液压式主动防撞装置.pdf

液压式主动防撞装置，本发明属汽车安全技术中的一个领域。为了使汽车具有更好的防撞性能的同时,又不因此而增加汽车的总长，本方案采取了如下技术措施：把防撞梁分为固定梁和活动梁，活动梁通过连杆、活塞、油缸安装在固定梁上。活动梁可相对固定梁伸出和缩入移动，固定梁与活动梁之间装有活动梁缩入锁定装置，活动梁缩入锁定装置可将活动梁的缩入状态锁定。固定梁与活动梁之间装有活动梁驱动装置，活动梁驱动装置可驱动活动梁向外伸出。油缸通过阀门连通油箱，油缸或阀门上开有一排放小孔。在汽车安装测距装置，测距装置连接计算机，计算机连接活动梁缩入锁定装置。本发明的好处是：能获取较大的物理撞击空间的同时却不增加汽车总长。

权利要求书
1.  液压式主动防撞装置，其特征在于：把防撞梁分为固定梁和活动梁，活动梁通过连杆、活塞、油缸安装在固定梁上，活动梁可相对固定梁伸出和缩入移动，固定梁与活动梁之间装有活动梁缩入锁定装置，活动梁缩入锁定装置可将活动梁的缩入状态锁定，固定梁与活动梁之间装有活动梁驱动装置，活动梁驱动装置可驱动活动梁向外伸出，油缸通过阀门连通油箱，油缸或阀门上开有一排放小孔，在汽车上安装测距装置，测距装置连接计算机，计算机连接活动梁缩入锁定装置。

说明书液压式主动防撞装置
技术领域
本发明属汽车安全技术中的一个领域。
背景技术
路面上的汽车越来越多，交通事故也越来越频繁。汽车高速行驶时，由于物质的惯性作用，汽车及其乘客都存储有巨大的惯性能量。万一这时汽车发生正面撞击，这些能量瞬间释放，将产生巨大的冲击力，其后果是不堪设想的。因为汽车正面碰撞时，车速瞬间减小，甚至回复静止状态。车内乘客在这过程中，将要承受巨大的向前冲击力，将因此有可能受伤。现有技术中，为了在汽车发生正面碰撞时，能缓和外界的冲击力，都在汽车车架的纵梁的前面和后面，安装有防撞钢梁和低速吸能盒。希望它在撞击发生时，能通金属的变形来吸收冲击能量。减小车内各乘员承受的冲击力，尽量保护汽车及乘客。但是，由于防撞钢梁和低速吸能盒合起来的前后总距离只有约20-30公分。因此，它的几何变形尺寸非常有限，对汽车及乘客的保护也非常有限。理由很简单，在惯性能量的释放过程中，同样惯性能量的前提下，作用距离越长，产生的冲击力越小，反之则反。从目前汽车交通事故伤亡情况来看，20-30公分的变形空间是远远不够的，它能形成的保护能力非常有限。现有技术中，为补这一不足，发明了安全气囊。但是，汽车上并非每一个座位上都装上安全气囊，况且安全气囊的展开自身也有一定的危险性。虽然安全气囊质量不大，但瞬间展开时的速度却极高，这一冲击速度对人体而言并非是一个小数目。根据一些国家公路安全管理部门的统计数据，安全气囊在碰撞交通事故中每挽救100名乘员生命的同时，也因气囊的不适当展开及乘员的不正确乘坐位置和坐姿，不幸导致57名乘员失去了生命。上述的这些，都是撞车事故发生后，特别是在汽车前方撞击的事故中，总是有那么多人受伤甚至死亡的主要原因之一。
发明专利申请消能杆式防撞汽车（申请号：2013105565066）和安全气囊式防撞汽车（申请号2013106260775）两大技术方案，把汽车的车厢活动安装在车架上，并在车架与车厢之间加装消能装置，它能非常有效地减小汽车在撞车时对司乘人员的冲击。能非常有效地保护车厢内的所有人。但是这一技术方案同样有它的不足，就是车厢与车架之间必须要留有防撞的空间。这样会加大汽车的总长，影响汽车的灵活性。
可见，现有技术在这方面的努力并不尽如人意，仍有很大的改善空间。如何能让汽车在发生碰撞时，车厢内的乘客所具有的惯性能量能得到尽可能慢的释放，以便减小车厢内乘员承受的冲击力度、减小伤亡的同时又不影响汽车的灵活性，乃是本发明的目的所在。
