智能摺疊式保險槓的製作方法

2023-05-07 11:45:27

本實用新型涉及地面車輛保險槓的安全性能改進。

背景技術：

世界各主要汽車生產和消費國家一般要求所有新型車輛在上路之前，都要通過多種碰撞試驗。但實際上，在車輛高速(仍在公路限速範圍內)行駛時，兩車迎頭碰撞的情況下，往往會造成車內乘員的傷亡。特別是，當碰撞車輛的大小或重量相差較大時，小型車輛的乘員傷亡機率更大。

現代車輛的前後保險槓一般設計成可以承受低速(30公裡/小時以下)碰撞時的受力，而不發生明顯的變形；在以較高速度(60公裡/小時左右)碰撞的情況下，保險槓與底盤和車體一起構成吸收能量的變形區，消耗碰撞車輛的動能，進而保護車內人員的生命安全；在以更高速度(100公裡/小時及以上)碰撞的情況下，一般車輛的乘員空間都會發生嚴重變形，乘員傷亡往往不可避免。

另一方面，儘管不少公司對汽車保險槓和車前蓋進行了設計改進，以便保護行人的生命安全。但是，當車輛以一定速度撞上行人時，行人傷亡的機率仍然很高。

如果通過改變車輛保險槓的結構形狀，引起車輛之間，或車輛與行人之間，碰撞的過程發生變化，則可以找到合適的辦法，降低車輛乘員或行人傷亡的機率。

技術實現要素：

本實用新型設計一種智能摺疊式保險槓，主要由保險槓基架，伸縮架，柔性帶，多個小滑輪，兩個大滑輪，觸碰開關，氣囊，控制驅動器，活動蓋組成。其中，氣囊是可選件。

伸縮架安裝在保險槓基架橫梁的中央部位，與控制驅動器相連接；左右兩段長度相同的柔性帶，一頭固定於保險槓基架橫梁的一端，另一頭固定於伸縮架的頂部；多個小滑輪左右對稱均勻分布在柔性帶上；兩個大滑輪分別位於保險槓基架橫梁的左右兩端(見圖2)。

伸縮架可以採用套管式(類似伸縮天線)，或推桿式，或其它結構形式。伸縮架的展開或收起是由控制驅動器及觸碰開關直接控制的；根據實際情況對伸縮架展開速度的具體要求，伸縮架可以採用電磁驅動，或高壓空氣驅動，或化學爆炸驅動的驅動方式。其中，電磁驅動方式可以採用推桿電機，或其它電動機構，速度相對比較慢；高壓空氣驅動方式可以採用高壓空氣罐、電動閥門、氣囊的結構形式，速度相對比較快；化學爆炸驅動方式可以採用類似安全氣囊的結構形式，速度最快。所有的驅動方式都不會影響車內乘員，或車輛本身，或附近行人，或周圍環境的安全。

根據實際需要，大滑輪和小滑輪可以採用單圓筒(見圖3A)，或多圓筒，或多球體的結構形式。柔性帶可以採用兩條繩，或多條繩的結構形式(見圖3D)。氣囊可以是豎立柱形，或球形，或半球形，採用化學爆炸啟動充氣方式，數量是偶數(2，4，6，8，10)個，並且以智能摺疊式保險槓的中心線為軸，左右對稱分布(見圖4)。

智能摺疊式保險槓應該安裝在車頭原有保險槓的位置，取而代之(見圖5A)。根據實際需要，也可以在車尾安裝另一個智能摺疊式保險槓(見圖5B)。正常情況下，本智能摺疊式保險槓的伸縮架處於收起狀態，所有部件疊放在活動蓋內，其外觀與現有普通保險槓類似(見圖1)。

本智能摺疊式保險槓的工作模式可以根據車輛類型或道路交通的實際情況，進行合理設定。模式之一是常開常閉式：在車輛正常行駛過程中，駕駛員可以手動控制打開和收起；也可以由車輛控制系統自動打開和收起。模式之二是碰撞觸髮式：當車輛傳感器和智能控制系統檢測到迎頭碰撞即將發生，不可避免的瞬間，本智能摺疊式保險槓的控制驅動器通過爆炸充氣方式啟動，或以其它方式迅速啟動，伸縮架被打開，活動蓋被推向一邊，柔性帶，小滑輪，大滑輪展開，形成一個等腰三角形結構(見圖2)。

