摩托車乘員頭盔佩戴安全穩(wěn)固性測(cè)試研究

【摘 要】 通過(guò)對(duì)摩托車乘員頭盔佩戴安全穩(wěn)固性的分析，闡述了頭盔在道路交通事故發(fā)生時(shí)，如何避免佩戴安全隱患因子，通過(guò)頭盔檢測(cè)及早發(fā)現(xiàn)存在的隱患問(wèn)題，以及正確理解標(biāo)準(zhǔn)新增內(nèi)容帶來(lái)的要求和側(cè)重點(diǎn)。對(duì)頭盔質(zhì)量提升，了解行業(yè)狀況具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】 頭盔 佩戴 安全 穩(wěn)固性

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2014.16.006

頭盔是一種用于摩托車、電動(dòng)車乘員（包括駕駛?cè)思俺俗藛T）的頭部保護(hù)裝置。其結(jié)構(gòu)主要包括殼體、緩沖層、舒適襯墊、佩戴裝置與護(hù)目鏡。頭盔的主要目的是在受到?jīng)_擊時(shí)保護(hù)乘員的頭部，阻止或減輕傷害乃至挽救乘員的生命。按GB811-2010《摩托車乘員頭盔》標(biāo)準(zhǔn)，“頭盔固定裝置穩(wěn)定性測(cè)試”新增條款要求，就是頭盔佩戴后能承受住沖擊掀拉力的測(cè)試要求，起到保護(hù)頭部的作用。

1 頭盔的主要構(gòu)件與功能

殼體：頭盔的外層結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)頭盔的基本形狀。具有抵擋穿刺能力，表面光滑可分散沖擊能力以免沖擊力集中在一處。

緩沖層：吸收沖擊能量的舒適墊層。吸收并緩和分散沖擊力。

舒適襯墊：保證頭部佩戴舒適的襯墊。

佩戴裝置：保證頭盔牢固地佩戴于頭部的部件。

護(hù)目鏡：遮擋眼面部又不影響觀察的眼面部防護(hù)部件。

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)測(cè)試裝備的企業(yè)都是基于GB 811-2010《摩托車乘員頭盔》標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)頭盔佩戴穩(wěn)固性檢測(cè)裝置的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)制造。由于這個(gè)條款是標(biāo)準(zhǔn)新增加內(nèi)容，檢測(cè)方法和方式都還比較原始，大多還是采用手工操作，個(gè)體的差別對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的出具和判斷影響很大。同時(shí)，手工試驗(yàn)操作還存在誤區(qū)，容易造成誤傷，特別是在對(duì)頭盔有拉動(dòng)情況下的操作，一個(gè)人難以完成，而兩個(gè)人操作時(shí)，極容易誤傷到協(xié)作伙伴。頭盔產(chǎn)業(yè)規(guī)模不大，且受重視程度不高，各企業(yè)部門對(duì)該設(shè)備投入的研發(fā)力量不足，造成該設(shè)備至今在性能和效率方面并無(wú)多大進(jìn)步，技術(shù)水平落后。而本測(cè)試設(shè)備利用在機(jī)電一體化儀器的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，具有操作簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是符合儀器設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)的。在確保試驗(yàn)人員人身安全方面，該設(shè)備的控制系統(tǒng)更先進(jìn)，試驗(yàn)效率更高。

3 研究原理

摩托車乘員頭盔佩戴安全穩(wěn)固性測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖1所示。通過(guò)示意圖可分析測(cè)試裝置工作原理如下：首先，引導(dǎo)裝置提起到規(guī)定高度位置，為落錘做好準(zhǔn)備。此時(shí)，選擇被測(cè)摩托車頭盔樣品，樣品在頭模上正確佩戴之后，引導(dǎo)裝置夾持頭盔后部，釋放重物，重物呈自由落體運(yùn)動(dòng)沖擊引導(dǎo)裝置。引導(dǎo)裝置受到?jīng)_擊后掀拉動(dòng)頭盔殼體，實(shí)現(xiàn)對(duì)頭盔佩戴的固定性測(cè)試。

圖1 頭盔佩戴安全穩(wěn)固性測(cè)試裝置示意圖

在工作原理圖上可知，摩托車乘員頭盔佩戴安全穩(wěn)固性測(cè)試裝置的研究開(kāi)發(fā)具有如下內(nèi)容和作用：

（1）在適用范圍方面，滿足GB811-2010《摩托車乘員頭盔》標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)備還能滿足警用頭盔、防爆頭盔等其它頭盔的檢測(cè)要求。

