[0025] 因此，當(dāng)行人頭部與發(fā)動機(jī)罩和風(fēng)擋玻璃同時(shí)發(fā)生碰撞時(shí)，行人身高為：
[0027] (1)當(dāng)行人身商JK%時(shí)，行人頭部將與微型客車發(fā)動機(jī)罩發(fā)生碰撞，如圖3。將圖 中部分進(jìn)行放大，得到行人頭部與發(fā)動機(jī)罩碰撞的局部放大圖，如圖4。在圖4中，BE丄AD， AB丄BD，BE=R，在直角三角形ABE中：
[0029]根據(jù)直角三角形ABD得到行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩間磁撞角度a與微型客 車前部尺寸間的關(guān)系：
[0031] 根據(jù)公式（8):行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩發(fā)生碰撞后，碰撞角度a〈90°，增 大微型客車發(fā)動機(jī)罩前緣高度仏可減小碰撞角度a，減輕行人頭部碰撞損傷，保護(hù)行人頭 部。
[0032] (2)當(dāng)行人身高H > %時(shí)，行人頭部將與微型客車風(fēng)擋玻璃發(fā)生碰撞，如圖5。在 圖5中：
[0035] 將圖中部分進(jìn)行放大，得到行人頭部與風(fēng)擋玻璃碰撞的局部放大圖，如圖6。在圖 6 中，BD // CG // AH，BF // PC，AK 丄 AH，AB 丄 BE，BF 丄 CF，IJ 丄 BD，BF=PC=R，BE 為行人頭 部運(yùn)動方向，根據(jù)圖6可以得知：
[0036] ZABJ+ZJBE=ZKAB+ZJBE=DBE+ZJBE=90°
[0037] ZKAB=ZDBE
[0038] Z a = Z BEC= Z DBE+ Z BDE= Z KAB+ Z @ =90 ° - Z BAC- Z Y + Z 3 (11)
[0039] 根據(jù)三角形內(nèi)角和邊的關(guān)系可以得知：
[0041] AB=H-Ha-R (13)
[0042] 將公式（12)和公式（13)代入公式（11):
[0044] 在三角形APC中，根據(jù)三角形內(nèi)角和邊的關(guān)系：
[0045] Z ACP=90° + Z y - Z ^ (15)
[0048] 在三角形ABP中，根據(jù)三角形內(nèi)角和邊的關(guān)系：
[0051] 根掘公式（19)
[0052] FC-AP cos ZAPB + 4aJ32 - AP2sinZAPB(20)
[0053] 由公式（9)、（10)、（14)、（16)、（18)利（20)得劉行人頭部和微型客車風(fēng)擋玻璃間 碰撞角度a與微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)間的關(guān)系：
[0055]在公式（3)~（21)中：a為行人頭部運(yùn)動方向與風(fēng)擋玻璃傾斜方向之間的夾角 (° ) ;@為風(fēng)擋玻璃傾斜角度（° ) 為發(fā)動機(jī)罩傾斜角度（° ) ;H為行人身高（m) ;Ha 為發(fā)動機(jī)罩前緣高度（m) 為發(fā)動機(jī)罩后緣高度（或風(fēng)擋玻璃下緣高度）（m) ;Hm為風(fēng)擋玻 璃上緣高度（m) ;R為行人頭部半徑（m) ;AC為發(fā)動機(jī)罩長度（m) ;CM為風(fēng)擋玻璃長度（m)。
[0056] 根據(jù)公式（21):行人頭部與微型客車風(fēng)擋玻璃發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞角度a隨發(fā)動機(jī) 罩前緣高度HA、風(fēng)擋玻璃上緣高度HM和發(fā)動機(jī)罩長度AC的增大而增大，隨發(fā)動機(jī)罩后緣高 度（或風(fēng)擋玻璃下緣高度）H。和風(fēng)擋玻璃長度CM的增大而減小。改變微型客車前部尺寸 結(jié)構(gòu)可改變行人頭部與微型客車風(fēng)擋玻璃間的磁撞角度a，實(shí)現(xiàn)減輕行人頭部碰撞損傷的 目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種減輕行人與微型客車碰撞事故中頭部碰撞損傷的方法，其根本目的為：根據(jù)行 人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩或風(fēng)擋玻璃間的碰撞角度a與微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)（包括： 風(fēng)擋玻璃傾斜角度)、發(fā)動機(jī)罩傾斜角度Y(° )、發(fā)動機(jī)罩前緣高度HA(m)、發(fā)動機(jī)罩 后緣高度（或風(fēng)擋玻璃下緣高度）He(m)、風(fēng)擋玻璃上緣高度MH(m)、發(fā)動機(jī)罩長度AC(m)、風(fēng) 擋玻璃長度CM(m))之間的函數(shù)關(guān)系，改變微型客車前部的尺寸結(jié)構(gòu)，從而改變行人與微型 客車的碰撞角度a，達(dá)到減輕行人頭部碰撞損傷，保護(hù)行人頭部的目的。 行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩間的碰撞角度a與微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系 為：增大微型客車發(fā)動機(jī)罩前緣高度HA，可減小行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩間的碰撞角 度a，減輕行人頭部碰撞損傷。 行人頭部與微型客車風(fēng)擋玻璃間的碰撞角度a與微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系 為：行人頭部與微型客車風(fēng)擋玻璃間的碰撞角度a隨發(fā)動機(jī)罩前緣高度HA、風(fēng)擋玻璃上緣 高度HM和發(fā)動機(jī)罩長度AC的增大而增大，隨發(fā)動機(jī)罩后緣高度（或風(fēng)擋玻璃下緣高度）H。 和風(fēng)擋玻璃長度CM的增大而減小。改變微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)可改變行人頭部與微型客 車風(fēng)擋玻璃間的碰撞角度a，實(shí)現(xiàn)減輕行人頭部碰撞損傷的目的。2. 根掘權(quán)利要求1所述的行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩間的碰撞角度a與微型客車 前部尺寸結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系式（1)和行人頭部與微型客車風(fēng)擋玻璃間的碰撞角度a與微型 客車前部尺寸結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系式（2)。
【專利摘要】一種減輕行人與微型客車碰撞事故中頭部碰撞損傷的方法，建立行人與微型客車碰撞角度α與微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)(包括風(fēng)擋玻璃傾斜角度β、發(fā)動機(jī)罩傾斜角度γ、發(fā)動機(jī)罩前緣高度HA、發(fā)動機(jī)罩后緣高度(或風(fēng)擋玻璃下緣高度)HC、風(fēng)擋玻璃上緣高度HM、發(fā)動機(jī)罩長度AC、風(fēng)擋玻璃長度CM)之間的函數(shù)關(guān)系式。依據(jù)所建立的函數(shù)關(guān)系式，改變微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)，可改變行人頭部與微型客車發(fā)動機(jī)罩或風(fēng)擋玻璃間的碰撞角度α，堿輕行人頭部碰撞損傷，保護(hù)行人頭部。該方法簡單、有效并且不需要增加汽車制造成本，對微型客車前部尺寸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及交通事故中行人的頭部保護(hù)具有重要意義。
【IPC分類】B62D65/00, B60R21/34
【公開號】CN104908842
【申請?zhí)枴緾N201410095909
【發(fā)明人】都雪靜, 李昕光, 王占宇, 李金鵬, 郭歡歡
【申請人】東北林業(yè)大學(xué), 都雪靜
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年3月11日