CN103883596A - 用于承载结构的快速分离的机构 - Google Patents

Abstract

一种分离机构包括被能滑动地接收在托架的连结孔洞中的连结件。销被能滑动地接收在所述连结件的销孔和所述托架的接收孔中。第一单元被连接到所述托架，并包括与所述销孔连通的启动器接收通道。启动器被定位在所述启动器接收通道中并被保持为抵靠连接通道的边缘，并且对向接触连接到所述第一单元的盖的端面。连接到所述托架的第二单元包括纵向通路，该纵向通路具有比小直径大的通路直径，从而所述销能够被自由移入所述纵向通路中。保持盖的端面连接到第二单元的端壁。所述保持盖包括台阶部分，该台阶部分具有比所述通路直径和所述销直径小的台阶直径。

Description

用于承载结构的快速分离的机构

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月21日递交的美国临时申请第61/745,096号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种用于将承载结构与第二结构分离的机构。

背景技术

本部分提供与本公开有关的背景信息，其未必是现有技术。

结构构件能够通过使用诸如托架、连结件和销等的已知联接机构被联接。诸如军事人员运输车或武装人员运载车的车辆包括这种联接机构，用于将壁、地板和/或天花板结构连接到内部结构。在某些情况下，诸如从炸弹爆炸、碰撞等快速施加载荷被接收在结构的第一部分中，诸如到达车辆的地板、壁和/或天花板。期望的是将接收快速施加载荷的第一结构与支撑人员的第二结构分离，以便防止该载荷被传递到人员身上。在这种快速载荷的情况下，希望的是，分离动作必须在大约400微妙或更少的时间内完成，以便最小化或防止载荷传递到车辆内人员。用于分离这种结构的已知方法不能在400微妙或更少的时限内完成分离动作。

发明内容

本部分提供了本公开的大致总结，并非其全部范围或其全部特征的全面公开。

根据一些方面，一种分离机构包括被能滑动地接收在形成在托架中的连结孔洞中的连结件。销在被能滑动地接收在形成在所述连结件中的销孔和形成在所述托架中的接收孔中的每一个中时，能松脱地保持所述连结件。连接到所述托架的第一单元包括与所述销孔连通的启动器接收通道。启动器被定位在所述接收通道中，并被保持为抵靠所述连接通道的边缘。所述启动器在被致动时释放用于将所述销移出所述销孔的加压气体，由此将所述连结件从所述分离机构释放。

根据其它方面，一种分离机构包括被能滑动地接收在形成在托架中的连结孔洞中的连结件。销被能滑动地接收在形成在所述连结件中的销孔和形成在所述托架中的接收孔中的每一个中。第一单元连接到所述托架。所述第一单元包括经由连接通道与纵向通道连通的启动器接收通道。启动器被定位在所述启动器接收通道中并被保持为抵靠所述连接通道的边缘，并且对向接触盖的端面，该盖连接到所述第一单元并反向背离（facing oppositely away from）所述第一单元。第二单元被连接到所述托架，并关于所述托架与所述第一单元相对地定位。第二单元包括纵向通路，该纵向通路具有比销直径大的通路直径，从而所述销能够自由移入纵向通路中。保持盖的端面被连接到所述第二单元的端壁。所述保持盖包括台阶部分，该台阶部分具有小于所述通路直径并小于所述销直径的台阶直径。

进一步的适用领域从在此提供的描述将变得明显。在该发明内容中的描述和特定示例仅用于例示的目的，并非意欲限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于所选实施例而不是所有可能实施方式的例示目的，并且不意欲限制本公开的范围。

图1为在图4的部分1截取的主视剖视图，其示出本公开的用于承载结构的快速分离的机构；

图2为类似于图1的主视剖视图，其进一步示出通过从启动器释放的能量而移位的销；

图3为类似于图2的主视剖视图，其进一步示出从托架移位之后的连结件；

图4为具有多个本公开的用于承载结构的快速分离的机构的车辆的局部为截面的侧视图；

图5为用于操作本公开的用于承载结构的快速分离的机构的系统的框图；和

图6为类似于图1的主视剖视图。

相应的附图标记在附图的数个视图中始终指代相应的部分。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述示例实施例。

