一种防撞梁及其控制系统和车辆的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种防撞梁及其控制系统和车辆。

背景技术：

由于国内汽车工业起步较晚,许多汽车企业和机构在车辆防撞梁方面的研究相对较少。因此，开展车辆耐撞性安全性的研究显得尤为迫切。

现有的防撞梁大部分是被动防撞梁，由溃缩盒吸收撞击产生的能量。现有的阻尼吸能式防撞梁上多是采用气筒或阻尼油缸作为缓冲部件。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种防撞梁及其控制系统和车辆。

为解决上述问题，本发明公开了如下第一技术方案：一种防撞梁，包含前连接板和后连接板；

所述前连接板和所述后连接板之间设置有磁流变阻尼器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述防撞梁还包括支撑板；

所述支撑板包括第一支撑部和第二支撑部；

所述第一支撑部与所述前连接板连接；

所述第二支撑部与所述后连接板连接；

所述第一支撑部与所述第二支撑部活动连接；

所述第一支撑部关于所述第二支撑部的活动方向和所述磁流变阻尼器的伸缩方向平行。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一支撑部和所述第二支撑部对应位置上设置有滑道；

所述滑道上设置有导向栓；

所述滑道的方向与所述磁流变阻尼器的伸缩方向平行。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二支撑部上设置有用于吸收撞击能量的减能栓。

本发明公开了如下第二技术方案：一种防撞梁控制系统，应用在防撞梁上；

所述防撞包含前连接板和后连接板，所述前连接板和所述后连接板之间设置有磁流变阻尼器；

所述防撞梁控制系统包括：

探测模块，用于收集探测信号，所述探测信号包括车辆速度的信息和加速度的信息；

控制模块，用于处理所述探测信号，并发出调节信号，并发出调节信号及调整所述磁流变阻尼器的阻尼力。

作为上述技术方案的进一步改进，所述探测模块包括速度传感器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述探测模块包括加速度传感器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述防撞梁上设置有用于监测所述磁流变阻尼器的压缩行程的超行程开关；

所述超行程开关与所述控制模块电性连接；

所述控制模块接收所述超行程开关被触发时产生的触发信号，并发出控制信号以调整所述磁流变阻尼器的阻尼力。

作为上述技术方案的进一步改进，所述超行程开关有两个,包括第一超行程开关和第二超行程开关；

所述第一超行程开关和所述第二超行程开关均与所述控制模块电性连接。

本发明公开了如下第三技术方案：一种车辆，包括如上所述的任一项防撞梁控制系统。

本发明的有益效果是:本发明提出一种防撞梁，使用磁流变阻尼器代替现有的吸能构件，使得防撞梁的结构更加优化。

同时，本发明还提出一种防撞梁控制系统和车辆，对设置于防撞梁上的磁流变阻尼器进行控制，使得车辆上的防撞梁更加智能化，当车辆发生碰撞时能够更大程度的保护驾乘人员的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面参照附图结合具体实施例对本发明做进一步的描述。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中一种防撞梁的示意图；

图2为本发明实施例中图1的正视图；

图3为本发明实施例中图1的侧视图；

图4为本发明实施例中一种减能栓的示意图；

图5为本发明实施例中一种防撞梁控制系统的示意图。

主要元件符号说明

100-防撞梁；1100-前连接板；1101-第一前连接面；1102-第二前连接面；1200-后连接板；1201-第一后连接面；1202-第二后连接面；1300-磁流变阻尼器；1400-支撑板；1401-第一支撑部；1402-第二支撑部；1403-滑道；1404-导向栓；1405-加强肋板；1406-减能栓；200-防撞梁控制系统；210-探测模块；220-控制模块。

具体实施方式

下面将参照示出了本发明实施例的附图，在下文中更加充分地描述本发明。但是，本发明可以多种不同的形式出现，而不应该被解释为限于这里所阐述的实施例，通过实施例，本发明变得更加完整；相反，以示例性方式提供的这些实施例使得本公开将本发明的范围传达给本技术领域技术人员。此外，相同的数字始终表示相同或者类似的元件或者部件。

在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所述使用的术语仅为描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明。

