一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构的制作方法

1.本发明属于小型汽车纵梁技术领域，具体是指一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，电动车已经不能满足人们的部分出行场景，特别是对于老年人，结构稳定、安全性高的小型四轮全封闭式汽车成为更好的选择；受到成本和空间限制，目前的小型四轮汽车普遍安全性不足，安全性一方面体现在车身的刚性上，另一方面体现在吸收冲击的能力上。


技术实现要素：

3.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构；纵梁的刚性和韧性一直是一个相互矛盾的属性，刚性能够提供更好的支撑性，使得车辆行驶更加平稳，并且在受到撞击时能够保持车身形状、给乘客留出生存空间；而韧性能够提高车辆的舒适度，并且在撞击时能够依靠自身的小幅度形变吸收冲击，避免车身断裂的风险。
4.从应力集中的分布角度和作用力臂的长度角度分析，最容易折弯的地方是侧梁底平直部和侧梁垂直部的折弯处，此处由于要设置车门，因此无法设置三角筋加强，为了克服车辆纵梁既需要刚性又需要韧性的技术矛盾，本发明创造性地提出了抗冲击模块化吸能机构，粘性流体的流动阻力会随着流动速度的增大的而增大，能够实现在正常行驶时保持纵梁韧性、在高速撞击时提高纵梁强度的技术目的。
5.本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构，包括抗冲击模块化吸能机构、铰接式伸缩吸能机构、组合式主梁组件和横向加固组件，所述抗冲击模块化吸能机构设于铰接式伸缩吸能机构之间，抗冲击模块化吸能机构在受到瞬间强烈冲击时，一方面能够通过瞬间增大的回缩阻力保持组合式主梁组件的结构刚性，另一方面还能通过自身仍然允许回缩的特点，吸收大量的动能，从而减小组合式主梁组件的形变量，对乘客进行保护，所述铰接式伸缩吸能机构设于组合式主梁组件中，铰接式伸缩吸能机构和抗冲击模块化吸能机构配合使用，能够实现吸收瞬间强大的冲击力、减小车架的形变量、扩大乘客生存空间的技术目的，所述横向加固组件设于组合式主梁组件之间。
6.进一步地，所述抗冲击模块化吸能机构包括伸缩导向组件和抗冲击伸缩组件，所述伸缩导向组件和抗冲击伸缩组件分别设于铰接式伸缩吸能机构上，所述抗冲击伸缩组件卡合滑动设于伸缩导向组件中。
7.作为优选地，所述伸缩导向组件包括模块化吸能盒、粘性流体和底部导向套筒，所述模块化吸能盒设于铰接式伸缩吸能机构上，所述模块化吸能盒的一端设有顶部导向台阶，所述顶部导向台阶上设有顶部导向孔，所述模块化吸能盒的另一端设有吸能盒底部连接台，所述底部导向套筒设于模块化吸能盒中，所述底部导向套筒位于模块化吸能盒的底
部。
8.作为本发明的进一步优选，所述模块化吸能盒中充满粘性流体，粘性流体的流动阻力大，并且粘性流体的流动阻力会随着流动速度的增大而增大，能够实现在正常行驶时保持纵梁韧性、在高速撞击时提高纵梁强度的技术目的。
9.作为本发明的进一步优选，所述抗冲击伸缩组件包括伸缩吸能主轴和中空式冲击盘，所述伸缩吸能主轴卡合滑动设于顶部导向孔和底部导向套筒中，通过伸缩吸能主轴和伸缩导向组件的相对滑动，能够允许铰接式伸缩吸能机构进行小幅度的伸缩，所述中空式冲击盘设于铰接式伸缩吸能机构上，所述中空式冲击盘的一端设有吸能轴连接台，所述中空式冲击盘上设有冲击盘中心圆孔，所述中空式冲击盘通过冲击盘中心圆孔卡合设于伸缩吸能主轴上，所述中空式冲击盘阵列设有若干组，所述中空式冲击盘上还环形均布设有冲击盘偏心圆孔，伸缩吸能主轴缓慢伸缩时，通过中空式冲击盘和模块化吸能盒之间的间隙，以及冲击盘偏心圆孔，能够允许粘性流体缓慢流动，当伸缩吸能主轴高速伸缩时，粘性流体的流动阻力会瞬间增大，从而提高车身的刚性。
10.进一步地，所述铰接式伸缩吸能机构包括横置铰接轴和伸缩铰接组件，所述横置铰接轴设于组合式主梁组件上，所述伸缩铰接组件转动设有横置铰接轴上，铰接式伸缩吸能机构和抗冲击模块化吸能机构共同组成斜置的支撑组件，一方面能够通过三角形结构稳定车身，另一方面能够在撞击时为直角折弯处分摊压力，降低应力集中和形变量。
11.作为优选地，所述伸缩铰接组件包括铰接件、连杆一和连杆二，所述铰接件转动设于横置铰接轴上，所述连杆一和连杆二分别设于铰接件上，所述连杆一和吸能盒底部连接台可拆卸连接，所述连杆二和吸能轴连接台可拆卸连接。
12.进一步地，所述组合式主梁组件包括侧面纵梁和端部纵梁，所述侧面纵梁上设有侧梁底平直部、侧梁顶平直部、侧梁垂直部和侧梁倾斜部，所述横置铰接轴估计诶与偶侧梁底平直部和侧梁顶平直部的内侧。
