汽車電磁主動防撞裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車電磁主動防撞裝置，其包括剛性內(nèi)防護框、吸能機構(gòu)、抗壓減震機構(gòu)、電磁場安全屏蔽罩及剛性外防護框，其中，吸能機構(gòu)主要是由多個電磁鐵及可伸縮的連接件所組合成的推拉機構(gòu)，抗壓減震機構(gòu)也是主要由電磁鐵組成，吸能機構(gòu)和抗壓減震機構(gòu)均連接到剛性內(nèi)防護框上而以該剛性內(nèi)防護框作為支撐點，屏蔽罩和剛性外防護框依次將吸能機構(gòu)和抗壓減震機構(gòu)罩住而分別提供了電磁場屏蔽和剛性防撞作用。本發(fā)明主要利用電磁鐵同極相斥和異極相吸的原理，以特殊的電磁鐵磁極布局來構(gòu)建強效的吸能抗壓減震結(jié)構(gòu)，最大限度的抵消汽車碰撞所產(chǎn)生的強大撞擊力，防止或減少汽車迎面相撞和追尾事故的發(fā)生，并有效降低二次傷害的程度。
【專利說明】汽車電磁主動防撞裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及汽車安全【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地涉及一種汽車電磁主動防撞裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車制造技術(shù)不斷趨于成熟的形勢下，隨著人們生活水平的不斷提高，對汽車的安全要求也越來越高，汽車市場的竟?fàn)帉⒉辉偈瞧囍圃毂旧淼木範(fàn)?，而是汽車安全領(lǐng)域的全面竟?fàn)帲瑢τ谄噺S商而言，如何使汽車變得更安全，是竟?fàn)幠芊袢俚年P(guān)鍵。
[0003]現(xiàn)有的汽車常見安全設(shè)計可分為主動安全設(shè)計和被動安全設(shè)計兩大部分。
[0004]其中，被動安全設(shè)計主要是從以下三個方面入手:一是汽車通過特殊設(shè)計的車身，將撞擊力分散轉(zhuǎn)移，從而減少傳遞到駕乘人員的撞擊力，起到保護車內(nèi)乘員的目的；二是針對車門防撞梁及汽車車架的改進，設(shè)計制造時，在不同的位置使用不同的材料，當(dāng)發(fā)生碰撞時，讓一部分機構(gòu)先潰縮，吸收一部分能量，從而減少傳遞到駕乘人員的撞擊力，達到保護車內(nèi)乘員的目的；三是通過充分利用發(fā)動機周圍的汽車本身的固有架構(gòu)和空間，引用分隔區(qū)間的辦法，將相近部分通過鋼板相連，中間加入彈簧等吸能材料，利用現(xiàn)有技術(shù)對汽車進行安全改造，將其它車輛對本車的前車撞擊力逐級減弱，從而達到保護駕乘人員的目的。
[0005]而對于主動安全設(shè)計，較為典型的是電子智能防撞系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通過雷達、激光、聲納等偵測技術(shù)來發(fā)現(xiàn)前方車輛、行人等障礙物，然后，通過微處理器對發(fā)現(xiàn)物進行分析，如有對汽車安全構(gòu)成威脅的物體，即發(fā)出警報提醒駕駛員，并同時采取相應(yīng)的制動措施，躲避碰撞的發(fā)生。
[0006]上述被動安全設(shè)計和主動安全設(shè)計雖然都能在某種程度上提高汽車的安全性能。然而，前者由于大多只是利用剛性材料的硬度或彈性材料的吸能特性來緩解碰撞的沖擊力，其所提供的吸能效果非常有限，效果不佳，而且一旦發(fā)生撞擊仍會對汽車本身帶來重大損害；后者通常是利用智能控制技術(shù)來提前發(fā)出警報或制動，對于汽車沒有直接的防護作用，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或剎車失靈時則不能起到任何的防撞作用。
[0007]鑒于此，有必要提供一種可解決上述缺陷的汽車電磁主動防撞裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是提供一種可較好改善汽車安全性能的汽車電磁主動防撞裝置。
[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種汽車電磁主動防撞裝置，其包括:一剛性內(nèi)防護框，該剛性內(nèi)防護框包括一內(nèi)防護板、兩分別從內(nèi)防護板兩端面向前延伸出來的側(cè)邊防護板及連接在兩側(cè)邊防護板之間的中間防護板，所述中間防護板與汽車前進方向相垂直；一吸能機構(gòu)，該吸能機構(gòu)包括均呈板狀的第一電磁鐵、第二電磁鐵、第三電磁鐵及第四電磁鐵，所述第三電磁鐵和第二電磁鐵異極相對地分別設(shè)置在中間防護板的前側(cè)和后側(cè)且與所述中間防護板固定在一起而共同形成一組合體，該組合體上貫穿有多個可伸縮的第一連接桿，每個所述可伸縮的第一連接桿均一端固定在所述第一電磁鐵上，另一端固定在所述第四電磁鐵上，所述第一電磁鐵位于第二電磁鐵的后側(cè)且與該第二電磁鐵異極相對，所述第四電磁鐵位于第三電磁鐵的前側(cè)且與該第三電磁鐵同極相對；一抗壓減震機構(gòu)，該抗壓減震機構(gòu)包括均呈板狀的第六電磁鐵和第七電磁鐵，所述第六電磁鐵固定在所述內(nèi)防護板上，所述第七電磁鐵設(shè)置在第六電磁鐵和第一電磁鐵之間且該