CN113562014B - 一种自调整防爬吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自调整防爬吸能装置，包括上盖板、下盖板、吸能单元、自调整滑杆，所述上盖板与所述下盖板相对设置，所述吸能单元设在所述上盖板与下盖板之间，并与所述上盖板、下盖板的内表面固定连接；所述上盖板与下盖板的外周面还设有自调整滑杆，所述自调整滑杆的一端连接在所述上盖板的外周面、并可在所述上盖板的外周面上水平滑动，另一端连接在所述下盖板的外周面、并可在所述下盖板的外周面上水平滑动。本发明的自调整防爬吸能装置通过在吸能单元的四周设置自调整滑杆，在发生偏心碰撞时，能够通过自调整滑杆与上、下盖板之间的相互作用，使未接触区域的吸能单元仍然发生弹塑性变形，从而保证了吸能装置不会丧失吸能作用。

Description

一种自调整防爬吸能装置

技术领域

本发明涉及轨道车辆被动安全防护领域，特别是一种自调整防爬吸能装置。

背景技术

随着轨道交通行业的快速发展，轨道车辆的安全越来越受到重视。防爬吸能装置是轨道车辆常用的吸能结构，在碰撞发生时能够有效的防止爬车现象的发生，同时能够吸收冲击动能，对轨道车辆和乘员的安全起到决定性作用。

现有技术通常是基于正面碰撞场景对轨道车辆防爬吸能装置所进行的研发，如发明专利CN107487337B中提供了一种轨道车辆防爬器，其吸能原理为金属圆管的翻转塑性变形进行能量耗散；又如发明专利CN109515468A中提供了一种轨道车辆吸能量较大的防爬吸能装置，其吸能原理是通过金属管的刨削及流体的阻尼进行能量耗散等，以上吸能结构在冲击载荷发生偏心的情况下均没有能够自动调整自身变形的能力。而在实际碰撞过程中，一方面由于防爬吸能装置自身加工制造精度的原因，另一方面由于碰撞发生时不可控的各种因素，相互接触的防爬吸能装置会发生偏心现象，随着偏心位移的增大，可能发生防爬吸能装置轴向屈曲等失效现象，严重影响车辆安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种自调整防爬吸能装置，该自调整防爬吸能装置阻抗力平稳，吸能量大，在发生偏心碰撞时能够很好的自动调整，避免吸能结构失效。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种自调整防爬吸能装置，其结构特点是，包括上盖板、下盖板、吸能单元、自调整滑杆，所述上盖板与所述下盖板相对设置，所述吸能单元设在所述上盖板与下盖板之间，并与所述上盖板、下盖板的内表面固定连接；所述上盖板与下盖板的外周面还设有自调整滑杆，所述自调整滑杆的一端连接在所述上盖板的外周面、并可在所述上盖板的外周面上水平滑动，另一端连接在所述下盖板的外周面、并可在所述下盖板的外周面上水平滑动。

本发明的自调整防爬吸能装置通过在吸能单元的四周设置自调整滑杆，在发生偏心碰撞时，能够通过自调整滑杆与上、下盖板之间的相互作用，使未接触区域的吸能单元仍然发生弹塑性变形，避免防爬吸能装置轴向屈曲，从而保证了吸能单元不会丧失吸能作用。

进一步的，所述上盖板、下盖板的每个外周面上设有两根所述自调整滑杆。

进一步的，两根所述自调整滑杆呈“X”形交叉设置，并通过位于自调整滑杆的中部位置的连接件铰接连接。

进一步的，所述连接件为中间销，两根所述自调整滑杆能绕着所述中间销转动。

进一步的，所述上盖板、下盖板的外周面上设有水平滑槽，所述自调整滑杆的两端设有圆滑块，所述圆滑块能沿着所述水平滑槽移动。

进一步的，所述水平滑槽的宽度比所述圆滑块的直径大1～2mm。

进一步的，所述吸能单元包括金属管、多孔材料，所述多孔材料填充在所述金属管的腔体中。多孔材料是指含有一定孔洞数量的固体，包括但不限于蜂窝铝、泡沫铝等。

进一步的，所述吸能单元还包括隔板，多块所述隔板间隔设置、固定在所述金属管中，将所述金属管的腔体分割成多个空间，所述多孔材料填充在分割后的腔体中。

进一步的，所述上盖板、吸能单元、下盖板轴向同心设置。轴向指车辆的前进方向，在图1至图4中体现为竖直方向。

进一步的，所述上盖板的外表面设有防爬齿。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1)本发明的自调整防爬吸能装置通过在上、下盖板之间设置自调整滑杆，在发生偏心碰撞时，能够通过自调整滑杆与上、下盖板之间的相互作用，使未接触区域的吸能单元仍然发生弹塑性变形，从而保证了防爬吸能装置不会丧失吸能作用。

