專利名稱：一種應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機械技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸。
背景技術(shù)：
在汽車安全技術(shù)實驗室中，滑臺試驗是通過非破壞性的模擬車輛碰撞運動，對車輛碰撞時乘員在車廂內(nèi)部受到二次碰撞而產(chǎn)生的傷害值進行評價，從而實現(xiàn)乘員保護裝置的短期低成本開發(fā)。伺服加速度臺車系統(tǒng)被設(shè)計用于仿真汽車碰撞試驗，利用高度先進的計算機控制的氣動-液壓伺服系統(tǒng)，結(jié)合氣動-液壓兩種動カ源的相互作用來產(chǎn)生碰撞波形，系統(tǒng)的氣動部分提供驅(qū)動カ來加速有導(dǎo)向的滑臺，通過液壓部分來平衡滑臺下面的剎 車刀的制動摩擦力來提供延緩加速的力，因此系統(tǒng)的氣動部分的設(shè)計就顯得至關(guān)重要?；_試驗仿真真實世界需要大量的能量來加速試驗部件，系統(tǒng)在仿真碰撞前存儲這種能量作為勢能，勢能以大量的壓縮空氣被存儲，試驗前系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置將儲存的氣體充到氣動缸中，氣動缸發(fā)射滑臺。發(fā)射時氣動缸中的活塞桿被充入的高壓氣體推動活塞桿，然后活塞桿以高速推動滑臺前行，為防止活塞桿撞向缸蓋，造成對氣動缸的破壞，需要ー個緩沖機構(gòu)來減速或停止活塞桿。普通的緩沖機構(gòu)是在氣墊腔中形成氣墊來降低活塞桿的運動速度。為防止活塞桿沒有被氣墊腔停止下來，那么就需要ー個二次緩沖來使活塞桿停止。如中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局公布的一種ニ級緩沖活塞式氣缸專利號CN200720112685.4，公告號CN201062601，這種氣缸包括前蓋、后蓋、缸筒、活塞、活塞桿，其特征在于采用了ニ級緩沖結(jié)構(gòu)，以及導(dǎo)向環(huán)與磁環(huán)組成套置結(jié)構(gòu)；ー級緩沖結(jié)構(gòu)由前蓋，后蓋，緩沖調(diào)節(jié)針，緩沖圈，緩沖密封墊，缸筒和活塞的緩沖軸組成，使A腔內(nèi)形成氣墊，來降低活塞的速度，構(gòu)成第一級可調(diào)式活塞緩沖；ニ級緩沖結(jié)構(gòu)由前蓋，后蓋，緩沖密封墊和活塞的兩端面組成，緩沖密封墊是彈性材料，設(shè)有吸受沖擊能力，活塞運行完所有行程后與緩沖密封墊接觸，構(gòu)成第二級固定片緩沖。這種氣缸利用具有彈性的緩沖密封墊來阻擋活塞桿繼續(xù)前進，但是應(yīng)用于滑臺試驗中的活塞桿在大量高壓氣體推動下具有很大的加速度及較強的撞擊力，彈性的緩沖墊所起到的緩沖作用微不足道，缸蓋勢必承受活塞桿的撞擊，因此必須得設(shè)計ー個能承受活塞桿剛性撞擊的緩沖機構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了ー種應(yīng)用于汽車碰撞試驗的具有急停機構(gòu)的氣動缸。本實用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)ー種應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，包括具有空腔且呈直筒狀的缸體和設(shè)置于缸體內(nèi)且能沿著缸體軸向滑動的活塞桿，所述的活塞桿一端能伸出缸體外，活塞桿的另一端具有活塞，活塞將缸體分隔為兩個空腔與外界連通的發(fā)射腔和密閉的氣墊腔，所述的氣墊腔內(nèi)充有緩沖氣體，在所述的氣墊腔內(nèi)還設(shè)有能使活塞桿快速停止的急停機構(gòu)?；钊麠U的活塞將缸體分隔為兩個空腔，試驗開始時通過系統(tǒng)設(shè)置和控制將壓縮空氣充入發(fā)射腔，那么發(fā)射腔和氣墊腔就會產(chǎn)生壓差，發(fā)射腔空氣膨脹推動活塞桿，活塞桿推動滑臺產(chǎn)生運動。由于氣墊腔的氣體體積一定，活塞桿被發(fā)射時氣墊腔內(nèi)的空氣被壓縮產(chǎn)生反作用力，使活塞桿減速直至停止。但是當活塞桿沒有被氣墊腔停止時，氣墊腔的急停機構(gòu)可以吸收活塞桿的剩余沖撞能量使活塞桿馬上停止，可以有效防止發(fā)射腔氣體過大或者設(shè)備故障時沒有被氣墊腔停止的活塞桿撞擊損壞缸體。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中,所述的急停機構(gòu)包括由剛性材料制成的可壓潰吸能管，所述的可壓潰吸能管套在活塞桿外且一端抵在缸體端部上，另一端可與活塞相抵靠?？