CN107672554A - 一种双层分级梯度吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层分级梯度吸能装置，包括与安全座椅本体相连的外壳和与安全带相连的连接件，所述的外壳滑动插接于所述的连接件内，所述的外壳内并列设有间隔布置的第一吸能组件和第二吸能组件，所述第一吸能组件和第二吸能组件同方向上的一端均设有推动组件，所述的连接件一端设有分别连动所述第一吸能组件和第二吸能组件上的推动组件的可旋转的触发杆；所述的连接件与外壳之间还设有导向结构。本发明采用双层分级的吸能组件将碰撞动能通过结构的塑性变形进行耗散，能有效降低碰撞时安全受到的初始峰值载荷，实现梯度吸能，解决传统吸能装置初始峰值载荷过高的问题从而提高乘员乘车安全性。

Description

一种双层分级梯度吸能装置

技术领域

本发明涉及安全座椅设备技术领域，更具体地说，它涉及一种双层分级梯度吸能装置。

背景技术

在汽车碰撞过程中，安全座椅作为被动安全中的重要组成部分，其吸能能力的大小是衡量安全座椅安全性高低的主要因素。安全座椅主要依靠安全带系统的织带将乘员束缚在座椅内，由于安全带主要作用部位是乘员的胸部和腹部，而乘员的躯体脆弱，过大的碰撞加速度会对乘员造成致命的伤害，因此必须将碰撞时安全带受到的能量释放。目前最有效的方法是在安全带与安全座椅本体连接处设置能量吸收装置。

而吸能装置中初始峰值力在能量吸收结果中有着重要影响，当汽车发生碰撞瞬间，现有安全座椅中的吸能装置要到达初始峰值力才能被激发。初始峰值力与加速度有着直接的关系，过高的初始峰值载荷将导致乘员的伤害，乘员的危险性就会增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种能有效降低乘员在碰撞时所受到的冲击载荷，从而提高乘员乘车安全性的双层分级梯度吸能装置。

本发明的技术方案是这样的：一种双层分级梯度吸能装置，包括与安全座椅本体相连的外壳和与安全带相连的连接件，所述的外壳滑动插接于所述的连接件内，所述的外壳内并列设有间隔布置的第一吸能组件和第二吸能组件，所述第一吸能组件和第二吸能组件同方向上的一端均设有推动组件，所述的连接件一端设有分别连动所述第一吸能组件和第二吸能组件上的推动组件的可旋转的触发杆；所述的连接件与外壳之间还设有导向结构。

作为进一步地改进，所述的第一吸能组件为由多个截面呈内凹六边形衔接构成的蜂窝状的具有负泊松比效应的铝芯件，并且，所述第一吸能组件的侧面与所述的推动组件接触相连。

进一步地，所述的第二吸能组件为由多个截面呈正六边形衔接构成的蜂窝状铝芯件，并且，所述第二吸能组件的正面与所述的推动组件接触相连。

进一步地，所述的推动组件包括滑块和插接于该滑块上并向其两侧延伸至所述连接件外侧的滑动轴，所述的滑动轴与所述的连接件之间设有防止其轴向位移的限位件。

进一步地，所述的外壳上设有与所述滑动轴相适配的滑槽，所述的外壳内还设有防止所述滑块翻转的限位槽。

进一步地，所述触发杆的中部与所述连接件铰接相连，并且，所述触发杆的一端活动钩接于所述第一吸能组件中推动组件的滑动轴上。

进一步地，所述的导向结构包括一对插接于所述连接件和外壳上的导向杆和与该导向杆相适配的导向槽，所述的导向杆两端设有防止所述触发杆脱落的挡板。

进一步地，所述第二吸能组件的推动组件与所述第一吸能组件之间设有隔板，所述的隔板与所述的外壳固定相连。

进一步地，所述的外壳通过插接于该外壳一端的固定轴与安全座椅本体相连，并且，在所述外壳外缘的固定轴上设有防止其轴向位移的限位件。

进一步地，所述的连接件通过一连接轴与所述的安全带相连。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有以下优点为：

1、本发明采用双层分级的吸能组件将碰撞动能转化为结构变形能，有效的将碰撞时安全带受到的能量释放，解决传统吸能装置对低速碰撞的吸能效果不明显的问题，从而提高乘员乘车安全性；

2、本发明设计新颖，其二级吸能组件相互之间独立工作，第一吸能组件的初始峰值力较低采用面内冲击方式，以尽可能降低碰撞初始阶段的峰值载荷，第二吸能组件采用吸能效果更好的面外冲击式，合理应用吸能组件的受力面，使二吸能组件具有不同的功能应用，其吸能效果相对现有设备更加明显；

