CN113264120B - 仿生式汽车乘员舱通道 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿生式汽车乘员舱通道，包括中央通道和中通道蒙皮，中通道蒙皮将中央通道包裹，中央通道分为伸张区、压缩区以及横向承载区。伸张区与压缩区呈交替间隔设置，横向承载区连接在位于末位的压缩区的尾部。伸张区包括多个伸张支架，多个伸张支架依次连接设置，且每两个伸张支架之间均设有弹性槽，弹性槽能够使伸张区在承力后伸展开。压缩区包括多个压缩支架，多个压缩支架依次连接设置，且每两个压缩支架之间连接有阻尼橡胶。本发明参考了人体的颈椎结构，使得中央通道具备一定的能量吸收能力以及变形的稳定性，使其能够承受较大的承载力而不会发生失效变形。

Description

仿生式汽车乘员舱通道
技术领域
本发明涉及汽车车身技术领域，更具体地，涉及一种仿生式汽车乘员舱通道。
背景技术
随着社会的发展，人们越来越重视汽车的安全问题，要求其能承受严格的正碰、侧碰，使驾驶员和乘员的安全得到保证。在新车碰撞测试(New Car Assessment Program，NCAP)评价中，乘员舱刚度与乘员伤害有直接的关系，乘员舱刚度大，舱体在碰撞中变形小，乘员的生存空间就得到了保证，乘员的伤害就会相应的减小。但是刚度又不能做的太强，因为碰撞时需要满足一定的吸能要求，只有钣金变形才会产生吸能。
在汽车使用过程中，最容易发生的就是正面碰撞。为了保证车内人员的安全，车身乘员舱的中央通道要有一定的刚度性能，同时还要具备一定的弹性，才能保证车内乘员的安全。
因此，如何提供一种既具有一定刚度又具备一定弹性的汽车乘员舱中央通道成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种既具有一定刚度又具备一定弹性的汽车乘员舱中央通道的新技术方案。
根据本发明的一方面，提供了一种仿生式汽车乘员舱通道，包括中央通道和中通道蒙皮，所述中通道蒙皮将所述中央通道包裹，所述中央通道分为伸张区、压缩区以及横向承载区；
所述伸张区与所述压缩区呈交替间隔设置，且位于首位的伸张区与汽车的前围板连接，所述横向承载区连接在位于末位的压缩区的尾部；
所述伸张区包括多个伸张支架，多个所述伸张支架依次连接设置，且每两个所述伸张支架之间均设有弹性槽，所述弹性槽能够使所述伸张区在承力后伸展开；
所述压缩区包括多个压缩支架，多个所述压缩支架依次连接设置，且每两个所述压缩支架之间连接有阻尼橡胶。
可选地，根据本发明的仿生式汽车乘员舱通道，所述弹性槽具有V形结构，所述弹性槽的两边分别连接所述伸张支架，所述伸张区在承力时，所述弹性槽由V形朝向一字形变化。
可选地，根据本发明的仿生式汽车乘员舱通道，相邻的两个所述压缩支架之间的阻尼橡胶的长度为12mm-18mm。
可选地，根据本发明的仿生式汽车乘员舱通道，所述压缩支架与所述阻尼橡胶的连接处均设有限位块，且所述限位块朝向远离所述压缩支架的方向倾斜。
可选地，根据本发明的仿生式汽车乘员舱通道，所述伸张区内的所述伸张支架的数量与所述压缩区内的所述压缩支架的数量一致。
可选地，根据本发明的仿生式汽车乘员舱通道，所述横向承载区包括主支撑和副支撑，所述主支撑与位于所述压缩区末位的所述压缩支架连接，所述副支撑垂直于所述主支撑并与车体上的其他部件连接。
可选地，根据本发明的仿生式汽车乘员舱通道，所述主支撑内设有连接腔，所述压缩支架与所述主支撑之间设有阻尼橡胶，所述阻尼橡胶伸入至所述连接腔内并通过螺栓固定。
