CN111572420B - 一种军用车辆防雷座椅吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防爆炸装甲车辆技术领域，具体涉及一种军用车辆防雷座椅吸能装置。包括：固定机构、导向机构、启动机构和吸能机构。固定机构包括吸能装置上连接块和下连接块，分别通过螺栓与座椅骨架上下横梁对应安装点连接；导向机构包括弹片安装块和吸能装置的外部盒子，在吸能装置工作过程中，二者共同约束着该吸能装置的运动轨迹；启动机构包括弹片和约束螺栓，与弹片安装块连接；能量吸收机构包括钢带和钢带限位螺栓，弹片安装块通过螺栓将钢带连接后与固定支撑机构进行连接。本发明所提供的防雷座椅吸能装置，通过利用钢带在座椅受到冲击时产生的塑形变形来实现缓冲吸能，减小爆炸冲击，能够大幅度缓解冲击能量，有效提高座椅的防护性能。

Description

一种军用车辆防雷座椅吸能装置

技术领域

本发明涉及防爆炸装甲车辆技术领域，具体涉及一种军用车辆防雷座椅吸能装置。

背景技术

在目前的反恐战争和未来的武装冲突中，尽管军用车辆底部吸能构件和冲击波偏置技术有效抵御了地雷及简易爆炸装置的冲击，但冲击波给车体带来的极大加速度以及车体的跌落过程还是能够对车内乘员造成巨大伤害。因此，车内防雷座椅的设计是减少人员伤亡的关键，它能够在车辆承受底部爆炸冲击的工况下缓冲冲击强度，吸收冲击能量，将乘员受到的冲击峰值和冲击时间控制在安全范围内。

面对上述情况，国外研制出配备不同形式吸能装置的防雷座椅，如GSS公司的防雷座椅、Autoflug公司的动态悬挂座椅、简科公司的防雷座椅、创造公司的防雷座椅等；而国内由于在该方面的研究起步较晚，相关技术还不够成熟，仅有几家座椅公司在探索和研发。

虽然众多生产厂商在防雷座椅吸能装置的研究上付出了诸多努力，车内乘员的安全性得到了一定程度的提高，但防雷座椅吸能装置仍然有很大的改进空间。因为大多数生产厂家并没有全面掌握整个车辆在爆炸过程中发生的情况，相反，只是孤立地将注意力放在爆炸对座椅和乘员的直接影响上。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种军用车辆防雷座椅吸能装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种军用车辆防雷座椅吸能装置，所述吸能装置包括：

固定机构：用于实现吸能装置与座椅的连接；

导向机构：用于约束吸能装置工作过程中的运动轨迹；

启动机构：用于实现吸能装置缓冲吸能过程的启动；

吸能机构：用于实现爆炸过程中对冲击能量的缓冲、吸收。

进一步的，所述固定机构包括上连接块和下连接块，所述上连接块通过螺栓与防雷座椅的上横梁进行连接，所述下连接块通过螺栓与防雷座椅下横梁进行连接；上连接块与下连接块通过销和螺栓与导向机构连接。

进一步的，所述导向机构包括弹片安装块和吸能装置外盒，所述弹片安装块通过销与上连接块固定连接，所述吸能装置外盒通过螺栓与下连接块连接。

进一步的，所述吸能装置在启动机构作用后，上连接块在防雷座椅上横梁的带动下连同弹片安装块沿着吸能装置外盒侧壁向上做垂向直线运动。

进一步的，所述启动机构包括弹片和约束螺栓，所述弹片通过固定螺栓与弹片安装块连接，所述约束螺栓通过吸能装置外盒上的螺栓孔固定于所述吸能装置上。。

进一步的，所述启动机构在座椅所受垂向冲击小于启动力时，通过所述弹片和约束螺栓以及弹片安装块限位螺栓的共同作用，使得吸能机构在车辆行驶于颠簸路面等安全工况时不工作。

进一步的，所述启动机构在座椅所受垂向冲击大于启动力时，座椅上横梁带动所述上连接块、弹片和弹片安装块产生向上的运动趋势，此时约束螺栓给弹片一个垂直向下的作用力并使弹片产生形变，当所述弹片产生足够大的变形后弹片运动到约束螺栓的上方，弹片安装块带动钢带向上运动，吸能机构开始缓冲吸能。

进一步的，所述吸能机构包括钢带和钢带限位螺栓；所述钢带通过固定螺栓与弹片安装块连接并与钢带限位螺栓呈“弓”字状缠绕贴合；所述钢带限位螺栓穿过螺栓孔固定于吸能装置外盒上。

进一步的，在高速垂向冲击下，当冲击超过弹片的启动力时，钢带在上连接块和弹片安装块的带动下沿着吸能装置外盒侧壁向上运动，未与钢带限位螺栓缠绕贴合的钢带部分在向上运动过程中逐渐缠绕贴合钢带限位螺栓并产生塑性变形，从而实现对冲击能量的吸收和衰减，降低乘员盆骨、腰椎所受到的垂向冲击，提高座椅防护性能。

