一种变载吸能器及防护座椅的制作方法

本发明涉及抗坠毁技术领域，具体而言，涉及一种变载吸能器及防护座椅。

背景技术：

抗坠毁座椅是直升机设计的重要组成部分，它是提高乘员生存率的重要装置，座椅的抗坠毁特性直接决定机上乘员的存活率。抗坠毁座椅的核心部件是吸能器，它在直升机发生坠机事故时限制从机身传到乘员的载荷，以降低乘员在坠撞可生存事故下的伤亡率。吸能器的性能直接决定了座椅的抗坠毁性能。

目前大部分直升机座椅使用的是一种近似恒定载荷-位移特性的固定载荷吸能器。为了在座椅乘员重量范围内发挥最大的效能，这个恒定的载荷是按座椅乘员的平均重量设计的。这就意味着较轻的乘员比较重的乘员承受更大的加速度量值，但较重的乘员却有更大的位移(行程)。因此，较轻的乘员承担脊柱损伤的风险，较重的乘员虽然承受的加速度较小但却承担位移过大“冲到底”的风险，同样可能造成脊柱损伤的危险。因此，为不同体重的乘员均提供较佳保护，是具有重要意义的。但现有的载荷吸能器不能够较好地满足不同重量的乘员的防护需求。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种变载吸能器，其能够在面对不同的载荷时均具有较好的吸能、防护效果。

本发明的另一目的在于提供一种防护座椅，其能够较好地满足不同重量的乘员的防护需求。

本发明的实施例是这样实现的：

一种变载吸能器，其包括：

吸能件，吸能件的一侧表面设置有沿第一预设方向延伸的第一切削槽和第二切削槽，第一切削槽与第二切削槽均具有用于被切削的端面；

切削组件，切削组件包括套设于吸能件的保持架，保持架上设置有第一刀头、第二刀头以及调节块，第一刀头固定于保持架并与第一切削槽配合，第一刀头的刃口朝向第一切削槽的端面；第二刀头通过复位组件与保持架连接，第二刀头可在复位组件的驱动下从工作位置移动到非工作位置，其中，第二刀头处于工作位置时，第二刀头与第二切削槽配合，第二刀头的刃口朝向第二切削槽的端面；当第二刀头处于非工作位置时，第二刀头位于第二切削槽之外；保持架上设置有调节块安装孔，调节块可滑动地设置于调节块安装孔中，调节块沿调节块安装孔的深度方向滑动时，可选择性地将第二刀头从非工作位置推向工作位置；以及

连接于调节块的调节组件，调节组件用于调节调节块在调节块安装孔中的位置。

在本发明的一种实施例中，保持架的内侧间隔设置有沿第一预设方向延伸的第一凹槽和第二凹槽，第一刀头固定连接于第一凹槽，第二刀头活动连接于第二凹槽内，当第二刀头处于非工作位置时，第二刀头贴合第二凹槽的底部，第二刀头未伸入第二切削槽内；

调节块安装孔沿第一凹槽和第二凹槽的间隔方向延伸，调节块安装孔与第二凹槽底部连通，调节块在沿调节块安装孔滑动时可选择性地将第二刀头推至第二切削槽内。

在本发明的一种实施例中，调节块的一端具有用于推动第二刀头的导向斜面。

在本发明的一种实施例中，复位组件包括连接件和弹性件，保持架上设置有连接件安装孔，连接件安装孔贯穿保持架的内外两侧，连接件的一端从连接件安装孔伸入至保持架内侧并与第二刀头连接，连接件的另一端通过弹性件与保持架连接，弹性件用于向连接件提供朝向保持架外侧的力。

在本发明的一种实施例中，切削组件上还设置有第三刀头，吸能件上还设置有沿第一预设方向延伸的第三切削槽，第三切削槽在吸能件上位于第二切削槽的同侧并与第二切削槽间隔设置，第三切削槽具有用于被切削的端面；第三刀头通过复位组件与保持架连接，第三刀头可在复位组件的驱动下从工作位置移动到非工作位置，其中，第三刀头处于工作位置时，第三刀头与第三切削槽配合，第三刀头的刃口朝向第三切削槽的端面；当第三刀头处于非工作位置时，第三刀头位于第三切削槽之外；