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的描述，但发明并不限于这些实施例。

实施例1

参阅图1，本实施例中提出一种防撞梁，该防撞梁100包含前连接板1100和后连接板1200，前连接板1100和后连接板1200之间设置有磁流变阻尼器1300。

在车辆上安装防撞梁100时，前连接板1100为远离车厢的一端，后连接板1200为靠近车厢的一端。即前连接板1100较后连接板1200更靠近撞击力或撞击物体。

磁流变阻尼器1300通过控制磁场磁流变流体在毫秒级内实现自由流动、粘滞流动和半固态的可逆变化，具有动态范围宽、屈服强度可随意控制、构造简单、响应快、阻尼力大且连续顺逆可调等优良性能。

磁流变阻尼器1300是一种半主动控制装置。它兼有被动控制和主动控制的优点。

控制的方式包括：被动控制、主动控制和半主动控制。

其中，被动控制也称为外加能源的控制，其控制力是控制装置随结构一起变形时装置本身运动而被动产生的。被动控制的可靠性高。

主动控制是应用现代控制技术，对输入的反应实现实时跟踪和预测，再按照分析计算结果，应用伺服加力装置对结构施加控制力，实现自动调节。主动控制依赖外界激励和结构响应信息，并需要外部输入能量。主动控制具有实时预测的优点。

磁流变阻尼器1300产生阻尼力来耗散动能、冲击力，同时还兼具产生回复力的功能。磁流变阻尼器1300的构造，使其能够更好地缓冲冲击载荷。

如图2所示，前连接板1100包括第一前连接面1101和第二前连接面1102。其中，第一前连接面1101与第二前连接面1102平行。

如图2所示，后连接板1200包括第一后连接面1201和第二后连接面1202。其中，第一后连接面1201与第二后连接面1202平行。

第一前连接面1101与第一后连接面1201平行设置。

如图2所示，磁流变阻尼器1300分别与第二前连接面1102和第一后连接面1201连接。

磁流变阻尼器1300的伸缩方向与第二前连接面1102及第一后连接面1201垂直。

当防撞梁100受到撞击时，磁流变阻尼器1300能够更好地吸收撞击所产生的能量。

在本实施例中，前连接板1100和后连接板1200都可以使用钢材制成。在其他具体实施例中，前连接板1100和后连接板1200还可以使用其它金属合金材料或者碳纤维制成。

如图1所示，防撞梁100还包括支撑板1400。其中，支撑板1400包括第一支撑部1401和第二支撑部1402。

如图3所示，第一支撑部1401与前连接板1100连接。

如图3所示，第二支撑部1402与后连接板1200连接。

其中，第一支撑部1401与第二支撑部1402活动连接。第一支撑部1401关于第二支撑部1402的活动方向和磁流变阻尼器1300的伸缩方向平行。

如图3所示，支撑板1400上设置有滑道1403，具体的，在第一支撑部1401和第二支撑部1402对应的位置上设置有滑道1403。滑道1403上设置有导向栓1404。其中，滑道1403的方向与磁流变阻尼器1300的伸缩方向平行。

当防撞梁100受到撞击时，第一支撑部1401与第二支撑部1402之间产生相对运动。因为有导向栓1404和滑道1403的限制，第一支撑部1401和第二支撑部1402会沿着滑道1403的方向发生相对运动。此时，第一支撑部1401与第二支撑部1402的相对运动方向和磁流变阻尼器1300的压缩方向一致。

在本实施例中，支撑板1400上设置有两条滑道1403。在其他具体实施例中，可以根据实际情况，对滑道1403的数量进行设置。

在本实施例中，第一支撑部1401和第二支撑部1402都可以使用钢材制成。在其他具体实施例中，第一支撑部1401和第二支撑部1402还可以使用其它金属合金材料或者碳纤维制成。

进一步地，在防撞梁100的两侧各设置有一个支撑板1400。

如图2所示，第一支撑部1401上设置有加强肋板1405，加强肋板1405与前连接板1100连接。加强肋板1405用于提高支撑板1400与前连接板1100之间的连接强度。当前连接板1100受到撞击时，由于加强肋板1405的作用，使得防撞梁100不易损坏。

