智能折叠式保险杠的制作方法

本实用新型涉及地面车辆保险杠的安全性能改进。

背景技术：

世界各主要汽车生产和消费国家一般要求所有新型车辆在上路之前，都要通过多种碰撞试验。但实际上，在车辆高速(仍在公路限速范围内)行驶时，两车迎头碰撞的情况下，往往会造成车内乘员的伤亡。特别是，当碰撞车辆的大小或重量相差较大时，小型车辆的乘员伤亡几率更大。

现代车辆的前后保险杠一般设计成可以承受低速(30公里/小时以下)碰撞时的受力，而不发生明显的变形；在以较高速度(60公里/小时左右)碰撞的情况下，保险杠与底盘和车体一起构成吸收能量的变形区，消耗碰撞车辆的动能，进而保护车内人员的生命安全；在以更高速度(100公里/小时及以上)碰撞的情况下，一般车辆的乘员空间都会发生严重变形，乘员伤亡往往不可避免。

另一方面，尽管不少公司对汽车保险杠和车前盖进行了设计改进，以便保护行人的生命安全。但是，当车辆以一定速度撞上行人时，行人伤亡的几率仍然很高。

如果通过改变车辆保险杠的结构形状，引起车辆之间，或车辆与行人之间，碰撞的过程发生变化，则可以找到合适的办法，降低车辆乘员或行人伤亡的几率。

技术实现要素：

本实用新型设计一种智能折叠式保险杠，主要由保险杠基架，伸缩架，柔性带，多个小滑轮，两个大滑轮，触碰开关，气囊，控制驱动器，活动盖组成。其中，气囊是可选件。

伸缩架安装在保险杠基架横梁的中央部位，与控制驱动器相连接；左右两段长度相同的柔性带，一头固定于保险杠基架横梁的一端，另一头固定于伸缩架的顶部；多个小滑轮左右对称均匀分布在柔性带上；两个大滑轮分别位于保险杠基架横梁的左右两端(见图2)。

伸缩架可以采用套管式(类似伸缩天线)，或推杆式，或其它结构形式。伸缩架的展开或收起是由控制驱动器及触碰开关直接控制的；根据实际情况对伸缩架展开速度的具体要求，伸缩架可以采用电磁驱动，或高压空气驱动，或化学爆炸驱动的驱动方式。其中，电磁驱动方式可以采用推杆电机，或其它电动机构，速度相对比较慢；高压空气驱动方式可以采用高压空气罐、电动阀门、气囊的结构形式，速度相对比较快；化学爆炸驱动方式可以采用类似安全气囊的结构形式，速度最快。所有的驱动方式都不会影响车内乘员，或车辆本身，或附近行人，或周围环境的安全。

根据实际需要，大滑轮和小滑轮可以采用单圆筒(见图3A)，或多圆筒，或多球体的结构形式。柔性带可以采用两条绳，或多条绳的结构形式(见图3D)。气囊可以是竖立柱形，或球形，或半球形，采用化学爆炸启动充气方式，数量是偶数(2，4，6，8，10)个，并且以智能折叠式保险杠的中心线为轴，左右对称分布(见图4)。

智能折叠式保险杠应该安装在车头原有保险杠的位置，取而代之(见图5A)。根据实际需要，也可以在车尾安装另一个智能折叠式保险杠(见图5B)。正常情况下，本智能折叠式保险杠的伸缩架处于收起状态，所有部件叠放在活动盖内，其外观与现有普通保险杠类似(见图1)。

本智能折叠式保险杠的工作模式可以根据车辆类型或道路交通的实际情况，进行合理设定。模式之一是常开常闭式：在车辆正常行驶过程中，驾驶员可以手动控制打开和收起；也可以由车辆控制系统自动打开和收起。模式之二是碰撞触发式：当车辆传感器和智能控制系统检测到迎头碰撞即将发生，不可避免的瞬间，本智能折叠式保险杠的控制驱动器通过爆炸充气方式启动，或以其它方式迅速启动，伸缩架被打开，活动盖被推向一边，柔性带，小滑轮，大滑轮展开，形成一个等腰三角形结构(见图2)。

由于本智能折叠式保险杠在工作状态下，展开为等腰三角形结构，当两车迎头碰撞时(见图7B)，碰撞接触面会发生滑动摩擦和滚动摩擦(滑轮滚动)，并产生横向推力(碰撞反作用力的与车辆运动方向相垂直的分量)，把碰撞车辆推向一边。同时，如果车辆智能控制系统能够相应改变车轮的方向(前双轮朝车头非碰撞的一侧转向，或前双轮和后双轮一起朝车头非碰撞的一侧转向)，两辆迎头碰撞的车辆有可能擦肩而过，而不是通过车体变形来吸收碰撞能量。车辆在高速迎头碰撞后，车体的乘员空间部分保持基本完整，从而保证了车辆乘员的人身安全。

当发生行人碰撞时，如果本智能折叠式保险杠已经处于打开状态，碰撞过程将会发生滑动摩擦和滑轮滚动，并产生横向推力，把行人推向一边，避免行人直接撞击到车头或车体上。另一种情况是，行人有可能被推离地面，倒在本智能折叠式保险杠上，从而缓冲撞击过程对行人的伤害。

