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一种可主动失效的车用接头及智能化接头主动失效系统

阅读:982发布:2023-02-06

专利汇可以提供一种可主动失效的车用接头及智能化接头主动失效系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种可主动失效的车用接头,其包括:主体机构,包括连接 螺栓 、 螺母 、第一孔座和第二孔座;主体机构用于提供安装预紧 力 ,起到连接作用;执行机构,包括 挡板 、 曲柄 、第一气囊室、第二气囊室、第一顶 块 和第二顶块;执行机构则是在需要时可通过向气囊充气,然后通过一系列的机械联动结构卸载接头结构的安装预紧力,可主动从压紧连接状态转换到连接失效状态。本实用新型还公开包含所述可主动失效的车用接头的智能化接头主动失效系统。本实用新型的可主动失效的车用接头可实现接头精确失效,结合 电子 式碰撞 传感器 和气囊给气组件工作,在碰撞工况下,利用传感器 信号 和气囊点爆提供推力,可以实现接头精准快速的主动失效。,下面是一种可主动失效的车用接头及智能化接头主动失效系统专利的具体信息内容。




1.一种可主动失效的车用接头,其特征在于,其包括:


主体机构,包括连接螺栓螺母、第一孔座和第二孔座;其中所述第一孔座和所述第二孔座用于与汽车两个待连接部件连接,所述第一孔座具有一第一连接板,所述第一连接板设有花键槽孔;所述第二孔座具有一块第二连接板,所述第二连接板上设有螺孔;所述第一连接板和所述第二连接板平行设置;所述连接螺栓的主干穿过所述花键式槽孔和所述螺孔,将所述第一连接板和第二连接板串起连接;所述连接螺栓尾端设有可穿过所述花键式槽孔的花键式螺帽;


执行机构,包括挡板曲柄、第一气囊室、第二气囊室、第一顶块和第二顶块;所述挡板设于所述第一连接板外侧,安装时可固定于对应的待连接部件上;所述挡板开有两条滑槽;所述第一气囊室和所述第二气囊室分别同向设于所述滑槽外侧;所述第一顶块和所述第二顶块的中部分别滑配在两条所述滑槽中,所述第一顶块和所述第二顶块的里端分别滑配在所述第一气囊室和所述第二气囊室中且上面布置有气囊;所述曲柄设于所述挡板和所述第一连接板之间,包括轴心部和延伸柄;所述延伸柄位于所述第一顶块的外端下面,所述第一连接板外侧位于所述延伸柄下方设有限位块;所述轴心部远离挡板一侧设有周向布置的花键并与所述花键式螺帽配合,所述轴心部靠近挡板一侧设有斜面凸台,所述第二顶块的外端位于所述斜面凸台上方且具有可与所述斜面凸台斜楔配合的斜面。






2.如权利要求1所述的可主动失效的车用接头,其特征在于,两条所述滑槽一长一断且相互平行,短的所述滑槽位置与所述第一气囊室和所述第一顶块对应,长的所述滑槽位置与所述第二气囊室和所述第二顶块对应。






3.如权利要求1所述的可主动失效的车用接头,其特征在于,所述轴心部呈圆形,所述斜面凸台设于所述轴心部中心位置。






4.如权利要求1所述的可主动失效的车用接头,其特征在于,所述主体机构还包括软金属基体,所述软金属基体设于所述第一连接板和所述第二连接板之间,所述软金属基体设有通孔供所述连接螺栓的主干和花键式螺帽穿过。






5.如权利要求1所述的可主动失效的车用接头,其特征在于,所述第一孔座还具有第一安装板,用于与汽车待连接部件直接连接,所述第一安装板与所述第一连接板相互垂直并连为一体。






6.如权利要求1所述的可主动失效的车用接头,其特征在于,所述第二孔座还具有第二安装板,用于与汽车待连接部件直接连接,所述第二安装板与所述第二连接板相互垂直并连为一体。