调节块沿调节块安装孔的深度方向滑动时，可选择性地将第三刀头从非工作位置推向工作位置。

在本发明的一种实施例中，吸能件另一侧表面设置也设置有第一切削槽和第二切削槽，保持架上对应设置有两个第一刀头和两个第二刀头。

在本发明的一种实施例中，保持架通过剪切件与吸能件连接，剪切件用于限制保持架相对于吸能件沿第一预设方向滑动。

在本发明的一种实施例中，调节组件包括：

档位块，档位块上设置有滑动卡槽，滑动卡槽内设置有第一插孔和第二插孔；

滑动连接于滑动卡槽的拔销滑块，拔销滑块与调节块通过绳索组件连接以通过绳索组件调整调节块在调节块安装孔中的位置；以及

滑动连接于拔销滑块的拔销，拔销被配置为能够部分地插入第一插孔和第二插孔中；

其中，当拔销滑块对应第一插孔的位置时，调节块不能够推动第二刀头至工作位置；当拔销滑块对应第二插孔的位置时，调节块能够推动第二刀头至工作位置。

在本发明的一种实施例中，变载吸能器还包括滑动连接于吸能件的滑动接头，滑动接头能够相对于吸能件在第一预设方向上滑动。

一种防护座椅，其包括座椅主体以及上述的变载吸能器，座椅主体连接于保持架。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例的变载吸能器包括吸能件、切削组件以及调节组件。切削组件用于承担沿第一预设方向的载荷。吸能件的一侧表面设置有沿第一预设方向延伸的第一切削槽和第二切削槽，第一切削槽与第二切削槽均具有用于被切削的端面。保持架上的第一刀头、第二刀头用于分别与第一切削槽和第二切削槽配合。第一刀头能够在切削组件向第一预设方向滑落时，切削吸能件的第一切削槽的端面，从而达到吸收切削组件沿第一预设方向坠落的能量。第二刀头可选择性地被调节块推至第二切削槽，使得其能够在切削组件滑动沿第一预设方向滑动时切削第二切割槽的端面，以吸收坠落的能量。由于调节块是可受调节组件控制而选择性地推动第二刀头，所以第二刀头可以在工作位置和非工作位置之间切换。因此该变载吸能器吸收载荷的能力是可以调节的，可以更好地满足不同载荷的吸收。

本发明实施例的防护座椅包括了上述的变载吸能器以及座椅本体，座椅本体连接于切削组件的保持架，因此可以更好地满足不同体重的乘员对坠落的防护需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例中变载吸能器的结构示意图；

图2是本发明实施例中吸能件结构示意图；

图3是本发明实施例中切削组件结构示意图；

图4是本发明实施例中保持架结构示意图；

图5是本发明实施例中刀头结构示意图；

图6是本发明实施例中调节块结构示意图；

图7是本发明实施例中调节组件结构示意图；

图8是本发明实施例中调节组件剖视图；

图9是本发明实施例中档位块结构示意图；

图10是本发明实施例中拔销组件结构示意图；

图11是本发明实施例中变载吸能器工作示意图；

图12为本发明实施例中防护座椅400的结构示意图。。

图标：100-变载吸能器；101-吸能件；102-剪切件；103-固定件；104-滑动接头；105-滑动膜；106-六角头螺钉；107-紧定螺钉；200-切削组件；201-保持架；202-刀头螺钉；203-压缩弹簧；204a-第一刀头；204b-第二刀头；204c-第三刀头；205-调节块；300-调节组件；301-档位块；302-挡板；303-一字头螺钉；320-拔销组件；321-拔销滑块；322-上端头；323-拔销；324-拉环；325-弹簧；400-绳索组件；101a-第一切削槽；101b-第二切削槽；101c-第三切削槽；1021-第一剪切件安装孔；1031-固定件安装孔；201a-第一凹槽；201b-第二凹槽；201c-第三凹槽；2011-调节块安装孔；2012-第二剪切件安装孔；2013-连接件安装孔；2014-双耳接头；2041-连接螺纹孔；2042-刀头前刀面；2051-第一安装槽；2052-导向斜面；3011-滑动卡槽；3012-插孔；3013-端头安装孔；3014-一字头螺钉安装孔；3212-第二安装槽；326-六方形凸台；400-防护座椅；410-座椅本体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例的变载吸能器100包括吸能件101、切削组件200、调节组件300、绳索组件400、剪切件102、固定件103以及滑动接头104组成。

