一种与电磁效应结合的汽车防撞装置

文档序号:479019 发布日期:2022-01-04 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 一种与电磁效应结合的汽车防撞装置 (Automobile anti-collision device combined with electromagnetic effect ) 是由 韩冰源 楚佳杰 高祥涵 杭卫星 崔方方 杜伟 徐文文 吴海东 于 2021-11-11 设计创作,主要内容包括:一种与电磁效应结合的汽车防撞装置,包括防撞主梁和吸能盒,吸能盒一端与防撞主梁连接,另一端和车架连接,防撞主梁上设有撞击缓冲装置,撞击缓冲装置包括撞击受力端、车架连接端、弹性组件和电磁组件,撞击受力端和车架连接端分别设置在防撞主梁的相对两侧,弹性组件活动贯穿在防撞主梁上,用于弹性连接撞击受力端和车架连接端,电磁组件安装在撞击受力端和车架连接端之间,用于通电后产生与撞击力方向相反的斥力。本装置利用电磁效应产生与碰撞方向相反的排斥力,有效抵消一部分碰撞力,同时吸能盒的设计可以吸收一部分碰撞力,且防撞主梁和吸能盒的结构可以减轻整车的重量,有助于实现车辆的轻量化。(The utility model provides an automobile buffer stop who combines with electromagnetic effect, including crashproof girder and energy-absorbing box, energy-absorbing box one end is connected with crashproof girder, the other end and connected to the frame, be equipped with striking buffer on the crashproof girder, striking buffer includes the striking atress end, the frame link end, elastic component and electromagnetic component, striking atress end and frame link end set up the relative both sides at crashproof girder respectively, the elastic component activity runs through on crashproof girder, be used for elastic connection striking atress end and frame link end, electromagnetic component installs between striking atress end and frame link end, be used for producing the repulsion opposite with the striking power direction after the circular telegram. The device utilizes the electromagnetic effect to generate repulsive force opposite to the collision direction, effectively counteracts a part of collision force, simultaneously, the design of the energy-absorbing box can absorb a part of collision force, and the structure of the anti-collision main beam and the energy-absorbing box can reduce the weight of the whole vehicle, thereby being beneficial to realizing the light weight of the vehicle.)

一种与电磁效应结合的汽车防撞装置

技术领域

本发明属于汽车安全领域,具体涉及一种与电磁效应结合的汽车防撞装置。

背景技术

随着社会经济的发展,汽车销量保持较快的增长趋势,给人们生活带来便利与效益的同时,其安全问题也日益凸显,因车辆交通事故造成的人员财产损失不断增加。如何最大程度的去减小车辆损失与保护人身安全是汽车设计人员必须要重视的问题。

防撞梁作为汽车发生碰撞时有效吸收动能的一种防撞装置,已经有很多相关技术人员进行研究,其主要包括主梁、吸能盒等结构。目前防撞梁的种类很多,包括所用材料不同、形状设计不同。其目的就是为了在汽车发生碰撞时更加有效的起到缓冲作用,减少瞬间的冲击力,在保证车内人员安全的前提下尽可能降低车辆损失。

然而,现有的防撞梁大多是通过结构优化设计提升强度继而提升抗冲击性能。实际汽车发生碰撞时是一瞬间的事,产生的动能非常大,一方面防撞梁吸收的能量比较有限,不足以承受巨大的冲击载荷,另一方面目前防撞梁的设计也很少考虑碰撞中时能量的吸收问题。因此在汽车发生高速碰撞时不足以满足汽车被动安全性能的要求。因此,设计出一种既有很好的抗冲击性能同时能有效吸收碰撞能量的汽车防撞装置对提升汽车行驶安全性有着重大的意义。

发明内容

本发明的目的是克服背景技术所述防撞梁的缺陷,提供一种与电磁效应结合的汽车防撞装置,利用电磁效应产生与碰撞方向相反的排斥力,有效抵消一部分碰撞力,同时吸能盒的设计可以吸收一部分碰撞力,且防撞主梁和吸能盒的结构可以减轻整车的重量,有助于实现车辆的轻量化。

