汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，包括固定于汽車車體上的吸能外管、吸能內(nèi)管、三明治式保險(xiǎn)杠、自適應(yīng)控制模塊、速度傳感器和距離傳感器，三明治式保險(xiǎn)杠連接在吸能內(nèi)管的軸向最前端，吸能外管固定連接于汽車車體，吸能內(nèi)管同軸裝接在吸能外管之內(nèi)；吸能內(nèi)管底部設(shè)有永磁鐵，吸能外管底部設(shè)有第一電磁鐵，吸能外管遠(yuǎn)離底部的一端設(shè)有鎖銷，鎖銷連接一彈性件，彈性件連接一第二電磁鐵；汽車發(fā)生碰撞時(shí)，吸能內(nèi)管通過(guò)第一電磁鐵和永磁鐵的磁性相斥或相吸來(lái)彈出或縮回吸能內(nèi)管以增加碰撞吸能空間，提高了吸能效率，大大提高了汽車行駛的安全性。
【專利說(shuō)明】汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車誕生和發(fā)展的百余年來(lái)，汽車安全一直受到汽車制造企業(yè)、汽車消費(fèi)者以及各國(guó)政府的普遍重視和關(guān)注。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們生活水平日益提高，而汽車作為人類的代步工具也隨著人類對(duì)物質(zhì)的追求和第三次工業(yè)革命的浪潮發(fā)生了巨大的變化。如何在駕駛汽車時(shí)保證乘客及駕駛員的生命及財(cái)產(chǎn)安全越來(lái)越受到人們的關(guān)心。由于汽車數(shù)量的不斷增加和車速的不斷提高，交通事故頻發(fā)。目前，汽車安全性設(shè)計(jì)理念已由原始的強(qiáng)化自身設(shè)計(jì)發(fā)展到車毀人不亡、碰撞相容性設(shè)計(jì)等。許多安全措施如安全帶、安全氣囊、安全車身結(jié)構(gòu)等已使汽車在正面碰撞中對(duì)乘員具有較好的保護(hù)性能，有效地減少了碰撞事故中的人員傷亡。然而，由于變形空間有限，汽車前部必須具有足夠的剛性以滿足正面碰撞安全性要求。這就使得在正面碰撞事故中，由于被撞車正面的變形吸能空間較小，剛性也相對(duì)較小，采用常規(guī)設(shè)計(jì)理念和方法難以達(dá)到對(duì)乘員很好的保護(hù)效果。因此，實(shí)用新型一種新型的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，這種新型的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置不僅能夠增加碰撞過(guò)程的吸能空間，使得碰撞過(guò)程中的吸能效果更好，有效的保護(hù)乘客的安全，而且能夠?qū)崟r(shí)的控制吸能裝置自適應(yīng)的彈出和收回，使得吸能裝置在未發(fā)生碰撞時(shí)能自動(dòng)的收回。所以這種新型的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型提供了一種汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，其克服了【背景技術(shù)】中所述的不足。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案是:
[0005]汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，它包括固定于汽車車體上的吸能外管、吸能內(nèi)管和三明治式保險(xiǎn)杠，三明治式保險(xiǎn)杠連接在吸能內(nèi)管的軸向最前端，吸能外管固定連接于汽車車體，吸能內(nèi)管同軸裝接在吸能外管之內(nèi)，吸能內(nèi)管底部設(shè)有永磁鐵，吸能外管底部設(shè)有第一電磁鐵，汽車發(fā)生碰撞時(shí)，吸能內(nèi)管通過(guò)第一電磁鐵和永磁鐵的磁性相斥或相吸來(lái)彈出或縮回吸能內(nèi)管以增加碰撞吸能空間，所述吸能外管遠(yuǎn)離底部的一端設(shè)有鎖銷，鎖銷連接一彈性件，彈性件連接一第二電磁鐵，通過(guò)第二電磁鐵是否通電產(chǎn)生磁力帶動(dòng)鎖銷收縮使彈性件儲(chǔ)能或彈出使鎖接吸能內(nèi)管以防止吸能內(nèi)管沿其軸向移動(dòng)。
