能量削弱安全系统的制作方法

专利名称：能量削弱安全系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及能量吸收系统。更具体地，本发明涉及通过使能量吸收元件的一部分破碎或断裂而减弱机动车辆与障碍物之间碰撞的激烈程度。
背景技术：
已经使用各种撞击削弱装置和能量吸收系统来防止或减小由于移动的机动车辆和各种障碍物或阻碍物之间的碰撞所导致的损害。诸如防撞垫或防撞护栏之类的现有撞击削弱装置和能量吸收系统包括各种类型的能量吸收元件。一些防撞护栏依赖于当材料(诸如沙子)在撞击过程中被加速时的惯性力来吸收能量。其它防撞护栏包括可变形的元件。
这些装置和系统中的一些已经发展用于狭窄路边的障碍物或阻碍物，诸如，在中间护栏端部处、沿道路边缘的护栏的端部处、与道路相邻的大标志杆处以及桥墩或中心墩处。这种撞击削弱装置和能量吸收系统以这样的方式安装，该方式尽量最小化对人身伤害的程度以及对撞击车辆和与路边障碍物相关的任何建筑物或设备的损害的程度。
通用撞击削弱装置的示例在以下专利中示出题为“NarrowStationary Impact Attenuation System”的美国专利No.5,011,326；题为“Shear Action and Compression Energy Absorber”的美国专利No.4,352,484；题为“Stationary Impact Attenuation System”的美国专利No.4,645,375；以及题为“Roadway Impact Attenuator”的美国专利No.3,944,187。专用能量吸收系统的示例在以下专利中示出题为“GuardrailExtruder Terminal”的美国专利No.4,928,928；以及题为“GuardrailExtruder Terminal”的美国专利No.5,078,366。符合用于公路护栏系统要求的能量吸收系统的示例在以下专利中示出题为“Energy AbsorbingGuardrail Terminal”的美国专利No.4,655,434；以及题为“Energy-Absorbing Guardrail End Terminal and Method”的美国专利No.5,957,435。
适合用于低速移动或停止的公路服务车辆的撞击削弱装置和能量吸收系统的示例在以下专利中示出题为“Energy Absorbing Roadside CrashBarrier”的美国专利No.5,248,129；题为“Vehicle Impact AttenuatingDevice”的美国专利No.5,199,755；题为“Vehicle Impact AttenuatingDevice”的美国专利No.4,711,481；题为“Impact Barrier for Vehicles”的美国专利No.4,008,915。
撞击削弱装置和能量吸收系统的其它示例在以下专利中示出题为“Energy Absorbing Crash Cushion”的美国专利No.5,947,452；题为“Energy Absorbing Systems for Fixed Roadside Hazards TRACC”的美国专利No.6,293,727；以及题为“Energy Absorbing System for Fixed RoadsideHazards”的美国专利No.6,536,985。上述专利通过引用而结合到本申请中。
在国家合作公路研究项目(NCHRP)报告350中介绍了用于评价各种类型的公路安全装置(包括防撞垫)的推荐程序。防撞垫通常定义为设计成在相对较短距离内使撞击车辆安全停止的装置。NCHRP报告350还进一步将防撞垫分类为“重定向的”或“非重定向的”。重定向的防撞垫被设计成容纳并重定向从防撞垫的前端或端部向下游撞击的车辆，其中从路边障碍物延伸的防撞垫的前端(nose)或端部面对迎面而来的交通工具。非重定向的防撞垫被设计成容纳并捕获从防撞垫的前端向下游撞击的车辆。
重定向的防撞垫还进一步分类为“选通”或“非选通”装置。选通防撞垫是被设计成允许车辆在防撞垫前端与防撞垫的需要长度(LON)的开始部分之间的受控穿透。非选通防撞垫可以被设计成沿其整个长度具有重定向能力。

发明内容
根据本发明的教导，与先前能量吸收系统和撞击削弱装置的缺点和限制已经被基本减弱或消除。本发明的一方面包括可以与路边障碍物或位于道路上的障碍物相邻安装的能量吸收系统，以在与这些障碍物碰撞过程中保护车辆的乘客。该系统可以包括至少一个能量吸收组件，该能量吸收组件耗散来自与该系统的与障碍物相对的一个端部相撞击的车辆的能量。当车辆碰撞能量吸收系统的一个端部时，至少一个能量吸收元件的一部分可以破碎或断裂，以耗散来自车辆的动能并提供可接受范围内的减速，从而最小化对车辆乘客的伤害。每个能量吸收元件可以基本垂直于相关破碎器布置。对于一些应用，每个破碎器可以相对于相关能量吸收元件基本水平地布置。对于其它应用，每个破碎器可以相对于能量吸收元件基本竖直地布置。
本发明的技术优点包括提供相对紧凑、模块化的能量吸收系统，其适用于在与各种障碍物的撞击过程中保护车辆。结合本发明教导的能量吸收系统可以使用传统材料和公路安全工业公知的工艺以相对低的成本来制造。所得到的系统结合了创新的结构设计，其使用了高度可预测和可靠的能量吸收技术。这样的系统在车辆撞击之后可以相对低的成本容易地修理。
与使基本垂直取向的破碎器移动通过固定板相关的失效机构包括一系列较小的拇指甲大小的块体，随着破碎器纵向前进穿过固定板，该块体从破碎器前方的固定板被碰碎或破碎或断裂。对于其它应用，基本垂直于固定板取向的破碎器可以随着破碎器纵向移动穿过固定板而在破碎器前方产生单线失效。断裂的材料可以单向地或另外围绕破碎器地偏斜。结合本发明的教导，在破碎器与具有开口和板块的能量吸收元件之间的协作导致基本连贯、可靠的失效模式，其当每次破碎器从一个开口移动穿过相关板块到达另一开口时再次启动。
根据本发明的另一个方面，防撞垫可以设置有破碎器和一个或多个能量吸收元件，以通过使至少一个能量吸收元件的一部分破碎或断裂来最优化防撞垫的性能和可重复性。每个能量吸收元件可以具有交替的板块和开口，板块和开口相互协作以对撞击防撞垫的一个端部的车辆提供安全、可重复的减速。防撞垫可以包括第一相对柔和部分，以吸收来自小型的、轻重量车辆和/或慢速移动车辆的撞击。防撞垫可以具有中间部分，该中间部分具有一个或多个能量吸收元件以及相关开口和板块。开口和/或板块的尺寸可以沿每个能量吸收元件的长度变化，以提供对撞击车辆的最优化的减速。防撞垫可以具有第三或最后部分，该第三或最后部分具有一个或多个能量吸收元件以及相关开口和板块，其根据本发明的教导设计成吸收来自重型、高速车辆的撞击。本发明可以允许通过改变开口的尺寸、开口之间的板块或片段的间距和/或每个能量吸收元件的尺寸来减小为耗散来自撞击车辆的能量所需的能量吸收元件的数量或长度。对于一些应用，能量吸收组件可以形成有相互堆叠的两个或更多能量吸收元件。
本发明的技术优点可以包括提供了满足包括测试标准3级在内的NCHRP报告350标准的相对低成本的防撞垫和其他类型的安全系统。具有结合本发明教导的能量吸收组件的安全系统可以在恶劣环境条件下符合要求地使用，并且对于寒冷或湿气不敏感。该系统可以容易地安装、操作、检查和维护。该系统可以安装在新的或现有的沥青或混凝土垫上。结合本发明教导的模块化安全系统可以消除或大大减少撞击削弱装置和能量吸收部件的现场组装。容易更换的部件允许在有害碰撞和侧撞击之后快速、低成本的修理。容易变形或容易弯曲的材料的去除进一步最小化了来自对系统的有害碰撞和/或侧撞击的任何损害效果。
本发明的技术优点可以包括模块化的能量吸收系统，该模块化的能量吸收系统可以用于永久性的路边障碍物或可以容易地从一个临时位置(第一工作工区域)移动到另一个临时位置(第二工作区域)。结合本发明教导的安全系统还可以安装在卡车和其它类型的公路服务设备上。
本发明的技术优点还可以包括安装一个或多个能量吸收组件，其具有布置在基本水平位置上的各个能量吸收元件。结果，在与相关防撞垫或其它能量吸收系统的车辆撞击后，可以更容易地更换和/或修理能量吸收元件。
结合本发明教导的能量吸收系统可以具有以各种构造布置的能量吸收组件。对于一些应用，可以与阻碍物相邻地安装仅单行能量吸收组件。对于其它应用，可以安装三个或更多行能量吸收组件。而且，每行可以仅具有一个能量吸收组件或多个能量吸收组件。本发明允许修改能量吸收系统，从而最小化在以各种速度行驶的各种车辆中受约束和未受约束的乘客的伤害。
结合本发明教导的能量吸收系统可以在车辆撞击之后更容易地修理。能量吸收元件可以布置于水平位置，并通过相对较少数量的机械紧固件牢固地附装到能量吸收系统的其它部件。例如，一个螺栓和相关螺母可以用于提供三或四个螺栓和相关螺母的夹持力或结构强度。结果，能量吸收元件可以在车辆撞击之后更快并且更容易地更换。沿能量吸收系统侧面附装的面板在车辆撞击之后可以更快并更容易地更换。对于一些应用，可以容易更换的模块用于将能量吸收元件破碎，以耗散来自车辆撞击的能量。每个模块可以包括容易更换的螺栓或其它类型的钝破碎器。本发明不包括任何类型的切割器或锋利边缘。结合本发明教导的能量吸收系统可以作为模块单元安装、在车辆的撞击之后作为模块单元拆卸并用新模块单元更换。


通过结合附图参考以下说明，可以对本发明获得更完全的理解，在附图中，相似的参考标号表示相似的特征，其中图1是示意图，其示出了结合本发明教导的破碎器和能量吸收组件的部分去除的等距立体图；图2是沿图1的线2-2所取的部分去除的截面示意图；图3是示意图，其示出了根据本发明教导的能量吸收收组件和能量吸收元件的部分去除的分解等距示图，其中能量吸收元件具有布置在各个开口或孔之间的板块或片段；图4A是示意图，其示出了结合本发明教导的能量吸收系统的部分去除的俯视图；图4B是示意图，其示出了在车辆已经与图4A的能量吸收系统的一个端部碰撞后的部分去除的俯视图；图4C是示意图，其示出了结合本发明教导的另一个能量吸收系统的俯视图；图5是示意图，其示出了结合本发明教导的能量吸收系统的部分去除的正视图；图6是部分去除的示意图，其示出了图5所示的能量吸收系统、相关破碎器；能量吸收组件和导轨的分解平面图；图7是示意图，其示出了沿结合本发明教导的能量吸收系统布置的叠置面板的等距立体图；图8是示意图，其示出了可相互滑动布置的第一上游面板和第二下游面板的部分去除的截面；图9是示意图，其示出了根据本发明教导适用于将面板和面板支撑框架可脱卸地配合的槽块的等距立体图；图10是示意图，其示出了结合发明教导的能量吸收系统和相关滑架组件部分去除的等距立体图；图11是示意图，其示出了图10的能量吸收系统和滑架组件的部分去除的另一个等距立体图；图12是部分去除的截面正视示意图，其示出了图10的滑架组件和相关能量吸收系统的另一视图；图13是示意图，其示出了图10的滑架组件、破碎器以及相关能量吸收组件和相关能量吸收系统的部分去除的俯视图；图14是沿图13的线14-14所取的部分去除的截面正视放大示意图；图15是部分去除的示意图，其示出了结合本发明教导的诸如图14所示的能量吸收组件的分解等距立体图；图16是部分去除的示意图，其示出了结合本发明教导的能量吸收元件的俯视图；且图17是部分去除的截面示意图，其示出了适用于根据本发明教导的能量吸收系统的面板支撑框架和所附装的面板。