发明内容
为了使汽车具有更好的防撞性能的同时,又不因此而增加汽车的总长，本方案采取了如下技术措施：把防撞梁分为固定梁和活动梁，活动梁通过连杆、活塞、油缸安装在固定梁上。活动梁可相对固定梁伸出和缩入移动，固定梁与活动梁之间装有活动梁缩入锁定装置，活动梁缩入锁定装置可将活动梁的缩入状态锁定。固定梁与活动梁之间装有活动梁驱动装置，活动梁驱动装置可驱动活动梁向外伸出。油缸通过阀门连通油箱，油缸或阀门上开有一排放小孔。在汽车上安装测距装置，测距装置连接计算机，计算机连接活动梁缩入锁定装置。
本发明的好处是：平时活动梁处在缩入状态并收藏在汽车内，不妨碍汽车的正常行驶、不增加汽车总长。当计算机根椐测距装置传来的数据显示，本车与前面的障碍物的相对速度和直线距离达到危险程度时，判断汽车有可能即将发生碰撞，便迅速按既定程序驱动活动梁缩入锁定装置释放活动梁，使活动梁能在活动梁伸出驱动装置的驱动下及时向外伸出，用活动梁来迎接撞击物。为汽车在撞击过程中赢得了能量释放所需的较大的时间和物理空间，使汽车及其司乘人员得到了更好的保护。同时本方案的活动梁平时处在缩入状态，它不增加汽车的总长，但又能获取较大的物理撞击空间和时间。另一方面，本装置可在现有防撞梁的基础上安装，使汽车可增加额外的、更大的保障。
附图说明
图1是液压式主动防撞汽车，活动横梁处在缩入备用状态示意图。
图2是液压式主动防撞汽车，活动横梁处在伸出状态示意图。
图3是活动横梁处在缩入备用状态时的放大示意图。
图4是活动横梁处在伸出迎接撞击状态时的放大示意图。
图5是油缸、活塞、阀门等组合结构示意图。
图中：后坐1、油箱2、弹簧3、油缸4、连杆5、锁勾6、电磁铁7、锁扣8、活动梁9、固定横梁10、固定纵梁11、活塞12、阀门13。
具体实施方式
本申请所述的活动横梁缩入锁定装置，是指能把活动梁的缩入状态锁定的机电装置。能完成这个任务的机电装置有多种多样。同时,本申请对活动梁缩入锁定装置没有特殊要求，现有技术中所有能把活动梁缩入状态锁定的机电装置都适合本发明使用。例如锁勾锁扣式、插销式等等。另一方面，活动梁缩入锁定装置还有一个功能，就是它可在计算机的指令下开锁。活动横梁缩入锁定装置按执行开锁指令的机关来分又可分为电磁场式、电机式等等。另一方面，当本发明的活动横梁伸出驱动装置不是弹簧时，无须使用活动梁缩入锁定装置。活动梁缩入锁定装置由活动梁驱动装置兼任。
本申请所述的活动横梁伸出驱动装置，是指能把活动梁驱动向外伸出的机电装置。活动梁伸出驱动装置形式也有多种多样，它主要分为机械式和机电式等。机械式中最简单的是用弹簧，利用弹簧力把活动梁驱动向外伸出。机械式还可以包括液压式和气压式等；电动式主要由电机通过齿条或链条等形式把活动梁驱动向外弹出。本申请对活动梁伸出驱动装置没有特殊要求，所有能把活动梁向外驱动伸出的装置都适合本方案使用。
为了使汽车具有更好的防撞性能的同时,又不因此而增加汽车的总长，本方案采取了如下技术措施：把防撞梁分为固定梁和活动梁，本发明的活动梁只包括一条横梁。活动梁通过连杆、活塞、油缸安装在固定梁上。活动梁装在连杆上，连杆的另一端装有活塞并装入油缸内。油缸可通过后坐或前端台阶固定等多种方式安装在固定梁上。这样活动梁就可以相对固定梁伸出和缩入运动，同时还可以把冲击力传递给固定梁。固定梁与活动梁之间装有活动梁缩入锁定装置，活动梁缩入锁定装置可将活动梁的缩入状态锁定。固定梁与活动梁之间装有活动梁驱动装置，活动梁驱动装置可驱动活动梁向外伸出。本例的活动梁驱动装置主要由一条弹簧3构成。平时弹簧3处在压缩状态储存能量，这一状态由活动梁缩入锁定装置锁定。一旦解锁，弹簧上的能量释放，推动活动梁向外迅速伸出。活动梁向外伸出后就可以抵御撞击。撞击的力量通过连杆5、活塞12推动油缸内的液压油，通过油缸或阀门上的小孔回流油箱。由于小孔很少，给液压油的回流产生了很大的阻力。这个阻力正好用于撞击能量的消耗，只要孔径合适（例如小于进油孔径）就可使撞击过程能得到缓冲。
