摩托车乘员头盔护目镜强度测试评估系统的研发

黄旺森

（温州市质量技术监督检测院，浙江 温州 325000）

摩托车乘员头盔护目镜强度测试评估系统的研发

黄旺森

（温州市质量技术监督检测院，浙江 温州 325000）

根据国家摩托车乘员头盔标准要求,研发了一款测试护目镜冲击强度的评估系统装置。该装置具有结构先进、检测效率高等优点。通过设计和后续的测试验证，证明了其可行性与实用性。

头盔；护目镜；强度；测试

1 引言

摩托车乘员头盔是一种用于摩托车乘员（包括驾驶员及乘坐人员）佩戴的头部保护装置，当发生事故时阻止或减轻伤害，保护乘员头部挽救其生命。与汽车相比较，摩托车的安全性、稳定性较弱，车身没有保护装置，在高速行驶的过程中，一旦发生碰撞将直接伤害乘坐人员。据交通事故调查，时常发生摩托车乘员被摔出摩托车后，路面尖锐物体迎面而来直接戳入或碰伤乘员头部，造成乘员受伤。所以要重视GB 811-2010《摩托车乘员头盔》标准“护目镜冲击强度性能测试”要求，摩托车乘员必须佩带头盔，头盔护目镜要求能承受这一冲击力，当发生事故后能及时保护乘员的生命安全。

2 研究内容

目前，我国摩托车乘员头盔GB 811-2010《摩托车乘员头盔》标准对于“护目镜冲击强度性能测试”有相应的规定。老标准GB 811-1998《摩托车乘员头盔》对护目镜冲击要求：“采用铅球（质量1g±0.1g、直径5.5mm±0.1mm）以140～170m/s的速度击中检测位置，检查护目镜不得被击穿或破碎”这个条款，与GA 294-2001《警用防爆头盔》的检测方法大致相同，这个检测方法针对警用防爆头盔模拟实际执法过程中抵抗枪弹射击要求而设定的，而对于民用头盔使用，显然不存在遭受子弹射击，主要是头盔承受事故中戳穿和冲击力的要求，现标准改为冲击力测试更加符合实际。这个新条款规定的目的就是所佩戴头盔护目镜必须能承受一定的冲击力，这样有效减少事故发生对乘员头部、面部的伤害，起到保护头部的作用。而本次研制的测试装置就是模拟头盔护目镜在碰撞过程中受到尖锐物直接戳伤冲击，来验证头盔护目镜的安全性。

摩托车乘员头盔护目镜强度测试评估系统的工作原理如图1所示。其工作原理如下：首先，选择被测头盔样品，根据样品规格尺寸选择相应的头模。样品在头模上正确佩戴之后，通过PLC控制电机驱动提起3Kg重物提升至1米高度释放重锤，在落锤回弹时快速抱锤，以避免落锤的二次冲击影响第一次冲击的试验结果，其冲击锤的提升高度和冲击锤的质量决定了冲击能量。

图1 工作原理图

根据工作原理图1可知，摩托车乘员头盔护目镜强度测试评估装置的研制开发，能完全满足GB 811-2010《摩托车乘员头盔》标准要求。模拟头盔遭受碰撞破坏现场，改变检测人员手工检测方法，采用传感器、落锤装置等机电设备，提高测试自动化程度和工作效率。

3 主要创新点

该设备的关键技术在于针对各类头盔如何牢固夹持并落锤冲击护目镜，确保检测数据准确，如何防止对测试样品的二次碰撞，这些都是本项目的研究重点。机电智能测试设备通过光电传感器、气动装置、显示仪表等机构有效配合，在一定程度上实现检测自动化，可调整的安装佩戴装置，准确查找和模拟头盔护目镜受到硬质物体戳穿的情形，实现对护目镜冲击强度的评估。

3.1 设备结构

本设备主要由落锤冲击装置、控制装置、夹持装置和支架固定装置4部分组成。设备结构见图2所示。

图2 装置结构

本测试设备可满足各种不同规格的头盔检测，提升和降落过程无跳动和振动现象。试验装置设计有穿孔器固定装置，利用紧固钉可以使穿孔器在头型上方根据需要紧固停止，方便头盔装卸操作。控制面板显示稳定准确，提升高度由高度编码器进行自动计算处理，高度定位精准，能进行冲击锤的二次抱锤动作，仪器精度高，检测方便。

3.2 夹持部件设计

为了更好地找准位置，设计有前后左右可移动的凹形导槽，头模连接位置有螺纹转动，方便查找最佳碰撞位置点，详见图3。

图3 夹持机构

3.3 抱锤装置设计

当落锤冲击后，抱锤传感器感应到落锤，并在落锤回弹时，触发抱锤机构进行抱锤动作，避免落锤的二次冲击影响其第一次冲击的试验结果如图4。

图4 抱锤装置

4 结束语

目前，文中对GB 811-2010中“头盔护目镜冲击强度评价”项目进行专题研究，采用机电一体化检测设备替代原先手工测试。该设备具有外型美观、功能多样、测量准确、界面友好、操作简易、价格低廉等特点，对于设备成本的降低和以后功能的扩展提供了方便，设备结构设计也更注重人员安全。利用微机控制模拟硬物戳穿环境进行智能测试，将为我国摩托车乘员头盔护目镜产品质量检测提供仪器保障。

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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年浙江省质监局科技计划项目，课题编号：20160246

黄旺森，男，温州市质量技术监督检测院，高级工程师，硕士