专利名称：能量耗散型防追尾车辆钻底装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆防护装置，具体为一种能量耗散型防追尾车辆钻底装置。
背景技术：
由于小型汽车与大型汽车结构之间存在巨大差异，使得前者追尾后者事故的严重后果不言而喻。当今我国大型车辆所配备的防追尾车辆钻底装置绝大多数为固定结构，不能兼顾车辆通过性和防止追尾车辆发生钻底碰撞这两个目标，且普通防护装置不具有吸能特性，碰撞能量几乎都由追尾车辆吸收，对其驾乘人员的生命财产安全造成了极大的威胁。
已授权的防追尾车辆钻底装置专利绝大多数不具有吸能特性，而相似的专利CN2322849Y与CN 2795854Y的设计结构虽可吸能，但在吸能变形过程中可能无法保证防止追尾车辆钻底，且整体结构刚度不足，在高速冲击下很难保证防护效果。
发明内容
为了克服现有防追尾车辆钻底装置结构与性能上的不足，本发明提供了一种能量耗散型的防追尾车辆钻底装置，这种防追尾车辆钻底装置整体结构采取曲柄摇杆机构的原理，利用结构的伸缩在防止追尾车辆钻底的前提下吸收碰撞能量，保护追尾车辆及其驾乘人员的生命财产安全。本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现
能量耗散型防追尾车辆钻底装置，主要包括对称分布的两组曲柄杆架，曲柄摇杆之间通过X型杆加固连接，两组曲柄杆架后端分别通过摇杆内管、摇杆外管和可溃缩式吸能管连接车架，前端同时连接到防护横梁上，同时，在防护横梁上还固结有防护横梁吸能块；所述曲柄杆架为一直角三角形结构的刚性钢结构架，其顶角位置通过限位销轴连接到车架上，而所述摇杆外管亦通过销轴铰接的方式与车架连接，另外，所述摇杆内管内嵌于摇杆外管中，并可在摇杆外管内作轴向滑动；曲柄杆架与摇杆内管在曲柄杆架的直角位置侧旁通过销轴铰接，而所述可溃缩式吸能管，嵌套于摇杆内管和摇杆外管外，并通过两个管结构限位块夹紧，以实现对可溃缩式吸能管的压缩。在本发明中，所述曲柄杆架可通过摇杆内管、摇杆外管的伸缩作用在竖直面上摆动，在下摆时基本沿轴向推动摇杆内管且下摆至极限位置时可使其末端触及地面。在本发明中，所述可溃缩式吸能管为内外两层均有八片径向均列肋板的双层管状结构，外层管包裹内层管，且外层管短于内层管，同时，外层管强度大于内层管。在本发明中，在摇杆内管和摇杆外管上还设置有用于夹持可溃缩式吸能管的凸缘限位块。在本发明中，所述防护横梁上设有三角形加强筋。在本发明中，所述防护横梁吸能块的结构可以为蜂窝铝、泡沫铝、波纹板等吸能结构，并通过螺栓、焊接或粘接于防护横梁上。通过类似曲柄摇杆机构的结构设计，使位于曲柄杆架末端的防护横梁在发生追尾碰撞后由保证车辆通过性的较高位置转动到有更好防护效果的较低位置，从而更好地发挥其防止追尾车辆发生钻底碰撞的防护功能，曲柄杆架转动的同时，可溃缩可溃缩式吸能管被压缩的过程可视作滑块在摆杆上滑动的位置变化过程。在不超过结构强度的前提下，整个机构的终止位置由摆杆上的限位块限制；若超过结构强度，则在非极端情况下，部分部件变形而机构终止于曲柄伸出端触及支撑面时的位置。