CN108688571A - 用于踏脚板支架的主动式扭转屈曲和横向剪切机构 - Google Patents

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Abstract

提供了一种支架，该支架适用于将踏脚板连接到车辆下边梁，其包括具有多个踏脚板偏转诱导部分的主体。该主体可以包括扭转屈曲诱导部分，该扭转屈曲诱导部分包括下边梁安装部分，该下边梁安装部分在安装到下边梁时限定与车辆y轴和车辆x轴的夹角。主体可以进一步包括转动力矩诱导部分，该转动力矩诱导部分包括置于下边梁安装部分和踏脚板承载部分之间的阶梯段。转动力矩诱导部分还可以包括设置在阶梯段附近的下边梁安装突片和设置在阶梯段和踏脚板承载部分的界面处的凸缘。

Description

用于踏脚板支架的主动式扭转屈曲和横向剪切机构
技术领域
本公开大体上涉及用于机动车辆的踏脚板。特别地，本公开涉及在受到横向冲击载荷的情况下提供受控的踏脚板偏转的踏脚板安装支架。
背景技术
车辆踏脚板为用户，特别是大型卡车、运动型多用途车辆以及具有增大的离地间隙的类似车辆的操作员提供了极大的便利。踏脚板还增强了如此装备的车辆的美学外观。
但是，将初始设备和售后市场踏脚板添加到车辆中会带来设计和工程方面的挑战。这是因为不同的踏脚板设计可能需要不同的纵向支撑结构(实心板、中空管、挤压件、其他开放或闭合的构件)，可以由具有不同重量、不同抗冲击性等的不同材料(例如玻璃纤维、钢、铝或复合材料)制成。另外，不同的踏脚板设计可能需要不同的通常定制的安装方法/装置(例如车身结构支架、制动器)、更高级的系统(例如弹簧闩锁系统)等。结果，不同的踏脚板设计会不同地影响车辆安全性能，即侧面冲击性能。
为此，向车辆添加踏脚板通常需要侧面碰撞系统(例如包括侧面碰撞传感器的系统)的大量的附加测试和重新校准。这种重新校准工作增加了时间和制造成本，在实施新的踏脚板设计时，需要产生大量的附加车辆级碰撞数据以支持新的侧面碰撞重新校准过程。
为了解决此问题及其他问题，本公开涉及一种踏脚板安装支架以及相关的总成和方法。有利地，所描述的安装支架适用于多个踏脚板设计和制造，但是不需要在踏脚板设计之间发生改变时重新校准侧面碰撞安全参数/设备。因此，可以使用单个支架将多个不同的踏脚板设计安装到车辆上，而完全不需要重新校准车辆侧面碰撞系统。
发明内容
根据本文中所述的目的和益处，在本公开的一个方面，提供了一种适于将踏脚板连接到车辆下边梁的支架，该支架包括具有多个踏脚板偏转诱导部分的主体。在实施例中，主体包括扭转屈曲诱导部分，该扭转屈曲诱导部分包括下边梁安装部分，该下边梁安装部分在安装到下边梁时限定与车辆y轴和车辆x轴的夹角。在其它实施例中，主体还包括转动力矩诱导部分，该转动力矩诱导部分包括置于下边梁安装部分和踏脚板承载部分之间的阶梯段。
转动力矩诱导部分还可以包括邻近阶梯段的下边梁安装突片。转动力矩诱导部分还可以包括设置在阶梯段和踏脚板承载部分的界面处的凸缘。
在其他方面，提供了一种用于车辆的踏脚板总成，该踏脚板总成包括至少一个如上所述的适于附接到车辆的下边梁的支架以及通过至少一个支架安装到车辆上的踏脚板。
在其他方面，描述了用于将踏脚板附接到车辆的下边梁的方法，该方法包括通过具有多个踏脚板偏转诱导部分的安装支架将踏脚板附接到下边梁。安装支架可以包括大体上如上所述的支架主体，该支架主体包括扭转屈曲诱导部分和转动力矩诱导部分，该扭转屈曲诱导部分包括下边梁安装部分，该下边梁安装部分在安装到下边梁上时限定与车辆y轴和车辆x轴的夹角，转动力矩诱导部分包括置于下边梁安装部分和踏脚板承载部分之间的阶梯段。
根据本发明的又一方面，提供一种用于将踏脚板附接到车辆的下边梁的方法，该方法包括通过具有多个踏脚板偏转诱导部分的安装支架将踏脚板附接到下边梁。
在本发明的一个实施例中，该方法包括提供安装支架，该安装支架包括支架主体，该支架主体包括扭转屈曲诱导部分，该扭转屈曲诱导部分包括下边梁安装部分，该下边梁安装部分在安装到下边梁上时限定与车辆y轴和车辆x轴的夹角。
