專利名稱：具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車保險(xiǎn)杠，尤其涉及ー種具有碰撞能量耗散功能的汽車保險(xiǎn)杠。
背景技術(shù)：
交通事故是造成人員、財(cái)產(chǎn)損失的重要原因之一。在碰撞過(guò)程中，如何充分保護(hù)行人，是保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)需要考慮的重要因素之一。目前保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)有以下幾種形式聚合物和塑料材料做成的保險(xiǎn)杠；采用彈性結(jié)構(gòu)制成的具有能量緩沖功能的保險(xiǎn)杠；采用液壓或氣動(dòng)技術(shù)的具有能量分解或傳遞功能的保險(xiǎn)杠；以及具有主動(dòng)或半主動(dòng)控制功能的保險(xiǎn)杠。傳統(tǒng)汽車保險(xiǎn)杠多采用前兩種設(shè)計(jì)，即采用弾性材料或塑料等材料制成。采用塑·料制成的保險(xiǎn)杠為一體成型構(gòu)件，在撞擊過(guò)程時(shí)發(fā)生變形或壓潰，具有一定程度的能量吸收功能，但其設(shè)計(jì)時(shí)更偏重外觀。且碰撞破碎后需要整體更換保險(xiǎn)杠，且需要專業(yè)的技術(shù)及場(chǎng)所，耗費(fèi)較多的人力物力。另ー種采用彈性元件的保險(xiǎn)杠加入了板簧、空氣彈簧、橡膠等弾性元件，可降低碰撞時(shí)沖擊力，進(jìn)而降低碰撞對(duì)行人、乘客及車輛的損傷。雖然彈簧元件可以降低沖擊力，但碰撞能量并未消失，只是暫時(shí)存儲(chǔ)在弾性元件中，或者轉(zhuǎn)移到車身的其他位置，成為潛在的不安全因素。采用液壓或氣動(dòng)技術(shù)的保險(xiǎn)杠多具有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，制造成本較高，且能量的吸收效果不理想。國(guó)內(nèi)專利(200810069551. 8)提出了一種基于磁流變阻尼器的碰撞緩沖裝置，結(jié)合半主動(dòng)控制技術(shù)，可能提供較大的阻尼。但是該方案將磁流變阻尼器直接連接于車駕與保險(xiǎn)杠之間，碰撞時(shí)具有很小的運(yùn)動(dòng)位移，因些不能提供充足的運(yùn)動(dòng)行程。專利(200910072399. 3)提出了一種基于形狀記憶材料的保險(xiǎn)杠，碰撞發(fā)生后通過(guò)加熱即可恢復(fù)原狀，因此可以節(jié)約維修成本，但是該系統(tǒng)需要加熱，對(duì)系統(tǒng)能源需求較大；而且形狀記憶合金屬于金屬材料，弾性模量很高，不利于能量耗散。因此，設(shè)計(jì)ー種具有大阻尼及易于維修的汽車保險(xiǎn)杠，對(duì)于保護(hù)行人及司乘人員具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠，本發(fā)明在碰撞發(fā)生時(shí)通過(guò)能量分解及消耗，配合半主動(dòng)控制技術(shù)，最大限度地減少對(duì)行人的傷害，同時(shí)降低受損車輛的維修成本。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采取了如下技術(shù)方案ー種具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠，它主要由裝飾層、加強(qiáng)板、N個(gè)阻尼単元、N+1個(gè)菱形機(jī)構(gòu)、2N+2個(gè)連接板等組成，N為自然數(shù)；菱形機(jī)構(gòu)與阻尼単元依次間隔相連；每個(gè)菱形機(jī)構(gòu)的另外兩個(gè)頂點(diǎn)中，一個(gè)通過(guò)連接板安裝在裝飾層I上，另外ー個(gè)通過(guò)連接板安裝在汽車的汽車底橋前端上；菱形機(jī)構(gòu)與阻尼単元之間以及菱形機(jī)構(gòu)與連接板之間均通過(guò)鉸接單元連接。ー種具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠，它主要由裝飾層、加強(qiáng)板、N個(gè)連接桿、2N+2個(gè)阻尼単元、N+1個(gè)菱形機(jī)構(gòu)、2N+2個(gè)連接板等組成，N為自然數(shù)；菱形機(jī)構(gòu)與連接桿依次間隔相連；每個(gè)菱形機(jī)構(gòu)的另外兩個(gè)頂點(diǎn)中，一個(gè)通過(guò)連接板安裝在裝飾層上，另外一個(gè)通過(guò)連接板安裝在汽車的汽車底橋前端上。