CN108860329A - 一种前舱仪表台一体化空间结构及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种前舱仪表台一体化空间结构及汽车，属于轻量化汽车技术领域。该结构包括：上平面骨架模块、中平面骨架模块、下平面骨架模块、多个垂直立梁、多个垂直筋板、多个水平筋板。多个垂直立梁分别依次与上平面骨架模块、中平面骨架模块以及下平面骨架模块连接。多个垂直筋板分别与上平面骨架模块、中平面骨架模块、下平面骨架模块以及垂直立梁之间相关的梁连接。多个水平筋板分别依次在上平面骨架模块、中平面骨架模块内相关的梁连接，形成水平剪应力墙结构。该汽车包括上述结构和车身，车身与该结构连接。该结构将仪表结构与前舱结构融为一体，结构简单、力学性能好。该汽车结构美观，工艺性好。

Description

一种前舱仪表台一体化空间结构及汽车

技术领域

本发明涉及轻量化汽车技术领域，尤其涉及一种前舱仪表台一体化空间结构及汽车。

背景技术

汽车的仪表台结构和前舱结构虽然位置接近，但通常是两个独立的、不同的结构或总成，其中前舱是由钣金冲压或钢架焊接而成的复杂空间力学结构，不具备造型装饰性；仪表台是一个采用注塑成型的带三维造型的塑料件总成，主要满足风格造型和安装仪表开关的功能需求，不具备车身承载能力；仪表台通过安装点装配固定到前舱结构上。这类仪表台总成虽然做工精美、造型独特且被广泛采用，但是具有以下明显不足：

1.工艺成本高，一套仪表台的注塑模具投入在数百万之间；

2.和前舱及车身结构的配合要求高，对仪表台和前舱支撑结构的加工提出了很高的精度要求；

3.仪表台结构自身的强度刚度不高，需要将之安装在强度更高的前舱结构上。

总之，传统的仪表台的设计、制造及装配既费力、费时，又费钱，虽然多用于客车、卡车等商用车上，但不是轻量化汽车的最好解决方案。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种前舱仪表台一体化空间结构及汽车，此前舱仪表台一体化空间结构旨在解决现有技术中工艺成本高、配合要求高和结构强度低的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种前舱仪表台一体化空间结构，所述前舱仪表台一体化空间结构包括上平面骨架模块、中平面骨架模块、下平面骨架模块、多个垂直立梁、多个垂直筋板和多个水平筋板。多个所述垂直立梁分别依次与所述上平面骨架模块、所述中平面骨架模块以及所述下平面骨架模块连接，形成整体空间骨架结构。多个所述垂直筋板分别与所述上平面骨架模块、所述中平面骨架模块、所述下平面骨架模块以及垂直立梁之间相关的梁连接，形成垂直剪应力墙结构。多个所述水平筋板分别依次在所述上平面骨架模块、所述中平面骨架模块内相关的梁连接，形成水平剪应力墙结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上平面骨架模块包括上组合内边梁、上外边梁和多个内短梁，所述上组合内边梁与所述上外边梁连接，并形成闭合曲线形，所述内短梁在闭合曲线内，连接所述上组合内边梁与所述上外边梁；所述上组合内边梁、所述上外边梁、所述多个内短梁之间通过榫卯连接，所述上外边梁与所述垂直立梁连接；所述上组合内边梁与所述垂直筋板连接，所述水平筋板同时与所述上组合内边梁和所述上外边梁连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上组合内边梁包括上左边梁、仪表框和上右边梁，所述上左边梁连接所述上组合内边梁和所述仪表框，所述上右边梁连接所述上组合内边梁和所述仪表框，所述仪表框通过连接件或焊接方式连接于所述上左边梁和所述上右边梁之间；所述水平筋板同时与所述上左边梁和所述上外边梁连接，所述仪表框与所述垂直筋板连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述中平面骨架模块包括中组合内边梁、中外边梁和多个内短梁，所述中组合内边梁与所述中外边梁连接，并形成闭合曲线形，所述内短梁在闭合曲线内，连接所述中组合内边梁与所述中外边梁；所述中组合内边梁、所述中外边梁、多个所述内短梁之间通过榫卯连接，所述中组合内边梁与所述垂直筋板连接，所述中外边梁与所述垂直立梁连接，所述水平筋板同时与所述中组合内边梁和所述中外边梁连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上平面骨架模块在竖直方向的正投影与所述中平面骨架模块在竖直方向的正投影重合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述下平面骨架模块包括下组合内边梁、下外边梁和多个内短梁，所述下外边梁的一端、所述下组合内边梁和所述内短梁形成封闭的图形，所述下外边梁的另一端、所述下组合内边梁的另一端和所述内短梁形成封闭的图形，所述下组合内边梁、所述下外边梁、多个所述内短梁之间通过榫卯连接，所述下组合内边梁、所述下外边梁、多个所述内短梁均与所述垂直筋板连接，所述下外边梁与所述垂直立梁连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述下平面骨架模块在竖直方向的正投影与所述上平面骨架模块在竖直方向的正投影重合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述前舱仪表台一体化空间结构的材质包括铝合金材质。