第七電磁鐵均與所述第六電磁鐵和第一電磁鐵同極相對；一電磁場安全屏蔽罩，該電磁場安全屏蔽罩包括第一電磁場屏蔽罩體和第二電磁場屏蔽罩體，所述剛性內(nèi)防護框固定于所述第一電磁場屏蔽罩體內(nèi)，所述第二電磁場屏蔽罩體可移動地蓋合在所述第一電磁場屏蔽罩體上而與該第一屏蔽罩體共同形成有一屏蔽空間，所述內(nèi)吸能機構(gòu)和抗壓減震機構(gòu)均收容在該屏蔽空間內(nèi)；一剛性外防護框，該剛性外防護框包括第一外防護框體和第二外防護框體，所述第一外防護框體固定在汽車車體上，所述第二外防護框體可移動地與所述第一外防護框體卡合在一起而形成有一收容空間，所述電磁場安全屏蔽罩置于該收容空間內(nèi)且其第一電磁場屏蔽罩體與所述第一外防護框體固定在一起；其中，在外力的作用下，所述第二外防護框體、第二電磁場屏蔽罩體、第一電磁鐵、第四電磁鐵、第七電磁鐵及可伸縮的第一連接桿均可沿著汽車行進方向一起相對汽車車體來回移動。
[0010]優(yōu)選地，所述吸能機構(gòu)還包括有第五電磁鐵，該第五電磁鐵通過限位環(huán)套連接在所述第四電磁鐵的前側(cè)且可相對于該第四電磁鐵沿汽車行進方向平行移動，所述第五電磁鐵與所述第四電磁鐵同極相對。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述第三電磁鐵和第四電磁鐵之間、所述第四電磁鐵和第五電磁鐵之間以及所述第六電磁鐵和第七電磁鐵之間分別設(shè)置有第一吸能部件、第二吸能部件和第三吸能部件。
[0012]優(yōu)選地，所述第二電磁場屏蔽罩體與所述剛性內(nèi)防護框之間通過可伸縮的第二連接桿相連；所述第二外防護框體與所述第一外防護框體之間通過可伸縮的第三連接桿相連；所述第二連接桿和第三連接桿均可沿著平行于汽車行進方向進行伸縮。
[0013]在本發(fā)明的某些實施例中，所述汽車電磁主動防撞裝置內(nèi)所設(shè)置的所有電磁鐵均為電永磁鐵；所述電磁場安全屏蔽罩為封閉的屏蔽罩。
[0014]優(yōu)選地，所述汽車電磁主動防撞裝置還包括一防撞機構(gòu)，所述防撞機構(gòu)包括有第四吸能部件及永久性減震氣囊，所述永久性減震氣囊通過第四吸能部件連接到所述第二外防護框體的正面上，該正面垂直于汽車行進方向。
[0015]優(yōu)選地，所述防撞機構(gòu)還包括有主動防撞氣囊，該主動防撞氣囊固定在永久性減震氣囊的正前面且連接到一充氣機，所述充氣機設(shè)于汽車內(nèi)且受控于汽車內(nèi)的控制電路。
[0016]在本發(fā)明的某些實施例中，所述汽車電磁主動防撞裝置內(nèi)所設(shè)置的所有電磁鐵均為普通電磁鐵，所述普通電磁鐵受控于汽車內(nèi)的控制電路；所述第二電磁場屏蔽罩體和第二外防護框體上與汽車行進方向相垂直的一面均為鏤空結(jié)構(gòu)。
[0017]優(yōu)選地，所述汽車電磁主動防撞裝置還包括一防撞機構(gòu)，所述防撞機構(gòu)包括有主動防撞氣囊，該主動防撞氣囊設(shè)置在第二外防護框的上部且連接到一充氣機，所述充氣機設(shè)于汽車內(nèi)且受控于汽車內(nèi)的控制電路。
[0018]在本發(fā)明的某些實施例中，所述汽車電磁主動防撞裝置內(nèi)所設(shè)置的所有電磁鐵均為電永磁鐵；每一電永磁鐵由一普通電磁鐵所包裹，所述普通電磁鐵受控于汽車內(nèi)的控制電路；所述電磁場安全屏蔽罩為封閉的屏蔽罩。[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的汽車電磁主動防撞裝置用于安裝在汽車車頭的最前方和車尾的最后方，其主要是利用電磁鐵同極相斥、異極相吸的原理設(shè)計出主要由電磁鐵組成的吸能機構(gòu)和抗壓減震機構(gòu)，以磁力來抵消汽車迎面相撞或追尾時產(chǎn)生的極大撞擊力。其中，吸能機構(gòu)與第二電磁場屏蔽罩和第二外防護框體一起構(gòu)建了一個“可重復(fù)使用的防撞區(qū)域”，當(dāng)汽車發(fā)生撞擊事故時，該“可重復(fù)使用的防撞區(qū)域”受到外力作用而向車體收縮，該收縮過程需克服多個電磁鐵之間的相互作用力，從而撞擊產(chǎn)生的絕大部分沖擊力都會被抵消掉以減少其對車內(nèi)乘客所造成的傷害。在上述撞擊過程，上述“可重復(fù)使用的防撞區(qū)域”中的部件只是產(chǎn)生位移變化而不會產(chǎn)生形變，因此，在撞擊警報解除后，該區(qū)域內(nèi)的部件可自動復(fù)位，從而回復(fù)原狀。由此可見，本發(fā)明的汽車電磁主動防撞裝置可在保障車內(nèi)駕乘人員安全的同時也對汽車本身起到較好的保護作用，可大大改善汽車的安全性能。
[0020]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為車頭車尾均安裝有本發(fā)明汽車電磁主動防撞裝置的汽車結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明汽車電磁主動防撞裝置第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為圖2所示汽車電磁主動防撞裝置中推拉機構(gòu)的示意圖。
[0024]圖4為圖2所示汽車電磁主動防撞裝置中電磁鐵與剛性內(nèi)防護框之間配合關(guān)系的示意圖。
