專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)電磁防撞緩沖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車(chē)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電磁斥力的汽車(chē)防撞緩沖裝置。
背景技術(shù)：
汽車(chē)安全技術(shù)分為主動(dòng)安全技術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)。主動(dòng)安全系統(tǒng)包括車(chē)輛穩(wěn)定性系統(tǒng)、駕駛警告與信息系統(tǒng)及防碰撞系統(tǒng)等三大系統(tǒng)。這些裝置對(duì)預(yù)防交通事故起到了很大的作用，但是在事故發(fā)生后，卻難以起到減輕事故損失的作用。被動(dòng)安全技術(shù)主要包括乘員保護(hù)系統(tǒng)和汽車(chē)結(jié)構(gòu)緩沖吸能系統(tǒng)。乘員保護(hù)裝置包括汽車(chē)安全帶、安全氣囊、可壓潰轉(zhuǎn)向柱等。汽車(chē)安全帶和安全氣囊在碰撞事故中對(duì)乘員起到很好的保護(hù)作用，已安裝到各類(lèi)型汽車(chē)中，但是當(dāng)車(chē)速稍高，乘員依然會(huì)受到嚴(yán)重的損傷。汽車(chē)結(jié)構(gòu)緩沖吸能技術(shù)主要是通過(guò)合理設(shè)計(jì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)，使汽車(chē)碰撞部位達(dá)到最大塑性變形，或使汽車(chē)碰撞時(shí)帶動(dòng)其他緩沖吸能裝置(如液壓裝置、氣動(dòng)裝置或機(jī)械儲(chǔ)能裝置等)以達(dá)到緩沖吸能的目的。美國(guó)通用汽車(chē)公司，提出了一種可自動(dòng)伸縮式的前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)，當(dāng)事故將要發(fā)生時(shí)，主動(dòng)將保險(xiǎn)杠伸出車(chē)體，與碰撞物先行碰撞，達(dá)到緩沖吸能的目的。這種裝置體積、質(zhì)量較大，會(huì)造成保險(xiǎn)杠不穩(wěn)定，且高速碰撞時(shí)吸收的能量也很有限。長(zhǎng)沙理工大學(xué)研究人員提出一種螺紋剪切式汽車(chē)碰撞智能吸能控制系統(tǒng)，在即將發(fā)生碰撞事故時(shí)，啟用此裝置，達(dá)到緩沖吸能的目的。這種裝置也只能應(yīng)用于低速碰撞，且制造成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是減小汽車(chē)碰撞初始動(dòng)能，在汽車(chē)低速正面碰撞或者追尾的時(shí)候，能夠避免汽車(chē)發(fā)生碰撞；在汽車(chē)高速碰撞時(shí)，能減少兩車(chē)碰撞的初始動(dòng)能，起到緩沖吸能的效果，減小碰撞事故的損傷。本實(shí)用新型由信息采集系統(tǒng)I、碰撞識(shí)別系統(tǒng)II、車(chē)間通信系統(tǒng)III和電磁防撞執(zhí)行系統(tǒng)IV組成，其中信息采集系統(tǒng)I由相對(duì)速度測(cè)定模塊a、相對(duì)加速度測(cè)定模塊b和相對(duì)距離測(cè)定模塊c組成，碰撞識(shí)別系統(tǒng)II由碰撞識(shí)別模塊d和控制單元e組成，車(chē)間通信系統(tǒng)III由控制單元e、信號(hào)發(fā)射模塊f和信號(hào)接收模塊g組成，電磁防撞執(zhí)行系統(tǒng)IV由電磁裝置通電控制模塊h和電磁防撞執(zhí)行器i組成；相對(duì)速度測(cè)定模塊a、相對(duì)加速度測(cè)定模塊b和相對(duì)距離測(cè)定模塊c的輸出端均與碰撞識(shí)別模塊d的輸入端連接；控制單元e的輸入端分別與碰撞識(shí)別模塊d和信號(hào)接收模塊g的輸出端連接，控制單元e的輸出端分別與信號(hào)發(fā)射模塊f和電磁裝置通電控制模塊h的輸入端連接；電磁裝置通電控制模塊h的控制開(kāi)關(guān)連接在電磁防撞執(zhí)行器i中線(xiàn)圈正極接線(xiàn)端4和線(xiàn)圈負(fù)極接線(xiàn)端10之間。