每個(gè)菱形機(jī)構(gòu)相對(duì)的兩個(gè)頂點(diǎn)之間安裝一個(gè)阻尼単元，菱形機(jī)構(gòu)與連接桿之間、菱形機(jī)構(gòu)與阻尼単元之間以及菱形機(jī)構(gòu)與連接板之間均通過(guò)鉸接單元連接。進(jìn)ー步地，所述阻尼單元為干摩擦阻尼器、磁流變阻尼器、電流變阻尼器、空氣阻尼器或粘弾性阻尼器。進(jìn)ー步地，所述菱形機(jī)構(gòu)由四個(gè)連桿鉸接而成。本發(fā)明的有益效果是
I、通用采用菱形機(jī)構(gòu)和阻尼単元將碰撞能量分散、消耗。傳統(tǒng)的保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)著重于考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，最大限度地保護(hù)車內(nèi)人員及車輛人員的安全。然后，高強(qiáng)度會(huì)導(dǎo)致碰撞過(guò)程中的沖擊カ過(guò)大，對(duì)行人造成更嚴(yán)重的傷害。本發(fā)明通過(guò)菱形機(jī)構(gòu)將碰撞過(guò)程中的能量傳遞 到橫向，減少行人和車身之間縱向撞擊力。同時(shí)，菱形機(jī)構(gòu)的變形可以為碰撞過(guò)程提供一定量安全緩沖距離，延長(zhǎng)碰撞接觸時(shí)間，降低碰撞カ的大小。由菱形機(jī)構(gòu)分解的能量傳遞到阻尼単元，通過(guò)阻尼単元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，最終將碰撞能量消耗棹。因此，本發(fā)明可以分解碰撞力、消耗碰撞能量井延長(zhǎng)碰撞接觸時(shí)間，改善碰撞過(guò)程中人員和車輛的受力善，從而最大限度地保護(hù)人員和車輛的安全。2、采用多組菱形機(jī)構(gòu)/阻尼単元并聯(lián)且同時(shí)工作，具有更高的能量消耗效率。采用多個(gè)菱形機(jī)構(gòu)并聯(lián)時(shí)，當(dāng)碰撞發(fā)生在任意ー個(gè)菱形機(jī)構(gòu)，均傳遞到其他的菱形機(jī)構(gòu)并驅(qū)動(dòng)其產(chǎn)生變形運(yùn)動(dòng)，最終引起所有菱形機(jī)構(gòu)的同步運(yùn)動(dòng)。所有菱形機(jī)構(gòu)的同步運(yùn)動(dòng)使得所有的阻尼器都同步工作，消耗能量。因此本發(fā)明可以充分利用多單元陣列的優(yōu)勢(shì)，提高能量效率。3、采用磁流變阻尼器(包括電流變阻尼器，下同)，可以主動(dòng)阻尼和碰撞カ的大小。磁流變阻尼器依靠磁流變液的形態(tài)變化工作，當(dāng)不施加控制磁場(chǎng)時(shí)，磁流變液呈液態(tài)，阻尼較??；當(dāng)施加控制磁場(chǎng)時(shí)，磁流變液會(huì)變成粘稠油脂狀，可以提供更大的阻尼，且其阻尼大小可以通過(guò)磁場(chǎng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。磁流變阻尼器對(duì)控制指令的響應(yīng)較為快捷，配合主動(dòng)(半主動(dòng))控制策略，可以精確控制碰撞過(guò)程中需要的阻尼大小，從而降低碰撞產(chǎn)生的危害。4、采用模塊化設(shè)計(jì)，成本低、維修方便。本發(fā)明的主要包括兩個(gè)主要組件菱形機(jī)構(gòu)和阻尼単元。通過(guò)將這些組件簡(jiǎn)單的陣列式安裝組成完整的保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)。所需的零部件少、成本低，且可以方便地更換損失或失效的部件。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意 圖2是實(shí)施例I緩沖吸能的工作示意 圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意 圖中裝飾層I、汽車底橋前端2、阻尼單元3、菱形機(jī)構(gòu)4、連接板5、鉸接單元6、連桿7、連接桿8、加強(qiáng)板9。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。
