基于城市轨道交通的车辆碰撞吸能装置的制作方法

1.本发明涉及车辆碰撞技术领域，具体为基于城市轨道交通的车辆碰撞吸能装置。


背景技术：

2.吸能装置就是一种发生碰撞时用产生的动能变形来吸收碰撞时的冲击力，以减少对行人与驾乘的伤害的装置，一般汽车在前、后及车内采用能够吸收撞击能量的吸能装置，如吸能式保险杠、吸能式转向盘、高吸能的压扁区等吸能装置。吸能式保险杠主要作用是对车辆自身、行人起保护，能量吸收器可采用橡胶、油、泡沫、树脂等材料。吸能式方向盘有柔软的外表皮，在一定程度上可起缓冲作用，当发生撞车意外时，其骨架也容易变形，吸收冲击能量，保护驾驶人员；现有的车辆碰撞吸能装置，一般只具有吸能盒结构，吸能方式单一，碰撞吸能效果不明显。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供基于城市轨道交通的车辆碰撞吸能装置，通过传动吸能装置与多级碰撞吸能装置相互结合，利用传动吸能装置的自身吸能触发转柱转动，再进一步利用转柱上设置的若干阻尼套进行多级碰撞吸能，使得能量逐级递减，从而极大的提高了吸能效果。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于城市轨道交通的车辆碰撞吸能装置，包括：多级碰撞吸能装置和传动吸能装置，所述传动吸能装置工作时，可触发多级碰撞吸能装置运行；多级碰撞吸能装置两个支撑架，以及设置在两个所述支撑架之间可转动的转柱，所述转柱的外壁设置有若干阻尼套；每个所述阻尼套的外壁设置有安装件，每个所述安装件内部贯穿有传动杆，所述传动杆的长度大于阻尼套的长度；位于首端的所述支撑架侧壁连接有限位挡块组件，用于阻碍首个阻尼套的转动。
5.优选的，所述传动吸能装置包括两个传动筒组件以及设置在两个传动筒组件之间横向设置的防撞条；每个所述传动筒组件包括固定在所述侧壁上的安装套，所述安装套内部安装有可伸缩的活动柱，以及设置在所述活动柱内部的传动柱，所述传动柱外壁开设有限位槽，以及通过连接柱设置在活动柱侧壁上的限位块，且限位块可在限位槽内部限位滑动；还包括连接在传动柱端部的传动块，所述传动块的两侧连接有凸块，以及开设在安装套内壁的两个圆槽，两个所述圆槽之间连通有长条槽，所述凸块可在两个圆槽以及长条槽内部限位滑动；以及固定连接在转柱端部的花键柱，所述花键柱与传动柱之间花键连接。
6.优选的，所述花键柱端部连接有活塞板，所述活塞板可在传动柱内部伸缩运动，以及开设在所述活塞板中部的限流孔，当传动柱移动挤压时，所述限流孔用于将传动柱内部液体导入花键柱内部。
7.优选的，靠近安装套所在的两个支撑架之间横向连接有横条，所述横条与防撞条之间设置有若干吸能盒；每个所述吸能盒包括筒柱以及在其内部可伸缩移动的活塞柱，所
述筒柱端部与活塞柱的端部分别固定连接在横条与防撞条的相对面上；以及设置在所述筒柱内部的安装板，所述安装板上开设有若干通槽，以及设置在安装板上的若干挡板组件，且每个所述挡板组件与通槽一一对应，且挡板组件用于调节通槽的通量大小。
8.优选的，所述挡板组件包括设置在安装板上的安装槽，以及设置在所述安装槽上可滑动的遮挡板；还包括固定在安装槽上的安装条，所述安装条与遮挡板之间连接有拉簧，以及设置在筒柱外壁的安装环，所述安装环上设置有若干电磁铁，以及设置在所述遮挡板端部的磁体。
9.优选的，每个所述传动杆为弹性材料，且传动杆所在的端部设置有压敏传感器，每个所述压敏传感器与电磁铁一一对应。
10.优选的，远离横条端部的两个所述支撑架上分别设置有碰撞防护机构，每组所述碰撞防护机构包括两组连杆支架结构，以及设置在两个连杆支架结构之间的弹性板，位于首个连杆支架结构所在的弹性板与延伸架的侧壁固定连接，每组所述连杆支架结构包括若干安装框，相邻所述安装框均设置有安装轴，且每个所述安装框与安装轴之间通过转动环转动连接，以及设置在所述安装轴端部的连接件，所述连接件上固定连接有电动伸缩杆，且所述电动伸缩杆输出端分别安装有可转动的铰接杆，每个所述铰接杆远离电动伸缩杆的端部分别与对应安装框所在的拐角转动连接。
