| 专利名称： | 一种伸缩式吸能备胎机构 | ||
| 专利名称(英文)： | A telescopic endergic spare tire mechanism | ||
| 专利号： | CN201410098248.6 | 申请时间： | 20140315 |
| 公开号： | CN103802771B | 公开时间： | 20160127 |
| 申请人： | 吉林大学 | ||
| 申请地址： | 130012 吉林省长春市前进大街2699号 | ||
| 发明人： | 那景新; 蔡亮; 郭新宇; 袁正; 张师源; 白霜; 陶士振; 张苹苹; 李婷婷; 刘玉 | ||
| 分类号： | B60R19/20; B62D43/04 | 主分类号： | B60R19/20 |
| 代理机构： | 长春吉大专利代理有限责任公司 22201 | 代理人： | 王寿珍; 朱世林 |
| 摘要： | 一种伸缩式吸能备胎机构，涉及汽车碰撞安全和备胎安放技术领域，具体涉及一种伸缩式吸能备胎机构。包括吸能备胎（1），伸缩折叠机构（3），备胎安装架（4）以及保险杠（6）。所述的吸能备胎（1）设置有安全阀（2），所述的伸缩折叠机构（3）包括气压缸（7）、挺杆（8）、左折叠臂（12）、右折叠臂（14）及两根纵梁。所述的备胎安装架（4）包括滑动架（18）和固定滑轨(19)，滑动架(18)前端通过可压溃连接梁(21)与保险杠（6）固定连接。所述的伸缩折叠机构（3）控制滑动架（18）伸出车外一部分。本发明提出了一种伸缩式吸能备胎机构, 使车辆在碰撞过程中获得一个相对恒定的缓冲力，获得更理想的缓冲碰撞效果，提高了对驾驶员和车辆的安全保护。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a telescopic energy-absorption spare tyre mechanism, and relates to the technical fields of automobile collision safety and spare tyre placement, in particular to the telescopic energy-absorption spare tyre mechanism. The telescopic energy-absorption spare tyre mechanism comprises an energy-absorption spare tyre (1), a telescopic folding mechanism (3), a spare tyre mounting rack (4) and a bumper (6), wherein the energy-absorption spare tyre (1) is provided with a safety valve (2); the telescopic folding mechanism (3) comprises a pneumatic cylinder (7), a tappet (8), a left folding arm (12), a right folding arm (14) and two longitudinal beams; the spare tyre mounting rack (4) comprises a sliding frame (18) and fixed sliding rails (19); the front end of the sliding frame (18) is fixedly connected with the bumper (6) through a conquassation connecting beam (21); the telescopic folding mechanism (3) controls the sliding frame (18) to extend out of the automobile by part. According to the telescopic energy-absorption spare tyre mechanism disclosed by the invention, a vehicle is allowed to obtain a relative-constant buffer force in the collision process, an ideal buffer collision effect is obtained and the safe protection for the driver and the vehicle is improved. | ||