由於本智能摺疊式保險槓在工作狀態下，展開為等腰三角形結構，當兩車迎頭碰撞時(見圖7B)，碰撞接觸面會發生滑動摩擦和滾動摩擦(滑輪滾動)，並產生橫向推力(碰撞反作用力的與車輛運動方向相垂直的分量)，把碰撞車輛推向一邊。同時，如果車輛智能控制系統能夠相應改變車輪的方向(前雙輪朝車頭非碰撞的一側轉向，或前雙輪和後雙輪一起朝車頭非碰撞的一側轉向)，兩輛迎頭碰撞的車輛有可能擦肩而過，而不是通過車體變形來吸收碰撞能量。車輛在高速迎頭碰撞後，車體的乘員空間部分保持基本完整，從而保證了車輛乘員的人身安全。

當發生行人碰撞時，如果本智能摺疊式保險槓已經處於打開狀態，碰撞過程將會發生滑動摩擦和滑輪滾動，並產生橫向推力，把行人推向一邊，避免行人直接撞擊到車頭或車體上。另一種情況是，行人有可能被推離地面，倒在本智能摺疊式保險槓上，從而緩衝撞擊過程對行人的傷害。

如果本智能摺疊式保險槓處於正常收起狀態，車輛傳感器和智能控制系統檢測到行人碰撞即將發生，不可避免，本智能摺疊式保險槓可以迅速啟動控制驅動器，伸縮架被打開，活動蓋被推向一邊，柔性帶，小滑輪，大滑輪展開。碰撞過程同上。

當本車的車頭碰撞對方車輛的側面時，如果本車的前智能摺疊式保險槓正處於打開狀態，觸碰開關將被立即接通，聯動解鎖伸縮架。在碰撞力的作用下，展開的伸縮架被迫回縮，從而減少給對方車輛造成的碰撞危害。如果配備有氣囊，觸碰開關的接通將同時啟動氣囊充氣，則可緩衝本車車頭與對方車體側面之間的碰撞過程(見圖8A)。

如果本車的前智能摺疊式保險槓處於正常收起狀態，車輛傳感器和智能控制系統檢測到側面碰撞即將發生，但沒有配備氣囊，則本車的前智能摺疊式保險槓將不啟動，其作用與普通保險槓類似(見圖6A)。如果配備有氣囊，則智能控制系統將啟動氣囊充氣，活動蓋被推向一邊，從而緩衝本車車頭與對方車體側面之間的碰撞過程。

如果本車的側面被對方車輛碰撞，則本車的前後智能摺疊式保險槓均不改變狀態。

當本車的車頭追尾前方車輛時，如果本車的前智能摺疊式保險槓正處於打開狀態，其響應動作取決於前方車輛的尾部結構。如果前方車輛的後保險槓是普通保險槓，觸碰開關將被立即接通，聯動解鎖伸縮架。在碰撞力的作用下，展開的伸縮架被迫回縮，從而減少給前方車輛造成的碰撞危害。如果配備有氣囊，觸碰開關的接通將同時啟動氣囊充氣，則可緩衝本車車頭與前方車尾之間的碰撞過程。

如果前方車輛的後保險槓是智能摺疊式保險槓，並且正處於正常收起狀態，則本車的前智能摺疊式保險槓的響應動作同上；如果前方車輛的後保險槓是智能摺疊式保險槓，並且正處於打開狀態，則雙方的觸碰開關將不會接通，碰撞過程將會發生滑動摩擦和滑輪滾動，並產生橫向推力，把本車的車頭推向一邊，從而減少碰撞過程的危害。

