一种自动调节高度的吸能式后防护装置的制作方法

本发明涉及商用车后防护装置技术领域，尤其涉及一种自动调节高度的吸能式后防护装置。

背景技术：

在我国混合交通模式为主的交通方式中，轿车追尾卡车的事故发生率较高，且由于二者相容性极为恶劣，碰撞后果较严重，由于小型乘用车前端高度相比商用车要低，一旦发生追尾碰撞事故，小型乘用车非常容易钻入商用车底部，追尾轿车往往是车毁人亡。现有商用车后下部防护装置多为固定式，直接与车架刚性连接，车辆通过性较差；有些是采用机电一体化技术在保证碰撞时后方车辆安全的基础上，又可以提高车辆本身的通过性，保障了车辆正常行驶时其后防护装置不被破坏。目前已研制出的基于机电一体化的可调后防护装置，其成本高，重量大，不适宜于大范围普及和推广；同时现有后防护装置刚度较大，碰撞过程中能量几乎完全被轿车吸收，造成轿车变形，车内生存率较低。因此我们研发了机械结构简单，同时吸能量大可自动调节高度的吸能式后防护装置。

技术实现要素：

针对现有商用车后防护装置的不足，本发明提供了一种自动调节高度的吸能式后防护装置。该装置结构简单、成本低廉、可重复利用性良好、具有跨越障碍能力、能逐级平稳吸收碰撞能量、在高度方向上刚度梯度分布，且能有效防止追尾汽车钻入卡车底部。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是，设计一种自动调节高度的吸能式后防护装置，其特征在于该装置包括：两个离地高度探测机构、两个“4字形”支架、传动机构、日字形横梁和吸能单元，两个“4字形”支架对称安装在商用车尾部的两个纵梁外侧面上，两个“4字形”支架之间通过传动机构连接在一起，“4字形”支架朝向车尾的端面上通过吸能单元连接日字形横梁；在商用车尾部的两个纵梁内侧分别通过连接销连接两个离地高度探测机构；

每个离地高度探测机构均包括连接头、连接杆、带万向轮的板子，所述连接头通过连接销安装于商用车尾部的纵梁内侧上，连接头能绕连接销转动，所述连接杆一端与连接头通过螺纹连接，一端通过锁止销与带万向轮的板子连接；所述锁止销固定于带万向轮的板子上，带万向轮的板子上的万向轮与地面接触；安装时连接杆与水平面夹角为不大于60°；

每个“4字形”支架包括斜支架管、竖直支架管和垂直支架，垂直支架一端与斜支架管垂直连接，垂直支架的另一端连接竖直支架管的上部，竖直支架管的下部连接斜支架管的下部，且斜支架管与竖直支架管的夹角为30°；竖直支架管的外端面连接吸能单元的一端，吸能单元的另一端连接日字形横梁；所述吸能单元最低点到地面的距离为300～400mm；

所述传动机构包括横拉杆和两个装有滚动轴承的滚盘；所述横拉杆的两端通过螺母分别固定于两个“4字形”支架的竖直支架管的中间位置上，两个滚盘固定于横拉杆上，滚盘的中截面与相邻侧的连接杆的轴线在同一平面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明吸能式后防护装置吸能效果显著：与后车碰撞时，方管稳定吸能，横梁能对后车起到良好的阻拦作用，当冲击力较大时吸能盒全部溃缩，“4字形”支架可以提供进一步吸能；本发明装置的通过性较好，在遇到上陡坡下陡坡时，通过“4字形”支架上的转动调节吸能单元的离地间隙。本装置可以通过吸能单元和“4字形”支架提供阶梯状接触力，可以有效降低轿车成员的头部加速度峰值和峰值力。

本发明装置可以用于大卡车后下部，设置根据路面自动调节高度的离地高度探测机构，同时用日字形横梁代替常规的方管横梁，增加了吸能单元中方管和相应的日字形横梁数目，提高了后防护装置的防护性能，遇到上坡、下坡或凸起路面时自动调节高度，提高后防护装置的通过性，降低离地间隙，且吸能量大，吸能平稳。