平时使用时，防护装置近似为固定结构，可在符合法规离地间隙的要求的前提下，保证车辆的通过性；在恶劣道路条件下，防护装置则可被升起并固定，以提供最佳通过性能；发生轻微追尾碰撞时，防护横梁吸能块即可将较小的碰撞能量吸收，减小追尾车辆损坏程度；发生一般追尾碰撞时，防护横梁吸能块吸收部分能量后，与防护横梁随曲柄杆架向下部转动，同时摇杆内管相对摇杆外管移动，两管边缘的限位块压缩可溃缩式吸能管以进一步耗散碰撞能量。若发生严重追尾碰撞，可溃缩式吸能管被完全压溃，摇杆内管和摇杆外管 上的限位块将保证曲柄杆架停止于有效发挥防护作用的终止位置；若碰撞能量过大，曲柄杆架可继续转动至使其末端接触地面，依靠地面支撑增加结构整体刚度，防止追尾车辆发生钻底碰撞。在非严重事故后，防护横梁吸能块及可溃缩式吸能管均可更换，其他部件则可重复利用。有益效果本发明既可保证车辆的通过性，又能在碰撞的过程中使防护横梁下降以更好地防止追尾车辆钻底并吸收一定的碰撞能量，在极端情况下，防护装置以地面为附加支撑，尽最大可能防止追尾车辆发生钻底碰撞，保护追尾车辆及其驾乘人员的生命财产安全。防护横梁吸能块和可溃缩式吸能管可逐级吸能满足不同碰撞强度下防护吸能要求，并且吸能部件可更换，防护装置整体的可重复利用性好。整套防护装置仅由少量部件组成，并使用标准件连接，较其他非固定式防追尾车辆钻底装置的结构更为简单，成本更为低廉，并且安装方便，无需对车架进行特殊改装，仅打孔即可，且装配尺寸精度要求不高，安装完毕后还可通过打定位孔安装定位圆锥销以及取用不同长度的可溃缩式吸能管进行结构的调节。将防护装置由工作状态调整至收起状态，仅需手工进行插拔销操作，无需工具，方便快捷。
图I为本发明的立体结构图。图2为本发明的装配爆炸图。图3为本发明的收起状态示意图。图4为本发明的工作状态示意图。图5为本发明的完全溃缩状态示意图。图6为本发明的极限防护状态示意。图7是本发明的可溃缩式吸能管结构图。图中各标号表示1.曲柄杆架，2.摇杆内管，3.可溃缩式吸能管，4.摇杆外管，
5.车架，6.开口销，7.销轴，8.限位圆锥销，9.防护横梁，10.防护横梁吸能块，11.螺栓。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。在图I中，曲柄杆架I上端、摇杆外管4分别与车架5铰接，曲柄杆架I下端与摇杆内管2铰接，曲柄杆架I末端、防护横梁吸能块10分别固结于防护横梁9上，可溃缩式吸能管3嵌套于摇杆内管2和摇杆外管4外,并被两管凸缘状限位块夹紧,摇杆内管2嵌套于摇杆外管4中并可作轴向滑动，以实现对可溃缩式吸能管3的压缩。处于工作状态时，防护装置近似为固定结构，可在符合法规要求的前提下，以尽可能大的离地间隙保证车辆的通过性；发生轻微追尾碰撞时，防护横梁吸能块10即可将较小的碰撞能量吸收；发生一般追尾碰撞时，防护横梁吸能块10吸收部分能量后，与防护横梁9随曲柄杆架I向货车下部摆动，同时摇杆内管2相对摇杆外管4移动，两管边缘的吸能块压缩可溃缩式吸能管3以进一步耗散碰撞能量。若发生严重追尾碰撞，可溃缩式吸能管3被完全压溃，摇杆内管2和摇杆外管4上的限位块将保证曲柄杆架I停止于有效发挥防护作 用的终止位置。若碰撞能量过大，曲柄杆架I可继续转动至使其末端接触地面，依靠地面支撑，以最大刚度防止追尾车辆发生钻底碰撞。在非严重事故后，可溃缩式吸能管3和防护横梁吸能块10均可更换，其他部件则可重复利用。