吸能件101为条状的矩形筒结构，吸能件101的一侧具有间隔排列的第一切削槽101a、第二切削槽101b以及第三切削槽101c。第一切削槽101a、第二切削槽101b以及第三切削槽101c均沿第一预设方向(即图中所示方向a)延伸。三个切削槽是从吸能件101的一端开始，沿第一预设方向，向吸能件101的中部延伸。第一切削槽101a、第二切削槽101b以及第三切削槽101c在第一预设方向的前端均具有端面，端面与第一预设方向呈45°夹角，这样的端面形成类似倒角的结构，以减小切削初始阶段的切削力尖峰载荷。此外，吸能件101上还设置有固定剪切件102的第一剪切件安装孔1021及与固定件103连接的固定件安装孔1031。三个切削槽的端面用于被切削组件200的刀头切削。在本实施例中，矩形的吸能件101相对的两侧均具有第一切削槽101a、第二切削槽101b以及第三切削槽101c，并且位于同一侧的三个切削槽与另一侧的三个切削槽对称设置。在本实施例中，第一切削槽101a最深，第二切削槽101b和第三切削槽101c相对于第一切削槽101a较浅。当然，在本发明的其他实施例中，也可以只设置第一切削槽和第二切削槽，也可以设置更多的切削槽，如此，承担载荷的档位会相应的减少或者增多，以适应不同的载荷。

切削组件200通过剪切件102与吸能件101相连，剪切件102用于限制保持架201相对于吸能件101沿第一预设方向滑动。只有当沿第一预设方向施加于保持架201的载荷超过预设值，使得剪切件102被破坏后，切削组件200才开始切削吸能件101达到吸收载荷的目的。固定件103通过六角头螺钉106及螺母连接在吸能件101上下两端，固定件103上设置有与机舱侧壁相连的孔位，吸能件101随固定件103一起组成变载吸能器100的固定部分。滑动接头104上设置有用于与座椅相连的双耳，在吸能的过程中可增加切削组件200在切削过程中滑动的稳定性。滑动膜105安装在吸能件101与滑动接头104之间，通过紧定螺钉107固定，滑动接头104在吸能的过程中起导向作用。调节组件300安装在座椅上，通过绳索组件400与切削组件200相连。

如图2～图6所示，切削组件200包括保持架201、刀头螺钉202、压缩弹簧203、刀头以及调节块205。保持架201套设于吸能件101的一端，保持架201内侧设有凹槽、调节块安装孔2011、第二剪切件安装孔2012、连接件安装孔2013、双耳接头2014；刀头为硬质合金刀具，其上设有连接螺纹孔2041，刀头前刀面2042；调节块205上设有供绳索组件400球头安装的第一安装槽2051，以及导向斜面2052，以利于调节块205将刀头顶起。

在本实施例中，刀头分为第一刀头204a、第二刀头204b以及第三刀头204c。凹槽包括两个第一凹槽201a、两个第二凹槽201b以及两个第三凹槽201c，分别用于安装第一刀头204a、第二刀头204b以及第三刀头204c。第二刀头204b和第三刀头204c分别通过复位组件与保持架201连接，第二刀头204b和第三刀头204c可以在复位组件的作用下，从工作位置移动到非工作位置。其中，当第二刀头204b和第三刀头204c处于工作位置时，二者分别与第二切削槽101b和第三切削槽101c配合，二者的刃口朝向第二切削槽101b和第三切削槽101c的端面；当第二刀头204b和第三刀头204c处于非工作位置时，二者位于第二切削槽101b和第三切削槽101c之外；调节块205可滑动地设置于调节块安装孔2011中，调节块205沿调节块安装孔2011的深度方向滑动时，可选择性地将第二刀头204b和第三刀头204c从非工作位置推向工作位置。

在本实施例中，复位组件包括连接件和弹性件，保持架201上设置有连接件安装孔2013，连接件安装孔2013贯穿保持架201的内外两侧，连接件的一端从连接件安装孔2013伸入至保持架201内侧并与第二刀头204b连接，连接件的另一端通过弹性件与保持架201连接，弹性件用于向连接件提供朝向保持架201外侧的力。在本实施例中，连接件也可选用刀头螺钉202，其穿过连接件安装孔2013后与刀头螺纹连接，弹性件可以选用压缩弹簧203。同理，第三刀头204c也以相同的方式通过复位组件连接于第三凹槽201c处。

在本实施例中，调节块205安装在调节块安装孔2011中，绳索组件400的球头镶嵌在调节块205的第一安装槽2051中。第一刀头204a通过刀头螺钉202连接在第一凹槽201a中，并与第一凹槽201a底面接触。本实施例的第一刀头204a固定于第一凹槽201a中，且保持处于工作位置，即切削组件200在第一预设方向上移动时能够切削第一切削槽101a的端面。