2)本发明的自调整防爬吸能装置的吸能单元中的隔板能够有效促进金属管褶皱的形成，有效增强了金属管的吸能特性。

3)本发明的自调整防爬吸能装置的吸能单元中的多孔材料在被压缩时能够通过自身的弹塑性变形进行能量耗散，同时与金属管相互作用，多孔材料会填充到褶皱中，优化金属管的变形模式，而金属管会在周向方向上限制多孔材料的移动，增大吸能效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1为本发明的自调整防爬吸能装置一实施例的结构示意图。

图2为本发明的吸能单元一实施例的结构示意图。

图3为图2的剖视图。

图4为本发明的自调整滑动杆与上、下盖板一实施例的连接示意图。

附图标记：

1-上盖板；2-下盖板；3-吸能单元；4-自调整滑杆；5-中间销；6-水平滑槽；7-圆滑块；8-防爬齿；

31-金属管；32-多孔材料；33-隔板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本发明至少一个实施例提供一种自调整防爬吸能装置，如图1、图4所示，包括上盖板1、下盖板2、吸能单元3、自调整滑杆4，所述上盖板1与所述下盖板2相对设置，所述吸能单元3设在所述上盖板1与下盖板2之间，并与所述上盖板1、下盖板2的内表面固定连接；所述上盖板1、下盖板2的外周面上设有水平滑槽6，所述自调整滑杆4的两端设有圆滑块7，自调整滑杆4通过圆滑块7能沿着所述水平滑槽6移动，所述自调整滑杆4的上端通过圆滑块7在所述上盖板1的外周面上的水平滑槽6中移动，自调整滑杆4的下端通过圆滑块7可在所述下盖板2的外周面上的水平滑槽6中移动。所述上盖板1、吸能单元3、下盖板2轴向同心设置，上盖板1和下盖板2的中间通过吸能单元3相连接，上盖板1和下盖板2的四周通过自调整滑杆4相连接。

结合图4，所述上盖板1、下盖板2的每个外周面上设有两根呈“X”形交叉设置的自调整滑杆4，两根自调整滑杆4上的圆滑块7分别从内、外两个方向置于上盖板1、下盖板2的水平滑槽6中。两根自调整滑杆4通过中部位置的中间销5铰接连接，两根所述自调整滑杆4能绕着所述中间销5转动。水平滑槽6的宽度比所述圆滑块7的直径大1～2mm。初始位置时，自调整滑杆4上的圆滑块7位于上盖板1、下盖板2的水平滑槽6中靠近盖板中部的端部区域，且圆滑块7能够沿着水平滑槽6移动。

结合图2、图3，所述吸能单元3包括金属管31、多孔材料32、隔板33，多块所述隔板33间隔设置，隔板33焊接在金属管31中，将金属管31的腔体分割成多个空间，所述多孔材料32填充在分割后的腔体中。多孔材料32是指含有一定孔洞数量的固体，包括但不限于蜂窝铝、泡沫铝等。

优选的，所述上盖板1的外表面设有防爬齿8，整个自调整防爬吸能装置通过下盖板2上的安装孔螺栓连接或铆接在轨道车辆的前端两侧。碰撞发生时，通过位于上盖板1的外表面上的防爬齿8之间的啮合作用，可限制安装有本发明的自调整防爬吸能装置的轨道车辆在垂向方向上的位移，达到防爬车的目的。

本发明中的上盖板、下盖板中的“上”、“下”仅表示相对位置关系，用于方便地描述图1至图4所示的本发明的自调整防爬吸能装置的相对位置关系。实际使用时本发明的位置与图1至图4所示的位置相垂直，本发明的自调整防爬吸能装置需要通过下盖板上的安装孔安装在轨道车辆的前端两侧。因此，当安装于车体上时，上盖板与下盖板之间的相对位置关系相应地改变，为垂向的平行关系。本文所述的轴向指车辆的前进方向，在图1至图4中体现为竖直方向。