曲柄杆架I侧面为三角形结构，三角形的最短边的位置与长度可尽可能沿轴向推动与之相连的摆杆内管2 ;最长边的长度大于安装位置至地面的距离，使得在严重碰撞情况下其远端可触及地面以得到附加支撑。曲柄杆架I正面为X型杆结构加固的三边框结构，结构刚度高，且能承受一定偏角的斜向碰撞。图2为防护装置的爆炸图。由图可见，各铰链以销轴7连接，并以开口销6固定。曲柄杆架I与防护横梁9以螺栓11连接，并安装调整至防护横梁9和防护横梁吸能块10正对后方，防护横梁9上的加强筋可限制其姿态在一般碰撞情况下保持不变，以充分发挥防护横梁吸能块10的吸能作用。本防护装置无需对车架5进行特殊改装，仅需少量打孔工作，且位置精度要求低。防护装置安装后，对于高度不同的车架5，防护横梁9高度的调节工作可通过截取不同长度的可溃缩式吸能管3来完成。在车架5特定位置打孔，插入限位圆锥销8即可对整体结构进行固定。防护横梁吸能块10的结构可为蜂窝铝、泡沫铝、波纹板等吸能结构。图:T图6展示了本防护装置的4个状态，依次为收起状态、工作状态、完全溃缩状态和极限防护状态。以底面距地面800毫米的车架为例，防护装置处于收起状态时，其最低点与地面之间的垂直距离约为480毫米，可保证车辆在工地等恶劣道路条件下的通过性。对于收起状态，防护装置安装完成后，将其将防护横梁9抬起至上极限位置，在曲柄杆架I的下边缘的车架5上打孔，作为下侧限位孔，插入限位圆锥销8即可将装置位置固定。对于工作状态，在曲柄杆架I上边缘的车架5上打孔，作为上侧限位孔，插入限位圆锥销8即可将装置固定，使得防护装置在车辆颠簸时结构姿态不会发生改变。此时，防护装置最低点与地面之间的垂直距离约为350毫米，完全符合法规要求。对于完全溃缩状态，曲柄杆架I转至较低位置，可溃缩式吸能管5和防护横梁吸能块10吸能并完全溃缩，曲柄杆架I、车架5、摇杆内管2和摇杆外管4呈三角形结构,可防止追尾车辆发生钻底碰撞。若碰撞能量过大，超过了结构强度，曲柄杆架I继续下摆至末端触及地面，以地面作为新的支撑点以增加结构的整体刚度，以最大刚度防止追尾车辆钻入车底。图7展示了摇杆内管2、可溃缩式吸能管3、摇杆外管4组件的具体结构。组件由内至外依次为摇杆内管2、摇杆外管4、可溃缩式吸能管3。可溃缩式吸能管3为内外两层均有八片径向均列肋板的双层管状结构，外层管包裹内层管，且外层管短于内层管，而刚度大于内层管，以刚度较小的内层管作为溃缩起点，起到类似溃缩诱导槽的作用，且不同内径的吸能管材可配合不同外径的摇杆外管4。当发生轻微碰撞时，由曲柄杆架I、摇杆内管2、摇杆外管4、可溃缩式吸能管5以及限位圆锥销8的共同限制，整个防护装置可视为固定结构，仅由防护横梁吸能块10进行溃缩吸能。若发生一般碰撞，防护横梁吸能块10吸收后的剩余能量将通过防护横梁9传递到摇杆内管2，使其相对摇杆外管4滑动，同时对可溃缩式吸能管5进行压缩并将碰撞能量以溃缩的形式耗散。若碰撞能量超过了防护装置的吸能能力，即可溃缩式吸能管5和防护横梁吸能块10完全溃缩，防护装置到达溃缩极限位置，曲柄杆架I、摇杆内管、2摇杆外管6与车架5呈三角形结构，以刚性结构阻挡追尾车辆发生钻底碰撞。在极端情况下，上述三角形结构也无法阻挡巨大的冲击时，曲柄杆架继续向下转动直至触及地面，以地面为附加支撑点以增加防护结构的整体刚度，以最大限度防止追尾车辆发生钻底碰撞。