可选地，根据本发明的仿生式汽车乘员舱通道，所述连接腔的侧壁上设有滑槽，所述螺栓穿过所述滑槽并与所述阻尼橡胶连接。
可选地，根据本发明的仿生式汽车乘员舱通道，所述副支撑包括第一副支撑和第二副支撑，所述第一副支撑位于所述压缩区和所述第二副支撑之间，且所述第一副支撑和所述第二副支撑的内部均填充有热敏阻尼；
所述第一副支撑的两端均设有曲梁安装孔，所述曲梁安装孔上连接有圆弧形的曲梁，所述曲梁的另一端与车体上的中地板梁连接；所述第二副支撑的两端均与车体上的地板下纵梁连接。
可选地，根据本发明的仿生式汽车乘员舱通道，所述第一副支撑和所述的第二副支撑的数量均为多根，且所述第二副支撑的长度比所述第一副支撑的长度更长。
本发明所公开的仿生式汽车乘员舱通道参考了人体的颈椎结构，使得中央通道具备一定的能量吸收能力以及变形的稳定性，使其能够承受较大的承载力而不会发生失效变形。通过伸张区中的弹性槽使得中央通道在受力时可以其中的部分能量转换成伸张力，在经由压缩区的阻尼橡胶接收伸张力而压缩，并回馈给压缩区两端的伸张区或横向承载区一定的反作用力，在这一伸一张的持续过程中，车身所收到的碰撞力将被逐渐削弱并抵消。从而使得乘员舱所受到的碰撞力较小而不会变形，保证了车内人员的安全。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明所公开的仿生式汽车乘员舱通道的结构示意图；
图2为本发明所公开的仿生式汽车乘员舱通道的内部结构示意图；
图3为本发明所公开的中央通道的结构示意图；
图4为本发明所公开的伸张区的结构示意图；
图5为本发明所公开的压缩区的结构示意图；
图6为本发明所公开的横向承载区的结构示意图。
附图标记说明：11-中通道蒙皮；12-中央通道；121-伸张区；1211-伸张支架；1212-弹性槽；122-压缩区；1221-压缩支架；1222-阻尼橡胶；1223-限位块；123-横向承载区；1231-主支撑；1232-第一副支撑；1233-第二副支撑；1234-热敏阻尼；1235-曲梁安装孔；1236-腰型孔；2-地板；3-地板下纵梁；4-曲梁。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
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讨论。
根据图1至图6所示，本发明提供了一种仿生式汽车乘员舱通道，包括中央通道12和中通道蒙皮11，中通道蒙皮11将中央通道12包裹，中央通道12设置在地板2上，中央通道12分为伸张区121、压缩区122以及横向承载区123。
伸张区121与压缩区122呈交替间隔设置，且位于首位的伸张区121与汽车的前围板连接，横向承载区123连接在位于末位的压缩区122的尾部。在设置时，中央通道12参考人体脊椎设计，在中央通道12收力时，脊椎骨架能够在承力时像人体脊柱一样承力收缩。从而通过收缩伸张来使得所受到的碰撞力被削弱。
如图4所示，伸张区121包括多个伸张支架1211，多个伸张支架1211依次连接设置，且每两个伸张支架1211之间均设有弹性槽1212，弹性槽1212能够使伸张区121在承力后伸展开。在实施时，中央通道12需要在受力时起到收缩的效果，伸张区121则必须起到伸张，以弥补中央通道12收缩时的差量。
如图5所示，压缩区122包括多个压缩支架1221，多个压缩支架1221也呈依次连接设置，且每两个压缩支架1221之间连接有阻尼橡胶1222。该橡胶可以提供刚度为2000-2500N/mm的刚度，使得压缩支架1221能够在压缩过程中有一定的承载能力。压缩区122与伸张区121呈交替排列，一伸一缩可以使得中央通道12具备一定的能量吸收能力，以及变形的稳定性，使其能够承受较大的承载力而不会发生失效变形。