为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种与电磁效应结合的汽车防撞装置,包括防撞主梁和吸能盒,吸能盒一端与防撞主梁连接,另一端用以和车架连接,防撞主梁上设有撞击缓冲装置,撞击缓冲装置包括撞击受力端、车架连接端、弹性组件和电磁组件,撞击受力端和车架连接端分别设置在防撞主梁的相对两侧,弹性组件活动贯穿在防撞主梁上,用于弹性连接撞击受力端和车架连接端,电磁组件安装在撞击受力端和车架连接端之间,用于通电后产生与撞击力方向相反的斥力。

所述电磁组件包括固定杆和安装在固定杆上的电磁铁,固定杆两两一组且前后对应分别固定连接在撞击受力端和车架连接端的内侧面上,同一组的两根固定杆伸入防撞主梁空腔的一端安装所述电磁铁,相对设置的电磁铁通电后产生斥力,且斥力的合力方向与碰撞力方向相反;撞击受力端还设有碰撞力传感器,碰撞力传感器用于和车辆的控制单元相连,由控制单元根据碰撞力传感器的信号控制电磁铁的线圈通电。

所述弹性组件为中间以弹簧连接的两根连杆,两根连杆分别安装在防撞主梁前后面板的通孔中。

所述弹性组件设置为两组,并关于防撞主梁长度方向中心线对称设置。

所述电磁组件设置为两组,并关于防撞主梁长度方向中心线对称设置。

所述吸能盒设置为两个,并分别和车架的左右两端连接。

所述吸能盒为多层空心变截面结构,截面面积沿远离防撞主梁的方向依次增加。

所述吸能盒上与车架相连的一层为抗冲击层,其余各层均为溃缩层,抗冲击层和与之相连的溃缩层上设有加强结构,以增强吸能盒抗冲击力,溃缩层上开有溃缩槽。

所述防撞主梁的两端面还安装有防侧撞吸能部件,防侧撞吸能部件与所述吸能盒固接。

防侧撞吸能部件为空心变截面结构,防侧撞吸能部件的内端与所述吸能盒焊接,内端的侧面焊接有加强条,加强条与防撞主梁平行,防侧撞吸能部件的外端设有溃缩槽。

本发明的有益效果是:本发明一种与电磁效应结合的汽车防撞装置,与现有的汽车防撞装置相比,首先将电磁感应原理运用到汽车防撞梁上,利用磁铁之间的排斥力提升其抗冲击能力,同时能有效的缓冲吸收碰撞力,其次对于吸能盒的三层递进变截面结构设计,在实现轻量化的同时,能更加有效的通过自身压溃变形吸收能量,总体来说,该汽车防撞装置经过三重保护机制,能更加进一步降低汽车的损失,减少对车内人员的伤害,提升汽车的被动安全性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。

在附图中:

图1为实施例1中本发明的结构示意图。

图2为实施例1中本发明的防撞主梁的结构示意图。

图3为实施例1中撞击缓冲装置的结构示意图。

图4为实施例1中吸能盒的结构示意图。

图5为实施例2中本发明的结构示意图。

图6为实施例2中防侧撞吸能部件的结构示意图。

附图标记:1、防撞主梁,2、撞击缓冲装置,3、吸能盒,4、通孔,5、主梁加强板,6、主梁空腔,7、撞击端固定板,8、固定杆,9、碰撞力传感器,10、第一电磁铁,11、第二电磁铁,12、第三电磁铁,13、第四电磁铁,14、弹簧,15、连杆,16、车架端固定板,17、主梁连接端面,18、第一溃缩层,19、溃缩槽,20、第二溃缩层,21、加强柱,22、抗冲击层,23、加强筋,24、加强板,25、防侧撞吸能部件,26、外端,27、内端,28、加强条。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示,一种与电磁效应结合的汽车防撞装置,包括防撞主梁1和吸能盒3,吸能盒3一端与防撞主梁1连接,另一端用以和车架连接,吸能盒3设置有两个,对称连接在防撞主梁1上。防撞主梁1上设有撞击缓冲装置2,当汽车发生碰撞时,碰撞力分别由撞击缓冲装置2、防撞主梁1、吸能盒3等结构依次吸收,实现三重保护。

