碰撞缓冲器，例如车载衰减器(TMA)，通常被用来在发生碰撞的情 况下保护公用车辆和从事路旁建设或维护的工人、以及在马路上行驶的 汽车上的乘客。TMA被设计成安全地阻止失控汽车发生其他方面的危险和 可能与无防护的公用车辆的后部发生致命碰撞。典型地，TMA固定在公用 车辆的后部，且沿着向后的方向远离车辆地伸展。在其他实施例中，TMA 被配置成可牵引的挂车。
在美国公路协作研究报告350“公路特征的安全性能评估的推荐程 序”或NCHRP 350中概述的碰撞测试规范中给出了测量TMA的有效性的 标准。在该规范中的测试条件下，无论是轻型车辆还是重型车辆中的乘 客在刚接触车辆内部时受到的速度变化(ΔV)都必须小于12m/s，在接触 之后受到的负加速度都必须小于20g。
与装配在地面上的碰撞缓冲器不同，TMA不能依靠导轨、绳索或围栏 来帮助稳定吸收材料(其在压缩过程中起效)。如果能量吸收材料变得 不稳定的话，TMA的有效吸收能量的能力就会削弱。许多现有技术的系统 使用了大支撑面或可坍塌的框架连杆来防止能量吸收材料在车辆撞击期 间受到压缩时折断。然而，可坍塌的框架连杆等制造复杂且昂贵。
另外，作为能量吸收过程的产物，许多现有的TMA会产生尖锐的金 属碎片，这会对TMA周围的马路工人以及撞击车辆的驾驶员和乘客造成 严重的安全危害。因此，现在需要寻求一种碰撞衰减器，其符合NCHRP350 标准，制造相对廉价，且能够防止碎片对TMA周围的马路工人或撞击车 辆的驾驶员和乘客形成伤害。

一个方面，碰撞衰减器包括：第一端，其适于以可松脱的方式固定 在车辆上；以及第二端，其在纵向方向上与第一端隔开。第二端包括能 够沿着所述纵向方向从预撞击位置运动到撞击位置的撞击构件。碰撞衰 减器还包括至少一对侧向隔开的可变形衰减器构件，该可变形衰减器构 件在一个实施例中具有圆形截面。当车辆撞击碰撞衰减器时，随着撞击 构件从预撞击位置运动到撞击位置时，可变形衰减器构件的至少一部分 沿非外侧方向弯曲。
另一个方面，碰撞衰减器包括：第一端，其适于以可松脱的方式固 定在车辆上；以及第二端，其在纵向方向上与第一端隔开。第二端包括 能够沿着所述纵向方向从预撞击位置运动到撞击位置的撞击构件。碰撞 衰减器还包括至少一对侧向隔开的可变形衰减器构件。可变形衰减器构 件具有近端和远端。当撞击构件处于预撞击位置时，近端以纵向交错的 关系被设置在撞击构件的下游。当撞击构件从预撞击位置运动到撞击位 置时，可变形衰减器构件的至少一部分沿着非外侧的方向弯曲。
又一个方面，碰撞衰减器包括第一端和在纵向方向上与第一端隔开 的第二端。撞击构件以可移动的方式设置在第二端。碰撞衰减器还包括 设置在第一和第二端之间的能量吸收构件。能量吸收构件被配置成在撞 击构件从预撞击位置移动到撞击位置时吸收能量。撞击构件包括撞击表 面，该表面具有大致位于侧向延伸的垂直平面上的大致中心部分，以及 从中心部分开始在侧向方向上向外且在纵向方向上朝向第一端延伸的彼 此相对的侧面部分，因此，各侧面部分不与垂直平面平行。
在一个实施例中，碰撞衰减器包括第一端和在纵向方向上与第一端 隔开的第二端。撞击构件以可移动的方式设置在第二端。碰撞衰减器还 包括设置在第一和第二端之间的能量吸收构件。能量吸收构件被配置成 在撞击构件从预撞击位置移动到撞击位置时吸收能量。撞击构件的相对 的侧面的每一个侧面上耦联有至少一对变形构件。各对变形构件包括内 侧变形构件和外侧变形构件，其中内侧变形构件设置在可变形衰减器构 件的内侧面附近，外侧变形构件设置在可变形衰减器构件的外侧面附近。 外侧变形构件沿着纵向方向被设置在内侧变形构件的下游。
一种用碰撞衰减器对车辆进行减速的方法，包括：提供一种碰撞衰 减器，该衰减器包括：适于以可松脱的方式固定在车辆上的第一端和在 纵向方向上与第一端隔开的第二端，在纵向方向上延伸的至少一对侧向 隔开的可变形衰减器构件，设置成环绕并接合可变形衰减器构件中的至 少一个的一部分的变形构件，以及设置在第一端上的偏转构件；让撞击 构件与车辆撞击；通过撞击构件下游的变形构件使可变形衰减器构件变 形；以及推动变形的衰减器构件抵靠偏转构件，从而使可变形衰减器构 件沿着非外侧的方向弯曲。
