專利名稱：能量耗散型防追尾車輛鉆底裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛防護(hù)裝置，具體為一種能量耗散型防追尾車輛鉆底裝置。
背景技術(shù)：
由于小型汽車與大型汽車結(jié)構(gòu)之間存在巨大差異，使得前者追尾后者事故的嚴(yán)重后果不言而喻。當(dāng)今我國大型車輛所配備的防追尾車輛鉆底裝置絕大多數(shù)為固定結(jié)構(gòu)，不能兼顧車輛通過性和防止追尾車輛發(fā)生鉆底碰撞這兩個(gè)目標(biāo)，且普通防護(hù)裝置不具有吸能特性，碰撞能量幾乎都由追尾車輛吸收，對(duì)其駕乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了極大的威脅。
已授權(quán)的防追尾車輛鉆底裝置專利絕大多數(shù)不具有吸能特性，而相似的專利CN2322849Y與CN 2795854Y的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)雖可吸能，但在吸能變形過程中可能無法保證防止追尾車輛鉆底，且整體結(jié)構(gòu)剛度不足，在高速?zèng)_擊下很難保證防護(hù)效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有防追尾車輛鉆底裝置結(jié)構(gòu)與性能上的不足，本發(fā)明提供了一種能量耗散型的防追尾車輛鉆底裝置，這種防追尾車輛鉆底裝置整體結(jié)構(gòu)采取曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的原理，利用結(jié)構(gòu)的伸縮在防止追尾車輛鉆底的前提下吸收碰撞能量，保護(hù)追尾車輛及其駕乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
能量耗散型防追尾車輛鉆底裝置，主要包括對(duì)稱分布的兩組曲柄桿架，曲柄搖桿之間通過X型桿加固連接，兩組曲柄桿架后端分別通過搖桿內(nèi)管、搖桿外管和可潰縮式吸能管連接車架，前端同時(shí)連接到防護(hù)橫梁上，同時(shí)，在防護(hù)橫梁上還固結(jié)有防護(hù)橫梁吸能塊；所述曲柄桿架為一直角三角形結(jié)構(gòu)的剛性鋼結(jié)構(gòu)架，其頂角位置通過限位銷軸連接到車架上，而所述搖桿外管亦通過銷軸鉸接的方式與車架連接，另外，所述搖桿內(nèi)管內(nèi)嵌于搖桿外管中，并可在搖桿外管內(nèi)作軸向滑動(dòng)；曲柄桿架與搖桿內(nèi)管在曲柄桿架的直角位置側(cè)旁通過銷軸鉸接，而所述可潰縮式吸能管，嵌套于搖桿內(nèi)管和搖桿外管外，并通過兩個(gè)管結(jié)構(gòu)限位塊夾緊，以實(shí)現(xiàn)對(duì)可潰縮式吸能管的壓縮。在本發(fā)明中，所述曲柄桿架可通過搖桿內(nèi)管、搖桿外管的伸縮作用在豎直面上擺動(dòng)，在下擺時(shí)基本沿軸向推動(dòng)搖桿內(nèi)管且下擺至極限位置時(shí)可使其末端觸及地面。在本發(fā)明中，所述可潰縮式吸能管為內(nèi)外兩層均有八片徑向均列肋板的雙層管狀結(jié)構(gòu)，外層管包裹內(nèi)層管，且外層管短于內(nèi)層管，同時(shí)，外層管強(qiáng)度大于內(nèi)層管。在本發(fā)明中，在搖桿內(nèi)管和搖桿外管上還設(shè)置有用于夾持可潰縮式吸能管的凸緣限位塊。在本發(fā)明中，所述防護(hù)橫梁上設(shè)有三角形加強(qiáng)筋。在本發(fā)明中，所述防護(hù)橫梁吸能塊的結(jié)構(gòu)可以為蜂窩鋁、泡沫鋁、波紋板等吸能結(jié)構(gòu)，并通過螺栓、焊接或粘接于防護(hù)橫梁上。