電磁防撞執(zhí)行系統(tǒng)IV中的電磁防撞執(zhí)行器i由隔磁擋板I、后座2、線(xiàn)圈3、線(xiàn)圈正極接線(xiàn)端4、擋板5、上支架6、圓柱形電磁鐵7、前端固定套筒8、下支架9、線(xiàn)圈負(fù)極接線(xiàn)端
10、螺栓11和供電電容12組成，其中4個(gè)圓柱形電磁鐵7—端與擋板5固接為一體形成帶擋板式電磁鐵，圓柱形電磁鐵7另一端與后座2 —側(cè)的圓柱形孔連接，圓柱形電磁鐵7的圓柱形表面纏有線(xiàn)圈3，其上置有經(jīng)螺栓11固接的上支架6和下支架9，還固接有前端固定套筒8 ;后座2另一側(cè)與隔磁擋板I固接；線(xiàn)圈正極接線(xiàn)端4和線(xiàn)圈負(fù)極接線(xiàn)端10分別經(jīng)后座2兩端的小孔與供電電容12的正負(fù)極端連接；每輛汽車(chē)上置有兩個(gè)電磁防撞執(zhí)行器i，分別固接于汽車(chē)車(chē)身的前部和尾部。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下所述相對(duì)速度測(cè)定模塊a、相對(duì)加速度測(cè)定模塊b和相對(duì)距離測(cè)定模塊c所測(cè)得的相對(duì)速度、相對(duì)加速度和相對(duì)距離信號(hào)，分別通過(guò)相對(duì)速度測(cè)定模塊a、相對(duì)加速度測(cè)定模塊b和相對(duì)距離測(cè)定模塊c的輸出端向碰撞識(shí)別模塊d的輸入端傳遞，且所測(cè)得的模擬信號(hào)可 在模塊內(nèi)部直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；碰撞識(shí)別模塊d以接收的相對(duì)速度、相對(duì)加速度和相對(duì)距離信號(hào)作為前后兩車(chē)之間是否會(huì)相撞的判據(jù)，并通過(guò)碰撞識(shí)別模塊d的輸出端向控制單元e的輸入端傳遞；當(dāng)碰撞識(shí)別模塊d識(shí)別到前后兩車(chē)之間必然發(fā)生碰撞時(shí)，由控制單元e的輸出端向信號(hào)發(fā)射模塊f的輸入端傳遞此信息，并控制信號(hào)發(fā)射模塊f向前車(chē)的信號(hào)接收模塊發(fā)射碰撞預(yù)警信號(hào)，告知前車(chē)碰撞信息，前車(chē)的信號(hào)接收模塊接收到后車(chē)發(fā)射的碰撞信息后，由前車(chē)的信號(hào)發(fā)射模塊向后車(chē)的信號(hào)接收模塊g發(fā)射通電信息，當(dāng)后車(chē)的信號(hào)接收模塊g接收到通電信息后，即將此信息通過(guò)控制單元e傳遞給電磁裝置通電控制模塊h，進(jìn)而控制電磁防撞執(zhí)行器i，前車(chē)的信號(hào)發(fā)射模塊也同時(shí)將后車(chē)發(fā)射的碰撞信息，通過(guò)本車(chē)的控制單元傳遞給電磁裝置通電控制模塊，進(jìn)而同時(shí)控制前后兩車(chē)的電磁防撞執(zhí)行器產(chǎn)生斥力，執(zhí)行避撞動(dòng)作。本實(shí)用新型的積極效果在于將此裝置安裝在汽車(chē)的前部和尾部，在汽車(chē)碰撞前單片機(jī)控制系統(tǒng)檢測(cè)到兩車(chē)即將相撞，于是后車(chē)給前車(chē)發(fā)送信號(hào)，使前車(chē)的電磁裝置與后車(chē)的電磁裝置同時(shí)通電，采用大電容供電，實(shí)現(xiàn)快速大電流放電，產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁斥力，從而減小汽車(chē)碰撞前的初始動(dòng)能，在低速碰撞情況下，可以避免汽車(chē)發(fā)生碰撞；在高速碰撞情況下，可以減小汽車(chē)碰撞初始動(dòng)能，減輕碰撞損傷。

