CN110924335A - 用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其包括固定至高速公路隔离栅墙的滑块锁紧机构，隔离栅墙为半刚性护栏或硬质水泥墙；滑块锁紧机构包括固定基板、滑块以及导轨，固定基板固定在道路两侧的隔离栅墙上，滑块为楔形滑块，导轨置于和滑块一体的环形滑道内，导轨的两端固定在固定基板上，共同组成滑动机构；当车辆撞击滑块时，楔形滑块通过弹性变形吸收车辆的撞击能量减少对驾乘人员的毁伤并且楔形滑块可沿导轨限制的方向滑动，其滑动方向与车辆行驶方向同向，从而起到给事故车辆导向的作用，防止车辆撞击后改变行驶方向沿道路斜向穿行，导致其后高速行驶的车辆来不及反应而撞上事故车辆而形成次生事故。

Description

用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置
技术领域
本发明涉及碰撞防护技术领域，更为具体地，本发明涉及一种用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置。
背景技术
高速公路中间的隔离墙一般均是由单层水泥硬质材料堆砌而成，当事故车辆与其发生撞击时，水泥墙体基本不能发生塑性变形来吸收车辆的撞击动能，而是依靠斜面使车辆爬升吸收撞击能量。现有技术中，作为高速公路中间的隔离墙的护栏的双层波形梁拦阻装置就是依靠波形梁的变形来吸收撞击能量。如果在隔离墙两侧设置护栏，则护栏与车辆之间是滑动摩擦，摩擦系数很大，这就会造成车辆方向失去控制反弹回来，伤及车和人员，甚至还会造成次生的撞车事故，因此，期望提出一种低成本的弹性滑动防撞装置，减少高速行驶车辆撞击高速路中间隔离墙对车辆和人员造成的伤害，降低交通事故死亡率。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提出一种用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置；其包括滑块锁紧机构，所述滑块锁紧机构固定至高速公路隔离栅墙，所述隔离栅墙为护栏或硬质水泥墙；所述滑块锁紧机构包括固定基板、滑块以及导轨，所述固定基板固定在道路两侧的所述隔离栅墙上，所述滑块为楔形滑块，所述导轨置于和所述滑块一体的环形滑道内，所述导轨的两端通过紧固件连接固定在固定基板上，共同组成滑动机构；当车辆撞击滑块时，所述楔形滑块通过弹性变形吸收车辆的撞击能量减少对驾乘人员的毁伤并且所述楔形滑块可沿导轨限制的方向滑动，其滑动方向与车辆行驶方向同向，从而起到给事故车辆导向的作用，防止车辆撞击后改变行驶方向沿道路斜向穿行，导致其后高速行驶的车辆来不及反应而撞上事故车辆而形成次生事故其能够解决高速公路上中间隔离栅墙和公路道路上的涵洞、高架桥上的硬质边墙的防撞问题，安装上这种防撞装置能够很大程度上减小高速公路中间隔离栅对故障车辆和驾乘人员的伤害。
本发明的技术方案如下：
一种用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其包括滑块锁紧机构，所述滑块锁紧机构固定至高速公路隔离栅墙，所述隔离栅墙为护栏或硬质水泥墙；所述滑块锁紧机构包括固定基板、弹性滑块以及导轨，所述固定基板固定在高速公路隔离栅墙；所述弹性滑块为楔形滑块，所述导轨置于和所述弹性滑块一体的环形滑道内，所述导轨的两端通过紧固件在固定基板上，共同组成滑动机构；当车辆撞击滑块时，所述楔形弹性滑块产生弹性变形吸收车的撞击能量，同时所述楔形弹性滑块沿导轨限制的方向滑动，其滑动方向与车辆行驶方向同向，从而起到给事故车辆导向的作用，防止车辆撞击后改变行驶方向沿道路斜向穿行，导致其后高速行驶的车辆来不及反应而撞上事故车辆而形成次生事故。
