[發明專利]基于阿基米德螺旋通道的可控磁流變脂緩沖器

無效

• 申請號: 201210036741.6
• 申請日: 2012-02-19
• 公開（公告）號: CN102582543A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 廖昌榮;韓亮;趙丹俠
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B60R19/02
• 分類號: B60R19/02;F16F9/53
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明涉及一種用于汽車碰撞安全系統并具有緩沖可控制性的設備，特別涉及一種采用磁流變脂的碰撞緩沖器。

背景技術

車輛碰撞是道路交通較常見的安全事故，一般會造成較為嚴重的人員、財產損失。

現有技術中，普遍采用的減緩車輛碰撞安全保護裝置為被動撞擊的保險杠，屬于被動吸收緩和外界沖擊力、防護車身前后部的安全裝置。早期的轎車前后保險杠是以金屬材料為主，用厚度為3毫米以上的鋼板沖壓成U形槽鋼，與車架縱梁鉚接或焊接在一起。隨著汽車工業的發展，汽車保險杠作為一種重要的安全裝置不斷更新改進。現有的轎車前后保險杠除了保持原有的保護功能外，還要追求與車體造型的和諧與統一，追求本身的輕量化。為此出現了塑料保險杠。塑料保險杠包括外板、緩沖材料和橫梁三部分；其中外板和緩沖材料用塑料制成，橫梁用厚度為1.5毫米左右的冷軋薄板沖壓而成U形槽；外板和緩沖材料附著在橫梁上，橫梁與車架縱梁螺絲連接，可以隨時拆卸下來。這種塑料保險杠使用的塑料，大體上使用聚酯系和聚丙烯系兩種材料。國外還有一種稱為聚碳酯系的塑料，滲進合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出來的保險杠不但具有高強度的剛性，還具有可以焊接的優點，而且涂裝性能好，在轎車上的用量越來越多。但是以上的保險杠都屬于被動安全系統的范疇，不能實現主動可控的吸收、緩和外界沖擊力，因而，雖然具有一定的緩沖作用，卻無法起到較好的吸能緩沖效果，對于車輛碰撞導致的安全事故，無法達到較好的預防和保護效果；同時，保險杠發生較重的撞擊后會發生明顯破壞，破壞后會繼續對車輛及人身造成損壞。

因此，需要一種用于緩沖車輛碰撞的緩沖裝置，能夠在撞擊時主動可控的吸收、緩和外界沖擊力，具有較好的吸能緩沖作用，因而能夠在車輛碰撞時達到較好的預防和保護效果，較好的減輕撞擊后繼續對車輛及人身造成較嚴重的損壞。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的提供一種基于阿基米德螺旋通道的可控磁流變脂緩沖器，能夠在撞擊時主動可控的吸收、緩和外界沖擊力，具有較好的吸能緩沖作用，因而能夠在車輛碰撞時達到較好的預防和保護效果，較好的減輕撞擊后繼續對車輛及人身造成較嚴重的損壞。

本發明的基于阿基米德螺旋通道的可控磁流變脂緩沖器，包括磁流變阻尼器和撞擊可變形的空心承撞件，所述磁流變阻尼器設有用于容納磁流變脂的阿基米德螺旋通道和磁場強度可調且用于對阿基米德螺旋通道內磁流變脂進行控制的勵磁線圈，所述空心承撞件承撞部位為盲端，與該盲端相對的端部與阿基米德螺旋通道首端相連通，所述空心承撞件內部充有磁流變脂，阿基米德螺旋通道末端具有節流排出口。

進一步，所述空心承撞件為沿徑向至少一層的波紋管結構，波紋管結構軸向一端為承撞端，波紋管中充有磁流變脂材料，另一端與磁流變阻尼器的阿基米德螺旋通道連通；

進一步，所述磁流變阻尼器為盤狀結構，阿基米德螺旋通道沿徑向盤繞形成于盤狀結構內，阿基米德螺旋通道沿徑向的側壁由非導磁材料制成，沿軸向的側壁為導磁材料制成；所述勵磁線圈繞于盤狀結構外圓其磁力線垂直穿過阿基米德螺旋通道的盤繞平面；

進一步，所述阿基米德螺旋通道與波紋管結構相連通的首端口相對于波紋管管腔為縮口；

進一步，波紋管結構的空心承撞件以可拆卸式密封連通于磁流變阻尼器的阿基米德螺旋通道首端；

進一步，波紋管結構的空心承撞件與磁流變阻尼器連接的一端設有用于支撐空心承撞件防止其被撞擊變形堵塞阿基米德螺旋通道首端口的管撐套；波紋管結構的空心承撞件承撞端部影響撞擊方向的加強板；

進一步，波紋管結構的空心承撞件與磁流變阻尼器之間通過法蘭組件可拆卸式密封連通，法蘭組件包括與空心承撞件焊接連接的承撞件法蘭和與磁流變阻尼器焊接連接的阻尼器法蘭；

進一步，所述管撐套與波紋管結構的空心承撞件一體成型并焊接于承撞件法蘭，或管撐套外套于波紋管結構的空心承撞件與承撞件法蘭焊接端形成管箍結構；

進一步，磁流變阻尼器中的阿基米德螺旋通道至少分為沿軸向并列的兩層，每層的阿基米德螺旋通道盤繞于同一平面，相鄰層阿基米德螺旋通道之間首尾連通，首層阿基米德螺旋通道的首端連通空心承撞件，末層阿基米德螺旋通道的末端連通節流排出口，相鄰層阿基米德螺旋通道之間通過導磁性隔板分隔；

進一步，勵磁線圈設有控制其磁場強度的控制系統，所述控制系統包括：

傳感器，用于采集碰撞之前的相對速度或/和碰撞力；

控制電路，接收傳感器傳來的相對速度或/和碰撞力信號并根據該信號控制勵磁線圈并調整勵磁線圈所產生的電磁場強度；