小腿碰撞支撑结构及汽车的制作方法

本发明涉及一种小腿碰撞支撑结构及汽车，属于汽车技术领域。

背景技术：

在人车碰撞事故中，下肢是较易发生损伤的部位，根据日本的一项调查显示，在非致命的人车碰撞事故中有40％属于下肢损伤，因此，研究行人下肢保护具有非常重要的意义。

为方便有效地对汽车的行人下肢保护性能进行评价，欧洲车辆安全委员会提出了采用冲击模块代替完整试验假人实施行人保护试验的规程，此后，刚性小腿冲击模块被广泛地应用于各国的行人保护法规。但是，近年来研究人员发现刚性小腿在生物逼真度和试验可重复性方面具有一定的局限性，因此，日本汽车工业协会和日本汽车研究所于2000年开始着手开发柔性小腿，并于2002年推出了第一版的柔性小腿。

其中，由于柔性小腿主要由皮肤、肌肉、柔性股骨、柔性胫骨和膝关节组成，可用于模拟行人的左腿和右腿；在具体试验时，需要采集柔性小腿的胫骨弯矩和膝盖韧带的伸长量，作为判断车辆对行人下肢的伤害指标的判断标准，但是如果在试验时，柔性小腿的弯矩变化超标时，则不能够准确的判断车辆对行人所构成的伤害指标。

因此，现在亟需一种装置，可以对柔性小腿起到一定的保护作用，使得柔性小腿的弯矩变化不会超标，通过采集柔性小腿的变化量，可以准确的判断车辆对行人所构成的伤害指标，进而可以实现在车辆发生碰撞时，有效的降低汽车对人体腿部伤害的效果。

技术实现要素：

本发明提供一种小腿碰撞支撑结构及汽车，可以对柔性小腿起到一定的保护作用，使得柔性小腿的弯矩变化不会超标，通过采集柔性小腿的变化量，可以准确的判断车辆对行人所构成的伤害指标，进而可以实现在车辆发生碰撞时，有效的降低汽车对人体腿部伤害的效果。

本发明的一方面是为了提供一种小腿碰撞支撑结构，包括与汽车前横梁和吸能盒连接板相连接的支撑架，所述支撑架设置于所述汽车前横梁与吸能盒的上端，且所述支撑架由格栅结构构成。

如上所述的小腿碰撞支撑结构，所述支撑架包括依次相连接的分别由格栅结构构成的前支撑架、中支撑架以及后支撑架，所述前支撑架与所述中支撑架均设置于所述汽车前横梁的上端，并且所述前支撑架凸出于所述汽车前横梁，所述中支撑架的前端与所述汽车前横梁的前端相平齐，所述后支撑架设置于所述吸能盒的上端。

如上所述的小腿碰撞支撑结构，所述前支撑架的截面高度尺寸沿远离所述中支撑架的方向逐渐变小。

如上所述的小腿碰撞支撑结构，构成所述前支撑架的格栅结构由若干个平行四边形的栅格组成。

如上所述的小腿碰撞支撑结构，构成所述平行四边形栅格的格板厚度为1.5-2mm。

如上所述的小腿碰撞支撑结构，构成所述中支撑架与所述后支撑架的格栅结构均由若干个矩形的栅格组成。

如上所述的小腿碰撞支撑结构，构成所述矩形栅格的格板厚度为2.5-3mm。

如上所述的小腿碰撞支撑结构，所述后支撑架的个数为两个，每个后支撑架均通过两个螺栓与所述吸能盒连接板相连接，并且每个后支撑架上用于连接所述吸能盒连接板的两个螺栓孔之间设有一高度差，所述高度差为大于等于10mm。