具体实施例方式
通过参考附图的图1-17可以更好地理解本发明及其优点，相似的标号用来表示附图中相似和对应的部分。
术语“纵向”、“纵向地”以及“线性”一般用于描述与结合了本发明教导的能量吸收系统相关的部件在与车辆(未清楚地示出)在相关道路上行驶方向基本平行的方向上的方位和/或运动。术语“横向的”和“横向地”一般用于描述与结合了本发明教导的能量吸收系统相关的部件在与车辆(未清楚地示出)在相关道路上行驶方向基本垂直的方向上的方位和/或运动。结合了本发明教导的能量吸收系统的一些部件可以相对于车辆在邻近道路上的行驶方向以角度或锥度(未清楚地示出)布置。
术语“下游”一般用于描述与相关道路上行驶的车辆的运动基本平行并在基本相同方向上的运动。术语“上游”一般用于描述与相关道路上行驶的车辆的运动基本平行但在基本相反方向上的运动。术语“上游”和“下游”还可以用于描述在结合了本发明教导的能量吸收系统中的一个部件相对于另一个部件的位置。
术语“破碎、破碎的、断裂和断裂的”一般地可以用于描述根据本发明教导的能量吸收元件的破碎器配合部分耗散撞击车辆的能量的结果。术语“破碎、破碎的、断裂和断裂的”还可以用于描述在没有切割能量吸收元件部分的情况下拉裂、撕裂和/或破裂能量吸收元件部分的组合效果。题为“Energy Absorbing Guardrail Terminal”的美国专利No.4,655,434和题为“Energy Absorbing Guardrail End Terminal and Method”的美国专利No.5,957,435示出了将布置于间隔开口之间的材料破碎以吸收撞击车辆的动能的示例。
术语“三叉路口”和“三叉路口区域”可以用来描述两个道路分叉或汇合的区域。三角形地带通常两边由在分叉或汇合点接合的道路边缘所限定。交通流量经常在两个道路上都是相同方向。三角形地带区域在道路之间可以包括路肩或有记号的人行道。三角形地带区域的第三边或第三边界有时可以被限定距道路的分叉点或汇合点为大致六十(60)米。
术语“路边障碍物”可以用于描述永久的、固定的路边障碍物，诸如大标志杆、桥墩或者桥或立交桥的中心墩。路边障碍物还可以包括与道路相邻的或位于两条道路之间的临时工作区域。临时工作区域可以包括与道路修补或建设相关的各种类型的设备和/或车辆。术语“路边障碍物”还可以包括三叉路口区域或与道路相邻并对迎面而来的交通工具呈现障碍的任何其他建筑物。
术语“障碍物”和“多个障碍物”可以用于描述路边障碍物和位于道路上的障碍物(诸如，低速移动的车辆或设备和停止的车辆或设备)两者。这种障碍物的示例可以包括但不限于公路安全拖车以及对相关道路进行建设、维护和修补的设备。
结合了本发明教导的能量吸收系统的各种部件可以由商业上可获取的结构钢材料形成。这种材料的示例包括钢条、钢板、结构钢管、结构钢型材和镀锌钢。结构钢型材的示例包括W型材、HP型材、梁型材、槽型材、丁字型材和角型材。结构钢角型材可以具有宽度相等或宽度不等的边(leg)。美国钢结构协会公布了与满足用于制造结合了本发明教导的能量吸收系统的要求的商业上可获取的各种类型结构钢材料的详细信息。
对于一些应用，结合了本发明教导的能量吸收系统的各种部件可以由复合材料、金属陶瓷以及适用于公路安全系统的任何其它材料。本发明并不限于仅用钢基材料形成能量吸收系统。适用于公路安全系统的任何金属合金、非金属材料以及其组合都可以用于形成结合了本发明教导的能量吸收系统。对于一些应用，结合本发明教导的能量吸收元件可以由软钢形成。
结合本发明教导的能量吸收系统20、20a、20b和20c有时可以被称为防撞垫、防撞隔栏、或路边防护体系。能量吸收系统20、20a、20b和20c可用于最小化机动车辆(未清楚示出)和各种类型障碍物之间碰撞的结果。结合本发明教导的能量吸收系统20、20a、20b和20c以及其它能量吸收系统可以用于永久性装备和临时工作区域的应用。能量吸收系统20、20a、20b和20c有时可以被描述为非选通、重定向的防撞垫。结合本发明教导的能量吸收系统20、20a、20b和20c以及其它能量吸收系统可以达到或超过NCHRP报告350的测试标准3级的要求。
将就图4A和4B所示的能量吸收系统20、图4C所示的能量吸收系统20a、图5和6所示的吸收能量系统20b以及图10-15所示的能量吸收系统20c来描述本发明的各种特征。结合本发明教导的各种类型的破碎器和能量吸收组件可以用于能量吸收系统20、20a、20b和20c。本发明不限于破碎器116和216、能量吸收组件86和286或相关的能量吸收元件100、100a、100b、100c和100d。
对于一些应用，能量吸收系统20、20a、20b和20c可以作为各个模块单元安装。同时，每个能量吸收系统的各种部件和/或子系统可以作为分离的单独模块安装或拆卸。例如，能量吸收组件可以形成为行并与根据本发明教导形成的各个横杆(cross tie)和导轨配合。然后，得到的基础模块可以与障碍物相邻地安装。面板支撑框架和面板还可以被制造并组装成模块或一系列模块，其被输送到工地上用于安装在相关的基础模块上。滑架组件40、40a、40b和40亦可以作为单个模块被组装并输送到工地。根据本发明教导形成的螺纹件(threader)亦可以安装为可更换模块。
能量吸收系统20和20a可以包括滑架组件40。能量吸收系统20b可以包括滑架组件40b。能量吸收系统20c可以包括滑架组件40c。每个滑架组件40、40b、和40c的第一端部41一般可以对应于相关能量吸收系统20、20a和20b、和20c的第一端部21。用于形成滑架组件40、40b和40c的材料优选被选择成允许滑架组件40、40b和40c在被高速车辆撞击后仍保持完整。
由角支柱42和43、顶支架141和底支架51部分地限定的滑架组件40、40b和40c的第一端部41的尺寸和构造可以选择成收取或集获撞击车辆。在机动车辆和能量吸收系统20、20a、20b或20c的第一端部21之间的碰撞过程中，来自碰撞车辆的动能可以从第一端部41转移到相关滑架组件40、40b或40c的其他部件。端部41的尺寸和构造还可以选择成即使在下述情况下也能有效地转移动能，即，即使车辆不撞击第一端部41的中心或即使车辆以不平行于相关能量吸收系统20、20a、20b和20c的纵向轴线的角度撞击端部41。
各个面板160可以附装到从各个第一端部41延伸的各个滑架组件40、40b和40c侧边。基于描述本发明的各种特征的目的，在图5中示出了从滑架组件40b的侧边断开的面板160。在图10和11中，已经从滑架组件40c的一侧拆卸了面板160。
图4A、4C和5中所示的路边障碍物310可以是沿道路(未清楚示出)的边缘或侧边延伸的混凝土隔栏。路边障碍物310还可以是沿两条道路之间的中间延伸的混凝土隔栏。路边障碍物310可以是永久性的装备或与工作区域相关的临时装备。虽然与道路相邻的或布置于道路中的混凝土隔栏和其它阻碍物有时可以被移动或拆卸，但路边障碍物310有时还可以描述为“固定”隔栏或“固定”阻碍物。结合本发明教导的能量吸收系统并不限于仅用于混凝土隔栏。结合本发明教导的能量吸收系统可以与面对迎面而来的交通工具的各种类型障碍物相邻地安装。
结合本发明教导的破碎器和能量吸收系统的示例在图1-3中示出。如图1、2和3所示，能量吸收组件86有时被称为“箱形梁”。能量吸收组件86可以包括一对支撑梁90，该对支撑梁90纵向互相平行地布置并互相间隔。每个支撑梁90可以具有基本C形或U形的横截面。支撑梁90有时可以描述为槽。
C形横截面的每个支撑梁90可以相互面对布置，以为每个能量吸收组件86界定基本矩形横截面。每个支撑梁90的C形横截面可以部分地由腹板(web)92和从其延伸的凸缘94、96界定。多个孔98可以形成在凸缘94、96中，以将一个或多个能量吸收元件100与能量吸收组件86附装。对于一种应用，支撑梁或槽90可以具有约11英尺的整体长度、约5英寸的腹板宽度以及约2英寸的凸缘高度。多种紧固件可以插过支撑梁90中的孔98以及形成于能量吸收元件100中的对应孔108，以符合要求地附装能量吸收元件100和支撑梁90。
对于图1、2和3中所示的实施例，紧固件103优选地延伸通过能量吸收元件100中的各个孔108以及凸缘94和96中的各个孔98。紧固件103可以选择成在机动车辆和相关能量吸收系统的一个端部碰撞后允许容易地更换能量吸收元件100。
附装能量吸收元件100和支撑梁90的一个要求包括在支撑梁90之间设置如图3中所示的适当大小的破碎区域118，以容纳相关的破碎器116。对于一些应用，可以符合要求地使用较长螺栓和较短螺栓的组合。对于其它应用，机械紧固件可以是沉头螺纹铆钉和相关的螺母。多种沉头铆钉、螺栓和其它紧固件可以符合要求地用于本发明。这些紧固件的示例可以从位于6 Thomas，Irvine，California 92718-2585的Huck International公司获得。符合安装这些沉头铆钉的动力工具也可以从Huck International和其他厂家获得。
对于图1、2和3所示的实施例，只有一个能量吸收元件100可以附装到能量吸收组件86一侧上的凸缘94。对于一些应用，另一个能量吸收元件100可以附装到能量吸收组件86的相对侧上的凸缘96。对于其它应用，多个能量吸收元件100和分隔件(未清楚示出)可以附装到凸缘94和96之一或两者。
可以形成基本沿能量吸收元件100的纵向中心线延伸的一行孔或开口110。开口或孔110还可以描述为穿孔。对于一些应用，开口110可以具有基本圆形构造，其具有约1英寸的直径。如图1、2和3所示，开口110优选地相互间隔，并具有布置于其间的各个板块或板段112。根据本发明的教导，相邻的孔110之间的间距、孔110的尺寸以及对应的板块或片段112的尺寸可以改变，以控制为使各个破碎器116移动穿过其所需的力或能量的量。