参见图1，分离机构10包括连结件12，连结件12被能滑动地接收在限定形成在托架16中的连结孔洞14的腔或孔中。销18被能滑动地接收在形成在连结件12中的销孔20和形成在托架16中的接收孔22中的每一个中，从而限定连结件12的第一位置。销18相对于销孔20和接收孔22的纵向轴线被同轴对准。销18的直径“A”被选择为提供在销孔20和接收孔22二者内的滑动配合。

托架16被连接到第一单元26。第一单元26包括经由连接通道32与纵向通道30连通的启动器接收通道28。连接通道被示出为具有锥形或圆锥形形状，但是可具有适应从启动器接收通道28到纵向通道30的尺寸改变的任何几何形状。纵向通道30具有比销18的直径“A”小的直径，从而销18不能移入纵向通道30中。销18因此能够在纵向通道30的开口处接触第一单元26的端壁33。

诸如机动车辆安全气囊启动器的启动器34被定位在接收通道28中并被保持为抵靠较小的连接通道32的开口或边缘，并且可对向接触被连接到第一单元26的端盖36的面向第一单元26的端面35。启动器34的通信引线38延伸到形成在端盖36中的盖孔洞40之外，其接受启动信号以便激活启动器34。根据一些方面，启动器接收通道28、纵向通道30、连接通道32和盖孔洞40中的每一个也相对于纵向轴线24被同轴对准。仅作为示例，启动器34可为犹他州普瑞蒙特的奥托立夫公司（Autoliv,Inc.of Promontory,Utah）制造的535 THPP 50 ZPP安全气囊启动器。

关于托架16与第一单元26相对定位的是连接到托架16的第二单元42。第二单元42包括纵向通路44，纵向通路44具有比销18的直径“A”大的通路直径“B”，从而销18能够被自由地接收在纵向通路44内。保持盖46的端面45被连接到第二单元42的端壁47。保持盖46包括台阶部分48，其具有比通路直径“B”小并因此比销18的直径“A”小的台阶直径“C”。开放通道50将纵向通路44连接到大气。纵向通路44和台阶部分48中的每一个均相对于纵向轴线24被同轴对准。

在图1描绘的正常的连接状态下，销18提供结构连接连结件以便将连结件12联结到托架16。结果是，当启动器34接收到启动信号时，启动器34激活，并将高压气体51排到纵向通道30中。高压气体51能滑动地移位销18，这将参照图2更详细地描述，由此允许连结件12与托架16分开。

参见图2并再次参见图1，分离机构10的被移位状态是在启动器34的激活和高压气体51的释放之后发生的。高压气体51填充连接通道32和纵向通道30并作用于销18的第一端面52，以便开始沿移位方向“D”滑动地移位销18。随着销18沿移位方向“D”滑动，高压气体51膨胀以便填充接收孔22和销孔20，并且继续推动销18直到销18的第二端面54直接接触台阶部分48，从而停止销的行进。在销18的滑动移位期间，大气压下的空气被挤出纵向通路44并通过开放通道50挤出到大气中，由此减小对销18的滑动运动的阻力。

销18的长度“E”小于台阶部分48和连结件12的外面56之间的距离“F”。这确保了当销18到达与台阶部分48接触的位置时，销18完全离开连结件12的销孔20。当销18被接收在纵向通路44中时由通路直径“B”提供的间隙确保了销18在滑动移位期间不受约束。

参见图3并再次参见图1和图2，在到达图2的移位状态之后，销18已经沿移位方向“D”完全离开连结件12的销孔20，由此允许连结件12沿连结件移位方向“G”进一步移入托架16的连结孔洞14中，到达连结件12的第二或移位位置。根据一些方面，连结件移位方向“G”横切纵向轴线24。注意到，根据作用在连结件12上的力的方向，连结件12还可沿与连结件移位方向“G”反向的第二连结件移位方向“H”离开连结孔洞14。