如上所述的小腿碰撞支撑结构，所述中支撑架通过至少三个连接支架与所述汽车前横梁相连接。

根据本发明的另一方面是为了提供了一种汽车，包括上述的汽车柔性小腿碰撞支撑结构。

本发明提供的小腿碰撞支撑结构及汽车，通过设置在汽车前横梁与吸能盒上端的支撑架，能够有效的抵挡柔性小腿膝关节，并且通过将支撑架设置由格栅结构构成，在发生碰撞时，格栅结构会被完全压缩，充分吸收碰撞时的碰撞能量，这样可以有效的缓解柔性小腿的弯曲程度，避免了柔性小腿弯矩超标的情况，而后可以准确判断汽车对行人的伤害指标，有利于汽车碰撞试验中的研究，通过研究，可以在车辆发生碰撞时，有效的降低汽车对人体腿部伤害。

附图说明

图1为本发明实施例所给出的小腿碰撞支撑结构的结构示意一；

图2为本发明实施例所给出的小腿碰撞支撑结构的结构示意二。

图中：

1、支撑架；2、前支撑架；

3、中支撑架；4、后支撑架；

5、连接支架；6、格栅结构；

7、汽车前横梁；8、吸能盒连接板；

9、吸能盒；10、螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明中，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为小腿碰撞支撑结构的结构示意一；图2为汽车柔性小腿碰撞支撑结构的结构示意二，参考附图1-2可知，本发明提供了一种汽车柔性小腿碰撞支撑结构，包括与汽车前横梁7和吸能盒连接板8相连接的支撑架1，该支撑架1设置于汽车前横梁7与吸能盒9的上端，且支撑架1由格栅结构6构成。

其中，对于支撑架1的具体形状结构不做限定，只要能够使得支撑架1由格栅结构6构成，并设置在汽车前横梁7与吸能盒9的上端即可，本领域技术人员可以根据汽车前横梁7与吸能盒9的形状对支撑架1的形状结构以及设计需求进行任意设置；此外，对于支撑架1与汽车前横梁7和吸能盒9的连接方式不做限定，可以直接粘结或焊接，也可以选择通过连接件进行连接，只要能够保证支撑架1与汽车前横梁7和吸能盒9之间连接的稳定性即可，此外，对于格栅结构6的材质和形状不做具体限定，可以选用塑料材质构成，对于形状而言，可以选择平行四边形栅格构成的格栅结构6或者是矩形栅格构成的格栅结构6均可，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行任意设置，在此不再赘述。

本发明提供的小腿碰撞支撑结构，通过设置在汽车前横梁7与吸能盒9上端的支撑架1，能够有效的抵挡柔性小腿膝关节，并且通过将支撑架1设置由格栅结构6构成，在发生碰撞时，格栅结构6会被完全压缩，充分吸收碰撞时的碰撞能量，这样可以有效的缓解柔性小腿的弯曲程度，避免了柔性小腿弯矩超标的情况，而后可以准确判断汽车对行人的伤害指标，有利于汽车碰撞试验中的研究，通过研究，可以在车辆发生碰撞时，有效的降低汽车对人体腿部伤害。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，本技术方案中，对于支撑架1的具体结构不做限定，本领域技术人员可以进行任意设置，其中优选的，将支撑架1设置为包括依次相连接的分别由格栅结构6构成的前支撑架2、中支撑架3以及后支撑架4，前支撑架2与中支撑架3均设置于汽车前横梁7的上端，并且前支撑架2凸出于汽车前横梁7，中支撑架3的前端与汽车前横梁7的前端相平齐，后支撑架4设置于吸能盒9的上端。

其中，对于前支撑架2、中支撑架3以及后支撑架4的具体形状结构以及连接方式不做限定，即可以为一体成型结构，也可以采用通过粘结剂进行连接；对于形状而言，由于前支撑架2和中支撑架3设置在汽车前横梁7的上端，后支撑架4设置在吸能盒9的上端，因此，优选的，前支撑架2和中支撑架3整体设置为与汽车前横梁7的形状相似的结构，后支撑架4设置为与吸能盒9相似的结构，这样使得装置整体的外形美观、大方，结构整齐，能够更好的保证装置使用的效果。