如果本智能折叠式保险杠处于正常收起状态，车辆传感器和智能控制系统检测到行人碰撞即将发生，不可避免，本智能折叠式保险杠可以迅速启动控制驱动器，伸缩架被打开，活动盖被推向一边，柔性带，小滑轮，大滑轮展开。碰撞过程同上。

当本车的车头碰撞对方车辆的侧面时，如果本车的前智能折叠式保险杠正处于打开状态，触碰开关将被立即接通，联动解锁伸缩架。在碰撞力的作用下，展开的伸缩架被迫回缩，从而减少给对方车辆造成的碰撞危害。如果配备有气囊，触碰开关的接通将同时启动气囊充气，则可缓冲本车车头与对方车体侧面之间的碰撞过程(见图8A)。

如果本车的前智能折叠式保险杠处于正常收起状态，车辆传感器和智能控制系统检测到侧面碰撞即将发生，但没有配备气囊，则本车的前智能折叠式保险杠将不启动，其作用与普通保险杠类似(见图6A)。如果配备有气囊，则智能控制系统将启动气囊充气，活动盖被推向一边，从而缓冲本车车头与对方车体侧面之间的碰撞过程。

如果本车的侧面被对方车辆碰撞，则本车的前后智能折叠式保险杠均不改变状态。

当本车的车头追尾前方车辆时，如果本车的前智能折叠式保险杠正处于打开状态，其响应动作取决于前方车辆的尾部结构。如果前方车辆的后保险杠是普通保险杠，触碰开关将被立即接通，联动解锁伸缩架。在碰撞力的作用下，展开的伸缩架被迫回缩，从而减少给前方车辆造成的碰撞危害。如果配备有气囊，触碰开关的接通将同时启动气囊充气，则可缓冲本车车头与前方车尾之间的碰撞过程。

如果前方车辆的后保险杠是智能折叠式保险杠，并且正处于正常收起状态，则本车的前智能折叠式保险杠的响应动作同上；如果前方车辆的后保险杠是智能折叠式保险杠，并且正处于打开状态，则双方的触碰开关将不会接通，碰撞过程将会发生滑动摩擦和滑轮滚动，并产生横向推力，把本车的车头推向一边，从而减少碰撞过程的危害。

如果本车的前智能折叠式保险杠处于正常收起状态，车辆传感器和智能控制系统检测到追尾碰撞即将发生，但没有配备气囊，则本车的前智能折叠式保险杠将不启动，其作用与普通保险杠类似。如果配备有气囊，则智能控制系统将启动气囊充气，活动盖被推向一边，从而缓冲本车车头与前方车尾之间的碰撞过程(见图8B)。

当后方车辆的车头追尾本车时，如果本车的后智能折叠式保险杠正处于打开状态，其响应动作取决于后方车辆的车头结构。如果后方车辆的前保险杠是普通保险杠，触碰开关将被立即接通，联动解锁伸缩架。在碰撞力的作用下，展开的伸缩架被迫回缩，从而减少给后方车辆造成的碰撞危害。如果配备有气囊，触碰开关的接通将同时启动气囊充气，则可缓冲本车车尾与后方车头之间的碰撞过程。

如果后方车辆的前保险杠是智能折叠式保险杠，并且正处于正常收起状态，则本车的后智能折叠式保险杠的响应动作同上；如果后方车辆的前保险杠是智能折叠式保险杠，并且正处于打开状态，则双方的触碰开关将不会接通，碰撞过程将会发生滑动摩擦和滑轮滚动，并产生横向推力，把后方车辆的车头推向一边，从而减少碰撞过程的危害。

如果本车的后智能折叠式保险杠处于正常收起状态，车辆传感器和智能控制系统检测到追尾碰撞即将发生，但没有配备气囊，则本车的后智能折叠式保险杠将不启动，其作用与普通保险杠类似。如果配备有气囊，则智能控制系统将启动气囊充气，活动盖被推向一边，从而缓冲本车车尾与后方车头之间的碰撞过程。

附图说明

图1是智能折叠式保险杠的收起状态示意图。

图中：1-保险杠基架(包括横梁和固定托架)；2-控制驱动器；3-大滑轮(2个)；4-伸缩架(收起)；5-触碰开关；6-小滑轮(6个，或多个)；7-气囊封装包(4个，或偶数个)；8-活动盖。

图2是智能折叠式保险杠的打开状态示意图。

图中：1-保险杠基架(包括横梁和固定托架)；2-控制驱动器；3-大滑轮(2个)；4-伸缩架(展开)；5-触碰开关；6-小滑轮(6个，或多个)；7-柔性带；8-横向支撑架。