13.作为优选地，所述侧面纵梁在侧梁底平直部的一端还设有侧梁开口，所述端部纵梁的一端卡合设于侧梁开口中，所述端部纵梁的另一端卡合设有侧梁倾斜部的端部，侧面纵梁和端部纵梁相互组合的方式，能够最大程度地避免连接处的横向剪切力，使撞击冲击力能够被均匀的分摊，优化车身的承力形式。
14.进一步地，所述横向加固组件包括方框式加固件和斜置加强筋，所述方框式加固件卡合设于侧面纵梁之间，所述斜置加强筋交叉设于方框式加固件中。
15.作为优选地，所述横向加固组件分别设于侧梁底平直部和侧梁顶平直部处。
16.采用上述结构本发明取得的有益效果如下：（1）粘性流体的流动阻力会随着流动速度的增大的而增大，能够实现在正常行驶时保持纵梁韧性、在高速撞击时提高纵梁强度的技术目的；（2）抗冲击模块化吸能机构在受到瞬间强烈冲击时，一方面能够通过瞬间增大的回缩阻力保持组合式主梁组件的结构刚性，另一方面还能通过自身仍然允许回缩的特点，吸收大量的动能，从而减小组合式主梁组件的形变量，对乘客进行保护；（3）铰接式伸缩吸能机构和抗冲击模块化吸能机构配合使用，能够实现吸收瞬间强大的冲击力、减小车架的形变量、扩大乘客生存空间的技术目的；（4）通过伸缩吸能主轴和伸缩导向组件的相对滑动，能够允许铰接式伸缩吸能机
构进行小幅度的伸缩；（5）伸缩吸能主轴缓慢伸缩时，通过中空式冲击盘和模块化吸能盒之间的间隙，以及冲击盘偏心圆孔，能够允许粘性流体缓慢流动，当伸缩吸能主轴高速伸缩时，粘性流体的流动阻力会瞬间增大，从而提高车身的刚性；（6）铰接式伸缩吸能机构和抗冲击模块化吸能机构共同组成斜置的支撑组件，一方面能够通过三角形结构稳定车身，另一方面能够在撞击时为直角折弯处分摊压力，降低应力集中和形变量；（7）侧面纵梁和端部纵梁相互组合的方式，能够最大程度地避免连接处的横向剪切力，使撞击冲击力能够被均匀的分摊，优化车身的承力形式。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构的立体图；图2为本发明提出的一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构的主视图；图3为本发明提出的一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构的左视图；图4为本发明提出的一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构的俯视图；图5为图3中沿着剖切线a-a的剖视图；图6为本发明提出的一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构的抗冲击模块化吸能机构的结构示意图；图7为本发明提出的一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构的铰接式伸缩吸能机构的结构示意图；图8为本发明提出的一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构的组合式主梁组的结构示意图；图9为本发明提出的一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构的横向加固组件的结构示意图；图10为图5中ⅰ处的局部放大图；图11为图5中ⅱ处的局部放大图。
18.其中，1、抗冲击模块化吸能机构，2、铰接式伸缩吸能机构，3、组合式主梁组件，4、横向加固组件，5、伸缩导向组件，6、抗冲击伸缩组件，7、模块化吸能盒，8、粘性流体，9、底部导向套筒，10、伸缩吸能主轴，11、中空式冲击盘，12、顶部导向台阶，13、顶部导向孔，14、吸能盒底部连接台，15、吸能轴连接台，16、冲击盘中心圆孔，17、冲击盘偏心圆孔，18、横置铰接轴，19、伸缩铰接组件，20、铰接件，21、连杆一，22、连杆二，23、侧面纵梁，24、端部纵梁，25、侧梁底平直部，26、侧梁顶平直部，27、侧梁垂直部，28、侧梁倾斜部，29、侧梁开口，30、方框式加固件，31、斜置加强筋。
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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。
