黃旺森

（溫州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院，浙江 溫州 325000）

摩托車乘員頭盔護(hù)目鏡強(qiáng)度測(cè)試評(píng)估系統(tǒng)的研發(fā)

黃旺森

（溫州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院，浙江 溫州 325000）

根據(jù)國(guó)家摩托車乘員頭盔標(biāo)準(zhǔn)要求,研發(fā)了一款測(cè)試護(hù)目鏡沖擊強(qiáng)度的評(píng)估系統(tǒng)裝置。該裝置具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)、檢測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)。通過設(shè)計(jì)和后續(xù)的測(cè)試驗(yàn)證，證明了其可行性與實(shí)用性。

頭盔；護(hù)目鏡；強(qiáng)度；測(cè)試

1 引言

摩托車乘員頭盔是一種用于摩托車乘員（包括駕駛員及乘坐人員）佩戴的頭部保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)阻止或減輕傷害，保護(hù)乘員頭部挽救其生命。與汽車相比較，摩托車的安全性、穩(wěn)定性較弱，車身沒有保護(hù)裝置，在高速行駛的過程中，一旦發(fā)生碰撞將直接傷害乘坐人員。據(jù)交通事故調(diào)查，時(shí)常發(fā)生摩托車乘員被摔出摩托車后，路面尖銳物體迎面而來直接戳入或碰傷乘員頭部，造成乘員受傷。所以要重視GB 811-2010《摩托車乘員頭盔》標(biāo)準(zhǔn)“護(hù)目鏡沖擊強(qiáng)度性能測(cè)試”要求，摩托車乘員必須佩帶頭盔，頭盔護(hù)目鏡要求能承受這一沖擊力，當(dāng)發(fā)生事故后能及時(shí)保護(hù)乘員的生命安全。

2 研究?jī)?nèi)容

目前，我國(guó)摩托車乘員頭盔GB 811-2010《摩托車乘員頭盔》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于“護(hù)目鏡沖擊強(qiáng)度性能測(cè)試”有相應(yīng)的規(guī)定。老標(biāo)準(zhǔn)GB 811-1998《摩托車乘員頭盔》對(duì)護(hù)目鏡沖擊要求：“采用鉛球（質(zhì)量1g±0.1g、直徑5.5mm±0.1mm）以140～170m/s的速度擊中檢測(cè)位置，檢查護(hù)目鏡不得被擊穿或破碎”這個(gè)條款，與GA 294-2001《警用防爆頭盔》的檢測(cè)方法大致相同，這個(gè)檢測(cè)方法針對(duì)警用防爆頭盔模擬實(shí)際執(zhí)法過程中抵抗槍彈射擊要求而設(shè)定的，而對(duì)于民用頭盔使用，顯然不存在遭受子彈射擊，主要是頭盔承受事故中戳穿和沖擊力的要求，現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)改為沖擊力測(cè)試更加符合實(shí)際。這個(gè)新條款規(guī)定的目的就是所佩戴頭盔護(hù)目鏡必須能承受一定的沖擊力，這樣有效減少事故發(fā)生對(duì)乘員頭部、面部的傷害，起到保護(hù)頭部的作用。而本次研制的測(cè)試裝置就是模擬頭盔護(hù)目鏡在碰撞過程中受到尖銳物直接戳傷沖擊，來驗(yàn)證頭盔護(hù)目鏡的安全性。

摩托車乘員頭盔護(hù)目鏡強(qiáng)度測(cè)試評(píng)估系統(tǒng)的工作原理如圖1所示。其工作原理如下：首先，選擇被測(cè)頭盔樣品，根據(jù)樣品規(guī)格尺寸選擇相應(yīng)的頭模。樣品在頭模上正確佩戴之后，通過PLC控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)提起3Kg重物提升至1米高度釋放重錘，在落錘回彈時(shí)快速抱錘，以避免落錘的二次沖擊影響第一次沖擊的試驗(yàn)結(jié)果，其沖擊錘的提升高度和沖擊錘的質(zhì)量決定了沖擊能量。

圖1 工作原理圖

根據(jù)工作原理圖1可知，摩托車乘員頭盔護(hù)目鏡強(qiáng)度測(cè)試評(píng)估裝置的研制開發(fā)，能完全滿足GB 811-2010《摩托車乘員頭盔》標(biāo)準(zhǔn)要求。模擬頭盔遭受碰撞破壞現(xiàn)場(chǎng)，改變檢測(cè)人員手工檢測(cè)方法，采用傳感器、落錘裝置等機(jī)電設(shè)備，提高測(cè)試自動(dòng)化程度和工作效率。

