CN105835809B - 一种汽车碰撞保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车碰撞保护装置，是在保险杠壳体和保险杠加强横梁之间夹设吸能缓冲材料体，吸能缓冲材料体上开设有通孔，在保险杠壳体内侧设有圆柱形凸起，圆柱形凸起顶端粘贴有金属片，在保险杠加强横梁上设有弹簧，弹簧顶端同样安装有金属片，当保险杠壳体未受挤压时，两片金属片不接触；在保险杠加强横梁上竖向设有摩擦柱壳体，摩擦柱壳体内安装有摩擦柱和气体发生结构，点火器与两片金属片构成串联电路；当串联电路接通时，气体发生结构发生受热分解反应，压迫摩擦柱伸出摩擦柱壳体触到地面上。本发明能够将碰撞的动能转移到地面，依靠摩擦柱与地面的摩擦将碰撞力化解，这对于整个汽车行业的革新，具有非常重大的意义。

Description

一种汽车碰撞保护装置

技术领域

本发明属于汽车配件领域，特别是涉及一种汽车碰撞保护装置。

背景技术

按照我国相关法律的规定，道路交通事故，是指车辆在道路上的行驶途中因过错或者意外造成的人身伤亡或者财产损失的事件。构成交通事故一般具备下列要素：1.是车辆造成的，车辆包括机动车和非机动车，没有车辆就不能构成交通事故；2.是在道路上发生的，道路是指公路、城市道路和虽在单位管辖范围但允许社会机动车通行的地方，包括广场、公共停车场等用于公众通行的场所；3.在运动中发生，是指车辆在行驶或停放过程中发生的事件，若车辆处于完全停止状态，行人主动去碰撞车辆或乘车人上下车的过程中发生的挤、摔、伤亡的事故，则不属于交通事故；4.有事态发生，是指有碰撞、碾压、刮蹭、翻车、坠车、爆炸、失火等其中的一种现象发生；5.造成事态的原因是人为的，是指发生事态是由于事故当事者（肇事者）的过错或者意外行为所致，如果是由于人无法抗拒的各种自然灾害造成，均不属于交通事故；6.必须有损害后果的发生，损害后果仅指直接的损害后果，且是物质损失，包括人身伤亡和财产损失；当事人心理状态是过失或有其他意外因素，若当事人心理状态处于故意，则不属于交通事故。

在交通事故中，驾驶人违反规定、疏忽大意、操作技术等方面的错误行为会导致出现车辆碰撞情况，当事人由于心理或者生理方面的原因，没有正确观察和判断外界事物而造成精力分散、反应迟钝，表现为观望不周、措施不及或者不当。还有当事人依靠自己的主观想象判断事务或者过高估计自己的技术，过分自信，对前方、左右车辆、行人形态、道路情况等，未判断清楚就盲目通行。另外客观上由于车辆、道路、环境条件（包括气候、水文、环境等）不利因素，也会引发交通事故，车辆技术状况不良，尤其是制动系统、转向系统、前桥、后桥有故障，没有及时检查、维修。

现在汽车多使用吸能缓冲材料做外壳，吸能缓冲材料采用泡沫金属，是一种以金属或金属合金为基体，包含大量孔洞的轻质多孔材料。泡沫金属以其独特的结构而具有许多优异的性能，它兼有结构材料和功能材料的特性：作为结构材料，它具有轻质和高比强度的特点；作为功能材料，它同时具备吸声、隔音、隔热(闭孔)、散热(开孔)、阻燃、减振、阻尼、抗冲击、电磁波屏蔽等多种物理性能。基于其优良性能，目前在汽车工业、航天航空、建筑工业和铁路运输等领域都已获得了广泛的应用，而且金属泡沫材料的应用范围正随着制造工艺的逐渐成熟和人们对其性能研究的日益深入而迅速扩大。

车辆碰撞后，汽车前后保险杠会将碰撞力传递到底盘，假如碰撞速度较大，底盘强度不够，那么底盘会发生变形，造成车内人员受伤。假如在汽车发生碰撞的过程中，能够将碰撞力转移到地面，那么汽车底盘就会受到保护，极大降低形变量，车内的人员就会得到保护。所以，假如能够发明一种汽车碰撞保护装置，在汽车发生碰撞时，保险杠能够将车的动能转移到地面，这对于整个汽车行业来讲将是巨大的革新，对于保障人们的生命财产安全，具有非常重大的意义。

