[發明專利]一種調控沖擊載荷沖量的防護裝置

有效

• 申請號: 202011567040.6
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112780714B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 柳占立;楊豐源;寧少武
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16F15/067
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

本發明公開了一種調控沖擊載荷沖量的防護裝置，涉及力學領域，所述裝置包括：擋板系統、支撐系統、調控系統；擋板系統包括：前擋板和后擋板，支撐系統用于支撐擋板系統；調控系統用于調控沖擊載荷沖量；調控系統包括：多個沖量傳遞單元，每一個滑道桿上嵌套有一個傳載塊且該傳載塊為豎直狀態，每一個傳載塊的材質均與前擋板的材質相同，所有傳載塊的質量之和等于前擋板的質量；每一個滑道桿具有不同的傾斜度。本發明使得作用到被防護目標上的沖擊載荷壓力小于被防護物體可承受的壓力的閾值，實現了對傳遞到后擋板的沖量和壓力進行調控的目的，有效的防護了沖擊載荷的沖量，保障了被防護目標的安全，具有極高的實用性。

技術領域

本發明涉及力學領域，特別是涉及一種調控沖擊載荷沖量的防護裝置。

背景技術

生活、工業以及諸多環境中都會存在很多由沖擊而產生的問題，會對人的生命財產安全以及物品結構完整性造成重大威脅，例如：空氣中爆炸產生的沖擊波、汽車碰撞等，這類的沖擊載荷往往具有較大的沖量，這些沖量作用到人或物體上，會對其造成威脅，產生傷害，因此對沖擊載荷的防護尤為重要。

目前，從力學的角度分析，設計防護結構以衰減沖擊載荷沖量的大小，進而保護被防護目標，這是很難實現的設計。主要原因在于，對于防護結構來說，沖量是一個外力決定的物理量，防護結構系統自身內部的作用力的改變并不能有效的衰減沖量的大小。在設計防護結構以衰減沖擊載荷沖量的過程中，一般需要將防護結構作為整體進行分析，因此，作用到防護結構上的沖擊載荷沖量最終還是要作用到被防護目標上。但是，被防護目標都有各自的損傷壓力閾值，當作用到被防護目標上的壓力低于該閾值時，被防護目標可以得到有效的防護。雖然設計防護結構以衰減沖擊載荷沖量的大小較難實現，但是可以對作用到被防護目標上的沖擊載荷沖量進行調控，以使得作用到被防護目標上的壓力顯著降低，從而降低沖擊載荷沖量對被防護目標的損傷。因此，如何設計防護結構，對沖擊載荷沖量實現有效的調控，是亟待解決的問題。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供一種調控沖擊載荷沖量的防護裝置，解決了上述的問題。

本發明實施例提供一種調控沖擊載荷沖量的防護裝置，所述裝置包括：擋板系統、支撐系統、調控系統；

所述擋板系統包括：前擋板和后擋板，所述前擋板的一面迎向所述沖擊載荷的作用方向，另一面朝向所述后擋板，用于接收沖擊載荷沖量，所述后擋板的一面朝向所述前擋板，另一面與被防護物體接觸，用于接收被調控后的沖擊載荷沖量，并且為所述防護裝置提供支撐；

所述支撐系統與所述擋板系統連接，用于支撐所述擋板系統；

所述調控系統與所述擋板系統連接，用于調控所述沖擊載荷的沖量；

其中，所述調控系統包括：多個沖量傳遞單元，所述每一個沖量傳遞單元包括一個滑道桿和一個傳載塊，且所述每一個滑道桿上嵌套有一個傳載塊且該傳載塊為豎直狀態，所述每一個傳載塊可以在嵌套的所述滑道桿上自由滑動，所述每一個傳載塊的材質均與所述前擋板的材質相同，所述每一個傳載塊的厚度均相同，所有所述傳載塊的質量之和等于所述前擋板的質量；

所述每一個傳載塊的初始狀態為與所述前擋板緊密貼合的狀態，所述爆炸波的沖擊載荷作用到所述前擋板后，所述前擋板將沖量全部傳遞給所有傳載塊，所述每個傳載塊在其各自嵌套的滑道桿上以不同的運動狀態分別將沖量傳遞到所述后擋板，以實現對所述沖擊載荷的沖量的調控；

所述每一個滑道桿的一端固定于所述后擋板朝向所述前擋板的一面，所述每一個滑道桿的另一端伸向所述前擋板方向，并與所述前擋板朝向所述后擋板一側的距離均為第一預設距離，且該第一預設距離小于所述傳載塊厚度的一半；

所述每一個滑道桿具有不同的傾斜度，在所述沖擊載荷的傳遞方向上具有相同的跨度，該跨度略小于所述前擋板與所述后擋板之間的水平間距。

可選地，所述支撐系統包括：支撐軌道和緩沖彈簧；