CN104762872B - 一种防撞装置、防撞浮箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防撞装置，用于设置在防撞物的防撞面，包括防撞端子；防撞端子包括头部和第一弹性件，第一弹性件一端与头部连接，另一端用于与防撞面连接。物体与防撞面碰撞过程中，与防撞面接触前，防撞端子能够消耗撞击能量，弱化撞击力，然后物体才与防撞面接触，与现有技术相比，物体与防撞面接触时，撞击能量已经被消耗，不仅保护了防撞面，也保护了物体，能够获得比较和谐的防撞效果。本发明还公开了一种防撞浮箱。

Description

一种防撞装置、防撞浮箱

技术领域

本发明涉及工程技术领域，特别是涉及一种防撞装置。此外，本发明还涉及一种防撞浮箱。

背景技术

碰撞事故时有发生，由于碰撞过程的时间极短，瞬时撞击力很大，经常会造成很严重的后果，例如，车辆与固定物的碰撞，船舶与桥墩的碰撞等，如何才能减小碰撞事故引起的损失呢？

以桥墩为例，重要航道上桥梁经常被航行的船舶撞击，撞击事故会对桥梁的安全运营和使用寿命产生不利的影响。当船舶以一定的速度撞击桥墩时，根据动量定理，由于碰撞时间极短，导致瞬时撞击力很大。

为了保护桥墩，通常在桥墩周围设置防撞设施。目前，桥墩防撞中应用最多的是钢浮箱，钢浮箱由外围钢板构成，其内设置纵横隔板。钢浮箱与桥墩之间，设置橡胶类缓冲材料。

钢浮箱对桥墩的防撞保护，主要通过钢浮箱和船舶在撞击区域产生的变形来吸收和耗散船舶的撞击能量，这种变形通常为破坏性的变形。由破坏性的变形来吸收船舶的撞击能量，只注重保护桥墩，不注重保护船舶，以浮箱和船舶的损伤换取桥墩的安全。另外，由于钢浮箱的刚度较大，对船撞力的衰减作用不大，容易使抗撞击能力较低的桥墩受到损坏，甚至可能造成事故。

因此，如何设计一种能够消耗撞击能量，提高防撞保护效果的防撞装置，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防撞装置，该防撞装置能够消耗撞击能量，弱化碰撞力，具有较好的防撞保护效果，降低撞击损伤。本发明的另一个目的是提供一种防撞浮箱。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种防撞装置，用于设置在防撞物的防撞面，包括防撞端子；所述防撞端子包括头部和第一弹性件，所述第一弹性件一端与所述头部连接，另一端用于与所述防撞面连接。

可选地，所述头部的外侧向外凸起。

可选地，所述第一弹性件为弹簧或中部具有弯折部的金属片。

可选地，还包括设置在所述防撞面外侧的箱体；所述箱体内设有缓中能耗元件，所述箱体连接所述第一弹性件的另一端。

可选地，所述箱体上分布多个安装槽，所述防撞端子还包括能够与所述安装槽配合的安装块，所述安装块设置在所述第一弹性件的另一端。

可选地，所述安装槽的横截面的形状从槽底向槽顶渐缩，所述安装块能够在所述安装槽内移动，所述安装槽内相邻的所述安装块之间设有第二弹性件。

可选地，所述安装槽的横截面为梯形，所述箱体上分布多个平行的直线型的所述安装槽，各所述安装槽内安装多个所述防撞端子。

可选地，各所述箱体包括相配合的第一箱体和第二箱体，各所述第一箱体相连接构成所述防撞装置的内层，各所述第二箱体相连接构成所述防撞装置的外层，各所述防撞端子位于所述外层的外侧，所述外层与所述内层能够相对移动。

可选地，还包括过渡结构，所述过渡结构一侧与所述防撞面配合，另一侧与所述箱体配合，且所述箱体能够相对所述过渡结构移动。

本发明还提供了一种防撞浮箱，包括浮箱和防撞端子，所述防撞端子包括头部和第一弹性件，所述第一弹性件一端与所述头部连接，另一端与所述浮箱连接。

本发明提供的防撞装置，用于设置在防撞物的防撞面，包括防撞端子；防撞端子包括头部和第一弹性件，第一弹性件一端与头部连接，另一端用于与防撞面连接。

该防撞装置设置在防撞物的防撞面，防撞端子可以根据需要组装成组件，间接设置在防撞面上，也可以直接设置在防撞面上。防撞端子分布在防撞面上，多个防撞端子的头部在防撞面的外侧形成一个防撞保护面，由于头部的另一侧由第一弹性件支撑，整个防撞保护面具有一定的弹性，物体与该防撞面发生碰撞时，先接触多个防撞端子的头部，各第一弹性件均能够对物体产生一定的缓冲，物体的动能能够被多个第一弹性件吸收并转换为弹性势能。碰撞过程中的接触面积越大，参与碰撞的防撞端子的数量就越多，多个第一弹性件的弹性变形能够消耗部分撞击能量，并且弹性变形的过程，能够延长碰撞时间，根据动量定理，延长碰撞时间，能够减小撞击力。

