CN110409349A - 缓冲吸能可导向防撞垫 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种缓冲吸能可导向防撞垫，所述防撞垫底部为导轨组件，导轨组件上方设置有多个矩形的支撑框架，支撑框架直立并纵向依次平行排布，底部配合导轨组件实现纵向滑动；相邻支撑框架之间设置有弹塑性耗能元件，弹塑性耗能元件的前后两端连接到支撑框架上；最前端的支撑框架前方设置有纳米流体耗能鼻首，纳米流体耗能鼻首前端呈弧形。本发明的结构通过压缩耗能、导向、拦截方式耗散较大能量，降低撞击力，为三角端头、匝道口、收费站等危险点提供安全保障。
Description
技术领域
本发明属于交通安全防护技术领域，具体涉及一种缓冲吸能可导向防撞垫。
背景技术
缓冲设施设置于公路交通分流处的障碍物或其他位置的障碍物前端，车辆碰撞时通过自体变形吸收碰撞能量，减缓冲击、降低碰撞车辆和车内人员伤害的设施。缓冲设施主要形式有防撞端头、防撞垫等。设置亍护栏的迎车流方向起点，和护栏连接在一起，对碰撞车辆起阻挡、缓冲和导向作用的设施。
防撞垫结构形式多样，其主要差别体现在耗能方式上。目前防撞垫的耗能方式主要分为两大类：（1）吸能构件产生塑性变形耗能。此类方案中，防撞垫受到车辆撞击后损坏严重，而且缓冲主体多是采用钢板交叉格构形式，因此撞后整体压溃，需要整体更换；（2）采用弹性元件作为缓冲整体，将车辆撞击能量储存为弹性势能，但是存在弹性释放造成二次碰撞的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种缓冲吸能可导向防撞垫，针对现有防撞垫的问题，在弹塑性结构设计的基础上，引入纳米流体端头、可更换的缓冲耗能元件等方式，通过压缩耗能、导向、拦截方式耗散较大能量，降低撞击力。当发生车辆侧面撞击时，通过导向、耗能，减少能量交换降低撞击力并将车辆导入正常车道；当发生正面撞击时可以实现耗能、导向、降低撞击力从而减少损伤，为三角端头、匝道口、收费站等危险点提供安全保障。
本发明所采用的技术方案为：
缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
所述防撞垫底部为导轨组件，导轨组件上方设置有多个矩形的支撑框架，支撑框架直立并纵向依次平行排布，底部配合导轨组件实现纵向滑动；
相邻支撑框架之间设置有弹塑性耗能元件，弹塑性耗能元件的前后两端连接到支撑框架上；
最前端的支撑框架前方设置有纳米流体耗能鼻首，纳米流体耗能鼻首前端呈弧形。
纳米流体耗能鼻首包括由钢板组成的框架结构，框架结构前端为弧面板，后端为平面板，弧面板与平面板之间为辐射状的连接板，框架结构前端和横向两侧外围包裹有柔性耗能层；
框架结构后方设置有与其后端平面板平行的边板，后端平面板与边板之间设置有纳米流体耗能块，纳米流体耗能块前后两面分别固定到后端平面板与边板上。
支撑框架为方钢组成的矩形框，其中的竖向方钢底部设置有滑槽；
导轨组件包括两道纵向的工字钢，支撑框架的滑槽与工字钢配合实现纵向滑动。
支撑框架内设置有十字交叉的钢板结构，钢板结构端部固定到支撑框架上，交点处设置有圆形钢板；
弹塑性耗能元件的端部连接到圆形钢板上实现固定。
弹塑性耗能元件的端部设置有圆形法兰板结构，其结构为薄壳钢结构，内部填充有耗能材料；
弹塑性耗能元件的圆形法兰板结构固定到支撑框架内的圆形钢板上实现固定。
弹塑性耗能元件为中空的钢壳，两端为直径较小的纵向圆柱体，中间为直径较大的多波鼓形体，外壁呈波浪形。
支撑框架横向两侧设置有纵向的导向板，导向板自上而下设置多道。
导向板内侧与支撑框架侧面的连接位置设置有侧向阻尼元件。
侧向阻尼元件为圆柱形、球形或长方体形，横向具有贯通的中轴孔；
导向板内侧与支撑框架侧面之间设置有连接销轴，连接销轴位于侧向阻尼元件的中轴孔内，侧向阻尼元件套置于连接销轴外。
