CN108953447B - 缓冲吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种缓冲吸能装置，包括防护板；导向框架，紧固连接于防护板的一侧；安装座，套设于导向框架上且可沿导向框架作轴向滑动；以及吸能元件，防护板、导向框架与安装座围合形成有容置腔，吸能元件填充于容置腔内。本发明采用了导向框架与吸能元件配合，导向框架既可作为吸能元件的防护壳体又可作为引导吸能元件叠缩变形方向的导向件，通过导向框架将吸能元件套设在内，以防止吸能元件因受到垂直于轴向的垂向承载而发生破坏，并且吸能元件只能沿导向框架后退的方向进行叠缩变形，从而有效地解决了缓冲吸能装置无法兼顾垂向承载和避免在铝蜂窝材料内部开孔的技术问题，使得吸能元件的变形稳定可控，无需额外增加导向结构。

Description

缓冲吸能装置

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，是涉及一种缓冲吸能装置。

背景技术

缓冲吸能装置作为保护乘客的生命财产安全的终极卫士，被广泛应用于汽车、轨道交通车辆、高层建筑电梯井等领域。

目前，由于铝蜂窝材料具有质量轻、强度高、吸能比高、变形可控等优点，因此被作为吸能元件广泛地应用在缓冲吸能装置中，但是，由于发生撞击时，缓冲吸能装置所受的冲击力往往不是沿其轴向传递，这样容置导致铝蜂窝材料发生倾斜影响其吸能效果，因此通常需要在缓冲吸能装置上装配导向结构，常见导向结构有圆管内导式和内置十字导向架式两种。然而，圆管内导向缓冲吸能装置存在垂向承载能力弱、铝蜂窝材料内部开孔导致强度降低等问题；内置十字导向架缓冲吸能装置则需要多个蜂窝填充，强度降低且组装麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓冲吸能装置，以解决现有技术中，缓冲吸能装置无法兼顾垂向承载和避免在铝蜂窝材料内部开孔的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种缓冲吸能装置，包括：

防护板；

导向框架，紧固连接于所述防护板的一侧；

安装座，套设于所述导向框架上且可沿所述导向框架作轴向滑动；以及

吸能元件，所述防护板、所述导向框架与所述安装座围合形成有容置腔，所述吸能元件填充于所述容置腔内。

进一步地，所述导向框架包括基架，以及自所述基架向外延伸且间隔围设于所述吸能元件外周的至少二边框，所述安装座包括与所述吸能元件的一端抵顶且具有间隔分布的至少二通孔的基座，所述边框穿设于所述通孔内。

进一步地，所述安装座还包括自所述基座向外延伸且与所述通孔连通的定位套筒，所述定位套筒围绕于所述基架的外周。

进一步地，所述缓冲吸能装置还包括连接所述定位套筒和所述基架的剪切销钉。

进一步地，所述防护板、所述导向框架、所述吸能元件与所述安装座同轴。

进一步地，所述导向框架还包括位于所述边框的末端且连接相邻二所述边框的加强板。

进一步地，所述防护板的背对于所述导向框架所在侧的一侧面上凸设有多个防爬齿。

进一步地，所述缓冲吸能装置还包括贴覆于所述吸能元件外侧且封盖于相邻二所述边框的间隔处的蒙皮。

进一步地，所述缓冲吸能装置还包括包裹于所述边框外周的蒙皮。

进一步地，所述蒙皮的表面冲压有沿轴向平行排列的多个皱褶。

本发明提供的缓冲吸能装置的有益效果在于：采用了导向框架与吸能元件配合，导向框架既可作为吸能元件的防护壳体又可作为引导吸能元件叠缩变形方向的导向件，通过导向框架将吸能元件套设在内，以防止吸能元件因受到垂直于轴向的垂向承载而发生破坏，并且吸能元件只能沿导向框架后退的方向进行叠缩变形，从而有效地解决了缓冲吸能装置无法兼顾垂向承载和避免在铝蜂窝材料内部开孔的技术问题，使得吸能元件的变形稳定可控，无需额外增加导向结构，进而降低了缓冲吸能装置的整体重量和生产成本。