本发明还提供了一种汽车，该汽车包括以上任一项所述的前舱仪表台一体化空间结构以及车身，前舱仪表台一体化空间结构通过所述上平面骨架模块、所述中平面骨架模块、所述下平面骨架模块与所述车身榫卯连接。

本发明还提供了另一种汽车，该汽车包括以上任一项所述的前舱仪表台一体化空间结构以及车身，前舱仪表台一体化空间结构通过所述垂直立梁与所述车身螺栓连接。

本发明的有益效果是：

采用该一体化的前舱仪表台空间结构，带来以下效果：

1、简化了仪表台的整体结构。仪表结构与前舱结构融为一体，明显简化了结构，既有利于减重，又有利于降低成本。

2、提高了前舱结构力学性能。该一体化结构的自身强度、刚度更高，与车身侧面、底架结构榫卯连接融合后，形成了全承载车身结构，刚度更好。

3、降低了生产成本。首先，该结构自身简单、且采用模块化设计，易于制造；其次，没有复杂的塑料结构件，节省了大量成本。

4、充分发挥了铝合金材料易加工和具有装饰性的优势。仪表框、平面模块的组合内边等构成元素既是结构件，又可以在造型、表面材质上进行处理，充分发挥铝合金的材料特色，设计出个性化的仪表风格。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的前舱仪表台一体化空间结构的整体示意图；

图2为本发明实施例提供的上平面骨架模块结构示意图；

图3为本发明实施例提供的中平面骨架模块结构示意图；

图4为本发明实施例提供的下平面骨架模块结构示意图。

图标：1-上平面骨架模块；101-上组合内边梁；1011-上左边梁；1012-仪表框；1013-上右边梁；102-上外边梁；103-内短梁；2-中平面骨架模块；201-中组合内边梁；202-中外边梁；203-内短梁；3-下平面骨架模块；301-下组合内边梁；302-下外边梁；303-内短梁；4-垂直立梁；5-垂直筋板；6-水平筋板；7-榫孔；8-榫槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

本实施例提供一种前舱仪表台一体化空间结构，其具体结构如下文所阐述。

请参照图1，在本实施例中，前舱仪表台一体化空间结构包括：上平面骨架模块1、中平面骨架模块2、下平面骨架模块3、多个垂直立梁4、多个垂直筋板5和多个水平筋板6。多个垂直立梁4分别依次与上平面骨架模块1、中平面骨架模块2以及下平面骨架模块3连接，形成整体空间骨架结构。多个垂直筋板5分别与上平面骨架模块1、中平面骨架模块2、下平面骨架模块3以及垂直立梁4之间相关的梁连接，形成垂直剪应力墙结构。多个水平筋板6分别依次在上平面骨架模块1、中平面骨架模块2内相关的梁连接，形成水平剪应力墙结构。

进一步地，请参照图2，配合参照图1，上平面骨架模块1包括上组合内边梁101、上外边梁102和多个内短梁103。上组合内边梁101与上外边梁102连接，并形成闭合曲线形，内短梁103在闭合曲线内，连接上组合内边梁101与上外边梁102。上组合内边梁101、上外边梁102、多个内短梁103之间通过榫卯连接。上外边梁102与垂直立梁4连接。上组合内边梁101与垂直筋板5连接。水平筋板6同时与上组合内边梁101和上外边梁102连接。

