CN114312365A - 一种可重复使用的防冲击模块及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可重复使用的防冲击模块及工作方法，包括上下壳体、负泊松比材料填充层、压缩空气层、导气槽、传感器及控制总成。模块上盖内部设置有负泊松比材料填充层，上壳体与下壳体之间为压缩空气层，防冲击模块下壳体底板上均匀分布若干导气槽，导气槽与传感器和控制总成相连，传感器收集冲击的数据并传输至控制总成，由控制总成控制气槽增压或泄压。本发明利用负泊松比材料的抗断性和抗凹痕性，以及压力可调式压缩空气层将冲击分散，减小冲击时其发生塑性变形的概率和程度，进而保护了该模块后的元器件。

Description

一种可重复使用的防冲击模块及工作方法

技术领域

本发明属于汽车安全技术领域，尤其涉及一种可重复使用的防冲击模块及 工作方法。

背景技术

随着汽车使用变得更加广泛，汽车安全问题日益重要。在发生碰撞事故时， 剧烈的碰撞不仅会直接对车内乘员造成伤害，也可能会破坏油箱、电池等车内 零部件，从而使乘员受到二次伤害的可能性增加。并且目前的防冲击模块都是 被动防护，无法主动调节，存在很多局限性。因此有必要针对这些车内零部件 设计一种高效的可主动调节防护模块。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供了一种可重复使用的防冲击模块，能够减小撞 击产生的形变，进而保护车内元器件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可重复使用的防冲击模块，包括互相滑动卡接的上壳体与下壳体，该 上壳体的外壁面为受冲击面，内壁面填充有负泊松比材料；该上壳体与下壳体 之间为压缩空气层，在受到冲击时所述上壳体与下壳体相对运动挤压压缩空气 层内部的空气，所述下壳体开有若干通气孔，该通气孔通过气槽与传感器及控 制总成相连接，通过该控制总成内的控制阀控制空气的减压和膨胀做功。

作为优选，下壳体的上缘和下缘对称设有限位装置，以限制上壳体与下壳 体相对运动范围。

作为优选，限位装置为若干凹槽，该凹槽内固定连接与其直径相匹配的橡 胶密封圈。

本发明还公开了一种可重复使用的防冲击模块的工作方法，当防冲击模块 受到冲击时，控制总成开启，传感器检测上壳体相对于下壳体的下压速度数据 并传输至控制总成，控制总成打开泄压阀，给空气层泄压，直至传感器检测到 上盖速度降为零；否则控制总成通过控制充气泵，给空气层增压，直至传感器 检测到模块上盖的下压速度为增速。

本发明的有益效果是：

(1)本发明公开的防冲击模块采用具有良好的抗断性和抗凹痕性的负泊松比材料填充，可以最大程度地减小碰撞后导致的塑性形变，盖板采用具备吸能效果 的金属材料制作，易拆装可更换，一方面保证了该模块的可重复使用，另一方 面保证了碰撞后车内零部件的形状、结构的完整；

(2)本发明公开的防冲击模块采用可调节压强的压缩空气层作为缓冲层，受碰 撞时可以主动调节内部压强，最大程度上缓解冲击，另外在路况较差时，压缩 空气层在一定程度上也可以起到缓震作用；

(3)本发明公开的防冲击模块应用传感器与控制总成主动调节压强、控制气压 变化和泄压能力，可以针对不同程度的碰撞做出相应的防护，提高工作效率与 防冲击效果，并且能够重复使用；

(4)本发明公开的防冲击模块采用模块化设计，针对不同大小的零部件可以采 用不同大小的防冲击模块，提升了泛用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要 使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明一个实施例的防冲击模块结构外部主视图；

图2是本发明一个实施例的防冲击模块底部剖面图；

图3是本发明一个实施例的防冲击模块结构左视图；

图4是本发明一个实施例的下壳体上缘结构图；

图5是本发明一个实施例的控制总成的控制逻辑图。

附图标记：1-上壳体，2-下壳体，201-下壳体上缘，202-橡胶密封圈，203- 凹槽，3-负泊松比材料填充层，4-压缩空气层，5-通气孔，6-气槽，7-控制总成。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种可重复使用的防冲击模块，大小规格可选，且可以多块 拼接使用，应用于电池包、重要元器件表面，能够防备某一个半球方向的冲击。

