CN112590700A - 一种集成式多级缓冲汽车下护板装置及防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式多级缓冲汽车下护板装置及防护方法，包括形成台阶错位的平板状第一级缓冲平台和第二级缓冲平台；连接在第一级缓冲平台和第二级缓冲平台之间的下护板上曲面；连接于第二级缓冲平台的下护板下曲面；下护板上曲面和下护板下曲面由后上方往前下方延伸形成阶梯状曲面；防撞梁的前表面第一级缓冲平台与第二级缓冲平台的前安装面处于同一竖直平面。在汽车与行人发生碰撞过程中能够为行人腿部提供足够的缓冲与支撑作用，以达到保护行人的目的；同时能够防止小车发生钻入碰撞，提高车辆间的碰撞相容性，避免恶性追尾事故的发生，并且结构简单、成本低、重量轻，结构强度高、稳定性好，而且生产安装方便。

Description

一种集成式多级缓冲汽车下护板装置及防护方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件结构技术领域，具体涉及一种集成式多级缓冲汽车下护板装置及防护方法。

背景技术

随着我国汽车工业的迅速发展，汽车保有量快速增加，导致道路人车流量日益增长，交通负荷加重，进而导致汽车与行人之间的交通事故频发。在此类事故中，行人的下肢往往缺乏保护措施，首先受到冲击，给行人带来不可逆的伤害。

大量汽车与行人交通事故的统计结果表明：车辆前端支撑结构分布形式与吸能对行人腿部伤害的影响较大。如附图1所示（附图1中的腿型为2021版C_NCAP评价指标中的Advanced Pedestrian legform impactor（APLI）腿型），从腿部变形结果可以看出，左边腿型跟汽车发生碰撞之后呈现“C”字型状态，此状态下，腿部的膝关节韧带以及大小腿的弯矩造伤害值较大。附图1的右边腿型中，APLI腿型跟汽车碰撞之后，腿部仍保持着直线状态，这种情况下，膝关节韧带几乎不受伤害，大小腿弯矩的伤害较小，这是一种比较理想的状态。通过对两种APLI腿型变形姿态分析可以得出，汽车前端支撑形式与吸能是提升汽车行人保护腿部性能的重要手段，膝关节头部很有可能会撞击到发动机舱盖或前风挡玻璃。

在人腿部区域与腿部接触的一般为汽车下护板。现有的汽车下护板设计更主要是基于美观以及空气动力学方面的考虑，在下护板外壳后面不再设计其他结构。然而，根据上述APLI腿型变形姿态的分析可以看，在行人与汽车发生碰撞过程中，现有的汽车下护板设计既不能为行人腿部碰撞提供缓冲，也不能为行人腿部提供足够的支撑让其尽量保持直线状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有汽车下护板结构存在的上述缺陷，提供一种集成式多级缓冲汽车下护板装置及防护方法，可以有效地为行人腿部提供保护，在汽车与行人发生碰撞过程中能够为行人腿部提供足够的缓冲与支撑作用，以达到保护行人的目的；同时能够防止小车发生钻入碰撞，提高车辆间的碰撞相容性，避免恶性追尾事故的发生，并且本发明结构简单、成本低、重量轻，结构强度高、稳定性好，而且生产安装方便。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种集成式多级缓冲汽车下护板装置，其特征在于包括：

形成台阶错位的平板状第一级缓冲平台（11）和第二级缓冲平台（10），第一级缓冲平台（11）的水平前伸长度大于第二级缓冲平台（10）水平前伸长度；

连接在第一级缓冲平台（11）和第二级缓冲平台（10）之间的下护板上曲面（9）；连接在第二级缓冲平台下方的下护板下曲面（4）；下护板上曲面（9）和下护板下曲面（4）由后上方往前下方延伸形成阶梯状曲面；

第一级缓冲平台（11）前端连接车辆的前端框架，后端与前保险杠连接；第二级缓冲平台（10）的前端将副防撞梁（13）包裹在自身的结构之中；

防撞梁（1）悬空固定于第一级缓冲平台（11）上方，且防撞梁（1）的前表面第一级缓冲平台（11）与第二级缓冲平台（10）的前安装面处于同一竖直平面。

进一步的，第一级缓冲平台（11）的水平前伸长度是第二级缓冲平台（10）水平前伸长度的两倍。

进一步的，下护板上曲面（9）和下护板下曲面（4）的曲面弧度均呈现往车辆后端外侧突出延伸的趋势设置。

进一步的，第一级缓冲平台（11）与第二级缓冲平台（10）为空腔或局部空腔结构，填充吸能材料或吸能结构。

进一步的，吸能材料或吸能结构为泡沫、海绵、橡胶、负泊松比蜂窝结构、弹簧中的一种或多种。

进一步的，第一级缓冲平台（11）的后端与下护板上曲面（9）的后端连接固定，下护板上曲面（9）的后端包覆固定在所述第一级缓冲平台（11）的后端并与所述前保险杠连接。