进一步的，所述三个钢带限位螺栓的轴线相互平行并呈三角形分布。

本发明与现有技术相比，其显著优点如下：

（1）本发明提供的座椅吸能装置，通过金属钢带在三个呈三角形分布的限位螺栓间的抽动产生塑性变形，实现对底部爆炸过程中车体传递给防雷座椅的冲击能量的缓冲和吸收，大幅降低了车内乘员的损伤风险。

（2）本发明提供的座椅吸能装置，响应频率较高，吸能性能可靠，吸能效果较好。

（3）本发明提供的座椅吸能装置，通过改变金属钢带的厚度、宽度、材料以及三个钢带限位螺栓轴线的夹角，能够得到不同吸能功率的吸能装置，使得该吸能装置在不同军用车辆防雷座椅的匹配性上有较好的效果。

（4）本发明提供的座椅吸能装置，通过金属弹片和约束螺栓的组合，实现了吸能装置启动力的设置，从而使得该吸能装置在车辆行驶于颠簸路面等安全工况时不会起作用。

（5）本发明提供的座椅吸能装置，通过改变金属弹片的厚度和片数可以改变吸能装置的启动力，能够适应不同体重乘员的需求，为乘员提供更高级别的防护。

（6）本发明提供的座椅吸能装置，通过更换金属钢带和弹片，可以实现吸能装置的重复使用，大大降低了成本。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本申请防雷座椅吸能装置剖视图。

图2是本申请防雷座椅吸能装置爆炸图。

图3是本申请防雷座椅侧面安装方式下吸能装置安装及初始状态示意图。

图4是本申请防雷座椅侧面安装方式下吸能装置吸能状态示意图。

附图标记说明：

1-上连接块，2-弹片固定螺栓，3-销，4-钢带固定螺栓，5-弹片安装块限位螺栓，6-弹片安装块，7-下连接块，8-连接螺栓，9-钢带，10-钢带限位螺栓，11-弹片，12-吸能装置外盒，13-约束螺栓，14-吸能装置。

具体实施方式

本发明的目的在于缓冲、吸收爆炸环境中车内防雷座椅传递给乘员的冲击，提高乘员防护性能，从而提供一种新型军用车辆防雷座椅吸能装置，其能够有效吸收冲击能量，大幅降低乘员损伤风险。此外，本发明能够根据不同乘员体重和不同车型进行调节，改变自身启动力大小，调整吸能装置的吸能功率，同时通过更换弹片和金属钢带还能够实现吸能装置的重复使用。

如图1～3所示，一种军用车辆防雷座椅吸能装置，包括弹片11、钢带9、弹片安装块6、上连接块1、下连接块7、吸能装置外盒12及销和螺栓。所述上连接块1和下连接块7通过螺栓分别与座椅上横梁和下横梁连接。

所述军用车辆防雷座椅吸能装置在爆炸工况下座椅受到冲击时启动机构作用，上连接块1和弹片安装块6沿着吸能装置外盒12侧壁带动钢带9向上运动，该装置座椅有垂直向下的相对运动。钢带9未变形部分在向上运动过程中通过与三个钢带限位螺栓10缠绕贴合产生塑性变形吸收冲击能量。

所述钢带9通过钢带固定螺栓4与弹片安装块6连接，并通过钢带限位螺栓10进行限位；三个钢带限位螺栓10穿过吸能装置外盒12上的螺栓孔与吸能装置外盒12固连，其轴线相互平行且呈三角形分布于吸能装置外盒12上。

所述吸能装置通过改变钢带9的厚度、宽度、材料以及三个钢带限位螺栓10的夹角可以实现吸能功率的调整，并且通过更换钢带9可以实现所述吸能装置的重复利用。

所述弹片11通过弹片固定螺栓2与弹片安装块6连接，并与固连在吸能装置外盒12上的约束螺栓13相互配合实现对所述吸能装置吸能过程的启动，改变弹片11的厚度和材料可以实现吸能装置启动力的变化，通过更换弹片11可以实现所述吸能装置的重复使用。

所述弹片安装块6连接弹片11和钢带9后通过销3与上连接块1连接，在吸能装置不工作时，弹片安装块限位螺栓5、弹片11和约束螺栓13共同约束着弹片安装块6的位置。上连接块1受力后，弹片安装块6带动弹片11产生向上运动趋势，当拉力大于启动力时弹片11在约束螺栓13的作用下受压变形，变形后的弹片11运动到约束螺栓13的上方之后钢带9在弹片安装块6的带动下向上运动发生塑性变形并吸收冲击能量。

所述下连接块7通过连接螺栓8与吸能装置外盒12相连，吸能装置外盒12与连为一体的上连接块1和弹片安装块6无连接关系，但其构成一个平动副约束着吸能装置的运动轨迹。通过控制座椅骨架滑轨长度约束上横梁和下横梁之间的最大距离，进而限定着吸能装置的最大行程。