当车辆在恶劣道路环境下行驶时，防护装置则可被升起将车架5上的上侧限位孔内的限位圆锥销8拔出， 抬起防护横梁9，再将限位圆锥销8插到车架5上的下侧限位孔，整套防护装置得到固定，以此增加车辆的通过性。本实施例条件下的防追尾车辆钻底装置结构简单，拆装调节方便，经济实用。既可保证车辆的通过性，又能在碰撞的过程中使防护横梁下降以更好地防止追尾车辆钻底并吸收一定的碰撞能量，保护追尾车辆及其驾乘人员的生命财产安全。防护横梁吸能块和可溃缩式吸能管的组合还可管满足不同碰撞强度下防护吸能的要求，并且吸能部件可更换，防护装置整体的可重复利用性好。同时，曲柄杆架的X结构还可承受一定角度的斜向碰撞。上述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可以利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.能量耗散型防追尾车辆钻底装置，主要包括对称分布的两组曲柄杆架，其特征在于，曲柄摇杆之间通过X型杆加固连接，两组曲柄杆架后端分别通过摇杆内管、摇杆外管和可溃缩式吸能管连接车架，前端同时连接到防护横梁上，防护横梁上设有三角形加强筋，同时，在防护横梁上还固结有防护横梁吸能块；所述曲柄杆架为一直角三角形结构的刚性钢结构架，其顶角位置通过限位销轴连接到车架上，而所述摇杆外管亦通过销轴铰接的方式与车架连接，另外，所述摇杆内管内嵌于摇杆外管中，并可在摇杆外管内作轴向滑动；曲柄杆架与摇杆内管在曲柄杆架的直角位置侧旁通过销轴铰接，而所述可溃缩式吸能管，嵌套于摇杆内管和摇杆外管外，并通过两个管结构限位块夹紧。
2.根据权利要求I所述的能量耗散型防追尾车辆钻底装置，其特征在于，所述曲柄杆架可通过摇杆内管、摇杆外管的伸缩作用在竖直面上摆动，在下摆时基本沿轴向推动摇杆内管且下摆至极限位置时可使其末端触及地面。
3.根据权利要求I所述的能量耗散型防追尾车辆钻底装置，其特征在于，所述可溃缩式吸能管为内外两层均有八片径向均列肋板的双层管状结构，外层管包裹内层管，且外层管短于内层管，同时，外层管强度大于内层管。
4.根据权利要求I所述的能量耗散型防追尾车辆钻底装置，其特征在于，在摇杆内管和摇杆外管上还设置有用于夹持可溃缩式吸能管的凸缘限位块。
5.根据权利要求I所述的能量耗散型防追尾车辆钻底装置，其特征在于，所述防护横梁吸能块的结构可以为蜂窝铝、泡沫铝、波纹板等吸能结构，并通过螺栓、焊接或粘接于防护横梁上。
全文摘要
能量耗散型防追尾车辆钻底装置，主要部件包括防护横梁及其吸能块、曲柄杆架、摇杆外管、摇杆内管和可溃缩式吸能管。曲柄杆架上端、摇杆外管分别与车架铰接，曲柄杆架下端与摇杆内管铰接。防护横梁及其吸能块固结于曲柄杆架远端。吸能管嵌套于摇杆内外管外，并被两管限位块夹紧。碰撞作用下曲柄杆架下摆，推动嵌套于摇杆外管内的摇杆内管作相对轴向滑动，压缩吸能管的以耗散能量。在严重碰撞情况下，曲柄杆架将搭接地面以得到附加支撑，防止追尾车辆发生钻底碰撞。本发明结构简单，拆装调节方便，可重复利用，既可保证车辆的通过性，又能在防止追尾车辆钻底的前提下吸收碰撞能量，保护追尾车辆及其驾乘人员的生命财产安全。
文档编号B60R19/56GK102689617SQ20121020444
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者杨济匡, 薛璐 申请人:湖南大学