进一步的，设置具有朝向水平后端开口的条状凹槽扣板状第一级缓冲平台连接装置（2）和第二级缓冲平台连接装置（3）；第一级缓冲平台（11）与第二级缓冲平台（10）的前端分别嵌入固定在对应的条状凹槽中。

进一步的，第二级缓冲平台连接装置（3）的凹槽扣板底板上设置具有朝向前端水平延伸的副防撞梁安装卡槽（6），副防撞梁（13）通过卡扣方式固定于所述副防撞梁安装卡槽（6）中。

进一步的，第一级缓冲平台支撑板（15）的后端下方设置第一级缓冲平台支撑板（15），下护板下曲面（4）的后端下方设置第二级缓冲平台支撑板（14）；第一级缓冲平台支撑板（15）和第二级缓冲平台支撑板（14）均形成竖直方向的支撑力。

进一步的，下护板上曲面（9）的上端与第一级缓冲平台支撑板（15）固定，下护板上曲面（9）的下端固定于第二级缓冲平台（10）的后端；下护板下曲面（4）的上端与第二级缓冲平台支撑板（14）固定。

一种防护方法，其特征在于采用上述的集成式多级缓冲汽车下护板装置；

当行人与汽车前部的碰撞接触力较小时，集成式多级缓冲汽车下护板装置的第一级缓冲平台（11）与腿部接触发挥作用吸收撞击能量，并为小腿部分提供足够的支撑，使行人的小腿保持直线状态，不至于使膝盖，大小腿弯矩受伤；

当行人与汽车前部的碰撞接触力较大时，第二级缓冲平台（10）与第一级缓冲平台（11）共同发挥作用与腿部接触而吸收更多的碰撞能量，并且为小腿提供更强的支撑作用，尽量使行人的腿部保持直线状态，不至于使膝盖，大小腿弯矩受伤；

当行人与汽车发生剧烈碰撞时，第二级缓冲平台（10）与第一级缓冲平台（11）完全被行人腿部压溃，但此时由于第二级缓冲平台（10）与第一级缓冲平台（11）的前安装面与防撞梁（1）的前表面三者处于同一竖直平面上，三者在竖直平面上具有足够的刚度保证行人腿部仍旧能够尽量保持一条直线状态，为行人的膝关节提供足够的保护。

本发明也能根据需要设置两级以上的缓冲平台，结构与本发明类似，本领域技术人员可以根据需要设置多重台阶状缓冲结构，均属于本发明的保护范围。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明在汽车与行人碰撞过程中可以提供充足的缓冲空间。通过两级阶梯状防护吸能装置，在不同碰撞事故发生时，都能给人腿部留有安全缓冲空间，保证人腿与车辆前端框架为竖直接触，为安全性提供保障。

2、本发明在汽车与行人碰撞过程中可以为小腿提供足够的支撑。两级阶梯状的防护吸能装置与主副防撞梁一起形成支撑，确保碰撞事故发生时能支撑腿部为竖直状态，减小损失。

3、由于下护板上曲面和下曲面共同作用，同时能够防止小车发生钻入碰撞，提高车辆间的碰撞相容性，避免恶性追尾事故的发生。

4、本发明结构简单、成本低、质量轻，安装使用方便。

附图说明

图1是不同车辆前端结构布置情况下APLI腿型变形姿态示意图。

图2是本发明实施例中集成式多级缓冲汽车下护板装置轴侧结构示意图。

图3是本发明实施例中集成式多级缓冲汽车下护板装置横截面示意图。

图4是本发明实施例中集成式多级缓冲汽车下护板装置俯视示意图。

图中附图标记对应如下：

1-防撞梁；2-第一级缓冲平台连接装置；3-第二级缓冲平台连接装置；4-下护板下曲面；5-第二竖直安装孔；6-第二安装卡槽；7-第一水平安装孔；8-第一竖直安装孔；9-下护板上曲面；10-第二级缓冲平台；11-第一级缓冲平台；12-下护板安装孔；13-副防撞梁；14-第二级缓冲平台支撑板；15-第一级缓冲平台支撑板；16-安装卡槽孔。

具体实施方式

下面结合附图2-4和实施例对本发明进行详细说明：

如图2-4，本发明集成式多级缓冲汽车下护板装置主要包括平板状的第一级缓冲平台11、第一级缓冲平台11下方间隔设置的平板状第二级缓冲平台10、连接在第一级缓冲平台11和第二级缓冲平台10后端（以车尾方向为后端，车头方向为前端，下同）之间的下护板上曲面9，连接在第二级缓冲平台10后端的下护板下曲面4。下护板上曲面9和下护板下曲面4形成阶梯状由后上往前下延伸曲面。第一级缓冲平台11后端与前保险杠连接。防撞梁1悬空固定于第一级缓冲平台11上方。第一级缓冲平台11与第二级缓冲平台10的前安装面与防撞梁1的前表面处于同一竖直平面。

