CN102139670B - 旋转保险杠 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种创新概念的保险杠防护系统。车辆发生正面重叠小于50％的单边碰撞，撞击力从保险杠传导到旋转机构，引起旋转机构的旋转套(7)会同保险杠一起转动。保险杠的转动，造成保险杠同碰撞车辆碰撞物(15)的撞击方向之间夹角变小，使碰撞物(15)顺着倾斜的保险杠滑向车辆的边侧，避免碰撞物(15)对车辆的正面撞击，有效地防护了驾乘人员的安全。

Description

旋转保险杠

所属技术领域

本发明涉及一种针对车辆发生碰撞防护驾乘人员安全，不同于传统方式的保险杠系统。当车辆发生正面重叠小于50％单边碰撞时，保险杠将产生旋转，使得撞向车辆的碰撞物滑到车辆边侧，避免碰撞物对车辆的正面撞击，有效地防护了驾乘人员的安全。

背景技术

车辆发生正面碰撞，据统计大多数是单边碰撞，即车辆正面重叠小于50％的碰撞。特别需要指出的是，两车相撞绝大多数更是单边相撞。两车相撞，碰撞时的速度是两车速度的叠加，其速度远远高于车辆与固定物体碰撞时的速度，再加上碰撞时所产生的碰撞能量，集中在车辆的单边，因此对驾乘人员的伤害远远大于车辆对固定物体的碰撞，对驾乘人员的防护难度也远远大于车辆对固定物体的碰撞。可以肯定地讲，解决了车辆正面单边碰撞对驾乘人员的安全防护问题，也基本解决了车辆各种正面碰撞对驾乘人员的安全防护问题。为此欧盟ECAP把车辆正面重叠40％碰撞作为正面碰撞的测试标准，其测试速度为每小时64公里。在此测试速度下，不少车辆达不到满意的要求。现代车辆的速度远高于每小时64公里，两车相撞时的速度是两车速度的叠加，速度更是惊人。使用传统的保险杠及各种防护装置，已经不能在如此高的速度下，车辆发生碰撞，对驾乘人员进行防护。

发明内容

针对以上问题，通过长期研究，现发明全新概念的旋转保险杠。当车辆发生正面重叠小于50％单边碰撞(后简称“单边碰撞”)时，在撞击力的作用下，旋转机构会同保险杠一起转动。使保险杠前面与撞击力方向之间的夹角变小，撞向车辆的碰撞物(15)顺着倾斜的保险杠滑向车辆边侧，避免对车辆的正面撞击，图2。

本发明由保险杠，支杆(4)，旋转机构和刹车开关组成，图1。所述的旋转机构由固定轴(6)和旋转套(7)构成，固定轴(6)固定在车辆上，旋转套(7)套在固定轴(6)上转动。一般情况下，旋转机构采用两只，分别安置在车辆的左右两边。同样一般情况下，保险杠以中间为界分为左右两部分，左边部分为左杠(1)，右边部分为右杠(2)。左杠(1)与支杆(4)的一端固接，支杆(4)的另一端固接右边旋转机构的旋转套(7)，使左杠(1)支杆(4)右边旋转机构的旋转套(7)连为一体。右杠(2)固接另一根支杆(4)的一端，此支杆(4)的另一端，固接在左边的旋转机构的旋转套(7)上，使右杠(2)支杆(4)左边的旋转机构的旋转套(7)连为一体。

当车辆发生单边碰撞，撞击力作用在左杠(1)(撞击力作用在右杠同理，后面不再重复解说)，并通过支杆(4)传导到右旋转机构的旋转套(7)，使旋转套(7)在固定轴(6) 上转动，与其固接的支杆(4)左杠(1)一起转动。左杠(1)的转动，使左杠(1)与碰撞物(15)的撞击方向之间的夹角变小，碰撞物(15)沿着向边侧倾斜的左杠(1)顺利地滑向车辆边侧，图2。

为了使车辆发生单边碰撞时，左杠(1)或右杠(2)发生旋转相互没有牵制，左杠(1)和右杠(2)之间不连接。如果考虑到外观的需要，左杠(1)和右杠(2)需要连接，此时连接受到拉伸后断裂的力不得超过1000N，以便左杠(1)或右杠(2)发生旋转时能拉断之间的连接。

