CN110682880B - 一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置及缓冲吸能方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置，包括缓冲壳和驱动***，所述缓冲壳的左侧活动连接有汽车保险杠，所述缓冲壳的内壁固定连接有回形壁，所述回形壁的内部开设有气密性槽，本发明涉及汽车安全防护技术领域。该基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置及缓冲吸能方法，通过汽车碰撞带动回形架向右侧运动，使得气密性塞在气密性槽内滑动并挤压缓冲弹簧，可以吸收部分汽车碰撞冲能，配合电磁线圈、驱动电源和磁流变液柱，使得磁流变液柱呈现出高粘度、低流动性，吸收大部分汽车碰撞冲能，缓冲吸能特性好，在碰撞时不易变形，起到了应有的保险作用，且碰撞变形后磁流变液柱不需要更换，使用寿命长。

Description

一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置及缓冲吸能方法

技术领域

本发明涉及汽车安全防护技术领域，具体为一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置及缓冲吸能方法。

背景技术

汽车安全对于车辆来说分为主动安全和被动安全两大方面。主动安全就是尽量自如的操纵控制汽车。无论是直线上的制动与加速还是左右打方向都应该尽量平稳，不至于偏离既定的行进路线，而且不影响司机的视野与舒适性。这样的汽车，当然就有着比较高的避免事故能力，犹其在突发情况的条件下保证汽车安全。被动安全是指汽车在发生事故以后对车内乘员的保护，如今这一保护的概念以及延伸到车内外所有的人甚至物体。由于国际汽车界对于被动安全已经有着非常详细的测试细节的规定，所以在某种程度上，被动安全是可以量化的。

现有的汽车碰撞缓冲装置，大都是采用结构形式简单、成本低廉的简易非金属材料进行缓冲，部分采用横杠、内衬加强件和树脂类的泡沫填料进行缓冲，非金属材料缓冲吸能特性最差，在碰撞时极易变形，起不到应有的保险作用，而泡沫填料一次性使用，碰撞变形后需要更换。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置及缓冲吸能方法，解决了现有的汽车碰撞缓冲装置，非金属材料缓冲吸能特性差，在碰撞时极易变形，泡沫填料碰撞变形后需要更换的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置，包括缓冲壳和驱动***，所述缓冲壳的左侧活动连接有汽车保险杠，所述缓冲壳的内壁固定连接有回形壁，所述回形壁的内部开设有气密性槽，且气密性槽与缓冲壳的内部连通，所述气密性槽的内表面滑动连接有气密性塞，所述气密性塞的左侧固定连接有回形架，所述回形架的左侧贯穿回形壁并延伸至回形壁的外部，所述回形架的左侧与汽车保险杠的右侧接触，气密性塞的右侧固定连接有缓冲弹簧，且缓冲弹簧的右端与气密性槽的内壁固定连接，所述回形壁的内壁活动连接有磁流盒，所述磁流盒的外表面固定连接有活塞板，且活塞板的外表面与回形壁的内表面滑动连接，所述磁流盒内部的左侧和右侧分别开设有圆柱槽和阶梯槽，所述阶梯槽内壁的上下两侧均固定连接有滑块，两个所述滑块之间固定连接有磁流变液柱，所述磁流变液柱的左端贯穿磁流盒并延伸至磁流盒的外部。

优选的，所述缓冲弹簧的数量设置有多个，且缓冲弹簧在气密性槽的内壁均匀分布。

优选的，所述磁流盒内部右侧的上下两侧均固定连接有驱动电源，所述圆柱槽的内壁固定连接有电磁线圈。

优选的，所述缓冲壳内壁的左侧固定连接有安装杆，所述安装杆的左端贯穿磁流盒并延伸至阶梯槽的内部，所述安装杆的左端与磁流变液柱的右端活动连接。

优选的，所述磁流盒的左侧固定连接有弹性片，且弹性片的数量设置有多个。

优选的，所述驱动***包括加速度传感器、中央处理器和电流控制模块，所述加速度传感器的输出端与中央处理器的输入端连接。

优选的，所述中央处理器的输出端与电流控制模块的输入端连接，所述电流控制模块的输出端通过导线与驱动电源的输入端连接。

本发明还公开了一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲吸能方法，具体包括以下步骤：

S1、当汽车保险杠受到撞击时，此时汽车保险杠挤压回形架，进而带动回形架向右侧运动，从而带动气密性塞在气密性槽的内表面向右侧滑动，并压缩缓冲弹簧，此时部分汽车碰撞产生的能量被缓冲弹簧吸收；