参见图4并再次参见图1至图3，显示出分离机构10的示例性用途，其利用多个分离机构10、10’将承载车辆假地板结构58支撑到车辆62的车辆地板结构60。当连结件12、12’被连接时，分离机构10、10’在车辆假地板结构58和车辆地板结构60之间形成并保持间隙空间64。根据一些方面，分离机构10、10’被定位在车辆地板结构60的外围周围，并且所使用的分离机构10、10’的数量可根据车辆假地板结构58的静载荷、由车辆假地板结构58支撑的设备和人员而改变。在一些方面，每100磅的静载荷使用一个分离机构10。分离机构10、10’还可相对于彼此成不同的角度定向，例如不同于所示出的分离机构10、10’的定向的90度角度。

分离机构10、10’中的每一个均具有其自己的连结件12、12’，连结件12、12’使用第二销66、66’被能旋转地连接到诸如U形夹的连接器68、68’，连接器68、68’被固定地连接到车辆假地板结构58。连结件12、12’中的每一个均被定向为相对于轴线70成角度α。轴线70被定向为横切车辆假地板结构58和车辆地板结构60。定向角度α允许连结件12、12’在分离机构10、10’中的每一个的销18被移位之后相对于第二销66、66’自由旋转。连结件12、12’的旋转允许车辆地板结构60由于诸如来自沿向上的方向“J”接收到车辆地板结构60上的炸弹爆炸的力或载荷“K”而沿向上的方向“J”移位。从载荷“K”至车辆62的占用者的力传递路径因此被切断。根据一些方面，定向角度α为大约20度，然而角度α可为在大约10度至80度之间的范围内的任何角度。

参见图5并再次参见图1至图4，用于控制一个或多个分离机构10的示例性操作系统72的框图包括至少一个加速度计74，根据一些方面包括多个加速度计74，例如由弗吉尼亚州汉普顿市的精量电子公司（Measurement Specialties Inc.ofHampton,Virginia）提供的型号为40A的加速度计。加速度计74被连接到车辆地板结构60。加速度计74的输出被输入到信号调节器76中，信号调节器76被提供为例如由弗吉尼亚州汉普顿市的精量电子公司制造的型号为101信号调节器。信号调节器76的输出被输入到诸如提供为例如由加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦科技公司（Agilent Technologies,Inc.of Santa Clara,California）制造的型号为DSO-X3024A的数字示波器78的设备。来自数字示波器78的信号被传送到启动器电源80，启动器电源80向单独的分离机构10发送启动信号。诸如电池82的电源为操作系统72的部件提供电力。

当表示阈值加速度值的信号被加速度计74检测到时，启动器电源80致动分离机构10的单独的启动器34。根据一些方面，阈值加速度值的识别、启动器34发出信号、直到销18的第二端面54接触台阶部分48之间的总的时间段为大约400微妙或更少，并且本公开的分离机构10已经实现了大约200微妙的周期时间。该时间段例如在武器爆炸事件中提供了足够的识别和分离时间来将车辆62的车辆假地板结构58与车辆地板结构60分开。

用于本公开的分离机构10的组成部件的材料不受限。根据一些非限制方面，连结件12、托架16、第一单元26、第二单元42、端盖36和保持盖46可为铝，以便最小化组装重量，例如7075-T6铝。用于销18的材料从比铝材料更强/硬的材料中选择，根据一些方面为钛。

参见图6并再次参见图1至图5，根据进一步的方面，分离机构84是对分离机构10的改进，由此仅不同之处将被进一步讨论。分离机构84包括被容纳在限定托架或圆柱体88的连结孔洞内的连结件或柱塞86，托架或圆柱体88被限定柱塞86的第一位置的一个或更多销90刚性保持在适当的位置。每一个销90通过弹簧92被保持在适当的位置。一旦端盖36’所保持的启动器94被触发，高压气体通过贯穿柱塞86形成的孔洞96作用在销90的面98上，压缩弹簧92并且迫使销90进入被连接到圆柱体88的圆柱体壁104的弹簧保持构件102的台阶腔100中，由此牢固地捕获销90。台阶腔100在正常操作期间进一步用作销90的正向保持器。柱塞86随后自由移入或移出圆柱体88，分离先前通过销90在柱塞86与弹簧保持构件102之间形成的刚性连接。