實(shí)施例I
圖I示出了本發(fā)明實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)，該實(shí)施例中具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠主要由裝飾層I、加強(qiáng)板9、N個(gè)阻尼単元3、N+1個(gè)菱形機(jī)構(gòu)4、2N+2個(gè)連接板5組成，N為自然數(shù)。菱形機(jī)構(gòu)4與阻尼単元3依次間隔相連；每個(gè)菱形機(jī)構(gòu)4的另外兩個(gè)頂點(diǎn)中，ー個(gè)通過(guò)連接板5安裝在加強(qiáng)板9上，另外ー個(gè)通過(guò)連接板5安裝在汽車的汽車底橋前端2上。菱形機(jī)構(gòu)4與阻尼単元3之間以及菱形機(jī)構(gòu)4與連接板5之間均通過(guò)鉸接単元6連接。裝飾層I安裝在加強(qiáng)板9上。裝飾層I可由塑料或橡膠等彈性材料制成，加強(qiáng)板9由金屬材料制成。菱形機(jī)構(gòu)4由四個(gè)連桿7鉸接而成，連桿7為空心結(jié)構(gòu)，材料為金屬。該菱形機(jī)構(gòu)4的ー個(gè)鉸接點(diǎn)通過(guò)連接板固定在車身上，相對(duì)的鉸接點(diǎn)通過(guò)連接板5與裝飾層I連接；菱形機(jī)構(gòu)4和阻尼單元3依次間隔布置，相鄰的兩個(gè)菱形機(jī)構(gòu)4之間安裝阻尼単元3。阻尼単元3可以采用干摩擦阻尼器、磁流變阻尼器或粘弾性阻尼器。如圖2所示，當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)，裝飾層I與被撞物體或人員接觸，產(chǎn)生的撞擊カ經(jīng)加強(qiáng)板9傳輸至菱形機(jī)構(gòu)4，導(dǎo)致菱形機(jī)構(gòu)4變扁變長(zhǎng)，菱形機(jī)構(gòu)4分別與裝飾層I和汽車底橋前端2連接的兩個(gè)頂點(diǎn)相向運(yùn)動(dòng)，另外兩個(gè)頂點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)，從而使阻尼単元3產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻尼力，達(dá)到吸收或消耗碰撞能量的目的。實(shí)施例2
圖3示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，該實(shí)施例中，具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠主要由裝飾層I、加強(qiáng)板9、N個(gè)連接桿8、2N+2個(gè)阻尼単元3、N+1個(gè)菱形機(jī)構(gòu)4、2N+2個(gè)連接板5組成，N為自然數(shù)。菱形機(jī)構(gòu)4與連接桿8依次間隔相連；每個(gè)菱形機(jī)構(gòu)4的另外兩個(gè)頂點(diǎn)中，一個(gè)通過(guò)連接板5安裝在加強(qiáng)板9上，另外ー個(gè)通過(guò)連接板5安裝在汽車的汽車底橋前端2上。每個(gè)菱形機(jī)構(gòu)4相対的兩個(gè)頂點(diǎn)之間安裝一個(gè)阻尼単元3，菱形機(jī)構(gòu)4與連接桿8之間、菱形機(jī)構(gòu)4與阻尼単元3之間以及菱形機(jī)構(gòu)4與連接板5之間均通過(guò)鉸接單元6連接。裝飾層I安裝在加強(qiáng)板9上。當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)，裝飾層I與被撞物體或人員接觸，產(chǎn)生的撞擊カ經(jīng)加強(qiáng)板9傳輸至菱形機(jī)構(gòu)4，導(dǎo)致菱形機(jī)構(gòu)4變扁變長(zhǎng)，菱形機(jī)構(gòu)4分別與裝飾層I和汽車底橋前端2連接的兩個(gè)頂點(diǎn)相向運(yùn)動(dòng)，從而使與這兩個(gè)頂點(diǎn)相連的阻尼単元3產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生阻尼力；另外兩個(gè)頂點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)，從而使與這兩個(gè)頂點(diǎn)相連的阻尼単元3阻尼単元3產(chǎn)生反向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生阻尼力，達(dá)到吸收或消耗碰撞能量的目的。