另一个方面，一种用碰撞衰减器对车辆进行减速的方法，包括：提 供一种碰撞衰减器，该衰减器包括：撞击构件，至少一对侧向隔开的可 变形衰减器构件，其中该衰减器构件具有圆形截面且在纵向方向上延伸， 偏转构件，以及悬挂构件，其中该悬挂构件固定地耦联在撞击构件上以 便它能够随着撞击构件一起运动；让可变形衰减器构件与偏转构件间隔 一段距离，因此在车辆撞击撞击构件时，第一端不会立即接合偏转构件； 让撞击构件与车辆撞击；以及在撞击构件从预撞击位置移动到撞击位置 时，使可变形衰减器构件弯曲。
另一个方面，一种碰撞衰减器包括：固定在车辆上的第一端，以及 第二端，其中第二端包括撞击构件且在纵向方向上与第一端隔开。碰撞 衰减器还包括固定地耦联在撞击构件上且能够随撞击构件一起运动的悬 挂构件，以及设置在第一和第二端之间的衰减器构件。在撞击构件从预 撞击位置运动到撞击位置时，衰减器构件被配置成发生变形，从而吸收 能量。
该碰撞衰减器提供了优于其它碰撞衰减器的显著优点。例如但不作 为限制，可变形衰减器构件提供了能量损耗，同时还用作衰减器的框架， 从而降低了系统的成本和复杂性。另外，可变形构件例如以成形 (shaping)和/或弯曲的方式发生变形，且不会被切断成或裂成多块。 就这点而言，该系统保持了完好，不会产生自由的马路碎片。
在一个实施例中，可变形构件沿着非外侧的方向变形，这样，它们 不会提供突出或尖锐成分。在一个实施例中，可变形构件的交错配置提 供了更均匀的减速(ride-down)分布。另外，撞击表面和构件的形状和 配置有助于确保其中心部分成为第一和最早接合撞击车辆的区域，从而 减少了侧向隔开的可变形构件的偏心负载。
上述章节是以综合介绍的方式给出的，不希望对下列权利要求形成 限制。通过以结合附图的方式参考下列详细描述，将能最佳地理解目前 优选的实施例以及进一步优点。

图1是碰撞衰减器的第一实施例的透视图；
图2是图1所示的衰减器的撞击端的特写透视图；
图3A是从图1所示的衰减器的拴钩端看去时，所示撞击构件的部分 分解透视图；
图3B是从图1所示的衰减器的撞击端看去时，图3A所示的撞击构 件的部分分解透视图；
图4是图1所示的衰减器的拴钩端的部分分解透视图；
图5A是如图1所示的下游变形结构的透视图；
图5B是图5A所示的下游变形组件的一部分的前视图；
图5C是图5B所示的变形构件的侧视图；
图5D是图5C所示的变形构件的替换实施例；
图6是图1所示的悬挂组件的特写透视图；
图7是与车辆撞击之前，图1所示的衰减器的透视图；
图8A是偏转构件的替换实施例的顶视图；
图8B是图8A所示的偏转构件的替换实施例的特写透视图；
图9A是撞击之前，偏转构件的第二替换实施例的顶视图；
图9B是撞击之后，偏转构件的第二替换实施例的顶视图；
图9C是撞击之前，图9B所示的偏转构件的第二替换实施例的局部 透视图；
图10A是碰撞衰减器的替换实施例的透视图；
图10B是图9A所示的碰撞衰减器的替换实施例的顶视图；
图11是固定的碰撞衰减器的顶视图。

术语“纵向”指碰撞衰减器100的联接端180与撞击端120之间的 横跨方向1，定义了与箭头2大致平行的轴向撞击方向并与该方向共线， 其中箭头2用于在图1、2、7、10A、10B和11中指示交通流方向。术语 “前部”、“向前”、“向前地”及其各种变化指：相对于联接端180 的位置或取向，其中联接端180连接碰撞衰减器100和维修车辆1或类 似物；而术语“后部”、“向后”、“向后地”及其各种变化指：相对 于碰撞衰减器100的撞击端120的位置或取向，其中撞击端120用于抵 挡撞击车辆。术语“下游”指：远离碰撞衰减器100的撞击端120并朝 向其联接端180的位置或取向；而术语“上游”指：远离碰撞衰减器100 的联接端180并朝向其撞击端120的位置或取向。因此，例如，设置在 另一个零件的下游的零件要更接近联接端180，反之亦然，设置在另一个 零件的上游的零件要更接近撞击端120。术语“外侧”指：朝向碰撞衰减 器100的最外缘的方向或取向；而术语“内侧”指：远离碰撞衰减器100 的最外缘并朝向碰撞衰减器100的中心的方向或取向。术语“上部”指： 朝向碰撞衰减器100最顶部的边缘的方向或取向；而术语“下部”指： 朝向地面的垂直方向或取向。