本发明的工作过程：活动梁正常状态下是缩入收藏并由活动梁缩入锁定装置锁定如图1和图3所示。这时的弹簧3外在压缩待发状态；汽车在行驶过程中，测距装置不断测量本车与前面（当本发明装在汽车的前面）障碍物的距离。测距装置把测得的数据传递给计算机,计算机将这些数据换算成当前本车与前面障碍物的相对速度。计算机按既定程序处理这些数据。当数据显示，本车与前面障碍物的相对速度和直线距离达到程序设定的危险程度。例如当相对速度大于10公里/小时、直线距离小于2米时，计算机向活动梁缩入锁定装置的电磁铁7发出解锁指令，让活动梁自由弹出。活动梁锁定装置的电磁铁7收到计算机的指令后吸合带动锁勾6开锁。锁勾6脱离锁扣8，活动梁9在活动梁驱动装置的驱动下，即在弹簧3的驱动下迅速向外伸出，如图2和图4所示。活动梁9在伸出的过程中带动连杆5、活塞12一起向外运动。活塞的这一运动使油缸4内产生了负压并驱动阀门13打开向油箱吸入大量油液。当活动梁弹出到止点时，油缸内注满了油液，为缓冲撞击做好了准备；当发生撞击时，巨大的撞击力通过活动梁9、连杆5推动活塞12后退缩入。这一动作使油缸内产生了巨大的正压，它驱动阀门13关闭。阀门13关闭后压力更大，油缸内的油液在巨大的压力下只有通过阀门或油缸上的小孔向外（油箱）排放。由于小孔的口径很小，所以油液的排放阻力很大。这个阻力正好用于撞击能量的消耗。使撞击过程能得到缓冲，汽车及车内乘客得到更好的保护。
上述危险程度的定义主要取决于系统的反应时间,其中活动梁伸出所需要的时间是关键。系统的反应速度越快越好，实际反应速度可由实测确定。以本发明装在汽车的前方为例。为确保安全，在发生碰撞前活动梁一定要向外伸出。也就是说汽车与前方的障外物之间的相对距离Y，除以当前汽车与障外物之间的相对速度X，所得的时间T，必须要大于系统的反应时间Z，这是确保安全的首要条件。也就是说当Z为固定时，X越大，汽车与障外物之间的允许距离（这个速度下的危险距离）就越长。反之则反。这一关系说明了在不同的相对速度下有不同的警戒距离（或称危险距离）。这一规律刚好适用于汽车在使用过程中的不同环境，它能非常有效地避免误动作。例如在停车场泊位时，汽车与周边物体的相对车速X很小，由于Z已是固定，所以允许汽车与障外物的相对距离（这个速度下的危险距离）就很小。能确保在泊车是时，很小的相对距离Y，活动梁也不会误伸出。另一方面，当汽车以正常的速度行驶，系统允许的相对距离就大大增加。这些特性与路面情况相符。
本发明的活动梁伸出驱动装置可为油泵。把油泵通过油管连接储油缸4,储油缸连接电磁阀,电磁阀连接油箱4就可以通过活塞、连杆驱动活动梁9向外伸出。油缸4上开有一个小孔,用于排放内液,这样的结构可使本发明不使用活动梁缩入锁定装置,同时使用现有的油缸4、活塞12、连杆5、等代替活动梁伸出驱动装置，其效果一样。
在发生撞击的瞬间，巨大的撞击力推动活动梁、连杆和活塞向油缸内方向运动，使油缸内的压力迅速上升。阀门或油缸上设有排放孔，这个孔的孔径很小,它对油液的流动产生发很大的阻力。这一阻力正好用于撞击能量的消耗，同时只要这个孔的孔径适当，它能使汽车在承受撞击时得到很好的缓冲而又不会产生反弹。
由于本发明是主动防撞，所以它可以应用在汽车的各方向，并不仅限于正前方。例如可以装在前、后、左、右任何一方。装在那一方，就在那一方配合安装测距装置即可实现主动防撞。