[0025]圖5為圖2所示汽車電磁主動防撞裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6為圖2所示汽車電磁主動防撞裝置中電磁鐵與汽車內(nèi)控制電路的連接關(guān)系示意圖。
[0027]圖7為圖2所示汽車電磁主動防撞裝置中主動防撞氣囊與汽車內(nèi)控制電路的連接關(guān)系不意圖。
[0028]圖8和圖9展示了圖2所示汽車電磁主動防撞裝置應(yīng)用于汽車中且處于不同使用狀態(tài)。
[0029]圖10為圖2所示汽車電磁主動防撞裝置處于受力壓縮狀態(tài)的示意圖。
[0030]圖11為本發(fā)明汽車電磁主動防撞裝置第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖12為圖11所示汽車電磁主動防撞裝置的立體示意圖。
[0032]圖13展示了圖12所示汽車電磁主動防撞裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0033]圖14為圖11所示汽車電磁主動防撞裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖15為本發(fā)明汽車電磁主動防撞裝置第三實施例中的電磁鐵結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，附圖中類似的組件標(biāo)號代表類似的組件。顯然，以下將描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0036]本發(fā)明主要利用磁鐵同極相斥、異極相吸的特點來構(gòu)建一種汽車電磁主動防撞裝置，該汽車電磁主動防撞裝置用于設(shè)置在汽車的車頭最前方及車尾最后方的位置。如圖1所示，要采用本發(fā)明的電磁主動防撞裝置的汽車需要在生產(chǎn)制造時對現(xiàn)有汽車車體架構(gòu)稍作改進，例如，延長現(xiàn)有汽車的車頭和車尾空間，在車頭內(nèi)部安裝發(fā)動機的安裝區(qū)域I前方設(shè)置有電磁主動防撞裝置的安裝區(qū)域2，而在車尾后備箱3的后方也設(shè)置有電磁主動防撞裝置的安裝區(qū)域4。本發(fā)明利用磁力來達到防撞效果有兩種途徑:一種是將提供磁力的電磁鐵裸露在外而將磁力作為對外的作用力，以盡可能避免兩車相撞，該方式強調(diào)的是從汽車外部將危險撞擊化解。另一種是強化系統(tǒng)內(nèi)部各機構(gòu)的防撞能力，也就是利用電磁鐵來作為主要的吸能元件，構(gòu)建出多級吸能防撞層，從而提高防撞能力?；谏鲜鲈O(shè)計理念，本發(fā)明汽車電磁主動防撞裝置可通過“分體敞口式”、“ 一體密封式”及“ 一體混合式”三種防撞作用模式來實現(xiàn)。其中，分體敞口式的防撞裝置必須制定統(tǒng)一使用電磁鐵的標(biāo)準(zhǔn)，因為分體敞口式的防撞必須是假定雙方汽車的電磁都是同一個磁極(同為N極或S極)，才能起到同極相斥的作用，而一體密封式及一體混合式則不需要確定這個標(biāo)準(zhǔn)。
[0037]首先，請參照圖2，其展示了本發(fā)明汽車電磁主動防撞裝置的第一實施例，該實施例實現(xiàn)的是一種分體敞口式的電磁主動防撞裝置100，此為本發(fā)明汽車電磁主動防撞裝置的基礎(chǔ)方案。在本實施例中，汽車電磁主動防撞裝置包括有:剛性內(nèi)防護框110、吸能機構(gòu)120、抗壓減震機構(gòu)130、電磁場安全屏蔽罩140、剛性外防護框150及防撞機構(gòu)160，其中，所述剛性防護框110包括一內(nèi)防護板111、兩分別從內(nèi)防護板111兩端面向前延伸出來的側(cè)邊防護板112和113及連接在兩側(cè)邊防護板112和113之間的中間防護板114，其中，所述內(nèi)防護板111和中間防護板114均垂直于汽車行進方向。如圖2所示，以中間防護板114作為固定分隔點，中間防護板114的前側(cè)主要為吸能機構(gòu)120，后側(cè)主要為抗壓減震機構(gòu)130，電磁場安全屏蔽罩140罩住吸能機構(gòu)120和抗壓減震機構(gòu)130以提供電磁屏蔽作用，而剛性外防護框150再將電磁場安全屏蔽罩140罩于其內(nèi)以起到剛性防護作用。
[0038]所述吸能機構(gòu)120包括從后向前依次設(shè)置的第一電磁鐵121、第二電磁鐵122、第三電磁鐵123、第四電磁鐵124及第五電磁鐵125，每個電磁鐵均呈板狀且大致相互平行。所述第二電磁鐵122和第三電磁鐵123異極相對地設(shè)置在中間防護板114的后側(cè)和前側(cè)且與該中間防護板114固定在一起而共同形成一組合體，該組合體上貫穿有多個可伸縮的第一連接桿126，每個所述第一連接桿126均平行于汽車行進方向，且均一端固定在所述第一電磁鐵121上，另一端固定在所述第四電磁鐵上，所述第一電磁鐵121位于第二電磁鐵122的后側(cè)且與該第二電磁鐵122異極相對，所述第四電磁鐵124位于第三電磁鐵123的前側(cè)且與該第三電磁鐵122同極相對，所述第五電磁鐵125位于所述第四電磁鐵124的前側(cè)且與該第四電磁鐵124同極相對。