如果本車的前智能摺疊式保險槓處於正常收起狀態，車輛傳感器和智能控制系統檢測到追尾碰撞即將發生，但沒有配備氣囊，則本車的前智能摺疊式保險槓將不啟動，其作用與普通保險槓類似。如果配備有氣囊，則智能控制系統將啟動氣囊充氣，活動蓋被推向一邊，從而緩衝本車車頭與前方車尾之間的碰撞過程(見圖8B)。

當後方車輛的車頭追尾本車時，如果本車的後智能摺疊式保險槓正處於打開狀態，其響應動作取決於後方車輛的車頭結構。如果後方車輛的前保險槓是普通保險槓，觸碰開關將被立即接通，聯動解鎖伸縮架。在碰撞力的作用下，展開的伸縮架被迫回縮，從而減少給後方車輛造成的碰撞危害。如果配備有氣囊，觸碰開關的接通將同時啟動氣囊充氣，則可緩衝本車車尾與後方車頭之間的碰撞過程。

如果後方車輛的前保險槓是智能摺疊式保險槓，並且正處於正常收起狀態，則本車的後智能摺疊式保險槓的響應動作同上；如果後方車輛的前保險槓是智能摺疊式保險槓，並且正處於打開狀態，則雙方的觸碰開關將不會接通，碰撞過程將會發生滑動摩擦和滑輪滾動，並產生橫向推力，把後方車輛的車頭推向一邊，從而減少碰撞過程的危害。

如果本車的後智能摺疊式保險槓處於正常收起狀態，車輛傳感器和智能控制系統檢測到追尾碰撞即將發生，但沒有配備氣囊，則本車的後智能摺疊式保險槓將不啟動，其作用與普通保險槓類似。如果配備有氣囊，則智能控制系統將啟動氣囊充氣，活動蓋被推向一邊，從而緩衝本車車尾與後方車頭之間的碰撞過程。

附圖說明

圖1是智能摺疊式保險槓的收起狀態示意圖。

圖中：1-保險槓基架(包括橫梁和固定託架)；2-控制驅動器；3-大滑輪(2個)；4-伸縮架(收起)；5-觸碰開關；6-小滑輪(6個，或多個)；7-氣囊封裝包(4個，或偶數個)；8-活動蓋。

圖2是智能摺疊式保險槓的打開狀態示意圖。

圖中：1-保險槓基架(包括橫梁和固定託架)；2-控制驅動器；3-大滑輪(2個)；4-伸縮架(展開)；5-觸碰開關；6-小滑輪(6個，或多個)；7-柔性帶；8-橫向支撐架。