物体与防撞面碰撞过程中，与防撞面接触前，防撞端子能够消耗撞击能量，弱化撞击力，然后物体才与防撞面接触，与现有技术相比，物体与防撞面接触时，撞击能量已经被消耗，不仅保护了防撞面，也保护了物体，能够获得比较和谐的防撞效果。

进一步的，该防撞装置还包括设置在防撞面外侧的箱体，防撞端子分布在箱体上，箱体内可以设置缓冲能耗元件。

碰撞发生时，物体先接触防撞端子，防撞端子能够消耗碰撞能量，如果碰撞能量较大，防撞端子不能完全将其消耗掉，剩下的碰撞能量可由箱体消耗。物体与防撞端子接触后，碰触箱体时，箱体内的缓冲能耗元件更容易变形，使得在该过程中，大部分变形集中在箱体，由箱体的变形来吸收和耗散撞击能量，提高了保护效果，既保护了防撞面又保护了物体。

本发明还提供了一种防撞浮箱，包括浮箱和防撞端子。由于防撞装置具有上述技术效果，故该防撞浮箱也具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供的防撞装置一种具体实施方式的结构示意图；

图2为防撞装置的防撞端子一种具体结构的示意图；

图3为防撞装置的防撞端子另一种具体结构的示意图；

图4为防撞装置的防撞端子第三种具体结构的示意图；

图5为本发明所提供的防撞装置另一种具体实施方式的结构示意图；

图6为本发明所提供的防撞装置第三种具体实施方式的结构示意图；

图7为本发明所提供的防撞装置第四种具体实施方式的结构示意图；

图8为图7中提供的防撞装置中箱体的结构示意图。

其中，图1至图8中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：

箱体1；安装槽11；第二弹性件12；第一箱体13；第二箱体14；

防撞端子2；头部21；第一弹性件22；安装块23。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本发明所提供的防撞装置一种具体实施方式的结构示意图，图2为防撞装置的防撞端子一种具体结构的示意图，图3为防撞装置的防撞端子另一种具体结构的示意图，图4为防撞装置的防撞端子第三种具体结构的示意图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种防撞装置，用于设置在防撞物的防撞面，包括防撞端子2；防撞端子2包括头部21和第一弹性件22，第一弹性件22一端与头部21连接，另一端与防撞面连接。

该防撞装置设置在防撞物的防撞面，用来保护防撞物。防撞装置可以设置在桥墩或支柱的周围、港口岸边、船舶泊位、防撞墙、路边的防撞护栏等位置。

需要说明的是，本申请中提到的防撞面是一个广义的概念，防撞面是指防撞物设置防撞装置的位置，可以是一个具体的面，也可以不是，防撞物并不局限于具有面的物体。

防撞端子2可以根据需要组装成组件，间接设置在防撞面上，也可以直接设置在防撞面上。防撞端子2分布在防撞面上，多个防撞端子2的头部21在防撞面的外侧形成一个防撞保护面，由于头部21的另一侧由第一弹性件22支撑，整个防撞保护面具有一定的弹性，物体与该防撞保护面发生碰撞时，先接触多个防撞端子2的头部，各头部21后侧的第一弹性件22均能够对物体产生一定的缓冲，物体的动能被多个第一弹性件22吸收并转换为弹性势能，该过程中能够消耗掉物体的撞击能量。

碰撞过程中的接触面积越大，参与碰撞的第一弹性件22就越多，能够消耗的撞击能量就越大，多个第一弹性件22的弹性变形能够消耗撞击能量，并且，在弹性变形的过程中，能够延长碰撞时间，根据动量定理，延长碰撞时间，能够减小撞击力。

物体与防撞面碰撞过程中，先接触防撞端子2，防撞端子2能够消耗撞击能量弱化撞击力；与现有技术相比，物体与防撞面接触时，撞击能量已经被消耗了，降低了对防撞面的冲击，也降低了对物体的损伤，不仅保护了防撞面，也保护了物体，能够获得比较和谐的防撞效果。