在不存在开口110的情况下，使破碎器116移动穿过能量吸收元件100所需的力可以根据失效机理的具体类型而变化。与使破碎器116纵向地移动穿过固定板(solid plate)相关的失效机理可以沿固定板的长度变化。当破碎器116纵向地移动穿过能量吸收元件100时，开口110和片段112的存在导致提高的能量吸收的重复性和精确性。
根据本发明的教导，开口110和片段112的构造和尺寸可以相当大地变化，以为相关能量吸收组件提供需要的能量吸收特性。例如，开口110可以具有基本圆形、椭圆形、槽形、矩形、星形或任何其它合适的几何构造。
对于一些应用，开口110和片段112可以具有沿每个能量吸收元件100基本均匀的尺寸。对于其它应用，开口110的尺寸和/或各个片段112的尺寸可以变化，以在车辆最初撞击相关能量吸收组件时提供相对“柔和”的减速度，并接着沿相关能量吸收元件100的中间部分增大减速度或增加能量吸收。随着撞击车辆的速度减小，相关能量吸收元件100的最后部分可以提供减小的减速度或减少的能量吸收。
或者，能量吸收元件100中的开口110不需要是离散的，而可以由槽(未清楚示出)互连。当破碎器116移动穿过开口116和相关的槽时，已经被槽(该槽将开口110互连)分开的能量吸收元件100抵抗破碎器116的运动。破碎器116可以弯曲或否则使能量吸收元件100中的槽变形，其中能量被吸收和耗散。
能量吸收元件100的数量以及它们的长度和厚度可以根据所形成的能量吸收组件的预期应用而变化。增加能量吸收元件的数量、增加它们的厚度和/或增加长度允许所形成的能量吸收组件耗散增加量的动能。本发明的优点包括这样的能力，即，根据所形成的能量吸收组件的预期应用而改变开口110和片段112的几何构造和数量以及选择适当材料形成能量吸收元件100。结合本发明教导的能量吸收系统的能量吸收元件100和其它部件可以电镀，以确保它们保持其所需的抗张强度并且不受环境条件的影响，其中环境条件在相关能量吸收系统的使用寿命期间可以引起生锈或腐蚀。
对于诸如图1-3、5和6中所示的一些实施例，每个破碎器116可以与能量吸收系统86的一端相邻布置。如下文更详细讨论的，根据本发明的教导，一对破碎器116可以附装到滑架组件40b。对于一些应用，破碎器116可以相对于滑架组件40b和相关道路(未清楚示出)基本水平布置。每个能量吸收元件100和相关槽102可以相对于各个破碎器116和相关道路基本竖直地布置。
与每个破碎器116相关的尺寸优选地与槽102和破碎区域118兼容，其中槽102形成在每个能量吸收元件100的邻近各个破碎器116的端部中，而破碎区域118形成在相关支撑梁90之间。选择尺寸，以允许破碎器116在相邻的支撑梁90的凸缘94、96之间纵向地滑动。对于一个应用，第一端部101处的槽102可以沿能量吸收元件100的中心线形成，槽102具有约3/4英寸的宽度和约6英寸的长度。
破碎器116的直径可以小于开口110的直径。然而，并不总是需要这样的情况。破碎器116的直径可以与开口110的直径一样，甚至大于开口110的直径。对于一些应用，破碎器116可以是具有约1/2英寸的直径和约12英寸的长度的杆栓。破碎器116和相关能量吸收元件100的具体尺寸可以根据将由能量吸收组件86耗散的动能的量而改变。
用于形成每个破碎器116的材料将取决于用于形成相关能量吸收元件100的材料。对于一些应用，破碎器116可以具有最低C39的洛氏硬度。具有各种构造的破碎器亦可以符合要求地用于根据本发明教导的能量吸收组件，其中各种构造诸如具有基本圆形横截面的圆柱杆或具有基本方形或矩形横截面的杆(未清楚示出)。
对于一些应用，当相关破碎器116纵向移动穿过开口110和片段112以吸收来自撞击车辆的能量时，能量吸收组件86可以保持相对静止或固定。对于其它应用(未清楚示出)，当包括开口110和片段112的相关能量吸收组件86相对于破碎器116纵向移动以吸收来自撞击车辆的能量时，破碎器116可以保持相对固定。
能量吸收元件100可以提供为具体车辆重量和速度调整的减速特性。例如，在破碎器116穿过相关能量吸收组件86行进的最初的约几英尺行程期间，可以提供适合于约820千克重的车辆的两阶段的停止力或减速。破碎器116穿过相关能量吸收组件86的剩余行程可以提供适合于约2000千克重的更大车辆的停止力。能量吸收元件100的位置、尺寸、构造和数量的变化允许能量吸收组件86提供820千克重和2000千克重之间车辆的安全减速。
图4A示出位于其第一位置的能量吸收系统20，其从路边障碍物310纵向延伸。可滑行地布置在能量吸收系统20的第一端部21处的滑架组件40有时可以称为“撞击滑架”。在滑架组件40和能量吸收元件100的安装和对准期间，槽102可以用于接收各个破碎器116。能量吸收系统20的第一端部21(其包括滑架组件40的第一端部41)优选地面对迎面而来的交通工具。能量吸收系统20的第二端部22可以牢固地附装到路边障碍物310的面对迎面而来的交通工具的端部。如图4A所示，能量吸收系统20通常以其第一端部21纵向地与第二端部22间隔开的状态安装在其第一位置。
多个面板支撑框架60a-60e可以相互地纵向间隔开，并可滑动地布置在第一端部21和第二端部22之间。面板支撑框架60a-60e有时可以称为“架组件”。面板支撑框架的数量可以根据相关能量吸收系统的需要长度而变化。多个面板160可以附装到滑架组件40和面板支撑框架60a-60e。面板160有时可以称为“防护板”或“防护面板”。图16示出了符合能量吸收系统20、20a、20b和20c使用要求的面板支撑框架的示例。
当车辆撞击能量吸收系统20的第一端部21时，滑架组件40基本纵向地朝向路边障碍物310移动。在此移动期间，能量吸收组件86(在图4A和4B中未清楚的示出)将吸收来自撞击车辆的能量。面板支撑框架60a-60e和相关面板160相对于彼此的移动也从撞击第一端部21的车辆吸收能量。
图4B是示出滑架组件40和面板支撑框架60a-60e及其相互相邻的已崩塌的相关面板160的俯视图的示意图。滑架组件40朝向路边障碍物310的进一步纵向移动被面板支撑框架60a-60e阻止。如图4B所示的能量吸收系统的位置可以称为“第二”位置。在大部分的车辆与能量吸收系统20的端部21撞击的过程中，滑架组件40通常将仅移动如图4A所示的第一位置和图4B所示的第二位置之间距离的一部分。
能量吸收系统20的面板支撑框架60a-60e、相关面板160和其它部件相互协同作用，以将冲击能量吸收系统20的任一侧的车辆重定向回到相关道路上。各个面板160可以附装到滑架组件40，并优选地延伸超过已经附装到面板支撑框架60a的各个面板160的一部分。以对应的方式，附装到面板支撑框架60a的面板160优选地延伸超过附装到面板支撑框架60b的面板160的对应部分。能量吸收系统20的各种部件对面板支撑框架60a-60e和面板160提供了基本横向的支撑。
每个面板160的第一端部161可以适当地牢固附装到滑架组件40或各个面板支撑框架60a-60d。每个面板160还可以可滑动地附装到一个或多个下游面板支撑框架60a-60e。上游面板160与下游面板160叠置，以允许当面板支撑框架60a-60e朝向彼此滑动时，各个面板160的压缩或嵌套。面板支撑框架60a-60e和面板160的子集可以组合在一起，以形成单跨(one-bay)组合或双跨组合。
出于图示的目的，图4A和4B中所示的每个上游面板160的第二端部162在与相关下游面板160叠置处横向地突出相当大距离。面板160可以相互紧密地嵌套，以最小化在第二端部162处的横向突出，在车辆与能量吸收系统20的任一侧的倒角撞击(reverse angle impact)过程中该突出可能会钩住车辆。
图4C是示出位于其第一位置的能量吸收系统20a的俯视图的示意图，其中能量吸收系统20a从路边障碍物310纵向延伸。能量吸收系统20a可以包括面对迎面而来的交通工具的第一端部21和牢固地附装到路边障碍物310的第二端部22。能量吸收系统20a还包括滑架组件40、面板支撑框架60a-60g以及各个面板160。
沿能量吸收系统20和20a两侧延伸的面板160可以具有基本相同的构造。然而，面板160的长度可以根据各个面板是“单跨面板”或是“双跨面板”而改变。出于解释目的，“跨”被定义为两个相邻的面板支撑框架60之间的距离。
作为“双跨面板”的面板160的长度被选择成当能量吸收系统20和20a处于它们的第一位置时跨越三个面板支撑框架之间的距离。例如，双跨面板160的第一端部161优选地牢固附装到上游面板支撑框架60a。双跨面板160的第二端部162优选地可滑动附装到下游面板支撑框架60c。另一个面板支撑框架60b在第一端部161和第二端部162中间处可滑动地耦合到双跨面板160。
当滑架组件40撞上面板支撑框架60a，面板支撑框架60a接着接触面板支撑框架60b，并接着接触60c等等时，面板支撑框架60a-60g和附装的面板160被朝向路边障碍物310加速。面板支撑框架60a-60g和附装的面板160的惯性有助于撞击车辆的减速。
如果单跨组合的面板支撑框架被撞上，则单跨组合将耦合到其自身的相关面板160，并因此具有相当大的惯性。为了使撞击车辆的减速变得柔和，双跨组合优选地布置于每个单跨组合的下游。当滑架组件40、或正被滑架组件40推动的一个或多个面板支撑框架接触双跨组合的第一面板支撑框架(例如，面板支撑框架60d)时，惯性可以等于或稍大于(因为更长的面板160)单跨组合的惯性。然而，当双跨组合的第二面板支撑框架(例如，面板支撑框架60e)被接触时，第二面板支撑框架60可以具有更低的惯性，因为其仅滑动地耦合到相关面板160。因此，减速有些减弱。
能量吸收系统20a具有下列跨组合2-2-1-2-2，其中“2”表示双跨，而“1”表示单跨。从滑架组件40起并朝向路边障碍物310移动，能量吸收系统20a具有双跨组合(自然地将滑架组件40作为一个跨计算在内)、另一个双跨组合、单跨组合、接着双跨组合和另一个双跨组合。
如图5和6中所示的能量吸收系统20b可以包括滑架组件40b和多个能量吸收组件86，多个能量吸收组件86沿着从障碍物310基本纵向地延伸并基本相互平行的各个行188和189对准。与滑架组件40相比，滑架组件40b可以具有经修改的构造。对于一些应用，导轨208、209还可以与能量吸收组件86一起附装。参考图2和3。
能量吸收组件86可以通过多个横支架24相互紧固。横支架24和能量吸收组件86之间的协同作用得到了具有相对刚性的架结构的能量吸收系统20b。结果，对于偏离端部21的中心冲撞滑架组件40或者以不与能量吸收组件86大致平行的角度冲撞端部21的机动车辆，能量吸收系统20b能够更好地安全吸收来自机动车辆的撞击。