可选地，当销90脱离与柱塞86的接触时，来自启动器94的剩余高压气体可通过在柱塞86中形成的通路106被排放到圆柱体88中，从而允许高压气体控制柱塞86的移动。可选地，具有可轴向调节的塞110（也可以由未示出的减压阀代替）的管108允许该高压圆柱体/柱塞系统的特性适合具体应用。管108的通道111中的塞110的位置为通道111提供可调节的容积，通道111接收高压气体的一部分，由此在柱塞86的滑动运动期间用作减震器。所示的系统被用于在柱塞86移入圆柱体88中时控制柱塞86的运动。可选地，系统可被构造为在柱塞86移出圆柱体88时控制柱塞86。类似于分离机构10，分离机构84包括连接到构件或圆柱体88的第一单元112。第一单元112包括经由通道116与销孔连通的启动器接收通道114。启动器94被定位在接收通道114中，并且被保持为抵靠连接通道114的边缘118。

示例实施例被提供为使得本公开将全面，并且将范围充分传达给本领域技术人员。诸如具体部件、装置和方法的示例的许多具体细节被陈述，以便提供对本公开的实施例的全面理解。对于本领域技术人员而言，将明显的是，具体细节不必被采用，示例实施例可以以很多不同的形式实施，并且不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，众所周知的过程、众所周知的装置结构和众所周知的技术未被详细描述。

在此使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，并非意欲限制。如在此使用的，单数形式的“一”、“一个”、“所述”可意欲也包括复数形式，除非上下文以其它方式明确指出。术语“包括”、“包含”和“具有”是包括性的，并且因此明确说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或增加一个或更多其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。在此描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以讨论的或例示的特定顺序执行，除非作为执行顺序明确指定之外。还将理解的是，可采用另外的或可替代的步骤。

当元件或层被提及为在另一元件或层“上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层“上”、直接接合到、连接到或联接到另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当元件被提及为直接在另一元件或层“上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词语应该以类似的方式被阐释（例如，“之间”与“直接之间”、“相邻”与“直接相邻”等）。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多相关列出项的任意一个和所有组合。

尽管术语第一、第二、第三等在此可被用来描述各种元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应被这些术语限制。这些术语可仅用于将一个元件、部件、区域、层或区段与另一区域、层或区段区分开。诸如“第一”、“第二”和其它数值术语之类的术语当在此使用时不暗示次序或顺序，除非上下文明确指出之外。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可被称为第二元件、部件、区域、层或区段，而不背离示例实施例的教导。

为易于描述，诸如“内部”、“外部”、“之下”、“下方”、“下面”、“上方”、“上面”等的空间相关术语在此可用于描述一个元件或特征与图中例示的其它元件或特征的关系。空间相关术语可意欲包含除了图中描绘的方位之外的装置的在使用或操作时的不同方位。例如，如果图中的装置被反转，被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定向为在该其它元件或特征的“上方”。因此，示例术语“下方”可包含上方和下方两种方位。装置可以以另外的方式被定向（旋转90度或在另一方位），并且相应地解释在此使用的空间相关描述符。

对实施例的前述描述被提供用于例示和说明的目的。其不意欲穷尽或限制本公开。特定实施例的单独元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在可应用的场合，可以互换并且可被用在所选实施例中，即使没有明确示出或描述。特定实施例的单独元件或特征还可以以许多方式变化。这种变化不被认为背离本公开，并且所有这种更改意欲被包括在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种分离机构，包括：

连结件，该连结件被能滑动地接收在形成在构件中的连结孔洞中；

销，该销被能滑动地接收在形成在所述连结件中的孔和形成在所述构件中的接收孔中的每一个中，以便将所述连结件能松脱地保持在第一位置；

连接到所述构件的第一单元，所述第一单元包括与所述销孔连通的启动器接收通道；和

启动器，该启动器被定位在所述接收通道中并被保持为抵靠所述连接通道的边缘，所述启动器在被致动时释放加压气体，从而将所述销移出所述销孔，并由此将所述连结件从所述第一位置释放。