1.一种伸缩式吸能备胎机构，包括吸能备胎（1），伸缩折叠机构（3），备胎安装架 （4）以及保险杠（6），其特征在于： 所述的伸缩折叠机构（3）包括气压缸（7）、挺杆（8）、左折叠臂（12）、右折叠 臂（14）及两根纵梁；所述的挺杆（8）上设有滑套（16），滑套（16）与挺杆（8）间隙 配合，左、右折叠臂（12、14）与滑套（16）通过铰制孔用的螺栓（15）连接，铰制孔用 的螺栓（15）与滑套（16）螺纹连接，与左、右折叠臂（12、14）铰接；所述的两根纵梁 分别由固定段（9）、前折叠段（11）和后折叠段（10）构成，左、右折叠臂（12、14） 的另一端分别与两根纵梁的前、后折叠段（11、10）铰接，固定段（9）固定在底盘上； 在所述的挺杆（8）上设置有解锁块（17），解锁块（17）距挺杆（8）外端的长度为L1， 前折叠段(11)的长度为a，L1≤a； 所述的吸能备胎（1）设置有安全阀（2），设定安全阀（2）维持吸能备胎（1）内的 压力值为吸能备胎（1）爆胎的极限压力的90%～95%； 所述的备胎安装架（4）包括滑动架（18）和固定滑轨（19），固定滑轨（19）固装在 底盘上,滑动架（18）前端通过可压溃连接梁（21）与保险杠（6）固定连接，所述的伸缩 折叠机构（3）通过前折叠段（11）与滑动架（18）铰接，控制滑动架（18）伸出车外一 部分。
2.根据权利要求1所述的一种伸缩式吸能备胎机构，其特征在于：所述的固定滑轨 (19)通过安装块（20）固装在底盘上，所述的滑动架（18）两侧各装有三个滚轮（25）， 滚轮（25）与固定滑轨（19）滚动配合，实现前后移动。
3.根据权利要求1所述的一种伸缩式吸能备胎机构，其特征在于：所述的可压溃连 接梁(21)为方形薄管型材，呈分段阶梯型，易于压溃吸能。
4.根据权利要求1所述的一种伸缩式吸能备胎机构，其特征在于：所述的吸能备胎（1） 由备胎拉带（5）固定在滑动架（18）上。
1.一种伸缩式吸能备胎机构，包括吸能备胎（1），伸缩折叠机构（3），备胎安装架 （4）以及保险杠（6），其特征在于： 所述的伸缩折叠机构（3）包括气压缸（7）、挺杆（8）、左折叠臂（12）、右折叠 臂（14）及两根纵梁；所述的挺杆（8）上设有滑套（16），滑套（16）与挺杆（8）间隙 配合，左、右折叠臂（12、14）与滑套（16）通过铰制孔用的螺栓（15）连接，铰制孔用 的螺栓（15）与滑套（16）螺纹连接，与左、右折叠臂（12、14）铰接；所述的两根纵梁 分别由固定段（9）、前折叠段（11）和后折叠段（10）构成，左、右折叠臂（12、14） 的另一端分别与两根纵梁的前、后折叠段（11、10）铰接，固定段（9）固定在底盘上； 在所述的挺杆（8）上设置有解锁块（17），解锁块（17）距挺杆（8）外端的长度为L1， 前折叠段(11)的长度为a，L1≤a； 所述的吸能备胎（1）设置有安全阀（2），设定安全阀（2）维持吸能备胎（1）内的 压力值为吸能备胎（1）爆胎的极限压力的90%～95%； 所述的备胎安装架（4）包括滑动架（18）和固定滑轨（19），固定滑轨（19）固装在 底盘上,滑动架（18）前端通过可压溃连接梁（21）与保险杠（6）固定连接，所述的伸缩 折叠机构（3）通过前折叠段（11）与滑动架（18）铰接，控制滑动架（18）伸出车外一 部分。
2.根据权利要求1所述的一种伸缩式吸能备胎机构，其特征在于：所述的固定滑轨 (19)通过安装块（20）固装在底盘上，所述的滑动架（18）两侧各装有三个滚轮（25）， 滚轮（25）与固定滑轨（19）滚动配合，实现前后移动。
3.根据权利要求1所述的一种伸缩式吸能备胎机构，其特征在于：所述的可压溃连 接梁(21)为方形薄管型材，呈分段阶梯型，易于压溃吸能。
4.根据权利要求1所述的一种伸缩式吸能备胎机构，其特征在于：所述的吸能备胎（1） 由备胎拉带（5）固定在滑动架（18）上。
翻译：技术领域
本发明涉及汽车碰撞安全和备胎安放技术领域，具体涉及一种伸缩式吸能备胎机构。