3 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

該設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)在于針對(duì)各類頭盔如何牢固夾持并落錘沖擊護(hù)目鏡，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，如何防止對(duì)測(cè)試樣品的二次碰撞，這些都是本項(xiàng)目的研究重點(diǎn)。機(jī)電智能測(cè)試設(shè)備通過光電傳感器、氣動(dòng)裝置、顯示儀表等機(jī)構(gòu)有效配合，在一定程度上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)自動(dòng)化，可調(diào)整的安裝佩戴裝置，準(zhǔn)確查找和模擬頭盔護(hù)目鏡受到硬質(zhì)物體戳穿的情形，實(shí)現(xiàn)對(duì)護(hù)目鏡沖擊強(qiáng)度的評(píng)估。

3.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

本設(shè)備主要由落錘沖擊裝置、控制裝置、夾持裝置和支架固定裝置4部分組成。設(shè)備結(jié)構(gòu)見圖2所示。

圖2 裝置結(jié)構(gòu)

本測(cè)試設(shè)備可滿足各種不同規(guī)格的頭盔檢測(cè)，提升和降落過程無跳動(dòng)和振動(dòng)現(xiàn)象。試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)有穿孔器固定裝置，利用緊固釘可以使穿孔器在頭型上方根據(jù)需要緊固停止，方便頭盔裝卸操作?？刂泼姘屣@示穩(wěn)定準(zhǔn)確，提升高度由高度編碼器進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算處理，高度定位精準(zhǔn)，能進(jìn)行沖擊錘的二次抱錘動(dòng)作，儀器精度高，檢測(cè)方便。

3.2 夾持部件設(shè)計(jì)

為了更好地找準(zhǔn)位置，設(shè)計(jì)有前后左右可移動(dòng)的凹形導(dǎo)槽，頭模連接位置有螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)，方便查找最佳碰撞位置點(diǎn)，詳見圖3。

圖3 夾持機(jī)構(gòu)

3.3 抱錘裝置設(shè)計(jì)

當(dāng)落錘沖擊后，抱錘傳感器感應(yīng)到落錘，并在落錘回彈時(shí)，觸發(fā)抱錘機(jī)構(gòu)進(jìn)行抱錘動(dòng)作，避免落錘的二次沖擊影響其第一次沖擊的試驗(yàn)結(jié)果如圖4。

圖4 抱錘裝置

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，文中對(duì)GB 811-2010中“頭盔護(hù)目鏡沖擊強(qiáng)度評(píng)價(jià)”項(xiàng)目進(jìn)行專題研究，采用機(jī)電一體化檢測(cè)設(shè)備替代原先手工測(cè)試。該設(shè)備具有外型美觀、功能多樣、測(cè)量準(zhǔn)確、界面友好、操作簡(jiǎn)易、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，對(duì)于設(shè)備成本的降低和以后功能的擴(kuò)展提供了方便，設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也更注重人員安全。利用微機(jī)控制模擬硬物戳穿環(huán)境進(jìn)行智能測(cè)試，將為我國(guó)摩托車乘員頭盔護(hù)目鏡產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)提供儀器保障。

[1]李云鶴,王政.摩托車安全頭盔標(biāo)準(zhǔn)解讀[J].監(jiān)督與選擇:2006,(5):40-41．

[2]齊艷麗．劣質(zhì)頭盔籠罩在頭頂?shù)陌踩[患[J].監(jiān)督與選擇:2007,(11):48-49．

[3]俞春俊,王長(zhǎng)君．摩托車頭盔與摩托車交通事故的相關(guān)研究[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù):2009,(4):76-80．

[4] GB 811-2010 摩托車乘員頭盔[S]．國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局:2011,05,01.

[5]周勝．破繭化蝶——浙江省樂清市頭盔行業(yè)質(zhì)量整治顯成效[J].中國(guó)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督:2012,(11)：49．

Research and Development of Motorcycle Helmet Goggles Strength Evaluation System

HUANG Wang-Sen
(Wenzhou Institute of Technology Testing &Calibration,Wenzhou 325000 ,Zhejinag China)

According to the national standards for motorcycle helmets,a test system to assess the impact strength of the goggles device was developed.The device has the advantages of advanced structure and high detection ef fi ciency.The feasibility and practicability are proved by the design and the subsequent test veri fi cation.

Helmet;Goggles;Strength;Test

2016-12-26

2016年浙江省質(zhì)監(jiān)局科技計(jì)劃項(xiàng)目，課題編號(hào)：20160246

黃旺森，男，溫州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院，高級(jí)工程師，碩士