该防撞装置结构简单，可模块化生产，生产成本低，便于安装和拆卸，可根据具体需要设计布置方式，还可循环利用，应用范围较广。

一种具体的实施方式中，头部21的外侧向外凸起。

头部21外侧向外凸起，则防撞面外侧由多个凸起构成防撞保护面，碰撞的冲击力被分配到多个头部21上，由于头部21外侧呈凸起状，碰撞过程中，物体与单个头部21的接触面积逐渐增大，头部21的受力面积逐渐增大时，能够缓解碰撞过程中头部21受到的压强，同时，随着第一弹性件22弹性变形的增大，第一弹性件22的承载能力也逐渐增强，防撞端子2能够消耗撞击能量，减小撞击力。

一种优选的实施方式中，第一弹性件22可以为弹簧，也可以为中部具有弯折部的金属片。第一弹性件22可以为金属的，也可以为非金属的，能够支撑头部21，并能承受一定的载荷，缓冲冲击力的结构的弹性件都可以在此防撞装置中应用。

一种具体的实施方式中，第一弹性件22为弹簧，弹簧的弹性模量可以根据实施位置的具体情况选用，具体结构请参考图2。

第一弹性件22可以为压簧，也可以为拉簧，因为在实际的碰撞中，第一弹性件22受到的冲击力不完全是从正面方向施加的，冲击力会与防撞端子2的头部成一定的角度，压簧和拉簧具有一定的韧性，能够承受一定的弯矩，能够对冲击起到缓冲的作用。

优选的结构为压簧，压簧具有一定预伸长，不但能够承受弯矩，还能够承受拉伸和挤压，压簧的变形形式较多，增加了头部21的受力形式，能够有效的减小冲击力。

另一种具体的实施方式中，第一弹性件22为中部具有弯折部的金属片，具体结构请参考图3。

支撑头部21的金属片的硬度，可以根据实施位置的具体情况选用，可在金属片的中部设弯折部，也可不设弯折部，例如图3和图4，不设弯折部的金属片也具有一定的韧性，能够承受正面和侧面的冲击；优选中部设有弯折部的金属片，弯折的方式和数量可以根据具体的使用需求设定，弯折部能够增加头部21的缓冲效果。

需要说明的是，头部21的形状不局限于上述实施例和附图所示的结构；第一弹性件22的材料和结构也不局限于上述实施例和附图所示的结构，其他能够支撑头部21并能够承受一定的载荷的材料和结构也可以在本申请中应用。

上述各实施方式中，该防撞装置还包括设置在防撞面外侧的箱体1；箱体1内设有缓冲能耗元件，箱体1连接第一弹性件22的另一端与箱体1连接。

碰撞发生时，物体先接触防撞端子2，防撞端子2能够消耗碰撞能量，如果碰撞能量较大，防撞端子2不能完全将其消耗掉，剩下的碰撞能量可由箱体1消耗。

防撞端子2可以集成在箱体1上形成组件，箱体1能够将防撞端子2模块化，便于安装、拆卸和更改，便于施工，能够满足不同的功能需求。

箱体1内设有缓冲能耗元件时，物体与防撞端子2接触后，碰触箱体1时，与物体相比，箱体1内的缓冲能耗元件更容易变形，使得在该过程中，大部分变形集中在箱体1，由箱体1的变形来吸收和耗散撞击能量，提高保护效果，既保护了防撞面又保护了物体。

也就是说，箱体1需要有一定的刚性和韧性，根据箱体刚性的不同，和碰撞过程中的碰撞能量的大小，碰撞过程中有几种变形情况：一种是，第一弹性件22先变形，然后箱体1再变形，两个变形过程先后消耗掉碰撞能量；另一种是，第一弹性件22与箱体1同时变形，两个变形过程叠加，二者共同消耗掉碰撞能量；第三种是，第一弹性件22与箱体1先同时变形，然后箱体1再继续变形，两个过程消耗掉碰撞能量。

具体的，缓冲能耗元件能够通过变形消耗能量，使箱体1更好的发挥二次耗能的作用，根据箱体1的刚度需要，缓冲能耗元件可以多层布置。

箱体1内部的缓冲能耗元件可以为纵横隔板、弹性元件、缓冲材料、或者同时设置纵横隔板和缓冲材料等。箱体1可以为六面均为平面的六面体，也可以有部分面为圆弧面的六面体，箱体1的具体结构可以根据应用时的需要设定。