如图5所示，前端盖83在能量吸收系统20b的第一端部21附近附装到滑架组件40b。前端盖83可以柔性塑料型材料的基本矩形的片。前端盖83的相对边缘可以附装到滑架组件40b的在端部41处的对应相对侧。前端盖83可以包括多个人字型反光灯84，反光灯器84对于正在接近路边障碍物310的迎面而来的交通工具是可见的。各种类型的前端盖、反光器和/或警告标志还可以安装在滑架组件40、40b和40c上并沿着能量吸收系统20、20a、20b和20c的每一侧安装。
对于一些应用，每行188和189可以包括两个或更多能量吸收组件86。行188中的能量吸收组件86可以与行189中的能量吸收组件86横向间隔开。能量吸收组件86可以牢固地附装到路边障碍物310前方的混凝土基体308上。每行188和189的能量吸收组件86可以具有各自的第一端部187，第一端部187通常与能量吸收系统20b的第一端部21对应。在车辆撞击之前，滑架组件40b的第一端部41也可以与行188和189的第一端部187相邻布置。
一对斜坡32可以设置于能量吸收系统20b的端部21处，以防止小型车辆或具有较低离地间隙的车辆直接撞击行188、189的第一端部187。图10示出位于能量吸收系统20c的第一端部21处的类似斜坡32。如果不设置斜坡32，小型车辆或具有较低离地间隙的车辆可能接触第一端部187中的一个或两个，并经历具有对车辆相当大的损害和/或对车辆中乘客的伤害的剧烈减速。可以设置各种类型的斜坡和其它结构，以确保撞击能量吸收系统20b的端部21的车辆将正确地配合滑架组件40b，而不直接接触行188和189的第一端部187。
每个斜坡32可以包括腿部34，其具有从腿部34延伸具有锥度表面36。连接器(未清楚示出)可以用于将每个斜坡32与各自的能量吸收组件86可靠地配合。对于一些应用，腿部34可以具有约6.5英寸的高度。与能量吸收系统20b相关的其它部件(诸如，能量吸收组件86和导轨208、209)可以具有基本对应的高度。限制斜面32和能量吸收组件86的高度将允许这些部件在撞击滑架组件40的端部41的车辆下方通过。
锥度表面36可以具有约13.5英寸的长度。锥度表面36可以通过将具有3英寸×3英寸×0.5英寸(厚)的标称尺寸的结构钢角型材(未清楚示出)切割成具有适当长度和角度的片段而形成。结构钢角型材的片段可以使用焊接技术和/或机械紧固件附装到各个腿部34。斜坡32还可以称为“端部底垫(end shoe)”。
根据本发明教导形成的能量吸收系统可以安装在混凝土或沥青基体(未清楚示出)上或附装到该混凝土或沥青基体。对于图5和8所示的实施例，混凝土基体308可以从路边障碍物310既纵向亦横向地延伸。如图5和6中所示，能量吸收组件86优选地布置在多个横杆24上并牢固地附装到横杆24。每个横杆24可以使用各个锚定螺栓26紧固到混凝土基体308。除锚定螺栓26以外的各种类型的机械紧固件或锚定件(anchor)可以符合要求地用于紧固横杆24和混凝土基体308。横杆的数量和每个横杆使用的锚定件的数量可以根据每个能量吸收系统的需要而变化。
横杆24可以由具有3英寸标称宽度和0.5英寸标称厚度的结构钢条形成。每个横杆24的长度可以约为22英寸。可以在每个横杆24中形成三个孔，以容纳锚定螺栓26。在车辆与能量吸收系统20的任一侧碰撞过程中，横杆24被置于张力下。用于形成横杆24及其相关构造的材料被选择为允许横杆24响应于来自这种侧撞击的张力而变形，并吸收来自撞击车辆的能量。
对于一些安装情况，锚定螺栓26的长度可以在从约7英寸(7″)到约18英寸(18″)变化。对于一些应用，孔(未清楚示出)可以形成于沥青或混凝土基体中，以接收各个锚定螺栓26。各种类型的粘接材料也可以置于孔内，以将锚定螺栓26紧固在适当位置。优选地，锚定螺栓26基本不延伸到相关螺母27的顶部以上。混凝土和沥青锚定件和适于在安装结合了本发明教导的能量吸收系统中的其它紧固件可以从位于P.O.Box21148，Tulsa，Oklahoma 74121的Hilti公司获得。
为描述图5和6中所示实施例的目的，紧邻横杆24的支撑梁90被标为90a。紧接着布置于其上的各个支撑梁90被标为90b。支撑梁90a、90b可以具有基本相同的尺寸和构造，包括各自的腹板92及从其延伸的凸缘或多个凸缘94和96。四个横杆24可以与各个凸缘94、96相反地附装到支撑梁90a的腹板92。结果，每个支撑梁90a的基本C形横截面向着离开各个横杆24的方向延伸。
附装到每个支撑梁90a的横杆24的数量可以根据所形成的能量吸收系统的预期使用而改变。对于能量吸收系统20b，两个支撑梁90a相互横向间隔开，并附装到四个横杆24。传统焊接技术和/或机械紧固件(未清楚示出)可以用于附装支撑梁90a和横杆24。
一对导轨或导梁208和209可以附装到各个支撑梁90b。导轨208和209在图6中示出，但在图5中未示出。对于一些应用，导轨208和209可以由结构钢角型材形成，该结构钢角型材具有相等宽度的边板(诸如3英寸×3英寸)，并具有约1/2英寸的厚度。对于其它应用，可以使用多种导轨。本发明并不限于导轨或导梁208和209。对于能量吸收系统20c所代表的实施例，导轨208和209可以与相关支撑梁290具有相似的构造和尺寸。
导轨208和209每个可以具有以约90°角彼此相交的第一边板211和第二边板212。多个孔(未清楚示出)可以沿着第一边板211的长度形成，以允许附装导轨208、209和各个支撑梁90b。可以比机械紧固件103更长的机械紧固件103a可以用于附装导轨208、209和支撑梁90b。
导轨208、209的长度可以比能量吸收组件86的相关行188、189的长度更长。当能量吸收系统20b位于其第二位置时，面板支撑框架60a-60e相互紧邻地布置，其阻止滑架组件40b的进一步移动。因此，对于能量吸收组件86的行188和189，不需要具有与导轨208和209相同的长度。
如图5和6中所示，角支柱42、43可以由结构钢条形成，该结构钢条具有约4英寸的宽度和约3/4英寸的厚度。每个角支柱42、43可以具有约32英寸的长度。
顶支架141优选地在角支柱42和43之间横向延伸。底支架51优选地在紧邻着导轨208、209的上方并在角支柱42和角支柱43之间延伸。一对支架148、149可以从顶支架141倾斜地延伸到紧邻着导轨208、209的上方位置。图5中仅示出支架148。
一对导引组件54可以分别附装至每个倾斜支架148、149的端部。图5中仅示出一个导引组件54。每个导引组件54的尺寸可以被选择为允许接触相关的导梁或导轨208和209。对于一些应用，每个导引组件54可以由大致相同尺寸和构造的相对较短的角钢形成。导引组件54相互合作，以确保滑架组件40b可以沿导轨208和209在相关障碍物(诸如路边障碍物310)的方向上纵向滑动。滑架组件40b的惯性以及与在导轨208、209的顶部上滑动相关的磨擦有助于撞击车辆的减速。
机动车辆与滑架组件40b之间的大部分撞击一般发生在基本位于能量吸收组件86上方的位置。结果，与端部41撞击的车辆通常将导致对滑架组件40b施加一个转矩，该转矩迫使导引组件54向下压在各个导轨208和209的边板211的顶部上。
在机动车辆与滑架组件40b的端部41之间的碰撞过程中，来自车辆的力可以从角支柱42和43传递到顶支架141，通过倾斜支架148和149传递到各个导引组件54。结果，导引组件54将对导轨208和209施加力，以保持滑架组件40b相对于能量吸收组件86的所期望的定向。
如图1和6所示，连接器214可以附装到底支架51。连接器214可以互相横向间隔开，以接纳各个破碎器116。连接器224、226还优选地附装到各个角支柱43、42并从各个角支柱43、42延伸。各个破碎器116可以附装到连接器214、224和226。
支撑板234、236优选地与相关能量吸收组件86相反地与各个破碎器116相邻布置。对于图1和6所示的实施例，支撑板234可以附装到各个支撑支柱43和各个连接器214。支撑板236可以附装到各个支撑支柱42和各个连接器214。隔板244可以在角支柱43附近安装在底支架51和水平的支撑板234之间。相似的隔板(未清楚示出)可以在角支柱42附近安装于底支架51和水平的支撑板236之间。背垫板238可以与相关的破碎器116相反地紧固到底支架51。背垫板238为连接器214和水平的支撑板234、236提供额外的支撑。
滑架组件40b可以可滑动地布置于导轨208、209上，并与能量吸收组件86的第一端部187对准，而破碎器116布置于各个槽102中。选择破碎器116和在相关支撑梁90之间的破碎区域118的尺寸，以使每个破碎器116装配在相关支撑梁90的相关凸缘94、96之间。
在与能量吸收系统20b的碰撞过程中，当冲量从车辆传递到滑架组件40b时(这导致滑架组件40b和车辆相互一致地移动)，车辆经常经历减速脉冲。由于冲量传递引起减速的量是滑架组件40b的重量以及车辆的重量和初始速度的函数。当滑架组件40b向路边障碍物310纵向滑动时，导引组件54将接触各个导轨208和209，以保持滑架组件40b、能量吸收组件86、破碎器116以及各个破碎区域118之间所期望的对准。
当车辆撞击滑架组件40b的第一端部41时，滑架组件40b将朝向障碍物310移动。位于各个槽102中的破碎器116将与相邻的能量吸收元件100相配合。破碎器116将移动穿过相邻的第一板块或片段112，使板块112中的材料破碎。每个破碎器116将经过第一板块112，并进入第一开口110。破碎器116将接着进入下一个板块112，使材料破碎。随着破碎器116经过板块112和各个板块112之间的开口110，该过程将重复。通过确保破碎器116既保留在通过能量吸收元件100的期望路径上并又用可预计量的力使能量吸收元件100断裂，开口110在相关能量吸收元件100的失效时提供了可靠性。
各个能量吸收元件100的在各个支撑梁90之间的中心部分将被破碎，而每个能量吸收元件100的顶部和底部仍然通过螺栓103保持固定到各个支撑梁90。当滑架组件40b继续推动各个破碎器116穿过能量吸收元件100时，每个能量吸收元件100的中心部分继续被破碎。当来自撞击车辆的动能已经被吸收时，能量吸收元件100的部分的破碎将停止。在破碎器116通过之后，一个或多个能量吸收元件100将被分为上下部分(未清楚示出)。
与能量吸收系统20b相关的各个行188、189的长度可以选择得足够长，以对于大型的高速车辆在滑架组件40b已经移动穿过具有“相对柔和”的能量吸收元件的前部之后提供适于其减速的多个阶段。通常，与第一端部21相邻安装的能量吸收元件相比，安装在行188、189的中间部分并且紧邻每行端部的能量吸收元件将会相对地“刚硬”。