再结合图2所示,所述的防撞主梁1为中空结构,在正面碰撞方向前后侧面上均开设有四个通孔4,其中两个小通孔靠近防撞主梁1的中心位置对称设置,两个大通孔位于小通孔的外侧,同样对称设置,在大通孔和小通孔之间还设有主梁加强板5,两个主梁加强板5对称设置,主要用于增强防撞主梁1的抗冲击性。

如图3所示,所述撞击缓冲装置2包括撞击受力端、车架连接端、弹性组件和电磁组件,其中的撞击受力端为平行于防撞主梁1的撞击端固定板7,车架连接端为平行于防撞主梁1的车架端固定板16,撞击端固定板7和车架端固定板16分别位于防撞主梁1相对的两侧,在正面撞击时,撞击端固定板7首先受力,而车架端固定板16则与车架连接。

继续参考图2、3所示,所述的弹性组件设置有两个,每个弹性组件由两根连杆15通过居中设置的弹簧14连接组成,两根连杆15分别与防撞主梁1上相对两侧面上的两个小通孔活动配合,使得弹簧14位于主梁空腔6内,两根连杆15的自由端分别和撞击端固定板7以及车架端固定板16的内侧面固定连接。

继续参考图2、3所示,所述电磁组件包括固定杆8和安装在固定杆8上的电磁铁,固定杆8两两一组且前后对应分别固定连接在撞击端固定板7和车架端固定板16的内侧面上,同一组的两根固定杆8伸入主梁空腔6的一端安装所述电磁铁,不同组的固定杆8对称设置,且所述固定杆8设置两组,一共四根,固定杆8活动设置在防撞主梁1上的大通孔中,相应的电磁铁设置四个,同一组两根固定杆8上安装的电磁铁相对设置,且电磁铁通电后,相对的两个电磁铁产生相互排斥的斥力。

为了由电磁铁的斥力对撞击力进行缓冲,作为优选,相对的电磁铁应产生合力方向与撞击力方向相反的斥力,因此,如图3所示,图中的四个电磁铁中,第一电磁铁10和第三电磁铁12是位于防撞主梁1的撞击侧,第二电磁铁11和第四电磁铁13位于撞击侧的对侧,第二电磁铁11的线圈匝数多于与之相对的第一电磁铁10的线圈匝数,第四电磁铁13的线圈匝数多于与之相对的第三电磁铁12的线圈匝数,第二电磁铁11的线圈匝数与第四电磁铁13的线圈匝数相等,第一电磁铁10的线圈匝数与第三电磁铁12的线圈匝数相等,电磁铁中的其他结构相同,从而使得第一电磁铁10和第三电磁铁12的磁力相等,第二电磁铁11和第四电磁铁13的磁力相等,且第二电磁铁11和第四电磁铁13的磁力均大于第一电磁铁10和第三电磁铁12的磁力。这样就可以在电磁铁通电产生磁力后,产生与撞击力相反方向的斥力,以缓冲抵消一部分撞击力。

所述电磁铁通过线路与开关以及汽车上的控制单元连接,控制单元根据碰撞信号闭合开关,电磁铁通电产生磁力。所述碰撞信号由设置在所述撞击端固定板7内侧面的碰撞力传感器9采集并发送给控制单元。