3、本发明设计合理，其触发杆能够分别连动第一吸能组件和第二吸能组件，实现两种吸能形式的切换，既能有效吸收完碰撞时安全带受到的能量，又可以减弱安全带对乘员胸部瞬时加速所带来的冲击，乘员保护效果更加明显。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为本发明中外壳的结构放大示意图；

图5为本发明中第一吸能组件的截面结构放大示意图；

图6为本发明中第二吸能组件的截面结构放大示意图。

其中：1-外壳、2-安全带、3-连接件、4-第一吸能组件、5-第二吸能组件、6-推动组件、7-触发杆、8-限位件、9-滑槽、10-限位槽、11-导向杆、12-导向槽、13-挡板、14-隔板、15-固定轴、16-连接轴、61-滑块、62-滑动轴。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。

参阅图1-4，本发明的一种双层分级梯度吸能装置，安装在安全座椅本体上，该装置包括与安全座椅本体相连的外壳1和与安全带2相连的连接件3，其中，外壳1和连接件3均为U形状的壳体，并且，连接件3的两侧板为中空的结构，外壳1滑动插接于连接件3内，二者形成相对运动，在外壳1内并列设有间隔布置的第一吸能组件4和第二吸能组件5，二吸能组件分别独立吸收能量，在第一吸能组件4和第二吸能组件5同方向上的一端均设有推动组件6，即推动组件6均位于第一吸能组件4和第二吸能组件5的后端，推动二吸能组件压缩，在连接件3的一端设有分别连动第一吸能组件4和第二吸能组件5上的推动组件6的可旋转的触发杆7，触发杆7成对布置，当发生碰撞时，乘员由于惯性产生的力由安全带2传送到第一级吸能组件4上，其触发杆7能够连动第二吸能组件5，实现两种吸能形式的切换，既能有效吸收完碰撞时安全带2受到的能量，又可以减弱安全带2对乘员胸部瞬时加速所带来的冲击，乘员保护效果更加明显；在连接件3与外壳1之间还设有导向结构，确保连接件3能够沿外壳1的同一个方向移动。本发明采用双层分级的吸能组件将碰撞动能转化为结构变形能，有效的将碰撞时安全带2受到的能量释放，解决传统吸能装置对低速碰撞的吸能效果不明显的问题，从而提高乘员乘车安全性。

本实施中的第一吸能组件4为由多个截面呈内凹六边形衔接构成的蜂窝状的具有负泊松比效应的铝芯件，并且，第一吸能组件4的侧面与推动组件6接触相连，采用内凹六边形面的面内冲击方式，使第一吸能组件4具有较低的初始峰值力，在低速碰撞时，也能够激发吸能装置进行能量吸收；第二吸能组件5为由多个截面呈正六边形衔接构成的蜂窝状铝芯件，并且，第二吸能组件5的正面与推动组件6接触相连，即第二吸能组件5中的正六边形体的截面与推动组件6相连，采用正六边形面的面外冲击方式，使第二吸能组件5具有更好的能量吸收能力，与第一吸能组件4面内冲击方式的低初始峰值载荷和第二吸能组件5的面外冲击方式的高能量吸收能力相配合，实现了降低初始峰值力的同时吸收更多的能量的要求，该配置方式还能适应不同的碰撞速度状况和要求，其吸能效果相对现有设备具有更好的效果。

其中，推动组件6包括滑块61和插接于该滑块61上并向其两侧延伸至连接件3外侧的滑动轴62，滑块61置于外壳1内并可相对其滑动，优选的，该滑块61为T形块，滑动轴62依次插接于连接件3、外壳1和滑块61的凸台上，在滑动轴62与连接件3之间设有防止其轴向位移的限位件8，限位件8为一个圆形卡环，插接在滑动轴62上；在外壳1上设有与滑动轴62相适配的滑槽9，滑动轴62在滑槽9内直线滑动，在外壳1内还设有防止滑块61翻转的限位槽10，确保滑块61沿直线向二吸能组件进行推动。

触发杆7为带钩的“L”型杆，其中部与连接件3铰接相连，触发杆7可绕铰接轴旋转并随连接件3滑动，并且，触发杆7的一端活动钩接于第一吸能组件4中推动组件6的滑动轴62上，触发杆7随连接件3的滑动带动第一吸能组件4中的推动组件6滑动，从而压缩第一吸能组件4，吸收冲撞能量，触发杆7可与第二吸能组件5接触相连，由第二第二吸能组件5中推动组件6的滑动轴62阻挡触发杆7，从而使其旋转脱离第一吸能组件4中推杆组件6的滑动轴62，接着推动第二吸能组件5的推动组件6滑动，完成不同吸能组件之间的切换。

导向结构包括一对插接于连接件3和外壳1上的导向杆11和与该导向杆11相适配的导向槽12，导向杆11位于连接件3的上下两端，导向结构的设计，能够防止连接件3与外壳1之间相对旋转，确保连接件3沿外壳1的同一方向滑动，在导向杆11的两端设有防止触发杆7脱落的挡板13，触发杆7通过销安装在该挡板13与连接件3的空隙内，导向杆11与挡板13相连，并固定在连接件3上。