面板支撑框架60a-60e可以具有基本相同的尺寸和构造。因此，将仅详述如图17所示的面板支撑框架60e。面板支撑框架60e具有基本矩形构造，其部分地由与导轨209相邻布置的第一支柱68和与导轨208相邻布置的第二支柱69界定。顶支架61在第一支柱68和第二支柱69之间横向延伸。底支架62在第一支柱68和第二支柱69之间横向延伸。支柱68、69的长度和底支架62的位置被选择为使得当面板支撑框架60e布置在导轨208、209上时，底支架62接触导轨208、209，但支柱68、69不接触混凝土基体308。
多个交叉支架63、64、65、70和71可以布置在支柱68和69、顶支架61和底支架62之间，以提供刚性结构。对于一些应用，交叉支架63、64、65、70、71和/或支柱68、69可以由相对较重的结构钢部件形成。另外，交叉支架65可以安装在支柱68、69上的较低位置处。可以选择支撑框架60a-60e的重量和相关交叉支架的位置，以在与能量吸收系统20、20a、20b或20c的侧撞击过程中提供所需要的强度。
翼片66可以附装到支柱69的与混凝土基体308相邻的端部，并朝向能量吸收组件86横向地延伸。翼片67附装到支柱68的与混凝土基体308相邻的端部，并朝能量吸收组件86横向地延伸。翼片66、67与底支架62协同，以在与能量吸收系统20b侧撞击过程中将面板支撑框架60e保持与导轨208、209相配合，从而防止或最小化在垂直于导轨208、209方向上的旋转，并同时允许面板支撑框架60e朝向路边障碍物310纵向滑动。
来自与能量吸收组件20、20a、20b、或20c的任一侧碰撞的车辆的撞击将从面板160传递到面板支撑框架60a-60g。横向撞击的力将接着从面板支撑框架60a-60g传递到相关的导轨208和/或209，通过横杆24和机械紧固件26传递到能量吸收组件86，然后到混凝土基体308。横杆24、机械紧固件26、能量吸收组件86、导轨208、209以及面板支撑框架60a-60g在与能量吸收系统的侧撞击过程中提供横向支撑。
当车辆最初撞击面对迎面而来的交通工具的滑架组件40b时，任何没有系安全带或其它约束装置的乘客可能从他们的座位向前弹射。被合适地约束的乘客通常将与车辆一起减速。在滑架组件40沿导轨208、209行进的较短时间段和距离中，未受约束的乘客可能在车辆内部悬空(airborne)。在此相同时间段内施加到冲击车辆的减速力可能非常大。然而，在未受约束的乘客接触车辆的内部部分(诸如挡风玻璃(未清楚示出))之前，施加到车辆的减速力通常将减小到较低水平，以最小化对未受约束乘客的可能伤害。
滑架组件40b的倾斜支架148、149和/或顶支架141的部分将接触面板支撑框架60a，面板支撑框架60a接着接触面板支撑框架60b和任何其它布置于滑架组件40b下游的面板支撑框架。滑架组件40b朝向障碍物310的移动导致面板支撑框架60a-60e及其相关面板160相互压缩。随着滑架组件40b从能量吸收系统20b的第一端部21朝向第二端部22纵向移动时，面板支撑框架60及其相关面板160的惯性将进一步使撞击车辆减速。面板160彼此压缩或滑动产生额外的摩擦力，这还有助于车辆的减速。面板支撑框架60a-60e沿导轨208、209的移动还产生额外的摩擦力，以更进一步地使车辆减速。
如上关于图4A和4B所讨论的，面板支撑框架60a-60e以及相关面板160将使得撞击能量吸收系统20b任一侧的车辆重定向到相关道路上。每个面板160可以是基本细长的矩形结构，其由第一端部或上游端部161和第二端部或下游端部162部分地界定。(见图5和7。)每个面板160优选地包括在第一端部161和第二端部162之间纵向延伸的第一边缘181和第二边缘182。对于一些应用，面板160可以由标准的十(10)个标准尺(gauge)的W梁护栏部分形成，护栏部分对于“单跨面板”具有约34.75英寸的长度，对于“双跨面板”具有5英尺2英寸的长度。每个面板160优选地具有约12.25英寸的相同宽度。
如图5和7中所示，各个槽164优选地形成于每个面板160的在端部161和162之间的中部。槽164优选地与每个面板160的纵向中心线(未清楚示出)对准，并沿纵向中心线延伸。槽164的长度小于相关面板160的长度。各个槽块170可以可滑动地布置于每个槽164中。每个槽164的上游端优选地包括扩大部分或键孔部分164a，这将在下文更详细地讨论。
金属板条166可以沿边缘181、182和其中部焊接到每个面板160的第一端部161。参考图8。对于一些应用，金属板条166可以具有大致12.25英寸的长度和大致2.5英寸的宽度。每个金属板条166的长度优选地等于各个面板160在各个纵向边缘181和182之间的宽度。机械紧固件167、168和169可以用于将每个金属板条166和相关面板支撑框架69的支柱68附装。机械紧固件167、169基本相同。金属板条166为将面板160的端部161安装到各个面板支撑框架60a-60f提供了更大的接触。
在每个面板160中，缺口184可以形成于第二端部162和各个纵向边缘181、182之间的连接处。(参见图7。)缺口184允许面板160在能量吸收系统20b处于其第一位置时以紧密叠置的布置而相互配合。结果，在“倒角”碰撞或撞击过程中，缺口184最小化了车辆钩住能量吸收系统20侧边的可能性。
为了解释的目的，图7中示出的面板160被标为160a、160b、160c、160d、160e和160f。面板160a-160d的纵向边缘被标识为纵向边缘181a-181d和182a-182d，而面板160f的纵向边缘被标识为纵向边缘181f、182f。另外，对于面板160a、160b和160d，端部161和162分别被标识为端部161a和162a、端部161b和162b、以及端部161d和162d。同样地，对于面板160c，上游端被标识为端部161c；而对于面板160e，下游端被标识为端部162e。各个金属板条166可以将第一端部161a和第一端部161d附装到面板支撑框架60c的支柱68。相似地，设置各个金属板条166，以牢固地将第一端部161b和161e附装到面板支撑框架60d的角支柱68。如图8和9所示，螺栓168延伸穿过各个槽块170中的孔172和面板160b中的对应孔(未清楚示出)。
如图9所示，槽块170优选地包括穿过其延伸的孔172。一对指部174、176从槽块170的一侧横向延伸。指部174、176大小可以设置成接纳在各个面板170的相关槽164内。机械紧固件168优选地比机械紧固件167、169长，以与槽块170适配。每个槽块170和螺栓168相互协作，以将内面板160的端部161与相关支柱68或69牢固地锚接，同时允许外面板160可以相对于相关支柱68或69纵向滑动。
在一些车辆撞击过程中，面板支撑框架60a-60e和相关面板160可能移动到诸如图4B所示的第二位置。结果，能量吸收系统20b的修理和重组装可能更困难。然而，槽164的扩大部分164a与相关槽块170协作，以允许各个面板160更容易地从相关面板支撑框架60脱卸。
对于一些应用，扩大部分164a的长度可以约等于或大于三个槽块170的组合长度。扩大部分164a和相关槽块170相互协作，以充分地减小或消除可能由撞击车辆将能量吸收系统从第一、伸展位置到第二、崩塌位置所导致的许多粘连或干涉问题。例如，参见图4A和4B。
如图10-16所示的能量吸收系统20c可以包括滑架组件40c和多个能量吸收组件286，该能量吸收组件286沿基本从障碍物纵向延伸并基本相互平行的各个行288和289对准。对于一些应用，每行288、289可以包括两个或更多能量吸收组件286。行288中的能量吸收组件286可以与行289中的能量吸收组件286横向间隔开。见图12、13和16。
滑架组件40c可以具有类似于滑架组件40b的修改构造。能量吸收组件286可以通过多个横支架24相互紧固。横支架24和能量吸收组件286之间的协作导致能量吸收系统20c具有相对较刚性的框架结构。结果，能量吸收系统20c能够更好地从偏离端部21的中心冲撞滑架组件40c或者以不基本平行于能量吸收组件286的角度冲撞端部21的机动车辆吸收撞击。
能量吸收组件286可以使用如上关于能量吸收系统20b和能量吸收组件86所描述的横杆24和螺栓26牢固地附装到障碍物前方的混凝土基体308。横杆附件300(将在下文更详细地描述)可以用于牢固地使能量吸收组件286与各个横杆24配合。能量吸收组件286的每行288、289可以具有各自的第一端部287，第一端部287基本对应于能量吸收系统20c的第一端部21。
滑架组件40c可以与行288、289的第一端部287相邻布置，并且在车辆撞击之前，破碎器216与各个能量吸收组件286对准。对于能量吸收系统20c所代表的实施例，破碎器216可以相对于滑架组件40c、能量吸收元件100和相关道路(未清楚示出)基本垂直地布置。每个破碎器216可以由具有约1/2英寸直径和约11英寸长度的螺栓形成。如上关于破碎器116所述，相同的材料可以用于形成破碎器216。每个能量吸收元件100可以相对于相关破碎器216和道路基本水平地布置。见图12。
可以在能量吸收系统20c的端部21处设置一对斜坡32，以阻止小型车辆或具有较低离地距离的车辆直接撞击行288、289的第一端部287。可以设置各种类型的斜坡和其它结构，以确保撞击能量吸收系统20c的端部21的车辆正确地与滑架组件40c配合，而不直接接触行288、289的第一端部287。
如图10-15所示的每个能量吸收组件286可以包括纵向上相互平行布置并且横向上相互间隔的一对支撑梁290。破碎区域218可以由每对支撑梁290之间得到的纵向间隙来形成。对于一些应用，支撑梁290可以具有如前面关于支撑梁90所述的C形横截面或任何其它符合要求的横截面。
对于诸如图10-14所示的应用，支撑梁290可以描述为角钢，该角钢具有由第一边板291和第二边板292部分地限定的基本L形横截面。边板291、292可以以约90°的角相交。对于一些应用，可以使用金属轧制技术制造支撑梁或角钢290。角钢290的使用可以减少库存要求并降低制造和修理相关防撞垫的成本。对于一些应用，支撑梁290和导轨208、209可以由相同类型的结构钢角钢形成。
每个支撑梁290的L形横截面可以相互面对面地布置，从而为每个能量吸收组件286界定了C形或U形横截面。对于一些应用，边板291的宽度可以比边板292的宽度长很多。对于图12所示的实施例，每个第一边板291的宽度可以约等于相关第二边板292的组合宽度加上破碎区域218的宽度。结果，能量吸收组件286可以具有基本方形横截面。见图12。
