新型電磁驅(qū)動主動頭枕的設(shè)計與研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、世界上每年因汽車交通事故造成了巨大的人員傷亡和社會經(jīng)濟損失,汽車安全性問題引起了世界各國的高度重視。在交通事故中,一種常見的受傷為頭頸部受傷,主要發(fā)生在汽車追尾碰撞事故中,由于頸部的強烈彎曲、拉扯,頭部前后碰撞所造成的頸脊骨傷害和腦震蕩。大約90%的后碰撞頸部損傷是低速碰撞(△V≤25km/h)造成的,并且大多數(shù)的頸部損傷都屬于AIS(abbreviatedinjuryscale)中的Ⅰ級輕微傷。避免或減輕上述傷害的最直接方法就是采用主

2、動式安全頭枕系統(tǒng)。但時至今日,現(xiàn)有的主動式安全頭枕,存在響應(yīng)速度慢、傳遞效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等眾多缺點,加之日漸增長的汽車安全技術(shù)新要求,探索運用電磁理論,設(shè)計一種當(dāng)汽車后碰撞時,能瞬間(碰撞發(fā)生后52ms之內(nèi))響應(yīng)的既經(jīng)濟又實用的主動式汽車安全頭枕,對于主動式頭枕的推廣使用,以提高乘員的駕駛安全性,以及運用多學(xué)科交叉、融合技術(shù)研究新產(chǎn)品開發(fā),都具有重要的經(jīng)濟價值和學(xué)術(shù)價值。
   本課題根據(jù)生物力學(xué)的研究成果,在追尾碰撞發(fā)生時,減

3、少頭枕與頭部的水平距離可大大降低揮鞭傷的程度。即當(dāng)汽車發(fā)生碰撞,頭枕前移,從而減少頭枕與頭部的水平距離,以降低揮鞭傷的程度。為了彌補傳統(tǒng)主動式安全頭枕響應(yīng)滯后的不足,采用機電結(jié)合的方法,根據(jù)自主巡航系統(tǒng)提供的信息,提前判斷并啟動頭枕,從而保護乘員。具體研究主要包括:
   1)介紹本課題研究的目的和意義,分析市場上主動式頭枕的應(yīng)用現(xiàn)狀以及國內(nèi)外的研究進展,總結(jié)現(xiàn)階段該領(lǐng)域研究存在的不足和缺陷。
   2)深入研究汽車追尾

4、碰撞事故中的頭頸部損傷機理,詳細(xì)分析后碰撞事故中頸部的運動范圍及過程,討論頸部載荷的分部情況,給出剪切伸展準(zhǔn)則和損傷準(zhǔn)則。
   3)經(jīng)理論分析,本課題設(shè)計了兩種可行性方案,對其作了一定的原理分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計,并比較各自的優(yōu)缺點,綜合分析后最終確定最佳方案,并加以深入研究。
   4)分析追尾碰撞主動頭枕控制策略中的三大模塊,對判斷模塊作了重點討論。首先建立追尾碰撞數(shù)學(xué)模型,分析模型中關(guān)鍵參數(shù)的隨機性和動態(tài)性;其次得出安全

5、裕度的判別準(zhǔn)則并通過仿真附以算例加以驗證。
   5)對主動頭枕控制系統(tǒng)及被動旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)進行設(shè)計,針對觸發(fā)頭枕前移的連桿機構(gòu)及提供動力的電磁機構(gòu)進行具體設(shè)計,包括連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動學(xué)分析及建模仿真分析、驅(qū)動滑塊運動規(guī)律設(shè)計,電磁驅(qū)動器關(guān)鍵電壓的分析設(shè)計,電磁鐵的結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)計算等。
   6)為驗證本方案所設(shè)計電磁驅(qū)動器的實用性,制作實驗樣機,對其進行電磁斥力及運動位移的測試,得出影響電磁斥力大小的系統(tǒng)參數(shù),驗

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