11.优选的，所述限位挡块组件包括开设在所述支撑架侧壁上的安装孔，以及设置在安装孔内部的接触开关以及可伸缩移动的限位柱，所述接触开关用于控制电动伸缩杆工作，所述限位柱与接触开关之间连接有压簧，所述限位柱一端设置有圆弧部，用于和首个传动杆端部接触。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、本发明通过支撑架侧壁连接有限位挡块组件，当转柱朝着靠近限位挡块组件方向转动时，位于首端阻尼套所在的传动杆首先与限位挡块组件发生碰撞并产生一个反弹作用力，接着第二个阻尼套所在的传动杆与首端传动杆的端部发生碰撞并发生反弹作用力，依次往复，进而使得车辆碰撞能量逐级递减，该过程，通过传动吸能装置与多级碰撞吸能装置相互结合，利用传动吸能装置的自身吸能触发转柱转动，再进一步利用转柱上设置的若干阻尼套进行多级碰撞吸能，使得能量逐级递减，从而极大的提高了吸能效果。
13.2、本发明通过设置的吸能盒，活塞柱为实心柱，且筒柱所在的安装板两侧均充满液体，当防撞条受到撞击时，筒柱会相对活塞柱发生移动，即活塞柱会挤压安装板一侧的液体使其进入安装板的另一侧，即将撞击产生的能量转化为液体的运动形式，进一步实现吸能目的。
14.3、作为本发明的另一种实施方式，当车辆遇到不同程度的撞击时，即带动转柱运转的程度不同，从而使得对应的阻尼套发生碰撞数量不同，即对应的压敏传感器开启数量不同，因此控制对应电磁铁通电的数量不同，进一步使得安装板整体的流通量变化，进而使得液体流通阻力变化，即当车辆发生不同程度的碰撞时，吸能盒可自适应调节自身的刚度，以充分发挥碰撞吸能盒的效能。
15.4、作为本发明的其他实施方式，当出现严重撞击时，即对应转柱的转动程度大，对应其上的若干传动杆均发生碰撞，并叠加作用在限位挡块组件上，由于限位柱端部位弧面设置，当若干传动杆叠加作用力达到极限值时，此时限位柱挤压压簧并发生内缩，此时接触
开关受压启动，从而控制连杆支架结构所在的若干电动伸缩杆同时伸长，进一步触发碰撞防护机构工作。
附图说明
16.图1为本发明的局部拆解立体结构示意图；图2为本发明的立体结构示意图；图3为图1的俯视结构示意图；图4为图1的传动筒组件放大结构示意图；图5为本发明的花键柱立体与传动块组装结构示意图；图6为图2的筒柱剖面结构示意图；图7为图6的挡板组件放大结构示意图；图8为图1的碰撞防护机构局部放大结构示意图；图9为图1的限位挡块组件拆解结构示意图；图10为图2的第二视角立体结构示意图；图11为图2的第三视角立体结构示意图。
17.图中：1、支撑架；2、阻尼套；3、传动杆；4、安装件；5、转柱；6、安装套；7、花键柱；8、传动块；10、限位槽；11、传动柱；12、延伸架；13、弹性板；14、安装框；15、铰接杆；16、电动伸缩杆；17、安装轴；18、转动环；19、连接件；20、横条；21、活动柱；22、限位块；23、防撞条；24、筒柱；25、电磁铁；26、安装环；27、活塞柱；28、限位柱；29、磁体；30、遮挡板；31、通槽；32、拉簧；33、安装槽；34、安装板；35、圆槽；36、长条槽；37、凸块；38、限流孔；39、活塞板；40、安装条；41、压簧；42、接触开关；43、安装孔。
具体实施方式
18.在本发明的描述中，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。下面结合附图详细介绍本发明各实施例。
19.实施例1请参阅图1至图11，本发明优选提供技术方案：基于城市轨道交通的车辆碰撞吸能装置，包括：多级碰撞吸能装置和传动吸能装置，传动吸能装置工作时，可触发多级碰撞吸能装置运行；多级碰撞吸能装置两个支撑架1，以及设置在两个支撑架1之间可转动的转柱5，转柱5的外壁设置有若干阻尼套2；每个阻尼套2的外壁设置有安装件4，每个安装件4内部贯穿有传动杆3，传动杆3的长度大于阻尼套2的长度；位于首端的支撑架1侧壁连接有限位挡块组件，用于阻碍首个阻尼套2的转动。
20.在本实施例中，可将该碰撞吸能装置安装在车辆的头部或者尾部，当车辆发生意外碰撞时，如图1所示，首先传动吸能装置受到撞击后，第一时间进行吸能缓冲掉部分撞击能量，之后由于传动吸能装置的结构特性，剩余的撞击能量可进一步作用，根据撞击的程度强弱，可带动转柱5发生不同程度的转动，由于转柱5的外壁设置有若干阻尼套2，配合传动
