[發明專利]基于氣動肌肉的吸能盒

有效

• 申請號: 201710802162.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107685701B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 馮寧;李衛幸;王樂;代克杰;趙志敏;李光喜
• 申請（專利權）人: 平頂山學院
• 主分類號: B60R19/34
• 分類號: B60R19/34
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 賈澤純

基于氣動肌肉的吸能盒，本發明涉及一種吸能盒，它為了解決現有吸能盒的吸能性能有待提高，現有吸能盒的重量較大的問題。該基于氣動肌肉的吸能盒包括吸能盒、氣動肌肉和固定座，沿吸能盒的縱向在盒體中開有至少一個導軌孔，在導軌孔中安裝有氣動肌肉，氣動肌肉的軸向與吸能盒的縱向平行，氣動肌肉的一端插入固定座中并通過鉚釘固定，氣動肌肉的另一端置于導軌中隨氣動肌肉的主動收縮，在導軌中沿約束方向滑動，氣動肌肉與導軌孔的孔壁之間預留有容納氣動肌肉膨脹的間隙。本發明在吸能盒中引入氣動肌肉機構，由氣壓控制系統自適應激勵氣動肌肉的主動收縮，能改變吸能盒系統整體的剛度，且氣動肌肉的質量輕。

技術領域

本發明屬于汽車技術領域，具體涉及一種吸能盒。

背景技術

目前，各種類型交通工具，如汽車、火車等由于日益加快的運行速度使得碰撞失事的概率不斷增加，這類失事中產生的劇烈碰撞會給公眾的生命和財產造成的難以承受的損失。隨著經濟以及生活水平的提高，人們越來越多地采用汽車作為出行的代步工具，作為汽車被動安全的重要零件，在碰撞事故發生時吸能盒通過一系列變形吸收防撞梁傳遞的能量，并在能量超過其承載范圍時及時將能量傳遞給其它車身安全構件，起到降低碰撞事故對車身的破壞及人員的傷害作用。隨著汽車持有量的日益增加，汽車的安全事故日益增多，汽車行駛的被動安全技術也越來越受到人們的關注。

傳統的吸能盒是由鋼板鈑金件組成，這種吸能盒重量較大，近年來開發的吸能盒多采用鋁合金材料，然而由于其結構為簡單的擠壓結構，壓潰特性、吸能特征和碰撞穩定性一般不高。汽車發生碰撞時，特別是低速碰撞時，為避免前縱梁變形，通常在汽車橫梁(保險杠)和前縱梁(汽車主框架)之間安裝吸能盒。碰撞發生時，首先接觸的是汽車前保險杠，其次是吸能盒，最后是前縱梁。汽車保險杠和吸能盒不僅起到保護車內乘員和外部行人安全，使傷害程度盡量降低的作用外，也起到使車輛和其它部件的損壞程度降低的作用，這樣在車輛碰撞發生后，其維修成本才會降低。但美國的HHS的測試結果顯示，大部分汽車配置的保險杠目前遠沒有足夠的緩沖性能以達到維修成本降低的目的，在交通工具易于發生接觸的部段安裝特殊設計的吸能盒是目前各廠商解決碰撞問題的主要方法。因此吸能盒除了應具有足夠的強度、剛度以滿足汽車較強的抗撞性能外，還應當具有相當的緩沖吸能能力，以此來減弱碰撞時產生的沖擊力。對于各種各樣的能量吸收與耗散的方式薄壁結構金屬管以及其衍生出的各種泡沫夾心管是非常常見的能量吸收構型。這些金屬薄壁管的應用范圍十分廣泛，在汽車制造業有最為廣泛的應用，除此之外，在航空航天工業，火車制造業，以及造船業等領域也可以經常見到。

發明專利CN103350673A中的圓筒狀吸能盒，吸能盒表面設計螺旋狀分布的仿生吸能槽，內部填充由非牛頓流體和發泡聚丙烯混合而成的填充物；發明專利CN202294642U設計了一種蜂窩鋁填充吸能盒；CN202863357U中內部填塞塊狀泡沫鋁的筒狀金屬吸能盒。CN105235617A中的鋁合金吸能盒的盒體內填充有長纖維增強熱塑性復合材料塊，鋁合金吸能盒體的兩端設置連接板。CN101638076B一種折痕式碰撞吸能盒，采用了一種含鉆石型折痕的吸能盒，由于鉆石型折痕含有比狹長的尖角結構，使得這種吸能盒對缺陷較為敏感，在沖擊環境比較復雜的情況下，即使是非常細微的缺陷也可能影響這種折痕式吸能盒的能量吸能效率。

綜上，提高吸能盒的吸能潛力，是目前汽車行業的研究人員急需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有吸能盒的吸能性能有待提高，現有吸能盒的重量較大的問題，而提供質量輕、結構簡單的基于氣動肌肉的吸能盒。

本發明基于氣動肌肉的吸能盒包括吸能盒、氣動肌肉和固定座，沿吸能盒的縱向在盒體中開有至少一個導軌孔，在導軌孔中安裝有氣動肌肉，氣動肌肉上連接有導氣管，氣動肌肉的軸向與吸能盒的縱向平行，氣動肌肉的一端插入固定座中并通過鉚釘固定，氣動肌肉的另一端置于導軌中隨氣動肌肉的主動收縮，在導軌中沿約束方向滑動，氣動肌肉與導軌孔的孔壁之間預留有容納氣動肌肉膨脹的間隙。