在每个第二边板292中可以形成多个孔98用于附装一个或多个能量吸收元件100和相关能量吸收组件286。对于诸如图15所示的一些应用中，孔98的直径可以沿每个腿292的长度而发生变化。例如，一些孔98b可以具有被选择为容纳诸如机械紧固件250之类的通常9/16″螺栓的内径。其它孔98a可以具有更小的内径，其被选择为容纳3/8″螺栓或诸如机械紧固件260之类的具有9/16″直径肩部且不具有头部的螺柱。
为了描述本发明各种特征的目的，与能量吸收组件286相关的能量吸收元件100可以标为能量吸收元件100a、100b、100c和100d。对于一些应用，能量吸收组件286可以具有与前述能量吸收组件86大致相同的总长度、宽度和高度。各种类型的紧固件可以插入穿过支撑梁290中的孔98和能量吸收元件100中形成的对应孔108。
一对能量吸收元件100d可以布置于每个能量吸收组件286上靠近能量吸收组件20c的第一端部21的位置处。见图11、12和13。能量吸收元件100d在图10中用虚线示出。与能量吸收元件100a、100b和100c相比，可以减小能量吸收系统100d的总长度。槽202可以形成于每个能量吸收元件100d中，以接纳各个破碎器216。
可以优选地选择与每个破碎器216相关的尺寸，以与相关的槽202和相关支撑梁290之间形成的间隙或破碎区域218相兼容。该尺寸可以被选择为允许每个破碎器216在相关支撑梁290的第二边板292之间纵向地滑动。对于诸如图10-16所示的实施例，能量吸收元件100d具有相对较短的长度。但是，可以基于在相关能量吸收系统的第一阶段内所需要的能量吸收的量而增加能量吸收元件100d的长度。
可以沿每个第一边板291形成多个孔(未清楚示出)，以允许附装导轨208或209与相关支撑梁290。例如，见图10-13。各种焊接技术和/或其它机械附装技术也可以符合要求地用于将导轨208和209与各个能量吸收组件286牢固地配合。导轨208、209相互协同，以允许滑架组件40c从能量吸收组件20c的第一端部21朝向相关障碍物纵向地移动。导轨208、209的第一边板211可以附装到相关支撑梁270的第一边板291。
对于一些应用，破碎器216可以作为可更换模块220的一部分安装。如图10、11和12所示，每个模块220可以包括布置在破碎器216和底支架51之间的各自的支撑板222。支撑板222在图10和13中用虚线示出。各对角钢或托架228、229可以沿相关行288、289的方向延伸地附装于底支架51。每对角钢228、229可以相互间隔开，以可滑动地在其中接纳各个模块220。对于一些应用，每个模块220的上部可以扩大成具有各自的台肩部(见图10)。结果，模块220可以插入到各对角钢228或229之间，并且台肩部搁置于各对角钢228或229上。
对于一些应用，支撑板222可以修改为具有较钝的破碎表面，该破碎表面形成在面向各个能量吸收组件286的各个下游边缘上。对于这样的实施例，该钝破碎表面可以形成为支撑板222的整体部件(未清楚示出)。支撑板222可以由与形成破碎器216基本相同的材料形成。
对于一些应用，各个止动柄240可以延伸穿过每个模块220和相关托架228或229中的开口(未清楚示出)。见图12。开口销242或类似装置可以用来使止动柄240与相关模块242和托架228或229可脱卸地配合。在破碎器216失效或损坏的情况下，相关开口销242可以拆卸，以允许止动柄240从相关模块220和各个托架228或229脱离。然后，模块220可以拆卸，而损坏的破碎器216可以更换。
对于一些应用，每个破碎器216可以具有在其相对端部处形成的螺纹，以接纳各个螺母232。见图12。支撑板220可以具有适当尺寸的开口，以接纳穿过其的各个破碎器216。螺母232可以与每个破碎器216的螺纹部分附装，以使破碎器216与相关支撑板222牢固地配合。各种其它机构和技术可以符合要求地用于将破碎器216和滑架组件40c可脱卸地配合。本发明不限于模块220、竖直支撑板222、止动柄240或螺母232。
滑架组件40c可以包括角支柱42、43以及前述滑架组件40b的其它特征。顶支架141和底支架51优选地在角支柱42和43之间横向延伸。底支架51可以紧邻导轨208、209的第二边板212布置。见图12。可以选择用于形成底支架51的尺寸和材料，来为从撞击车辆到破碎器216和相关能量吸收元件100的能量传递提供充分的强度。可以选择底支架51的高度和边板42、43的长度，以在角支柱42、43的相对于混凝土基体308的底部和横杆24之间提供充分的间隙。见图12。底支架51的尺寸和角支柱42、43相互协同，以减少滑架组件40c的任何部分可能接触横杆24和/或锚定螺栓26的部分的可能性。结果，滑架组件40c可以在车辆撞击之后再次使用。
对于诸如图10、11和12所示的一些应用，一对钩状板268、269可以附装在端部角43、42附近。各个接触板266可以附装到每对钩状板268、269。钩状板268、269和相关接触板266可以与导轨208的相邻部分配合，以抵抗对滑架组件40b的侧撞击并保持滑架组件40b可滑动地布置在导轨208、209上。为相似目的和功能，钩状板269和相关接触板266可以与导轨209的相邻部分配合。
角板可以布置在角支柱42、43和底支架51之间，以提供额外的结构支撑。一个或多个加固支架或角钢(未清楚示出)可以布置在底支架51上并与模块220的一部分相邻。
一对支架148、149可以从顶支架141倾斜地延伸到紧接着导轨208、209上方的位置。支架48、49可以从底支架51纵向延伸，并在各个导轨208和209附近与支架148、149配合。对于一些应用，水平支架48、49可以由角钢形成。交叉支架143、144可以以基本X形图案与水平支架48、49牢固地配合。水平支架145可以布置在倾斜支架148和149之间。
导引组件58、59可以附装于倾斜支架148、149的各个端部。导引组件58、59可以和导引组件54具有相似的特征和特性。导引组件58、59可以由具有与相关导轨208、209相兼容的尺寸的角钢形成。导引组件58、59相互协同，以允许滑架组件40c在相关障碍物的方向上沿导轨208、209纵向地滑动。
导引组件58、59可以包括相对于相关导轨208、209向下延伸的各个第一边板57。边板57相互协作，以在车辆撞击过程中保持滑架组件40c布置于导轨208、209上且破碎器216与各个破碎区域218对准，并且同时允许滑架组件40c沿导轨208、209朝向相关障碍物纵向滑动。边板57相互协作，以限制滑架组件40c响应于侧撞击的所不期望的横向移动。滑架组件40c的惯性以及与导引组件58、59和底支架51在导轨208、209的边板212上滑动相关的摩擦有助于撞击车辆的减速。
多个机械紧固件可以用将能量吸收元件100与相关支撑梁290牢固地配合，以形成能量吸收组件286。通过以相对于能量吸收系统20c的其它部件和相关道路基本水平的方向安装具有相关能量吸收元件100的能量吸收组件286，机械紧固件可以更容易地接触，以更换损坏的部件和安装新部件。见图13。
例如，螺栓250和相关螺母252可以用于将一个或多个能量吸收元件100与各个支撑梁290牢固地配合。多个无头螺栓260也可以用于可脱卸地将能量吸收元件100与相关支撑梁290紧固。可以选择与无头螺栓260和在相关能量吸收元件100中对应的开口108相关的尺寸，使得可以在机械紧固件250的脱卸之后并在无头螺栓260不脱卸的情况下安装和拆卸能量吸收元件100。对于诸如图14和图15所示的实施例，螺栓250和垫圈254可以拆卸，以允许衬板(doubler)114与相关能量吸收元件100a、100c的脱卸。螺母252将优选地保持与相关螺母扣件280牢固配合。
对于诸如能量吸收系统20c所代表的本发明的一些实施例，每个能量吸收元件100可以具有基本细长的矩形构造，其由第一纵向边缘121和第二纵向边缘122部分地界定。见图15和16。第一行开口108可以在每个能量吸收元件100中与第一纵向边缘121相邻地形成。第二行开口108可以在每个能量吸收元件100中与各个第二纵向边缘122相邻地形成。在其间具有板块112的第三行开口110可以在每个能量吸收元件100中形成在第一行开口108和第二行开口108之间。见图15和16。
对于一些应用，能量吸收系统20c可以具有相对柔和的第一阶段，具有增强能量吸收能力的第二阶段以及设计成吸收高速和/或较重车辆的能量的第三阶段。第一阶段中能量吸收元件100d的长度可以增加和/或减少，以改变在车辆与滑架组件40c的初始撞击过程中的能量吸收的量。
能量吸收系统20c的第二阶段可以包括在相关开口110和相关板块112之间具有可变间距的能量吸收元件100a。对于诸如图16中所示的实施例，每个能量吸收元件100a的第一部分可以包括具有约1英寸直径的开口110，并且相邻开口110中心之间的间距为约2英寸。每个能量吸收元件100a的中间部分可以包括具有约1英寸直径的开口110，并且相邻开口110中心之间的间距为约3英寸。结果，每个能量吸收元件100a的第一部分中的片段112a的长度可以是约1英寸。能量吸收元件100a的中间部分中每个片段112b可以具有约2英寸的长度。
当车辆初始撞击滑架组件40c时，车辆能量的一部分在第一阶段中吸收。当破碎器216与能量吸收元件100a配合时，由片段112a吸收的能量的量与第一阶段(能量吸收元件100d)相比可以增加，但与片段112b吸收的能量相比可以保持在一个较低值。与较短的片段112a相比较，片段或板块112b的长度增加导致增强的减速。因此，随着破碎器216移动穿过各个能量吸收元件100a的中间部分，可以吸收相当大量的能量。
随着撞击车辆开始减慢，需要更少的能量吸收来阻止未受约束的乘客撞击车辆中的部分。因此，每个能量吸收元件100a的第三部分或最后部分中的孔110之间的间距可以减小。例如，片段112c可以具有与片段112a大致相同的长度，或者片段112c的长度与片段112a的长度相比甚至还可以进一步减小。
对于许多车辆撞击，大部分的能量吸收可以发生在阶段一和阶段二。然而，对于非常高速和/或较重的车辆，破碎器216可以与阶段三中的能量吸收元件100b配合。对于一些应用，阶段3中的能量吸收元件100b的厚度可以相当大地增加。可选地，阶段3中的孔110之间的间距可以相当大地增加。本发明的教导允许修改能量吸收元件100，从而对于多种速度行驶的多种车辆提所供需要的减速，而不导致对车辆的未受约束乘客的伤害。