圖I為汽車(chē)電磁防撞緩沖裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖2為電磁防撞執(zhí)行器軸測(cè)圖圖3為電磁防撞執(zhí)行器俯視圖圖4為上支架、下支架和螺栓連接關(guān)系軸測(cè)圖圖5為電磁鐵、線(xiàn)圈和擋板連接關(guān)系軸測(cè)圖其中I.信息米集系統(tǒng)II.碰撞識(shí)別系統(tǒng)III.車(chē)間通信系統(tǒng)IV.電磁防撞執(zhí)行系統(tǒng)a.相對(duì)速度測(cè)定模塊b.相對(duì)加速度測(cè)定模塊c.相對(duì)距離測(cè)定模塊d.碰撞識(shí)別模塊e.控制單元f.信號(hào)發(fā)射模塊g.信號(hào)接收模塊h.電磁裝置通電控制模塊i.電磁防撞執(zhí)行器I.隔磁擋板2.后座3.線(xiàn)圈4.線(xiàn)圈正極接線(xiàn)端5.擋板6.上支架7.圓柱形電磁鐵
8.前端固定套筒9.下支架10.線(xiàn)圈負(fù)極接線(xiàn)端11.螺栓12.供電電容
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做進(jìn)一步描述[0018]如圖I所示，本實(shí)用新型由信息采集系統(tǒng)I、碰撞識(shí)別系統(tǒng)II、車(chē)間通信系統(tǒng)III和電磁防撞執(zhí)行系統(tǒng)IV組成，其中信息采集系統(tǒng)I由相對(duì)速度測(cè)定模塊a、相對(duì)加速度測(cè)定模塊b和相對(duì)距離測(cè)定模塊c組成，碰撞識(shí)別系統(tǒng)II由碰撞識(shí)別模塊d和控制單元e組成，車(chē)間通信系統(tǒng)III由控制單元e、信號(hào)發(fā)射模塊f和信號(hào)接收模塊g組成，電磁防撞執(zhí)行系統(tǒng)IV由電磁裝置通電控制模塊h和電磁防撞執(zhí)行器i組成；相對(duì)速度測(cè)定模塊a、相對(duì)加速度測(cè)定模塊b和相對(duì)距離測(cè)定模塊c的輸出端均與碰撞識(shí)別模塊d的輸入端連接；控制單元e的輸入端分別與碰撞識(shí)別模塊 d和信號(hào)接收模塊g的輸出端連接，控制單元e的輸出端分別與信號(hào)發(fā)射模塊f 和電磁裝置通電控制模塊h的輸入端連接；電磁裝置通電控制模塊h的控制開(kāi)關(guān)連接在電磁防撞執(zhí)行器i中線(xiàn)圈正極接線(xiàn)端4和線(xiàn)圈負(fù)極接線(xiàn)端10之間。如圖2所示，電磁防撞執(zhí)行系統(tǒng)IV中的電磁防撞執(zhí)行器i由隔磁擋板I、后座2、線(xiàn)圈3、線(xiàn)圈正極接線(xiàn)端4、擋板5、上支架6、圓柱形電磁鐵7、前端固定套筒8、下支架9、線(xiàn)圈負(fù)極接線(xiàn)端10、螺栓11和供電電容12組成，其中4個(gè)圓柱形電磁鐵7 —端與擋板5固接為一體，形成帶擋板式電磁鐵，圓柱形電磁鐵7另一端與后座2 —側(cè)的圓柱形孔連接，圓柱形電磁鐵7的圓柱形表面纏有線(xiàn)圈3，其上置有經(jīng)螺栓11固接的上支架6和下支架9，還固接有前端固定套筒8 ;后座2另一側(cè)與隔磁擋板I固接；線(xiàn)圈正極接線(xiàn)端4和線(xiàn)圈負(fù)極接線(xiàn)端10分別經(jīng)后座2兩端的小孔與供電電容12的正負(fù)極端連接；每輛汽車(chē)上置有兩個(gè)電磁防撞執(zhí)行器i，分別固接于汽車(chē)車(chē)身的前部和尾部。