7.如权利要求1所述的可主动失效的车用接头,其特征在于,所述连接螺栓的头端做倒圆处理。






8.如权利要求1所述的可主动失效的车用接头,其特征在于,所述花键式槽孔和所述花键式螺帽具有六片周向均匀布置的30度扇形花瓣。






9.一种智能化接头主动失效系统,其特征在于,其包括权利要求1~8任一项所述的可主动失效的车用接头,所述的汽车两个待连接部件为副车架中塔和纵梁,所述第一孔座安装在副车架中塔上,所述第二孔坐安装在纵梁下面;其还包括:


电子式碰撞传感器,安装在汽车前纵梁前端,用于采集碰撞加速信号


三阶巴沃特斯低通滤波器,用于对采集到的碰撞加速度信号进行滤波处理;


气囊给气组件,包括点火控制器、点火控制电路和气体发生器;气体发生器通过导管与所述气囊连通;点火控制器可接收经滤波处理后的碰撞加速度信号,采用移动窗函数积分算法计算速度变化量,达到碰撞安全阈值时,点火控制器可动作接通点火控制电路,点燃气体发生器中的点火介质产生气体可为气囊充气。


说明书全文

一种可主动失效的车用接头及智能化接头主动失效系统

技术领域



本实用新型属于汽车零部件技术领域,具体涉及一种可主动失效的车用接头及智能化接头主动失效系统。


背景技术



车辆在碰撞过程中,为减缓乘员所受伤害,要求尽量降低整车碰撞加速度峰值。可以通过副车架中塔与前纵梁的接头失效来降低碰撞加速度峰值,达到保护乘员的目的,这种情况下希望接头结构可以快速失效。同时为应对车辆使用过程中的极限工况(比如方坑、路沿等),需要车身底盘结构具备抗冲击性能,这种情况下接头结构则需足够的承载能


现有的汽车前纵梁与副车架的接头连接大多采用螺栓连接,通过对螺栓的选型来满足结构耐久和碰撞工况下的安全失效要求。目前公布的相关接头发明专利大致有两种接头失效方式,一种是通过在前纵梁钣金制造结构缺口来实现碰撞工况的失效,其示意图如图1所示,在汽车受到碰撞时,螺栓滑移到缺口处时通过缺口与前纵梁钣金脱开,实现接头失效;另一种是通过在螺栓套筒中制作缺口来实现接头失效,其结构示意图如图2所示,在受到碰撞时,螺栓本体从套筒预先设置的缺口中被拉出,使其与副车架中塔分离,实现接头实效。这样的接头设计虽然成本较低,但对前纵梁变形形式比较敏感,只有在前纵梁按既定形式变形时才可以实现良好失效,对汽车复杂碰撞工况的适应性较差;且属于被动失效,失效时间长且对加速度峰值的减小效果不够明显。专利CN200910246928.7、CN201510458589.4、CN201310009414.6、CN201580035399.X、CN201721563345.3、CN201610169310.5等公开了几种汽车车身用的连接结构,但是均不能实现接头精准快速的主动失效。因此,设计一种能够快速准确失效的接头已成为该领域亟待解决的问题。


实用新型内容


因此,针对现有技术中汽车车身用的连接结构不能实现接头精准快速的主动失效的问题,本实用新型的目的在于提供一种用于车身连接的可主动失效的车用接头。


本实用新型的可主动失效的车用接头包括:


主体机构,包括连接螺栓、螺母、第一孔座和第二孔座;其中所述第一孔座和所述第二孔座用于与汽车两个待连接部件连接,所述第一孔座具有一第一连接板,所述第一连接板设有花键槽孔;所述第二孔座具有一块第二连接板,所述第二连接板上设有螺孔;所述第一连接板和所述第二连接板平行设置;所述连接螺栓的主干穿过所述花键式槽孔和所述螺孔,将所述第一连接板和第二连接板串起连接;所述连接螺栓尾端设有可穿过所述花键式槽孔的花键式螺帽;


