[發明專利]數字化電磁脈沖式主動頸椎保護裝置

在審

• 申請號: 201710092014.4
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106820389A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 劉明永;劉鵬;趙建華;范偉力;劉瑤瑤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三軍醫大學第三附屬醫院
• 主分類號: A42B3/04
• 分類號: A42B3/04;B60N2/44
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙)51238
• 代理人: 黎志紅

技術領域

本發明涉及高速載具安全防護結構，尤其是一種有效保護頸椎、降低受傷程度、降低交通事故死亡率的數字化電磁脈沖式主動頸椎保護裝置。

背景技術

隨著人類活動空間的拓展，對速度和交通的追求導致各種高速運動載體，比如汽車、火車、高速艦艇、航空母艦艦載機等，快速發展。由此也產生了巨大的負面效應。全世界每年因交通事故導致約120萬人死亡，直接經濟損傷5180億美元。2004年，我國汽車交通事故總數為567753起，造成99217人死亡，451810人受傷，直接財產損失27.7億元。在道路碰撞事故中，死亡事故73%為前碰撞，致傷部位78.2%集中于頸部，尤其以牽張-屈曲損傷為最多見。

在前碰撞過程中，高速運動載體的速度發生極大的變化，而乘員的頭頸部由于慣性作用，相對于胸部有較大的復雜運動，在不同的運動方式下，頸部不同部位的結構達到其承受極限，從而導致不同程度的損傷，主要有：

（1）剪切損傷。在正面碰撞過程中，當胸部發生減速運動時，頭部受慣性力繼續保持勻速直線運動，胸部收到安全帶拉力后進行減速運動。頭部在慣性力作用下對頸部施加一個向前的拉力，胸部在安全帶的作用下對頸部施加一個向后的拉力，當頸部所受拉力達到極限時，寰枕關節就會發生分離，這意味著韌帶和其他軟組織被撕裂。這類碰撞事故中乘員頸部由于受到剪切力超過了耐受限度會導致關節分離和骨折等傷害。

（2）拉伸損傷。在正面碰撞過程中，軸向壓縮力不存在，頸部受力主要為軸向拉伸力。在碰撞后頸部發生前屈變形，頸椎直立，下頸椎開始伸長，逐漸造成上頸椎伸長，整個頸椎成“S”型曲線。

（3）彎曲損傷。彎曲損傷表現為正向彎曲和側向彎曲。正向彎曲表現為當碰撞發生后頭部帶動頸部向前減速并向下撲運動。當頸部所受彎矩達到了耐受極限后會造成頸椎脫臼、肌肉拉傷等傷害。側向彎曲表現為作用在頭部的作用力或者慣性力顯著地偏離中心矢狀面，頸部將受到隨同軸向載荷和剪切力作用而側向彎曲。這類彎曲的損傷表現為椎體的側向楔形骨折和椎骨側后部的骨折。

由此可見，防止正面碰撞所造成的傷害最為重要。目前針對正面碰撞的防護措施主要為安全帶和安全氣囊，但是二者均具有不足。

安全帶。安全帶通過限制軀干前移而防止胸腹部碰撞，能夠有效降低死亡率。但是也正是由于安全帶在前碰撞中限制了軀干前移，而頭部由于慣性力的作用保持前移，二者的相對位移導致頸部損傷的發生。

安全氣囊。安全氣囊作為重要的被動安全措施越來越多的應用于汽車上。其作用原理是通過感應運動載體的加速度變化而啟動氣囊點火裝置，通過燃燒固態燃料而充填氣囊。在發生正面碰撞、上身快速前移時與氣囊接觸而緩沖撞擊力，避免其受到方向盤、前風擋等硬性部件的傷害。但是由于價格昂貴，普通車輛難以安裝多個氣囊而對乘員起到完善的保護作用。而在火車、快速艦艇、航母艦載機等快速運動載體上一般未安裝安全氣囊。另外，氣囊壓力巨大，點火時間存在延遲，在前碰撞等急減速情況下導致頭頸部損傷在接觸氣囊已經發生，或者乘員，尤其是未成年乘員受到氣囊沖擊而受傷。

設計一種專用于高速載具的頸椎保護裝置是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種有效保護頸椎、降低受傷程度、降低交通事故死亡率的數字化電磁脈沖式主動頸椎保護裝置。

為實現上述目的而采用的技術方案是這樣的，即一種數字化電磁脈沖式主動頸椎保護裝置；其中：包括頭盔、固定在頭盔上的金屬板，該金屬板位于頭盔的后部；固定在高速載具的座椅上部的電磁鐵，該電磁鐵通過導線與高速載具的中控系統的PLC控制片連接；

所述頭盔和/或高速載具的座椅上設置有加速度傳感器，該加速度傳感器將高速載具的加速度反饋給中控系統的PLC控制片，該PLC控制片控制電磁鐵通電與否；

所述PLC控制片與電磁鐵之間的導線上設置有手動開關。

本發明由于上述結構而具有的優點是：在交通事故中有效保護了頸椎、降低了受傷程度、降低了交通事故死亡率。

附圖說明

本發明可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明。

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的結構簡化示意圖。

圖3為本發明使用狀態的結構示意圖。

圖4為圖3中頭盔與電磁鐵位置處的放大結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：