CN108583483A - 防倾覆元件及吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防倾覆元件，包括二第一安装板，以及等间隔围设于二第一安装板间隔处的至少三弯折板，弯折板包括第一弯折分体，以及与第一弯折分体倾斜相接的第二弯折分体，第一弯折分体与第二弯折分体的相接处开设有第一通槽，第一弯折分体的末端与第一安装板连接且开设有第二通槽，第二弯折分体的末端与另一第一安装板连接且开设有第三通槽；本发明还提供了一种吸能装置。本发明采用了弯折板与第一安装板配合，通过精准地减弱弯折板的局部结构强度，使得防倾覆元件在发生碰撞的过程中沿其中轴线进行叠缩变形，无需设置额外的导向结构，从而解决了吸能装置在无导向结构支撑的情况下容易发生倾覆，及导向结构需要在安装时预留出后退空间的问题。

Description

防倾覆元件及吸能装置

技术领域

本发明属于被动安全防护装置的技术领域，更具体地说，是涉及一种防倾覆元件及吸能装置。

背景技术

目前，以缓冲吸能为基本功能的被动安全防护装置被广泛地应用于多种行业，如：航天、交通、建筑等，用于吸收车辆意外碰撞或载客装置跌落时的撞击能量，以此降低对乘员人身和财物的伤害。通常要求被动安全防护装置在各类碰撞工况下均能高效可靠地吸收能量，其中一条就是在偏载情况下能正常吸能，不发生倾覆失效。

一般来说，根据吸能原理不同，吸能装置包括压溃吸能、金属管变径吸能、金属切削吸能等几种类型。其中，压溃吸能，由于是通过柔性材料，如：如金属蜂窝、泡沫铝、金属压溃管等制成的吸能元件的塑性叠缩变形将撞击能转化为金属塑性变形能，其结构自身无法承受偏载作用，在偏心载荷作用下会发生局部坍塌导致吸能失效，从而需要借助导向结构，如：导向型材、导向管等才能承受偏心载荷；金属管变径吸能，是通过装置上的法兰约束作用使得金属管的直径扩大或缩小，从而将撞击能转变为金属塑性变形能，其金属管本身即为导向结构；而金属刀具切削吸能，是通过安装在法兰上的刀具将金属管切削变形，将撞击能转变为切削能及热能，其金属管本身即为导向结构；因此，无论吸能装置是上述的何种类型，只要需要导向支撑，就必然需要在安装时预留出导向结构的后退空间，这样对安装空间有限的场合十分不利，增加了车辆或载客装置的设计制造难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防倾覆元件及吸能装置，以解决现有技术中，吸能装置在无导向结构支撑的情况下容易发生倾覆，及其导向结构需要在安装时预留出后退空间的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种防倾覆元件，包括间隔且平行设置的二第一安装板，以及等间隔围设于二所述第一安装板间隔处的至少三弯折板；所述弯折板包括第一弯折分体，以及与所述第一弯折分体倾斜相接的第二弯折分体，所述第一弯折分体与所述第二弯折分体的相接处开设有第一通槽，所述第一弯折分体的末端与所述第一安装板连接且开设有第二通槽，所述第二弯折分体的末端与另一所述第一安装板连接且开设有第三通槽。

进一步地，所述第一安装板上开设有等间隔分布的至少三安装槽，所述第一弯折分体的末端和所述第二弯折分体的末端分别伸入所述安装槽内与所述第一安装板紧固连接。

进一步地，所述第一安装板与所述弯折板一体成型。

进一步地，所述防倾覆元件包括等间隔围设于二所述第一安装板间隔处的四所述弯折板。

进一步地，相对的二所述弯折板呈对称分布。

本发明提供的防倾覆元件的有益效果在于：采用了弯折板与第一安装板配合，通过精准地减弱弯折板的局部结构强度，使得防倾覆元件在发生碰撞的过程中沿其中轴线进行叠缩变形，进而将撞击能转变为材料的塑性变形能，使得整个防倾覆元件无需设置额外的导向结构，从而有效地解决了吸能装置在无导向结构支撑的情况下容易发生倾覆，及其导向结构需要在安装时预留出后退空间的技术问题，避免了在被防护物上开设后退避让孔，扩展了防倾覆元件的适用范围。

本发明还提供了一种吸能装置，包括间隔且平行设置的至少二第二安装板，以及固设于相邻二所述第二安装板间隔处的至少一吸能单元，所述吸能单元包括至少二上述防倾覆元件，所述第一安装板与所述第二安装板紧固连接。

