吸能结构及吸能装置的制作方法

本发明属于被动安全防护装置的技术领域，更具体地说，是涉及一种吸能结构及吸能装置。

背景技术：

无论在何时、何地、何种情况下，安全问题是人们出行最关注的问题之一。近些年发生的列车追尾、汽车碰撞、电梯意外坠落等事故充分说明即便在信号控制、调度管理和程序化管理等主动防护方面采取了一系列措施，上述事故也无法完全避免，因此，作为保护乘客的生命财产安全的终极卫士的被动安全防护装置被广泛应用于汽车、轨道交通车辆、高层建筑电梯井等领域。

目前，较为常用的被动安全防护装置是蜂窝或型材压溃式吸能装置，其工作原理是通过蜂窝或金属型材的结构叠缩及塑性变形实现吸能。但是，由于可叠缩的蜂窝和型材自身均属于柔性结构，在偏载作用下往往会发生局部坍塌失稳，并且无自动纠正倾斜的功能，因此，往往需要配合导向结构使用，其中较为常用的导向结构包括导向管，一般需要在车体上预留导向管后退的空间，这样就造成吸能装置的安装需要较大空间，不利于车体的小型化和轻量化，而且导向管质量通常较大，不利于吸能装置的轻量化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种吸能结构及吸能装置，以解决现有技术中，因吸能装置需要装配导向管以实现自动纠偏功能，导致吸能装量的重量大、安装占用空间大的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种用于吸能装置的吸能结构，包括相对倾斜间隔设置并对称分布的一对支撑板，以及沿所述一对支撑板的对称中线平行间隔设置的至少二连接板，所述支撑板与所述连接板紧固连接。

进一步地，所述对称中线与所述连接板垂直并穿过所述连接板的中心。

进一步地，所述支撑板的厚度自所述一对支撑板间距大的一侧向所述一对支撑板间距小的一侧逐渐减小。

进一步地，所述连接板与所述支撑板交叉连接。

进一步地，所述吸能结构还包括平行于所述连接板的底板，所述底板与所述支撑板厚度大的一端紧固连接。

本发明提供的吸能结构的有益效果在于：采用了支撑板与连接板配合，通过至少两块连接板将相对倾斜间隔设置并且对称分布的一对支撑板紧固连接，当发生碰撞时，既能使一对支撑板自其间距较小的一侧向其间距较大的一侧逐渐发生弯曲叠缩，又可控制支撑板变形的曲率，使支撑板的被连接板分隔出的各区域仅发生较小挠度的弯曲变形，有利于及时自动纠偏，无需装配导向管等导向构件，从而有效地解决了因吸能装置需要装配导向管以实现自动纠偏功能，导致吸能装量的重量大、安装占用空间大的技术问题，简化了吸能装置的结构，有利于吸能装置的轻量化。

本发明还提供了一种吸能装置，包括安装座、间隔设置于所述安装座一侧的防撞板以及上述吸能结构，所述安装座与所述支撑板厚度大的一端紧固连接，所述防撞板与所述支撑板厚度小的一端紧固连接。

进一步地，所述防撞板和与其相邻的所述连接板之间的距离小于相邻二所述连接板之间的距离。

进一步地，所述吸能装置还包括包裹于所述吸能结构外周的壳体。

进一步地，所述壳体上开设有定位槽，所述连接板的边缘上凸设有定位凸缘，所述定位凸缘伸入所述定位槽内形成定位。

进一步地，所述防撞板的外侧面上凸设有防爬齿。

本发明提供的吸能装置的有益效果在于：采用了安装座、防撞板与吸能结构配合，通过吸能结构中的一对支撑板在受到碰撞时逐渐发生弯曲叠缩来吸收碰撞所产生的能量，并且在连接板的牵引作用下，吸能装置即使受到偏载，无需装配导向管等导向构件，就能实现自动纠偏功能，从而有效地解决了因吸能装置需要装配导向管以实现自动纠偏功能，导致吸能装量的重量大、安装占用空间大的技术问题，简化了吸能装置的结构，有利于吸能装置的轻量化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的吸能结构的立体示意图；

图2为本发明实施例提供的吸能结构的组装示意图；

图3为本发明实施例提供的吸能装置的立体示意图；

图4为本发明实施例提供的吸能装置的分解示意图；

图5为本发明实施例提供的吸能结构在发生碰撞时的模拟运动状态图一；

图6为本发明实施例提供的吸能结构在发生碰撞时的模拟运动状态图二；

图7为本发明实施例提供的吸能结构在发生碰撞时的模拟运动状态图三。

其中，图中各附图标记：

1—吸能装置、10—安装座、20—防撞板、30—吸能结构、40—壳体、31—支撑板、32—连接板、33—底板、41—壳分体、200—防爬齿、300—对称中线、310—第一安装槽、321—第二安装槽、322—定位凸缘、400—定位槽。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1和图2，现对本发明提供的吸能装置进行说明。该用于吸能装置1的吸能结构30包括一对支撑板31和至少两块连接板32，其中，一对支撑板31相对倾斜间隔设置，并且相互对称分布，即两块支撑板31之间的间距自支撑板31的一端向支撑板31的另一端逐渐减小；各连接板32沿一对支撑板31的对称中线300平行间隔设置，即连接板32相互平行，并且既可分布在两块支撑板31之间的间隔处，又可供两块支撑板31穿过；此处，支撑板31与连接板32紧固连接。可以理解的是：各连接板32将支撑板31分隔出依次相接多个区域。