背景技术
随着我国人民生活水平的提高和汽车产业的发展，汽车已经成为人们日常出行的重要 交通工具，随着而来的交通事故次数和伤亡人数也大幅上升。由于驾驶员本身、道路环境、 气候和汽车技术状态等因素的影响，交通事故不可能完全避免。据统计正面碰撞事故占总 数67%。因此，如何最大限度地保证正面碰撞时人员的安全、减少事故造成损失，具有重 要的意义。然而，目前的客车、平头卡车等车辆，前部吸能空间比较小，碰撞时容易对驾 驶员和乘员造成伤害，而其车头下部的备胎在碰撞过程中却没有得到充分的利用。
中国专利申请号201220204283.8公开了一种伸缩式汽车保险杠，其中的伸缩折叠机 构能够很好地实现保险杠的收缩，但是该伸缩折叠机构使用两个气压缸进行驱动，占用很 大的空间和动力。
大多数车辆都采用传统的吊挂式备胎架，占用很大的空间。对于一些骨架高度空间有 所限制的车辆如双层公路客车则不能使用这种方式。
现针对以上问题，本发明提出了一种伸缩式吸能备胎机构。
发明内容
本发明提出了一种伸缩式吸能备胎机构,使车辆在碰撞过程中获得一个相对恒定的缓 冲力，获得更理想的缓冲碰撞效果，提高了对驾驶员和车辆的安全保护。
结合附图，具体说明如下：
一种伸缩式吸能备胎机构，包括吸能备胎1，伸缩折叠机构3，备胎安装架4以及保 险杠6；
所述的伸缩折叠机构3包括气压缸7、挺杆8、左折叠臂12、右折叠臂14及两根纵梁； 所述的挺杆8上设有滑套16，滑套16与挺杆8间隙配合，左、右折叠臂12、14与滑套 16通过铰制孔用的螺栓15连接，铰制孔用的螺栓15与滑套16螺纹连接，与左、右折叠 臂12、14铰接；所述的两根纵梁分别由固定段9、前折叠段11和后折叠段10构成，左、 右折叠臂12、14的另一端分别与两根纵梁的前、后折叠段11、10铰接，固定段9固定在 底盘上；
在所述的挺杆8上设置有解锁块17，解锁块17距挺杆8外端的长度为L1，前折叠段 (11)的长度为a，L1≤a；
所述的吸能备胎1设置有安全阀2，设定安全阀2维持吸能备胎1内的压力值为吸能 备胎1爆胎的极限压力的90%～95%；
所述的备胎安装架4包括滑动架18和固定滑轨19，固定滑轨19固装在底盘上,滑动 架18前端通过可压溃连接梁21与保险杠6固定连接，所述的伸缩折叠机构3通过前折叠 段11与滑动架18铰接，控制滑动架18伸出车外一部分。
所述的固定滑轨19通过安装块20固装在底盘上，所述的滑动架18两侧各装有三个 滚轮25，滚轮25与固定滑轨19滚动配合，实现前后移动。
所述的可压溃连接梁21为方形薄管型材，呈分段阶梯型，易于压溃吸能。
所述的吸能备胎1由备胎拉带5固定在滑动架18上。
有益效果
该伸缩式吸能备胎机构安装在汽车车身前部底盘上，占用的高度空间相对于吊挂式备 胎安装架较少，能够很好地解决一些骨架高度空间有所限制的车辆如双层客车等的备胎安 装问题。同时，距离传感器时刻监控与前方障碍物的距离，速度传感器监测行驶速度，当 达到危险距离同时超出设定速度值时，伸缩式吸能备胎机构提前伸出车身外面，在车辆发 生碰撞时，首先是传统的保险杠和可压溃连接梁起缓冲吸能，最主要的是该发明中吸能备 胎在碰撞时能够通过吸能备胎上的安全阀减压，维持吸能备胎内的压力为吸能备胎爆胎的 极限压力的90%～95%，使车辆在发生碰撞的过程中获得一个相对恒定的缓冲力，获得更理 想的缓冲碰撞效果，确保更好地保护驾驶员和车辆的安全。如若安全隐患解除，伸缩折叠 机构中的解锁块拉动滑套向回移动，铰接在滑套上的左、右折叠臂带动前、后折叠段折叠 回收，达到仅用一个气压缸就能解除伸缩折叠机构完全伸展时的锁死位置，使滑动架回到 初始位置的目的。在安全距离和安全车速内，伸缩式吸能备胎机构藏于车身底部，不增加 车辆外形尺寸。
附图说明
图1为本发明所述的伸缩式吸能备胎机构伸出车外最大值时的俯视示意图；
图2为本发明所述的伸缩式吸能备胎机构伸出车外最大值时正视示意图；
图3为本发明所述的伸缩式吸能备胎机构伸出车外最大值时右视示意图；
图4为图1中固定滑轨与滚轮配合的A-A剖视图；
图5为本发明所述的伸缩折叠机构示意图；
图6为本发明所述的挺杆上的滑套与左、右折叠臂连接的放大左视示意图；
图7为本发明所述的备胎安装架示意图；
图8为本发明所述的伸缩式吸能备胎机构在初始位置时的示意图；
图9为本发明所述的伸缩式吸能备胎机构伸出过程中某瞬间的示意图；