第一级缓冲平台11和第二级缓冲平台10为空腔或局部空腔结构，根据需求将适当的吸能材料或吸能结构填充到第一级缓冲平台11、第二级缓冲平台10的空腔中。

第一级缓冲平台11的后端由第一级缓冲平台支撑板15支撑，第二级缓冲平台10后端由第二级缓冲平台支撑板14支撑。第一级缓冲平台11与第一级缓冲平台支撑板15在竖直方向上存在安装卡槽孔16（如图4所示），为第一级缓冲平台11提供足够的Z向支撑，同时第二级缓冲平台10与第二级缓冲平台支撑板14之间同样存在类似安装卡槽孔16（未示出）。

设置具有前端开口的条状凹槽扣板状的第一级缓冲平台连接装置2和第二级缓冲平台连接装置3。第一级缓冲平台连接装置2和第二级缓冲平台连接装置3均具有竖直方向的安装孔（第一竖直安装孔8、第二竖直安装孔5），第一竖直安装孔8、第二竖直安装孔5均设置多个，可以保证足够的安装连接强度。第一级缓冲平台连接装置2在凹槽扣板底部设置水平方向的第一水平安装孔7。第二级缓冲平台连接装置3在凹槽扣板底部设置具有朝向前端水平延伸的副防撞梁安装卡槽6。

第一级缓冲平台11前端嵌入第一级缓冲平台连接装置2的凹槽开口中并通过第一级缓冲平台连接装置2上设置的第一竖直安装孔8将第一级缓冲平台11与第一级缓冲平台连接装置2连接固定，第一级缓冲平台11后端通过第一级缓冲平台支撑板15上的安装卡槽孔16与下护板上曲面9连接。下护板上曲面9的外壳边缘包覆第一级缓冲平台11后端并在第一级缓冲平台11上形成下护板安装孔12，第一级缓冲平台11通过下护板安装孔12与前保险杠连接。

第二级缓冲平台10前端嵌入第二级缓冲平台连接装置3的凹槽开口中并通过第二级缓冲平台连接装置上设置的第二竖直安装孔5将第二级缓冲平台10与第二级缓冲平台连接装置3连接固定，第二级缓冲平台10后端通过第二级缓冲平台支撑板14上的安装卡槽孔16与下护板下曲面4外壳连接。

第一级缓冲平台连接装置2通过第一水平安装孔7将第一级缓冲平台连接装置2与前端框架连接。第一级缓冲平台连接装置2具有多个第一水平安装孔7，可以保证与前端框架的安装连接强度。

第二级缓冲平台连接装置3将副防撞梁13包裹在自身的结构之中，并通过卡扣结构固定。通过第二级缓冲平台连接装置3水平方向设置的副防撞梁安装卡槽6将第二级缓冲平台连接装置3与副防撞梁13连接。至此完成集成式多级缓冲汽车下护板装置的组装工作。

第一级缓冲平台11、第二级缓冲平台10中吸能材料或吸能结构可以是泡沫、海绵、橡胶、负泊松比蜂窝结构等的一种或多种。

优选第一级缓冲平台11的水平前伸长度是第二级缓冲平台10水平前伸长度的两倍，形成台阶错位的两级缓冲。

下护板下曲面4及下护板上曲面9优选采用注塑成型技术，可根据强度需求给与不同的厚度。

第一、二级缓冲平台支撑板14、15采用注塑成型技术，并赋予较厚的厚度，为缓冲平台提供足够的Z向支撑强度。

本发明防护方法的步骤如下：

当行人腿部与汽车前部发生碰撞过程时，大致可以分为三种情况：

（1）当行人与汽车前部的碰撞接触力较小时，集成式多级缓冲汽车下护板装置的第一级缓冲平台11发挥作用吸能撞击能量，并为小腿部分提供足够的支撑，使行人的小腿保持直线状态，不至于使膝盖，大小腿弯矩受伤。

（2）当行人与汽车前部的碰撞接触力较大时，第二级缓冲平台10与第一级缓冲平台11共同发挥作用，两个缓冲平台共同作用可以吸收更多的碰撞能量，并且为小腿提供更强的支撑作用，尽量使行人的腿部保持直线状态，不至于使膝盖，大小腿弯矩受伤。