具體地，參照圖2，在本實施例中，第二電磁鐵122的S極吸附在中間防護板114的左側(cè)，第三電磁鐵123的N極吸附在中間防護板114的右側(cè)，在由此組成的組合體上打上多個孔，例如設(shè)置矩陣排列的16個孔，每個孔內(nèi)安裝一套筒126a，套筒126a用于固定第一連接桿126，為第一連接桿提供穩(wěn)定的支撐點，在工藝制作上可以是打孔后加上去，也可與鋼性內(nèi)防護框一道一次性壓模成型。所有的第一連接桿126的一端與第一電磁鐵121的S極固定在一起，所有第一連接桿126的另一端與第四電磁鐵124的S極固定在一起，從而形成一個強效推拉機構(gòu)，如圖3所示。其中，第四電磁鐵124的N極與第五電磁鐵125的N極相對，并且通過限位環(huán)套129將該第四電磁鐵124和第五電磁鐵125相對地固定在一起，從而使得第五電磁鐵125不會脫離吸能機構(gòu)，第四電磁鐵124和第五電磁鐵125的兩端均設(shè)有限位件129a，其用來限制限位環(huán)套129的位置，使之不會隨便移動，使第四電磁鐵124和第五電磁鐵125的相互作用力趨于平行。為了保護電磁鐵，第一電磁鐵121、第四電磁鐵124和第五電磁鐵125的兩側(cè)(兩極)上均安裝有防護鐵板，而第二電磁鐵122的N極和第三電磁鐵123的S極也均設(shè)置有防護鐵板，如圖3所示，其中標(biāo)示了第一電磁鐵121兩側(cè)的防護鐵板121a和121b。
[0039]抗壓減震機構(gòu)130包括第六電磁鐵131和第七電磁鐵132，該兩電磁鐵均呈板狀且大致平行于第一電磁鐵121。其中,第六電磁鐵131固定在內(nèi)防護板111上，而第七電磁鐵132設(shè)置在第六電磁鐵131和第一電磁鐵121之間且該第七電磁鐵132均與所述第六電磁鐵131和第一電磁鐵121同極相對。具體地，參照圖2,在本實施例中，第六電磁鐵131的N極固定在內(nèi)防護板111上，其S極與第七電磁鐵132的S極相對，該第七電磁鐵132的N極與第一電磁鐵121的N極相對。第六電磁鐵131的S極上及第七電磁鐵132的兩側(cè)(兩極)上均安裝有防護鐵板以保護電磁鐵。
[0040]為了提高吸能抗壓減震效果，所述第三電磁鐵123和第四電磁鐵124之間設(shè)置有第一吸能部件127 ;所述第四電磁鐵124和第五電磁鐵125之間設(shè)置有第二吸能部件128 ；所述第六電磁鐵131和第七電磁鐵132之間設(shè)置有第三吸能部件133。所述第一吸能部件127、第二吸能部件128及第三吸能部件133均由若干高強度抗壓彈簧構(gòu)成，這些高強度抗壓彈簧是除了電磁鐵外最主要的抗壓吸能元件。以IOmm以上彈簧鋼絲莖所做的10公分長的彈簧為例，其每下壓I公分，需使用的力是5kg，若在一平方米內(nèi)將使用20根彈簧，將能吸收至少一噸以上的撞擊力。采用多大絲徑和長度的彈簧以及設(shè)計成何種形狀，均可根據(jù)實際情況的需要來選擇，但從成本的角度考慮，壓縮彈簧的選擇，應(yīng)選擇運用最廣泛、設(shè)計最簡單、制造控制也最容易的常規(guī)壓縮彈簧，也就是說，高強度抗壓彈簧將采用圓柱形壓縮彈簧，依據(jù)實際需要，選擇高強度彈簧鋼作彈簧原材料進行加工，彈簧長度以10到20公分為宜，太長增加汽車長度和寬度，太短吸能效果不夠。每個吸能部件內(nèi)的多個高強度抗壓彈簧需有序地平鋪排列，通過相應(yīng)的防護鐵板而設(shè)置在相應(yīng)的兩電磁鐵之間。具體地，電磁鐵和高強度抗壓彈簧的連接方式，可以采用以下兩種方式來實現(xiàn):一是將彈簧的兩端分別安裝在防護鐵板上，使其作為一個完整的抗壓彈簧結(jié)構(gòu)，然后直接放于兩個同極相對的電磁鐵之間，并將防護鐵板分別固定于兩邊的電磁鐵上；二是先將防護鐵板安裝在電磁鐵上，再把彈簧的兩端分別安裝在相應(yīng)的防護鐵板上。其中，前者有利于將所有機構(gòu)直接變成一個整體，后者有利于安裝的便利性。
[0041]電磁場安全屏蔽罩140包括第一電磁場屏蔽罩體141和第二電磁場屏蔽罩體142,該第一電磁場屏蔽罩體141和第二電磁場屏蔽罩體142均呈具有一開口的長方體或正方體結(jié)構(gòu)，其中，所述第一電磁場屏蔽罩體141固定在汽車車體上，所述第二電磁場屏蔽罩體142與第一電磁場屏蔽罩體141以開口相對的方式蓋合在一起而共同形成有一屏蔽空間，所述剛性內(nèi)防護框110、吸能機構(gòu)120和抗壓減震機構(gòu)130均收容在該屏蔽空間內(nèi)，其中，第一電磁場屏蔽罩與剛性內(nèi)防護框110固定在一起，而第二電磁場屏蔽罩體142與每個側(cè)邊防護板112和113的末端面通過至少一可伸縮的第二連接桿143進行連接，所述第二連接桿143平行于汽車行進方向。
[0042]剛性外防護框150包括第一外防護框體151和第二外防護框體152，所述第二外防護框體152可移動地卡合在所述第一外防護框體151上而共同形成有一收容空間，所述電磁場安全屏蔽罩140置于該收容空間內(nèi)。其中，所述電磁場安全屏蔽罩140的第一電磁場屏蔽罩體141固定在第一外防護框體151上,而該第一外防護框體151則與汽車車體固定在一起，所述第二外防護框體152與所述第一外防護框體151每一側(cè)之間固定連接至少一可伸縮的第三連接桿153，所述第三連接桿153平行于汽車行進方向。在本實施例中，所述第二電磁場屏蔽罩體142和第二外防護框體152上與汽車行進方向相垂直的一面均設(shè)計為鏤空結(jié)構(gòu)，如圖5所示。