蓧簼⑽芄転閯傂圆牧?，能夠承受一定的撞擊力，當撞擊カ超過其承受カ時，可壓潰吸能管產(chǎn)生變形，利用變形カ來緩沖活塞桿的活塞的撞擊力。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中，所述的急停機構(gòu)包括分別與缸體、活塞桿相抵靠且能沿著活塞桿滑動的墊筒和由剛性材料制成的可壓潰吸能管，所述的可壓潰吸能管套在活塞桿外且一端抵在缸體端部上，另一端與墊筒相抵靠。墊筒與活塞及缸體之間形成一密閉的空腔，此空腔在受活塞擠壓后形成具有反作用力的氣墊，對活塞桿形成一 級緩沖；在活塞桿沒有被一級緩沖停止下來吋，活塞會先接觸到墊筒，活塞桿的活塞推動墊筒擠壓可壓潰吸能管，使可壓潰吸能管產(chǎn)生變形，利用變形カ來緩沖活塞桿的撞擊カ及阻止活塞桿繼續(xù)前迸，形成ニ級緩沖，達到保護缸體的目的。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中，所述的墊筒具有密封部和導(dǎo)向部。導(dǎo)向部用于引導(dǎo)活塞桿的運行方向，密封部使得氣墊腔的密封效果更好。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中，所述的可壓潰吸能管的管面上開設(shè)有周向均布的凹坑。凹坑用于減弱可壓潰吸能管的強度，使其在被擠壓時易變形，具有一定的吸能作用。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中，所述的可壓潰吸能管與墊筒相抵靠的端部開設(shè)有周向均布的缺ロ。缺ロ用于減弱可壓潰吸能管端部的強度，使其更易變形，提高了其吸能效果，同時也起到保護活塞桿的活塞的作用。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中，所述發(fā)射腔的端面上分別設(shè)有與發(fā)射腔連通的進氣管一和泄氣閥。試驗前儲存在氣瓶中的空氣按照系統(tǒng)要求通過進氣管ー進入到發(fā)射腔，當進氣管進氣超過系統(tǒng)要求時，泄氣閥將自動排掉多余氣體。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中，所述發(fā)射腔的端面上設(shè)有壓力傳感器一。壓カ傳感器ー時刻檢測發(fā)射腔內(nèi)的空氣量，提高安全性。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中，所述發(fā)射腔的端面上設(shè)有自動排氣閥。在試驗過程中或者其他故障需要急停排掉發(fā)射腔氣體時，通過系統(tǒng)控制的排氣閥，將發(fā)射腔的空氣排出。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中，所述發(fā)射腔的端面上設(shè)有手動排氣閥。在系統(tǒng)維護時可通過手動排氣閥排掉發(fā)射腔內(nèi)的氣體。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中，所述氣墊腔的端面上分別設(shè)有與氣墊腔連通的進氣管ニ和排氣閥。氣墊腔空氣是恒定的，毎次試驗時將按照系統(tǒng)要求通過與氣墊腔連通的進氣管ニ補充氣體到恒定值，維護或者需要排氣時根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置可排除氣體，其外部氣體輸送管路上連接有排氣閥，根據(jù)系統(tǒng)要求開啟。在上述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸中，所述氣墊腔的端面還設(shè)有壓カ傳感器ニ和加速度傳感器。壓カ傳感器ニ時刻檢測氣墊腔內(nèi)的空氣壓力，試驗中通過檢測反饋給系統(tǒng)然后決定是否需要進氣，若檢測不能達到恒定值將自動鎖止發(fā)射，也會反饋錯誤提示。試驗中緊急停止事件的發(fā)生將產(chǎn)生ー個極大的碰撞噪音。為了確認緊急停止碰撞，加速度傳感器追蹤的數(shù)據(jù)將顯示出來，緊急停止事件發(fā)生的碰撞與正常的衰減正弦波不同，將通過顯示確認是否發(fā)生了緊急停止，同時如果發(fā)生了一次緊急停止事件，可壓潰吸能管變形嚴重的話，必須更換，而且還要檢查氣動缸是否損壞。