（3）当行人与汽车发生剧烈碰撞时，第二级缓冲平台10与第一级缓冲平台11完全被行人腿部压溃，但此时第二级缓冲平台10与第一级缓冲平台11的安装平面与防撞梁1的前表面三者处于同一竖直平面上，三者能够保证在竖直平面上具有足够的刚度，这种情况行人腿部仍旧能够尽量保持一条直线状态，能够为行人的膝关节提供足够的保护。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种集成式多级缓冲汽车下护板装置，其特征在于包括：

形成台阶错位的平板状第一级缓冲平台（11）和第二级缓冲平台（10），第一级缓冲平台（11）的水平前伸长度大于第二级缓冲平台（10）水平前伸长度；

连接在第一级缓冲平台（11）和第二级缓冲平台（10）之间的下护板上曲面（9）；连接在第二级缓冲平台下方的下护板下曲面（4）；下护板上曲面（9）和下护板下曲面（4）由后上方往前下方延伸形成阶梯状曲面；

第一级缓冲平台（11）前端连接车辆的前端框架，后端与前保险杠连接；第二级缓冲平台（10）的前端将副防撞梁（13）包裹在自身的结构之中；

防撞梁（1）悬空固定于第一级缓冲平台（11）上方，且防撞梁（1）的前表面第一级缓冲平台（11）与第二级缓冲平台（10）的前安装面处于同一竖直平面。

2.根据权利要求1所述的集成式多级缓冲汽车下护板装置，其特征在于第一级缓冲平台（11）的水平前伸长度是第二级缓冲平台（10）水平前伸长度的两倍。

3.根据权利要求1所述的集成式多级缓冲汽车下护板装置，其特征在于下护板上曲面（9）和下护板下曲面（4）的曲面弧度均呈现往车辆后端外侧突出延伸的趋势设置。

4.根据权利要求1所述的集成式多级缓冲汽车下护板装置，其特征在于第一级缓冲平台（11）与第二级缓冲平台（10）为空腔或局部空腔结构，填充吸能材料或吸能结构。

5.根据权利要求1所述的集成式多级缓冲汽车下护板装置，其特征在于吸能材料或吸能结构为泡沫、海绵、橡胶、负泊松比蜂窝结构、弹簧中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的集成式多级缓冲汽车下护板装置，其特征在于第一级缓冲平台（11）的后端与下护板上曲面（9）的后端连接固定，下护板上曲面（9）的后端包覆固定在所述第一级缓冲平台（11）的后端并与所述前保险杠连接。

7.根据权利要求1所述的集成式多级缓冲汽车下护板装置，其特征在于设置具有朝向水平后端开口的条状凹槽扣板状第一级缓冲平台连接装置（2）和第二级缓冲平台连接装置（3）；第一级缓冲平台（11）与第二级缓冲平台（10）的前端分别嵌入固定在对应的条状凹槽中；第二级缓冲平台连接装置（3）的凹槽扣板底板上设置具有朝向前端水平延伸的副防撞梁安装卡槽（6），副防撞梁（13）通过卡扣方式固定于所述副防撞梁安装卡槽（6）中。

8.根据权利要求1所述的集成式多级缓冲汽车下护板装置，其特征在于第一级缓冲平台支撑板（15）的后端下方设置第一级缓冲平台支撑板（15），下护板下曲面（4）的后端下方设置第二级缓冲平台支撑板（14）；第一级缓冲平台支撑板（15）和第二级缓冲平台支撑板（14）均形成竖直方向的支撑力。

9.根据权利要求1所述的集成式多级缓冲汽车下护板装置，其特征在于下护板上曲面（9）的上端与第一级缓冲平台支撑板（15）固定，下护板上曲面（9）的下端固定于第二级缓冲平台（10）的后端；下护板下曲面（4）的上端与第二级缓冲平台支撑板（14）固定。

10.一种防护方法，其特征在于采用上述权利要求1-9任一项所述的集成式多级缓冲汽车下护板装置；

当行人与汽车前部的碰撞接触力较小时，集成式多级缓冲汽车下护板装置的第一级缓冲平台（11）与腿部接触发挥作用吸收撞击能量，并为小腿部分提供足够的支撑，使行人的小腿保持直线状态，不至于使膝盖，大小腿弯矩受伤；

当行人与汽车前部的碰撞接触力较大时，第二级缓冲平台（10）与第一级缓冲平台（11）共同发挥作用与腿部接触而吸收更多的碰撞能量，并且为小腿提供更强的支撑作用，尽量使行人的腿部保持直线状态，不至于使膝盖，大小腿弯矩受伤；

当行人与汽车发生剧烈碰撞时，第二级缓冲平台（10）与第一级缓冲平台（11）完全被行人腿部压溃，但此时由于第二级缓冲平台（10）与第一级缓冲平台（11）的前安装面与防撞梁（1）的前表面三者处于同一竖直平面上，三者在竖直平面上具有足够的刚度保证行人腿部仍旧能够尽量保持一条直线状态，为行人的膝关节提供足够的保护。

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