进一步地，所述吸能装置包括间隔且平行设置的二所述第二安装板，以及等间隔设置于二所述第二安装板间隔处的至少三所述防倾覆元件。

进一步地，所述吸能装置包括间隔且平行设置的二所述第二安装板，以及间隔设置于二所述第二安装板间隔处的二所述吸能单元。

进一步地，所述吸能装置包括间隔且平行设置的三所述第二安装板，相邻二所述第二安装板的间隔处固设有一所述吸能单元。

进一步地，所述吸能装置包括间隔且平行设置的至少三所述第二安装板，相邻二所述第二安装板的间隔处固设有间隔排列的至少二所述吸能单元。

本发明提供的吸能装置的有益效果在于：采用了防倾覆元件，通过精准地减弱弯折板的局部结构强度，使得防倾覆元件在发生碰撞的过程中沿其中轴线进行叠缩变形，进而将撞击能转变为材料的塑性变形能，使得整个防倾覆元件无需设置额外的导向结构，从而有效地解决了吸能装置在无导向结构支撑的情况下容易发生倾覆，及其导向结构需要在安装时预留出后退空间的技术问题，提高了吸能装置的抗偏载性能，有效地缩减了吸能装置的占用空间；又由于可根据具体情况和需求以防倾覆元件为基础扩展出所需要的外形形状，进而增强了吸能装置的扩展性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的防倾覆元件的立体示意图；

图2为本发明实施例提供的防倾覆元件中弯折板的主视示意图；

图3为本发明一实施例提供的吸能装置的立体示意图；

图4为本发明另一实施例提供的吸能装置的立体示意图；

图5为本发明再一实施例提供的吸能装置的立体示意图；

图6为本发明再二实施例提供的吸能装置的立体示意图。

其中，图中各附图标记：

1—吸能装置、10—吸能单元、20—第二安装板、100—防倾覆元件、101—第一安装板、102—弯折板、1010—安装槽、1020—第一通槽、1021—第一弯折分体、1022—第二弯折分体、10210—第二通槽、10220—第三通槽。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1和图2，现对本发明提供的吸能装置进行说明。该防倾覆元件100包括两个第一安装板101以及至少三个弯折板102，其中，两个第一安装板101间隔并且平行设置，至少三个弯折板102等间隔地围绕设置在两个第一安装板101的间隔处，即至少三个弯折板102绕同一中轴线等间隔设置在两个第一安装板101的间隔处；此处，弯折板102包括第一弯折分体1021和第二弯折分体1022，其中，第一弯折分体1021与第二弯折分体1022倾斜相接，即第一弯折分体1021与第二弯折分体1022相交形成有夹角，该夹角大于0°且小于180°，同时，在第一弯折分体1021与第二弯折分体1022相接处开设有第一通槽1020，第一弯折分体1021的末端与第一安装板101连接，并且在第一弯折分体1021的末端上开设有第二通槽10210，第二弯折分体1022的末端与第一安装板101连接，并且在第二弯折分体1022的末端上开设有第三通槽10220。

具体地，在本发明实施例中，第一安装板101的宽度可小于、等于或大于弯折板102的宽度，当第一安装板101的宽度大于弯折板102的宽度时，第一安装板101的宽度等于或小于弯折板102的1.5倍宽度，并且第一安装板101的凸出弯折板102相对两侧的宽度相等；第一通槽1020、第二通槽10210和第三通槽10220的宽度和深度根据具体情况和需求确定，其中，第二通槽10210和第三通槽10220的形状和尺寸可相同或相异，此处不作唯一限定。

防倾覆元件100的工作原理：是根据力学中强度与刚度耦合情况下的平衡原理设计，通过对叠缩折弯结构局部精确减弱，降低减弱局部叠缩时压力，同时保留其它部位的稳定刚度，在压缩强度和稳定刚度之间找到平衡，在压缩载荷作用下既可以顺利叠缩，又能保持不失稳避免倾覆。即当两个防倾覆元件100发生碰撞时，即使相互抵顶的两个第一安装板101的中线不在同一直线上，由于弯折板102上开设有第一通槽1020、第二通槽10210和第三通槽10220，碰撞时所产生的应力会首先集中在第一通槽1020、第二通槽10210和第三通槽10220处，使得弯折板102从其弯折处、第一弯折分体1021的末端和第二弯折分体1022的末端开始发生弯折变形，进而整个防倾覆元件100沿其中轴线发生叠缩变形，并且通过自身的叠缩变形吸收碰撞过程中产生的能量，因此，整个吸能过程也能保持平稳，两个防倾覆元件100之间不会发生偏移。