（2）模擬事故發(fā)生后，摩托車乘員落地碰撞前后容易出現(xiàn)：頭盔脫落、佩戴系繩撕裂、頭盔佩戴位置移位的檢測(cè)。

（3）此測(cè)試裝置是機(jī)電一體化設(shè)備主要包括承載裝置、佩戴裝置、引導(dǎo)裝置和釋放裝置四部分組成。采用微機(jī)控制、氣動(dòng)升降、落錘沖擊設(shè)備，可替代人工拉動(dòng)和釋放落錘的檢測(cè)方法，提高測(cè)試自動(dòng)化程度和效率。

4 研發(fā)測(cè)試設(shè)備成果

本測(cè)試設(shè)備根據(jù)GB811-2010《摩托車乘員頭盔》標(biāo)準(zhǔn)的“固定裝置穩(wěn)定性測(cè)試”而設(shè)計(jì)制造。頭盔固定裝置穩(wěn)定性測(cè)試機(jī)主要是由引導(dǎo)裝置升降氣缸、大機(jī)架、落錘升降氣缸、引導(dǎo)裝置導(dǎo)軌、引導(dǎo)裝置、落錘升降導(dǎo)軌、支架、落錘、抱錘裝置、控制箱、轉(zhuǎn)向定滑輪、鋼絲掛鉤、頭模、頭盔試樣、Φ3mm鋼絲等部件組成（見(jiàn)圖2）。接通電源開(kāi)關(guān)，首先檢查測(cè)試機(jī)各部件調(diào)節(jié)正常，將試樣頭盔正確佩戴在試驗(yàn)頭模上，然后將引導(dǎo)裝置與釋放裝置（總質(zhì)量為3kg±0.1kg）的掛鉤掛在頭盔后部中間的外殼上，將10kg±0.01kg的下落物體（落錘）從0.5m±0.01m的高處釋放，沿導(dǎo)軌自由墜落，檢查頭盔是否與試驗(yàn)頭模分開(kāi)。模擬摩托車乘員佩戴頭盔后，在道路交通事故中佩戴安全的測(cè)試。

圖2 結(jié)構(gòu)原理圖

1—地腳螺栓；2—引導(dǎo)裝置升降氣缸；3—大機(jī)架；4—落錘升降氣缸；5—引導(dǎo)裝置導(dǎo)軌；6—引導(dǎo)裝置；7—落錘升降導(dǎo)軌；8—支架；9—落錘；10—抱錘裝置；11—控制箱；12—轉(zhuǎn)向定滑輪；13—鋼絲掛鉤；14—頭模；15—頭盔試樣；16—Φ3mm鋼絲。

主要技術(shù)指標(biāo)：

①落錘沖擊高度：0.5m±0.03m；

②沖擊落錘重量：10kg±0.01kg；

③引導(dǎo)裝置和釋放裝置總質(zhì)量：3kg±0.1kg；

④適用各類頭盔固定裝置穩(wěn)定性測(cè)試。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)頭盔佩戴穩(wěn)固性的抗破壞能力和沖擊值的分析，使得頭盔在使用過(guò)程減少出現(xiàn)安全危害狀況。頭盔佩戴在頭部，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)頭盔依然穩(wěn)固地佩戴在頭部，起到保護(hù)頭部功能。在交通事故中，正確選用頭盔能夠較好地保護(hù)摩托車駕駛員的安全。另外，摩托車乘員頭盔作為安全交通的新興研究領(lǐng)域，頭盔材質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等等方面的研究需要社會(huì)更多的關(guān)注和投入。相信在不久的將來(lái)，摩托車乘員頭盔的安全保護(hù)性能會(huì)更加完善，適用范圍更加廣泛，更加便捷，在我國(guó)的交通安全體系中發(fā)揮更加重要的作用。我國(guó)摩托車乘員頭盔經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，生產(chǎn)制造水平明顯提高，品牌建設(shè)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，已經(jīng)具有能與世界主流頭盔品牌產(chǎn)品相競(jìng)爭(zhēng)的能力。

作者簡(jiǎn)介

黃旺森，工程師，主要從事產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)與質(zhì)量控制工作，負(fù)責(zé)編寫多份與機(jī)械建材有關(guān)的檢測(cè)平臺(tái)、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等申報(bào)的可行性報(bào)告。

（責(zé)任編輯：張曉明）