所述的吸能盒3的结构整体为多层空心变截面结构,截面面积沿远离防撞主梁1的方向依次增加。本实施例的吸能盒3为三层结构,如图4所示,自上而下依次是第一溃缩层18、第二溃缩层20和抗冲击层22,第一溃缩层18的端部设有主梁连接端面17,用于和防撞主梁1连接,第一溃缩层18的截面为矩形,其四面开槽作为溃缩槽19;第二溃缩层20的截面为矩形,其四面也开槽作为溃缩槽19,而且,第二溃缩层20的空腔中设有多个加强柱21,加强柱21的两端分别连接在第二溃缩层20的顶面和底面,以增强第二溃缩层20的强度;抗冲击层22的截面为矩形,其四面为完整的平面,以增强抗冲击性,抗冲击层22的下部设有一圈加强板24,围绕第二溃缩层20和抗冲击层22分布有多根加强筋23,加强筋23的一端与第二溃缩层20的顶面上表面固接,另一端与所述加强板24固接。

通过吸能盒3的加强结构的设置,本发明的吸能盒3三层结构的强度沿远离防撞主梁1的方向依次增加,在撞击吸能过程中,根据受到的撞击力大小吸能盒逐层压溃,吸收碰撞产生的冲击力。

本发明在使用中,当正面碰撞发生时,首先撞击端固定板7受到撞击力的冲击,撞击端固定板7向防撞主梁1移动,弹簧14被压缩,前后相对的两个电磁铁靠近,同时控制单元根据碰撞力传感器9的碰撞信号控制电磁铁通电,产生对撞击力缓冲的斥力;然后,撞击端固定板7继续移动,使得两个电磁铁顶紧后,撞击力会作用在防撞主梁1上,防撞主梁1再吸收一部分撞击力;最后,通过防撞主梁1撞击力传递到吸能盒3上,吸能盒3受到的撞击力大小不同,会导致不同程度的溃缩吸能,最终将撞击力作用在车架上的力降低的最小,最大程度的保护车体以及车上人员。

实施例2:本实施例是在实施例1的基础上增加防侧撞吸能部件25,以增强防侧撞性能。

防侧撞吸能部件25设置为两个,分别设置在防撞主梁1的两端。防撞主梁1的端面设有安装槽,以安装防侧撞吸能部件25,防撞主梁1的侧面也设有安装槽,以安装所述吸能盒3,防侧撞吸能部件25与所述吸能盒3固接。

所述防侧撞吸能部件25为双层空心变截面结构,包括内端27和外端26两层结构,其截面均为矩形,且外端26的截面面积大于内端27的截面面积。所述防侧撞吸能部件25的内端27相对的两个侧面上焊接有多根加强条28,加强条28与防侧撞吸能部件25的轴向平行,以增强防侧撞吸能部件25内端27的抗冲击性,防侧撞吸能部件25内端27的另两个平面为光面;所述防侧撞吸能部件25的外端26相对的两侧面开设有溃缩槽19,另两个侧面为光面。在安装时,所述防侧撞吸能部件25装在防撞主梁1端面的安装槽中,所述吸能盒3装在防撞主梁1侧面的安装槽中,吸能盒3的主梁连接端面17与防侧撞吸能部件25内端27上的光面焊接固定。

本实施例的结构在受到侧面撞击时,防侧撞吸能部件25的外端26受力溃缩,吸收一部分撞击力,撞击力经防侧撞吸能部件25的内端27传递到吸能盒3,再由吸能盒3变形进一步的缓冲吸能,从而减少侧面撞击对车辆以及人员的伤害。

本发明中防撞主梁1、吸能盒3和防侧撞吸能部件25均为空心结构,而且在选材上,防撞主梁1、撞击缓冲装置2(电磁铁等结构除外)、吸能盒3和防侧撞吸能部件25均采用轻质的铝合金材料,从而可以减轻整个装置的重量,有利于车辆的轻量化设计。

本发明的防撞主梁1可以作为车辆的前防撞梁,也可以作为车辆的后防撞梁,以增强车辆前后的防撞能力。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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