[0043]上述第一連接桿126、第二連接桿143及第三連接桿153等可伸縮連接桿均可選用彈簧壓力桿來實現(xiàn)，也可用液壓壓力桿或空氣壓力桿替代，但從成本和實際運用的角度考慮，優(yōu)先選用高強度抗壓彈簧壓力桿來作為傳遞撞擊力的支撐媒介。高強度抗壓彈簧壓力桿分上下兩部分，上部是圓柱形金屬壓力桿，下部是裝有高強度抗壓彈簧的圓柱桶，高強度抗壓彈簧放于圓柱桶內(nèi)，能起到較好的抗壓吸能減震作用。當(dāng)然，只具有可伸縮功能的其它桿件也可被米用。
[0044]參照圖4，本實施例中，剛性內(nèi)防護框110的每個側(cè)邊防護板例如側(cè)邊防護板112的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有多個槽軌，例如在與第四電磁鐵124相對的一側(cè)設(shè)置有槽軌112a ;相應(yīng)地，第七電磁鐵132、第一電磁鐵121及第四電磁鐵124的兩端面上均設(shè)置有可在相應(yīng)槽軌內(nèi)滑行的滑輪，例如第四電磁鐵124上的滑輪124a，從而，多個電磁鐵可穩(wěn)定地沿著各自的軌道滑行。此外，還可在第七電磁鐵132、第一電磁鐵121、第四電磁鐵124及第五電磁鐵125的底面安裝多個滑輪。
[0045]本實施例的防撞機構(gòu)160包括有主動防撞氣囊161,該主動防撞氣囊161設(shè)置在汽車車體的最前方和最后方，能有效防止或減輕汽車追尾和撞擊所造成的強度和烈度。主動防撞氣囊161選用耐撞擊的高彈性塑膠材料制作而成，例如采用廣泛使用的天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠等。該主動防撞氣囊161的氣囊壁厚度適中，優(yōu)選地，設(shè)計為I到10公分之間。如圖6和圖7所示，與本發(fā)明汽車電磁主動防撞裝置配套設(shè)置的硬件設(shè)備還有中央處理器11、大功率儲電箱12、電壓器13及大功率充氣機14，其均設(shè)置于車體內(nèi)。其中，中央處理器11、大功率儲電箱12及電壓器13依次相連而為第一電磁鐵121、第二電磁鐵122、第三電磁鐵123、第四電磁鐵124、第五電磁鐵125、第六電磁鐵131及第七電磁鐵132提供了可控供電電路。上述七個電磁鐵選用普通電磁鐵，其電磁鐵芯使用軟鐵或硅鋼，電磁線圈可使用銅線等金屬導(dǎo)線，當(dāng)條件成熟時可使用超導(dǎo)體作為產(chǎn)生磁場的材料，這樣能以最少的電能產(chǎn)生最大的磁力。該類電磁鐵在通電時有磁性，斷電后磁性就隨之消失，磁場的有無可以用通斷電流來控制，磁性的大小可以用電流的強弱或線圈的匝數(shù)來控制，也可通過改變電阻控制電流大小來控制磁性大小，磁極也可以通過改變電流的方向來控制，因此，利用上述可控供電電路可依據(jù)實際需要控制多個電磁鐵是否工作。同時，中央處理器11、大功率儲電箱12及大功率充氣機14依次相連形成另一控制回路，其中，大功率充氣機14通過一充氣管輸出給主動防撞氣囊161，從而實現(xiàn)對主動防撞氣囊161進行充氣控制。優(yōu)選地，可在汽車車體的車頭頂端和車尾尾端均設(shè)置氣囊槽和相應(yīng)的氣囊蓋而形成了收容盒5和6，主動防撞氣囊161以折疊的方式放于收容盒5和6內(nèi)，如圖1所示。主動防撞氣囊可采用完全充好或臨時充氣兩種方式，前者不利于美觀，后者由駕駛員發(fā)現(xiàn)危險緊急啟動，恐延誤安全時間，本發(fā)明一改常規(guī)，其主動防撞氣囊161的啟動方式選擇以汽車行進速度來衡量主動防撞氣囊的收縮程度，即車速越快，其防撞氣囊充氣也同時加速，這樣能有效防止因突發(fā)危險時充氣時間不足的風(fēng)險，因為撞擊危險與車速成正比，車速越快，危險程度也相應(yīng)提高，當(dāng)車速減慢，氣囊又相應(yīng)收縮回復(fù)原位，這樣，在運行時能最大限度地防止危險，在減速停車時又能保證汽車的美觀。
[0046]參照圖8，當(dāng)發(fā)生碰撞的兩部汽車中有一部沒有安裝該電磁主動防撞裝置，或者是所安裝的電磁主動防撞裝置已損壞時，在發(fā)現(xiàn)危險后，裝有電磁主動防撞裝置的汽車將不啟動電磁主動防撞裝置的電磁功能，以免所產(chǎn)生的強大磁場和吸力會對來襲汽車內(nèi)的鐵制品產(chǎn)生強大吸引力，從而造成傷害，而是會立即啟動汽車最前面的主動防撞氣囊，把危險盡量阻攔在汽車之外，這樣不僅能最大限度地保護車輛，同時減少損失和傷害。而且，由于電磁主動防撞裝置設(shè)置有多個吸能部件和壓力桿，盡管在無通電狀態(tài)下，除去外主動防撞氣囊外的電磁主動防撞裝置也具有較高的抗壓吸能防撞能力。
