一种基于蜂窝多孔橡胶和弹簧耦合系统的耗能防撞装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于交通安全防护技术领域，公开了一种基于蜂窝多孔橡胶和弹簧耦合系统的耗能防撞装置，包括橡胶防撞耗能装置、防撞主梁和弹簧耗能装置；橡胶防撞耗能装置上开设若干橡胶蜂窝孔，防撞主梁一端连接橡胶防撞耗能装置，另一端连接弹簧耗能装置；弹簧耗能装置包括活塞筒、活塞筒法兰和活塞连杆；活塞筒内设置活塞和第一压缩弹簧，活塞连杆一端穿过活塞连杆通孔连接活塞，活塞和活塞筒法兰压紧第一压缩弹簧；活塞筒外依次套设第二压缩弹簧和橡胶弹簧。橡胶防撞耗能装置、橡胶弹簧和压缩弹簧形成一个耦合变形系统，达到缓冲减震耗能的功能，减小碰撞对人车的损伤，避免单纯利用弹簧元件可能导致的二次损伤，且结构简单，便于维修，成本低。

Energy dissipation and collision avoidance device based on honeycomb porous rubber and spring coupling system

【技术实现步骤摘要】
一种基于蜂窝多孔橡胶和弹簧耦合系统的耗能防撞装置
本专利技术属于交通安全防护
，涉及一种基于蜂窝多孔橡胶和弹簧耦合系统的耗能防撞装置。
技术介绍
随着经济社会的快速发展，我国机动车保有量越来越多。据公安部交管局公布的最新数据，截至2019年6月，我国机动车保有量达3.4亿辆，其中汽车2.5亿辆，私家车达1.98亿辆。随着汽车保有量的不断增加，交通事故也越来越多。特别是高速公路上车辆行驶速度非常快(最高达到120km/h)，车辆的动能和动量大，冲击力强，一旦发生追尾或碰撞等交通事故，后果非常严重，甚至会出现车毁人亡的恶性事故，为了减小碰撞产生的撞击力对车辆和车上司乘人员的伤害，车辆前后一般都安装有防撞梁装置。但是，目前使用的防撞梁，大部分只考虑了防撞的效果，采用的是具有很高强度的金属防撞梁，这种防撞梁只单纯考虑了保护车体结构完整性，没有充分考虑碰撞冲击力和动能对车体和司乘人员的损伤。近些年，设计人员提出了防撞梁吸能的设计理念，该防撞梁的两端连接有屈服强度很低的低速吸能盒，然后通过螺栓的形式连接在车体纵梁上，这种吸能盒可以在车辆发生低速碰撞时通过溃缩有效吸收低速撞击时的能量，但溃缩式的吸能装置一般是破坏性的，碰撞一次就损坏了，不可重复使用。另外，有工程技术人员设计出利用弹簧元件的防撞装置，但单一的基于弹簧元件的防撞装置吸能效果有限，而且弹簧在碰撞变形时很可能由反向弹性力造成车辆潜在的二次损伤，如车辆在高速情况下发生碰撞，反向弹力使车辆向反方向运动或发生偏转，后面车辆避让不急导致的交通事故。由此可见，上述防撞装置在实际的使用过程中存在明显的不足：当车辆一旦发生高速碰撞时，车辆自身的动能很大，现有的防撞梁装置不能吸能耗能，或者吸能耗能的效果非常有限，巨大的撞击力导致车辆碰撞变形甚至造成整个车体损毁，威胁车上司乘人员的安全，不能起到很好地保护车辆及司乘人员安全的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中现有的防撞梁装置吸能耗能效果差的缺点，提供一种基于蜂窝多孔橡胶和弹簧耦合系统的耗能防撞装置。