如图3所示，第二支撑部1402上设置有用于吸收撞击能量的减能栓1406。

进一步地，减能栓1406垂直穿过所述第二支撑部1402。

当防撞梁100受到冲击时，前连接板1100在外力的作用下产生位移，进而使得第一支撑部1401相对于第二支撑部1402发生移动。第一支撑部1401运动至减能栓1406所在的位置时，第一支撑部1401对减能栓1406产生剪切力，从而吸收一部分撞击所产生的能量，达到缓冲的效果。

如图4所示，在本实施例中，减能栓1406可以设置成三棱柱形，具体的，可以选择正三棱柱形。

如图3所示，第二支撑部1402上安装减能栓1406时，减能栓1406的一个侧面与第一支撑部1401的活动方向垂直，并且该侧面为减能栓1406上远离第一支撑部1401的一个面。当第一支撑部1401切割减能栓1406时，剪切的截面由小变大，使得剪切力成线性变化。

具体的，可以在第二支撑部1402上设置有多个减能栓1406，多个减能栓1406构成减能栓组。减能栓组的缓冲效果更佳。

实施例2

参阅图5，本实施例中提出了一种防撞梁控制系统200。该防撞梁控制系统200应用于防撞梁100上。防撞梁控制系统200包括：探测模块210、控制模块220。

探测模块210用于收集探测信号，探测信号包括车辆速度的信息和加速度的信息。探测模块210，包括速度传感器和加速度传感器。

控制模块220对接收到的探测信号进行处理，并发出调节信号。控制模块220可以选择ARM单片机。

控制模块220与防撞梁100连接。防撞梁100接收调节信号，通过调节信号调整设置于防撞梁100上的磁流变阻尼器1300的阻尼力。

磁流变阻尼器1300是一种半主动控制装置，它兼有被动控制和主动控制的优点。防撞梁控制系统200对可能发生撞击情况进行分析，预测撞击力的大小，对磁流变阻尼器1300的阻尼力进行调整。

进一步地，探测模块210还可以收集距离信息和路况信息等。具体的，在探测模块210设置有毫米波雷达、激光雷达和CCD摄像机等。通过探测模块210对道路状况及车辆行驶方向的障碍物进行更全面的分析判断，使得防撞梁控制系统200更准确的调整磁流变阻尼器1300上的阻尼力。

参阅图1，该防撞梁100包含前连接板1100和后连接板1200，前连接板1100和后连接板1200之间设置有磁流变阻尼器1300。

在车辆上安装防撞梁100时，前连接板1100为远离车厢的一端，后连接板1200为靠近车厢的一端。即前连接板1100较后连接板1200更靠近撞击力或撞击物体。

如图2所示，前连接板1100包括第一前连接面1101和第二前连接面1102。其中，第一前连接面1101与第二前连接面1102平行。在本实施例中，探测模块210可以设置在第一前连接面1101上。

如图2所示，后连接板1200包括第一后连接面1201和第二后连接面1202。其中，第一后连接面1201与第二后连接面1202平行。

第一前连接面1101与第一后连接面1201平行设置。

如图2所示，磁流变阻尼器1300分别与第二前连接面1102和第一后连接面1201连接。

磁流变阻尼器1300的伸缩方向与第二前连接面1102及第一后连接面1201垂直。

当防撞梁100受到撞击时，磁流变阻尼器1300能够更好地吸收撞击所产生的能量。

在本实施例中，前连接板1100和后连接板1200都可以使用钢材制成。在其他具体实施例中，前连接板1100和后连接板1200还可以使用其它金属合金材料或者碳纤维制成。

如图1所示，防撞梁100还包括支撑板1400。其中，支撑板1400包括第一支撑部1401和第二支撑部1402。

如图3所示，第一支撑部1401与前连接板1100连接。

如图3所示，第二支撑部1402与后连接板1200连接。

其中，第一支撑部1401与第二支撑部1402活动连接。第一支撑部1401关于第二支撑部1402的活动方向和磁流变阻尼器1300的伸缩方向平行。

如图3所示，支撑板1400上设置有滑道1403，具体的，在第一支撑部1401和第二支撑部1402对应的位置上设置有滑道1403。滑道1403上设置有导向栓1404。其中，滑道1403的方向与磁流变阻尼器1300的伸缩方向平行。