通過類似曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使位于曲柄桿架末端的防護(hù)橫梁在發(fā)生追尾碰撞后由保證車輛通過性的較高位置轉(zhuǎn)動(dòng)到有更好防護(hù)效果的較低位置，從而更好地發(fā)揮其防止追尾車輛發(fā)生鉆底碰撞的防護(hù)功能，曲柄桿架轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，可潰縮可潰縮式吸能管被壓縮的過程可視作滑塊在擺桿上滑動(dòng)的位置變化過程。在不超過結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，整個(gè)機(jī)構(gòu)的終止位置由擺桿上的限位塊限制；若超過結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，則在非極端情況下，部分部件變形而機(jī)構(gòu)終止于曲柄伸出端觸及支撐面時(shí)的位置。平時(shí)使用時(shí)，防護(hù)裝置近似為固定結(jié)構(gòu)，可在符合法規(guī)離地間隙的要求的前提下，保證車輛的通過性；在惡劣道路條件下，防護(hù)裝置則可被升起并固定，以提供最佳通過性能；發(fā)生輕微追尾碰撞時(shí)，防護(hù)橫梁吸能塊即可將較小的碰撞能量吸收，減小追尾車輛損壞程度；發(fā)生一般追尾碰撞時(shí)，防護(hù)橫梁吸能塊吸收部分能量后，與防護(hù)橫梁隨曲柄桿架向下部轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)搖桿內(nèi)管相對(duì)搖桿外管移動(dòng)，兩管邊緣的限位塊壓縮可潰縮式吸能管以進(jìn)一步耗散碰撞能量。若發(fā)生嚴(yán)重追尾碰撞，可潰縮式吸能管被完全壓潰，搖桿內(nèi)管和搖桿外管 上的限位塊將保證曲柄桿架停止于有效發(fā)揮防護(hù)作用的終止位置；若碰撞能量過大，曲柄桿架可繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至使其末端接觸地面，依靠地面支撐增加結(jié)構(gòu)整體剛度，防止追尾車輛發(fā)生鉆底碰撞。在非嚴(yán)重事故后，防護(hù)橫梁吸能塊及可潰縮式吸能管均可更換，其他部件則可重復(fù)利用。有益效果本發(fā)明既可保證車輛的通過性，又能在碰撞的過程中使防護(hù)橫梁下降以更好地防止追尾車輛鉆底并吸收一定的碰撞能量，在極端情況下，防護(hù)裝置以地面為附加支撐，盡最大可能防止追尾車輛發(fā)生鉆底碰撞，保護(hù)追尾車輛及其駕乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。防護(hù)橫梁吸能塊和可潰縮式吸能管可逐級(jí)吸能滿足不同碰撞強(qiáng)度下防護(hù)吸能要求，并且吸能部件可更換，防護(hù)裝置整體的可重復(fù)利用性好。整套防護(hù)裝置僅由少量部件組成，并使用標(biāo)準(zhǔn)件連接，較其他非固定式防追尾車輛鉆底裝置的結(jié)構(gòu)更為簡單，成本更為低廉，并且安裝方便，無需對(duì)車架進(jìn)行特殊改裝，僅打孔即可，且裝配尺寸精度要求不高，安裝完畢后還可通過打定位孔安裝定位圓錐銷以及取用不同長度的可潰縮式吸能管進(jìn)行結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)。將防護(hù)裝置由工作狀態(tài)調(diào)整至收起狀態(tài)，僅需手工進(jìn)行插拔銷操作，無需工具，方便快捷。


圖I為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的裝配爆炸圖。圖3為本發(fā)明的收起狀態(tài)示意圖。圖4為本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖。圖5為本發(fā)明的完全潰縮狀態(tài)示意圖。圖6為本發(fā)明的極限防護(hù)狀態(tài)示意。圖7是本發(fā)明的可潰縮式吸能管結(jié)構(gòu)圖。圖中各標(biāo)號(hào)表示1.曲柄桿架，2.搖桿內(nèi)管，3.可潰縮式吸能管，4.搖桿外管，