图3A是大小滑轮的单圆筒结构示意图。

图中：1-滑轮轴；2-穿绳孔；3-圆筒。

图3B是大小滑轮的多圆筒结构示意图。

图中：1-滑轮轴；2-穿绳孔；3-圆筒；4-中间穿绳孔。

图3C是大小滑轮的多球体两条绳结构示意图。

图中：1-滑轮轴；2-穿绳孔；3-球体。

图3D是大小滑轮的多球体多条绳结构示意图。

图中：1-滑轮轴；2-穿绳孔；3-球体；4-中间穿绳孔。

图4是智能折叠式保险杠的气囊打开状态示意图。

图中：1-保险杠基架(包括横梁和固定托架)；2-控制驱动器；3-大滑轮(2个)；4-伸缩架(收起)；5-触碰开关；6-充满气的柱形气囊(4个，或偶数个)。

图5A是地面车辆装有前智能折叠式保险杠的结构示意图。

图中：1-车体；2-前智能折叠式保险杠(展开)。

图5B是地面车辆装有前后智能折叠式保险杠的结构示意图。

图中：1-车体；2-前智能折叠式保险杠(展开)；3-后智能折叠式保险杠(展开)。

图6A是地面车辆的普通保险杠侧面碰撞示意图。

图中：1-车辆甲；2-车辆乙；3-车辆甲的行驶方向；4-车辆乙的行驶方向。

图6B是地面车辆的普通保险杠迎头碰撞示意图。

图中：1-车辆甲；2-车辆乙；3-车辆甲的行驶方向；4-车辆乙的行驶方向；5-车辆甲的碰撞反作用力；6-车辆乙的碰撞反作用力。

图7A是地面车辆的智能折叠式保险杠与普通保险杠迎头碰撞示意图。

图中：1-车辆甲(智能折叠式保险杠)；2-车辆乙(普通保险杠)；3-车辆甲的行驶方向；4-车辆乙的行驶方向；5-车辆甲的碰撞反作用力；6-车辆乙的碰撞反作用力。

图7B是地面车辆的智能折叠式保险杠迎头碰撞示意图。

图中：1-车辆甲(智能折叠式保险杠)；2-车辆乙(智能折叠式保险杠)；3-车辆甲的行驶方向；4-车辆乙的行驶方向；5-车辆甲的碰撞反作用力；6-车辆乙的碰撞反作用力。

图8A是地面车辆的智能折叠式保险杠侧面碰撞示意图。

图中：1-车辆甲(前智能折叠式保险杠)；2-车辆乙；3-车辆甲的行驶方向；4-车辆乙的行驶方向；5-车辆甲的前气囊打开。

图8B是地面车辆的智能折叠式保险杠追尾碰撞示意图。

图中：1-车辆甲(前智能折叠式保险杠)；2-车辆乙(后智能折叠式保险杠)；3-车辆甲的行驶方向；4-车辆乙的行驶方向；5-车辆甲的前气囊打开；6-车辆乙的后气囊打开。

具体实施方式

智能折叠式保险杠应该与地面车辆的类型和大小尺寸相匹配。根据实际需要，各种地面车辆的车头均可配置相应的前智能折叠式保险杠，车尾均可配置相应的后智能折叠式保险杠。

智能折叠式保险杠的控制驱动器应该与车辆的智能控制系统集成在一起，二者共同控制其工作状态。如果车辆没有安装智能控制系统，智能折叠式保险杠的工作状态应该由控制驱动器单独控制。

智能折叠式保险杠的伸缩架可用钢铁或其它高强度材料制造；柔性带可以是两条绳，或三条绳，或多条绳结构，绳可以是钢丝绳，或尼龙绳，或其它绳；大滑轮和小滑轮可以用高强度塑料，或其它轻便耐用材料制造；活动盖可以是表面光滑的塑料盖。

智能折叠式保险杠首先可以安装在各种平头地面车辆的车头，如大型旅游车，长途公共汽车，平头中巴车，平头面包车，平头大中型卡车等。由于这些车型的碰撞变形区比较短，驾驶员与碰撞接触面之间的距离太近。在一般的迎头碰撞或追尾碰撞过程中，驾驶员受到伤害的几率较高。前智能折叠式保险杠将有助于保护这些车型的驾驶员，在碰撞事故过程中的生命安全。

智能折叠式保险杠也可以推广应用到家用轿车，SUV，及其它各种车型。尽管这些车型一般具有较好的碰撞变形区，但在高速(如100公里/小时)行驶时，如果发生迎头碰撞，或高速追尾碰撞事故，其乘员空间会严重变形，乘员伤亡往往不可避免。车辆安装前后智能折叠式保险杠以后，在发生类似的情况时，可以缓冲碰撞过程，减小乘员空间变形，从而降低乘员伤亡的几率。

对于一些特别的地面车辆，如低速电动车，由于其车体结构轻便单薄，基本上没有吸收能量的变形区，碰撞过程中很容易发生车毁人亡的严重事故。为了降低成本，可以去掉本智能折叠式保险杠的触碰开关，气囊，及控制驱动器，使其变成手动折叠式保险杠。然后，将手动折叠式保险杠安装到低速电动车的车头和车尾。在低速电动车行驶过程中，手动折叠式保险杠打开呈固定等腰三角形，不折叠。从而，在碰撞过程中，保护低速电动车乘员的生命安全。