执行机构,包括挡板曲柄、第一气囊室、第二气囊室、第一顶块和第二顶块;所述挡板设于所述第一连接板外侧,安装时可固定于对应的待连接部件上;所述挡板开有两条滑槽;所述第一气囊室和所述第二气囊室分别同向设于所述滑槽外侧;所述第一顶块和所述第二顶块的中部分别滑配在两条所述滑槽中,所述第一顶块和所述第二顶块的里端分别滑配在所述第一气囊室和所述第二气囊室中且上面布置有气囊;所述曲柄设于所述挡板和所述第一连接板之间,包括轴心部和延伸柄;所述延伸柄位于所述第一顶块的外端下面,所述第一连接板外侧位于所述延伸柄下方设有限位块;所述轴心部远离挡板一侧设有周向布置的花键并与所述花键式螺帽配合,所述轴心部靠近挡板一侧设有斜面凸台,所述第二顶块的外端位于所述斜面凸台上方且具有可与所述斜面凸台斜楔配合的斜面。


本实用新型的可主动失效的车用接头具有压紧连接和连接失效两种状态,并且可主动从压紧连接状态转换到连接失效状态。具体的,压紧连接状态下,所述花键式螺帽与所述花键式槽孔错开并压紧在所述第一连接板外侧,所述螺母配合螺接在所述连接螺栓头端并压紧在所述第二连接板外侧,所述连接螺栓串起所述第一连接板和所述第二连接板并产生安装预紧力。当需要失效连接时,只需向所述气囊中充气,所述气囊充气后可推动所述第一顶块和所述第二顶块沿滑槽运动;此时,所述第一顶块可推动所述曲柄绕轴心部的轴心(即连接螺栓的轴心)旋转预设度,至所述延伸柄抵至所述限位块处停止,所述曲柄带着所述连接螺栓转动使所述花键式螺帽对准所述花键式槽孔,卸载接头结构的安装预紧力;之后,所述第二顶块向下运动,所述第二顶块126的外端与所述斜面凸台接触,利用冲压模斜楔机构原理,将竖直方向力转变为轴向力,推动所述曲柄和所述连接螺栓沿着轴向运动,所述花键式螺帽进入所述花键式槽孔,此时,所述第二连接板、第一连接板之间无压紧力,连接失效。


较佳的,两条所述滑槽一长一断且相互平行,短的所述滑槽位置与所述第一气囊室和所述第一顶块对应,长的所述滑槽位置与所述第二气囊室和所述第二顶块对应。


较佳的,所述轴心部呈圆形,所述斜面凸台设于所述轴心部中心位置。


较佳的,所述主体机构还包括软金属基体,所述软金属基体设于所述第一连接板和所述第二连接板之间,所述软金属基体设有通孔供所述连接螺栓的主干和花键式螺帽穿过。所述软金属基体可起到缓冲作用,其与第一连接块和第二连接板间均无固定连接,靠三者间挤压力保持对心装配。


较佳的,所述第一孔座还具有第一安装板,用于与汽车待连接部件直接连接,所述第一安装板与所述第一连接板相互垂直并连为一体。


较佳的,所述第二孔座还具有第二安装板,用于与汽车待连接部件直接连接,所述第二安装板与所述第二连接板相互垂直并连为一体。


较佳的,所述连接螺栓的头端做倒圆角处理。


较佳的,所述花键式槽孔和所述花键式螺帽具有六片周向均匀布置的30度扇形花瓣。


本实用新型的目的还在于提供一种智能化接头主动失效系统,其包括所述的可主动失效的车用接头,所述的汽车两个待连接部件为副车架中塔和纵梁,所述第一孔座安装在副车架中塔上,所述第二孔坐安装在纵梁下面;其还包括:


电子式碰撞传感器,安装在汽车前纵梁前端,用于采集碰撞加速度信号


三阶巴沃特斯低通滤波器,用于对采集到的碰撞加速度信号进行滤波处理;


气囊给气组件,包括点火控制器、点火控制电路和气体发生器;气体发生器通过导管与所述气囊连通;点火控制器可接收经滤波处理后的碰撞加速度信号,采用移动窗函数积分算法计算速度变化量,达到碰撞安全阈值时,点火控制器可动作接通点火控制电路,点燃气体发生器中的点火介质产生气体可为气囊充气。