箱体1可以为钢制的箱体1，也可以为其他材质，可以根据具体的应用需要选用，例如该防撞装置被用来保护桥墩时，可以根据应用水域内船舶的吨位设定。具体的，可以根据水上航行管理的相关法规中限定的船舶吨位、速度计算出碰撞时可能产生的最大碰撞能量，然后根据该最大碰撞能量对箱体1和防撞端子2进行优化，确定第一弹性件22的弹性模量和箱体1的刚度，使其在两个变形过程中能够将碰撞能量消耗掉，从而保护船舶和桥梁的安全。

进一步优选的实施方式中，箱体1分布多个安装槽11，防撞端子2还包括能够与安装槽11配合的安装块23，安装块23设置在第一弹性件22的另一端。

各安装槽11的结构和大小可以相同，也可以不同，安装槽11可以按照一定方式分布在箱体1上，可以规律分布，也可以随机分布，每个安装槽11可以只安装一个防撞端子2，也可以能够安装多个防撞端子2。安装块23与安装槽11配合后，还可以使用焊接或者其他的方式加固。

进一步的，安装槽11的横截面的形状从槽底向槽顶渐缩，安装块23能够在安装槽11内移动，安装槽11内相邻的安装块23之间设有第二弹性件12，具体结构请参考图1。

横截面形状从槽底向槽顶渐缩的安装槽11，其槽顶的两侧对其内部的安装块23有一定的限制作用，同时，安装槽11为类似滑道的形式，使得安装块23能够在安装槽11内移动，这样，每个安装槽11内都可以安装多个防撞端子2。

安装槽11内相邻的安装块23之间设有第二弹性件12，防撞端子2受到侧面的冲击时，冲击力沿安装槽11方向的分力，可以使第二弹性件12变形，缓冲部分冲击力，提高防撞端子2的承载能力。具体的，第二弹性件12可以为弹簧、金属片、橡胶或其他弹性件等。

具体的，安装槽11的横截面为梯形，箱体1上分布多个平行的直线型的安装槽11，各安装槽11内安装多个防撞端子2，具体结构请再次参考图1。

安装槽11的横截面为梯形，梯形较长的底边为安装槽11的槽底，两腰的上侧能够对安装块23形成限制，使得安装块23能够在安装槽11内移动，同时，该形状的安装槽11便于加工，减小箱体1的加工难度。

当然，安装槽11的横截面的形状并不局限于上述形状，其他能够使安装块23滑动的结构也可以在本申请中应用；另外，安装槽11的轨迹也不局限于直线型，也可以为曲线、圆、椭圆、其他规则或不规则的形状，能够使得箱体1分布满防撞端子2即可。

请参考图5和图6，图5为本发明所提供的防撞装置另一种具体实施方式的结构示意图，图6为本发明所提供的防撞装置第三种具体实施方式的结构示意图。

上述各实施方式中，箱体1的侧面设有连接结构，各箱体1能够通过连接结构连成一体。如图5和图6所示，可以根据具体的应用需要，将防撞浮箱连接成一体，可以形成一个平面或曲面，也可以形成封闭的轨迹，还可以对其增加高度，增加可碰撞的面积。

连接结构可以为在箱体1侧面设置的能够相互配合的结构，例如卡块和卡槽，或者是能够将箱体1连接在一起的辅助结构，例如铰链等，各箱体1之间的连接可拆卸或不可拆卸均可，可拆卸的连接方式，可以对单块箱体1进行更换。

请参考图7和图8，图7为本发明所提供的防撞装置第四种具体实施方式的结构示意图，图8为图7中提供的防撞装置中箱体的结构示意图。

一种优选的实施方式中，防撞装置中的各箱体1包括相配合的第一箱体13和第二箱体14，各第一箱体13相连接构成防撞装置的内层，各第二箱体14相连接构成防撞装置的外层，各防撞端子位于外层的外侧，外层与内层能够相对移动。

图5和图6中的防撞装置的箱体都可以由第一箱体13和第二箱体14构成，如图7所示，图7中的防撞装置可以套装在桥墩或立柱上。物体与该防撞装置碰撞过程中，碰撞区域的防撞端子2和箱体1先后变形或同时变形，消耗碰撞能量，同时，由于防撞装置的内层和外层可以相对移动，在撞击力的作用下，外层将相对内层移动，能够改变物体的方向，减小防撞装置受到的冲击，进一步提高了防撞装置的保护效果，同时有效的保护了物体和防撞物。