在地雷或简易爆炸装置爆炸后的高速冲击下，当吸能装置上连接块1所受冲击力超过弹片11的启动力时，弹片11在上连接块1和弹片安装块6的带动下产生形变并运动到约束螺栓13的上方。此时，上连接块1和弹片安装块6沿着与吸能装置外盒12构成的平动副继续向上运动，并带动钢带9未变形部分在钢带限位螺栓10上呈“弓”字形缠绕贴合并产生塑性变形，缓冲和吸收爆炸冲击能量，大幅衰减了乘员所受冲击的幅值，增大了乘员所受冲击的时间，从而有效降低了乘员损伤风险。该装置钢带限位螺栓10轴线相互平行并且呈三角形分布，可以通过改变钢带9的厚度、宽度、材料以及三个钢带限位螺栓10的夹角实现吸能功率的调整，从而使得所述吸能装置在不同军用车辆防雷座椅的匹配性上有较好的效果。此外，改变弹片11的厚度和材料可以实现吸能装置启动力的变化，从而匹配不同体重乘员，为乘员提供更高级别的防护。图3可以清楚地看到所述吸能装置在防雷座椅上的安装位置以及未工作时的初始状态，在经历爆炸冲击后该座椅骨架上横梁带动吸能器沿着滑轨向上运动的吸能状态如图4所示。

Claims (8)

1.一种军用车辆防雷座椅吸能装置，其特征在于，所述装置设置在座椅骨架背部或侧面，所述装置包括：

固定机构：用于实现吸能装置与座椅的连接；

导向机构：用于约束吸能装置工作过程中的运动轨迹；

启动机构：用于实现吸能装置缓冲吸能过程的启动；所述启动机构包括弹片（11）和约束螺栓（13），所述弹片（11）通过固定螺栓（2）与弹片安装块（6）连接，所述约束螺栓（13）通过吸能装置外盒（12）上的螺栓孔固定于所述吸能装置上；

吸能机构：用于实现爆炸过程中对冲击能量的缓冲、吸收；

所述吸能机构、导向机构和启动机构通过螺栓连接后与固定机构连接。

2.根据权利要求1所述的吸能装置，其特征在于，所述固定机构包括上连接块（1）和下连接块（7），所述上连接块（1）通过螺栓与防雷座椅的上横梁进行连接，所述下连接块（7）通过螺栓与防雷座椅下横梁进行连接；上连接块（1）与下连接块（7）通过销（3）和螺栓（8）与导向机构连接。

3.根据权利要求2所述的吸能装置，其特征在于，所述导向机构包括弹片安装块（6）和吸能装置外盒（12），所述弹片安装块（6）通过销（3）与上连接块（1）固定连接，所述吸能装置外盒（12）通过螺栓（8）与下连接块（7）连接。

4.根据权利要求3所述的吸能装置，其特征在于，所述吸能装置在启动机构作用后，上连接块（1）在防雷座椅上横梁的带动下连同弹片安装块（6）沿着吸能装置外盒（12）侧壁向上做垂向直线运动。

5.根据权利要求4所述的吸能装置，其特征在于，所述启动机构在座椅所受垂向冲击小于启动力时，通过所述弹片（11）和约束螺栓（13）以及弹片安装块限位螺栓（5）的共同作用，使得吸能机构在车辆行驶于颠簸路面等安全工况时不工作。

6.根据权利要求5所述的吸能装置，其特征在于，所述启动机构在座椅所受垂向冲击大于启动力时，座椅上横梁带动所述上连接块（1）、弹片（11）和弹片安装块（6）产生向上的运动趋势，此时约束螺栓（13）给弹片（11）一个垂直向下的作用力并使弹片（11）产生形变，当所述弹片（11）产生足够大的变形后弹片（11）运动到约束螺栓（13）的上方，弹片安装块（6）带动钢带（9）向上运动，吸能机构开始缓冲吸能。

7.根据权利要求6所述的吸能装置，其特征在于，所述吸能机构包括钢带（9）和钢带限位螺栓（10）；所述钢带（9）通过固定螺栓（4）与弹片安装块（6）连接并与钢带限位螺栓（10）呈“弓”字状缠绕贴合；所述钢带限位螺栓（10）穿过螺栓孔固定于吸能装置外盒（12）上；

在高速垂向冲击下，当冲击超过弹片（11）的启动力时，钢带（9）在上连接块（1）和弹片安装块（6）的带动下沿着吸能装置外盒（12）侧壁向上运动，未与钢带限位螺栓（10）缠绕贴合的钢带部分在向上运动过程中逐渐缠绕贴合钢带限位螺栓（10）并产生塑性变形，从而实现对冲击能量的吸收和衰减，降低乘员盆骨、腰椎所受到的垂向冲击，提高座椅防护性能。

8.根据权利要求7所述的吸能装置，其特征在于，三个钢带限位螺栓（10）的轴线相互平行并呈三角形分布。

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