S2、当S1中的气密性塞向右侧运动时，此时从气密性槽排出的气体通入缓冲壳内，使得磁流盒向左侧滑动，当弹性片触碰汽车保险杠时，吸收部分汽车碰撞产生的能量，然后加速度传递至磁流盒上，使得磁流盒向右侧滑动；

S3、此时加速度传感器接收信号，通过中央处理器分析处理后，此时电流控制模块根据加速度大小控制驱动电源输出电流大小，使得电磁线圈通电；

S4、当S3中的电磁线圈通电后，此时磁流变液柱在强磁场作用下，呈现出高粘度、低流动性，由磁流变液柱吸收大部分汽车碰撞产生的能量，同时通过安装杆推动磁流变液柱向左侧运动，使其充分吸收汽车碰撞产生的能量即可。

（三）有益效果

本发明提供了一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置及缓冲吸能方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：

（1）、该基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置及缓冲吸能方法，通过在缓冲壳的内壁固定连接有回形壁，回形壁的内部开设有气密性槽，且气密性槽与缓冲壳的内部连通，气密性槽的内表面滑动连接有气密性塞，气密性塞的左侧固定连接有回形架，回形架的左侧贯穿回形壁并延伸至回形壁的外部，回形架的左侧与汽车保险杠的右侧接触，气密性塞的右侧固定连接有缓冲弹簧，且缓冲弹簧的右端与气密性槽的内壁固定连接，回形壁的内壁活动连接有磁流盒，磁流盒的外表面固定连接有活塞板，且活塞板的外表面与回形壁的内表面滑动连接，磁流盒内部的左侧和右侧分别开设有圆柱槽和阶梯槽，阶梯槽内壁的上下两侧均固定连接有滑块，两个滑块之间固定连接有磁流变液柱，磁流变液柱的左端贯穿磁流盒并延伸至磁流盒的外部，S1、当汽车保险杠受到撞击时，此时汽车保险杠挤压回形架，进而带动回形架向右侧运动，从而带动气密性塞在气密性槽的内表面向右侧滑动，并压缩缓冲弹簧，此时部分汽车碰撞产生的能量被缓冲弹簧吸收；S2、当S1中的气密性塞向右侧运动时，此时从气密性槽排出的气体通入缓冲壳内，使得磁流盒向左侧滑动，当弹性片触碰汽车保险杠时，吸收部分汽车碰撞产生的能量，然后加速度传递至磁流盒上，使得磁流盒向右侧滑动；S3、此时加速度传感器接收信号，通过中央处理器分析处理后，此时电流控制模块根据加速度大小控制驱动电源输出电流大小，使得电磁线圈通电；S4、当S3中的电磁线圈通电后，此时磁流变液柱在强磁场作用下，呈现出高粘度、低流动性，由磁流变液柱吸收大部分汽车碰撞产生的能量，同时通过安装杆推动磁流变液柱向左侧运动，使其充分吸收汽车碰撞产生的能量即可，通过汽车碰撞带动回形架向右侧运动，使得气密性塞在气密性槽内滑动并挤压缓冲弹簧，可以吸收部分汽车碰撞冲能，利用气密性塞和活塞板的密封性，使得磁流盒向左移动挤压汽车保险杠，配合电磁线圈、驱动电源和磁流变液柱，使得磁流变液柱呈现出高粘度、低流动性，吸收大部分汽车碰撞冲能，缓冲吸能特性好，在碰撞时不易变形，起到了应有的保险作用，且碰撞变形后磁流变液柱不需要更换，使用寿命长。

（2）、该基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置及缓冲吸能方法，通过在缓冲壳内壁的左侧固定连接有安装杆，安装杆的左端贯穿磁流盒并延伸至阶梯槽的内部，安装杆的左端与磁流变液柱的右端活动连接，磁流盒的左侧固定连接有弹性片，且弹性片的数量设置有多个，通过设置安装杆，利用安装杆抵住磁流变液柱向左侧运动，使其与汽车保险杠接触充分缓冲吸能。

