摩托車乘員頭盔佩戴安全穩固性測試研究

【摘 要】 通過對摩托車乘員頭盔佩戴安全穩固性的分析，闡述了頭盔在道路交通事故發生時，如何避免佩戴安全隱患因子，通過頭盔檢測及早發現存在的隱患問題，以及正確理解標準新增內容帶來的要求和側重點。對頭盔質量提升，了解行業狀況具有重要的意義。

【關鍵詞】 頭盔 佩戴 安全 穩固性

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

頭盔是一種用于摩托車、電動車乘員（包括駕駛人及乘坐人員）的頭部保護裝置。其結構主要包括殼體、緩沖層、舒適襯墊、佩戴裝置與護目鏡。頭盔的主要目的是在受到沖擊時保護乘員的頭部，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》標準，“頭盔固定裝置穩定性測試”新增條款要求，就是頭盔佩戴后能承受住沖擊掀拉力的測試要求，起到保護頭部的作用。

1 頭盔的主要構件與功能

殼體：頭盔的外層結構，呈現頭盔的基本形狀。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。

護目鏡：遮擋眼面部又不影響觀察的眼面部防護部件。

2 國內外研究現狀

國內現有生產測試裝備的企業都是基于GB 811-2010《摩托車乘員頭盔》標準要求，對頭盔佩戴穩固性檢測裝置的簡單設計制造。由于這個條款是標準新增加內容，檢測方法和方式都還比較原始，大多還是采用手工操作，個體的差別對檢測數據的出具和判斷影響很大。同時，手工試驗操作還存在誤區，容易造成誤傷，特別是在對頭盔有拉動情況下的操作，一個人難以完成，而兩個人操作時，極容易誤傷到協作伙伴。頭盔產業規模不大，且受重視程度不高，各企業部門對該設備投入的研發力量不足，造成該設備至今在性能和效率方面并無多大進步，技術水平落后。而本測試設備利用在機電一體化儀器的基礎上進行開發，具有操作簡單、測量準確、擴展性強等優點，是符合儀器設備發展趨勢的。在確保試驗人員人身安全方面，該設備的控制系統更先進，試驗效率更高。

3 研究原理

摩托車乘員頭盔佩戴安全穩固性測試裝置的結構及工作原理如圖1所示。通過示意圖可分析測試裝置工作原理如下：首先，引導裝置提起到規定高度位置，為落錘做好準備。此時，選擇被測摩托車頭盔樣品，樣品在頭模上正確佩戴之后，引導裝置夾持頭盔后部，釋放重物，重物呈自由落體運動沖擊引導裝置。引導裝置受到沖擊后掀拉動頭盔殼體，實現對頭盔佩戴的固定性測試。

圖1 頭盔佩戴安全穩固性測試裝置示意圖

在工作原理圖上可知，摩托車乘員頭盔佩戴安全穩固性測試裝置的研究開發具有如下內容和作用：

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

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

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

4 研發測試設備成果

本測試設備根據GB811-2010《摩托車乘員頭盔》標準的“固定裝置穩定性測試”而設計制造。頭盔固定裝置穩定性測試機主要是由引導裝置升降氣缸、大機架、落錘升降氣缸、引導裝置導軌、引導裝置、落錘升降導軌、支架、落錘、抱錘裝置、控制箱、轉向定滑輪、鋼絲掛鉤、頭模、頭盔試樣、Φ3mm鋼絲等部件組成（見圖2）。接通電源開關，首先檢查測試機各部件調節正常，將試樣頭盔正確佩戴在試驗頭模上，然后將引導裝置與釋放裝置（總質量為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，沿導軌自由墜落，檢查頭盔是否與試驗頭模分開。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試。

圖2 結構原理圖

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

主要技術指標：

①落錘沖擊高度：0.5m±0.03m；

②沖擊落錘重量：10kg±0.01kg；

③引導裝置和釋放裝置總質量：3kg±0.1kg；

④適用各類頭盔固定裝置穩定性測試。

5 結論

通過對頭盔佩戴穩固性的抗破壞能力和沖擊值的分析，使得頭盔在使用過程減少出現安全危害狀況。頭盔佩戴在頭部，當發生事故時頭盔依然穩固地佩戴在頭部，起到保護頭部功能。在交通事故中，正確選用頭盔能夠較好地保護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域，頭盔材質、結構設計等等方面的研究需要社會更多的關注和投入。相信在不久的將來，摩托車乘員頭盔的安全保護性能會更加完善，適用范圍更加廣泛，更加便捷，在我國的交通安全體系中發揮更加重要的作用。我國摩托車乘員頭盔經過幾十年的發展，生產制造水平明顯提高，品牌建設取得長足進步，已經具有能與世界主流頭盔品牌產品相競爭的能力。

作者簡介

黃旺森，工程師，主要從事產品質量檢測與質量控制工作，負責編寫多份與機械建材有關的檢測平臺、重點實驗室等申報的可行性報告。

（責任編輯：張曉明）