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸具有急停機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，通過氣墊腔內(nèi)一定空氣的反作用力使活塞桿減速或停止；當活塞桿沒有被空氣阻カ停止下來吋，急停機構(gòu)的可壓潰吸能管利用變形カ來緩沖活塞桿的撞擊力，吸收活塞桿剩余的能量使活塞桿快速停止，從而達到保護缸體的目的。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本可壓潰吸能管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是實施例一的剖視示意圖。圖4是實施例ニ的剖視示意圖。圖中，I、缸體；2、活塞桿；2a、活塞；3、發(fā)射腔；4、氣墊腔；5、墊筒；5a、密封部；5b、導(dǎo)向部；6、可壓潰吸能管；6a、凹坑；6b、缺ロ ；7、進氣管一 ；8、泄氣閥；9、壓カ傳感器一；10、自動排氣閥；11、手動排氣閥；12、進氣管ニ ；13、排氣閥；14、壓カ傳感器ニ ；15、加速度傳感器。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進ー步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。實施例一如圖3所示，本氣動缸應(yīng)用于汽車碰撞試驗中，包括ー密閉的呈直筒狀的缸體I和能沿著缸體I軸向滑動的活塞桿2。活塞桿2 —端伸出缸體Iタト，活塞桿2的另一端具有活塞2a，活塞2a將缸體I分隔為兩個密閉的空腔發(fā)射腔3和氣墊腔4，氣墊腔4內(nèi)充有恒定的氣體，氣墊腔4內(nèi)還設(shè)有能使活塞桿2快速停止的急停機構(gòu)。本實施例的急停機構(gòu)包括分別與缸體I、活塞桿2相抵靠且能沿著活塞桿2滑動的墊筒5，墊筒5具有密封部5a和導(dǎo)向部5b，密封部5a用于增強氣墊腔4的密封性，導(dǎo)向部5b保證活塞桿2運行方向的準確性。急停機構(gòu)還包括由剛性材料制成的可壓潰吸能管6，剛性的可壓潰吸能管6能抵抗活塞桿2高強度的撞擊力，可立即阻止活塞桿2運行?？蓧簼⑽芄?套在活塞桿2外且一端抵在缸體I端部上，另一端與墊筒5相抵靠。如圖2所示，可壓潰吸能管6的管面上開設(shè)有三個周向均布的凹坑6a，與墊筒5相抵靠的端部開設(shè)有三個周向均布的缺ロ 6b，凹坑6a和缺ロ 6b都可以使可壓潰吸能管6在受到活塞桿2擠壓時更加易變形，吸能效果更好，緩沖效果較明顯。如圖I所示，發(fā)射腔3的端面上分別設(shè)有與發(fā)射腔3連通的進氣管一 7、泄氣閥8、壓カ傳感器ー 9、自動排氣閥10、手動排氣閥11。氣墊腔4的端面上分別設(shè)有與氣墊腔4連通的進氣管ニ 12、排氣閥13、壓カ傳感器ニ 14和加速度傳感器15。試驗時，將高壓氣體從進氣管一 7中充入發(fā)射腔3內(nèi)，使得活塞桿2能以足夠的能量推動滑臺前進，使滑臺達到ー定速度來模擬車輛碰撞運動。成功發(fā)射滑臺后，活塞桿2仍以高速前迸，而氣墊腔4內(nèi)的恒定氣體受到活塞桿2的活塞2a擠壓，利用被急劇壓縮的氣體的反作用力使活塞桿2減速直至停止。當試驗結(jié)束后，打開排氣閥13排出發(fā)射腔3內(nèi)的氣體，活塞桿2由于氣墊腔4的氣體的反作用力而回歸到發(fā)射腔3端部，為下次試驗做好準備。如果由于系統(tǒng)故障而導(dǎo)致活塞桿2沒有被氣墊腔4的恒定氣體停止，那么活塞桿2就會接觸到急停機構(gòu)，活塞2a撞擊在墊筒5上，墊筒5進而擠壓與其相抵靠的可壓潰吸能管6，使可壓潰吸能管6產(chǎn)生變形，利用變形カ來緩沖活塞桿2的撞擊力，同時吸收活塞桿2剰余的能量，阻止活塞桿2繼續(xù)前進，保護缸體I不被撞壞。本氣動缸結(jié)構(gòu)簡單，在試驗時操作方便安全。實施例ニ實施例ニ與實施例ー結(jié)構(gòu)基本相同，如圖4所示，區(qū)別在于急停機構(gòu)包括由剛性材料制成的可壓潰吸能管6，可壓潰吸能管6套在活塞桿2外且一端抵在缸體I端部上，另·一端可與活塞2a相抵靠?；钊麠U2的活塞2a能直接撞擊在可壓潰吸能管6的端部，結(jié)構(gòu)較實施例一簡單。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了缸體I、活塞桿2、活塞2a、發(fā)射腔3、氣墊腔4、墊筒5、密封部5a、導(dǎo)向部5b、可壓潰吸能管6、凹坑6a、缺ロ 6b、進氣管一 7、泄氣閥8、壓カ傳感器一 9、自動排氣閥10、手動排氣閥11、進氣管ニ 12、排氣閥13、壓カ傳感器ニ 14、加速度傳感器15等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.