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缓冲吸能装置的立体示意图；

图2为本发明实施例提供的缓冲吸能装置压缩状态下的立体示意图；

图3为本发明实施例提供的缓冲吸能装置中吸能元件的立体示意图；

图4为本发明实施例提供的缓冲吸能装置中导向框架的立体示意图；

图5为本发明实施例提供的缓冲吸能装置中安装座的立体示意图；

图6为本发明另一实施例提供的缓冲吸能装置的立体示意图。

其中，图中各附图标记：

1—缓冲吸能装置、10—防护板、20—导向框架、30—安装座、40—吸能元件、50—蒙皮、21—基架、22—边框、23—加强板、31—基座、32—定位套筒、33—止挡凸台、100—防爬齿、200—容置腔、210—第二安装孔、310—通孔、320—第一安装孔、500—褶皱。

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。

需要说明的是：在本发明的实施例中，“轴向”为缓冲吸能装置的中心轴线的延伸方向。

请参阅图1至图3，现对本发明提供的缓冲吸能装置进行说明。该缓冲吸能装置1包括防护板10、导向框架20、安装座30以及吸能元件40，其中，防护板10用于首先承受撞击，导向框架20紧固连接在防护板10的一侧，安装座30用于连接被防护物，安装座30套设于导向框架20上，并且安装座30可沿导向框架20作轴向滑动，防护板10、导向框架20与安装座30围合形成有容置腔200，吸能元件40填充在容置腔200内。

具体地，吸能元件40为薄壁金属蜂窝件，由多个轴线相互平行的薄壁金属蜂窝芯拼接形成，并且吸能元件40的轴线与防护板10垂直，吸能元件40的一端与防护板10抵顶，吸能元件40的另一端与安装座30抵顶，导向框架20包裹在吸能元件40的外周。使用时，缓冲吸能装置1通过安装座30紧固连接在汽车、列车、电梯等被防护物的前后两端或底端上，当发生碰撞时，防护板10首先接受撞击，接着防护板10在轴向的外力作用下抵顶导向框架20和吸能元件40，并且驱使导向框架20整体沿安装座30向被防护物内部后退，吸能元件40在防护板10和安装座30的夹持下，通过自身叠缩变形吸收碰撞所产生的能量，直至将碰撞所产生的动能全部转化为吸能元件40的变形能。

本发明提供的缓冲吸能装置1，与现有技术相比，有益效果在于：采用了导向框架20与吸能元件40配合，导向框架20既可作为吸能元件40的防护壳体又可作为引导吸能元件40叠缩变形方向的导向件，通过导向框架20将吸能元件40套设在内，以防止吸能元件40因受到垂直于轴向的垂向承载而发生破坏，并且吸能元件40只能沿导向框架20后退的方向进行叠缩变形，从而有效地解决了缓冲吸能装置无法兼顾垂向承载和避免在铝蜂窝材料内部开孔的技术问题，使得吸能元件40的变形稳定可控，无需额外增加导向结构，进而降低了缓冲吸能装置1的整体重量和生产成本。

优选地，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，上述防护板10、上述导向框架20、上述吸能元件40与上述安装座30同轴。即防护板10、导向框架20、吸能元件40与安装座30的中线轴线在同一直线上，这样可最大限度地吸收轴向碰撞所产生的有害动能，并且防止了在碰撞过程中防护板10、导向框架20、吸能元件40与安装座30之间发生偏移，保障了缓冲吸能装置1的缓冲吸能效果。

进一步地，请参阅图1、图4和图5，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，上述导向框架20包括基架21以及至少两条边框22，其中，边框22自基架21向外延伸，并且至少两条边框22间隔地围设在上述吸能元件40的外周，同时，上述安装座30包括基座31，基座31与吸能元件40的一端抵顶，在基座31上开具有至少两个通孔310，至少两个通孔310相互间隔设置，并且通孔310与边框22一一对应配合，边框22穿设在通孔310内。具体地，边框22的外轮廓形状与吸能元件40的外轮廓形状相适配，并且相邻的两条边框22之间的间距小于吸能元件40的垂直于轴向的宽度，可避免吸能元件40从相邻的两条边框22之间的间隔处滑出，并且有效地抵御垂向载荷。