最后端的支撑框架后方设置有斜撑式的支撑座。
本发明具有以下优点：
（1）本发明鼻首采用纳米流体吸能材料填充，形成弱接触，能够有效降低撞击力峰值，降低车辆加速度，并且纳米流体耗能元件可以在外力卸载后恢复变形，反复使用；
（2）本发明装置骨架内填充塑性耗能材料吸收撞击能量，采用多波多波鼓形结构可以实现多级耗能，延长峰值时间和延长吸能过程，撞后通过更换塑性元件方便；
（3）本发明侧板与装置连接处增设侧向阻尼，降低侧撞时车辆“硬碰”，减少车辆和装置本身的破坏。
（4）本发明尾部固定支撑座，将撞击力有效传递给地面结构，保证整个结构的稳定性。
（5）本发明可以采用整体落座，减少现场连接作业，安装、更换、维修便捷。
（6）本发明外表面采用明显的警示标志，能诱导驾驶员的视线，诱导性强。
（7）本发明材料及结构选择合理，避免防撞装置损害产生二次伤害，安全性高。
附图说明
图1是本发明的结构俯视图；
图2是本发明的结构主视图；
图3是本发明的结构轴测图；
图4是本发明纳米流体耗能鼻首放大图。
图中：1-纳米流体耗能鼻首，2-支撑框架，3-弹塑性耗能元件，4-导轨组件，5-导向板，6-侧向阻尼元件，7-支撑座，8-柔性耗能层，9-框架结构，10-纳米流体耗能块，11-边板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及一种缓冲吸能可导向防撞垫，所述防撞垫底部为导轨组件4，导轨组件4上方设置有多个矩形的支撑框架2，支撑框架2直立并纵向依次平行排布，底部配合导轨组件4实现纵向滑动；相邻支撑框架2之间设置有弹塑性耗能元件3，弹塑性耗能元件3的前后两端连接到支撑框架2上；最前端的支撑框架2前方设置有纳米流体耗能鼻首1，纳米流体耗能鼻首1前端呈弧形。最后端的支撑框架2后方设置有斜撑式的支撑座7。
纳米流体耗能鼻首1包括由钢板焊接组成的框架结构9，框架结构9前端为弧面板，后端为平面板，弧面板与平面板之间为辐射状的连接板，框架结构9前端和横向两侧外围包裹有柔性耗能层8，为聚氨酯材料，柔性耗能层8通过螺栓与框架结构9的弧面板固定。框架结构9后方设置有与其后端平面板平行的边板11，后端平面板与边板11之间设置有纳米流体耗能块10，纳米流体耗能块10由橡胶材料外壳和内部封装的纳米流体材料组成，纳米流体耗能块10前后两面通过螺栓固定于后端平面板与边板11上。
支撑框架2为方钢焊接而成的矩形框，其中的竖向方钢底部设置有滑槽，可为上凹的U形槽；导轨组件4包括两道纵向的工字钢，支撑框架2的滑槽与工字钢配合实现纵向滑动。
支撑框架2内设置有十字交叉的钢板结构，钢板结构端部焊接固定到支撑框架2上，交点处设置有圆形钢板，焊接固定；弹塑性耗能元件3的端部连接到圆形钢板上实现固定。弹塑性耗能元件3的端部设置有圆形法兰板结构，其结构为薄壳钢结构，内部填充有耗能材料，为纳米流体，圆形法兰板与弹塑性耗能元件3焊接成一体，通过螺栓栓接在支撑框架2的圆形钢板上；弹塑性耗能元件3是通过件圆形法兰板结构固定到支撑框架2内的圆形钢板上实现固定的。
弹塑性耗能元件3为中空的钢壳，两端为直径较小的纵向圆柱体，由平面钢板卷曲形成，中间为直径较大的多波鼓形体，外壁呈波浪形，由波纹钢板卷曲形成，各部分焊接组装。支撑框架2和弹塑性耗能元件3纵向串联成为整体。
支撑框架2横向两侧设置有纵向的导向板5，导向板5自上而下设置多道。导向板5内侧与支撑框架2侧面的连接位置设置有侧向阻尼元件6。侧向阻尼元件6为圆柱形、球形或长方体形，横向具有贯通的中轴孔。导向板5内侧与支撑框架2侧面之间设置有连接销轴，连接销轴位于侧向阻尼元件6的中轴孔内，侧向阻尼元件6套置于连接销轴外。连接销轴为端头具有螺纹的杆体结构，相对的插入螺孔中组成连接销栓。