现在参考附图，图1-6说明了结合本发明的优选实施例的碰撞衰减 器100。参考图1，碰撞衰减器100包括引导轴环组件110，撞击端120， 偏转构件130，悬挂组件140(suspension assembly)，车轮150，变 形轴环组件160，十字撑条(cross brace)组件170，联接端180，以 及两对侧向隔开的可变形衰减器构件190。下面的那对侧向隔开的可变形 衰减器构件190包括近端194和远端196，同时上面的那对侧向隔开的可 变形衰减器构件190包括近端192和远端198。衰减器构件190优选圆形 截面直径为3英寸、壁厚为0.125英寸的长钢管。当然，应理解：衰减 器构件190可以由其他材料制成，诸如铝、聚合物、复合材料、或其他 合适材料，它们的壁厚可以比0.125英寸大或小，以及可配置成非圆形 的横截面形状，诸如方形、矩形、八边形等。
参考图2，碰撞衰减器100还包括轴锚固板242、内侧变形构件212 以及外侧变形构件214。优选地，碰撞衰减器100包括两个引导轴环组件 110。各引导轴环组件110包括两个衰减器的接收器111。衰减器的接收 器111包括内侧变形构件212以及外侧变形构件214。紧固孔112设置在 各衰减器的接收器111的内侧表面上。
参考图3A和3B，撞击端120包括撞击构件300，其优选地在其最宽 点上的宽度为73.24英寸。当然，应理解：撞击构件300可以比73.24 英寸更宽或更窄。撞击构件300包括具有中心部分322和侧面部分324 的撞击表面321、框架结构325、内部衰减器引导构件326以及上部和下 部衰减器引导构件328。撞击构件300包括偏转构件130。各偏转构件包 括输入端332和输出端334。优选地，撞击构件300具有四个偏转构件， 每个偏转构件对应于一个可变形衰减器构件190并设置成与该可变形衰 减器构件190接合。
参考图4，联接端180包括车辆联接组件400。车辆联接组件400包 括车辆拴钩接收构件484，可变形联接构件482，上衰减器构件托架498， 以及下衰减器构件托架496。各上、下衰减器构件托架包括有螺栓通孔 492。车辆联接组件400还包括两个十字撑条联接构件490，以及远端支 撑框架410。
参考图5A-5D，变形轴环组件160包括多个变形构件510，连接构件 520，十字撑条联接构件530，以及接收轴环540。变形构件510包括前 缘512和后缘514。
参考图6，悬挂组件140包括一体的悬挂轴644，轴锚固板242，轴 环锚固板660，以及轴环接收器槽670。悬挂组件140还包括一对轮轴648， 以及一对杆臂646。
参考图3A和B，撞击表面321刚性地附连到撞击构件300的最后面 上，且其宽度足以保护牵引着碰撞衰减器100的维修车辆1或类似车辆。 撞击表面321的中心部分322大致位于与框架结构325的最后表面相切 的侧向延伸的垂直平面上。中心部分322的宽度优选为24英寸，且优选 地被设置成中心部分322的水平中心与撞击表面321的水平中心重合。 撞击表面321的两个侧面部分324从中心部分322的最外缘沿侧向向外 延伸，且从中心部分322朝着联接端180在纵向方向上延伸，从而在自 高处观察时，它们关于垂直平面形成锐角，该锐角优选为30度。当然， 应理解：中心部分322可以比24英寸宽或窄，且侧面部分324可被设置 成它们关于垂直平面形成的锐角比30度大或小。
撞击表面321被附连到框架结构上。框架结构本身包括多个管状构 件，这些管状构件优选地具有方形截面，且优选地通过焊接的方式彼此 刚性地固定。当然，应理解：这些框架构件可以是具有任意截面的实心 或管状构件，且可以通过化学粘结、或诸如螺栓、螺钉或铆钉这样的机 械连接件被固定，这些都是本领域公知的。
在操作中，框架结构325用作在撞击过程中抵抗变形的轻质、刚性 支撑，且为偏转构件130和撞击表面321提供反应表面。