进一步地，弹性槽1212具有V形结构，弹性槽1212的两边分别连接伸张支架1211，伸张区121在承力时，弹性槽1212由V形朝向一字形变化。弹性槽1212在常规状态下为V形，当中央通道12受力时，压缩区122压缩吸收能力，弹性槽1212向两边延展成一字形，弥补压缩所产生的的差量。
进一步地，相邻的两个压缩支架1221之间的阻尼橡胶1222的长度为12mm-18mm。为了保证两个压缩支架1221之间的压缩效果，阻尼橡胶1222的长度则能够起到关键性的作用，若阻尼橡胶1222过短，则压缩区122的压缩能力不够，两个压缩支架1221之间将会产生挤压变形；若是阻尼橡胶1222多长，则会导致两个压缩支架1221之间压缩距离过大被弯折，导致中央通道12整体失效。
再进一步地，如图5所示，压缩支架1221与阻尼橡胶1222的连接处均设有限位块1223，且限位块1223朝向远离压缩支架1221的方向倾斜。当两个压缩支架1221在受力被挤压时，限位块1223能够起到防止阻尼橡胶1222弯折的作用，从而保证了压缩区122的正常压缩。
进一步地，伸张区121内的伸张支架1211的数量与压缩区122内的压缩支架1221的数量一致。本发明主要是通过伸张区121与压缩区122相互配合的一伸一缩的方式，伸张区121弥补压缩区122的差量，压缩区122吸收中央通道12所受的碰撞力，那么两者之间应当保持数量一致。
进一步地，如图6所示，横向承载区123包括主支撑1231和副支撑，主支撑1231与位于压缩区122末位的压缩支架1221连接，副支撑垂直于主支撑1231并与车体上的其他部件连接。横向承载区123主要的作用在于将压缩区122所提供的反作用力通过副支撑传递到车体上的其他部件，从而进一步削弱中央通道12所受到的碰撞力，保证乘员舱的刚度。
进一步地，主支撑1231内设有连接腔，压缩支架1221与主支撑1231之间设有阻尼橡胶1222，阻尼橡胶1222伸入至连接腔内并通过螺栓固定。由于压缩区122在压缩时会提供给主支撑1231方向作用力，如果主支撑1231与压缩支架1221之间直接连接，则主支撑1231与压缩支架1221之间必须具备很高的刚度要求才能够保证连接的稳定。本发明通过阻尼橡胶1222使得主支撑1231与压缩支架1221连接则可以很好的解决该成本问题。
再进一步地，连接腔的侧壁上设有滑槽，螺栓穿过滑槽并与阻尼橡胶1222连接。如上述情况所表明，压缩支架1221与主支撑1231之间存在压缩时的反作用力，本发明在设计阻尼橡胶1222连接的基础上，再设计滑槽，使得阻尼橡胶1222上的螺栓能够沿着滑槽滑动，进而使得主支撑1231与压缩支架1221之间的反作用力降到最小。
进一步地，副支撑包括第一副支撑1232和第二副支撑1233，第一副支撑1232位于压缩区122和第二副支撑1233之间，且第一副支撑1232和第二副支撑1233的内部均填充有热敏阻尼1234。当相对滑动发生时，摩擦生热，热敏阻尼1234受热膨胀，摩擦力增大。当静止时，产生相对位移的摩擦力为9000-11000N，当滑动到最大值时，摩擦力为20000-23000N。每一个支撑点的热敏阻尼1234能够额外提供2500N的支撑力，从而保证中央通道12后段的横向承载，避免发生弯折失稳。