[0006]一實(shí)施例之中:還包括第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)，所述第一控制開關(guān)電連接第一電磁鐵，第二控制開關(guān)電連接第一電磁鐵和第二電磁鐵。
[0007]一實(shí)施例之中:所述吸能內(nèi)管中填充有金屬泡沫鎂。
[0008]一實(shí)施例之中:所述吸能內(nèi)管的管壁材料采用自增強(qiáng)熱塑性塑料。
[0009]一實(shí)施例之中:所述三明治式保險(xiǎn)杠包括防撞梁和外蒙皮，防撞梁和外蒙皮之間構(gòu)成的封閉空間填充有橡膠材料，防撞梁的兩端向外蒙皮方向折彎形成兩類口字形的空腔，兩口字型空腔相對(duì)面的兩側(cè)沿彼此分開的方向傾斜。
[0010]一實(shí)施例之中:所述吸能外管遠(yuǎn)離底部的一端還設(shè)有限制吸能內(nèi)管彈出至脫離吸能外管的限位塊。
[0011]一實(shí)施例之中:所述吸能內(nèi)管為一截面為方形的方形管。
[0012]一實(shí)施例之中:還包括自適應(yīng)控制模塊、用于實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車速度的速度傳感器和用于實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車與前方障礙物的距離的距離傳感器，自適應(yīng)控制模塊電連接速度傳感器和距離傳感器，自適應(yīng)控制模塊電信號(hào)連接第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)，通過(guò)第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)的閉合或斷開使第一電磁鐵和第二電磁鐵通電或斷電以控制吸能內(nèi)管自適應(yīng)彈出或縮回以及鎖銷的彈出或縮回。
[0013]本技術(shù)方案與【背景技術(shù)】相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，它包括固定于汽車車體上的吸能外管、吸能內(nèi)管和三明治式保險(xiǎn)杠，三明治式保險(xiǎn)杠連接在吸能內(nèi)管的軸向最前端，吸能外管固定連接于汽車車體，吸能內(nèi)管同軸裝接在吸能外管之內(nèi)，吸能內(nèi)管底部設(shè)有永磁鐵，吸能外管底部設(shè)有第一電磁鐵，汽車發(fā)生碰撞時(shí)，吸能內(nèi)管通過(guò)第一電磁鐵和永磁鐵的磁性相斥或相吸來(lái)彈出或縮回吸能內(nèi)管以增加碰撞吸能空間，實(shí)現(xiàn)了汽車在發(fā)生碰撞時(shí)的多級(jí)緩沖吸能，大大提高了汽車行駛的安全性。
[0015]2、所述三明治式保險(xiǎn)杠包括防撞梁和外蒙皮，防撞梁和外蒙皮之間構(gòu)成的封閉空間填充有橡膠材料，防撞梁的兩端向外蒙皮方向折彎形成兩類口字形的空腔，兩口字型空腔相對(duì)面的兩側(cè)沿彼此分開的方向傾斜，使發(fā)生碰撞時(shí)兩邊的口字型防撞梁向中間橡膠擠壓從而提高防撞梁的抗沖擊能力和吸能性，該類似三明治結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)杠能夠更合理地分配碰撞力，具有更好的吸能效果，而且也有利于保證碰撞時(shí)行人的安全。
[0016]3、所述吸能內(nèi)管中填充有金屬泡沫鎂，所述吸能內(nèi)管的管壁材料采用自增強(qiáng)熱塑性塑料，極大增強(qiáng)了吸能裝置的吸能效率，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)，在加工制造上，相對(duì)靈活簡(jiǎn)單，進(jìn)一步減輕了吸能結(jié)構(gòu)的重量。