偏转构件130优选厚度为1/4英寸、半径为16英寸的连续弯曲的金 属板，但是其他弯曲形状也是合适的，包括变化连续弯曲的非圆形表面。 当然，应理解：偏转构件可以是厚度大于或小于1/4英寸的金属板，也 可以由金属以外的其他材料制成，诸如高密度聚合体、陶瓷或复合材料。 各偏转构件130在输入端332和输出端334处与框架结构325附连，但 优选地在后部表面上的多个点处与框架结构325附连以便能够在撞击过 程中为偏转构件130提供更有支持力的反应表面。偏转构件130的输入 端332在框架构件325的外侧边缘附近与框架附连，偏转构件130的输 出端334在框架结构325的支撑撞击表面321的中心部分322的那部分 附近与框架附连。输出端优选地环绕超过90度，因此输出端至少部分地 指向下游方向。
上部和下部衰减器引导构件328与偏转构件130的上边缘和下边缘 以及框架结构325刚性附连。内部衰减器引导构件326刚性地固定到上 部和下部衰减器引导构件328的最内侧边缘，因此，内部衰减器引导构 件326和上部、下部衰减器引导构件328形成引导槽，该引导槽在撞击 表面受到车辆撞击时，引导各可变形衰减器构件190朝向和沿着偏转构 件130的曲面。
参考图2，引导轴环组件110优选地通过诸如螺栓、螺钉或铆钉这样 的机械连接件、或通过焊接的方式或它们的组合与撞击端120刚性连接。 具体地，引导轴环组件110刚性地附连到上部和下部衰减器构件328。当 然，应理解：还可以通过焊接、胶粘或类似方式来刚性地附连引导轴环 组件110。
各引导轴环组件包括至少一个内侧变形构件212和一个外侧变形构 件214，它们均与各衰减器的接收器111刚性附连。优选地，内侧和外侧 变形构件212和214穿过开槽插入衰减器的接收器111中，随后固定地 固定在其上。用于接收内侧变形构件212的开槽朝向衰减器的接收器111 的后端设置在衰减器的接收器111的内侧上，并靠近相应的偏转构件 130。然而，内侧变形构件212优选地不会延伸超出衰减器的接收器111 的最后端。用于接收外侧变形构件214的开槽在内侧变形构件212的下 游设置在衰减器的接收器111的外侧上。
内侧和外侧变形构件212和214均被配置成穿过开槽插入，因此， 在撞击过程中变形构件212和214至少最低限度地接合可变形衰减器构 件190。然而，可以通过增加或减少插入深度或伸入可变形衰减器构件内 部空间的量来调节内侧和外侧变形构件212和214之间的接合程度。当 然，应理解：内侧和外侧变形构件212和214还可以刚性地附连到衰减 器的接收器111的内壁，从而代替穿过开槽插入。
如图6所示，轴环接收槽670的上端附连到引导轴环组件110的底 部，同时轴环接收槽670的底端附连到轴环锚固板660。使用诸如螺栓、 铆钉或类似物这样的机械紧固件、或通过焊接的方式或它们的组合将各 轴环锚固板660刚性地固定在轴锚固板242上。轴锚固板242附连到悬 挂组件140。更具体地，轴锚固板242优选地通过焊接的方式、或使用机 械紧固件或它们的组合与一体的悬挂轴644附连。在一个实施例中，悬 挂轴644是扭力/悬挂轴组件，诸如TorFlex轴，其包括：矩形主轴， 以及通过一对杆臂646固定在其上的一对轮轴648，所述杆臂646可抵抗 由扭簧形成的偏置力而进行转动。车轮150附连到轮轴648上。当然， 应理解：可以采用其他的轴配置，诸如刚性/直轴，或其他悬挂轴，包括 (为举例的方式而不作为限制)带有阻尼系统的片簧或压缩弹簧。
悬挂组件140的车轮设置在撞击端120附近，以支撑撞击构件300 的重量并防止在碰撞衰减器100被维修车1或类似物牵引时发生过度回 转/振动/偏移。
如图1和2所示，碰撞衰减器100优选地包括长度相同的两对可变 形衰减器构件190。为了使撞击过程中的侧向稳定性最大化，各对可变形 衰减器构件190在侧向上隔开，因此，可变形衰减器构件190被设置在 撞击构件300的外侧边缘。这两对侧向隔开的可变形衰减器构件190也 在垂直方向上隔开以增加稳定性。在优选的实施例中，这两对可变形衰 减器构件190在垂直方向上隔开，以使合成的可变形衰减器抗弯力在垂 直方向上的中心近似处于小型汽车的重心与大型车辆的重心中间，其中 所述小型汽车符合NCHRP350测试标准的820C要求，大型车辆符合 NCHRP350测试标准的2000P要求。当然，应理解：在碰撞衰减器100内 部，可变形衰减器构件190可以在侧向或垂直方向上间隔任意距离。