当自基架21向外延伸出两条边框22时，两条边框22呈对称分布，并且分布在吸能元件40的相对两侧，对应地，在基座31上开设有对称分布的两个通孔310，两条边框22与位于吸能元件40相对两端的上述防护板10和安装座30配合，从四个方向将吸能元件40夹固在上述容置腔200内，由于两条边框22对称分布，受力更加平衡，使得导向框架20的导向更加平顺稳定。

当自基架21向外延伸出三条边框22时，三条边框22呈等间隔分布，并且围绕在吸能元件40的外周，对应地，在基座31上开设有等间隔分布的三个通孔310，三条边框22与位于吸能元件40相对两端的防护板10和安装座30配合，将吸能元件40夹固在容置腔200内，由于三条边框22等间距分布，受力更加均匀，使得导向框架20的导向更加平顺稳定。

当吸能元件40的外轮廓呈四棱柱形时，自基架21向外延伸出四条边框22，四条边框22分别罩设在吸能元件40的四个角部上，并且边框22的垂直于其长度方向的截面呈“L”形，边框22优选由角型材制成，对应地，在基座31上开设有四个通孔310，四条边框22与位于吸能元件40相对两端的防护板10和安装座30配合，将吸能元件40夹固在容置腔200内，由于四条边框22由角型材制成，可有效地提高导向框架20的垂向承载能力。可以理解的是：当吸能元件40的外轮廓呈五棱柱形或六棱柱形时，导向框架20对应地包括五条或六条边框22，五条或六条边框22分别罩设在吸能元件40的各个角部上。

当导向框架20与安装座30连接时，边框22的末端沿通孔310穿过基座31并且向基座31的一侧延伸，基架21被基座31限位在基座31的另一侧。此处，基架21与边框22可一体成型，或通过焊接的方式相接，整个导向框架20采用轻质金属合金材料制成，如铝合金等，从而有效地降低了整个导向框架20的重量，若选用生锈材料，导向框架20的表面需要做防锈处理。

进一步地，请参阅图1和图5，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，上述安装座30还包括定位套筒32，定位套筒32自上述基座31向外延伸，定位套筒32与上述通孔310连通，并且定位套筒32围绕在上述基架21的外周。具体地，定位套筒32自基座31的相背于上述吸能元件40所在侧的一侧面向外延伸，定位套筒32的中部具有空腔，通孔310与该空腔相连通，缓冲吸能装置1组装时，上述边框22的末端先伸入定位套筒32的空腔内，接着穿过通孔310向吸能元件40的所在侧延伸，直至基架21部分或全部容置在该空腔内；并且定位套筒32的内外轮廓与基架21的外轮廓相适配，这样可有效地延长安装座30对导向框架20的导向距离，并且增强了导向框架20的垂向承载能力。

进一步地，图4和图5，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，上述缓冲吸能装置1还包括剪切销钉(未图示)，该剪切销钉用于连接上述定位套筒32和上述基架21。具体地，在定位套筒32上开设有第一安装孔320，同时，在基架21上开设有第二安装孔210，第一安装孔320与第二安装孔210一一对应配合，剪切销钉通过穿设在第一安装孔320和第二安装孔210内分别与定位套筒32和基架21紧固连接。剪切销钉能承受一定大小的剪切力，只有当缓冲吸能装置1承受的冲击力足够大时，才能将剪切销钉剪断，使得上述吸能元件40发生叠缩变形吸收碰撞所产生的能量，即缓冲吸能装置1只吸收碰撞产生的有害动能，进而降低了缓冲吸能装置1的维养成本。

进一步地，请参阅图4，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，上述导向框架20还包括加强板23，加强板23位于上述边框22的末端，即加强板23位于边框22的远离基架21所在侧的一端，并且加强板23用于连接相邻的两条边框22。具体地，加强板23设置在相邻的两条边框22之间的间隔处，并且加强板23的相对两端通过焊接的方式分别与相邻的两条边框22紧固连接，这样若干加强板23与若干边框22配合，并且将若干边框22的末端连接形成一个封闭的环形框架，进而增加了整个导向框架20的结构强度，增强了导向框架20的垂向承载能力。