（3）、该基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置及缓冲吸能方法，通过在加速度传感器的输出端与中央处理器的输入端连接，中央处理器的输出端与电流控制模块的输入端连接，电流控制模块的输出端通过导线与驱动电源的输入端连接，通过加速度传感器感应汽车碰撞产生的加速度，利用中央处理器分析处理后，配合电流控制模块，可以根据加速度的大小，调节驱动电源输出电流值大小。

附图说明

图1为本发明的内部结构主视图；

图2为本发明磁流盒的内部结构主视图；

图3为本发明的内部结构测试图；

图4为本发明驱动***的原理框图。

图中，1-缓冲壳、2-驱动***、21-加速度传感器、22-中央处理器、23-电流控制模块、3-汽车保险杠、4-回形壁、5-气密性槽、6-弹性片、7-气密性塞、8-回形架、9-缓冲弹簧、10-磁流盒、11-活塞板、12-圆柱槽、13-阶梯槽、14-滑块、15-磁流变液柱、16-驱动电源、17-电磁线圈、18-安装杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置，包括缓冲壳1和驱动***2，驱动***2包括加速度传感器21、中央处理器22和电流控制模块23，中央处理器22为ARM9系列微处理器，中央处理器22的输出端与电流控制模块23的输入端连接，电流控制模块23的输出端通过导线与驱动电源16的输入端连接，加速度传感器21的输出端与中央处理器22的输入端连接，缓冲壳1内壁的左侧固定连接有安装杆18，通过设置安装杆18，利用安装杆18抵住磁流变液柱15向左侧运动，使其与汽车保险杠3接触充分缓冲吸能，安装杆18的左端贯穿磁流盒10并延伸至阶梯槽13的内部，安装杆18的左端与磁流变液柱15的右端活动连接，缓冲壳1的左侧活动连接有汽车保险杠3，缓冲壳1的内壁固定连接有回形壁4，回形壁4的内部开设有气密性槽5，且气密性槽5与缓冲壳1的内部连通，气密性槽5的内表面滑动连接有气密性塞7，气密性塞7的左侧固定连接有回形架8，回形架8的左侧贯穿回形壁4并延伸至回形壁4的外部，回形架8的左侧与汽车保险杠3的右侧接触，气密性塞7的右侧固定连接有缓冲弹簧9，缓冲弹簧9的数量设置有多个，且缓冲弹簧9在气密性槽5的内壁均匀分布，且缓冲弹簧9的右端与气密性槽5的内壁固定连接，回形壁4的内壁活动连接有磁流盒10，磁流盒10的左侧固定连接有弹性片6，且弹性片6的数量设置有多个，磁流盒10内部右侧的上下两侧均固定连接有驱动电源16，驱动电源16与外部电源电性连接，圆柱槽12的内壁固定连接有电磁线圈17，电磁线圈17与驱动电源16通过导线电性连接，磁流盒10的外表面固定连接有活塞板11，且活塞板11的外表面与回形壁4的内表面滑动连接，磁流盒10内部的左侧和右侧分别开设有圆柱槽12和阶梯槽13，阶梯槽13内壁的上下两侧均固定连接有滑块14，两个滑块14之间固定连接有磁流变液柱15，磁流变液柱15内设置有磁流变液，磁流变液柱15的左端贯穿磁流盒10并延伸至磁流盒10的外部。

本发明还公开了一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲吸能方法，具体包括以下步骤：

S1、当汽车保险杠3受到撞击时，此时汽车保险杠3挤压回形架8，进而带动回形架8向右侧运动，从而带动气密性塞7在气密性槽5的内表面向右侧滑动，并压缩缓冲弹簧9，此时部分汽车碰撞产生的能量被缓冲弹簧9吸收；

S2、当S1中的气密性塞7向右侧运动时，此时从气密性槽5排出的气体通入缓冲壳1内，使得磁流盒10向左侧滑动，当弹性片6触碰汽车保险杠3时，吸收部分汽车碰撞产生的能量，然后加速度传递至磁流盒10上，使得磁流盒10向右侧滑动；