[0047]參照圖9和圖10，當(dāng)發(fā)生碰撞的兩部汽車均安裝有電磁主動防撞裝置，則雙方的電磁主動防撞裝置的電磁功能將被啟動，兩電磁主動防撞裝置中的第五電磁鐵125將產(chǎn)生相同磁極的電磁磁場，其將會在兩汽車前方形成一道無形的磁場阻攔力，在汽車相互撞擊之前，即以同極磁場進行第一層無形抗壓防撞。如果一方的第五電磁鐵125所產(chǎn)生的電磁抗撞壓力能夠抵擋得住來另一方的電磁撞擊力，那么汽車撞擊將被制止，也就是說，最前方的防撞方式是以同極磁場難以相互靠近為基本原理，將以汽車前方的電磁空間撞擊取代硬對硬的汽車本身撞擊，從而為汽車贏得安全時間和制動距離。同時，雙方的第五電磁鐵125所產(chǎn)生的電磁防撞壓力，除分別會對對方向前釋放的電磁產(chǎn)生阻攔力之外，一方的電磁阻攔力還將會分別推動另一方的第五電磁鐵125向后運動。這股電磁撞擊壓力將首先作用于第二連接桿143、第三連接桿153及第二吸能部件128，使其向左吸能收縮，如果撞擊力沒有超過第二電磁鐵122對第一電磁鐵121的異極吸附力以及第三電磁鐵123和第四電磁鐵124的同極排斥力，那么電磁推拉機構(gòu)在吸能防撞這一動作上，對汽車本身不會有多大影響，影響僅局限于汽車可重復(fù)有效防撞區(qū)域(圖2中由虛線箭頭所框起來的那部分結(jié)構(gòu))上；如果撞擊力太大，超過了第二電磁鐵122對第一電磁鐵121的吸附能力以及第三電磁鐵123和第四電磁鐵124的同極排斥力，那么電磁推拉機構(gòu)就會在巨大外在壓力作用下，向左移動而使第一電磁鐵121和第二電磁鐵122相分離，并向左邊的抗壓減震機構(gòu)130施加壓力，從而通過克服抗壓減震機構(gòu)130中的高彈性抗壓彈簧(第三吸能部件133)的彈力及第六電磁鐵131和第七電磁鐵132之間的排斥力來達到進一步的抗壓減震效果，從而將剩余沖擊力盡量吸收干凈，并提供安全空間。當(dāng)碰撞警報解除后，對電磁主動防撞裝置進行斷電，則電磁主動防撞裝置在多個高彈性抗壓彈簧及壓力桿的作用下可自動恢復(fù)到圖2所示的平衡狀態(tài)。當(dāng)來襲車輛沒裝電磁主動防撞裝置或者對方的電磁防撞裝置損壞了，或者因為對方的撞擊力實在太大，當(dāng)系統(tǒng)或駕乘人員認(rèn)為無法有效阻攔，需要加強撞擊防護時，均可強制啟動主動防撞氣囊，為汽車贏得寶貴的安全時間和距離，它是電磁主動防撞的有益補充，以有形的主動防撞氣囊和無形的主動電磁防撞技術(shù)，共同為汽車提供最好的安全防護。
[0048]請參照圖11至圖14，其展示了本發(fā)明汽車電磁主動防撞裝置的第二實施例，該實施例實現(xiàn)的是一種一體密封式電磁主動防撞裝置，此為本發(fā)明電磁主動防撞裝置的優(yōu)選方案。在本實施例中，汽車電磁主動防撞裝置200同樣包括有:剛性內(nèi)防護框、吸能機構(gòu)、抗壓減震機構(gòu)、電磁場安全屏蔽罩、剛性外防護框及防撞機構(gòu)。其中，其大部分結(jié)構(gòu)與第一實施例相同，其主要不同點在于:第一電磁鐵221、第二電磁鐵222、第三電磁鐵223、第四電磁鐵224、第五電磁鐵225、第六電磁鐵231及第七電磁鐵232均采用電永磁鐵來實現(xiàn)，優(yōu)選地，采用釹鐵硼磁鐵等稀土永磁體，一方面可使電磁鐵的本體質(zhì)量和體積大為減少，同時抗撞擊防變形能力得到了空前的提高，另一方面使電磁鐵在首次通電磁化后便能獲得長期強大恒定的磁力和磁性。一般來說，采用電永磁鐵作為磁力來源時，可不再需要電力供應(yīng)，防撞能力大為強化，更為重要的是防撞的時間也立即擴大到全程終身防撞。由于直接采用電永磁鐵作為產(chǎn)生磁力的電磁來源，本實施例中由第一屏蔽罩體241和第二屏蔽罩體242所組成的電磁場安全屏蔽罩240需設(shè)計為封閉的屏蔽罩，如圖14所示，也即第二電磁場屏蔽罩體142朝向汽車行進方向的正前方或正后方的那個面不再設(shè)計為鏤空結(jié)構(gòu)，而是封閉的屏蔽面，從而避免長期存在的磁吸力和電磁輻射會對周圍環(huán)境的人和物帶來影響，同時，由第一外防護框體251和第二外防護框體252所組成剛性外防護框250也相應(yīng)設(shè)計為封閉的以對屏蔽罩提供更全面的剛性防護。此外，在本實施例中，第二外防護框體152的正面(垂直于汽車行進方向)依次連接有第四吸能部件261、永久性減震氣囊262及主動防撞氣囊263而形成防撞機構(gòu)260。其中，第四吸能部件261包括若干高彈性抗壓彈簧，這些彈簧連接在兩防護鐵板之間，該兩防護鐵板一個可通過打孔及螺釘?shù)染o固件固定到第二外防護框體152上，另一個可通過強力膠水固定到永久性減震氣囊262的一側(cè)，而永久性減震氣囊262的另一側(cè)與主動防撞氣囊263相連。其中，永久性減震氣囊262始終處于充氣狀態(tài)，而主動防撞氣囊263與第一實施例類似，也是連接到汽車內(nèi)的控制電路，可根據(jù)實際情況的需要自動啟動。
[0049]該一體密封式電磁主動防撞裝置由于使用電永磁鐵，只有主動防撞氣囊263在使用時才會需要用到電能。當(dāng)永久性減震氣囊262的性能可被進一步改善到足以強大時，可去除掉主動防撞氣囊，只保留永久性減震氣囊，從而使一體密封式電磁主動防撞裝置不再需要任何電能，可實現(xiàn)更為安全穩(wěn)定、環(huán)保節(jié)能的效果。當(dāng)然，在理論上還可使用普通電磁鐵或超導(dǎo)電磁線圈作為產(chǎn)生磁力的材料來源。