[0017]4、由自適應(yīng)控制模塊、第一電磁鐵、第二電磁鐵、彈性件、鎖銷、速度傳感器、距離傳感器、第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)組成控制吸能內(nèi)管的彈出和縮回以及何時(shí)彈出和縮回的自適應(yīng)控制裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，并可以根據(jù)碰撞程度的不同使參與碰撞的裝置部分也不同，這種方式可大大增強(qiáng)整個(gè)裝置的抗沖擊強(qiáng)度，并可以一定程度上減少碰撞后的維修成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]圖1繪示了本實(shí)用新型的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置的吸能內(nèi)管未彈出時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2繪示了本實(shí)用新型的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置的吸能內(nèi)管未彈出后的結(jié)構(gòu)示意圖及其局部剖視圖。
[0021]圖3繪示了本實(shí)用新型圖2中截面B的剖視圖。
[0022]圖4繪示了本實(shí)用新型的吸能內(nèi)管和吸能外管為方形管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5繪示了本實(shí)用新型圖4中截面A的剖視圖。
[0024]圖6繪示了本實(shí)用新型的三明治式保險(xiǎn)杠截面示意圖。
[0025]圖7繪示了本實(shí)用新型吸能內(nèi)管彈出和縮回的自適應(yīng)控制結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]請(qǐng)查閱圖1至圖7，汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，包括固定于汽車車體上的吸能外管1、吸能內(nèi)管2和三明治式保險(xiǎn)杠3，三明治式保險(xiǎn)杠3連接在吸能內(nèi)管2的軸向最前端，吸能外管I固定連接于汽車車體底座6,吸能內(nèi)管2同軸裝接在吸能外管I之內(nèi)；吸能內(nèi)管2底部設(shè)有永磁鐵8，吸能外管I底部設(shè)有第一電磁鐵7，吸能外管I遠(yuǎn)離底部的一端設(shè)有鎖銷8，鎖銷8連接一彈性件9，彈性件9連接一第二電磁鐵10 ;所述吸能外管I遠(yuǎn)離底部的一端還設(shè)有限制吸能內(nèi)管彈出至脫離吸能外管的限位塊11。
[0027]汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置還包括自適應(yīng)控制模塊、用于實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車速度的速度傳感器、用于實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車與前方障礙物的距離的距離傳感器、第一控制開關(guān)4和第二控制開關(guān)5，自適應(yīng)控制模塊電連接速度傳感器和距離傳感器，第一控制開關(guān)4電連接第一電磁鐵7，第二控制開關(guān)5電連接第一電磁鐵7和第二電磁鐵10，自適應(yīng)控制模塊電信號(hào)連接第一控制開關(guān)4和第二控制開關(guān)5，通過(guò)第一控制開關(guān)4和第二控制開關(guān)5的閉合或斷開使第一電磁鐵7和第二電磁鐵10通電或斷電以自適應(yīng)控制吸能內(nèi)管2彈出或縮回以及鎖銷8的彈出或縮回。
[0028]本實(shí)施例中，所述吸能內(nèi)管2為一截面為方形的方形管。所述吸能內(nèi)管2中填充有金屬泡沫鎂13，吸能內(nèi)管2的管壁材料采用自增強(qiáng)熱塑性塑料，極大地增強(qiáng)了吸能裝置的吸能效率，使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)，加工制造簡(jiǎn)單靈活，減輕吸能裝置重量。
[0029]所述三明治式保險(xiǎn)杠3包括防撞梁14和外蒙皮15，防撞梁14和外蒙皮15之間構(gòu)成的封閉空間填充有橡膠材料16，防撞梁14的兩端向外蒙皮15方向折彎形成兩類口字形的空腔，兩口字型空腔相對(duì)面的兩側(cè)沿彼此分開的方向傾斜。使發(fā)生碰撞時(shí)兩邊的口字型防撞梁14向中間橡膠16擠壓從而提高防撞梁14的抗沖擊能力和吸能性，該類似三明治結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)杠3能夠更合理地分配碰撞力，具有更好的吸能效果，而且也有利于保證碰撞時(shí)行人的安全。