发明内容

为此，本发明旨在提供一种汽车碰撞保护装置，该装置在将车辆保险杠进行改进的基础上，能够将保险杠承受的冲击力转移到地面上，从而保护车底盘。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种汽车碰撞保护装置，包括保险杠壳体、保险杠加强横梁，其特征在于：在所述保险杠壳体和保险杠加强横梁之间夹设有吸能缓冲材料体，在所述吸能缓冲材料体上开设有通孔，与之相对应地，在所述保险杠壳体内侧设有圆柱形凸起，圆柱形凸起顶端粘贴有金属片，在所述保险杠加强横梁上设有弹簧，弹簧顶端同样安装有金属片，所述圆柱形凸起和弹簧相对伸进所述吸能缓冲材料体上的通孔中，当所述保险杠壳体未受挤压时，圆柱形凸起顶端的金属片和弹簧顶端的金属片不接触；在所述保险杠加强横梁上竖向设有摩擦柱壳体，摩擦柱壳体内安装有摩擦柱；

在所述摩擦柱壳体内顶部安装有点火器、叠氮化钠、过滤器组成的气体发生结构，所述点火器与圆柱形凸起顶端的金属片和弹簧顶端的金属片构成串联电路；当所述串联电路接通时，所述气体发生结构发生受热分解反应，所述摩擦柱伸出所述摩擦柱壳体触到地面上。

进一步讲，所述保险杠壳体和整车外壳做成一体，固定在汽车的框架上；所述保险杠加强横梁连接在汽车底盘上；所述保险杠壳体、吸能缓冲材料体、保险杠加强横梁三者使用紧固螺栓固定在一起。

进一步讲，所述吸能缓冲材料体上设置有3-4个所述摩擦柱壳体，每个摩擦柱壳体内均设有气体发生结构和摩擦柱，每个气体发生结构的点火器均与圆柱形凸起顶端的金属片和弹簧顶端的金属片构成串联电路。

进一步讲，所述点火器外围包设叠氮化钠，叠氮化钠外围包设过滤器，点火器一端带有正极负极两根点火电线；所述点火电线穿出摩擦柱壳体，其中负极电线连接到圆柱形凸起顶端的金属片上，正极电线连接到汽车蓄电池的正极上，汽车蓄电池的负极和弹簧顶端的金属片通过电线相连接。

进一步讲，所述摩擦柱底端外表面包裹有橡胶材料。

进一步讲，所述摩擦柱的内部沿轴向设有多个细小排气孔，细小排气孔的个数和大小，根据实际的汽车重量和气体发生结构产生的气压值来设计，标准是在摩擦柱弹出后，汽车不能被顶起。

进一步讲，所述摩擦柱壳体底端焊接有薄金属密封片，所述密封片的承重力为：在所述气体发生结构启动前能够承受住气体发生结构和摩擦柱的重量，在所述气体发生结构启动后受压破坏。

进一步讲，所述装置安装于汽车头部或尾部。

本发明的工作原理是：在保险杠壳体与保险杠加强横梁之间设置吸能缓冲材料体；在保险杠壳体、保险杠加强横梁、吸能缓冲材料体中横向设置两个可以接触的金属片；在保险杠加强横梁上纵向设置摩擦柱壳体，壳体内装气体发生装置和摩擦柱，气体发生装置的点火器与圆柱形凸起顶端的金属片和弹簧顶端的金属片及汽车蓄电池构成串联电路。利用吸能缓冲材料，汽车碰撞时，吸能缓冲材料会被挤压，利用这段挤压距离和时间，圆柱形凸起顶端的金属片和弹簧顶端的金属片接触后，点火器被触发点火，叠氮化钠发生化学变化，生成钠和氮气，钠被过滤器阻挡，氮气冲出过滤器，摩擦柱瞬间被强大的气压向下弹出，摩擦柱的底端与地面紧密贴紧，形成较大摩擦，将碰撞能量转移到地面。

本发明具有的有益效果是：

（1）本发明利用吸能缓冲材料在受到挤压后变窄的特征，圆柱形凸起顶端的金属片和弹簧顶端的金属片由分离到接触，相当于一个电路的开关由开到闭，最终实现碰撞导致装置启动；

（2）汽车碰撞时间极短，利用传感器和处理器系统会极大延长装置开启时间，所以利用气体发生结构，瞬间产生的氮气可以使得摩擦柱迅速弹出，将碰撞动能转移到地面；

（3）保险杠加强横梁是汽车的最牢固保护防线，摩擦柱壳体设在保险杠加强横梁上，实现摩擦柱将保险杠加强横梁上受到的冲击力转移到地面，最大限度的保护了汽车底盘和框架不受到破坏；

（4）避免碰撞动能传递到汽车底盘和框架，导致底盘和框架变形，威胁车内人员安全。

所以，将这种汽车碰撞保护装置用于汽车上，在汽车发生碰撞时，保险杠能够将两辆汽车的动能转移到地面，依靠摩擦柱与地面的摩擦将碰撞力化解，这对于整个汽车行业的革新，对于保障人们的生命财产安全，具有非常重大的意义。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是本发明一种汽车碰撞保护装置在汽车上的安装位置示意图。