ー種應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，包括具有空腔且呈直筒狀的缸體(I)和設(shè)置于缸體(I)內(nèi)且能沿著缸體(I)軸向滑動的活塞桿(2)，所述的活塞桿(2) —端能伸出缸體(I)夕卜，活塞桿(2)的另一端具有活塞(2a)，活塞(2a)將缸體(I)分隔為兩個空腔與外界連通的發(fā)射腔(3)和密閉的氣墊腔(4)，其特征在于，所述的氣墊腔(4)內(nèi)充有緩沖氣體，在所述的氣墊腔(4)內(nèi)還設(shè)有能使活塞桿(2)快速停止的急停機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，其特征在于，所述的急停機構(gòu)包括由剛性材料制成的可壓潰吸能管出)，所述的可壓潰吸能管(6)套在活塞桿(2)外且一端抵在缸體(I)端部上，另一端可與活塞(2a)相抵靠。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，其特征在于，所述的急停機構(gòu)包括分別與缸體(I)、活塞桿(2)相抵靠且能沿著活塞桿(2)滑動的墊筒(5)和由剛性材料制成的可壓潰吸能管出)，所述的可壓潰吸能管(6)套在活塞桿(2)外且一端抵在缸體(I)端部上，另一端與墊筒(5)相抵靠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，其特征在于，所述的墊筒(5)具有密封部(5a)和導(dǎo)向部(5b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，其特征在于，所述的可壓潰吸能管(6)的管面上開設(shè)有周向均布的凹坑(6a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，其特征在于，所述的可壓潰吸能管(6)與墊筒(5)相抵靠的端部開設(shè)有周向均布的缺ロ(6b)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，其特征在于，所述發(fā)射腔(3)的端面上分別設(shè)有與發(fā)射腔(3)連通的進氣管一(7)和泄氣閥(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，其特征在于，所述發(fā)射腔(3)的端面上設(shè)有壓力傳感器一(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，其特征在于，所述發(fā)射腔(3)的端面上設(shè)有自動排氣閥(10)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，其特征在于，所述氣墊腔(4)的端面上分別設(shè)有與氣墊腔(4)連通的進氣管ニ(12)和排氣閥(13)，所述氣墊腔(4)的端面還設(shè)有壓カ傳感器ニ(14)和加速度傳感器(15)。
專利摘要本實用新型提供了一種應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，屬于機械技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的氣動缸缺乏承受活塞桿剛性撞擊的緩沖機構(gòu)的問題。本應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸，包括具有空腔且呈直筒狀的缸體和設(shè)置于缸體內(nèi)且能沿著缸體軸向滑動的活塞桿，活塞桿一端能伸出缸體外，活塞桿的另一端具有活塞，活塞將缸體分隔為兩個空腔與外界連通的發(fā)射腔和密閉的氣墊腔，氣墊腔內(nèi)充有緩沖氣體，在氣墊腔內(nèi)還設(shè)有能使活塞桿快速停止的急停機構(gòu)。本應(yīng)用于汽車碰撞試驗的氣動缸具有急停機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，急停機構(gòu)利用變形力來緩沖活塞桿的撞擊力，吸收活塞桿剩余的能量使活塞桿快速停止，從而達到保護缸體的目的。
文檔編號F15B15/14GK202451495SQ201220017309
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者劉衛(wèi)國, 曹國華, 李月明, 柳惠君, 趙福全, 韓剛 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司