本发明的工作原理：当相互接触的两个自调整防爬吸能装置发生偏心时，靠近接触部分的吸能单元3发生弹塑性变形，进行能量耗散。接触区域的上盖板1沿着轴向运动，靠近此区域的自调整滑杆4被移动的上盖板1压缩，自调整滑杆4上的圆滑块7沿着上盖板1中的水平滑槽6移动，此时移动的自调整滑杆4通过中部的中心销5迫使与之配对的另一根自调整滑杆4同时产生运动，另一根自调整滑杆4端部的圆滑块7从初始位置向外侧移动，迫使与之接触的上盖板1随之沿着轴向压缩方向运动，从而对吸能单元3产生压缩。通过这种方式，使得两个自调整防爬吸能装置发生偏心碰撞时，防爬吸能装置未接触部分区域的吸能单元仍然会有效发挥作用，达到能量耗散的目的。

另外，本发明的自调整防爬吸能装置的吸能单元3可实现冲击动能的能量耗散：吸能单元3的金属管31在隔板33的诱导作用下能够发生有序变形，隔板33焊接在金属管31的内部，均匀分割金属管31腔体，能够使金属管31在冲击发生时在隔板33与金属管31接触的区域形成褶皱，比没有隔板33诱导的金属管31产生的褶皱数量多。金属管31中在被隔板33分割产生的腔体中填充有多孔材料32，在冲击过程中，一方面多孔材料32能够通过被压缩时自身发生的形变进行能量耗散，另一方面多孔材料32被压缩后与金属管31之间相互作用，多孔材料32会填充到褶皱中，优化金属管31的变形模式，而金属管31会在周向方向上限制多孔材料32的移动，增大吸能效果。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种自调整防爬吸能装置，其特征在于，包括上盖板(1)、下盖板(2)、吸能单元(3)、自调整滑杆(4)，所述上盖板(1)与所述下盖板(2)相对设置，所述吸能单元(3)设在所述上盖板(1)与下盖板(2)之间，并与所述上盖板(1)、下盖板(2)的内表面固定连接；所述上盖板(1)与下盖板(2)的外周面还设有自调整滑杆(4)，所述自调整滑杆(4)的一端连接在所述上盖板(1)的外周面、并可在所述上盖板(1)的外周面上水平滑动，另一端连接在所述下盖板(2)的外周面、并可在所述下盖板(2)的外周面上水平滑动。

2.根据权利要求1所述的自调整防爬吸能装置，其特征在于，所述上盖板(1)、下盖板(2)的每个外周面上设有两根所述自调整滑杆(4)。

3.根据权利要求2所述的自调整防爬吸能装置，其特征在于，两根所述自调整滑杆(4)呈“X”形交叉设置，并通过位于自调整滑杆(4)的中部位置的连接件铰接连接。

4.根据权利要求3所述的自调整防爬吸能装置，其特征在于，所述连接件为中间销(5)，两根所述自调整滑杆(4)能绕着所述中间销(5)转动。

5.根据权利要求1所述的自调整防爬吸能装置，其特征在于，所述上盖板(1)、下盖板(2)的外周面上设有水平滑槽(6)，所述自调整滑杆(4)的两端设有圆滑块(7)，所述圆滑块(7)能沿着所述水平滑槽(6)移动。

6.根据权利要求5所述的自调整防爬吸能装置，其特征在于，所述水平滑槽(6)的宽度比所述圆滑块(7)的直径大1～2mm。

7.根据权利要求1所述的自调整防爬吸能装置，其特征在于，所述吸能单元(3)包括金属管(31)、多孔材料(32)，所述多孔材料(32)填充在所述金属管(31)的腔体中。

8.根据权利要求7所述的自调整防爬吸能装置，其特征在于，所述吸能单元(3)还包括隔板(33)，多块所述隔板(33)间隔设置、固定在所述金属管(31)中，将所述金属管(31)的腔体分割成多个空间，所述多孔材料(32)填充在分割后的腔体中。

9.根据权利要求1～8之一所述的自调整防爬吸能装置，其特征在于，所述上盖板(1)、吸能单元(3)、下盖板(2)轴向同心设置。

10.根据权利要求1～8之一所述的自调整防爬吸能装置，其特征在于，所述上盖板(1)的外表面设有防爬齿(8)。

Images