附图说明

图1为本发明自动调节高度的吸能式后防护装置的整体结构示意图；

图2为本发明自动调节高度的吸能式后防护装置的左视结构示意图；

图3为本发明自动调节高度的吸能式后防护装置的俯视结构示意图；

图4为本发明自动调节高度的吸能式后防护装置一种实施例的“4字形”支架2的立体结构示意图；

图5为本发明自动调节高度的吸能式后防护装置一种实施例的传动机构5的结构示意图；

图6为本发明自动调节高度的吸能式后防护装置一种实施例的离地高度探测机构的结构示意图；

图7为本发明自动调节高度的吸能式后防护装置一种实施例的带万向轮的板子的结构示意图；

图8为本发明装置下坡时自动调整高度示意图；

图9为本发明自动调节高度的吸能式后防护装置一种实施例的带十字加强筋的方管的横截面示意图；

图10为本发明自动调节高度的吸能式后防护装置一种实施例的日字形横梁的俯视结构示意图；

图11为其他类型吸能单元；

图中，1-纵梁；2-“4字形”支架；2-1斜支架管；2-2垂直支架；2-3竖直支架管；3-吸能单元；4-日字形横梁；5传动机构；5-1螺母；5-2横拉杆；5-3滚盘；6离地高度探测机构；6-1连接头；6-2连接杆；6-3带万向轮的板子；6-4锁止销。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细叙述本发明。具体实施例仅是对发明的进一步详细说明及解释，并不以此限定本发明权利要求的保护范围。

本发明自动调节高度的吸能式后防护装置(参见图1-7，简称装置)包括：两个离地高度探测机构6、两个“4字形”支架2、传动机构5、日字形横梁4和吸能单元3，两个“4字形”支架对称安装在商用车尾部的两个纵梁1外侧面上，两个“4字形”支架之间通过传动机构连接在一起，“4字形”支架朝向车尾的端面上通过吸能单元连接日字形横梁4；在商用车尾部的两个纵梁内侧分别通过连接销连接两个离地高度探测机构；

每个离地高度探测机构均包括连接头6-1、连接杆6-2、带万向轮的板子6-3，所述连接头通过连接销安装于商用车尾部的纵梁内侧上，连接头可绕连接销转动，所述连接杆一端与连接头通过螺纹连接，一端通过锁止销6-4与带万向轮的板子连接；所述锁止销固定于带万向轮的板子上，带万向轮的板子6-3上的万向轮与地面接触；安装时连接杆6-2与水平面夹角为不大于60°；

每个“4字形”支架包括斜支架管2-1、竖直支架管2-3和垂直支架2-2，垂直支架2-2一端与斜支架管2-1垂直连接，垂直支架的另一端连接竖直支架管的上部，竖直支架管的下部连接斜支架管的下部，且斜支架管2-1与竖直支架管2-3的夹角为30°；竖直支架管的外端面连接吸能单元3的一端，吸能单元3的另一端连接日字形横梁4；所述吸能单元最低点到地面的距离为300～400mm；

所述传动机构5包括横拉杆5-2和两个装有滚动轴承的滚盘5-3；所述横拉杆的两端通过螺母5-2分别固定于两个“4字形”支架的竖直支架管的中间位置上，两个滚盘固定于横拉杆上，滚盘的中截面与相邻侧的连接杆6-2的轴线在同一平面。

本发明的进一步特征在于，所述吸能单元由三个带诱导槽的方管构成，三个方管的一端分别按照上下位置等间距连接在“4字形”支架的竖直支架管上，三个方管的另一端分别与一个日字形横梁连接；所述日字形横梁的横截面为“日”字形，一个日字形横梁连接两个与“4字形”支架同位置设置的方管；位于下方的两个方管内设有十字加强筋。

本发明的进一步特征在于，所述竖直支架管2-3的长度为400mm。本发明中竖直支架管的长度与轿车中主要传力部件纵梁上沿到副车架下沿的距离相匹配，在400mm左右，能够保证后防护装置基本与轿车主要传力部件全部重合。