可以理解的是：第一安装板101和弯折板102由金属、玻璃纤维或碳纤维等材料制成，具有一定的刚度和可塑性变形特性。

本发明提供的防倾覆元件100，与现有技术相比，有益效果在于：采用了弯折板102与第一安装板101配合，通过精准地减弱弯折板102的局部结构强度，使得防倾覆元件100在发生碰撞的过程中沿其中轴线进行叠缩变形，进而将撞击能转变为材料的塑性变形能，使得整个防倾覆元件100无需设置额外的导向结构，从而有效地解决了吸能装置在无导向结构支撑的情况下容易发生倾覆，及其导向结构需要在安装时预留出后退空间的技术问题，避免了在被防护物上开设后退避让孔，扩展了防倾覆元件100的适用范围。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的防倾覆元件的一种具体实施方式，在上述第一安装板101上开设有至少三个安装槽1010，至少三个安装槽1010等间隔分布，同时，上述第一弯折分体1021的末端和上述第二弯折分体1022的末端分别伸入安装槽1010内与第一安装板101紧固连接。具体地，至少三个安装槽1010绕同一中轴线等间隔分布，两个第一安装板101上的安装槽1010分别与第一弯折分体1021的末端和第二弯折分体1022的末端一一对应，第一弯折分体1021的末端和第二弯折分体1022的末端可通过粘接、焊接或卡接等方式分别与两个第一安装板101紧固连接，如此，保证碰撞时所产生的撞击力可均匀地传导给弯折板102，从而提高了弯折板102弯折变形的稳定性。

另外，作为本发明提供的防倾覆元件的一种具体实施方式，上述第一安装板101与上述弯折板102一体成型，即整个防倾覆元件100由同一块材料切削制成或通过一套模具注塑、铸造制成，进而提高了防倾覆元件100的整体结构强度。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的防倾覆元件的一种具体实施方式，上述防倾覆元件100包括四个弯折板102，四个弯折板102等间隔地围绕设置在上述两个第一安装板101的间隔处，即四个弯折板102绕同一中轴线等间隔设置在两个第一安装板101的间隔处。具体地，相邻两个弯折板102与第一安装板101之间的结合线相垂直，相对两个弯折板102与第一安装板101之间的结合线相平行，如此，可防止各弯折板102的受力差异增大，保证了四个弯折板102受力更加均匀，从而提高了防倾覆元件100弯折变形的稳定性。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的防倾覆元件的一种具体实施方式，上述相对的两个弯折板102呈对称分布，即相对设置的两个弯折板102以上述中轴线为对称轴对称分布。具体地，上述四个弯折板102两两对称设置在上述两个第一安装板101的间隔处，当发生碰撞时，相对的两个弯折板102受力弯折形变的步调可保持一致。如此，使得防倾覆元件100的各向支撑力更加均衡，防止了发生碰撞时两个防倾覆元件100之间发生偏移。

请参阅图3至图6，本发明还提供了一种吸能装置1，包括至少两个第二安装板20以及至少一个吸能单元10，其中，至少两个第二安装板20间隔并且平行设置，在相邻两个第二安装板20的间隔处固定设置有至少一个吸能单元10，吸能单元10包括至少两个上述防倾覆元件100，即吸能装置1可包括2、3、4、……n1个第二安装板20，在相邻的两个第二安装板20的间隔处可包括1、2、3、……n2个吸能单元10，吸能单元10可包括2、3、4、……n3个防倾覆元件100；第一安装板101与第二安装板20紧固连接，即每个防倾覆元件100的一第一安装板101与位于其顶侧的一第二安装板20紧固连接，每个防倾覆元件100的另一第一安装板101与位于其底侧的另一第二安装板20紧固连接。

本发明提供的吸能装置1，与现有技术相比，有益效果在于：采用了防倾覆元件100，通过精准地减弱弯折板102的局部结构强度，使得防倾覆元件100在发生碰撞的过程中沿其中轴线进行叠缩变形，进而将撞击能转变为材料的塑性变形能，使得整个防倾覆元件100无需设置额外的导向结构，从而有效地解决了吸能装置在无导向结构支撑的情况下容易发生倾覆，及其导向结构需要在安装时预留出后退空间的技术问题，提高了吸能装置的抗偏载性能，有效地缩减了吸能装置的占用空间；又由于可根据具体情况和需求以防倾覆元件100为基础扩展出所需要的外形形状，进而增强了吸能装置的扩展性。