通过将支撑架1设置为由前支撑架2、中支撑架3和后支撑架4的结构，可以更加方便的对支撑架1进行管理和控制，并且在汽车发生正面碰撞时，由于前支撑架2凸出于汽车前横梁7的前端，因此，前支撑架2首先受到汽车碰撞力而发生形变，进而吸收了一部分碰撞能量，待前支撑架2完全形变后，汽车前横梁7和中支撑架3再发生形变，形成依次碰撞形变的结构，这样可以更加有效的保证设置在汽车前横梁7上的前支撑架2和中支撑架3能够充分有效的变形，吸收碰撞能量，进而有效的减少了汽车对柔性小腿的伤害值。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，对于前支撑架2的具体形状结构不做限定，但是为了更好的保证前支撑架2的充分变形效果，优选的，将前支撑架2的形状结构设置为前低后高型结构，即前支撑架2的截面高度尺寸沿远离中支撑架3的方向逐渐变小；进而可以实现，在汽车发生正面碰撞时，由于前支撑架2的前端高度尺寸较小，即容易发生形变，进而可以有效的实现前支撑架2整体由前到后的完全变形程度，提高了吸收碰撞能量的效果，进一步降低了对柔性小腿的损害。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，其中，对于构成前支撑架2的格栅结构6不做具体限定，为了更好的保证前支撑架2的完全变形效果，将构成前支撑架2的格栅结构6设置为由若干个平行四边形的栅格组成，这样，在发生正面碰撞时，由于平行四边形的形状特点，平行四边形可以被完全压缩直至条状结构，有效的保证了前支撑架2的完全变形程度，进而提高了装置使用的稳定可靠性。

其中，对于平行四边形的栅格的材料不做具体限定，本领域技术人员可以根据设计需求进行任意设置，其中，为了保证前支撑架2的变形程度，将平行四边形栅格的格板厚度设置为1.5-2mm左右，这样，不仅可以使得前支撑架2结构具有一定的刚度以及稳定性，并且还能够保证前支撑架2的完全变形程度。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，另外，对于构成中支撑架3和后支撑架4的格栅结构6不做具体限定，优选的，将构成中支撑架3和后支撑架4的格栅结构6设置为由若干个矩形格栅组成，这样，在汽车发生正面碰撞时，设置于前端的前支撑架2完全变形后，碰撞能量还可以通过中支撑架3和后支撑架4的变形进行吸收，之所以将中支撑架3和后支撑架4设置为由矩形结构的栅格构成，是因为当同时对矩形结构和平行四边形结构的正面进行碰撞时，矩形结构相对于平行四边形结构而言，由于矩形结构各个边的夹角为90°角，因此不会很容易发生形变，这样可以更加有效的吸收部分的碰撞能量，进而减小了汽车对柔性小腿的伤害程度，并且还能够对汽车本身具有一定的保护作用，有效的提高了装置的实用性。

另外，对于矩形的栅格的材料不做具体限定，本领域技术人员可以根据设计需求进行任意设置，其中，为了保证中支撑架3和后支撑架4的变形程度以及对汽车具有一定的保护作用，将矩形栅格的格板厚度设置为2.5-3mm左右，这样，不仅可以使得中支撑架3和后支撑架4具有较大的刚度以及稳定性，并且还能够保证中支撑架3和后支撑架4的形变吸收碰撞能量的程度。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，本技术方案中对于后支撑架4与吸能盒连接板8的连接方式不做限定，可以选用连接件进行连接，也可以采用焊接的方式进行连接，其中，优选的，将后支撑架4与吸能盒连接板8设置为采用螺栓10连接，具体的，后支撑架4的个数与吸能盒9的个数相匹配，一般情况下设置为两个，其中每个后支撑架4均通过两个螺栓10与吸能盒连接板8相连接，为了更好的保证连接的稳定可靠性，将每个后支撑架4上用于连接所述吸能盒连接板8的两个螺栓孔之间设置为具有一高度差，其中，对于高度差的具体数值不做限定，本领域技术人员可以根据后支撑架4的高度以及吸能盒连接板8的高度进行设置，一般情况下，可以将高度差设置为大于等于10mm左右，更优选的，将高度差设置为10mm左右，这样通过具有一定高度处的螺栓孔与设置在螺栓孔内的螺栓10，将后支撑架4与吸能盒连接板8相连接，有效的防止了后支撑架4与吸能盒连接板8连接不稳定而出现晃动、松动以及脱落的现象，提高了后支撑架4与吸能盒连接板8连接的稳定可靠性，进而保证了装置的使用效果。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，对于中支撑架3与汽车前横梁7的连接方式不做具体限定，优选的，将中支撑架3设置为通过至少三个连接支架5与汽车前横梁7相连接，至少三个连接支架5均匀的分布在中支撑架3与汽车前横梁7的连接处；此外，对于连接支架5的个数不做具体限定，可以为三个、四个或者五个等，只要能够实现稳定的将中支撑架3与汽车前横梁7相连接即可，在此不再赘述。