2.如权利要求1所述的分离机构，进一步包括连接到所述构件的弹簧保持构件，所述接收孔延伸通过所述弹簧保持构件。

3.如权利要求2所述的分离机构，进一步包括弹簧，该弹簧被定位在所述弹簧保持构件中，从而通常将所述塞偏压为接合所述连结件，所述弹簧被定位在台阶腔中，所述加压气体用于在释放所述连结件的过程中将所述销移出所述销孔并移入所述台阶腔中。

4.如权利要求1所述的分离机构，进一步包括：

形成在所述连结件中并与所述连结件中的所述孔连通的通路；和

连接到所述构件的管，所述管具有可轴向调节的塞。

5.如权利要求1所述的分离机构，进一步包括连接到所述第一单元的端盖，所述启动器接触所述端盖的用于保持所述启动器的端面。

6.如权利要求1所述的分离机构，进一步包括连接到所述构件并关于所述构件与所述第一单元相对定位的第二单元，所述第二单元包括纵向通路，所述纵向通路具有比销直径大的通路直径，从而所述销通过从所述启动器释放的高压气体能自由移入所述纵向通路中。

7.一种分离机构，包括：

连结件，该连结件被能滑动地接收在形成在托架中的连结孔洞中；

销，该销被能滑动地接收在形成在所述连结件中的销孔和形成在所述托架中的接收孔中的每一个中，以便将所述连结件能松脱地保持在连结件第一位置；

被连接到所述托架的第一单元，所述第一单元包括与所述销孔连通的启动器接收通道；和

启动器，所述启动器被定位在所述接收通道中并被保持为抵靠所述连接通道的边缘，所述启动器在被致动时释放用于将所述销移出所述销孔的加压气体，并由此将所述连结件从所述第一位置释放以便相对于所述托架自由滑动。

8.如权利要求7所述的分离机构，其中所述启动器对向接触被连接到所述第一单元的盖的端面，所述盖反向背离所述第一单元。

9.如权利要求7所述的分离机构，进一步包括被连接到所述托架并关于所述托架与所述第一单元相对定位的第二单元，所述第二单元包括纵向通路，所述纵向通路具有比销直径大的通路直径，从而所述销通过从所述启动器释放的高压气体能自由移入所述纵向通路中。

10.如权利要求9所述的分离机构，进一步包括被连接到所述第二单元的端壁的保持盖的端面，所述保持盖包括台阶部分，该台阶部分具有比所述通路直径小并比所述销直径小的台阶直径。

11.如权利要求10所述的分离机构，其中所述启动器的通信引线延伸到形成在所述保持盖中的盖孔洞之外。

12.如权利要求7所述的分离机构，其中所述销相对于所述销孔和所述接收孔的纵向轴线被同轴对准。

13.如权利要求13所述的分离机构，其中所述启动器接收通道、所述纵向通道、所述连接通道和所述盖孔洞中的每一个均相对于所述纵向轴线被同轴对准。

14.如权利要求7所述的分离机构，其中所述销的直径被选择为提供在所述销孔和所述接收孔二者中的滑动配合。

15.如权利要求7所述的分离机构，其中所述连接通道具有从所述启动器接收通道的尺寸过渡到将所述连接通道连接到所述销孔的纵向通道的尺寸的锥形或圆锥形形状。

16.如权利要求15所述的分离机构，其中所述纵向通道具有比所述销的直径小的直径，从而所述销不能移入所述纵向通道中。

17.如权利要求7所述的分离机构，其中当所述分离机构处于当所述销被同时定位在所述销孔和所述接收孔二者中时所限定的连接状态时，所述销直接接触所述第一单元的端壁。

18.如权利要求9所述的分离机构，进一步包括将所述纵向通路连接到大气的开放通道。

19.如权利要求18所述的分离机构，其中所述纵向通路和所述台阶部分中的每一个相对于所述分离机构的纵向轴线被同轴对准。

20.如权利要求7所述的分离机构，其中所述启动器的所述启动器接收通道经由连接通道与纵向通道连通，所述连接通道与所述销孔直接连通。

Images