当防撞梁100受到撞击时，第一支撑部1401与第二支撑部1402之间产生相对运动。因为有导向栓1404和滑道1403的限制，第一支撑部1401和第二支撑部1402会沿着滑道1403的方向发生相对运动。此时，第一支撑部1401与第二支撑部1402的相对运动方向和磁流变阻尼器1300的压缩方向一致。

在本实施例中，支撑板1400上设置有两条滑道1403。在其他具体实施例中，可以根据实际情况，对滑道1403的数量进行设置。

在本实施例中，第一支撑部1401和第二支撑部1402都可以使用钢材制成。在其他具体实施例中，第一支撑部1401和第二支撑部1402还可以使用其它金属合金材料或者碳纤维制成。

进一步地，在防撞梁100的两侧各设置有一个支撑板1400。

如图2所示，第一支撑部1401上设置有加强肋板1405，加强肋板1405与前连接板1100连接。加强肋板1405用于提高支撑板1400与前连接板1100之间的连接强度。当前连接板1100受到撞击时，由于加强肋板1405的作用，使得防撞梁100不易损坏。

如图3所示，第二支撑部1402上设置有用于吸收撞击能量的减能栓1406。

进一步地，减能栓1406垂直穿过所述第二支撑部1402。

当防撞梁100受到冲击时，前连接板1100在外力的作用下产生位移，进而使得第一支撑部1401相对于第二支撑部1402发生移动。第一支撑部1401运动至减能栓1406所在的位置时，第一支撑部1401对减能栓1406产生剪切力，从而吸收一部分撞击所产生的能量，达到缓冲的效果。

如图4所示，在本实施例中，减能栓1406可以设置成三棱柱形，具体的，可以选择正三棱柱形。

如图3所示，第二支撑部1402上安装减能栓1406时，减能栓1406的一个侧面与第一支撑部1401的活动方向垂直，并且该侧面为减能栓1406上远离第一支撑部1401的一个面。当第一支撑部1401切割减能栓1406时，剪切的截面由小变大，使得剪切力变化地更加均匀。

具体的，可以在第二支撑部1402上设置有多个减能栓1406，多个减能栓1406构成减能栓1406组。减能栓1406组的缓冲效果更佳。

在本实施例中，防撞梁100上设置有用于监测磁流变阻尼器1300的压缩行程的超行程开关，超行程开关与控制模块220电性连接。

具体的，超行程开关包括第一超行程开关和第二超行程开关，第一超行程开关和第二超行程开关均与控制模块220电性连接。

防撞梁100收到撞击时，磁流变阻尼器1300在冲击力的作用下被压缩，同时，第一支撑部1401相对于第二支撑部1402也产生与磁流变阻尼器1300相同压缩行程的位移。当压缩行程到达预设的位置时，即超行程开关所在的位置时，第一超行程开关和第二超行程开关依次被触发。

超行程开关被触发时产生触发信号。触发信号传递至控制模块220，控制模块220发出控制信号，控制信号对磁流变阻尼器1300的阻尼力进行调整，具体的，磁流变阻尼器1300的阻尼力增大。

在本实施例中，第一超行程开关可以设置在与图3中由上至下的第一排减能栓1406相互平行的位置上。当第一支撑部1401切割减能栓1406时，第一超行程开关也被触发，磁流变阻尼器1300产生较大的阻尼力，使得防撞击的效果更好。

第二超行程开关可以设置在磁流变阻尼器1300的最大工作行程的位置。当磁流变阻尼器1300压缩到最大工作行程时，第二超行程开关被触发。第二超行程开关产生触发信号传递至控制模块220，控制模块220发出控制信号，使得磁流变阻尼器1300上的励磁电压增长到最大，磁流变阻尼器1300释放最大的阻尼效果。

本实施例中，还提出一种车辆，该车辆上安装有本实施例中提出的防撞梁控制系统200。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“具体实施例”等的描述旨在结合该实施例描述的具体特征、结构等特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本发明说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、特点等都可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或者示例以及不同实施例或者示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。