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种基于蜂窝多孔橡胶和弹簧耦合系统的耗能防撞装置，包括橡胶防撞耗能装置、防撞主梁和弹簧耗能装置；橡胶防撞耗能装置上开设若干橡胶蜂窝孔，防撞主梁一端连接橡胶防撞耗能装置，另一端连接弹簧耗能装置；弹簧耗能装置包括活塞筒、活塞筒法兰和活塞连杆；活塞筒一端连接活塞筒法兰，另一端开设活塞连杆通孔，活塞筒内设置活塞和第一压缩弹簧，活塞连杆一端穿过活塞连杆通孔连接活塞，活塞和活塞筒法兰压紧第一压缩弹簧；活塞筒外依次套设第二压缩弹簧和橡胶弹簧，活塞连杆远离活塞筒的一端上套设凹型垫片挡板，凹型垫片挡板与活塞筒法兰压紧第二压缩弹簧和橡胶弹簧；活塞连杆远离活塞筒的一端端部设置用于连接防撞主梁的活塞连杆螺栓连接头；活塞筒法兰远离活塞筒的一侧设置底板。本专利技术进一步的改进在于：所述橡胶防撞耗能装置表面设置凸出花纹。所述橡胶防撞耗能装置两端采用圆弧形设计。所述防撞主梁内部设置M型的肋板。所述防撞主梁采用铝合金材质制作。所述防撞主梁和橡胶防撞耗能装置通过连接螺栓可拆卸连接。所述橡胶防撞耗能装置和防撞主梁的接触面上涂覆环氧树脂胶。所述第一压缩弹簧与活塞之间、第一压缩弹簧与活塞筒法兰之间、活塞和活塞筒内壁之间、第二压缩弹簧与凹型垫片挡板之间以及第二压缩弹簧与活塞筒法兰之间均设置凹型阻尼橡胶垫片。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：通过防撞主梁将橡胶防撞耗能装置和弹簧耗能装置联合起来，充分利用橡胶和压缩弹簧的材料和结构特性，在橡胶防撞耗能装置上开设若干橡胶蜂窝孔，利用蜂窝多孔橡胶和受压缩发生弹性变形耗能的这一特性，把蜂窝多孔橡胶、橡胶弹簧和压缩弹簧装配在一起，形成一个耦合变形系统，实现车辆碰撞过程中动能与势能的转换及能量的消耗，达到缓冲减震耗能的功能，减小碰撞对人车的损害；橡胶材料受碰撞具有缓冲耗能的效果，避免单纯利用弹簧元件在碰撞过程中动能完全转换为弹性势能，弹簧元件反向弹力可能导致车辆的二次损伤；同时，本专利技术整个结构是装配式的，所有元件均可更换，操作简单方便快捷，这大大提高了该防撞装置的使用寿命，可重复使用且经济实用，可以有效的减小车辆在碰撞过程中的震动和破坏，提高车辆及司乘人员的安全，具有非常高的应用价值。进一步的，橡胶防撞耗能装置表面设置凸出花纹，一方面增加了橡胶防撞装置与碰撞接触面的摩擦力，另一方面能使橡胶防撞装置产生较大的切向变形，增加了动能消耗。进一步的，橡胶防撞耗能装置两端采用圆弧形设计，当防撞装置端部受到撞击时，增大了接触面积，可以有效减小撞击力的作用。进一步的，防撞主梁内部设置M型的肋板，提高了防撞主梁的强度和抗冲击力。另外，在极端情况下，防撞主梁发生的碰撞变形，M型的肋板可以产生溃缩式的变形，可以消耗掉部分由于车辆碰撞产生的能量，起到保护车辆和司乘人员的作用。进一步的，橡胶防撞耗能装置和防撞主梁的接触面上涂覆环氧树脂胶，可以让橡胶防撞耗能装置和防撞主梁完全紧密无缝接触，更好的把撞击力传输到后面的弹簧耗能装置。进一步的，第一压缩弹簧与活塞之间、第一压缩弹簧与活塞筒法兰之间、活塞和活塞筒内壁之间、第二压缩弹簧与凹型垫片挡板之间以及第二压缩弹簧与活塞筒法兰之间均设置凹型阻尼橡胶垫片，提高装配的稳定性，同时，凹型阻尼橡胶垫片也有一定的形变缓冲能力，进而提升整个装置的耗能防撞性能。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的前置蜂窝多孔橡胶防撞耗能装置结构示意图；图3为本专利技术的铝合金防撞主梁结构示意图；图4为本专利技术的弹簧耗能伸缩系统的剖面结构示意图；图5为本专利技术的连接螺栓结构示意图；图6为本专利技术的弹簧耗能装置底板结构示意图。