当档位为1挡时，在压缩弹簧203的作用下将连接件向外弹起，带动第二刀头204b和第三刀头204c移动到非工作位置，使它们的底面分别与第二凹槽201b、第三凹槽201c的底面接触，此时第二刀头204b、第三刀头204c不参与切削，仅第一刀头204a参与切削，提供的切削力满足较小载荷的吸能要求。当档位调节到2挡时，调节组件300通过绳索组件400拉动调节块205，将第二刀头204b向吸能件101的第二切削槽101b中顶入，此时第一刀头204a及第二刀头204b共同参与切削，提供的切削力满足更高载荷的吸能要求；当档位为3挡时，调节组件300通过绳索组件400继续拉动调节块205，此时调节块205进一步将第二刀头204b及第三刀头204c同时顶入第二切削槽101b和第三切削槽101c中，三对刀头均参与切削，提供的切削力最大，满足最高载荷的吸能要求。

在本实施例中，1挡、2挡以及3挡可以分别设置为对应满足体重第5百分位乘员、第50百分位乘员以及第95百分位乘员。

如图7～图10所示，调节组件300包括档位块301、挡板302、一字头螺钉303、拔销组件320；档位块301上设置有供拔销滑块321滑动的滑动卡槽3011、供拔销323插入的插孔3012、一字头螺钉安装孔3014及绳索组件400的端头安装孔3013。拔销组件320包括拔销滑块321、上端头322、拔销323、拉环324、弹簧325以及六方形凸台326；拔销滑块321呈方形凸台状，其在滑动卡槽3011中，拔销滑块321上设有用于安装绳索组件400另一端球头的第二安装槽3212，六方形凸台326与档位块301的上端面接触。供拔销323插入的插孔3012分为第一插孔、第二插孔以及第三插孔，三个插孔3012在滑动卡槽3011的延伸方向上间隔排布，三者分别对应1挡、2挡以及3挡。当需要调节档位时拔动拉环324，将拔销323向外拉出，滑动拔销组件320到相应的档位，此时拔销组件320通过绳索组件400带动调节块205，将相应的刀头顶入切削槽中；然后松开拉环324，在弹簧325的作用下，将拔销323插入插孔3012中。挡板302通过一字头螺钉303固定在档位块301的一端，以限制拔销组件320滑出。

图11示出了本发明变载吸能器100的三对刀头均参与切削时，吸能件101被切削的工况，当保持架201沿第一预设方向所受载荷达到设定冲击载荷值时，剪切件102被剪断，吸能件101被切削组件200切成片条状切屑，吸收冲击能量。

图12为本发明实施例中防护座椅400的结构示意图。请参照图12，本实施例提供的一种防护座椅400，包括本实施例的变载吸能器100以及座椅本体410，座椅本体410连接于保持架201(见图3)以及滑动接头104(见图1)的双耳上。使用该防护座椅400时(比如防护座椅400使用在飞行器上)，变载吸能器100可以通过固定件103固定于舱壁上。在遇到突发情况而坠落时，变载吸能器100能够吸收坠落的冲击能量，从而保护人体安全。本发明实施例的防护座椅有三个档位可选择，因此可以满足不同体重的乘员的防护需求。

综上所述，本发明实施例的变载吸能器包括吸能件、切削组件以及调节组件。切削组件用于承担沿第一预设方向的载荷。吸能件的一侧表面设置有沿第一预设方向延伸的第一切削槽和第二切削槽，第一切削槽与第二切削槽均具有用于被切削的端面。保持架上的第一刀头、第二刀头用于分别与第一切削槽和第二切削槽配合。第一刀头能够在切削组件向第一预设方向滑落时，切削吸能件的第一切削槽的端面，从而达到吸收切削组件沿第一预设方向坠落的能量。第二刀头可选择性地被调节块推至第二切削槽，使得其能够在切削组件滑动沿第一预设方向滑动时切削第二切割槽的端面，以吸收坠落的能量。由于调节块是可受调节组件控制而选择性地推动第二刀头，所以第二刀头可以在工作位置和非工作位置之间切换。因此该变载吸能器吸收载荷的能力是可以调节的，可以更好地满足不同载荷的吸收。

本发明实施例的防护座椅包括了上述的变载吸能器以及座椅本体，座椅本体连接于切削组件的保持架，因此可以更好地满足不同体重的乘员对坠落的防护需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。