[发明专利]基于阿基米德螺旋通道的可控磁流变脂缓冲器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车碰撞安全系统并具有缓冲可控制性的设备，特别涉及一种采用磁流变脂的碰撞缓冲器。

背景技术

车辆碰撞是道路交通较常见的安全事故，一般会造成较为严重的人员、财产损失。

现有技术中，普遍采用的减缓车辆碰撞安全保护装置为被动撞击的保险杠，属于被动吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。早期的轿车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形槽钢，与车架纵梁铆接或焊接在一起。随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置不断更新改进。现有的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。为此出现了塑料保险杠。塑料保险杠包括外板、缓冲材料和横梁三部分；其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为1.5毫米左右的冷轧薄板冲压而成U形槽；外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝连接，可以随时拆卸下来。这种塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚酯系和聚丙烯系两种材料。国外还有一种称为聚碳酯系的塑料，渗进合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好，在轿车上的用量越来越多。但是以上的保险杠都属于被动安全系统的范畴，不能实现主动可控的吸收、缓和外界冲击力，因而，虽然具有一定的缓冲作用，却无法起到较好的吸能缓冲效果，对于车辆碰撞导致的安全事故，无法达到较好的预防和保护效果；同时，保险杠发生较重的撞击后会发生明显破坏，破坏后会继续对车辆及人身造成损坏。

因此，需要一种用于缓冲车辆碰撞的缓冲装置，能够在撞击时主动可控的吸收、缓和外界冲击力，具有较好的吸能缓冲作用，因而能够在车辆碰撞时达到较好的预防和保护效果，较好的减轻撞击后继续对车辆及人身造成较严重的损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的提供一种基于阿基米德螺旋通道的可控磁流变脂缓冲器，能够在撞击时主动可控的吸收、缓和外界冲击力，具有较好的吸能缓冲作用，因而能够在车辆碰撞时达到较好的预防和保护效果，较好的减轻撞击后继续对车辆及人身造成较严重的损坏。

本发明的基于阿基米德螺旋通道的可控磁流变脂缓冲器，包括磁流变阻尼器和撞击可变形的空心承撞件，所述磁流变阻尼器设有用于容纳磁流变脂的阿基米德螺旋通道和磁场强度可调且用于对阿基米德螺旋通道内磁流变脂进行控制的励磁线圈，所述空心承撞件承撞部位为盲端，与该盲端相对的端部与阿基米德螺旋通道首端相连通，所述空心承撞件内部充有磁流变脂，阿基米德螺旋通道末端具有节流排出口。

进一步，所述空心承撞件为沿径向至少一层的波纹管结构，波纹管结构轴向一端为承撞端，波纹管中充有磁流变脂材料，另一端与磁流变阻尼器的阿基米德螺旋通道连通；

进一步，所述磁流变阻尼器为盘状结构，阿基米德螺旋通道沿径向盘绕形成于盘状结构内，阿基米德螺旋通道沿径向的侧壁由非导磁材料制成，沿轴向的侧壁为导磁材料制成；所述励磁线圈绕于盘状结构外圆其磁力线垂直穿过阿基米德螺旋通道的盘绕平面；

进一步，所述阿基米德螺旋通道与波纹管结构相连通的首端口相对于波纹管管腔为缩口；

进一步，波纹管结构的空心承撞件以可拆卸式密封连通于磁流变阻尼器的阿基米德螺旋通道首端；

进一步，波纹管结构的空心承撞件与磁流变阻尼器连接的一端设有用于支撑空心承撞件防止其被撞击变形堵塞阿基米德螺旋通道首端口的管撑套；波纹管结构的空心承撞件承撞端部影响撞击方向的加强板；

进一步，波纹管结构的空心承撞件与磁流变阻尼器之间通过法兰组件可拆卸式密封连通，法兰组件包括与空心承撞件焊接连接的承撞件法兰和与磁流变阻尼器焊接连接的阻尼器法兰；

进一步，所述管撑套与波纹管结构的空心承撞件一体成型并焊接于承撞件法兰，或管撑套外套于波纹管结构的空心承撞件与承撞件法兰焊接端形成管箍结构；

进一步，磁流变阻尼器中的阿基米德螺旋通道至少分为沿轴向并列的两层，每层的阿基米德螺旋通道盘绕于同一平面，相邻层阿基米德螺旋通道之间首尾连通，首层阿基米德螺旋通道的首端连通空心承撞件，末层阿基米德螺旋通道的末端连通节流排出口，相邻层阿基米德螺旋通道之间通过导磁性隔板分隔；

进一步，励磁线圈设有控制其磁场强度的控制系统，所述控制系统包括：

传感器，用于采集碰撞之前的相对速度或/和碰撞力；

控制电路，接收传感器传来的相对速度或/和碰撞力信号并根据该信号控制励磁线圈并调整励磁线圈所产生的电磁场强度；