优选地，上述支撑板31由具有可塑性变形的金属材料制成，支撑板31可通过自身的塑性变形吸收碰撞时所产生的能量；上述连接板32的厚度均匀，进而对两块支撑板31产生均匀的牵引作用。

吸能结构30的工作原理为：如图5所示，当两个对称中线300不在同一直线上的吸能结构30发生碰撞时，一对支撑板31的位于其间距较小一侧的两端面同时与另外一对支撑板31的位于其间距较小一侧的两端面发生接触；首先，如图6所示，由于两个吸能结构30的对称中线300不在同一直线上，导致支撑板31需要承受错位碰撞产生的偏载，造成两个吸能结构30的接触面发生倾斜；然后，如图7所示，在连接板32的牵引作用下，两个吸能结构30的接触面恢复与对称中线300垂直的状态，并且一对支撑板31自其间距较小的一侧向其间距较大的一侧逐渐发生弯曲叠缩，通过支撑板31自身的塑性变形吸收碰撞所产生的能量，使得吸能结构30无需导向管等导向构件也可承受偏载，实现自动纠偏功能。

本发明提供的吸能结构30，与现有技术相比，有益效果在于：采用了支撑板31与连接板32配合，通过至少两块连接板32将相对倾斜间隔设置并且对称分布的一对支撑板31紧固连接，当发生碰撞时，既能使一对支撑板31自其间距较小的一侧向其间距较大的一侧逐渐发生弯曲叠缩，又可控制支撑板31变形的曲率，使支撑板31的被连接板32分隔出的各区域仅发生较小挠度的弯曲变形，有利于及时自动纠偏，无需装配导向管等导向构件，从而有效地解决了因吸能装置需要装配导向管以实现自动纠偏功能，导致吸能装量的重量大、安装占用空间大的技术问题，简化了吸能装置的结构，有利于吸能装置的轻量化。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的吸能结构的一种具体实施方式，上述对称中线300与连接板32垂直，并且穿过连接板32的中心，使得连接板32向上述两块支撑板31施加的牵引力更加均匀和平衡，提升了吸能结构的自动纠偏效果。

进一步地，作为本发明提供的吸能结构的一种具体实施方式，上述支撑板31的厚度自一对支撑板31间距大的一侧向一对支撑板31间距小的一侧逐渐减小，即支撑板31的纵截面呈梯形。由于支撑板31厚度小的一端的压溃强度小于支撑板31厚度大的一端的压溃强度，使得支撑板31受到碰撞时，自其厚度小的一端向其厚度大的一端逐渐溃缩，起到一定的导向作用。

进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的吸能结构的一种具体实施方式，上述连接板32与支撑板31交叉连接，即每一块连接板32同时与在上述一对支撑板31交叉连接。具体地，连接板32与支撑板31交叉连接方式有：一、可在连接板32上开设平行分布的两条通槽，一对支撑板31分别穿过该两条通槽与连接板32插接，实现定位，然后在支撑板31与连接板32的接合处进行点焊，进而增加支撑板31与连接板32的连接强度。二、可在支撑板31上开设贯穿于支撑板31的正反两面的第一安装槽310，同时，在连接板32上开设贯穿于连接板32的正反两面第二安装槽321，第一安装槽310和第二安装槽321分布在支撑板31与连接板32的交叉线上，其中，第一安装槽310自支撑板31的一侧边缘朝支撑板31的内部垂直延伸，即第一安装槽310的延伸方向与上述对称中线300垂直，并且第一安装槽310与连接板32一一对应，即在每一块支撑板31上开设的第一安装槽310的数量等于吸能结构30所包含的连接板32的数量；第二安装槽321自连接板32的一侧边缘朝连接板32的内部延伸，并且每块连接板32上均开设有两个相互平行的第二安装槽321，在同一块连接板32上的两个第二安装槽321之间的距离等于在其对应安装位置上的两块支撑板31之间的距离；吸能结构30组装时，第二安装槽321的槽口先和与其相对应的第一安装槽310的槽口对齐，接着第二安装槽321伸入该第一安装槽310内，在此过程中第二安装槽321与第一安装槽310相互穿过，接着连接板32伸入第一安装槽310内，同时，支撑板31伸入第二安装槽321内，直至第二安装槽321的槽底与第一安装槽310的槽底抵接，完成定位，然后在支撑板31与连接板32的接合处进行点焊，进而增加支撑板31与连接板32的连接强度。此处，第二种连接方式与第一种连接方式相比较，第二种连接方式需要点焊的长度更短，支撑板31与连接板32连接的强度更大，并且连接的可靠性更好。当然，根据具体情况和需求，在本发明的其它实施例中，连接板32与支撑板31还可通过其它更优的方式交叉连接，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图1和图2，作为本发明提供的吸能结构的一种具体实施方式，上述吸能结构30还包括底板33，该底板33与连接板32平行，并且底板33与支撑板31厚度大的一端紧固连接。具体地，一对支撑板31厚度大的一端分别紧固连接在底板33的相对两侧的边缘上，使得整个吸能结构30更加稳定和牢固，并且提升了吸能结构30安装时的便利性。

