[發明專利]利用由滾壓管表面的拖曳產生的動摩擦力和滾壓力來吸收交通工具撞擊的方法以及使用該方法的交通工具撞擊吸收裝置

有效

• 申請號: 201080025675.1
• 申請日: 2010-05-24
• 公開（公告）號: CN102459763A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 許廣龍
• 申請（專利權）人: 沖擊黑洞株式會社
• 主分類號: E01F15/14
• 分類號: E01F15/14
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李冬梅;鄭霞

技術領域

本發明涉及利用通過拖曳滾壓管的表面而產生的動摩擦力和滾壓力來吸收交通工具撞擊的方法，以及使用相同方式來吸收交通工具撞擊的裝置，且更特別地，涉及這樣一種撞擊吸收的方法和裝置，該撞擊吸收的方法和裝置能夠利用通過拖曳滾壓管的表面產生的動摩擦力來吸收交通工具的動能，其中滾壓管由柔軟材料制成并且具有拖曳動摩擦滾壓力誘導部件(dragging?kinetic?frictional?rolling?force?inducing?member)的由硬質材料制成的動摩擦誘導螺栓(kinetic?friction?inducing?bolt)，其中最大減速度緩慢地保持到20g或更小。原因是，最大減速度對于乘客的生命是致命的。

由于最大減速度通過動摩擦力和滾壓力被緩慢地保持，所以本發明是完全不同于利用了彎曲的傳統撞擊吸收方式的新撞擊吸收方式。特別地，從以下觀點可以得出本發明是完全不同于傳統撞擊吸收方式的新撞擊吸收方式，所述觀點在于，由柔軟材料制成的滾壓管和拖曳動摩擦滾壓力誘導部件的由硬質材料制成的動摩擦誘導螺栓相互配合以產生動摩擦力和滾壓力，且所述觀點還在于，與在傳統撞擊吸收方式中后屏障是固定的相比，本發明中的后屏障沿著動摩擦力誘導部件(kinetic?frictional?force?inducing?member)和護軌的制動器距離(stopper?distance)運動。

根據本發明的交通工具撞擊吸收裝置被安裝到高架橋的入口或支撐墩的前部部分。當然，此撞擊吸收裝置可應用到用于常規道路或公路路側的護軌。

背景技術

安裝在道路上的撞擊吸收設備是通過連續地建立位移以緩慢地保持施加于交通工具和乘客的最大減速度、同時吸收交通工具動態動能來保護人員生命的設備。

通常，撞擊吸收設備的撞擊吸收利用到這樣的機構，該機構能夠在交通工具碰撞撞擊吸收設備之后，當碰撞前的交通工具的速度(V_o)變為零(V₁)時吸收撞擊。

減速度是碰撞后當交通工具的撞擊瞬時速度(V_o)變為零(V₁＝0)時對于獲取的時間(Δt)的速度變化(ΔV＝V₁-V_o)。如果用等式表示，減速度＝ΔV/Δt。

由于碰撞后V₁＝0，因為撞擊瞬時速度V_o大且時間(Δt)短，所以減速度是增加的。因為碰撞后當交通工具的撞擊瞬時速度(V_o)變為零(V₁＝0)時獲取的時間(Δt)短，所以對應于撞擊量的位移也短。原因是，位移是由速度和時間的乘積定義的物理量。

如果施加于交通工具和乘客的最大減速度超過參考值，則對乘客的生命來說是致命的。原因是，乘客的頭部在最大減速度時碰撞到交通工具的內壁。

由于最大減速度，因此在乘客安全上的評估通過THIV(理論頭部撞擊速度)和PHD(后撞擊頭部減速度)來完成。THIV和PHD是用于評估在交通工具碰撞到安全設備上時的乘客撞擊風險的指標。

表1中顯示乘客安全指標。

表1-乘客安全指標

為了乘客的安全，撞擊吸收設備應當滿足表1中THIV和PHD的條件。

THIV(理論頭部撞擊速度)

參考圖1顯示交通工具的減速度和乘客頭部的相對速度(V_o)之間的關系。由于交通工具在其碰撞到安全設備上時發生平移，所以交通工具和乘客的頭部在相同平面上具有恒定的速度V_o。

C是交通工具的中心點。

C_xy是交通工具坐標系，其中x表示橫向方向，且y表示縱向方向。

在此情形下，參考圖2顯示了乘客頭部的飛行距離。

乘客頭部碰撞到的表面看作垂直于xy平面。如參考圖2所示，乘客頭部從最初位置到碰撞表面的飛行距離為縱向的Dx和橫向的Dy。參考值為Dx＝0.6m和Dy＝0.3m。如參考圖2所示，頭部的飛行時間為當頭部碰撞到三個虛擬碰撞表面中的任一個時的時間。

PHD(后撞擊頭部減速度)

參考圖3是圖示在頭部碰撞到安全設備之后的乘客頭部的減速度相對于時間的圖表。