5.車架，6.開口銷，7.銷軸，8.限位圓錐銷，9.防護(hù)橫梁，10.防護(hù)橫梁吸能塊，11.螺栓。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在圖I中，曲柄桿架I上端、搖桿外管4分別與車架5鉸接，曲柄桿架I下端與搖桿內(nèi)管2鉸接，曲柄桿架I末端、防護(hù)橫梁吸能塊10分別固結(jié)于防護(hù)橫梁9上，可潰縮式吸能管3嵌套于搖桿內(nèi)管2和搖桿外管4外,并被兩管凸緣狀限位塊夾緊,搖桿內(nèi)管2嵌套于搖桿外管4中并可作軸向滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)可潰縮式吸能管3的壓縮。處于工作狀態(tài)時(shí)，防護(hù)裝置近似為固定結(jié)構(gòu)，可在符合法規(guī)要求的前提下，以盡可能大的離地間隙保證車輛的通過性；發(fā)生輕微追尾碰撞時(shí)，防護(hù)橫梁吸能塊10即可將較小的碰撞能量吸收；發(fā)生一般追尾碰撞時(shí)，防護(hù)橫梁吸能塊10吸收部分能量后，與防護(hù)橫梁9隨曲柄桿架I向貨車下部擺動(dòng)，同時(shí)搖桿內(nèi)管2相對(duì)搖桿外管4移動(dòng)，兩管邊緣的吸能塊壓縮可潰縮式吸能管3以進(jìn)一步耗散碰撞能量。若發(fā)生嚴(yán)重追尾碰撞，可潰縮式吸能管3被完全壓潰，搖桿內(nèi)管2和搖桿外管4上的限位塊將保證曲柄桿架I停止于有效發(fā)揮防護(hù)作 用的終止位置。若碰撞能量過大，曲柄桿架I可繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至使其末端接觸地面，依靠地面支撐，以最大剛度防止追尾車輛發(fā)生鉆底碰撞。在非嚴(yán)重事故后，可潰縮式吸能管3和防護(hù)橫梁吸能塊10均可更換，其他部件則可重復(fù)利用。曲柄桿架I側(cè)面為三角形結(jié)構(gòu)，三角形的最短邊的位置與長度可盡可能沿軸向推動(dòng)與之相連的擺桿內(nèi)管2 ;最長邊的長度大于安裝位置至地面的距離，使得在嚴(yán)重碰撞情況下其遠(yuǎn)端可觸及地面以得到附加支撐。曲柄桿架I正面為X型桿結(jié)構(gòu)加固的三邊框結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度高，且能承受一定偏角的斜向碰撞。圖2為防護(hù)裝置的爆炸圖。由圖可見，各鉸鏈以銷軸7連接，并以開口銷6固定。曲柄桿架I與防護(hù)橫梁9以螺栓11連接，并安裝調(diào)整至防護(hù)橫梁9和防護(hù)橫梁吸能塊10正對(duì)后方，防護(hù)橫梁9上的加強(qiáng)筋可限制其姿態(tài)在一般碰撞情況下保持不變，以充分發(fā)揮防護(hù)橫梁吸能塊10的吸能作用。本防護(hù)裝置無需對(duì)車架5進(jìn)行特殊改裝，僅需少量打孔工作，且位置精度要求低。防護(hù)裝置安裝后，對(duì)于高度不同的車架5，防護(hù)橫梁9高度的調(diào)節(jié)工作可通過截取不同長度的可潰縮式吸能管3來完成。在車架5特定位置打孔，插入限位圓錐銷8即可對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定。防護(hù)橫梁吸能塊10的結(jié)構(gòu)可為蜂窩鋁、泡沫鋁、波紋板等吸能結(jié)構(gòu)。圖:T圖6展示了本防護(hù)裝置的4個(gè)狀態(tài)，依次為收起狀態(tài)、工作狀態(tài)、完全潰縮狀態(tài)和極限防護(hù)狀態(tài)。以底面距地面800毫米的車架為例，防護(hù)裝置處于收起狀態(tài)時(shí)，其最低點(diǎn)與地面之間的垂直距離約為480毫米，可保證車輛在工地等惡劣道路條件下的通過性。對(duì)于收起狀態(tài)，防護(hù)裝置安裝完成后，將其將防護(hù)橫梁9抬起至上極限位置，在曲柄桿架I的下邊緣的車架5上打孔，作為下側(cè)限位孔，插入限位圓錐銷8即可將裝置位置固定。