在本发明的一个实施例中，该方法包括提供安装支架，该安装支架进一步具有转动力矩诱导部分，该转动力矩诱导部分包括置于下边梁安装部分和踏脚板承载部分之间的阶梯段。
在本发明的一个实施例中，该方法还包括将下边梁安装突片设置为邻近阶梯段。
在本发明的一个实施例中，该方法进一步包括通过在阶梯段和踏脚板承载部分的界面处设置凸缘来减弱支架主体的分段。
根据本发明的一个方面，提供一种适于将踏脚板附接到车辆下边梁的支架，支架包括具有多个踏脚板偏转诱导部分的主体，所述多个踏脚板偏转诱导部分包括至少扭转屈曲诱导部分。
在本发明的一个实施例中，扭转屈曲诱导部分包括下边梁安装部分，下边梁安装部分当安装到下边梁时，限定与车辆y轴和车辆x轴的夹角。
在本发明的一个实施例中，主体还包括转动力矩诱导部分，转动力矩诱导部分包括置于下边梁安装部分和踏脚板承载部分之间的阶梯段。
在本发明的一个实施例中，转动力矩诱导部分还包括邻近阶梯段设置的下边梁安装突片。
在本发明的一个实施例中，转动力矩诱导部分还包括设置在阶梯段和踏脚板承载部分的界面处的凸缘。
根据本发明的另一方面，提供一种踏脚板总成，踏脚板总成包括如上的支架。
根据本发明的又一方面，提供一种车辆，车辆包括如上的踏脚板总成。
根据本发明的再一方面，提供一种用于车辆的踏脚板总成，踏脚板总成包括：
至少一个适于附接到车辆下边梁的支架，支架包括具有多个踏脚板偏转诱导部分的支架主体，多个踏脚板偏转诱导部分包括至少扭转屈曲诱导部分；和
踏脚板，踏脚板通过至少一个支架安装到车辆上。
在本发明的一个实施例中，扭转屈曲诱导部分包括下边梁安装部分，下边梁安装部分当安装到下边梁时，限定与车辆y轴和车辆x轴的夹角。
在本发明的一个实施例中，支架主体还包括转动力矩诱导部分，转动力矩诱导部分包括置于下边梁安装部分和踏脚板承载部分之间的阶梯段。
在本发明的一个实施例中，转动力矩诱导部分还包括邻近阶梯段设置的下边梁安装突片。
在本发明的一个实施例中，转动力矩诱导部分还包括设置在阶梯段和踏脚板承载部分的界面处的凸缘。
根据本发明的一个方面，提供一种车辆，车辆包括如上的踏脚板总成。
根据本发明的另一方面，提供一种用于将踏脚板附接到车辆的下边梁的方法，方法包括通过具有多个踏脚板偏转诱导部分的安装支架将踏脚板附接到下边梁，多个踏脚板偏转诱导部分包括至少扭转屈曲诱导部分。
在本发明的一个实施例中，该方法包括提供扭转屈曲诱导部分，该扭转屈曲诱导部分包括下边梁安装部分，该下边梁安装部分在安装到下边梁上时限定与车辆y轴和车辆x轴的夹角。
在本发明的一个实施例中，该方法包括提供安装支架，该安装支架进一步具有转动力矩诱导部分，该转动力矩诱导部分包括置于下边梁安装部分和踏脚板承载部分之间的阶梯段。
在本发明的一个实施例中，该方法还包括将下边梁安装突片设置为邻近阶梯段。
在本发明的一个实施例中，该方法进一步包括通过在阶梯段和踏脚板承载部分的界面处设置凸缘来减弱支架主体的分段。
在以下描述中，示出和描述了所公开的踏脚板安装支架以及相关联的总成和方法的实施例。如应该认识到的那样，所述设备和方法能够具有其他不同的实施例，并且它们的多个细节能够在各种明显的方面进行修改，所有这些都不脱离如以下权利要求中所阐述和描述的设备和方法。因此，附图和说明应被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
并入本文并中并构成说明书的一部分的附图描述了所公开的踏脚板安装支架和相关总成和方法的几个方面，并且与说明书一起用于解释其某些原理。在附图中：
图1A示出了根据本公开的踏脚板安装支架的俯视图；
图1B示出了图1A的踏脚板安装支架的后视图；
图1C示出了图1A的踏脚板安装支架的左视图；
图2示出了具有踏脚板的车辆，该踏脚板通过图1A的安装支架安装到左侧下边梁；
图3示出了在接收到由图1A的安装支架施加的横向冲击时的踏脚板的扭转屈曲；以及
图4示出了在接收到由图1A的安装支架施加的较高能量的横向冲击时的踏脚板的转动力矩。
现在将详细参考所公开的踏脚板安装支架以及相关联的总成和方法的实施例，其示例在附图中示出。
具体实施方式