第二吸能组件5的推动组件6与第一吸能组件4之间设有隔板14，用于将二吸能组件隔离并安装第一吸能组件4，隔板14与外壳1固定相连，阻挡第一吸能组件4向第二吸能组件5移动，其外壳1通过插接于该外壳1一端的固定轴15与安全座椅本体相连，并且，在外壳1外缘的固定轴15上设有防止其轴向位移的限位件8，确保吸能装置与安全座椅本体连接的可靠性性，其连接件3通过一连接轴16与安全带2相连，结构紧凑、布局合理。

本实施例中的双层分级吸能装置的工作原理为：当发生不同速度的碰撞时，乘员由于惯性产生的力由安全带2传送到吸能装置上，首先触发杆7钩住第一吸能组件4中推动组件6的滑动轴62，使滑动轴62向前滑动，对第一吸能组件4形成冲击发生变形，从而吸收能量；当第一吸能组件4达到结构能量吸收的变形极限时，触发杆7的一端就会碰到第二吸能组件5中推动组件6的滑动轴62而发生旋转，从而释放第一吸能组件4的滑动轴62，第一吸能组件4吸收能量完毕；紧接着安全带2继续拉动连接件3向前滑动，此时触发杆7卡住第二吸能组件5中的滑动轴62，继续冲击第二吸能组件5，使其发生塑性变形而吸收动能，最后完全吸收冲撞时的能量，本发明采用双层分级的吸能装置，其吸能效果，提高了乘员乘车的安全性。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种双层分级梯度吸能装置，其特征在于，包括与安全座椅本体相连的外壳(1)和与安全带(2)相连的连接件(3)，所述的外壳(1)滑动插接于所述的连接件(3)内，所述的外壳(1)内并列设有间隔布置的第一吸能组件(4)和第二吸能组件(5)，所述第一吸能组件(4)和第二吸能组件(5)同方向上的一端均设有推动组件(6)，所述的连接件(3)一端设有分别连动所述第一吸能组件(4)和第二吸能组件(5)上的推动组件(6)的可旋转的触发杆(7)；所述的连接件(3)与外壳(1)之间还设有导向结构。

2.根据权利要求1所述的一种双层分级梯度吸能装置，其特征在于，所述的第一吸能组件(4)为由多个截面呈内凹六边形衔接构成的蜂窝状的具有负泊松比效应的铝芯件，并且，所述第一吸能组件(4)的侧面与所述的推动组件(6)接触相连。

3.根据权利要求1所述的一种双层分级梯度吸能装置，其特征在于，所述的第二吸能组件(5)为由多个截面呈正六边形衔接构成的蜂窝状铝芯件，并且，所述第二吸能组件(5)的正面与所述的推动组件(6)接触相连。

4.根据权利要求1所述的一种双层分级梯度吸能装置，其特征在于，所述的推动组件(6)包括滑块(61)和插接于该滑块(61)上并向其两侧延伸至所述连接件(3)外侧的滑动轴(62)，所述的滑动轴(62)与所述的连接件(3)之间设有防止其轴向位移的限位件(8)。

5.根据权利要求4所述的一种双层分级梯度吸能装置，其特征在于，所述的外壳(1)上设有与所述滑动轴(62)相适配的滑槽(9)，所述的外壳(1)内还设有防止所述滑块(61)翻转的限位槽(10)。

6.根据权利要求4所述的一种双层分级梯度吸能装置，其特征在于，所述触发杆(7)的中部与所述连接件(3)铰接相连，并且，所述触发杆(7)的一端活动钩接于所述第一吸能组件(4)中推动组件(6)的滑动轴(62)上。

7.根据权利要求1所述的一种双层分级梯度吸能装置，其特征在于，所述的导向结构包括一对插接于所述连接件(3)和外壳(1)上的导向杆(11)和与该导向杆(11)相适配的导向槽(12)，所述的导向杆(11)两端设有防止所述触发杆(7)脱落的挡板(13)。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种双层分级梯度吸能装置，其特征在于，所述第二吸能组件(5)的推动组件(6)与所述第一吸能组件(4)之间设有隔板(14)，所述的隔板(14)与所述的外壳(1)固定相连。

9.根据权利要求8所述的一种双层分级梯度吸能装置，其特征在于，所述的外壳(1)通过插接于该外壳(1)一端的固定轴(15)与安全座椅本体相连，并且，在所述外壳(1)外缘的固定轴(15)上设有防止其轴向位移的限位件(8)。

10.根据权利要求9所述的一种双层分级梯度吸能装置，其特征在于，所述的连接件(3)通过一连接轴(16)与所述的安全带(2)相连。