杆3的长度大于阻尼套2的长度，且传动杆3优选为弹性柱，如图1、3和9所示，由于支撑架1侧壁连接有限位挡块组件，当转柱5朝着靠近限位挡块组件方向转动时，位于首端阻尼套2所在的传动杆3首先与限位挡块组件发生碰撞并产生一个反弹作用力，接着第二个阻尼套2所在的传动杆3与首端传动杆3的端部发生碰撞并发生反弹作用力，依次往复，进而使得车辆碰撞能量逐级递减，该过程，通过传动吸能装置与多级碰撞吸能装置相互结合，利用传动吸能装置的自身吸能触发转柱5转动，再进一步利用转柱5上设置的若干阻尼套2进行多级碰撞吸能，使得能量逐级递减，从而极大的提高了吸能效果。
21.进一步地，传动吸能装置包括两个传动筒组件以及设置在两个传动筒组件之间横向设置的防撞条23；每个传动筒组件包括固定在支撑架1侧壁上的安装套6，安装套6内部安装有可伸缩的活动柱21，以及设置在活动柱21内部的传动柱11，传动柱11外壁开设有限位槽10，以及通过连接柱设置在活动柱21侧壁上的限位块22，且限位块22可在限位槽10内部限位滑动；还包括连接在传动柱11端部的传动块8，传动块8的两侧连接有凸块37，以及开设在安装套6内壁的两个圆槽35，两个圆槽35之间连通有长条槽36，凸块37可在两个圆槽35以及长条槽36内部限位滑动；以及固定连接在转柱5端部的花键柱7，花键柱7与传动柱11之间花键连接。
22.通过传动吸能装置的结构设置，如图1、2、3和4所示，当防撞条23受到撞击时，首先会带动两侧的传动筒组件工作，即活动柱21在安装套6内部向靠近支撑架1的方向运动，一方面，由于开设在安装套6内壁的两个圆槽35，且两个圆槽35之间连通有长条槽36，另一方面，限位块22可在传动柱11所开设的限位槽10内部限位滑动，当活动柱21带动传动柱11向靠近转柱5的方向移动时，首先传动块8所在的凸块37可在长条槽36上水平滑动，此时为初步吸能状态， 之后当凸块37移动至圆槽35内部时，在圆槽35的圆形限位作用下，此时传动块8不再继续向前移动，在限位块22与限位槽10的限位作用下，可进一步带动传动块8发生转动，在花键柱7的连接作用下，可进一步带动转柱5发生转动，进而实现逐级吸能过程。
23.进一步地，花键柱7端部连接有活塞板39，活塞板39可在传动柱11内部伸缩运动，以及开设在活塞板39中部的限流孔38，当传动柱11移动挤压时，限流孔38用于将传动柱11内部液体导入花键柱7内部。
24.如图4和5，该花键柱7为空心柱结构，并由于其端部连接有活塞板39，且活塞板39可在传动柱11内部伸缩运动，通常，活塞板39与传动柱11的内壁密封接触，具体的密封结构可以采用任何适当的已有密封结构，以及开设在活塞板39中部的限流孔38，当活塞板39端部与传动柱11所在的空腔分布满液体或气体时，优选为液体，即当传动柱11向转柱5的方向移动时，液体在传动柱11的挤压作用下，由活塞板39所在的限流孔38进入花键柱7内部，将撞击产生的能量转化为液体的运动形式，从而进行吸能目的。
25.实施例2作为本发明的另一种实施方式，靠近安装套6所在的两个支撑架1之间横向连接有横条20，横条20与防撞条23之间设置有若干吸能盒；每个吸能盒包括筒柱24以及在其内部可伸缩移动的活塞柱27，筒柱24端部与活塞柱27的端部分别固定连接在横条20与防撞条23的相对面上；以及设置在筒柱24内部的安装板34，安装板34上开设有若干通槽31，以及设置在安装板34上的若干挡板组件，且每个挡板组件与通槽31一一对应，且挡板组件用于调节通槽31的通量大小。
26.在本实施例中，通过设置的吸能盒，如图1、6和7所示，活塞柱27为实心柱，且筒柱24所在的安装板34两侧均充满液体，当防撞条23受到撞击时，筒柱24会相对活塞柱27发生移动，即活塞柱27会挤压安装板34一侧的液体使其进入安装板34的另一侧，即将撞击产生的能量转化为液体的运动形式，进一步实现吸能目的。