车辆发生碰撞，保险杠产生旋转，由于保险杠边端(3)与前车轮(16)之间的空间位置的限止，保险杠的旋转角度不能很大，一般在30度左右。如果是平直的保险杠，即与车辆纵向前进方向(17)成直角的保险杠，发生碰撞后旋转30度，撞向车辆的碰撞物(15)很难顺着如此斜度的保险杠滑向车辆边侧。因此保险杠在碰撞前，同车辆纵向前进方向(17)之间的夹角至少在75度以下，这样旋转30度后使保险杠与车辆前进方向(17)之间的夹角在45度以下，以确保碰撞物(15)滑向车辆边侧。

在车辆碰撞中，撞击力同其与旋转机构旋转中心的距离(后简称“旋转中心距离”)形成了旋转力矩。旋转力矩不变，撞击力与旋转中心距离成反比的关系，旋转中心距离越大，可使撞击力越小，撞击力越小对保险杠的强度要求也越低。为降低对保险杠的强度要求，左边的旋转机构尽可能地靠左，以加大与右杠(2)的距离，同样右边的旋转机构尽可能地靠右，以加大与左杠(1)的距离。但是过分地靠左靠右使支杆(4)过长，对支杆(4)的强度要求较高，另外还会受到车辆空间位置的限止。一般情况下，左旋转机构在整个车辆左半边的中间，右旋转机构在整个车辆右半边的中间，这样撞击力不会太高，对保险杠的强度要求也不会太高，并有足够的旋转灵敏度。

为使整个保险杠系统结构简单，整个系统可采用一个旋转机构，即左右旋转机构合并为一，一般情况下其安置在车辆的中心线上，图3。此时在车辆单边碰撞中，当撞击力接近车辆中心线时，需要较大的撞击力才能产生足够的力矩使保险杠旋转，对保险杠有较大的强度要求，但是其简单可靠的结构，还是很有价值的。

车辆发生碰撞，保险杠产生旋转，旋转后保险杠的边端(3)应能紧靠在前车轮的外侧，使碰撞物(15)沿着保险杠顺利地滑向车辆的边侧。为此旋转机构的旋转中心应该尽可能地向两前轮(16)的中心连线靠近，同时保险杠的边端(3)应该凸出车辆及前轮(16)的边侧。

旋转机构在平时是不应该随便转动的，只有在车辆发生碰撞后，旋转套(7)才能会同保险杠一起旋转。为此对旋转机构必须设置旋转阻力，此旋转阻力在平时能阻止旋转，只有 当车辆发生碰撞，在巨大的撞击力作用下才能克服此阻力，促使旋转套(7)旋转。本发明旋转机构的阻力是通过螺拴(8)来控制摩擦块(18)或摩擦板(19)，进行调节旋转套(7)的旋转阻力。具体有以下两个方式：其一是在旋转套(7)上钻有数个螺丝通孔，在每个螺丝通孔内旋入相应的螺拴(8)，旋入的螺拴(8)顶住贴在固定轴(6)上的摩擦块(18)。螺拴(8)的旋进旋出对摩擦块(18)形成不同的压力，产生不同的摩擦阻力，造成不同的旋转阻力，图4。其二是在旋转套(7)上开有数条腰子槽(9)，每个螺拴(8)套上摩擦板(19)穿过对应的腰子槽(9)旋在固定轴(6)的螺丝孔中，螺拴(8)不同的旋紧程度对摩擦板(19)产生不同的压力，形成不同的摩擦阻力，引起不同的旋转阻力，图5。

刹车开关采用按钮开关(11)，其按钮(13)要比较凸出的那种，按钮开关(11)通过开关架(12)固定在支杆(4)上，图6。开关架(12)做成L形，L形的一个面贴合在支杆(4)上，并用螺拴(8)与其固定，L形另一个面上固定着按钮开关(11)，同时使按钮(13)顶在另一根支杆(4)的锥孔(14)中。车辆发生碰撞，保险杠产生旋转，只要支杆(4)一动，会使按钮(13)从顶住的锥孔(14)中移走，并被支杆(4)压下，接通刹车继电器，而启动刹车。刹车继电器接通后，其自锁触头应该自锁，使继电器始终接通，以防按钮(13)松开，使刹车中断。为了碰撞发生后刹车启动可靠，在两根支杆上各固定一个刹车开关。