请参阅图3和图4，本发明的实施例还提供了一种吸能装置1，包括安装座10、防撞板20以及上述吸能结构30，其中，防撞板20间隔设置在安装座10一侧，安装座10与支撑板31厚度大的一端紧固连接，防撞板20与支撑板31厚度小的一端紧固连接。优选地，防撞板20和安装座10的顶面与连接板32平行，并且对称中线300穿过防撞板20的中心，支撑板31通过底板33与安装座10紧固连接。使用时，吸能装置1通过安装座10安装在车辆的车架或电梯的底部等位置，当发生意外碰撞时，防撞板20先承受外部的冲击力，接着防撞板20将冲击力均匀地向支撑板31传递，一对支撑板31在冲击力的作用下，自其间距较小的一侧向其间距较大的一侧逐渐发生弯曲叠缩，通过支撑板31自身的塑性变形吸收该冲击力所产生的能量，从而最大限度地保护乘客的生命财产安全。

本发明提供的吸能装置1，与现有技术相比，有益效果在于：采用了安装座10、防撞板20与吸能结构30配合，通过吸能结构30中的一对支撑板31在受到碰撞时逐渐发生弯曲叠缩来吸收碰撞所产生的能量，并且在连接板32的牵引作用下，吸能装置1即使受到偏载，无需装配导向管等导向构件，就能实现自动纠偏功能，从而有效地解决了因吸能装置需要装配导向管以实现自动纠偏功能，导致吸能装量的重量大、安装占用空间大的技术问题，简化了吸能装置的结构，有利于吸能装置的轻量化。

进一步地，请参阅图4，作为本发明提供的吸能装置的一种具体实施方式，上述防撞板20和与其相邻的连接板32之间的距离小于相邻两块连接板32之间的距离。此处，防撞板20和与其相邻的连接板32之间的距离同样小于安装座10和与其相邻的连接板32之间的距离，安装座10和与其相邻的连接板32之间的距离与相邻两块连接板32之间的距离大致相等。如此，有利于在碰撞的初始阶段降低吸能装置1失稳的风险，进而提升了吸能装置1的稳定性和可靠性。

进一步地，请参阅图3和图4，作为本发明提供的吸能装置的一种具体实施方式，上述吸能装置1还包括壳体40，该壳体40包裹在吸能结构30的外周。具体地，吸能结构30容置在壳体40内，壳体40的相对两端分别与安装座10和防撞板20抵接或紧固连接，并且为了方便壳体40的安装，此处，壳体40由对称的两个壳分体41组合形成，壳分体41优选由厚度小于或等于10mm的高延展性金属材料制成。当发生碰撞时，壳体40被压缩产生叠缩变形，可将碰撞所产生的能量转化为壳体40的金属变形能，达到吸收能量的作用，并且吸能结构30可被密封在壳体40内，防止了外部环境腐蚀内部的吸能结构30，延长了吸能装置1的使用寿命。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本发明提供的吸能装置的一种具体实施方式，在上述壳体40上开设有定位槽400，同时，在上述连接板32的边缘上凸设有定位凸缘322，此处，定位凸缘322伸入定位槽400内形成定位。具体地，定位凸缘322可自连接板32的相对两侧的边缘凸出，也可自连接板32的四周边缘凸出，同时，在壳体40的与定位凸缘322对应的侧壁上开设有定位槽400，定位凸缘322与定位槽400一一对应，进而使壳体40从无规律叠缩变形转变为具有规律的可控变形，提高了壳体40与吸能结构30的连接强度，提升了吸能装置1的吸能效果。

进一步地，请参阅图3至图7，作为本发明提供的吸能装置的一种具体实施方式，在上述防撞板20的外侧面上凸设有防爬齿200。具体地，防撞板20的内侧面与支撑板31厚度小的一端紧固连接，防撞板20的外侧面凸设有若干防爬齿200，当发生碰撞时，安装在相撞的两辆车上的防爬齿200相互啮合，形成高度限位约束，有效地防止了车辆发生爬车现象，从而最大限度地保护了乘客的生命财产安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，且并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。