對(duì)于工作狀態(tài)，在曲柄桿架I上邊緣的車架5上打孔，作為上側(cè)限位孔，插入限位圓錐銷8即可將裝置固定，使得防護(hù)裝置在車輛顛簸時(shí)結(jié)構(gòu)姿態(tài)不會(huì)發(fā)生改變。此時(shí)，防護(hù)裝置最低點(diǎn)與地面之間的垂直距離約為350毫米，完全符合法規(guī)要求。對(duì)于完全潰縮狀態(tài)，曲柄桿架I轉(zhuǎn)至較低位置，可潰縮式吸能管5和防護(hù)橫梁吸能塊10吸能并完全潰縮，曲柄桿架I、車架5、搖桿內(nèi)管2和搖桿外管4呈三角形結(jié)構(gòu),可防止追尾車輛發(fā)生鉆底碰撞。若碰撞能量過大，超過了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，曲柄桿架I繼續(xù)下擺至末端觸及地面，以地面作為新的支撐點(diǎn)以增加結(jié)構(gòu)的整體剛度，以最大剛度防止追尾車輛鉆入車底。圖7展示了搖桿內(nèi)管2、可潰縮式吸能管3、搖桿外管4組件的具體結(jié)構(gòu)。組件由內(nèi)至外依次為搖桿內(nèi)管2、搖桿外管4、可潰縮式吸能管3?？蓾⒖s式吸能管3為內(nèi)外兩層均有八片徑向均列肋板的雙層管狀結(jié)構(gòu)，外層管包裹內(nèi)層管，且外層管短于內(nèi)層管，而剛度大于內(nèi)層管，以剛度較小的內(nèi)層管作為潰縮起點(diǎn)，起到類似潰縮誘導(dǎo)槽的作用，且不同內(nèi)徑的吸能管材可配合不同外徑的搖桿外管4。當(dāng)發(fā)生輕微碰撞時(shí)，由曲柄桿架I、搖桿內(nèi)管2、搖桿外管4、可潰縮式吸能管5以及限位圓錐銷8的共同限制，整個(gè)防護(hù)裝置可視為固定結(jié)構(gòu)，僅由防護(hù)橫梁吸能塊10進(jìn)行潰縮吸能。若發(fā)生一般碰撞，防護(hù)橫梁吸能塊10吸收后的剩余能量將通過防護(hù)橫梁9傳遞到搖桿內(nèi)管2，使其相對(duì)搖桿外管4滑動(dòng)，同時(shí)對(duì)可潰縮式吸能管5進(jìn)行壓縮并將碰撞能量以潰縮的形式耗散。若碰撞能量超過了防護(hù)裝置的吸能能力，即可潰縮式吸能管5和防護(hù)橫梁吸能塊10完全潰縮，防護(hù)裝置到達(dá)潰縮極限位置，曲柄桿架I、搖桿內(nèi)管、2搖桿外管6與車架5呈三角形結(jié)構(gòu)，以剛性結(jié)構(gòu)阻擋追尾車輛發(fā)生鉆底碰撞。在極端情況下，上述三角形結(jié)構(gòu)也無法阻擋巨大的沖擊時(shí)，曲柄桿架繼續(xù)向下轉(zhuǎn)動(dòng)直至觸及地面，以地面為附加支撐點(diǎn)以增加防護(hù)結(jié)構(gòu)的整體剛度，以最大限度防止追尾車輛發(fā)生鉆底碰撞。當(dāng)車輛在惡劣道路環(huán)境下行駛時(shí)，防護(hù)裝置則可被升起將車架5上的上側(cè)限位孔內(nèi)的限位圓錐銷8拔出， 抬起防護(hù)橫梁9，再將限位圓錐銷8插到車架5上的下側(cè)限位孔，整套防護(hù)裝置得到固定，以此增加車輛的通過性。本實(shí)施例條件下的防追尾車輛鉆底裝置結(jié)構(gòu)簡單，拆裝調(diào)節(jié)方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。既可保證車輛的通過性，又能在碰撞的過程中使防護(hù)橫梁下降以更好地防止追尾車輛鉆底并吸收一定的碰撞能量，保護(hù)追尾車輛及其駕乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。防護(hù)橫梁吸能塊和可潰縮式吸能管的組合還可管滿足不同碰撞強(qiáng)度下防護(hù)吸能的要求，并且吸能部件可更換，防護(hù)裝置整體的可重復(fù)利用性好。同時(shí)，曲柄桿架的X結(jié)構(gòu)還可承受一定角度的斜向碰撞。