S3、此时加速度传感器21接收信号，通过中央处理器22分析处理后，此时电流控制模块23根据加速度大小控制驱动电源16输出电流大小，使得电磁线圈17通电；

S4、当S3中的电磁线圈17通电后，此时磁流变液柱15在强磁场作用下，呈现出高粘度、低流动性，由磁流变液柱15吸收大部分汽车碰撞产生的能量，同时通过安装杆18推动磁流变液柱15向左侧运动，使其充分吸收汽车碰撞产生的能量即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置，包括缓冲壳（1）和驱动***（2），所述缓冲壳（1）的左侧活动连接有汽车保险杠（3），其特征在于：所述缓冲壳（1）的内壁固定连接有回形壁（4），所述回形壁（4）的内部开设有气密性槽（5），且气密性槽（5）与缓冲壳（1）的内部连通，所述气密性槽（5）的内表面滑动连接有气密性塞（7），所述气密性塞（7）的左侧固定连接有回形架（8），所述回形架（8）的左侧贯穿回形壁（4）并延伸至回形壁（4）的外部，所述回形架（8）的左侧与汽车保险杠（3）的右侧接触，气密性塞（7）的右侧固定连接有缓冲弹簧（9），且缓冲弹簧（9）的右端与气密性槽（5）的内壁固定连接，所述回形壁（4）的内壁活动连接有磁流盒（10），所述磁流盒（10）的外表面固定连接有活塞板（11），且活塞板（11）的外表面与回形壁（4）的内表面滑动连接，所述磁流盒（10）内部的左侧和右侧分别开设有圆柱槽（12）和阶梯槽（13），所述阶梯槽（13）内壁的上下两侧均固定连接有滑块（14），两个所述滑块（14）之间固定连接有磁流变液柱（15），所述磁流变液柱（15）的左端贯穿磁流盒（10）并延伸至磁流盒（10）的外部，所述磁流盒（10）内部右侧的上下两侧均固定连接有驱动电源（16），所述圆柱槽（12）的内壁固定连接有电磁线圈（17）；

所述驱动***（2）包括加速度传感器（21）、中央处理器（22）和电流控制模块（23），所述加速度传感器（21）的输出端与中央处理器（22）的输入端连接，所述中央处理器（22）的输出端与电流控制模块（23）的输入端连接，所述电流控制模块（23）的输出端通过导线与驱动电源（16）的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置，其特征在于：所述缓冲弹簧（9）的数量设置有多个，且缓冲弹簧（9）在气密性槽（5）的内壁均匀分布。

3.根据权利要求2所述的一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置，其特征在于：所述缓冲壳（1）内壁的左侧固定连接有安装杆（18），所述安装杆（18）的左端贯穿磁流盒（10）并延伸至阶梯槽（13）的内部，所述安装杆（18）的左端与磁流变液柱（15）的右端活动连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置，其特征在于：所述磁流盒（10）的左侧固定连接有弹性片（6），且弹性片（6）的数量设置有多个。

5.根据权利要求4所述的一种基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲装置，其特征在于：其缓冲吸能方法具体包括以下步骤：

S1、当汽车保险杠（3）受到撞击时，此时汽车保险杠（3）挤压回形架（8），进而带动回形架（8）向右侧运动，从而带动气密性塞（7）在气密性槽（5）的内表面向右侧滑动，并压缩缓冲弹簧（9），此时部分汽车碰撞产生的能量被缓冲弹簧（9）吸收；

S2、当S1中的气密性塞（7）向右侧运动时，此时从气密性槽（5）排出的气体通入缓冲壳（1）内，使得磁流盒（10）向左侧滑动，当弹性片（6）触碰汽车保险杠（3）时，吸收部分汽车碰撞产生的能量，然后加速度传递至磁流盒（10）上，使得磁流盒（10）向右侧滑动；

S3、此时加速度传感器（21）接收信号，通过中央处理器（22）分析处理后，此时电流控制模块（23）根据加速度大小控制驱动电源（16）输出电流大小，使得电磁线圈（17）通电；

S4、当S3中的电磁线圈（17）通电后，此时磁流变液柱（15）在强磁场作用下，呈现出高粘度、低流动性，由磁流变液柱（15）吸收大部分汽车碰撞产生的能量，同时通过安装杆（18）推动磁流变液柱（15）向左侧运动，使其充分吸收汽车碰撞产生的能量即可。

Images