对于一些应用，两个或更多能量吸收元件100可以布置在每个支撑梁290的第二边板292上。对于诸如图14中所示的实施例，能量吸收元件100a、100c的厚度可以变化。另外，每个能量吸收元件100a、100c中形成的各个开口110之间的间距和/或开口110的尺寸也可以变化。
如上面提及的，本发明允许减少在断裂或破碎的能量吸收元件100的更换过程中必须配合或脱卸的机械紧固件的数量。如图14和15中所示，一个或多个无头机械紧固件或无头螺栓260可以布置于各个机械紧固件250之间。对于一些应用，衬板或加强衬背114可以与相关支撑梁290的第二边板292相对地布置在能量吸收元件100上。衬板或加强衬背114提高相关紧固件250的夹持力，并同时容许无头螺栓260的使用。对于诸如图13中所示的一些应用，多对衬板(标为114a-114h)可以用于将各个能量吸收元件100与相关能量吸收组件286牢固地配合。每个衬板114优选地包括与沿每个能量吸收元件100的纵向边缘121、122形成的相关孔108的直径相对应的孔124。衬板114中形成的孔124可以被优选地选择为容纳螺栓250和无头螺栓260。
各种技术和处理可以符合要求地用于根据本发明的教导制造和组装能量吸收组件。例如，诸如图13、14、15和16所示的能量吸收组件286可以通过形成支撑梁290来制造和组装，其中支撑梁290具有延伸穿过每个第二边板292的多个孔98a和98b。对于诸如图13、14、15和16所示的实施例，三个小孔98a可以布置在相邻的大直径孔98b之间。能量吸收元件100和衬板114可以可脱卸地附装于每个第二边板292附装。
无头螺栓260可以插入穿过各个小直径孔98a。每个无头螺栓260上的台肩部264优选地与第二边板292的相邻部分相配合。各个螺母262可以与延伸穿过第二边板292的每个无头螺栓260的螺纹部分相配合。通过将无头螺栓260插入穿过相关孔108，一个或多个能量吸收元件100可以放置或堆叠在各个第二边板292上。通过将无头螺栓260插入穿过相关孔124，还可以将衬板114放置在各个能量吸收元件100上。然后，各个机械紧固件250可以插入穿过衬板114中的相关开口124、能量吸收元件100中的开口以及相关第二边板292中的大直径开口98b。垫圈254可以布置在螺栓250的头部与衬板114之间。接着，螺母252可以与每个螺栓250牢固配合，以牢固地附装能量吸收元件100a、100c和各个支撑梁290。衬板114有效地增加了相关螺栓250和螺母252的“夹持力”。
对于诸如图14和15所示的一些应用，各个螺母扣件280可以与能量吸收元件100相对地布置于每个第二边板292上。每个螺母扣件280优选地包括至少一个开口，各个螺母252布置于开口中。螺母扣件280允许在无需夹持螺母252的情况下，配合和脱卸相关机械紧固件250。因此，当能量吸收组件286与能量吸收元件100布置于基本水平位置时，为从各个螺母252配合和脱卸机械紧固件250，仅需要与机械紧固件250的头部的配合。
螺母扣件280可以形成有各种构造和方位。对于一些应用，螺母扣件280可以包括一个或多个附件(未清楚示出)，以确保每个螺母252与各个开口98b对准。对于其它应用，每个螺母扣件280可以包括在其中具有第一开口284和第二开口286的基本矩形板282。第一接开口284可以选择为容纳相关螺母252。第二开口286优选地小于第一开口284。第二开口286的尺寸可以设为接收相关无头螺栓260的螺纹部分。保持板296可以与支撑梁290的第二边板292相对地附装到螺母扣件280。保持板296还可以包括尺寸设为接收相关机械紧固件250的螺纹部分的第一孔298和尺寸设为接收无头螺栓260的螺纹部分的第二孔299。对于一些应用，扣件板282和保持板296可以在螺母262与各自的螺纹部分配合之前安装在相关无头螺栓260上。具有布置在其中的螺母252的每个保持板296的孔298优选地与相关支撑梁290的第二边板192中的相关大直径孔98对准。每个保持板296中的孔299优选地与相关支撑梁290的第二边板192中的相关小直径孔98a对准。
对于一些应用，能量吸收元件100d可以通过四个机械紧固螺栓250并且没有衬板地附装到相关支撑梁290。能量吸收元件100a可以通过八个衬板和二十四个机械紧固件250附装到相关支撑梁290。能量吸收元件100b还可以通过八个衬板和二十四个机械紧固件250附装到相关支撑梁290。对于一些应用，能量吸收系统20c的长度可以通过增加更多能量吸收组件286而增加。
各种类型的机构可以符合要求地用于将能量吸收组件286与横杆24配合。对于诸如图14所示的实施例，每个横杆附件300可以具有由腿301、302部分界定的角钢的一般构造。多个机械紧固件304可以布置于边板301中形成的开口之间，并与相关支撑染290的第一边板291中形成的对应孔(未清楚示出)牢固地接合。每个横杆附件300的第二边板302可以与相关横杆24焊接或另外牢固地附装。
本发明的技术优点可以包括提供了模块基础单元，其可以在运送到路边位置之前预先组装。对于一些应用，每个模块基础单元可以包括行188、189或行288、289，滑架组件40b或40c，以及具有安装在其第一位置上的面板160的面板支撑框架60a-60g。模块基础单元的使用可以最小化在道路位置处的修理时间，并允许在远离修理工厂位置处对受损的模块基础单元更有效、更经济的修理。
能量吸收组件86或286以及破碎器116和216还可以用在各种可移动应用中，诸如安装于卡车的阻尼器。本发明不局限于诸如能量吸收系统20、20a、20b和20c所代表的相对固定的应用中。对于安装于卡车的阻尼器，诸如美国专利No.5,947,452中描述的，能量吸收组件86或286可以附装到卡车或其它车辆(未清楚示出)并从卡车或其它车辆向后延伸。撞击头(未清楚示出)可以与卡车或其它车辆相对地设置在能量吸收组件86或286的端部。各个破碎器116或216可以与撞击头相对地安装在卡车或其它车辆上。每个破碎器116或216可以如前所示地与各个能量吸收组件86或286对准。当第二车辆接触撞击头时，随着能量吸收组件移动经过各个破碎器，破碎器将相对于能量吸收组件保持固定。破碎器如上所讨论地工作，并且能量被耗散使得第二车辆减慢然后停止。
虽然已经详细地描述了本发明，但是应当理解，在不偏离本发明权利要求限定的精神和范围的情况下，可以对其做出各种变化、置换以及改动。
权利要求
1.一种能量吸收系统，可操作以最小化在道路上行驶的车辆与障碍物之间碰撞的后果，其包括以下特征所述能量吸收系统具有第一端部和第二端部；所述能量吸收系统的所述第二端部与所述障碍物相邻布置，所述第一端部从所述第二端部延伸；滑架组件，可滑动地布置在所述能量吸收系统的所述第一端部附近；至少一个能量吸收组件，布置在所述障碍物和所述滑架组件之间；每个能量吸收组件具有至少一个能量吸收元件；每个能量吸收元件具有在其中形成的多个开口，并具有布置在相邻开口之间的各个片段；所述滑架组件具有附装到其并且与每个能量吸收组件和所述至少一个能量吸收元件基本对准的至少一个破碎器；每个破碎器具有与形成在所述至少一个能量吸收元件中的所述开口基本对准的钝表面；并且所述滑架组件具有面对迎面而来的交通工具的第一端部，由此车辆与所述滑架组件的所述第一端部的碰撞将引起所述破碎器相对于每个能量吸收元件纵向滑动并且通过使布置在各个开口之间的所述片段破碎以耗散来自所述车辆的能量。
2.如权利要求1所述的能量吸收系统，还包括以下特征基本相互平行延伸并且相互横向间隔开的能量吸收组件对；并且每个破碎器包括螺栓，其具有与所述至少一个能量吸收元件的所述开口和所述片断对准的基本较钝的圆表面。
3.如权利要求1所述的能量吸收系统，还包括以下特征从所述障碍物纵向延伸的第一行能量吸收组件和第二行能量吸收组件；所述第一行和所述第二行能量吸收组件相互横向间隔开；并且所述破碎器中的一个与所述第一行能量吸收组件的能量吸收元件对准，而所述破碎器中的另一个与所述第二行能量吸收组件的能量吸收元件对准。
4.如权利要求1所述的能量吸收系统，还包括以下特征第一行能量吸收组件，具有附装到其的第一导轨；第二行能量吸收组件，具有附装到其的第二导轨；所述第一导轨和所述第二导轨相互横向间隔开；所述滑架组件具有可滑动地布置在所述第一导轨上的第一导引组件；和可滑动地布置在所述第二导轨上的第二导引组件。
5.如权利要求1所述的能量吸收组件，还包括以下特征相互横向间隔开的能量吸收组件对；所述滑架组件与每个能量吸收组件可滑动地耦合；并且所述破碎器与各个所述能量吸收组件相邻布置，由此车辆和所述滑架组件之间的碰撞导致每个破碎器将每个能量吸收组件的各个所述能量吸收元件的一部分破碎，以耗散来自所述车辆的能量。
6.如权利要求1所述的能量吸收系统，其中能量吸收组件还包括相互平行地纵向布置的支撑梁对；附装到每对支撑梁的至少一个能量吸收元件；并且所述支撑梁相互横向间隔开，以允许所述各个破碎器与所述至少一个能量吸收元件配合，以耗散来自所述车辆的能量。
7.如权利要求6所述的能量吸收系统，还包括具有基本C形横截面的每个支撑梁。
8.如权利要求6所述的能量吸收系统，还包括具有基本L形横截面的每个支撑梁。
9.如权利要求1所述的能量吸收系统，还包括以下特征每个破碎器牢固地附装到所述滑架组件；所述滑架组件可滑动地耦合每个能量吸收组件的相接近的一个端部；并且所述开口之间的间距和相关所述片断的尺寸沿每个能量吸收元件的长度变化，由此可以使每个破碎器移动通过相关能量吸收元件所需要的力的量变化。
10.一种能量吸收系统，可操作以最小化车辆与障碍物之间撞击的后果，其包括以下特征所述能量吸收系统具有第一端部和第二端部；所述能量吸收系统的所述第二端部与所述障碍物相邻布置，所述第一端部从所述第二端部纵向延伸；滑架组件，可滑动地与所述能量吸收系统的所述第一端部相邻布置；从所述障碍物延伸的第一行能量吸收组件和第二行能量吸收组件；所述第一行和所述第二行能量吸收组件相互横向间隔开；每个能量吸收组件具有至少一个能量吸收元件；所述滑架组件具有附装在其上并且与相关能量吸收元件基本垂直对准的第一破碎器和第二破碎器；并且所述滑架组件具有面对迎面而来的交通工具的第一端部，由此车辆与所述滑架组件的所述第一端部的撞击导致每个破碎器通过将相关所述能量吸收元件的一部分破碎以耗散来自所述车辆的动能。
11.如权利要求10所述的能量吸收系统，还包括以下特征附装到所述第一行能量吸收组件的第一导轨和附装到所述第二行能量吸收组件的第二导轨；多个面板支撑框架，可滑动地布置在所述滑架组件与所述障碍物之间的所述第一导轨和所述第二导轨上；所述面板支撑框架具有相互纵向间隔的第一位置；并且多个面板附装到所述面板支撑框架并沿所述能量吸收系统的相对侧面纵向延伸。