[0030]基于上述的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置的控制過(guò)程為:
[0031]汽車在行駛過(guò)程中未遇到危機(jī)情況時(shí)，吸能裝置處于初始狀態(tài)，第一控制開關(guān)4和第二控制開關(guān)5處于斷開狀態(tài)，吸能內(nèi)管2在永磁鐵12對(duì)第一電磁鐵7的磁力作用下處于吸能外管I內(nèi)部，并處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈性件9處于儲(chǔ)能狀態(tài)；
[0032]汽車上的速度傳感器和距離傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車自身的行車速度以及與前方障礙物之間的距離并將該速度信號(hào)和距離信號(hào)傳送給自適應(yīng)控制模塊，自適應(yīng)控制模塊根據(jù)該速度信號(hào)和距離信號(hào)判斷該汽車是否有可能與前方障礙物相撞，若控制模塊判斷有可能與前方障礙物發(fā)生碰撞，則自適應(yīng)控制模塊發(fā)出電信號(hào)控制第一控制開關(guān)4閉合使第一電磁鐵7通電產(chǎn)生磁力且其與永磁鐵12互相靠近的兩端磁極相同，從而產(chǎn)生同極相斥的斥力將吸能內(nèi)管2彈出吸能外管I之外，吸能內(nèi)管2到達(dá)吸能外管I頂端時(shí)，限位塊11將限制吸能內(nèi)管2繼續(xù)向前彈出，且吸能內(nèi)管2彈出經(jīng)過(guò)彈性件9后，彈性件9釋能使鎖銷8彈出并鎖接吸能內(nèi)管2以防止吸能內(nèi)管2沿其軸向移動(dòng)并將吸能內(nèi)管2固定?。?br> [0033]當(dāng)吸能內(nèi)管2彈出后，自適應(yīng)控制模塊仍實(shí)時(shí)根據(jù)該速度信號(hào)和距離信號(hào)判斷該汽車是否有可能與前方障礙物相撞，若判斷不再可能發(fā)生碰撞，則自適應(yīng)控制模塊發(fā)出電信號(hào)控制第一控制開關(guān)4斷開，第二控制開關(guān)5閉合使第一電磁鐵7產(chǎn)生磁力且其與永磁鐵12互相靠近的兩端相異，同時(shí)第二電磁鐵10產(chǎn)生磁力將鎖銷8縮回，吸能內(nèi)管2受異極相吸的吸力作用重新縮回吸能外管I中等待下一次的彈出，從而實(shí)現(xiàn)了汽車碰撞多級(jí)緩沖吸能裝置的自適應(yīng)彈出和縮回。
[0034]該汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置的整體實(shí)施方式為:在低速的情況下此吸能裝置的吸能內(nèi)管2不會(huì)被觸發(fā)和彈出，這時(shí)如果發(fā)生碰撞則首先與障礙物發(fā)生碰撞的是最前端的保險(xiǎn)杠三明治式3，形成一級(jí)吸能階段，此階段通過(guò)外蒙皮的潰爛、填充橡膠的壓縮以及防撞梁的彎曲變形來(lái)吸收能量。此時(shí)吸能內(nèi)管2和吸能外管I不參與吸能只起到支撐的作用。并且，該三明治式保險(xiǎn)桿3由塑料蒙皮、填充橡膠和防撞梁組成，剛度較低，對(duì)行人安全也具有較好的保護(hù)作用。當(dāng)汽車達(dá)到一定的車速以及車體與前方的障礙物距離小于一定極限值(本實(shí)施例選取600_)時(shí)，吸能內(nèi)管2才會(huì)被彈出，此時(shí)碰撞的能量較大，依靠三明治式保險(xiǎn)杠3的吸能無(wú)法將碰撞能量吸收完畢，吸能內(nèi)管2由自適應(yīng)控制模塊控制彈出參與吸能，碰撞能量通過(guò)對(duì)吸能內(nèi)管的壓潰而達(dá)到吸能的效果，本此為二級(jí)吸能，這階段三明治式保險(xiǎn)杠3和吸能內(nèi)管2參與吸能而吸能外管I不參與吸能，吸能外管I只對(duì)二級(jí)吸能裝置起到支撐作用。當(dāng)碰撞能量足夠大時(shí)二級(jí)吸能裝置所吸收的能量無(wú)法將碰撞能量吸收殆盡，這時(shí)障礙物將與車體發(fā)生直接的碰撞，吸能外管I將參與吸能進(jìn)一步的消耗碰撞能，此為三級(jí)吸能。通過(guò)前兩級(jí)的吸能，碰撞能已經(jīng)被吸收了大部分，這時(shí)碰撞對(duì)車體的損傷減少，有效的保護(hù)了車內(nèi)成員和財(cái)產(chǎn)的安全。通過(guò)分為三級(jí)吸能增加碰撞吸能空間，提高了吸能效率，大大提高了汽車行駛的安全性。