图10为本发明所述的伸缩式吸能备胎机构伸出车外最大值时的示意图；
图11为本发明所述的伸缩式吸能备胎机构在伸出车外最大值时的主要尺寸参数示意 图。
图中：1、吸能备胎2、安全阀3、伸缩折叠机构4、备胎安装架5、备胎拉带6、 保险杠7、气压缸8、挺杆9、固定段10、后折叠段11、前折叠段12、左折叠臂13、 铰链14、右折叠臂15、铰制孔用的螺栓16、滑套17、解锁块18、滑动架19、固定滑 轨20、安装块21、可压溃连接梁22、滑动架后挡板23、滑动架上盖板24、滑动架下 托板25、滚轮26、滚轮轴
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的描述。以下实施例仅用 于更清楚地说明本发明技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
参照图1至图7，一种伸缩式吸能备胎机构，特别适合于安装在车身前部底盘为框架 结构的车辆上，由吸能备胎1、伸缩折叠机构3、备胎安装架4以及保险杠6组成。
其中，所述的吸能备胎1设置有安全阀2，吸能备胎1由备胎拉带5固定在滑动架18 上，在车辆发生碰撞时，提前伸出车外的吸能备胎1作为主要的吸能元件，安全阀2能够 通过释放气体压力，维持吸能备胎1内的压力值为吸能备胎1爆胎的极限压力的90%～95%， 使车辆在碰撞过程中获得一个相对恒定的缓冲力，获得更理想的缓冲碰撞效果。
其中，所述的伸缩折叠机构3包括气压缸7、挺杆8、滑套16、解锁块17、左折叠臂 12、右折叠臂14及两根纵梁，挺杆8上设有滑套16，滑套16与挺杆8间隙配合，左、右 折叠臂12、14与滑套16通过铰制孔用的螺栓15连接，铰制孔用的螺栓15与滑套16螺 纹连接，与左、右折叠臂12、14铰接；两根纵梁分别由固定段9、前折叠段11和后折叠 段10构成，左、右折叠臂12、14的另一端分别与两根纵梁的前、后折叠段11、10铰接， 固定段9固定在底盘上，在挺杆8上设置有解锁块17。
其中，所述的备胎安装架4包括滑动架18和固定滑轨19，所述的滑动架18为框架结 构。所述的固定滑轨19两侧焊有用于把备胎安装架4安装在底盘上的安装块20。所述的 滑动架18两侧各装有三个滚轮25，所述的滚轮25与固定滑轨19配合，实现前后移动。 所述的伸缩折叠机构3通过前折叠段11与滑动架18铰接，控制滑动架18伸出车外一部 分。
滑动架18前端焊接有可压溃连接梁21，可压溃连接梁21为方形薄管型材，呈分段阶 梯型，易于压溃吸能，通过螺栓与保险杠6连接。在车辆发生碰撞时，首先是所述的可压 溃连接梁21支撑的保险杠6和障碍物接触，所述的可压溃连接梁21可完全被压溃，使吸 能备胎1更好的发挥缓冲吸能效果。
车辆上装有距离传感器和速度传感器，距离传感器测得距离信号和速度传感器测得速 度信号经过电控单元处理后共同控制气压缸7的伸缩。
参照图8至图10，所述的伸缩折叠机构3控制所述的滑动架18的伸缩，在车辆发生 碰撞前，滑动架18在气压缸7中挺杆8的推动下沿着固定滑轨19的轨道向前移动，直到 前折叠段11和后折叠段10完全展开，左、右折叠臂12、14在同一直线上，到达锁死位 置，这时吸能备胎1提前伸出车外一部分，首先是保险杠6和可压溃连接梁21被压溃， 然后是突出的吸能备胎1通过安全阀2的减压，安全阀维持吸能备胎1内的压力值为吸能 备胎1爆胎的极限压力的90%～95%，使车辆在碰撞过程中获得一个相对恒定的缓冲力，获 得更理想的缓冲碰撞效果，确保驾驶员和车辆的安全。
如若安全隐患解除，回收的挺杆8上解锁块17带动滑套16向回移动，从而带动铰接 在滑套16上的左、右折叠臂12、14拉动前、后折叠段11、10折叠回收，达到仅用一个 气压缸就能解除伸缩折叠机构3完全伸展时的锁死位置，使滑动架18回到初始位置的目 的。在安全距离和安全车速内，所述的滑动架18藏于车身底部。当需要取出或者装载吸 能备胎1时，卸下所述的保险杠6即可。
参照图11可知，解锁块17距挺杆8外端的长度L1，前折叠段11与后折叠段10的长 度均为a。为了保证伸缩折叠机构3完全伸长，滑套16在向前方终点运动时应当不受解锁 块17的限制，所以，确定解锁块17距挺杆8外端长度：L1≤a
以上尺寸的关系是建立在忽略铰链和滑套的尺寸的基础上。
根据具体车型的备胎大小以及车身前部空间大小确定其他结构尺寸、气缸进气量的多 少、安全距离值、安全速度值、电控单元的延时控制等。
