随着经济的发展，汽车逐渐成为现代人类社会的主要交通工具，汽车给我们的生活带来了便利，但同时也给交通带来了极大的挑战。根据交通部的统计数据表明，交通事故发生率逐年递增，其中追尾事故占很大的比例。而在追尾碰撞导致的各类损伤中，约有90％属于颈部挥鞭伤，虽然其属于轻微伤级别，很少对乘员造成致命伤害，但由此导致的长期颈部疼痛，必然会给患者以及社会带来一定程度上的精神和物质压力，所以汽车座椅头枕的设计要求，除了满足舒适性之外，更重要的是安全性。2012年中国新车评价规程正式引入“低速后碰撞颈部保护试验”，它提供了一个座椅防挥鞭伤性能好坏的评价标准，为座椅头枕的设计明确了方向和要求，这充分说明了主动式头枕在挥鞭伤防护中的可行性和必要性。　　本文是在电磁驱动式主动头枕一代样机的基础上进行的更深一步的研究，其主要内容包括:　　首先，在研读了大量关于追尾碰撞中乘员颈部损伤防护方面文献的基础上，结合头枕相关的法规要求，设计了一种基于安全车距进行事故判定，并由电磁铁驱动的预响应式主动头枕。通过对车辆的运动学分析，将前车的行车状态分为静止、匀速或者加速以及减速运动三种情况，分别建立了防追尾安全车距数学模型。由于实际的驾驶环境极其复杂，车辆的行驶状态受到很多因素的影响，比如天气状况、路面状况、驾驶员的身体及心理状况等。为了尽可能的符合车辆的实际运行环境，将各种因素的影响都考虑进来，利用模糊理论确定各个因素间的模糊关系，继而推理得到更符合现实状况的参数。　　其次，完成了该预响应式主动头枕的机械系统和控制系统的设计与研究。在一代样机机械系统的基础上，首先对机械系统主体机构进行了运动学和静强度仿真分析，仿真结果表明，机构运行规律符合设计要求，且无干涉运动，同时头枕设计满足强度要求，符合国家标准对头枕安全性的规定。其次针对一代样机在控制系统方面设计的不足，对该头枕的控制系统进行了详细的软硬件方案设计，具体介绍了主动头枕控制系统的硬件设计，包括测距传感器、单片机、显示器等元器件的选型以及各硬件电路的设计;软件设计包括开发平台选择、主控程序设计、编程、连接、调试及仿真等。整个系统通过模块化设计，保证了控制系统的可靠性。　　最后，根据设计方案完成预响应式主动头枕二代样机的试制，并进行仿真实验分析。基于前车三种不同的行驶工况以及两种不同的参数确定方法（模糊推理法和固定参数法），运用MATLAB软件进行仿真运算，得到两种方法各个工况下安全车距的理论值;通过系统调试，进行计算机仿真实验，模拟前车的三种行驶工况，得到主动头枕系统的不同响应。说明该主动头枕能够根据单片机预定程序判断的结果准确进行预警及防护，验证了系统方案的合理性和可行性。　　总之，该预响应式主动头枕采用激光测距传感器实时采集车间距离，由主控芯片STC89C54RD+判定追尾碰撞是否会发生，如果碰撞不可避免，立即发送信号触发电磁铁，快速启动头枕靠近乘员头部，降低颈部损伤的风险。该主动头枕结构简单，相对座椅靠背独立，安全可靠，能够有效的保护乘员颈部避免损伤，可手动复位，重复使用，成本低廉，可在普通轿车上推广应用。