[0050]本實施例的一體密封式電磁主動防撞裝置同樣運用電磁同極相斥異極相吸的原理，通過加強防撞機構(gòu)260的吸能防撞功能，把危險撞擊能量盡量壓縮消化在各級吸能減震機構(gòu)上。這種方法要求汽車可重復(fù)有效防撞區(qū)域(圖11中由虛線箭頭所框出來的的那部分結(jié)構(gòu))要能在剛碰撞的瞬間就把撞擊的強度和烈度盡量降低，并能將殘余撞擊力轉(zhuǎn)化吸收為壓力，從而能在這個區(qū)域?qū)⒆矒袅ο蚝髠鬟f到后方的各級抗壓減震機構(gòu)中，其強調(diào)的是系統(tǒng)內(nèi)部對撞擊力的消化吸收能力，因為第五電磁鐵225正前方一側(cè)不再電磁爆露，整個防撞裝置中的電磁部件處于密封狀態(tài)，所以其環(huán)保和安全性能更優(yōu)秀，而且有利于將整個電磁防撞區(qū)域進行磁場屏蔽，這樣在使用電磁技術(shù)獲得安全防撞保護時，對安裝有該裝置的汽車雙方都不會造成電磁傷害。
[0051]參照圖15，其展示了本發(fā)明汽車電磁主動防撞裝置的第三實施例，該實施例實現(xiàn)的是一種一體混合式電磁主動防撞裝置，此為本發(fā)明電磁主動防撞裝置的備選方案。該“混合式”是綜合利用“密封式”和“敞口式”兩者的優(yōu)點，將可控的普通電磁鐵和節(jié)能的電永磁鐵進行優(yōu)勢互補所形成的第三個方案。其具體實現(xiàn)方式是:在第二實施例的一體密封式電磁主動防撞裝置中，使用可通電控制的普通電磁鐵321來包裹住電永磁鐵322，使電永磁鐵322在不需重新充磁的情況下，由外圍的通電電磁鐵321產(chǎn)生強大磁場，從而起到增加防撞的效果。由于電永磁鐵充電后長期保持恒定磁場，但是這個磁場是固定的，并不會增加，如果由電永磁鐵所構(gòu)成的防撞機構(gòu)產(chǎn)生的防撞效果，不足以使大型或特種汽車防止撞擊，那么就需要在電永磁鐵的基礎(chǔ)上增加這種電磁磁場。這種方案，與“敞口式”相比，有利于節(jié)省電能，用相對較少的電能即可起到意想不到的防撞效果，比較適合于重型汽車或特大型汽車的防撞設(shè)計，可作為在超導(dǎo)體還未正式進入大規(guī)模運用之前的一種替代備選方案。
[0052]不管是上述分體敞口式、一體密封式還是一體混合式中的哪一種電磁主動防撞裝置，其電磁場安全屏蔽罩均提供以下作用:一方面，杜絕各種電磁鐵產(chǎn)生的磁場對外部的影響；另一方面，又要盡量不受外部磁場的影響，使之成為一個相對獨立的能有效保護汽車安全的結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明中的電磁場安全屏蔽應(yīng)在靜電屏蔽、靜磁屏蔽和電磁屏蔽三個方面進行全方位的有效屏蔽。
[0053]除進行必要的靜電屏蔽外，尤其要重視靜磁屏蔽，這是電磁場屏蔽的重點，可用高磁導(dǎo)率的鐵磁材料如鐵氧體、硅鋼片、碳鋼、坡莫合金、電工純鐵等做屏蔽層或屏蔽罩以屏蔽磁場，其材料的磁導(dǎo)率愈高，筒壁愈厚，屏蔽效果就愈顯著。為防漏磁，可采用多層屏蔽，把殘余磁通量逐層屏蔽，但要取得絕對的“靜磁真空”，則可采用超導(dǎo)體，利用超導(dǎo)體的邁斯納效應(yīng)，將超導(dǎo)體放在外磁場中，通過超導(dǎo)體的完全抗磁性，使磁感應(yīng)強度永遠(yuǎn)為零，具有最理想的靜磁屏蔽效果。
[0054]電磁屏蔽是抑制干擾，增強設(shè)備的可靠性、提高質(zhì)量及解決電磁兼容問題的有效手段，合理使用電磁屏蔽，可抑制外來高頻或低頻電磁波的干擾，并可避免作為干擾源去影響其他設(shè)備，也可采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體，具體采用何種電磁屏蔽方式，取決于實際的需求和條件。
[0055]如上所述，本發(fā)明所提供的汽車電磁主動防撞裝置用于安裝在汽車車頭的最前方和車尾的最后方，其主要是利用電磁鐵同極相斥、異極相吸的原理設(shè)計出主要由電磁鐵組成的吸能機構(gòu)和抗壓減震機構(gòu)，以磁力來抵消汽車迎面相撞或追尾時產(chǎn)生的極大撞擊力。其中，吸能機構(gòu)與第二電磁場屏蔽罩和第二外防護框體一起構(gòu)建了一個“可重復(fù)使用的防撞區(qū)域”，當(dāng)汽車發(fā)生撞擊事故時，該“可重復(fù)使用的防撞區(qū)域”受到外力作用而向車體收縮，該收縮過程需克服多個電磁鐵之間的相互作用力，從而撞擊產(chǎn)生的絕大部分沖擊力都會被抵消掉以減少其對車內(nèi)乘客所造成的傷害。在上述撞擊過程，上述“可重復(fù)使用的防撞區(qū)域”中的部件只是產(chǎn)生位移變化而不會產(chǎn)生形變，因此，在撞擊警報解除后，該區(qū)域內(nèi)的部件可自動復(fù)位，從而回復(fù)原狀。由此可見，本發(fā)明的汽車電磁主動防撞裝置可在保障車內(nèi)乘客安全的同時也對汽車本身起到較好的保護作用，可大大改善汽車的安全性能。
[0056]可理解地，本發(fā)明中的吸能機構(gòu)、抗壓減震機構(gòu)及防撞機構(gòu)并不限于上述實施例所描述的結(jié)構(gòu)，任何由電磁鐵、彈簧及氣囊等多種吸能元件組合成可實現(xiàn)本發(fā)明類似的吸能抗壓減震功能的組合結(jié)構(gòu)均可采用，例如，本發(fā)明中的第一吸能部件、第二吸能部件及第三吸能部件可采用氣囊、氣囊組、氣囊結(jié)合彈簧、彈簧組、多層同級電磁鐵、多層壓力桿或其它彈性填充材料等來實現(xiàn)。