优选地，所述弹性滑块的撞击接触面为斜面，所述弹性滑块的撞击接触面为第一表面，与所述撞击接触面相对的滑块的侧面为第二表面，所述环形滑道设置在所述第二表面。
优选地，所述楔形弹性滑块的斜面的斜度为15度至45度。
优选地，所述环形滑道通过复合纺织材料一体成型。
优选地，所述楔形弹性滑块包括外包裹层和内部填充物，所述外包裹层为复合纺织材料，所述内部填充物为弹性材料。
优选地，所述楔形弹性滑块的内部充填弹性实心或中空圆球形填料，起到变形吸能作用。
优选地，所述滑块锁紧机构在隔离栅墙上沿着汽车前进方向上的均匀布置且所述相邻两个楔形滑块之间的距离为200mm至500mm，随着行进中的车辆连续撞击滑块，车速逐次下降直至停止。车的行进方向也会随着滑块滑动导向作用使其调正为与高速公路的轴向方向一致，从而起到最大程度的减少对车乘人员的伤害和对车辆的损毁，同时也可以降低二次事故的概率。
优选地，各弹性滑块的预设滑动距离为40mm至100mm；所述滑动距离能够减低对车的反作用力，同时调节车的前进方向，可使车沿公路轴向前行，另外随着车与不同滑块的逐个撞击，使车逐点减速。
优选地，所述固定基板包括三部分，分别是第一部分、第二部分和第三部分，第二部分配置用于固定滑块，第一部分和第三部分配置用于将所述滑块锁紧机构固定至所述固定基板，所述固定基板的第二部分与所述滑块的第二表面平行设置，所述固定基板的第一部分和所述固定基板的第三部分别位于所述固定基板的第二部分的两侧，该固定基板的第一部分和固定基板的第三部分分别与所述固定基板的第二部分具有夹角。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其本防撞装置均是由柔性材料制作，没有金属栅栏，支架、转轴、轴承、连接螺栓等金属构件，成本很低，能够进行大规模应用。本发明中，滑块的外壁是由韧性和拉伸强度都很高的化纤织物构成，滑块中间填充弹性实心或中空球作为吸能材料，滑块的几何形状和尺寸、滑块之间的距离、滑块刚度系数K,能够依据不同路段对车辆最高限速设计不同的参数，在保证车辆安全的前提下，实现最低成本。本发明滑块弹性体的吸能及调正车辆的作用比轴式转筒的方法要简单有效，能够更好地保护车辆和乘员。
附图说明
图1是根据本发明的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置的结构示意图。
图2是根据本发明的用于与高速公路隔离栅强配合使用的弹性滑块式防撞装置的单个楔形滑块的结构示意图。
图3是根据本发明的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置的多个楔形滑块的排列布置方式的结构示意图。
具体实施方式
本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
如图1至图3所示的一种用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其包括滑块锁紧机构，所述滑块锁紧机构固定至高速公路隔离栅墙，所述隔离栅墙为半刚性护栏或硬质水泥墙；所述滑块锁紧机构包括固定基板、弹性滑块以及导轨，所述固定基板通过上下两端的挂钩与半刚性护栏波型梁挂接，再通过螺丝将基板锁紧固定在波型梁上，这种结构不需在波型梁上打固定孔从而不会降低波型梁的强度，所述弹性滑块为楔形滑块，所述导轨置于和所述弹性滑块一体的环形滑道内，所述导轨的两端通过紧固件连接固定在固定基板上，共同组成滑动机构；当车辆撞击滑块时，所述楔形弹性滑块产生弹性变形吸收车的撞击能量，同时所述楔形弹性滑块沿导轨限制的方向滑动，其滑动方向与车辆行驶方向同向，从而起到给事故车辆导向的作用，防止车辆撞击后改变行驶方向沿道路斜向穿行，导致其后高速行驶的车辆来不及反应而撞上事故车辆而形成次生事故。所述滑块的撞击接触面为斜面，所述滑块的撞击接触面为第一表面，与所述撞击接触面相对的滑块的侧面为第二表面，所述环形滑道设置在所述第二表面。所述楔形弹性滑块的斜面的斜度为15度至45度。所述滑块宽度在150—450mm之间，高度在 250—800mm之间。所述环形滑道通过复合纺织材料一体成型。