27.进一步地，挡板组件包括设置在安装板34上的安装槽33，以及设置在安装槽33上可滑动的遮挡板30；还包括固定在安装槽33上的安装条40，安装条40与遮挡板30之间连接有拉簧32，以及设置在筒柱24外壁的安装环26，安装环26上设置有若干电磁铁25，以及设置在遮挡板30端部的磁体29。
28.通过挡板组件的进一步设置，如图6和7所示，当遮挡板30位于通槽31的不同位置时，即可对通槽31进行遮挡，从而实现对安装板34整体的流通量进行调节，从而适应不同的撞击强度。
29.进一步地，每个传动杆3为弹性材料，且传动杆3所在的端部设置有压敏传感器，每个压敏传感器与电磁铁25一一对应。
30.如图1和2所示，当阻尼套2转动并带动传动杆3运动时，此时由于传动杆3为弹性材料，即二者之间发生碰撞后，由于弹力会产生反作用力，使得二者之间缓冲吸能并逐级递减，同时，由于压敏传感器的作用，当车辆遇到不同程度的撞击时，即带动转柱5运转的程度不同，从而使得对应的阻尼套2发生碰撞数量不同，即对应的压敏传感器开启数量不同，当撞击程度较大时，转柱5的偏转程度较大，对应阻尼套2所在的传动杆3发生碰撞数量增多，即对应压敏传感器的启动数量增大，因此控制对应电磁铁25通电的数量增多，当对应电磁铁25通电，即可产生磁性，结合图6和图7，在此时对应位置的电磁铁25与拉簧32之间会产出磁性排斥，进一步使得遮挡板30在安装槽33上滑动并逐渐遮挡通槽31，此时拉簧32处于拉伸状态，此时使得安装板34整体的流通量减少，使得液体流通阻力增大，同理，当碰撞较小时，安装板34的整体流通量增大，液体流通阻力较小，该过程，当车辆发生不同程度的碰撞时，吸能盒可自适应调节自身的刚度，以充分发挥碰撞吸能盒的效能。
31.实施例3作为本发明的其他实施方式，远离横条20端部的两个支撑架1上分别设置有碰撞防护机构，每组碰撞防护机构包括两组连杆支架结构，以及设置在两个连杆支架结构之间的弹性板13，位于首个连杆支架结构所在的弹性板13与延伸架12的侧壁固定连接；每组连杆支架结构包括若干安装框14，相邻安装框14均设置有安装轴17，且每个安装框14与安装轴17之间通过转动环18转动连接，以及设置在安装轴17端部的连接件19，连接件19上固定连接有电动伸缩杆16，且电动伸缩杆16输出端分别安装有可转动的铰接杆15，每个铰接杆15远离电动伸缩杆16的端部分别与对应安装框14所在的拐角转动连接。
32.在本实施例中，通过设置的碰撞防护机构，如图1和8所示，一方面，由于相邻两个安装框14之间通过安装轴17转动连接，且位于首个的弹性板13与延伸架12的侧壁固定连接，当出现严重撞击时，连杆支架结构所在的若干电动伸缩杆16同时伸长，在铰接杆15的连接作用下，伸长后的电动伸缩杆16，可带动相邻间的铰接杆15聚拢，并进一步带动相邻间的安装框14发生偏转，从而使得连杆支架结构整体由直线状态逐渐向内弯曲，并使得弹性板13的一面朝外，此时弹性板13的材料设置，对于车体来说，形成一个弧形的防撞护栏，从而有效降低了撞击对车乘人员造成的后续影响。
33.进一步地，限位挡块组件包括开设在支撑架1侧壁上的安装孔43，以及设置在安装孔43内部的接触开关42以及可伸缩移动的限位柱28，接触开关42用于控制电动伸缩杆16工作，限位柱28与接触开关42之间连接有压簧41，限位柱28一端设置有圆弧部，用于和首个传动杆3端部接触。
34.如图1、3和9所示，当出现严重撞击时，即对应转柱5的转动程度大，对应其上的若干传动杆3均发生碰撞，并叠加作用在限位挡块组件上，由于限位柱28端部位弧面设置，当若干传动杆3叠加作用力达到极限值时，此时限位柱28挤压压簧41并发生内缩，此时接触开关42受压启动，从而控制连杆支架结构所在的若干电动伸缩杆16同时伸长，进一步触发碰撞防护机构工作。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。其中，可拆卸安装的方式有多种，例如，可以通过插接与卡扣相配合的方式，又例如，通过螺栓连接的方式等。
36.以上结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
37.上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。