本实用新型的有益效果在于:


1)本实用新型本实用新型的可主动失效的车用接头分为主体机构和执行机构两大模块,其中主体机构用于提供安装预紧力,起到连接作用,执行机构则是在需要时可通过向气囊充气,然后通过一系列的机械联动结构卸载接头结构的安装预紧力,可主动从压紧连接状态转换到连接失效状态,即可实现接头精确失效。


2)本实用新型本实用新型的可主动失效的车用接头模块化设计,装配简单,可用于车身中塔和纵梁之间的连接,结合电子式碰撞传感器、三阶巴沃特斯低通滤波器、气囊给气组件等现有设备元件可组成智能化接头主动失效系统,碰撞工况下,利用传感器信号和气囊点爆提供推力,可以实现接头精准快速的主动失效,可有效地起到车辆乘员保护作用。


附图说明


图1为现有的具有结构缺口的钣金接头失效结构的示意图;


图2为现有的具有缺口的螺栓套筒的示意图;


图3为本实用新型的可主动失效的车用接头的安装示意图;


图4为本实用新型的可主动失效的车用接头的结构示意图;


图5为执行机构与第一孔座、连接螺栓的连接示意图;


图6为第一顶块和第二顶块的装配示意图;


图7为曲柄和花键式螺帽的配合示意图;


图8为限位块的设置示意图;


图9为执行机构的侧视图。


附图标记


可主动失效的车用接头1,


主体机构:第一孔座111,第一安装板1111,第一连接板1112,第二孔座112,第二安装板1121,第二连接板1122,连接螺栓113,花键式螺帽1131,螺母114和软金属基体115;


执行机构:挡板121,第一滑槽1211,第二滑槽1212,曲柄122,轴心部1221,延伸柄1222,花键1223,斜面凸台1224,第一气囊室123,第二气囊室124,第一顶块125,第二顶块126,限位块127;


汽车副车架中塔2;纵梁3。


具体实施方式



以下结合具体实施例,对本实用新型作进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。


实施例1


图3为本实用新型一较佳实施例的可主动失效的车用接头1用于连接汽车副车架中塔2和纵梁3的示意图,可主动失效的车用接头1包括主体机构和执行机构。


如图4和图5所示,主体机构包括第一孔座111、第二孔座112、连接螺栓113、螺母114和软金属基体115,第一孔座111和第二孔座112用于与汽车副车架中塔2和纵梁3连接。第一孔座111包括连为一体第一安装板1111和第一连接板1112,第一安装板1111焊接在副车架中塔2上面,第一连接板1112垂直连接在第一安装板1111上面,第一连接板1112设有花键式槽孔(见图5)。第二孔座112包括连为一体的第二安装板1121和第二连接板1122,第二安装板1121焊接在纵梁3下面,第二连接板1122垂直连接在第二安装板1121下面;第二连接板1122上设有螺孔;第一连接板1112和第二连接板1122相互平行;软金属基体115设于第一连接板1112和第二连接板1122之间起到缓冲作用,软金属基体115设有通孔。软金属基体115与第一连接块1112和第二连接板1122间均无固定连接,靠三者间挤压力保持对心装配。连接螺栓113的主干穿过第一连接板1112的花键式槽孔、软金属基体115的通孔和第二连接板1122的螺孔,将第一连接板1112、软金属基体115和第二连接板1122串起连接。连接螺栓13尾端设有可穿过花键式槽孔的花键式螺帽1131。压紧连接时,花键式螺帽1131与花键式槽孔错开并压紧在第一连接板1112外侧,螺母114配合螺接在连接螺栓113头端并压紧在第二连接板1122外侧。较佳的,连接螺栓113的头端做倒圆角处理。较佳的,花键式槽孔和花键式螺帽1131具有六片周向均匀布置的30度扇形花瓣。