图2是本发明一种汽车碰撞保护装置的整体装配示意图。

图3是本发明一种汽车碰撞保护装置的摩擦桩下落示意图。

图4是本发明一种汽车碰撞保护装置的拆解示意图。

图5是本发明一种汽车碰撞保护装置的保险杠壳体结构示意图。

图6是本发明一种汽车碰撞保护装置的保险杠加强横梁整体结构示意图。

图7是本发明一种汽车碰撞保护装置的保险杠加强横梁局部结构示意图。

图8是本发明一种汽车碰撞保护装置的剖视图。

图9是本发明一种汽车碰撞保护装置的气体发生结构原理图。

图中标号：1-保险杠壳体、2-吸能缓冲材料体、3-保险杠加强横梁、4-摩擦柱壳体、5-摩擦柱、6-紧固螺栓、7-弹簧、8-点火器、9-叠氮化钠、10-过滤器、11-通孔，12-圆柱形凸起。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明一种汽车碰撞保护装置作进一步的详细描述。

本发明提供的一种汽车碰撞保护装置，主要包括保险杠壳体1、吸能缓冲材料2、保险杠加强横梁3、摩擦柱壳体4、摩擦柱5、紧固螺栓6、弹簧7、点火器8、叠氮化钠9、过滤器10。

保险杠壳体1包括车的前后保险杠壳体，本发明以前保险杠壳体为了进行介绍。如图1所示，保险杠壳体1一般和整体汽车外壳做成一体，固定在汽车的框架上。

如图2～图4所示，保险杠壳体1和保险杠加强横梁3之间安装有吸能缓冲材料体2，在沿保险杠长度方向上，吸能缓冲材料体2和保险杠壳体1、保险杠加强横梁3三者几乎是等长铺设，吸能缓冲材料体2夹在保险杠壳体1与保险杠加强横梁3之间，吸能缓冲材料体2也为长拱形。使用紧固螺栓6由内到外依次将保险杠加强横梁3、吸能缓冲材料体2、保险杠壳体1固定在一起，较佳的是，在沿保险杠长度方向上两端各设置一个紧固螺栓6，整体保证上述三者组合体的稳固性。

保险杠加强横梁3连接在汽车底盘上；在保险杠加强横梁3上沿纵向设有摩擦柱壳体4，摩擦柱壳体4是在保险杠加强横梁3铸造时，一体铸造而成；摩擦柱5安装在摩擦柱壳体4内，下端可伸出摩擦柱壳体4。

如图4～图7所示，在吸能缓冲材料体2的中间位置开设有一个通孔11；与之相对应地，在保险杠壳体1内侧中间位置设有圆柱形凸起12，圆柱形凸起12从前端伸入吸能缓冲材料体2上的通孔11内，凸起顶端粘贴有金属片；同样与之相对应地，在保险杠加强横梁3内侧中间位置设有弹簧7，弹簧7从后端伸入吸能缓冲材料体2通孔11内，弹簧7顶端同样安装有金属片。如图8所示，在正常情况下，圆柱形凸起12顶端的金属片和弹簧7顶端的金属片两者之间有间隙，当保险杠壳体1受到物体碰撞时，挤压吸能缓冲材料体2，圆柱形凸起12顶端的金属片和弹簧7顶端的金属片接触，并且弹簧7被压缩。

如图9所示，点火器8、叠氮化钠9、过滤器10组成气体发生结构，气体发生结构安装于摩擦柱壳体4腔体内部顶端。点火器8安装在摩擦柱壳体4腔体内部顶端，点火器8一端带有正极负极两根点火电线，点火电线穿出摩擦柱壳体4，其中负极电线连接到圆柱形凸起12顶端的金属片上，正极电线连接到汽车蓄电池的正极上，汽车蓄电池的负极和弹簧7顶端的金属片通过电线相连接。

点火器8外围包设叠氮化钠9，叠氮化钠9外围包设过滤器10，当两个圆柱形凸起12顶端的金属片和弹簧7顶端的金属片两者接触后，串联电路导通，点火器8被触发点火，叠氮化钠9发生受热分解化学变化，生成钠和氮气，钠被过滤器10阻挡，氮气冲出过滤器10，摩擦柱5瞬间被强大的气压向下弹出，摩擦柱5的底端与地面紧密接触，形成较大摩擦，将碰撞能量转移到地面，避免碰撞动能传递到汽车底盘和框架，导致底盘和框架变形，威胁车内人员安全。