本发明通过压缩耗能、导向、拦截方式耗散较大能量，达到降低撞击力的效果。当发生车辆侧面撞击时，通过导向、耗能，减少能量交换降低撞击力并将车辆导入正常车道；当发生正面撞击时可以实现耗能、导向、降低撞击力从而减少损伤，为三角端头、匝道口、收费站等危险点提供安全保障。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
所述防撞垫底部为导轨组件（4），导轨组件（4）上方设置有多个矩形的支撑框架（2），支撑框架（2）直立并纵向依次平行排布，底部配合导轨组件（4）实现纵向滑动；
相邻支撑框架（2）之间设置有弹塑性耗能元件（3），弹塑性耗能元件（3）的前后两端连接到支撑框架（2）上；
最前端的支撑框架（2）前方设置有纳米流体耗能鼻首（1），纳米流体耗能鼻首（1）前端呈弧形。
2.根据权利要求1所述的缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
纳米流体耗能鼻首（1）包括由钢板组成的框架结构（9），框架结构（9）前端为弧面板，后端为平面板，弧面板与平面板之间为辐射状的连接板，框架结构（9）前端和横向两侧外围包裹有柔性耗能层（8）；
框架结构（9）后方设置有与其后端平面板平行的边板（11），后端平面板与边板（11）之间设置有纳米流体耗能块（10），纳米流体耗能块（10）前后两面分别固定到后端平面板与边板（11）上。
3.根据权利要求2所述的缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
支撑框架（2）为方钢组成的矩形框，其中的竖向方钢底部设置有滑槽；
导轨组件（4）包括两道纵向的工字钢，支撑框架（2）的滑槽与工字钢配合实现纵向滑动。
4.根据权利要求3所述的缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
支撑框架（2）内设置有十字交叉的钢板结构，钢板结构端部固定到支撑框架（2）上，交点处设置有圆形钢板；
弹塑性耗能元件（3）的端部连接到圆形钢板上实现固定。
5.根据权利要求4所述的缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
弹塑性耗能元件（3）的端部设置有圆形法兰板结构，其结构为薄壳钢结构，内部填充有耗能材料；
弹塑性耗能元件（3）的圆形法兰板结构固定到支撑框架（2）内的圆形钢板上实现固定。
6.根据权利要求5所述的缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
弹塑性耗能元件（3）为中空的钢壳，两端为直径较小的纵向圆柱体，中间为直径较大的多波鼓形体，外壁呈波浪形。
7.根据权利要求6所述的缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
支撑框架（2）横向两侧设置有纵向的导向板（5），导向板（5）自上而下设置多道。
8.根据权利要求7所述的缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
导向板（5）内侧与支撑框架（2）侧面的连接位置设置有侧向阻尼元件（6）。
9.根据权利要求8所述的缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
侧向阻尼元件（6）为圆柱形、球形或长方体形，横向具有贯通的中轴孔；
导向板（5）内侧与支撑框架（2）侧面之间设置有连接销轴，连接销轴位于侧向阻尼元件（6）的中轴孔内，侧向阻尼元件（6）套置于连接销轴外。
10.根据权利要求9所述的缓冲吸能可导向防撞垫，其特征在于：
最后端的支撑框架（2）后方设置有斜撑式的支撑座（7）。
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