其中，对于连接支架5的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据中支撑架3与汽车前横梁7的结构特点进行设置，其中，优选的，将连接支架5设置为类似n型结构，n型结构的连接支架5的一端通过连接件与中支撑架3相连接，另一端与汽车前横梁7通过二氧化碳保护焊焊接在一起，这样可以有效的保证中支撑架3与汽车前横梁7连接的稳定可靠性，保证了装置的正常使用效果。

本发明的另一方面提供了一种汽车，包括上述的汽车柔性小腿碰撞支撑结构。

设置有小腿碰撞支撑结构的汽车，在汽车进行碰撞试验过程中，可以有效的对柔性小腿进行保护，减小了汽车对柔性小腿的伤害值；进而通过试验测试数据，有利于对汽车碰撞的研究，进一步拓展在实际生活中，可以有效的确保车辆发生碰撞时，有效降低对人体腿部的伤害值，进而增加了汽车整体使用的安全可靠性，有利于市场的推广与应用。

具体应用时，本技术方案中的前支撑架2、中支撑架3和后支撑架4均由塑料材料制成，然后将前支撑架2和中支撑架3整体设置于汽车前横梁7和吸能盒9的上方，其中，前支撑架2从前往后的截面高度由小到大逐渐增加，并且其由若干个平行四边形的栅格组成，栅格的格板厚度为1.5-2mm；中支撑架3的结构由很多矩形或近似矩形的栅格组成，栅格的格板厚度2.5-3mm，中支撑架3与汽车前横梁7通过连接支架5和螺钉进行拧紧固定，并且连接支架5的数量为3个或3个以上，其中，连接支架5与汽车前横梁7通过二氧化碳保护焊焊接在一起；而后支撑架4由很多矩形及近似矩形的栅格组成，栅格的格板厚度为2.5-3mm，并且通过两个螺栓10与吸能盒连接板8进行拧紧固定，并且每个后支撑架4的两个固定螺栓孔为上下高度错位设置，错位高度大于等于10mm，以便于能够有效抵挡因柔性小腿的碰撞而使得支撑结构发生上下弯曲。

在小腿碰撞过程中，由于中支撑架3的前表面与汽车前横梁7的前表面在前后位置上一致，因此，前支撑架2的平行四边形结构首先会被完全压缩直至条状结构；然后中支撑架3和汽车前横梁7会在前支撑架2完全变形后，继续变形吸收碰撞能量；同时，设置在汽车前横梁7后端的吸能盒9和后支撑架4也会发生形变，进而吸收能量，形成了逐级增加吸收能量的结构，有效的保证了充分吸收碰撞能量的效果。

本技术方案提供的装置能够更好地保护柔性小腿撞击前保险杠区域，降低对柔性小腿伤害值，具体的，通过设置于汽车前横梁7和吸能盒9上方的前支撑架2、中支撑架3以及后支撑架4，能够有效的抵挡柔性小腿膝关节，并通过其逐渐增加能量吸收的结构设计来保证充分吸收碰撞能量，降低柔性小腿的前中后韧带的伸长量，此外，通过这种逐渐增加的能量吸收结构，可以有效缓解因为中间刚度过大而导致的小腿弯矩超标的问题，进一步确保了在车辆发生碰撞时，可以有效的降低对人体腿部的伤害。