所述楔形滑块包括外包裹层和内部填充物，所述外包裹层为复合纺织材料，所述内部填充物为弹性材料。所述滑块的内部充填弹性体为实心或中空圆球形填料，所述弹性体的直径为25mm至55毫米，根据高速公路设计等级确定弹性体为同一直径或不同直径混装(起到变形吸能作用)。所述滑块锁紧机构在隔离栅墙上沿着汽车前进方向上的均匀布置且所述相邻两个楔形滑块之间的距离为200mm至500mm，随着行进中的车辆连续撞击滑块，车速逐次下降直至停止。车的行进方向也会随着滑块滑动导向作用使其调正为与高速公路的轴向方向一致，从而起到最大程度的减少对车乘人员的伤害和对车辆的损毁，同时也可以降低二次事故的概率。
各弹性滑块的预设滑动距离为40mm至100mm；所述滑动距离能够减低对车的反作用力，同时调节车的前进方向，可使车沿公路轴向前行，另外随着车与不同滑块的逐个撞击，使车逐点减速。所述固定基板包括三部分，分别是第一部分、第二部分和第三部分，第二部分配置用于固定滑块，第一部分和第三部分配置用于将所述滑块锁紧机构固定至所述固定基板，所述固定基板的第二部分与所述滑块的第二表面平行设置，所述固定基板的第一部分和所述固定基板的第三部分别位于所述固定基板的第二部分的两侧，该固定基板的第一部分和固定基板的第三部分分别与所述固定基板的第二部分具有夹角。
如图1至图3所示的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置1，各滑块锁紧机构分别固定至道路两侧的护栏2上。
优选地，所述滑块锁紧机构包括固定基板3、滑块4以及导轨5，固定基板固定在道路两侧的护栏上，所述滑块为楔形滑块4，优选地，所述滑块的撞击接触面为斜面，所述滑块4的撞击接触面为第一表面，与所述撞击接触面相对的滑块的侧面为第二表面，所述第二表面设置有滑道6。导轨设置在滑道内。
优选地，导轨5置于和滑块4一体的环形滑道6内，所述导轨的两端通过紧固件，例如，螺栓连接在固定基板上，共同组成滑动机构。
当车辆撞击滑块时，如图3所示，由于F1的作用使楔形的弹性滑块沿导轨限制的方向滑动，所述滑动方向与车辆行驶方向同向，从而起到给事故车辆导向的作用，防止车辆撞击后改变行驶方向沿道路斜向穿行，导致其后高速行驶的车辆来不及反应而撞上事故车辆而形成次生事故。
优选地，所述楔形滑块的斜面的斜度为15度至45度。
优选地，所述滑道为环形滑道，所述环形滑道通过复合纺织材料一体成型。优选地，所述复合纺织材料为高强度工业复合织物。
优选地，所述楔形滑块包括外包裹层和内部填充物，优选地，所述外包裹层为复合纺织材料，优选地，所述内部填充物为弹性材料。当事故车辆以一个速度撞向带有弹性的滑块时，通过弹性滑块做弹性变形来吸收车辆的撞击能量，从而减少对车辆驾乘人员的伤害。
优选地，所述滑块的内部充填弹性体为实心或中空圆球形填料，起到变形吸能作用。
如图3所示，力F作用在滑块上，滑块在F1力的方向滑动，能够使分力F1增加，F2减少，从而实现减少对车上乘客的伤害和车辆的损害。
优选地，所述滑块锁紧机构在隔离栅墙上沿着汽车前进方向上的均匀布置。优选地，所述相邻两个楔形滑块之间的距离为200mm至500mm。
优选地，每个弹性滑块都有预设的滑动距离。
优选地，所述滑动距离为40mm至100mm之间，所述滑动距离能够减低对车的反作用力，同时调节车的前进方向，可使车沿公路轴向前行，另外随着车与不同滑块的逐个撞击，使车逐点减速。