附图说明

图1是具有双旋转机构的旋转保险杠俯视图

图2是车辆发生左边碰撞旋转保险杠产生旋转的示意图

图3是单旋转机构的旋转保险杠俯视图

图4是旋转机构设置的旋转阻力结构图之一

图5是旋转机构设置的旋转阻力结构图之二

图6是刹车开关按装图

图中所标数字表示的名称及内容

1  左杠                             2  右杠

3  边端                             4  支杆

5  撑杆                             6  固定轴

7  旋转套                           8  螺拴

9  腰子槽                           10 紧螺帽

11 按钮开关                         12 开关架

13 按钮                                  14 锥孔

15 碰撞物                                16 前轮

17 车辆纵向前进方向                      18 摩擦块

19 摩擦板                                20 碰块

具体实施方案

图一所示的方案是具有两个旋转机构的旋转保险杠系统。两个旋转机构分别固定在车辆宽度的四分之一和四分之三处，并尽可能靠近两前轮(16)的中心连线，靠近两前轮(16)中心连线，主要是因为保险杠旋转时，保险杠边端(3)的移动轨迹可接近平行于前轮(16)的外侧，有利于保险杠的边端(3)靠在前车轮(16)的外侧。

两根支杆(4)分别焊固在各自旋转机构的旋转套(7)上。与左边旋转机构旋转套(7)焊固的支杆(4)另一端同右杠(2)焊固，与右边旋转机构旋转套(7)焊固的支杆(4)另一端同左杠(1)焊固。两根支杆(4)相互交错，一根在上面，一根在下面，相互靠住，但是互不干涉。

保险杠采用人字形，保险杠的左杠(1)和右杠(2)相互不连接，互不牵制。为了增加强度，左杠(1)和右杠(2)中间向外稍有凸出。在左杠(1)和右杠(2)反面分别按有支撑(5)，支撑(5)和支杆(4)连为一体。左杠(1)和右杠(2)的边端(3)分别凸出前轮(16)外侧5公分。以确保保险杠在旋转中其能靠在前轮(16)外侧，同时也使保险杠有充分的旋转空间。

旋转机构用螺拴(8)把旋转套(7)固定在固定轴(6)上。在每个旋转套(7)上开有两条腰子槽(9)，两个螺拴(8)分别套上摩擦板(19)穿过各自的腰子槽(9)，旋在固定轴(6)的螺丝孔里，把旋转套(7)固定，图5。所述的摩擦板(19)是贴上橡胶的钢块，螺拴(8)压在钢块上，橡胶压在旋转套(7)上。通过螺拴(8)调节摩擦板(19)的压紧程度，来调节旋转套(7)的旋转阻力大小。通过两个螺拴(8)的调节，把旋转套(7)的旋转力矩设定在2000牛米(200公斤米)。为了旋转套(7)在旋转中，穿在腰子槽(9)中的螺拴(8)对其没有阻挡，腰子槽(9)的长度要有余地。一般情况下，车辆发生碰撞，旋转套(7)旋转30度左右时，保险杠的边端(3)被前轮(16)挡住不能再转动，为此腰子槽(9)在旋转套(7)上应有35度以上的长度，以确保螺拴(8)在腰子槽(9)中不会挡住旋转套(7)的旋转，图5。

刹车开关采用按钮(13)凸出较多的那种按钮开关(11)，按钮开关(11)用L形开关架(12)固定在一根支杆(4)上，按钮开关(11)的按钮(13)顶在另一根支杆(4)的锥 孔(14)中。为了能调整顶在锥孔(14)中的按钮(13)位置，L形开关架(12)用于与支架(4)固定，穿固定螺拴的孔，开成腰子形，使开关架(12)与固定在其上的按钮开关(11)可以上下移动，以调整按钮(13)紧密地顶在锥孔(14)中，不留空隙，使按钮开关(11)接通灵敏。为了确保刹车启动可靠，本方案安装两只刹车开关，分别固定在两根支杆(4)上。