用于踏脚板的常规安装支架在安装到车辆下边梁时限定了大体上垂直于下边梁结构(即车辆x轴)的平面。在接收到对踏脚板的横向冲击载荷时，常规的安装支架倾向于将冲击能量直接传递到车辆侧面结构中，随之而来的对车辆侧面碰撞系统的影响需要大量重新校准。
参考图1A-C，提供了根据本公开的用于将踏脚板(未示出)连接到车辆(未示出)的下边梁(未示出)的安装支架100。如将要描述的那样，安装支架100包括主体102，该主体102具有多种踏脚板偏转诱导部分(running board deflection-inducing portion)。主体102包括由孔限定的多个下边梁安装点104。类似地，主体102包括由孔限定的多个踏脚板安装点106。如下所示并且如下所述，当安装到车辆下边梁(未示出)时，主体102限定相对于由下边梁限定的平面(车辆x轴)的夹角A，即当主体102安装于下边梁时，其并不垂直于下边梁平面。主体还可以包括剪切突片(shear tab)108，剪切突片108包括由孔限定的下边梁安装点110(其目的将在下面描述)。
参考图1B，主体102还包括上部112，上部112限定相对于由下边梁(未示出)限定的平面的夹角B。主体102还可包括阶梯部分114。如图所示，剪切突片108设置在主体102上，大体上邻近阶梯部分114的底部。主体还包括踏脚板安装部分116，该踏脚板安装部分116支撑附接到其上的踏脚板(未示出)。如图1C所示，主体102可以进一步包括凸缘118。
图2示出具有通过如上所述的安装支架100安装到左侧下边梁124的踏脚板122的车辆120。如图所示，安装支架100在大体上平行于车辆x轴的平面中承载踏脚板122。另一方面，支架主体102在安装到车辆120时限定了相对于车辆x轴保持夹角A的平面。类似地，如上所述，当安装到下边梁124时，下边梁安装部分112限定相对于车辆y轴的夹角。
在横向冲击载荷之前，垂直(车辆z轴)结构支撑件被保持用于踏脚板122。相对于车辆x轴保持夹角A的安装支架100在接收到横向冲击载荷I时引起踏脚板122的扭转屈曲，诱导支架100的结构变形。因为安装支架角度A不与冲击载荷I的载荷路径平行，并且其包括上部112(上部112限定了相对于由下边梁124限定的平面的夹角B(即，不垂直于下边梁和车辆120的y轴))，因此这导致踏脚板122在接收到这样的冲击时在车辆120的车身结构下方转动(参见图3的箭头，其示出了踏脚板122围绕中性轴线126的扭转屈曲)。这种扭转屈曲是对施加的纵向载荷X'的反应。
有利地，通过这种扭转屈曲，在横向冲击期间车辆120结构的能量吸收是最小的。实际上，踏脚板122的能量贡献与车辆120侧面结构的能量贡献相比产生可忽略冲击特征(即，压力感测-体积变化控制或加速度感测(G力))。一旦安装支架100的结构完整性受到损害，横向移动踏脚板122所需的能量就不明显。由于这种最小的能量吸收，车辆120碰撞传感器(未示出)的读数较小并且不影响先前的校准输入。在这样的横向冲击I之后，仅需要计算机辅助工程(computer-aided engineering，CAE)或物理验证测试，而不是对车辆120侧面碰撞系统进行完全重新校准。
如上面讨论图1B中所述，安装支架100还包括限定相对于由下边梁限定的平面的夹角B的上部112、阶梯部分114、辅助将支架安装到车辆下边梁124上的剪切突片108和设置在踏脚板安装部分116上的凸缘118(在该视图中不可见，但可参见图1C)。在接收到较高能量的横向冲击载荷I'(参见图4)时，由下边梁安装点104、110提供给上部112的增加的稳定性/强度以及由阶梯结构114和凸缘118提供的减小的结构稳定性的组合在支架主体102中产生剪切点128。在接收到足够高能量的横向冲击I'时，阶梯结构114引起至安装支架100的弯曲力矩。凸缘118的高度可以被调整以允许对支架100的塑性变形进行设计控制，从而在横向负载下抑制支架的结构过程。当凸缘118的刚度被克服时，如所描述的，踏脚板122将在车辆120车身结构下方转动。因此，足够高的横向冲击载荷I'将引起安装支架100在该剪切点128处剪切，导致踏脚板122在车辆120车身结构下方转动，而不是横向驱动到车身结构中。