上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可以利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.能量耗散型防追尾車輛鉆底裝置，主要包括對(duì)稱分布的兩組曲柄桿架，其特征在于，曲柄搖桿之間通過X型桿加固連接，兩組曲柄桿架后端分別通過搖桿內(nèi)管、搖桿外管和可潰縮式吸能管連接車架，前端同時(shí)連接到防護(hù)橫梁上，防護(hù)橫梁上設(shè)有三角形加強(qiáng)筋，同時(shí)，在防護(hù)橫梁上還固結(jié)有防護(hù)橫梁吸能塊；所述曲柄桿架為一直角三角形結(jié)構(gòu)的剛性鋼結(jié)構(gòu)架，其頂角位置通過限位銷軸連接到車架上，而所述搖桿外管亦通過銷軸鉸接的方式與車架連接，另外，所述搖桿內(nèi)管內(nèi)嵌于搖桿外管中，并可在搖桿外管內(nèi)作軸向滑動(dòng)；曲柄桿架與搖桿內(nèi)管在曲柄桿架的直角位置側(cè)旁通過銷軸鉸接，而所述可潰縮式吸能管，嵌套于搖桿內(nèi)管和搖桿外管外，并通過兩個(gè)管結(jié)構(gòu)限位塊夾緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能量耗散型防追尾車輛鉆底裝置，其特征在于，所述曲柄桿架可通過搖桿內(nèi)管、搖桿外管的伸縮作用在豎直面上擺動(dòng)，在下擺時(shí)基本沿軸向推動(dòng)搖桿內(nèi)管且下擺至極限位置時(shí)可使其末端觸及地面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能量耗散型防追尾車輛鉆底裝置，其特征在于，所述可潰縮式吸能管為內(nèi)外兩層均有八片徑向均列肋板的雙層管狀結(jié)構(gòu)，外層管包裹內(nèi)層管，且外層管短于內(nèi)層管，同時(shí)，外層管強(qiáng)度大于內(nèi)層管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能量耗散型防追尾車輛鉆底裝置，其特征在于，在搖桿內(nèi)管和搖桿外管上還設(shè)置有用于夾持可潰縮式吸能管的凸緣限位塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能量耗散型防追尾車輛鉆底裝置，其特征在于，所述防護(hù)橫梁吸能塊的結(jié)構(gòu)可以為蜂窩鋁、泡沫鋁、波紋板等吸能結(jié)構(gòu)，并通過螺栓、焊接或粘接于防護(hù)橫梁上。
全文摘要
能量耗散型防追尾車輛鉆底裝置，主要部件包括防護(hù)橫梁及其吸能塊、曲柄桿架、搖桿外管、搖桿內(nèi)管和可潰縮式吸能管。曲柄桿架上端、搖桿外管分別與車架鉸接，曲柄桿架下端與搖桿內(nèi)管鉸接。防護(hù)橫梁及其吸能塊固結(jié)于曲柄桿架遠(yuǎn)端。吸能管嵌套于搖桿內(nèi)外管外，并被兩管限位塊夾緊。碰撞作用下曲柄桿架下擺，推動(dòng)嵌套于搖桿外管內(nèi)的搖桿內(nèi)管作相對(duì)軸向滑動(dòng)，壓縮吸能管的以耗散能量。在嚴(yán)重碰撞情況下，曲柄桿架將搭接地面以得到附加支撐，防止追尾車輛發(fā)生鉆底碰撞。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，拆裝調(diào)節(jié)方便，可重復(fù)利用，既可保證車輛的通過性，又能在防止追尾車輛鉆底的前提下吸收碰撞能量，保護(hù)追尾車輛及其駕乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。
文檔編號(hào)B60R19/56GK102689617SQ20121020444
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者楊濟(jì)匡, 薛璐 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)