22.如图1~图11所示，本发明提出了一种基于缓冲吸能的新型纵梁结构，包括抗冲击模块化吸能机构1、铰接式伸缩吸能机构2、组合式主梁组件3和横向加固组件4，抗冲击模块化吸能机构1设于铰接式伸缩吸能机构2之间，抗冲击模块化吸能机构1在受到瞬间强烈冲击时，一方面能够通过瞬间增大的回缩阻力保持组合式主梁组件3的结构刚性，另一方面还能通过自身仍然允许回缩的特点，吸收大量的动能，从而减小组合式主梁组件3的形变量，对乘客进行保护，铰接式伸缩吸能机构2设于组合式主梁组件3中，铰接式伸缩吸能机构2和抗冲击模块化吸能机构1配合使用，能够实现吸收瞬间强大的冲击力、减小车架的形变量、扩大乘客生存空间的技术目的，横向加固组件4设于组合式主梁组件3之间。
23.横向加固组件4包括方框式加固件30和斜置加强筋31，方框式加固件30卡合设于侧面纵梁23之间，斜置加强筋31交叉设于方框式加固件30中。
24.横向加固组件4分别设于侧梁底平直部25和侧梁顶平直部26处。
25.抗冲击模块化吸能机构1包括伸缩导向组件5和抗冲击伸缩组件6，伸缩导向组件5和抗冲击伸缩组件6分别设于铰接式伸缩吸能机构2上，抗冲击伸缩组件6卡合滑动设于伸缩导向组件5中。
26.伸缩导向组件5包括模块化吸能盒7、粘性流体8和底部导向套筒9，模块化吸能盒7设于铰接式伸缩吸能机构2上，模块化吸能盒7的一端设有顶部导向台阶12，顶部导向台阶12上设有顶部导向孔13，模块化吸能盒7的另一端设有吸能盒底部连接台14，底部导向套筒9设于模块化吸能盒7中，底部导向套筒9位于模块化吸能盒7的底部。
27.模块化吸能盒7中充满粘性流体8，粘性流体8的流动阻力大，并且粘性流体8的流动阻力会随着流动速度的增大而增大，能够实现在正常行驶时保持纵梁韧性、在高速撞击时提高纵梁强度的技术目的。
28.抗冲击伸缩组件6包括伸缩吸能主轴10和中空式冲击盘11，伸缩吸能主轴10卡合滑动设于顶部导向孔13和底部导向套筒9中，通过伸缩吸能主轴10和伸缩导向组件5的相对滑动，能够允许铰接式伸缩吸能机构2进行小幅度的伸缩，中空式冲击盘11设于铰接式伸缩吸能机构2上，中空式冲击盘11的一端设有吸能轴连接台15，中空式冲击盘11上设有冲击盘中心圆孔16，中空式冲击盘11通过冲击盘中心圆孔16卡合设于伸缩吸能主轴10上，中空式冲击盘11阵列设有若干组，中空式冲击盘11上还环形均布设有冲击盘偏心圆孔17，伸缩吸能主轴10缓慢伸缩时，通过中空式冲击盘11和模块化吸能盒7之间的间隙，以及冲击盘偏心圆孔17，能够允许粘性流体8缓慢流动，当伸缩吸能主轴10高速伸缩时，粘性流体8的流动阻力会瞬间增大，从而提高车身的刚性。
29.铰接式伸缩吸能机构2包括横置铰接轴18和伸缩铰接组件19，横置铰接轴18设于组合式主梁组件3上，伸缩铰接组件19转动设有横置铰接轴18上，铰接式伸缩吸能机构2和抗冲击模块化吸能机构1共同组成斜置的支撑组件，一方面能够通过三角形结构稳定车身，
另一方面能够在撞击时为直角折弯处分摊压力，降低应力集中和形变量。
30.伸缩铰接组件19包括铰接件20、连杆一21和连杆二22，铰接件20转动设于横置铰接轴18上，连杆一21和连杆二22分别设于铰接件20上，连杆一21和吸能盒底部连接台14可拆卸连接，连杆二22和吸能轴连接台15可拆卸连接。
31.组合式主梁组件3包括侧面纵梁23和端部纵梁24，侧面纵梁23上设有侧梁底平直部25、侧梁顶平直部26、侧梁垂直部27和侧梁倾斜部28，横置铰接轴18估计诶与偶侧梁底平直部25和侧梁顶平直部26的内侧。
32.侧面纵梁23在侧梁底平直部25的一端还设有侧梁开口29，端部纵梁24的一端卡合设于侧梁开口29中，端部纵梁24的另一端卡合设有侧梁倾斜部28的端部，侧面纵梁23和端部纵梁24相互组合的方式，能够最大程度地避免连接处的横向剪切力，使撞击冲击力能够被均匀的分摊，优化车身的承力形式。
33.具体使用时，首先用户需要按照图示形式将抗冲击模块化吸能机构1安装完成；在平时使用的过程中，由于侧面纵梁23的形变和回弹速度都较慢，粘性流体8的流动阻力小，因此不会影响纵梁本身的韧性（弹性形变）；当发生高速撞击时，冲击力是瞬间且巨大的，此时侧梁底平直部25和侧梁垂直部27连接的折弯处会率先形变，此时抗冲击模块化吸能机构1会快速回缩，由于中空式冲击盘11能够在粘性流体8中快速滑动，且具有极大的阻力，因此抗冲击模块化吸能机构1能够通过自身的收缩吸收一部分冲击和动能，从而减小侧面纵梁23的形变量，增大乘客的生存空间；由于抗冲击模块化吸能机构1是模块化设置的，因此粘性流体8和中空式冲击盘11都可以进行单独的更换个维修。
34.以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。
35.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
37.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。