[0057]以上結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進行的修改、等效組合。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車電磁主動防撞裝置，用于設(shè)置在汽車車頭的最前方和車尾的最后方，其特征在于:所述汽車電磁主動防撞裝置包括: 一剛性內(nèi)防護框，該剛性內(nèi)防護框包括一內(nèi)防護板、兩分別從內(nèi)防護板兩端面向前延伸出來的側(cè)邊防護板及連接在兩側(cè)邊防護板之間的中間防護板，所述中間防護板與汽車前進方向相垂直； 一吸能機構(gòu)，該吸能機構(gòu)包括均呈板狀的第一電磁鐵、第二電磁鐵、第三電磁鐵及第四電磁鐵，所述第三電磁鐵和第二電磁鐵異極相對地分別設(shè)置在中間防護板的前側(cè)和后側(cè)且與所述中間防護板固定在一起而共同形成一組合體，該組合體上貫穿有多個可伸縮的第一連接桿，每個所述可伸縮的第一連接桿均一端固定在所述第一電磁鐵上，另一端固定在所述第四電磁鐵上，所述第一電磁鐵位于第二電磁鐵的后側(cè)且與該第二電磁鐵異極相對，所述第四電磁鐵位于第三電磁鐵的前側(cè)且與該第三電磁鐵同極相對； 一抗壓減震機構(gòu)，該抗壓減震機構(gòu)包括均呈板狀的第六電磁鐵和第七電磁鐵，所述第六電磁鐵固定在所述內(nèi)防護板上，所述第七電磁鐵設(shè)置在第六電磁鐵和第一電磁鐵之間且該第七電磁鐵均與所述第六電磁鐵和第一電磁鐵同極相對； 一電磁場安全屏蔽罩，該電磁場安全屏蔽罩包括第一電磁場屏蔽罩體和第二電磁場屏蔽罩體，所述剛性內(nèi)防護框固定于所述第一電磁場屏蔽罩體內(nèi)，所述第二電磁場屏蔽罩體可移動地蓋合在所述第一電磁場屏蔽罩體上而與該第一屏蔽罩體共同形成有一屏蔽空間，所述吸能機構(gòu)和抗壓減震機構(gòu)均收容在該屏蔽空間內(nèi)； 一剛性外防護框，該剛性外防護框包括第一外防護框體和第二外防護框體，所述第一外防護框體固定在汽 車車體上，所述第二外防護框體可移動地與所述第一外防護框體卡合在一起而形成有一收容空間，所述電磁場安全屏蔽罩置于該收容空間內(nèi)且其第一電磁場屏蔽罩體與所述第一外防護框體固定在一起； 其中，在外力的作用下，所述第二外防護框體、第二電磁場屏蔽罩體、第一電磁鐵、第四電磁鐵、第七電磁鐵及第一連接桿均可沿著汽車行進方向一起相對汽車車體來回移動。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車電磁主動防撞裝置，其特征在于:所述吸能機構(gòu)還包括有第五電磁鐵，該第五電磁鐵通過限位環(huán)套連接在所述第四電磁鐵的前側(cè)且可相對于該第四電磁鐵沿汽車行進方向移動，所述第五電磁鐵與所述第四電磁鐵同極相對。
3.如權(quán)利要求2所述的汽車電磁主動防撞裝置，其特征在于:所述第三電磁鐵和第四電磁鐵之間、所述第四電磁鐵和第五電磁鐵之間以及所述第六電磁鐵和第七電磁鐵之間分別設(shè)置有第一吸能部件、第二吸能部件和第三吸能部件。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車電磁主動防撞裝置，其特征在于:所述第二電磁場屏蔽罩體與所述剛性內(nèi)防護框之間通過可伸縮的第二連接桿相連；所述第二外防護框體與所述第一外防護框體之間通過可伸縮的第三連接桿相連；所述第二連接桿和第三連接桿均可沿著平行于汽車行進方向進行伸縮。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的汽車電磁主動防撞裝置,其特征在于:所述汽車電磁主動防撞裝置內(nèi)所設(shè)置的所有電磁鐵均為電永磁鐵；所述電磁場安全屏蔽罩為封閉的屏蔽罩。
6.如權(quán)利要求5所述的汽車電磁主動防撞裝置,其特征在于:還包括一防撞機構(gòu),所述防撞機構(gòu)包括有第四吸能部件及永久性減震氣囊，所述永久性減震氣囊通過第四吸能部件連接到所述第二外防護框體的正面上，該正面垂直于汽車行進方向。
7.如權(quán)利要求6所述的汽車電磁主動防撞裝置，其特征在于:所述防撞機構(gòu)還包括有主動防撞氣囊，該主動防撞氣囊固定在永久性減震氣囊的正前面且連接到一充氣機，所述充氣機設(shè)于汽車內(nèi)且受控于汽車內(nèi)的控制電路。
8.如權(quán)利要求1-4任一項所述的汽車電磁主動防撞裝置，其特征在于:所述汽車電磁主動防撞裝置內(nèi)所設(shè)置的所有電磁鐵均為普通電磁鐵，所述普通電磁鐵受控于汽車內(nèi)的控制電路；所述第二電磁場屏蔽罩體和第二外防護框體上與汽車行進方向相垂直的一面均為鏤空結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的汽車電磁主動防撞裝置，其特征在于:還包括一防撞機構(gòu)，所述防撞機構(gòu)包括有主動防撞氣囊，該主動防撞氣囊設(shè)置在第二外防護框的上部且連接到一充氣機，所述充氣機設(shè)于汽車內(nèi)且受控于汽車內(nèi)的控制電路。
10.如權(quán)利要求1-4任一項所述的汽車電磁主動防撞裝置，其特征在于:所述汽車電磁主動防撞裝置內(nèi)所設(shè)置的所有電磁鐵均為電永磁鐵；每一電永磁鐵由一普通電磁鐵所包裹，所述普通電磁鐵受控于汽車內(nèi)的控制電路；所述電磁場安全屏蔽罩為封閉的屏蔽罩。
【文檔編號】B60R19/18GK104002752SQ201410184111
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】邱洪武 申請人:邱洪武