能量吸收装置制造方法及图纸

本文描述了一种能量吸收装置和使用方法，其利用装置构件之间的不同能量吸收关系来吸收能量输入。能量吸收过程经由材料成型过程发生。

Energy absorption device

The present invention describes an energy absorption device and method of use that absorbs energy input using different energy absorption relationships between device components. The energy absorption process takes place through the material forming process.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量吸收装置
本文描述了一种能量吸收装置和使用方法。更具体地，描述了利用装置构件之间的不同能量吸收关系来吸收能量输入的装置和方法。
技术介绍
能量吸收装置可以采取各种形式，在最广泛的意义上，目的在于通过以某种不同的形式转换能量来吸收和/或转化能量输入。一种非限制性示例可以是通过将扭力转化为热能、另一构件的移动、引起重力能变化、引起机械变形等等来分散施加在轴上或联轴器上的扭力。出于下文描述和简洁的目的，将对安全装置进行参考，特别地是自动收回式救生索(SRL)，然而，这不应被视为限制性的。注意，SRL也可以称为坠落限制器、个人坠落限制器、溜溜球(yo-yos)、路障、路障端部和座椅安全带。SRL在工业安全应用中用于防止从高空坠落。SRL通常包括缠绕在线轴上的可延伸和可缩回的绳。用户通常经由具有连接点的保护带将绳的一端连接至他们的身体。在正常移动的情况下，SRL允许绳延伸和缩回。如果出现超出预定速率的绳延伸力，则SRL起作用以减缓和/或停止绳进一步延伸。绳快速延伸可能是由坠落所致，而SRL的减缓/停止性能起作用以防止用户受伤。为了使SRL有效，必须快速检测出绳延伸产生的骤力，并且要快速吸收/转化该力，并且可能地，减少至能量完全转化(如，减少至中止运动)。已存在许多现有设备，通常在构件之间使用闩扣或其它机械互作用装置来吸收能量并减缓/停止坠落。现有SRL设备的潜在问题可能在于可靠性，能量吸收中使用的现有机构容易遭受污染、环境衰退、变形和磨损，这些可能在制造过程或现场使用中产生。这些可靠性问题要求进行麻烦的检查和检修，而且可能进一步伤害这些现有设备的用户。本文所描述的装置可以解决这些潜在问题中的一些或者至少向大众提供一种选择。根据下面仅以示例的方式给出的描述，能量吸收装置和使用方法的其它方面和优点将变得明显。
技术实现思路
本文描述了装置和使用方法，其利用装置构件之间的不同能量吸收关系特别地经由各种金属成型过程来吸收能量输入。在第一方面，提供了一种能量吸收装置，包括：第一能量产生构件；第二能量吸收构件；并且当由第一能量产生构件产生超过预定阈值的能量输入时，第二能量吸收构件经由材料成型过程吸收第一构件能量的至少部分。在第二方面，提供了一种吸收能量的方法，通过下述步骤进行：(a)选择基本上如上所述的能量吸收装置；(b)在第一能量产生构件上施加超过预定阈值的能量输入，从而触发第二能量吸收构件经由材料成型过程吸收第一构件能量的至少部分。专利技术人已证实，材料成型过程可以提供有效的能量吸收方式。上述吸收可以用作抑制力，减缓或停止第一能量产生构件的移动。取决于最终配置，上述材料成型过程的优点可能不同，但可以包括：-快速疏散超过预定阈值的吸收力；-快速吸收/转化，从部分至能量完全转化；-所描述的装置具有固有可靠性，因为它们机械简单并且依靠材料的已知和可预测的性质；-通过材料选择和设计可以避免可能由现有闩扣设备产生的骤停；-可以吸收高密度力；-在激发后可以更换能量吸收构件或能量吸收构件的零件，允许在激发后重新设置装置；以及-能量吸收构件或能量吸收构件的零件具有长的可变形长度(高应变能力)。附图说明根据下文仅以示例的方式给出并参考附图的描述，能量吸收装置和使用方法的其它方面将变得明显，在附图中：图1示出了拉线实施方案的实施例；图2示出了利用拉线的可能SRL实施方案；图3示出了利用拉线的替代的可能SRL实施方案；图4示出了线性运动挤压的实施方案；图5示出了旋转运动挤压的实施方案；以及图6示出了摩擦焊接实施方案。具体实施方式如上所述，本文描述了一种装置和使用方法，其利用装置构件之间的不同能量吸收关系特别地经由各种金属成型过程来吸收能量输入。为了本说明书之目的，术语“约”或“大致”及它们的语法变体是指相对于参考数量、参考水平、参考程度、参考值、参考数字、参考频率、参考百分比、参考尺寸、参考大小、参考量、参考重量或参考长度变化了差不多30％、25％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％的数量、水平、程度、值、数字、频率、百分比、尺寸、大小、量、重量或长度。术语“基本上”或其语法变体指的是至少约50％，例如75％、85％、95％或98％。术语“包括”及其语法变体应当具有包含的意思，即，该术语将被认为是指不仅包括直接提及的所列部件，而且包括其他未指定的部件或元件。术语“杆”、“线”和“条”可以互换使用。为了简洁起见，下文的描述可能提及大体上圆形或环形截面的杆、线或条，然而，这不应被视为限制性的，因为可以使用其它截面，诸如正方形、长方形(oblong)或椭圆形(elliptical)截面，并且仍然可以实现相同或类似的功能。此外，杆、线、条或类似物可能是以单数语境被提及，然而，将理解的是，本专利技术还可以具有这些元件的复数，同样实现期望的功能，并因此落在本专利技术的范围内。这些复数相对于其它的可以各自具有不同的形式、面积和材料，可以被选择为用于实现期望的功能和性能特征。术语‘构件’可以指一个零件或元件或者一起实现所述功能的多个零件或元件。在第一方面，提供了一种设备，包括：至少一个移动块；至少一个能量吸收构件；并且当该至少一个移动块达到预定阈值时，该至少一个能量吸收构件接合该至少一个移动块并对该至少一个移动块的移动施加阻滞力，通过与该至少一个能量吸收构件相关联的材料的塑性变形将来自该至少一个移动块的动能转化为工作能。