權(quán)利要求
1.ー種具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠，其特征在干，它主要由裝飾層(I)、加強(qiáng)板(9)、N個(gè)阻尼単元(3)、N+1個(gè)菱形機(jī)構(gòu)(4)、2N+2個(gè)連接板(5)等組成，N為自然數(shù)；菱形機(jī)構(gòu)(4)與阻尼単元(3)依次間隔相連；每個(gè)菱形機(jī)構(gòu)(4)的另外兩個(gè)頂點(diǎn)中，一個(gè)通過(guò)連接板(5)安裝在加強(qiáng)板(9)上，另外ー個(gè)通過(guò)連接板(5)安裝在汽車的汽車底橋前端(2)上；菱形機(jī)構(gòu)(4)與阻尼単元(3)之間以及菱形機(jī)構(gòu)(4)與連接板(5)之間均通過(guò)鉸接単元(6)連接；裝飾層(I)安裝在加強(qiáng)板(9)。
2.ー種具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠，其特征在干，它主要由裝飾層(I )、加強(qiáng)板(9)、N個(gè)連接桿(8)、2N+2個(gè)阻尼單元(3)、N+1個(gè)菱形機(jī)構(gòu)(4)、2N+2個(gè)連接板(5)等組成，N為自然數(shù)；菱形機(jī)構(gòu)(4)與連接桿(8)依次間隔相連；每個(gè)菱形機(jī)構(gòu)(4)的另外兩個(gè)頂點(diǎn)中，一個(gè)通過(guò)連接板(5)安裝在裝飾層(I)上，另外ー個(gè)通過(guò)連接板(5)安裝在汽車的汽車底橋前端(2)上；每個(gè)菱形機(jī)構(gòu)(4)相対的兩個(gè)頂點(diǎn)之間安裝一個(gè)阻尼単元(3)，菱形機(jī)構(gòu)(4)與連接桿(8)之間、菱形機(jī)構(gòu)(4)與阻尼単元(3)之間以及菱形機(jī)構(gòu)(4)與連接板(5 )之間均通過(guò)鉸接単元(6 )連接；裝飾層(I)安裝在加強(qiáng)板(9 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和2所述具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于，所述阻尼単元(3)可以采用干摩擦阻尼器、磁流變阻尼器、電流變阻尼器、空氣阻尼器或粘弾性阻尼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I和2所述具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于，所述菱形機(jī)構(gòu)(4)由四個(gè)連桿(7)鉸接而成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有吸能及行人保護(hù)裝置的汽車保險(xiǎn)杠，本發(fā)明通用采用菱形機(jī)構(gòu)和阻尼單元將碰撞能量分散、消耗，菱形機(jī)構(gòu)將碰撞過(guò)程中的能量傳遞到橫向，減少行人和車身之間縱向撞擊力。同時(shí)，菱形機(jī)構(gòu)的變形可以為碰撞過(guò)程提供一定量安全緩沖距離，延長(zhǎng)碰撞接觸時(shí)間，降低碰撞力的大小。由菱形機(jī)構(gòu)分解的能量傳遞到阻尼單元，通過(guò)阻尼單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，最終將碰撞能量消耗掉。因此，本發(fā)明可以分解碰撞力、消耗碰撞能量并延長(zhǎng)碰撞接觸時(shí)間，改善碰撞過(guò)程中人員和車輛的受力，從而最大限度地保護(hù)人員和車輛的安全。
文檔編號(hào)B60R19/20GK102837655SQ20121026790
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者鄒鴻生, 李華, 胡舜迪 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)