也就是说，阶梯结构114诱导围绕安装支架100纵轴线的转动力矩(参见箭头)。该转动或弯折力矩诱导在剪切点128处安装支架100的材料中的撕裂。再次，通过该诱导的转动力矩，即使在较高能量横向冲击I'期间，能量吸收也被最小化，车辆120的碰撞传感器读数较小，并且先前的传感器校准结果继续存在，仅需要计算机辅助工程(computer aidedengineering，CAE)或物理验证测试。
如将可以理解的，在接收到侧面冲击载荷时，上述踏脚板偏转诱导部分产生踏脚板122的受控偏转而不是常规安装的支架设计中遇到的横向运动。通过该受控偏转，在接收到侧面冲击载荷时以受控方式改变安装支架100的结构完整性，而不会影响支架或安装至支架的踏脚板的垂直载荷完整性。相应地，通过在侧向冲击载荷期间耗散踏脚板122的受控偏转横向能量贡献，减少了踏脚板对车辆120侧面的侵入。因为减少了这种侵入，所以在改变踏脚板设计时重新校准侧面碰撞安全系统的需求减少，因为无论设计如何，在侧面冲击时踏脚板122向车辆120侧面的侵入将会减少。换句话说，与由缺少所述偏转诱导部分的安装支架所安装的踏脚板的能量特征相比，由所述安装支架安装的踏脚板在接收到侧面冲击载荷时的能量特征变得可忽略不计。
根据上述教导可以做出明显的修改和变化。例如，通过控制其他因素(例如在剪切点128或其他地方的支架100材料厚度、凸缘118高度等)可以增加/减少上述扭转屈曲和转动力矩效应。当根据其公正、合法和公平地授权的范围来解释时，所有这些修改和变化都在所附权利要求书的范围内。

Claims (14)

1.一种适于将踏脚板附接到车辆下边梁的支架，所述支架包括具有多个踏脚板偏转诱导部分的主体。
2.根据权利要求1所述的支架，其中，所述主体包括扭转屈曲诱导部分，所述扭转屈曲诱导部分包括下边梁安装部分，所述下边梁安装部分当安装到所述下边梁时，限定与车辆y轴和车辆x轴的夹角。
3.根据权利要求2所述的支架，其中，所述主体还包括转动力矩诱导部分，所述转动力矩诱导部分包括置于所述下边梁安装部分和踏脚板承载部分之间的阶梯段。
4.根据权利要求2或3所述的支架，其中，所述转动力矩诱导部分还包括邻近所述阶梯段设置的下边梁安装突片。
5.根据权利要求4所述的支架，其中所述转动力矩诱导部分还包括设置在所述阶梯段和所述踏脚板承载部分的界面处的凸缘。
6.一种踏脚板总成，所述踏脚板总成包括根据权利要求1所述的支架。
7.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求6所述的踏脚板总成。
8.一种用于车辆的踏脚板总成，所述踏脚板总成包括：
至少一个适于附接到车辆下边梁的支架，所述支架包括具有多个踏脚板偏转诱导部分的支架主体；和
踏脚板，所述踏脚板通过所述至少一个支架安装到所述车辆上。
9.根据权利要求8所述的踏脚板总成，其中，所述支架主体包括扭转屈曲诱导部分，所述扭转屈曲诱导部分包括下边梁安装部分，所述下边梁安装部分当安装到所述下边梁时，限定与车辆y轴和车辆x轴的夹角。
10.根据权利要求9所述的踏脚板总成，其中，所述支架主体还包括转动力矩诱导部分，所述转动力矩诱导部分包括置于所述下边梁安装部分和踏脚板承载部分之间的阶梯段。
11.根据权利要求9或10所述的踏脚板总成，其中，所述转动力矩诱导部分还包括邻近所述阶梯段设置的下边梁安装突片。
12.根据权利要求11所述的踏脚板总成，其中，所述转动力矩诱导部分还包括设置在所述阶梯段和所述踏脚板承载部分的界面处的凸缘。
13.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求8所述的踏脚板总成。
14.一种用于将踏脚板附接到车辆的下边梁的方法，所述方法包括通过具有多个踏脚板偏转诱导部分的安装支架将所述踏脚板附接到所述下边梁。
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