本发明装置的工作原理是：连接头6-1可绕中心轴线旋转，连接杆6-2通过螺纹与连接头连接在一起，安装时连接杆6-2与水平面夹角为不大于60°。带万向轮的板子6-3通过锁止销与连接杆6-2连接在一起，锁止销6-4可以防止连接杆6-2转动到带万向轮的板子6-3的另一侧。在平整路面上行驶时万向轮一直与路面接触。横拉杆5-2通过螺栓螺母固定在竖直支架管2-3中间位置上，横拉杆5-2上固定有滚盘5-3,滚盘5-3的中截面与连接杆6-2的轴线在同一平面。当行驶到上坡或下坡路面时连接杆6-2围绕连接头6-1的中心轴向上旋转，同时连接杆6-2与滚盘5-3接触，推动滚盘5-3向上运动，滚盘5-3通过横拉杆带动“4字形”支架2和吸能单元3及日字形横梁4向上运动。在发生追尾事故时吸能单元3和日字形横梁4为主要吸能部件，同时连接杆6-2也可以起到吸能和防止小轿车钻入的作用。

本发明选择日字形横梁，相对于现有的单纯方管、圆管或槽钢横梁，抗弯能力好、吸能效果好。带有诱导槽的方管可以降低接触峰值力，其变形稳定，吸能效果好。

本发明中的吸能单元还可以为加强筋连接的双圆管，内管短于外管加强筋连接的双圆管，带有加强筋的圆管，加强筋短的圆管，十二直角薄壁管，多层圆锥管等(参见图11)。

实施例1

本实施例自动调节高度的吸能式后防护装置包括两个离地高度探测机构6、两个“4字形”支架2、传动机构5、日字形横梁4和吸能单元3，两个“4字形”支架对称安装在商用车尾部的两个纵梁1外侧面上，两个“4字形”支架之间通过传动机构连接在一起，“4字形”支架朝向车尾的端面上通过吸能单元连接日字形横梁4；在商用车尾部的两个纵梁内侧分别通过连接销连接两个离地高度探测机构；

每个离地高度探测机构均包括连接头6-1、连接杆6-2、带万向轮的板子6-3，所述连接头通过连接销安装于商用车尾部的纵梁内侧上，连接头可绕连接销转动，所述连接杆一端与连接头通过螺纹连接，一端通过锁止销6-4与带万向轮的板子连接；所述锁止销固定于带万向轮的板子上，带万向轮的板子6-3上的万向轮与地面接触；安装时连接杆6-2与水平面夹角为45°；

每个“4字形”支架包括斜支架管2-1、竖直支架管2-3和垂直支架2-2，垂直支架2-2一端与斜支架管2-1垂直连接，垂直支架的另一端连接竖直支架管的上部，竖直支架管的下部连接斜支架管的下部，且斜支架管2-1与竖直支架管2-3的夹角为30°；竖直支架管的外端面连接吸能单元3的一端，吸能单元3的另一端连接日字形横梁4；竖直支架管的长度为400mm，所述吸能单元最低点到地面的距离为300mm；

所述传动机构5包括横拉杆5-2和两个装有滚动轴承的滚盘5-3；所述横拉杆的两端通过螺母5-2分别固定于两个“4字形”支架的竖直支架管的中间位置上，两个滚盘固定于横拉杆上，滚盘的中截面与相邻侧的连接杆6-2的轴线在同一平面。

纵梁1用来支撑“4字形”支架2，所述吸能单元由三个带诱导槽的方管构成，三个方管的一端分别按照上下位置等间距连接在“4字形”支架的竖直支架管上，三个方管的另一端分别与一个日字形横梁连接；所述日字形横梁的横截面为“日”字形，一个日字形横梁连接两个与“4字形”支架同位置设置的方管；位于下方的两个方管内设有中间十字加强筋。

本实施例三根方管之间的间距都为100mm，方管的材质为铝合金制成，所述日字形横梁4尺寸为60mm×120mm。此装置安装完成后位于最下方的方管距离地面高度为300mm。

本发明未述及之处适用于现有技术。