图3所示的旋转保险杠系统只有一个旋转机构，结构大为简化，因此同样具有一定的实用价值。当车辆发生正面重叠接近50％的单边碰撞时，由于撞击力距离旋转中心太近，需要较大的撞击力，才能产生足够的力矩使保险杠转动。因此除加强保险杠的强度外，旋转机构所设定的旋转阻力应该小些，可设在500牛米。

此旋转机构在旋转套(7)上钻有三个螺丝通孔，3个螺拴(8)旋进各自的螺丝通孔顶在摩擦块(18)上，摩擦块(18)压在固定轴(6)上。用螺拴(8)的旋进旋出，使摩擦块(18)对固定轴(6)产生不同的压力及摩擦力，产生不同的旋转阻力，调整好旋转阻力后用紧螺帽(10)固定，图4。

本方案采用圆弧形保险杠，保险杠的边端(3)凸出前车轮(16)边侧5公分，此方案中支撑(5)与支杆(4)合为一体，保险杠通过它们固定在旋转套(7)上。

刹车开关采用同图1所示方案的按钮开关(11)，其通过L形开关架(12)固定在固定轴(6)上，按钮(13)顶在从旋转套(7)中伸出的碰块(20)锥孔(14)上。车辆发生碰撞，旋转套(7)同碰块(20)转动，锥孔(14)移开压下按钮(13)，接通刹车继电器。

Claims (6)

1.一种旋转保险杠，其特征是：由保险杠、支杆、旋转机构和刹车开关组成，所述的保险杠以中间为界分为左右两部分，左边的部分为左杠，右边的部分为右杠，所述的旋转机构由固定轴和旋转套构成，固定轴固定在车辆上，旋转套套在固定轴上转动，一般情况下旋转机构有两个，分设在车辆的左右，左边旋转机构的旋转套与支杆的一端固接，此支杆的另一端与右杠固接，使三者连为一体，右边旋转机构的旋转套与另外根支杆的一端固接，此支杆的另一端与左杠固接，同样使三者连为一体，所述的两个旋转机构对称地设置在车辆的左右，它们之间的距离越大，撞击力与旋转机构旋转中心的距离也越大，产生的力矩也越大，越有利于旋转，但是对支杆的强度要求也越大，当车辆发生正面重叠小于50％单边碰撞，撞击力从保险杠通过支杆传导到旋转机构，引起旋转机构的旋转套旋转，使得与旋转套连为一体的保险杠一同转动，造成保险杠前面即与碰撞物接触的面，与碰撞物的撞击方向之间夹角变小，使撞击车辆的碰撞物沿着倾斜的保险杠前面顺利地滑向车辆边侧。

2.根据权利要求1所述的旋转保险杠，其特征是：所述的左杠和右杠前面的切线方向与车辆纵向前进方向之间的夹角不大于75度，当车辆发生正面重叠小于50％的单边碰撞，左杠或右杠产生旋转后，使与车辆纵向前进方向之间所形成的夹角较小，能使碰撞车辆的碰撞物沿着左杠或右杠的倾斜面顺利地滑向车辆的边侧。

3.根据权利要求1所述的旋转保险杠，其特征是：所述的保险杠，在车辆发生碰撞而旋转时，能使其边端靠在前车轮的外侧，引导撞向车辆的碰撞物顺利地滑向车辆的边侧。

4.根据权利要求1所述的旋转保险杠，其特征是：所述的两个旋转机构可以合并为一个旋转机构，此时左杠和右杠连为一体，使整个结构大为简化。

5.根据权利要求1所述的旋转保险杠，其特征是：所述的旋转机构设有旋转阻力，没有撞击力的作用不会旋转，只有在撞击力的作用下，才能克服此旋转阻力而旋转。

6.根据权利要求1所述的旋转保险杠，其特征是：所述的刹车开关由按钮开关和开关架构成，按钮开关通过开关架固定在车辆上，按钮开关的按钮顶在支杆的锥孔中，车辆发生碰撞支杆移动，支杆上的锥孔从按钮上移开时压下按钮，使按钮开关接通，接通刹车继电器，同时刹车继电器的自锁触头自锁，使刹车继电器保持接通刹车状态。