进一步讲，为实现将碰撞破坏力尽多的转移到地面，保险杠加强横梁3上可设有多个，如3～4个摩擦柱壳体4，每个摩擦柱壳体4内均设有气体发生结构和摩擦柱5。

进一步讲，摩擦柱5底端外表面用橡胶材料包裹，其余材料可为金属材料，在摩擦柱5底端与地面接触时，橡胶材料可以增大摩擦力，摩擦柱5尚有一部分还在摩擦柱壳体4内。

进一步讲，摩擦柱5的内部沿轴向设有多个细小排气孔，细小排气孔的个数和大小，要根据实际的汽车重量和气体发生结构产生的气压值来设计，前提是在摩擦柱5弹出后，汽车不能被顶起。摩擦柱5在弹出后，摩擦柱壳体4内的氮气缓慢沿着细小排气孔排出，摩擦柱壳体4的内外气压达到平衡后，就可以依靠人力移动摩擦柱，将整个保护装置拆除，否则摩擦柱壳体4内的气压过大，在拆除过程中可能会伤及拆除人员。

进一步讲，在正常情况下，摩擦柱壳体4底端通过焊接薄金属密封片，密封片强度较小，通过力学实验确定密封片在平时能够承受气体发生结构和摩擦柱5的重量足以，而在气体发生结构启动后，摩擦柱5瞬间能够将密封片破坏。

这种汽车碰撞保护装置，不仅安装于汽车头部，汽车尾部采用同样方案安装，这样两辆汽车在相撞时，不管是追尾还是迎面相撞，受到撞击力的保险杠位置均会弹出摩擦柱5，将两辆车受到的碰撞力分别化解。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车碰撞保护装置，保险杠壳体(1)、吸能缓冲材料体(2)、保险杠加强横梁(3)、摩擦柱壳体(4)、摩擦柱(5)、紧固螺栓(6)、弹簧(7)、点火器(8)、叠氮化钠(9)、过滤器(10)；其特征在于：

在所述保险杠壳体(1)和保险杠加强横梁(3)之间夹设有吸能缓冲材料体(2)，在所述吸能缓冲材料体(2)上开设有水平方向通孔(11)，与之相对应地，在所述保险杠壳体(1)内侧设有圆柱形凸起(12)，圆柱形凸起(12)顶端粘贴有金属片，在所述保险杠加强横梁(3)上设有弹簧(7)，弹簧(7)顶端同样安装有金属片，所述圆柱形凸起(12)和弹簧(7)相对伸进所述吸能缓冲材料体(2)上的通孔(11)中，当所述保险杠壳体(1)未受挤压时，圆柱形凸起(12)顶端的金属片和弹簧(7)顶端的金属片不接触；

在所述保险杠加强横梁(3)上竖向设有摩擦柱壳体(4)，摩擦柱壳体(4)内安装有摩擦柱(5)；在所述摩擦柱壳体(4)内顶部安装有点火器(8)、叠氮化钠(9)、过滤器(10)组成的气体发生结构，所述点火器(8)与圆柱形凸起(12)顶端的金属片和弹簧(7)顶端的金属片及汽车蓄电池构成串联电路；当所述串联电路接通时，所述气体发生结构发生受热分解反应，所述摩擦柱(5)伸出所述摩擦柱壳体(4)触到地面上。

2.根据权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于：所述保险杠壳体(1)和整车外壳做成一体；所述保险杠加强横梁(3)连接在汽车底盘上；所述保险杠壳体(1)、吸能缓冲材料体(2)、保险杠加强横梁(3)三者使用紧固螺栓(6)固定在一起。

3.根据权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于：所述保险杠加强横梁(3)上设置有3-4个所述摩擦柱壳体(4)，每个摩擦柱壳体(4)内均设有气体发生结构和摩擦柱(5)，每个气体发生结构的点火器均与圆柱形凸起(12)顶端的金属片和弹簧(7)顶端的金属片构成串联电路。

4.根据权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于：所述点火器外围包设叠氮化钠，叠氮化钠外围包设过滤器，点火器一端带有正极负极两根点火电线，点火电线穿出摩擦柱壳体(4)，其中负极电线连接到圆柱形凸起(12)顶端的金属片上，正极电线连接到汽车蓄电池的正极上，汽车蓄电池的负极和弹簧(7)顶端的金属片通过电线相连接。

5.根据权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于：所述摩擦柱底端外表面包裹有橡胶材料。

6.根据权利要求1或5所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于：所述摩擦柱(5)的内部沿轴向设有多个细小排气孔，细小排气孔的个数和大小，根据实际的汽车重量和气体发生结构产生的气压值来设计，标准是在摩擦柱弹出后，汽车不能被顶起。

7.根据权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于：所述摩擦柱壳体(4)底端焊接有薄金属密封片，所述密封片的承重力为：在所述气体发生结构启动前能够承受住气体发生结构和摩擦柱的重量，在所述气体发生结构启动后受压破坏。

8.根据权利要求1所述的汽车碰撞保护装置，其特征在于：所述装置安装于汽车头部或尾部。