专利技术人已证实，材料成型过程可以提供有效的能量吸收方式。上述吸收可以用作抑制力，减缓或停止第一能量产生构件的移动。上述预定阈值可以是移动块移动的距离和/或移动块移动的速度/速率。上述接合可以通过该至少一个移动块与该至少一个能量吸收构件的耦接进行。虽然阻滞力可以造成该至少一个移动块的移动中止，但是阻滞也可以指移动的速度或速率减缓而并不是移动完全中止。在接合之前，该至少一个移动块可以相对于该至少一个能量吸收构件自由移动。例如，移动块可以是绳的线轴，该线轴在达到预定阈值之前自由旋转，例如，将绳从线轴上快速展开，此时发生耦接和吸收。外力可以使该至少一个移动块运动。该至少一个移动块可以沿线性方向移动，并且施加至该至少一个移动块的阻滞力可以是线性力。可替代地，该至少一个移动块旋转，并且施加至移动块的阻滞力可以是扭力。可以沿与该移动块的行进方向基本上相反的方向施加阻滞力。该至少一个能量吸收构件可吸收动能的速率可能与下述各项相关：(a)从该至少一个移动块施加至该至少一个能量吸收构件的力或扭矩；以及/或者(b)该至少一个移动块行进或旋转的距离。上述塑性变形可以通过选自下述项中的方法实现：拉线、深拉、翻管及其组合。拉线是这样一种工业过程，其中，通过将条拉动穿过缩径构件(诸如具有缩小腰部或肩部的模具)，可以减小线或条的直径。深拉或翻管是在方式上与拉线类似的过程，即，拉拔金属穿过模具，然而，深拉指对板进行拉拔，而翻管指对管进行拉拔。这些过程可以以与如上所述类似的方式适用于如上所述能量吸收装置。在上述方法中所使用的线、片或管可以具有基本上一致的材料特性，导致基本上线性的阻滞力被施加至该至少一个移动块。上文所用的术语“一致的特性”指达到基本上不变的阻滞力，但可选地包括至少一个有限持续时间(如在接合时)的阻滞力变化，允许施加阻滞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：至少一个移动块；至少一个能量吸收构件；并且当所述至少一个移动块达到预定阈值时，所述至少一个能量吸收构件接合所述至少一个移动块并对所述至少一个移动块的移动施加阻滞力，通过与所述至少一个能量吸收构件相关联的材料的塑性变形将来自所述至少一个移动块的动能转化为工作能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.04 NZ 7015511.一种设备，包括：至少一个移动块；至少一个能量吸收构件；并且当所述至少一个移动块达到预定阈值时，所述至少一个能量吸收构件接合所述至少一个移动块并对所述至少一个移动块的移动施加阻滞力，通过与所述至少一个能量吸收构件相关联的材料的塑性变形将来自所述至少一个移动块的动能转化为工作能。2.根据权利要求1所述的设备，其中，接合是通过所述至少一个移动块与所述至少一个能量吸收构件的耦接进行的。3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述阻滞力导致所述至少一个移动块的移动中止。4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，在接合之前，所述至少一个移动块相对于所述至少一个能量吸收构件能够自由移动。5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，外力使所述至少一个移动块运动。6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述至少一个移动块沿线性方向移动，并且施加至所述至少一个移动块的所述阻滞力为线性力。7.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述至少一个移动块旋转，并且施加至所述移动块的所述阻滞力为扭力。8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述阻滞力是沿与所述移动块的行进方向基本上相反的方向施加的。9.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述至少一个能量吸收构件吸收动能的速率与下述各项相关：(a)从所述至少一个移动块施加至所述至少一个能量吸收构件的力或扭矩；以及/或者(b)所述至少一个移动块行进或旋转的距离。10.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，塑性变形通过选自下述项中的方法进行：拉线、深拉、翻管及其组合。11.根据权利要求10所述的设备，其中，所使用的线、片或管具有基本上一致的材料特性，导致基本上线性的阻滞力被施加至所述至少一个移动块。12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述线具有不一致的材料特性，导致非线性的阻滞力被施加至所述至少一个移动块。13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述材料特性沿线长度的部分或全部变化，所述材料特性选自：线直径、线成分、成型之前的线材料处理；及其组合。14.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，塑性变形通过选自下述项中的方法进行：条弯曲或受控屈曲，其中，线、杆、条或板以预定方式弯曲或屈曲，以吸收动能并施加所述阻滞力。15.根据权利要求14所述的设备，其中，在旋转实施方案中，弯曲或屈曲是通过线、杆或条的扭曲动作进行的扭转变形。16.根据权利要求14或权利要求15所述的设备，其中，所述线、杆、条或板具有基本上一致的材料特性，导致基本上一致的阻滞力被施加至所述移动块。17.根据权利要求14或权利要求15所述的设备，其中，所述线、杆、条或板具有不一致的材料特性，导致一个或多个非线性的阻滞力被施加至所述移动块。18.根据权利要求17...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·卡尔·迪尔，达韦·沃尔特斯，
申请(专利权)人：涡流有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：新西兰,NZ