其中：1-橡胶防撞耗能装置；11-橡胶蜂窝孔；12-橡胶防撞耗能装置安装孔；13-凸出花纹；2-防撞主梁；21-肋板；22-防撞主梁安装孔；23-弹簧耗能装置安装孔；3-弹簧耗能装置；31-活塞筒；32-活塞筒法兰；33-法兰安装孔；34-活塞；35-活塞连杆；36-活塞连杆螺栓连接头；37-凹型阻尼橡胶垫片；38-第一压缩弹簧；39-第二压缩弹簧；310-橡胶弹簧；311-凹型垫片挡板；4-连接螺栓；5-底板；51-底板安装孔。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于蜂窝多孔橡胶和弹簧耦合系统的耗能防撞装置，其特征在于，包括橡胶防撞耗能装置(1)、防撞主梁(2)和弹簧耗能装置(3)；/n橡胶防撞耗能装置(1)上开设若干橡胶蜂窝孔(11)，防撞主梁(2)一端连接橡胶防撞耗能装置(1)，另一端连接弹簧耗能装置(3)；/n弹簧耗能装置(3)包括活塞筒(31)、活塞筒法兰(32)和活塞连杆(35)；活塞筒(31)一端连接活塞筒法兰(32)，另一端开设活塞连杆通孔，活塞筒(31)内设置活塞(34)和第一压缩弹簧(38)，活塞连杆(35)一端穿过活塞连杆通孔连接活塞(34)，活塞(34)和活塞筒法兰(32)压紧第一压缩弹簧(38)；活塞筒(31)外依次套设第二压缩弹簧(39)和橡胶弹簧(310)，活塞连杆(35)远离活塞筒(31)的一端上套设凹型垫片挡板(311)，凹型垫片挡板(311)与活塞筒法兰(32)压紧第二压缩弹簧(39)和橡胶弹簧(310)；活塞连杆(35)远离活塞筒(31)的一端端部设置用于连接防撞主梁(2)的活塞连杆螺栓连接头(36)；活塞筒法兰(32)远离活塞筒(31)的一侧设置底板(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于蜂窝多孔橡胶和弹簧耦合系统的耗能防撞装置，其特征在于，包括橡胶防撞耗能装置(1)、防撞主梁(2)和弹簧耗能装置(3)；
橡胶防撞耗能装置(1)上开设若干橡胶蜂窝孔(11)，防撞主梁(2)一端连接橡胶防撞耗能装置(1)，另一端连接弹簧耗能装置(3)；
弹簧耗能装置(3)包括活塞筒(31)、活塞筒法兰(32)和活塞连杆(35)；活塞筒(31)一端连接活塞筒法兰(32)，另一端开设活塞连杆通孔，活塞筒(31)内设置活塞(34)和第一压缩弹簧(38)，活塞连杆(35)一端穿过活塞连杆通孔连接活塞(34)，活塞(34)和活塞筒法兰(32)压紧第一压缩弹簧(38)；活塞筒(31)外依次套设第二压缩弹簧(39)和橡胶弹簧(310)，活塞连杆(35)远离活塞筒(31)的一端上套设凹型垫片挡板(311)，凹型垫片挡板(311)与活塞筒法兰(32)压紧第二压缩弹簧(39)和橡胶弹簧(310)；活塞连杆(35)远离活塞筒(31)的一端端部设置用于连接防撞主梁(2)的活塞连杆螺栓连接头(36)；活塞筒法兰(32)远离活塞筒(31)的一侧设置底板(5)。


2.根据权利要求1所述的基于蜂窝多孔橡胶和弹簧耦合系统的耗能防撞装置，其特征在于，所述橡胶防撞耗能装置(1)表面设置凸出花纹(13)。

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【专利技术属性】
技术研发人员：赵建华，尹冠生，史明辉，段安顺，廉向东，
申请(专利权)人：长安大学，广西交通投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61