[0035]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即依本實(shí)用新型專利范圍及說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，其特征在于:包括固定于汽車車體上的吸能外管、吸能內(nèi)管和三明治式保險(xiǎn)杠，三明治式保險(xiǎn)杠連接在吸能內(nèi)管的軸向最前端，吸能外管固定連接于汽車車體，吸能內(nèi)管同軸裝接在吸能外管之內(nèi)，吸能內(nèi)管底部設(shè)有永磁鐵，吸能外管底部設(shè)有第一電磁鐵，汽車發(fā)生碰撞時(shí)，吸能內(nèi)管通過(guò)第一電磁鐵和永磁鐵的磁性相斥或相吸來(lái)彈出或縮回吸能內(nèi)管以增加碰撞吸能空間，所述吸能外管遠(yuǎn)離底部的一端設(shè)有鎖銷，鎖銷連接一彈性件，彈性件連接一第二電磁鐵，通過(guò)第二電磁鐵是否通電產(chǎn)生磁力帶動(dòng)鎖銷收縮使彈性件儲(chǔ)能或彈出鎖接吸能內(nèi)管以防止吸能內(nèi)管沿其軸向移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，其特征在于:還包括第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)，所述第一控制開關(guān)電連接第一電磁鐵，第二控制開關(guān)電連接第一電磁鐵和第二電磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，其特征在于:所述吸能內(nèi)管中填充有金屬泡沫鎂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，其特征在于:所述吸能內(nèi)管的管壁材料采用自增強(qiáng)熱塑性塑料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，其特征在于:所述三明治式保險(xiǎn)杠包括防撞梁和外蒙皮，防撞梁和外蒙皮之間構(gòu)成的封閉空間填充有橡膠材料，防撞梁的兩端向外蒙皮方向折彎形成兩類口字形的空腔，兩口字型空腔相對(duì)面的兩側(cè)沿彼此分開的方向傾斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，其特征在于:所述吸能外管遠(yuǎn)離底部的一端還設(shè)有限制吸能內(nèi)管彈出至脫離吸能外管的限位塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，其特征在于:所述吸能內(nèi)管為一截面為方形的方形管。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車碰撞自適應(yīng)多級(jí)緩沖吸能裝置，其特征在于:還包括自適應(yīng)控制模塊、用于實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車速度的速度傳感器和用于實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車與前方障礙物的距離的距離傳感器，自適應(yīng)控制模塊電連接速度傳感器和距離傳感器，自適應(yīng)控制模塊電信號(hào)連接第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)，通過(guò)第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)的閉合或斷開使第一電磁鐵和第二電磁鐵通電或斷電以控制吸能內(nèi)管彈出或縮回以及鎖銷的彈出或縮回，從而實(shí)現(xiàn)了汽車碰撞多級(jí)緩沖吸能裝置的自適應(yīng)彈出和縮回。
【文檔編號(hào)】B60R21/0134GK203937611SQ201420348420
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】張勇, 李奇, 劉舒然, 周莎, 林青霄 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)