用于导向防撞的滑块的几何尺寸、间距T、内填充的弹性球的硬度、弹性、直径能够根据高速公路不同设计等级经实验确定不同参数，以便最大程度降低成本。
优选地，所述固定基板包括三部分，分别是第一部分、第二部分和第三部分，第二部分配置用于固定滑块，第一部分和第三部分配置用于将所述滑块锁紧机构固定至所述固定基板，例如，通过紧固件固定至所述固定基板。优选地，所述固定基板的第二部分与所述滑块的第二表面平行设置，所述固定基板的第一部分和所述固定基板的第三部分别位于所述固定基板的第二部分的两侧，该固定基板的第一部分和固定基板的第三部分分别与所述固定基板的第二部分具有夹角。
并列地，根据本发明的滑块锁紧机构能够适用于各种类型的高速公路隔离栅墙，例如，护栏或硬质水泥墙。当根据本发明的滑块锁紧机构用于硬质水泥墙时，由于该水泥墙具有向上的斜度，因此，在撞击时，事故车辆会产生向上的爬升，以缓解部分撞击力。
高速公路上下行间的隔离栅墙均为硬质材料或半刚性材料组成，当高速行进的车辆撞击时，对车载人员和车辆都会产生比较大的伤害。从隔离栅的角度看，分析其产生毁伤的原因，一是刚性设计且硬度很大，不能产生塑性变形来吸收汽车的撞击能量。半刚性设计虽然可以依靠变形来吸收撞击能量，但依据JTGB05-1-2013《公路护栏安全性能评价标准》给出的合格判据：刚性护栏小于20G，半刚性护栏小于10G。该指标远不能达到保护人员安全的程度。与舰载机飞行员承受的加速度比较，仅为5G，小于普通人2-4倍。当车以某一个角度撞击栅墙时，这个与栅墙成一定角度的力可分解为平行于汽车原行驶方向的力,即平行于高速公路方向的力，和垂直于栅墙的反作用力分力，这个分力是造成车和人员毁伤的主要原因。二是隔离栅墙的材料摩擦系数较大，会与车之间产生很大的滑动摩擦阻力，造成车的方向失控，改变了车的行进方向易造成二次事故。本防撞***的设计要点有两个，一是设计成弹性材料，在弹性滑块内加装弹性材料，使车在撞击时弹性滑块有一定的弹性变形，其作用是在一定程度上吸收车的撞击能量和防止车向相对方向运动。二是将滑块设计成有一定厚度的可滑动的滑块，当车撞击滑块时，除了有一定的弹性变形，还可以沿车行进的方向滑动一定的距离，可以较大的减少摩擦阻力，并且同时完成给车辆导向的功能。这样随着行进中的车辆连续撞击滑块，车速逐次下降直至停止。车的行进方向也会随着滑块滑动导向作用使其调正为与高速公路的轴向方向一致，从而起到最大程度的减少对车乘人员的伤害和对车辆的损毁，同时也可以降低二次事故的概率。
高速公路中间隔离栅的防撞装置主要是围绕着两个要点起到防撞作用的。一是在汽车撞击这个防撞装置时，通过弹性变形来吸收汽车的撞击动能；二是通过防撞装置上的滑动部件随着汽车前进方向滑动一个确定的距离，对汽车的行进方向起引导作用。本发明的关键点是：(一)本发明的防撞滑块不是围绕着一个刚性轴转动，而是沿汽车行进方向滑动某一个距离，从而起到对汽车行进方向的引导作用。(二)防撞滑块采用韧性和拉伸强度很高的化纤织物制作，滑块中间充填具有很大弹性的实心或中空圆球形填料，起到变形吸能作用。(三)本设计的独特之处还在于，这个防撞滑块可以在高速公路上不同的限速区段及高架立交桥、涵洞等易造成交通堵塞的敏感地段，依据汽车的最高限速设计不同的几何形状(长、宽、高)，及滑块之间的距离。在保证一定标准的防撞性能前提下，最大限度的降低该装置的成本。 (四)本设计不需要任何的刚性金属机构支撑件、旋转件、紧固件等，整体上全部用柔性材料制作。(五)本设计的用途与现有的道路交通防撞墙均有所不同，它主要解决高速公路中间隔离栅在高速行进的汽车撞击时能起到一定的防护作用，还可以应用在城市及其他道路交通事故敏感地区如高架桥、涵洞上两边的护墙，做成防撞式的。