后座2采用工程塑料制作，保證足夠的強(qiáng)度和塑性；圓柱形電磁鐵7的鐵芯與擋板5均采用工業(yè)純鐵制作，線(xiàn)圈3采用扁銅線(xiàn)繞制，以提高帶擋板式電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生的電磁斥力；供電電容12采用超級(jí)電容，可實(shí)現(xiàn)快速放電；隔磁擋板I緊貼在后座2的底面，阻隔裝置通電時(shí)產(chǎn)生的電磁波，以免對(duì)汽車(chē)內(nèi)的其他部件產(chǎn)生干擾。如圖2所示，電磁防撞執(zhí)行器由供電電容12供電，供電電容12采用車(chē)載超級(jí)電容，可以實(shí)現(xiàn)快速大電流放電，使電磁裝置在很短的時(shí)間(Is)內(nèi)產(chǎn)生很大的電流(100A-200A)，從而產(chǎn)生很大的電磁斥力，起到顯著的防撞作用。如圖5所示，4個(gè)圓柱形電磁鐵7 —端與擋板5固接為一體形成帶擋板式電磁鐵，圓柱形電磁鐵7的鐵芯與擋板5均采用工業(yè)純鐵制作，以提高帶擋板式電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生的電磁斥力；4個(gè)圓柱形電磁鐵7之間的間距為300mm，若電磁間距太近，會(huì)互相產(chǎn)生干擾，減小產(chǎn)生的電磁斥力，若相隔太遠(yuǎn)，則會(huì)減小可安裝的電磁鐵數(shù)目，使最終的電磁斥力減小。如圖表一所示，讓前后兩車(chē)上的電磁防撞執(zhí)行器正對(duì)，同時(shí)給兩個(gè)電磁防撞執(zhí)行器通電，使電磁鐵的安匝數(shù)(即電流和匝數(shù)的乘積)為150000A，通過(guò)有限元仿真計(jì)算，得到兩個(gè)電磁防撞執(zhí)行器之間力的大小與距離的關(guān)系。從圖表中可以看出，當(dāng)電磁防撞執(zhí)行器距離較近時(shí)，可以產(chǎn)生很大的電磁斥力，能夠顯著地減小汽車(chē)碰撞前的初始動(dòng)能，距離稍遠(yuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電磁斥力也足夠大，能夠有效地減小汽車(chē)動(dòng)能。此電磁防撞執(zhí)行器安裝在汽車(chē)的前部和尾部，信息采集系統(tǒng)I采集到與前車(chē)間的相對(duì)速度、相對(duì)加速度、相對(duì)距離信息后，將信號(hào)傳遞至碰撞識(shí)別系統(tǒng)II，由碰撞識(shí)別系統(tǒng)II識(shí)別當(dāng)前狀況下與前車(chē)是否會(huì)相撞若判斷為相撞，則由控制單元控制信號(hào)發(fā)射模塊給前車(chē)發(fā)送碰撞信號(hào)，前車(chē)若安裝此裝置，則信號(hào)接收模塊接收到碰撞信號(hào)后，通過(guò)自身裝置中的信號(hào)發(fā)射模塊返回通電信號(hào)，后車(chē)信號(hào)接收模塊接收到通電信號(hào)后，兩車(chē)各自的控制模塊控制自身裝置的電磁裝置通電控制模塊，由大電容同時(shí)給電磁鐵通電，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的斥力，在低速碰撞情況下阻止兩車(chē)發(fā)生碰撞，在高速情況下，減小兩車(chē)碰撞初始動(dòng)能，最大限度減小汽車(chē)碰撞過(guò)程中的乘員和車(chē)輛的損傷；前車(chē)若未安裝此裝置，則沒(méi)有前車(chē)的反饋信號(hào)返回后車(chē)，則此裝置不工作；若兩車(chē)正常行駛，不發(fā)生碰撞，則此裝置不工作。圖表一裝置產(chǎn)生的電磁斥力與正對(duì)距離的關(guān)系圖表