如图1至图3所示为一种可重复使用的防冲击模块，防冲击模块的上壳体1为 受冲击部位，与下壳体2相嵌合。如图3所示，上壳体1的内表面设有负泊松比材 料填充层3，负泊松比材料填充层3完全包裹在上壳体1内部。该填充层为防冲击 模块的第一级防护措施，其抗断性、抗凹痕性保证零部件的形状、结构完整。 上壳体1与下壳体2之间为压缩空气层4，为该防冲击模块的第二级防护措施，起 缓冲作用。

上壳体外螺栓8连接盖板，盖板为可拆卸零件，当受到冲击变形后，可拆装 以更换零件，使防冲击模块能够重复使用。

如图2所示，防冲击模块底部开有若干通气孔5，通气孔5与气槽6相连，气 槽6与控制总成7相连接。通过通气孔5与气槽6，控制总成7可以实时调整防冲击 模块内的气压。本实施例中的通气孔5分别分布在矩形下壳体的四个对角及中心 位置，使压缩空气层的减压和膨胀做功能够更加均匀。

防冲击模块的上壳体1与下壳体2之间为压缩空气层4,上壳体1与下壳体2 之间密封连接。如图4所示，下壳体2的上缘201设有若干凹槽203，凹槽203内部 装有橡胶密封圈202。上壳体1与下壳体2可以进行有限度的相对滑动。

防冲击模块的压缩空气层4气压受控制总成7控制，控制总成7内装有控制阀 控制压缩空气层的压强，在防冲击模块受到冲击时主动控制气压变化和泄压。 传感器在冲击发生后采集数据发送至控制总成，控制总成根据冲击带来的相应 地控制泄压，达到保护器件的作用。

实施例

本发明所设计的防冲击模块具体参数为：模块边长为300mm，最大高度为 160mm，最小高度为85mm,上、下壳体套筒长度为55mm,厚度为5mm，上壳体下缘、 下壳体上缘长度为10mm,厚度为10毫米，上壳体厚25mm，负泊松比填充层厚15mm, 下壳体厚度为5mm。

当车辆遭遇碰撞时，其结构可能发生较大形变，结构形变会对车辆内部的 油箱、电池等造成威胁，当变形的结构件向内挤压时，该防冲击模块将起到保 护作用。负泊松比材料填充层具有优秀的抗断性和抗凹痕性，碰撞时能够起到 对内部器件的结构保护，并且增加模块多次使用的可能性。碰撞时压缩空气层 将起到吸能缓冲的作用，吸收碰撞能，保护内部元器件。碰撞时上壳体盖板将 发生形变吸能缓冲，将其设计为可拆卸零件，有利于事故后的更换，以及对内 部负泊松比材料填充层的状态检查。

如图5所示，本发明还公开了一种可重复使用的防冲击模块的工作方法：

当碰撞发生时，控制总成开启，防冲击模块的上壳体与下壳体之间发生相 对运动，此时模块传感器中的速度传感器将下压速度数据传输至控制总成内； 当检测到模块上盖减速时，控制总成将泄压阀打开，给空气层泄压，直至传感 器检测到上盖速度降为零，此时表示冲击结束，控制总成控制充气直至上盖归 位，恢复至初始状态；当检测到模块上盖不为减速时，控制总成通过控制充气 泵，给空气层增压，直至传感器检测到模块上盖的下压速度为增速。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制 本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术 人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其 中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可重复使用的防冲击模块，其特征在于，包括互相滑动卡接的上壳体与下壳体，该上壳体的外壁面为受冲击面，内壁面填充有负泊松比材料；该上壳体与下壳体之间为压缩空气层，在受到冲击时所述上壳体与下壳体相对运动挤压压缩空气层内部的空气；所述下壳体开有若干通气孔，该通气孔通过气槽与传感器及控制总成相连接，通过该控制总成设置的控制阀控制空气的减压和膨胀做功。

2.根据权利要求1所述的可重复使用的防冲击模块，其特征在于，所述下壳体的上缘和下缘对称设有限位装置，以限制上壳体与下壳体相对运动范围。

3.根据权利要求2所述的可重复使用的防冲击模块，其特征在于，所述限位装置为若干凹槽，该凹槽内固定连接与其直径相匹配的橡胶密封圈。

4.根据权利要求3所述的可重复使用的防冲击模块的工作方法，其特征在于，当防冲击模块受到冲击时，控制总成开启，传感器检测上壳体相对于下壳体的下压速度数据并传输至控制总成，判断模块上盖是否减速，判断为是时，控制总成打开泄压阀，给空气层泄压，直至传感器检测到上盖速度降为零；判断为否时，控制总成通过控制充气泵，给空气层增压，直至传感器检测到模块上盖的下压速度为增速。

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