该防撞装置可以设定第一箱体13和第二箱体14之间相对移动的距离，还可以设定第一箱体13和第二箱体14之间的摩擦系数，相对移动的距离和摩擦系统可以根据具体应用位置的碰撞情况设定。

图7中箱体1的第一箱体13和第二箱体14通过可相对滑动的配合结构连接，具体结构可参看图8，图8中第一箱体13和第二箱体14通过本身的结构相互配合，还可以在二者之间设置专门的配合结构，例如，在二者之间设置相配合的滑轮和滑道。

第一箱体13和第二箱体14之间设置滑轮和滑道时，当防撞物为非园或非直平面时，也可以实现内层和外层的相对位移，改变冲击力的力度、方向等要素，从而进一步强化防撞击的效果，减少被撞击后的损失。

需要说明的是，第一箱体13和第二箱体14的连接方式不仅仅局限于附图所示的结构，其他能够使第一箱体13和第二箱体14之间相对滑动的连接方式也可以在本申请中应用。

另一种优选的实施方式中，该防撞装置还包括过渡结构，过渡结构一侧与防撞面配合，另一侧与箱体1配合，且箱体1能够相对过渡结构移动。

当防撞面不是圆形或平面等有利于防撞装置的箱体1的内层和外层相对移动的形状时，该防撞装置的箱体1可以通过过渡结构安装，过渡结构的一侧与防撞物配合，另一侧与箱体1配合，箱体1能够相对过渡结构移动。

该防撞装置通过设置过渡结构，能够弥补防撞面的结构，该结构便于使箱体1能够相对过渡结构和防撞面相对移动。这样，在碰撞过程中，箱体1受冲撞力的作用，可相对过渡结构产生相对位移，从而改变冲撞力的方向，减少冲撞力对防撞物的冲击，有效的保护了物体和防撞物。

除了上述防撞装置，本发明还提供了一种防撞浮箱，包括浮箱和防撞端子2，防撞端子2包括头部21和第一弹性件22，第一弹性件22一端与头部21连接，另一端与浮箱连接。

浮箱可以使得防撞装置漂浮在相应的水域，同时箱体上的防撞端子2可以防止船舶的撞击，该防撞装置可以设置在桥墩周围或港口岸边。

由于防撞装置具有上述技术效果，故该防撞浮箱也具有相应的技术效果。该防撞浮箱的其他结构请参考现有技术，本文不在赘述。

以上对本发明所提供的防撞装置和防撞浮箱进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种防撞装置，用于设置在防撞物的防撞面，其特征在于，包括防撞端子(2)；所述防撞端子(2)包括头部(21)和第一弹性件(22)，所述第一弹性件(22)一端与所述头部(21)连接；

还包括设置在所述防撞面外侧的箱体(1)，所述箱体(1)内设有缓冲能耗元件，所述箱体(1)连接所述第一弹性件(22)的另一端；

所述箱体(1)上分布多个安装槽(11)，所述防撞端子(2)还包括能够与所述安装槽(11)配合的安装块(23)，所述安装块(23)设置在所述第一弹性件(22)的另一端；

所述安装槽(11)的横截面的形状从槽底向槽顶渐缩，所述安装块(23)能够在所述安装槽(11)内移动，所述安装槽(11)内相邻的所述安装块(23)之间设有第二弹性件(12)。

2.如权利要求1所述的防撞装置，其特征在于，所述头部(21)的外侧向外凸起。

3.如权利要求2所述的防撞装置，其特征在于，所述第一弹性件(22)为弹簧或中部具有弯折部的金属片。

4.如权利要求1至3任一项所述的防撞装置，其特征在于，所述安装槽(11)的横截面为梯形，所述箱体(1)上分布多个平行的直线型的所述安装槽(11)，各所述安装槽(11)内安装多个所述防撞端子(2)。

5.如权利要求1至3任一项所述的防撞装置，其特征在于，各所述箱体(1)包括相配合的第一箱体(13)和第二箱体(14)，各所述第一箱体(13)相连接构成所述防撞装置的内层，各所述第二箱体(14)相连接构成所述防撞装置的外层，各所述防撞端子位于所述外层的外侧，所述外层与所述内层能够相对移动。

6.如权利要求1至3任一项所述的防撞装置，其特征在于，还包括过渡结构，所述过渡结构一侧与所述防撞面配合，另一侧与所述箱体(1)配合，且所述箱体(1)能够相对所述过渡结构移动。