可替换地，所述楔形滑块的碰撞接触面可以是平面或弧面，只要能达到其碰撞缓冲的作用即落入本发明的范围内。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“至少三个”的含义是两个或两个以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其特征在于，其包括滑块锁紧机构，所述滑块锁紧机构固定至高速公路隔离栅墙，所述隔离栅墙为半刚性护栏或硬质水泥墙；所述滑块锁紧机构包括固定基板、弹性滑块以及导轨，所述固定基板通过上下两端的挂钩与半刚性护栏波型梁挂接，在通过螺丝将基板锁紧固定在波型梁上，所述弹性滑块为楔形滑块，所述导轨置于和所述弹性滑块一体的环形滑道内，所述导轨的两端通过紧固件连接固定在固定基板上，共同组成滑动机构；当车辆撞击弹性滑块时，所述楔形弹性滑块产生弹性变形吸收车的撞击能量，同时所述楔形弹性滑块沿导轨限制的方向滑动，其滑动方向与车辆行驶方向同向，从而起到给事故车辆导向的作用，防止车辆撞击后改变行驶方向沿道路斜向穿行。
2.如权利要求1所述的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其特征在于，所述弹性滑块的撞击接触面为斜面，所述弹性滑块的撞击接触面为第一表面，与所述撞击接触面相对的弹性滑块的侧面为第二表面，所述环形滑道设置在所述第二表面。
3.如权利要求2所述的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其特征在于，所述楔形弹性滑块的斜面的斜度为15度至45度，宽度在150mm至450mm，高度在250mm至800mm。
4.如权利要求3所述的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其特征在于，所述环形滑道通过复合纺织材料一体成型。
5.如权利要求4所述的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其特征在于，所述楔形弹性滑块包括外包裹层和内部填充物，所述外包裹层为复合纺织材料，所述内部填充物为弹性材料。
6.如权利要求5所述的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其特征在于，所述楔形弹性滑块的内部充填弹性体为实心或中空圆球形填料，所述弹性体的直径为25mm至55毫米，根据高速公路设计等级确定弹性体为同一直径或不同直径混装。
7.如权利要求6所述的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其特征在于，所述滑块锁紧机构在隔离栅墙上沿着汽车前进方向上的均匀布置且所述相邻两个楔形滑块之间的距离为200mm至500mm。
8.如权利要求7所述的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其特征在于，各弹性滑块的预设滑动距离为40mm至100mm。
9.如权利要求8所述的用于与高速公路隔离栅墙配合使用的弹性滑块式防撞装置，其特征在于，所述固定基板包括三部分，分别是第一部分、第二部分和第三部分，第二部分配置用于固定滑块，第一部分和第三部分配置用于将所述滑块锁紧机构固定至所述固定基板，所述固定基板的第二部分与所述弹性滑块的第二表面平行设置，所述固定基板的第一部分和所述固定基板的第三部分别位于所述固定基板的第二部分的两侧，该固定基板的第一部分和固定基板的第三部分分别与所述固定基板的第二部分具有夹角。
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