第一副支撑1232的两端均设有曲梁安装孔1235，曲梁安装孔1235上连接有圆弧形的曲梁4，曲梁4的另一端与车体上的中地板梁连接；第二副支撑1233的两端均与车体上的地板下纵梁3连接，具体的，第二副支撑1233上设置多个腰型孔1236，以保证与地板下纵梁3之间的装配精度。曲梁4能够使得碰撞力的传递方向不为最大的正面传递，斜向传递能够将碰撞力分散成两个方向的作用力，从而达到更好的力分散效果。
进一步地，第一副支撑1232和的第二副支撑1233的数量均为多根，且第二副支撑1233的长度比第一副支撑1232的长度更长。碰撞力最主要的形式在于向两侧门槛处传递，第二副支撑1233长于第一副支撑1232，再搭配曲梁4，三者形成稳定的三架结构，而当第二副支撑1233短于第一副支撑1232时，曲梁4则不能与第二副支撑1233有关联，结构会出现失衡。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种仿生式汽车乘员舱通道，其特征在于，包括中央通道和中通道蒙皮，所述中通道蒙皮将所述中央通道包裹，所述中央通道分为伸张区、压缩区以及横向承载区；
所述伸张区与所述压缩区交替间隔设置，且位于首位的伸张区与汽车的前围板连接，所述横向承载区连接在位于末位的压缩区的尾部；
所述伸张区包括多个伸张支架，多个所述伸张支架依次连接设置，且每两个所述伸张支架之间均设有弹性槽，所述弹性槽能够使所述伸张区在承力后伸展开；
所述压缩区包括多个压缩支架，多个所述压缩支架依次连接设置，且每两个所述压缩支架之间连接有阻尼橡胶。
2.根据权利要求1所述的仿生式汽车乘员舱通道，其特征在于，所述弹性槽具有V形结构，所述弹性槽的两边分别连接所述伸张支架，所述伸张区在承力时，所述弹性槽由V形朝向一字形变化。
3.根据权利要求1所述的仿生式汽车乘员舱通道，其特征在于，相邻的两个所述压缩支架之间的阻尼橡胶的长度为12mm-18mm。
4.根据权利要求1所述的仿生式汽车乘员舱通道，其特征在于，所述压缩支架与所述阻尼橡胶的连接处均设有限位块，且所述限位块朝向远离所述压缩支架的方向倾斜。
5.根据权利要求1所述的仿生式汽车乘员舱通道，其特征在于，所述伸张区内的所述伸张支架的数量与所述压缩区内的所述压缩支架的数量一致。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的仿生式汽车乘员舱通道，其特征在于，所述横向承载区包括主支撑和副支撑，所述主支撑与位于所述压缩区末位的所述压缩支架连接，所述副支撑垂直于所述主支撑并与车体上的其他部件连接。
7.根据权利要求6所述的仿生式汽车乘员舱通道，其特征在于，所述主支撑内设有连接腔，所述压缩支架与所述主支撑之间设有阻尼橡胶，所述阻尼橡胶伸入至所述连接腔内并通过螺栓固定。
8.根据权利要求7所述的仿生式汽车乘员舱通道，其特征在于，所述连接腔的侧壁上设有滑槽，所述螺栓穿过所述滑槽并与所述阻尼橡胶连接。
9.根据权利要求6所述的仿生式汽车乘员舱通道，其特征在于，所述副支撑包括第一副支撑和第二副支撑，所述第一副支撑位于所述压缩区和所述第二副支撑之间，且所述第一副支撑和所述第二副支撑的内部均填充有热敏阻尼；
所述第一副支撑的两端均设有曲梁安装孔，所述曲梁安装孔上连接有圆弧形的曲梁，所述曲梁的另一端与车体上的中地板梁连接；所述第二副支撑的两端均与车体上的地板下纵梁连接。
10.根据权利要求9所述的仿生式汽车乘员舱通道，其特征在于，所述第一副支撑和所述的第二副支撑的数量均为多根，且所述第二副支撑的长度比所述第一副支撑的长度更长。
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