圖3A是大小滑輪的單圓筒結構示意圖。

圖中：1-滑輪軸；2-穿繩孔；3-圓筒。

圖3B是大小滑輪的多圓筒結構示意圖。

圖中：1-滑輪軸；2-穿繩孔；3-圓筒；4-中間穿繩孔。

圖3C是大小滑輪的多球體兩條繩結構示意圖。

圖中：1-滑輪軸；2-穿繩孔；3-球體。

圖3D是大小滑輪的多球體多條繩結構示意圖。

圖中：1-滑輪軸；2-穿繩孔；3-球體；4-中間穿繩孔。

圖4是智能摺疊式保險槓的氣囊打開狀態示意圖。

圖中：1-保險槓基架(包括橫梁和固定託架)；2-控制驅動器；3-大滑輪(2個)；4-伸縮架(收起)；5-觸碰開關；6-充滿氣的柱形氣囊(4個，或偶數個)。

圖5A是地面車輛裝有前智能摺疊式保險槓的結構示意圖。

圖中：1-車體；2-前智能摺疊式保險槓(展開)。

圖5B是地面車輛裝有前後智能摺疊式保險槓的結構示意圖。

圖中：1-車體；2-前智能摺疊式保險槓(展開)；3-後智能摺疊式保險槓(展開)。

圖6A是地面車輛的普通保險槓側面碰撞示意圖。

圖中：1-車輛甲；2-車輛乙；3-車輛甲的行駛方向；4-車輛乙的行駛方向。

圖6B是地面車輛的普通保險槓迎頭碰撞示意圖。

圖中：1-車輛甲；2-車輛乙；3-車輛甲的行駛方向；4-車輛乙的行駛方向；5-車輛甲的碰撞反作用力；6-車輛乙的碰撞反作用力。

圖7A是地面車輛的智能摺疊式保險槓與普通保險槓迎頭碰撞示意圖。

圖中：1-車輛甲(智能摺疊式保險槓)；2-車輛乙(普通保險槓)；3-車輛甲的行駛方向；4-車輛乙的行駛方向；5-車輛甲的碰撞反作用力；6-車輛乙的碰撞反作用力。

圖7B是地面車輛的智能摺疊式保險槓迎頭碰撞示意圖。

圖中：1-車輛甲(智能摺疊式保險槓)；2-車輛乙(智能摺疊式保險槓)；3-車輛甲的行駛方向；4-車輛乙的行駛方向；5-車輛甲的碰撞反作用力；6-車輛乙的碰撞反作用力。

圖8A是地面車輛的智能摺疊式保險槓側面碰撞示意圖。

圖中：1-車輛甲(前智能摺疊式保險槓)；2-車輛乙；3-車輛甲的行駛方向；4-車輛乙的行駛方向；5-車輛甲的前氣囊打開。

圖8B是地面車輛的智能摺疊式保險槓追尾碰撞示意圖。

圖中：1-車輛甲(前智能摺疊式保險槓)；2-車輛乙(後智能摺疊式保險槓)；3-車輛甲的行駛方向；4-車輛乙的行駛方向；5-車輛甲的前氣囊打開；6-車輛乙的後氣囊打開。

具體實施方式

智能摺疊式保險槓應該與地面車輛的類型和大小尺寸相匹配。根據實際需要，各種地面車輛的車頭均可配置相應的前智能摺疊式保險槓，車尾均可配置相應的後智能摺疊式保險槓。

智能摺疊式保險槓的控制驅動器應該與車輛的智能控制系統集成在一起，二者共同控制其工作狀態。如果車輛沒有安裝智能控制系統，智能摺疊式保險槓的工作狀態應該由控制驅動器單獨控制。

智能摺疊式保險槓的伸縮架可用鋼鐵或其它高強度材料製造；柔性帶可以是兩條繩，或三條繩，或多條繩結構，繩可以是鋼絲繩，或尼龍繩，或其它繩；大滑輪和小滑輪可以用高強度塑料，或其它輕便耐用材料製造；活動蓋可以是表面光滑的塑料蓋。

智能摺疊式保險槓首先可以安裝在各種平頭地面車輛的車頭，如大型旅遊車，長途公共汽車，平頭中巴車，平頭麵包車，平頭大中型卡車等。由於這些車型的碰撞變形區比較短，駕駛員與碰撞接觸面之間的距離太近。在一般的迎頭碰撞或追尾碰撞過程中，駕駛員受到傷害的機率較高。前智能摺疊式保險槓將有助於保護這些車型的駕駛員，在碰撞事故過程中的生命安全。

智能摺疊式保險槓也可以推廣應用到家用轎車，SUV，及其它各種車型。儘管這些車型一般具有較好的碰撞變形區，但在高速(如100公裡/小時)行駛時，如果發生迎頭碰撞，或高速追尾碰撞事故，其乘員空間會嚴重變形，乘員傷亡往往不可避免。車輛安裝前後智能摺疊式保險槓以後，在發生類似的情況時，可以緩衝碰撞過程，減小乘員空間變形，從而降低乘員傷亡的機率。

對於一些特別的地面車輛，如低速電動車，由於其車體結構輕便單薄，基本上沒有吸收能量的變形區，碰撞過程中很容易發生車毀人亡的嚴重事故。為了降低成本，可以去掉本智能摺疊式保險槓的觸碰開關，氣囊，及控制驅動器，使其變成手動摺疊式保險槓。然後，將手動摺疊式保險槓安裝到低速電動車的車頭和車尾。在低速電動車行駛過程中，手動摺疊式保險槓打開呈固定等腰三角形，不摺疊。從而，在碰撞過程中，保護低速電動車乘員的生命安全。