權(quán)利要求1.一種汽車(chē)電磁防撞緩沖裝置，其特征在于由信息采集系統(tǒng)(I)、碰撞識(shí)別系統(tǒng)(II)、車(chē)間通信系統(tǒng)(III)和電磁防撞執(zhí)行系統(tǒng)(IV)組成，其中信息采集系統(tǒng)(I)由相對(duì)速度測(cè)定模塊(a)、相對(duì)加速度測(cè)定模塊(b)和相對(duì)距離測(cè)定模塊(C)組成，碰撞識(shí)別系統(tǒng)(II)由碰撞識(shí)別模塊(d)和控制單元(e)組成，車(chē)間通信系統(tǒng)(III)由控制單元(e)、信號(hào)發(fā)射模塊(f)和信號(hào)接收模塊(g)組成，電磁防撞執(zhí)行系統(tǒng)(IV)由電磁裝置通電控制模塊(h)和電磁防撞執(zhí)行器(i)組成；相對(duì)速度測(cè)定模塊(a)、相對(duì)加速度測(cè)定模塊(b)和相對(duì)距離測(cè)定模塊(C)的輸出端均與碰撞識(shí)別模塊(d)的輸入端連接；控制單元(e)的輸入端分別與碰撞識(shí)別模塊(d)和信號(hào)接收模塊(g)的輸出端連接，控制單元(e)的輸出端分別與信號(hào)發(fā)射模塊(f)和電磁裝置通電控制模塊(h)的輸入端連接；電磁裝置通電控制模塊(h)的控制開(kāi)關(guān)連接在電磁防撞執(zhí)行器(i)中線(xiàn)圈正極接線(xiàn)端(4)和線(xiàn)圈負(fù)極接線(xiàn)端(10)之間。
2.按權(quán)利要求I所述的汽車(chē)電磁防撞緩沖裝置，其特征在于所述的電磁防撞執(zhí)行器(i)由隔磁擋板(I)、后座(2)、線(xiàn)圈(3)、線(xiàn)圈正極接線(xiàn)端(4)、擋板(5)、上支架(6)、圓柱形電磁鐵(7)、前端固定套筒(8)、下支架(9)、線(xiàn)圈負(fù)極接線(xiàn)端(10)、螺栓(11)和供電電容(12)組成，其中4個(gè)圓柱形電磁鐵(7) —端與擋板(5)固接為一體形成帶擋板式電磁鐵，圓柱形電磁鐵(7)另一端與后座(2) —側(cè)的圓柱形孔連接，圓柱形電磁鐵(7)的圓柱形表面纏有線(xiàn)圈(3)，其上置有經(jīng)螺栓(11)固接的上支架(6)和下支架(9)，還固接有前端固定套筒⑶；后座⑵另一側(cè)與隔磁擋板⑴固接；線(xiàn)圈正極接線(xiàn)端⑷和線(xiàn)圈負(fù)極接線(xiàn)端(10)分別經(jīng)后座(2)兩端的小孔與供電電容(12)的正負(fù)極端連接；每輛汽車(chē)上置有兩個(gè)電磁防撞執(zhí)行器(i)，分別固接于汽車(chē)車(chē)身的前部和尾部。
專(zhuān)利摘要汽車(chē)電磁防撞緩沖裝置屬于汽車(chē)安全技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型中相對(duì)速度、相對(duì)加速度和相對(duì)距離測(cè)定模塊均與碰撞識(shí)別模塊連接，控制單元分別與碰撞識(shí)別模塊和信號(hào)接收模塊連接，控制單元的輸出端分別與信號(hào)發(fā)射模塊和電磁裝置通電控制模塊連接，電磁裝置通電控制模塊分別與電磁防撞執(zhí)行器的線(xiàn)圈正、負(fù)極接線(xiàn)端連接；將此裝置安裝于汽車(chē)的前部和尾部，在兩車(chē)即將相撞時(shí)，后車(chē)向前車(chē)發(fā)送信號(hào)，使前后車(chē)的電磁裝置同時(shí)通電，由于采用大電容供電，且線(xiàn)圈采用扁平線(xiàn)繞制，可實(shí)現(xiàn)快速大電流放電，產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁斥力，從而減小汽車(chē)碰撞前的初始動(dòng)能，在低速情況下，可避免汽車(chē)發(fā)生碰撞；在高速情況下，可減小汽車(chē)碰撞初始動(dòng)能，減輕碰撞損傷。
文檔編號(hào)B60R19/02GK202499097SQ20122011488
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月24日
發(fā)明者劉宏飛, 朱寧, 李繼威, 李鵬輝, 許洪國(guó), 邱國(guó)富, 鐘學(xué)敏 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)