可选地，请参阅图5，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，上述安装座30还包括止挡凸台33，止挡凸台33自上述基座31的正对上述吸能元件40所在侧的一侧面向外突起，并且止挡凸台33部分伸入相邻的两条上述边框22之间的间隔处，用于止挡上述加强板23。这样可有效地增加安装座30与加强板23之间碰撞处的厚度，增加了安装座30的结构强度，延长了安装座30的使用寿命。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，上述防护板10的背对上述导向框架20所在侧的一侧面上凸设有多个防爬齿100，即防爬齿100自防护板10的背对导向框架20所在侧的一侧面向外突起。优选地，多个防爬齿100等间隔排列，并且与防护板10一体铸造成型，当车辆发生碰撞时，两辆碰撞的车辆上的防爬齿100相互啮合，可有效地防止车辆发生相互骑爬，最大限定地保护了司乘人员的人身安全。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，上述缓冲吸能装置1还包括蒙皮50，蒙皮50贴覆在上述吸能元件40的外侧，并且蒙皮50封盖在相邻的两条上述边框22的间隔处。具体地，蒙皮50可夹设在吸能元件40与边框22之间的间隙处，或与边框22焊接，这样可有效地防止外部环境中的灰尘和雨水等从相邻的两条边框22的间隔处进入上述容置腔200内，起到保护吸能元件40的作用，延长了缓冲吸能装置1的使用寿命。

可选地，请参阅图6，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，上述缓冲吸能装1还包括蒙皮50，蒙皮50包裹在上述边框22的外周。具体地，蒙皮50包括对称分布的一对蒙皮分体，一对蒙皮分体、上述防护板10与上述安装座30围合形成一个封闭的腔体，边框22和上述吸能元件40容置在该腔体内，这样可有效地防止外部环境中的灰尘和雨水等进入该腔体内，避免了吸能元件40和边框22被灰尘和雨水等侵蚀，延长了缓冲吸能装置1的使用寿命。

进一步地，请参阅图1或图6，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，上述蒙皮50的表面冲压有多个皱褶500，多个皱褶500沿轴向平行排列，即多个皱褶500的延伸方向与蒙皮50的长度方向垂直。这样有利于发生碰撞时，蒙皮50沿其长度方向有序地折叠变形。具体地，蒙皮50采用轻质金属合金材料制成，如铝合金等，若选用生锈材料，蒙皮50的表面需要做防锈处理。

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 (6)

1.缓冲吸能装置，其特征在于，包括：

防护板；

导向框架，紧固连接于所述防护板的一侧，所述导向框架包括基架、加强板，以及自所述基架向外延伸且间隔围设于吸能元件外周的至少二边框，所述加强板位于所述边框的末端且连接相邻二所述边框，所述边框的垂直于其长度方向的截面呈“L”形；

安装座，套设于所述导向框架上且可沿所述导向框架作轴向滑动，所述安装座包括与所述吸能元件的一端抵顶且具有间隔分布的至少二通孔的基座、定位套筒及止挡凸台，所述定位套筒自所述基座向外延伸且与所述通孔连通，所述定位套筒围绕于所述基架的外周，所述止挡凸台自所述基座的正对所述吸能元件所在侧的一侧面向外突起，所述止挡凸台部分伸入相邻的两条所述边框之间的间隔处，用于止挡所述加强板，所述边框穿设于所述通孔内；

剪切销钉，所述剪切销钉连接所述定位套筒和所述基架；以及

吸能元件，所述防护板、所述导向框架与所述安装座围合形成有容置腔，所述吸能元件填充于所述容置腔内。

2.如权利要求1所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述防护板、所述导向框架、所述吸能元件与所述安装座同轴。

3.如权利要求1所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述防护板的背对于所述导向框架所在侧的一侧面上凸设有多个防爬齿。

4.如权利要求1所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述缓冲吸能装置还包括贴覆于所述吸能元件外侧且封盖于相邻二所述边框的间隔处的蒙皮。

5.如权利要求1所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述缓冲吸能装置还包括包裹于所述边框外周的蒙皮。

6.如权利要求4或5所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述蒙皮的表面冲压有沿轴向平行排列的多个皱褶。