请参照图2，上组合内边梁101包括上左边梁1011、仪表框1012和上右边梁1013。上左边梁1011连接上组合内边梁101和仪表框1012，上右边梁1013连接上组合内边梁101和仪表框1012。仪表框1012通过连接件或焊接方式连接于上左边梁1011和上右边梁1013之间。水平筋板6同时与上左边梁1011和上外边梁102连接，仪表框1012与垂直筋板5连接。

请参照图3，中平面骨架模块2包括中组合内边梁201、中外边梁202和多个内短梁203。中组合内边梁201与中外边梁202连接，并形成闭合曲线形，内短梁203在闭合曲线内，连接中组合内边梁201与中外边梁202。中组合内边梁201、中外边梁202、多个内短梁203之间通过榫卯连接。中组合内边梁201与垂直筋板5连接。中外边梁202与垂直立梁4连接。水平筋板6同时与中组合内边梁201和中外边梁202连接。

请参照图4，下平面骨架模块3包括下组合内边梁301、下外边梁302和多个内短梁303。下外边梁302的一端、下组合内边梁301和内短梁303形成封闭的图形。下外边梁302的另一端、下组合内边梁301的另一端和内短梁303形成封闭的图形。下组合内边梁301、下外边梁302、多个内短梁303之间通过榫卯连接。下组合内边梁301、下外边梁302、多个内短梁303均与垂直筋板5连接，下外边梁302与垂直立梁4连接。

请参照图3和图4，中平面骨架模块2和下平面骨架模块3均设置有榫槽8和榫孔7。多个垂直立梁4分别依次与上平面骨架模块1、中平面骨架模块2以及下平面骨架模块3通过榫孔7进行连接，形成整体空间骨架结构。多个垂直筋板5分别与上平面骨架模块1、中平面骨架模块2、下平面骨架模块3以及垂直立梁4之间相关的梁通过榫槽8进行连接，形成垂直剪应力墙结构。多个水平筋板6分别依次在上平面骨架模块1、中平面骨架模块2内相关的梁通过榫槽8进行连接，形成水平剪应力墙结构。

需要说明的是，上平面骨架模块1在竖直方向的正投影与中平面骨架模块2在竖直方向的正投影重合。下平面骨架模块3在竖直方向的正投影与上平面骨架模块1在竖直方向的正投影重合。这里所说的竖直方向，是指前舱仪表台一体化空间结构按如图1所示的正常摆放方式摆放时的竖直方向。

进一步地，前舱仪表台一体化空间结构的材质包括铝合金材质。在本实施例中，前舱仪表台一体化空间结构的材质采用铝合金材质。该前舱仪表台一体化空间结构充分发挥了铝合金材料易加工和具有装饰性的优势，能够设计出个性化的仪表风格。而铝合金材质本身密度小，这更加符合了汽车轻量化的目的，与本结构相得益彰。

本发明还提供了一种汽车，该汽车包括上述的前舱仪表台一体化空间结构以及车身。前舱仪表台一体化空间结构通过上平面骨架模块1、中平面骨架模块2、下平面骨架模块3与所述车身榫卯连接。具体地，前舱仪表台一体化空间结构通过上外边梁102两端、中外边梁202两端、下外边梁302两端与车身榫卯连接。

本发明还提供了另一种汽车，该汽车包括上述的前舱仪表台一体化空间结构以及车身。前舱仪表台一体化空间结构通过垂直立梁4与车身螺栓连接。该汽车工艺性好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种前舱仪表台一体化空间结构，其特征在于：所述前舱仪表台一体化空间结构包括：上平面骨架模块(1)、中平面骨架模块(2)、下平面骨架模块(3)、多个垂直立梁(4)、多个垂直筋板(5)和多个水平筋板(6)；

多个所述垂直立梁(4)分别依次与所述上平面骨架模块(1)、所述中平面骨架模块(2)以及所述下平面骨架模块(3)连接，形成整体空间骨架结构；

多个所述垂直筋板(5)分别与所述上平面骨架模块(1)、所述中平面骨架模块(2)、所述下平面骨架模块(3)以及垂直立梁(4)之间相关的梁连接，形成垂直剪应力墙结构；