12.如权利要求11所述的能量吸收系统，还包括以下特征形成在每个所述面板中的各个纵向槽；可滑动地配合在每个槽内的相关槽块；每个槽块与所述面板支撑框架之一牢固地附装，以允许所述面板支撑框架和相关面板相互纵向移动；并且每个纵向槽具有尺寸大于相关所述槽块的扩大部分，由此当所述槽块布置在各个所述扩大部分内时相关所述面板可以从相关所述槽块和所附装的支撑框架脱卸。
13.一种能量吸收系统，可操作以最小化在道路上行驶的车辆与障碍物之间撞击的影响，其包括以下特征所述能量吸收系统具有第一端部和第二端部；所述能量吸收系统的所述第二端部与所述障碍物相邻布置，所述第一端部与所述第二端部间隔开；滑架，可滑动地布置在所述能量吸收系统的所述第一端部上；至少一个能量吸收组件，布置在所述障碍物和所述滑架组件之间；每个能量吸收组件具有至少一个能量吸收元件；每个能量吸收元件具有基本细长矩形构造，其具有形成在其中的多个开口以及布置在相邻开口之间的各个板块；每个能量吸收元件相对于所述滑架基本水平布置；所述滑架具有附装于其上并且与每个能量吸收元件中的所述开口基本对准的至少一个破碎器，并且所述滑架具有面对迎面而来的交通工具的第一端部，由此车辆与所述滑架的所述第一端部的撞击引起所述破碎器相对于每个能量吸收元件纵向滑动并通过将布置在相关所述开口之间的所述板块破碎以耗散所述车辆的动能。
14.如权利要求13所述的能量吸收系统，还包括以下特征从所述路边障碍物基本纵向延伸并且相互间隔开的能量吸收组件对；所述破碎器包括螺栓对；并且每个螺栓具有与所述板块和相关开口对准的基本较钝的圆平面；
15.如权利要求13所述的能量吸收系统，还包括以下特征从所述障碍物纵向延伸的第一行和第二行能量吸收组件；所述第一行和第二行能量吸收组件相互横向间隔开；并且所述滑架具有与所述第一行能量吸收组件的能量吸收元件对准的第一破碎器以及与所述第二行能量吸收组件的能量吸收元件对准的第二破碎器。
16.如权利要求15所述的能量吸收系统，还包括所述具有第一导引组件和第二导引组件的所述滑架组件，所述第一导引组件和所述第二导引组件可操作地用于与所述第一行和所述第二行能量吸收组件分别配合。
17.如权利要求13所述的能量吸收组件，还包括以下特征相互横向间隔开的能量吸收组件对；所述滑架组件与每个能量吸收组件可滑动地耦合；并且每个能量吸收组件具有相对于所述滑架组件和所述道路基本水平布置的至少一个能量吸收元件。
18.如权利要求13所述的能量吸收系统，其中能量吸收组件还包括征相互平行布置的支撑梁对；附装到每对支撑梁的至少一个能量吸收元件；所述支撑梁相互间隔开，以允许每个破碎器与相关所述能量吸收元件配合，来耗散来自所述车辆撞击的能量；并且所述能量吸收元件相对于相关所述支撑梁对基本水平布置。
19.如权利要求13所述的能量吸收系统，其中每个能量吸收组件还包括以下特征相互平行布置的支撑梁对；附装到每对支撑梁的至少一个能量吸收元件；所述支撑梁相互间隔开，以允许每个破碎器与相关所述能量吸收元件配合，来耗散来自所述车辆撞击的能量；并且所述能量吸收元件相对于相关所述支撑梁对基本竖直布置。
20.如权利要求13所述的能量吸收系统，还包括以下特征第一破碎器和第二破碎器组件；每个能量吸收组件具有附装到其的至少一个能量吸收元件；并且所述滑架组件可滑动地耦合到每个能量吸收组件。
21.一种用于吸收能量以最小化在道路上行驶的车辆与障碍物之间碰撞的后果的方法，所述方法包括安装至少一个能量吸收组件，所述至少一个能量吸收组件具有与所述障碍物相邻的至少一个能量吸收元件，所述至少一个能量吸收组件以及至少一个相关能量吸收元件布置于在相关所述道路上行驶的车辆和所述障碍物之间；安装滑架组件，所述滑架组件具有至少一个破碎器，所述至少一个破碎器位于所述至少一个能量吸收组件的与所述障碍物相反的一个端部附近；并且将所述滑架组件的每个破碎器对准为与至少一个能量吸收元件基本垂直地定向。
22.如权利要求21所述的方法，还包括以所述至少一个能量吸收元件相对于相关所述道路基本水平布置的状态，安装每个能量吸收组件。
23.如权利要求21所述的方法，还包括以所述至少一个能量吸收元件相对于相关所述道路基本竖直布置的状态，安装每个能量吸收组件。
24.一种能量吸收系统，可操作以最小化车辆与障碍物之间的撞击，其包括以下特征所述能量吸收系统具有第一端部和第二端部；所述能量吸收系统的所述第二端部与所述障碍物相邻布置，并且所述第一端部从所述第二端部纵向延伸；滑架组件，可滑动地布置在所述能量吸收系统的所述第一端部附近；多个面板支撑框架，可滑动地布置在所述滑架组件和所述障碍物之间的第一导轨和第二导轨上；所述面板支撑框架相互纵向间隔开；并且多个面板，附装到所述面板支撑框架并且沿所述能量吸收系统的相对侧面纵向延伸。
25.如权利要求24所述的能量吸收系统，还包括以下特征从所述障碍物延伸的第一行能量吸收组件和第二行能量吸收组件；所述第一行和第二行能量吸收组件相互横向间隔开；每个能量吸收组件具有至少一个能量吸收元件；所述滑架组件具有安装于其上并且基本垂直于相关能量吸收元件对准的第一破碎器和第二破碎器；并且所述滑架组件具有面对迎面而来的交通工具的第一端部，由此车辆与所述滑架组件的所述第一端部的撞击导致每个破碎器通过将相关所述能量吸收元件的一部分破碎来耗散所述车辆的动能。
26.如权利要求24所述的能量吸收系统，还包括以下特征形成在每个面板中的各个纵向槽；可滑动地布置在每个槽内的各个槽块；每个槽块与所述面板支撑框架之一牢固地附装，以允许所述面板支撑框架和相关所述面板相对于彼此的滑动纵向移动；并且每个纵向槽具有尺寸比相关所述槽块更大的扩大部分。
27.一种用于吸收能量以最小化在道路上行驶的车辆与障碍物之间碰撞后果的方法，包括与所述障碍物相邻地安装能量吸收组件对，每个能量吸收组件具有相关能量吸收元件；安装滑架组件，所述滑架组件具有与所述能量吸收组件的一个端部相邻的破碎器对，所述破碎器对布置在迎面而来的交通工具和所述能量吸收组件之间；并且相对于所述能量吸收组件对准所述滑架组件和所述破碎器对，每个破碎器定向为基本垂直于相关所述能量吸收组件的所述能量吸收元件。
28.如权利要求27所述的方法，还包括以各个所述能量吸收元件相对于所述道路基本水平地布置的状态，安装每个能量吸收组件。
29.如权利要求27所述的方法，还包括以各个所述能量吸收元件相对于所述道路基本竖直地布置的状态，安装每个能量吸收组件。
30.一种能量吸收系统，可操作以最小化在道路上行驶的车辆与障碍物之间碰撞的后果，其包括以下特征所述能量吸收系统具有第一端部和第二端部；所述能量吸收系统的所述第二端部与所述障碍物相邻布置，所述第一端部从所述第二端部延伸；导轨对，在所述能量吸收系统的所述第一端部和所述能量吸收系统的所述第二端部之间延伸；滑架组件，在所述能量吸收系统的所述第一端部附近可滑动地布置在所述导轨上；多个面板支撑框架，在所述滑动组件和所述能量吸收系统的所述第二端部之间可滑动地布置在所述导轨上。所述面板支撑框架具有相互纵向间隔开的第一位置；多个面板，其附装到所述滑架组件和所述面板支撑框架；纵向槽，形成在每个所述面板中；各个槽块，可滑动地布置在每个槽中；每个槽块分别与所述面板支撑框架之一配合，以允许所述面板支撑框架和面板相互纵向移动；和扩大部分，形成在每个纵向槽的上游端附近，以在车辆与所述滑架组件的碰撞后允许相关面板从各个所述面板支撑框架拆卸。
31.一种能量吸收系统，可操作以最小化在道路上行驶的车辆与障碍物之间碰撞的后果，其包括以下特征至少一个能量吸收组件，其具有支撑梁对，并具有附装到所述支撑梁的至少一个能量吸收元件；所述能量吸收系统具有第一端部和第二端部；并且所述能量吸收系统布置有相对于所述道路基本水平延伸的所述能量吸收元件。
32.如权利要求31所述的能量吸收系统，还包括以下特征形成在每个支撑梁中的多个开口以及形成在每个能量吸收元件中的对应开口；多个机械紧固件，分别延伸通过所述能量吸收元件中的所述孔和所述支撑梁中的所述对应孔；衬板，与所述各个支撑梁相反地布置在每个能量吸收元件上；和形成在每个衬板中的多个开口，每个机械紧固件延伸通过所述衬板中的各个孔。
33.如权利要求31所述的能量吸收系统，还包括以下特征每个能量吸收元件具有由第一纵向边缘和第二纵向边缘部分地界定的基本细长矩形构造；第一行开口和第二行开口，其沿每个能量吸收元件的各自的第一纵向边缘和第二纵向边缘形成；和第三行开口，其沿每个能量吸收元件的长度在所述第一行开口和所述第二行开口之间延伸，在所述第三行开口之间布置了板块。
34.如权利要求33所述的能量吸收系统，其中所述机械紧固件还包括多个无头螺栓，与所述支撑梁中的各个孔牢固地配合；并且所述无头螺栓和形成在所述第一行每个能量吸收元件和所述第二行每个能量吸收元件中的各个开口的尺寸选择成允许在所述无头螺栓未从相关所述支撑梁上脱卸的情况下安装和拆卸每个能量吸收元件。
35.如权利要求34所述的能量吸收系统，还包括多个有头螺栓，与所述第一行每个能量吸收元件和所述第二行每个能量吸收元件中的各个孔和所述支撑梁中的各个孔配合；并且所述无头螺栓的至少一个布置在所述有头螺栓之间。
36.如权利要求31所述的能量吸收系统，还包括至少一个螺母扣件，与相关所述能量吸收元件相反地与每个支撑梁牢固地配合；螺母，布置在每个螺母扣件内；并且所述螺母可操作以接纳延伸穿过相关所述能量吸收元件中的所述开口之一的螺栓，从而将所述能量吸收元件与所述支撑梁牢固地配合。
37.如权利要求36所述的能量吸收系统，其中所述螺母扣件还包括板，具有尺寸与附装到相关支撑梁相兼容的基本矩形构造；布置在所述扣件板中的第一孔和布置在所述扣件板中的第二孔；所述第一孔的尺寸被设置为接纳延伸穿过相关所述能量吸收元件和所述支撑梁的第一机械紧固件；并且所述第二孔的尺寸被设置为接纳延伸穿过相关所述能量吸收元件和所述支撑梁的第二机械紧固件。
38.如权利要求37所述的能量吸收系统，还包括保持板，与所述支撑梁相反地附装于所述螺母扣件板；所述保持板的第一端部与所述第一机械紧固件牢固地配合；并且所述保持板的第二端部布置在所述螺母附近，以将所述螺母可脱卸地夹持在所述扣件板中。
全文摘要
本发明提供了一种具有一个或多个能量吸收组件的能量吸收系统，以减小或消除移动的车辆与路边障碍物之间碰撞的激烈程度。该能量吸收系统可以与各种路边障碍物相邻安装或可以安装在公路服务设备上。该系统的一个端部可以面对迎面而来的交通工具。机动车辆与滑架组件的碰撞可以导致将能量吸收元件的一部分破碎或断裂，从而耗散来自车辆碰撞的能量。
文档编号E01F15/14GK1890437SQ200480036741
公开日2007年1月3日 申请日期2004年12月9日 优先权日2003年12月9日
发明者詹姆斯·R·阿尔韦里托恩 申请人:埃克索戴恩技术有限公司