如图4至图9所示,执行机构包括挡板121、曲柄122、第一气囊室123、第二气囊室124、第一顶块125、第二顶块126和限位块127。挡板121设于第一连接板1112外侧,固定于纵梁3下面;挡板121开有相互平行的第一滑槽1211和第二滑槽1212(见图6);第一气囊室123和第二气囊室124分别同向设于第一滑槽1211和第二滑槽1212外侧;第一顶块125和第二顶块126的中部分别滑配在第一滑槽1211和第二滑槽1212中,第一顶块125和第二顶块的里端分别滑配在第一气囊室123和第二气囊室124中且上面布置有气囊(图中未显示)。如图7所示,曲柄122设于挡板121和第一连接板1112之间,包括圆形的轴心部1221和延伸柄1222;延伸柄1221位于第一顶块125的外端下面,限位块127(见图8)设于第一连接板1112外侧并位于延伸柄1222下方;轴心部1221远离挡板121一侧设有周向布置的花键1223并与花键式螺帽1131配合(见图7)。如图9所示,轴心部1221靠近挡板121一侧设有斜面凸台1224,第二顶块126的外端位于斜面凸台1224上方且具有可与斜面凸台1224斜楔配合的斜面。


本实用新型的可主动失效的车用接头1具有压紧连接和连接失效两种状态,并且可主动从压紧连接状态转换到连接失效状态。具体的,压紧连接状态下,如图4所示,花键式螺帽1131与花键式槽孔错开并压紧在第一连接板1112外侧,螺母114配合螺接在连接螺栓113头端并压紧在第二连接板1122外侧,连接螺栓113串起第一连接板1112和第二连接板1122并产生安装预紧力。当需要失效连接时,只需向气囊中充气,气囊充气后可推动第一顶块125和第二顶块126沿滑槽向下运动;此时,第一顶块125可推动曲柄122绕轴心部1221的轴心(即连接螺栓113的轴心)旋转30度,至延伸柄1222抵至限位块127处停止,曲柄122带着连接螺栓113转动使花键式螺帽1131对准花键式槽孔,卸载接头结构的安装预紧力;之后,第二顶块126向下运动,第二顶块126的外端与斜面凸台1224接触,利用冲压模斜楔机构原理,将竖直方向力转变为轴向力,推动曲柄122和连接螺栓沿着轴向运动,花键式螺帽1131进入花键式槽孔,此时,第二连接板1122、第一连接板1112之间无压紧力,连接失效。


实施例2


实施例2在实施例1的基础上,还包括:


电子式碰撞传感器,安装在汽车前纵梁前端,用于采集碰撞加速度信号;


三阶巴沃特斯低通滤波器,用于对采集到的碰撞加速度信号进行滤波处理;


气囊给气组件,包括点火控制器、点火控制电路和气体发生器;气体发生器通过导管与所述气囊连通;点火控制器可接收经滤波处理后的碰撞加速度信号,采用移动窗函数积分算法计算速度变化量,达到碰撞安全阈值时,点火控制器可动作接通点火控制电路,点燃气体发生器中的点火介质产生气体可为气囊充气。


具体工作过程为:当汽车发生碰撞时,安装在纵梁前端的电子式碰撞传感器采集碰撞加速度信号,并通过三阶巴沃特斯低通滤波器对采集到的碰撞加速度信号进行滤波处理。当加速度峰值超过所设定的碰撞加速度阈值,则点火控制器动作引爆管电路,点燃点火介质使气体发生器产生气体为气囊室中的气囊充气,并推动第一顶块125和第二顶块126沿挡板1的滑槽向下运动。此时,第一顶块125推动曲柄122绕连接螺栓113的轴心旋转30度至限位块127处停止,卸载接头结构的安装预紧力。之后,第二顶块126向下运动,第二顶块126的外端与斜面凸台1224接触,利用冲压模斜楔机构原理,将竖直方向力转变为轴向力,推动曲柄122和连接螺栓沿着轴向运动,花键式螺帽1131进入花键式槽孔,此时,第二连接板1122、第一连接板1112之间无压紧力,使得接头结构在碰撞冲击力的作用下分离失效,起到车辆乘员保护作用。


以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明,但本实用新型创造并不限于实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创新的前提下还可作出种种的等同的变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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