多个所述水平筋板(6)分别依次在所述上平面骨架模块(1)、所述中平面骨架模块(2)内相关的梁连接，形成水平剪应力墙结构。

2.根据权利要求1所述的前舱仪表台一体化空间结构，其特征在于：所述上平面骨架模块(1)包括上组合内边梁(101)、上外边梁(102)和多个内短梁(103)，所述上组合内边梁(101)与所述上外边梁(102)连接，并形成闭合曲线形，所述内短梁(103)在闭合曲线内，连接所述上组合内边梁(101)与所述上外边梁(102)；所述上组合内边梁(101)、所述上外边梁(102)、所述多个内短梁(103)之间通过榫卯连接，所述上外边梁(102)与所述垂直立梁(4)连接；所述上组合内边梁(101)与所述垂直筋板(5)连接，所述水平筋板(6)同时与所述上组合内边梁(101)和所述上外边梁(102)连接。

3.根据权利要求2所述的前舱仪表台一体化空间结构，其特征在于：所述上组合内边梁(101)包括上左边梁(1011)、仪表框(1012)和上右边梁(1013)，所述上左边梁(1011)连接所述上组合内边梁(101)和所述仪表框(1012)，所述上右边梁(1013)连接所述上组合内边梁(101)和所述仪表框(1013)，所述仪表框(1012)通过连接件或焊接方式连接于所述上左边梁(1011)和所述上右边梁(1013)之间；所述水平筋板(6)同时与所述上左边梁(1011)和所述上外边梁(102)连接，所述仪表框(1012)与所述垂直筋板(5)连接。

4.根据权利要求1所述的前舱仪表台一体化空间结构，其特征在于：所述中平面骨架模块(2)包括中组合内边梁(201)、中外边梁(202)和多个内短梁(203)，所述中组合内边梁(201)与所述中外边梁(202)连接，并形成闭合曲线形，所述内短梁(203)在闭合曲线内，连接所述中组合内边梁(201)与所述中外边梁(202)；所述中组合内边梁(201)、所述中外边梁(202)、多个所述内短梁(203)之间通过榫卯连接，所述中组合内边梁(201)与所述垂直筋板(5)连接，所述中外边梁(202)与所述垂直立梁(4)连接，所述水平筋板(6)同时与所述中组合内边梁(201)和所述中外边梁(202)连接。

5.根据权利要求1所述的前舱仪表台一体化空间结构，其特征在于：所述上平面骨架模块(1)在竖直方向的正投影与所述中平面骨架模块(2)在竖直方向的正投影重合。

6.根据权利要求1所述的前舱仪表台一体化空间结构，其特征在于：所述下平面骨架模块(3)包括下组合内边梁(301)、下外边梁(302)和多个内短梁(303)，所述下外边梁(302)的一端、所述下组合内边梁(301)和所述内短梁(303)形成封闭的图形，所述下外边梁(302)的另一端、所述下组合内边梁(301)的另一端和所述内短梁(303)形成封闭的图形，所述下组合内边梁(301)、所述下外边梁(302)、多个所述内短梁(303)之间通过榫卯连接，所述下组合内边梁(301)、所述下外边梁(302)、多个所述内短梁(303)均与所述垂直筋板(5)连接，所述下外边梁(302)与所述垂直立梁(4)连接。

7.根据权利要求1所述的前舱仪表台一体化空间结构，其特征在于：所述下平面骨架模块(3)在竖直方向的正投影与所述上平面骨架模块(1)在竖直方向的正投影重合。

8.根据权利要求1所述的前舱仪表台一体化空间结构，其特征在于：所述前舱仪表台一体化空间结构的材质包括铝合金材质。

9.一种汽车，其特征在于：所述汽车包括权利要求1至8任一项所述的前舱仪表台一体化空间结构以及车身，前舱仪表台一体化空间结构通过所述上平面骨架模块(1)、所述中平面骨架模块(2)、所述下平面骨架模块(3)与所述车身榫卯连接。

10.一种汽车，其特征在于：所述汽车包括权利要求1至8任一项所述的前舱仪表台一体化空间结构以及车身，前舱仪表台一体化空间结构通过所述垂直立梁(4)与所述车身螺栓连接。