进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的吸能装置的一种具体实施方式，上述吸能装置1包括两个第二安装板20以及至少三个防倾覆元件100，其中，两个第二安装板20间隔设置，并且相互平行，至少三个防倾覆元件100等间隔地设置在两个第二安装板20的间隔处，即两个第二安装板20的间隔处固定设置有一个吸能单元10，吸能单元10包括3、4、5、……n3个防倾覆元件100。具体地，至少三个防倾覆元件100可呈直线排列、等边三角形排列或正方形排列，当然，根据具体情况和需求，在本发明的其它实施例中，至少三个防倾覆元件100还可呈其它形状排列，此处不作唯一限定。如此，吸能装置1无需设置额外导向件，即可承受偏心载荷，并且具有较高的压缩率。

进一步地，请参阅图4，作为本发明提供的吸能装置的一种具体实施方式，上述吸能装置1包括两个第二安装板20以及两个吸能单元10，其中，两个第二安装板20间隔设置，并且相互平行，在两个第二安装板20的间隔处间隔地设置有两个吸能单元10。具体地，吸能单元10可包括2、3、4、……n3个防倾覆元件100，在同一吸能单元10中，至少两个防倾覆元件100呈直线排列。如此，吸能装置1无需设置额外导向件，即可承受偏心载荷，并且具有较高的压缩率。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的吸能装置的一种具体实施方式，上述吸能装置1包括三个第二安装板20，三个第二安装板20间隔设置，并且相互平行，同时，在相邻的两个第二安装板20的间隔处固定设置有一个吸能单元10。具体地，吸能单元10可包括2、3、4、……n3个防倾覆元件100，在同一吸能单元10中，至少两个防倾覆元件100呈直线排列，并且在相邻的两层的两个吸能单元10之间，上下叠置的两个防倾覆元件100同轴。如此，共同组合成一个多层立体结构，使得吸能装置1既可承受偏心载荷，又增强了整体的吸能效果。

进一步地，请参阅图6，作为本发明提供的吸能装置的一种具体实施方式，上述吸能装置1包括至少三个第二安装板20，至少三个第二安装板20间隔设置，并且相互平行，同时，在相邻的两个第二安装板20的间隔处固定设置有至少两个吸能单元10，即吸能装置1可包括3、4、5、……n1个第二安装板20，在相邻的两个第二安装板20的间隔处可包括2、3、4、……n2个吸能单元10。具体地，吸能单元10可包括2、3、4、……n3个防倾覆元件100，在同一吸能单元10中，至少两个防倾覆元件100呈直线排列，并且在相邻的两层的两个吸能单元10之间，上下叠置的两个防倾覆元件100同轴。如此，共同组合成一个多层立体结构，使得吸能装置1既可承受偏心载荷，又增强了整体的吸能效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.防倾覆元件，其特征在于，包括间隔且平行设置的二第一安装板，以及等间隔围设于二所述第一安装板间隔处的至少三弯折板；所述弯折板包括第一弯折分体，以及与所述第一弯折分体倾斜相接的第二弯折分体，所述第一弯折分体与所述第二弯折分体的相接处开设有第一通槽，所述第一弯折分体的末端与所述第一安装板连接且开设有第二通槽，所述第二弯折分体的末端与另一所述第一安装板连接且开设有第三通槽。

2.如权利要求1所述的防倾覆元件，其特征在于，所述第一安装板上开设有等间隔分布的至少三安装槽，所述第一弯折分体的末端和所述第二弯折分体的末端分别伸入所述安装槽内与所述第一安装板紧固连接。

3.如权利要求1所述的防倾覆元件，其特征在于，所述第一安装板与所述弯折板一体成型。

4.如权利要求2或3所述的防倾覆元件，其特征在于，所述防倾覆元件包括等间隔围设于二所述第一安装板间隔处的四所述弯折板。

5.如权利要求4所述的防倾覆元件，其特征在于，相对的二所述弯折板呈对称分布。

6.吸能装置，其特征在于，包括间隔且平行设置的至少二第二安装板，以及固设于相邻二所述第二安装板间隔处的至少一吸能单元，所述吸能单元包括至少二权利要求1至5任一项所述的防倾覆元件，所述第一安装板与所述第二安装板紧固连接。

7.如权利要求6所述的吸能装置，其特征在于，包括间隔且平行设置的二所述第二安装板，以及等间隔设置于二所述第二安装板间隔处的至少三所述防倾覆元件。

8.如权利要求6所述的吸能装置，其特征在于，包括间隔且平行设置的二所述第二安装板，以及间隔设置于二所述第二安装板间隔处的二所述吸能单元。

9.如权利要求6所述的吸能装置，其特征在于，包括间隔且平行设置的三所述第二安装板，相邻二所述第二安装板的间隔处固设有一所述吸能单元。

10.如权利要求6所述的吸能装置，其特征在于，包括间隔且平行设置的至少三所述第二安装板，相邻二所述第二安装板的间隔处固设有间隔排列的至少二所述吸能单元。