参考图6，诸如铆钉螺母或焊接螺母这样的螺纹联接构件(未示出) 附连在可变形衰减器构件190的近端192和194附近。优选地，该螺纹 联接构件附连在与上部的侧向隔开的那对可变形衰减器构件190的近端 192以及下部的侧向隔开的那对可变形衰减器构件190的近端194相距同 等距离的地方。可变形衰减器构件190的近端192和194部分插入衰减 器的接收器111的下游端。各可变形衰减器构件190通过单个螺纹紧固 件与引导轴环组件附连，其中所述螺纹紧固件具有足够低的强度以致于 会在与车辆发生撞击时折断。螺纹紧固件插入穿过紧固孔112并被拧入 螺纹联接构件中，从而将可变形衰减器构件190固定在引导轴环组件110 上。螺纹紧固件优选地具有3/8英寸的直径，且由SAE J429级5钢制成， 但并不限于此。当附连到引导轴环组件110时，近端192和194在发生 撞击之前不会接触到偏转构件130，且优选地不会伸出衰减器的接收器 111的最后端，而是在下游与偏转构件的撞击表面相距一段距离。
在一个实施例中，上部的那对侧向隔开的可变形衰减器构件190的 近端192和下部的那对侧向隔开的可变形衰减器构件190的近端194在 下游与偏转构件130的输入端332相距不同距离，以使近端192间隔在 近端194的下游。在这个实施例中，衰减器的接收器111的紧固孔112 是间隔的，以使附连在近端192附近的螺纹联接构件所对应的紧固孔112 被设置在附连在近端194附近的螺纹连接构件所对应的紧固孔112的下 游。
在替换实施例中，近端194可间隔在近端192的下游，同时对应的 紧固孔112也对应隔开。在另一个替换实施例中，如沿着交通流2的方 向从撞击端120看过去，左侧近端192可间隔在上部的那对可变形衰减 器构件190的右侧近端192的下游，反之亦然，右侧近端192可间隔在 左侧近端192的下游。另外，右侧近端194可间隔在下部的那对可变形 衰减器构件190的左侧近端194的下游，反之亦然，左侧近端194可间 隔在右侧近端194的下游。当然，应理解：上述的上部和下部可变形衰 减器构件190的近端192和194的偏置间隔的任何一种组合都是可能的。
紧固孔的这种交错间隔简化了制造过程并降低了成本，因为可以使 用四个同等尺寸的可变形衰减器构件190--其中螺纹联接构件相对于 近端192和194的位置相同--来实现上部那对和下部那对可变形衰减 器构件190之间的交错间隔配置。当然，应理解：可以通过将近端194 间隔在近端192的下游，将一个近端192间隔在另一个近端192的下游， 或使用不同长度的可变形衰减器构件190来实现可变形衰减器构件190 的交错配置。
参考图4，上部和下部的成对可变形衰减器构件190的远端198和 196从引导轴环组件110的衰减器的接收器111沿纵向方向延伸到联接端 180，且包括垂直锚孔(未示出)。具体地，远端198和196在衰减器构 件托架496和498处结束并刚性附连在托架上。如图4所示，衰减器构 件托架496和498设置成环绕远端198和196，且包括螺栓通孔492。优 选地，通过插入1/2英寸左右的螺栓或连接销穿过螺栓孔492和可变形 衰减器构件190上的垂直锚孔，将可变形衰减器构件190附连在衰减器 托架496和498上。
横越衰减器托架496和498之间的侧向和垂直间距的远端支撑框架 410附连在衰减器托架496和498上。两个可变形联接构件482的后端刚 性地附连在远端支撑框架410的前部表面的外侧边缘附近，并沿下游方 向向内延伸，且在下游与车辆拴钩接收构件484附连。车辆拴钩接收构 件484被配置成以可松脱的方式将碰撞衰减器100固定到维修车1或类 似物上。优选地，车辆拴钩接收构件被配置成以可松脱的方式转动地固 定在维修车1的牵引拴钩上，且可包括例如适于接合扣钩或类似耦联设 备的零件(未示出)。
两个十字撑条联接构件490刚性地附连到远端支撑框架410的后部 表面的外侧边缘，并沿上游方向向内延伸。十字撑条构件174的最前端 附连在各十字撑条联接构件490上，同时十字撑条构件174的最后端附 连在变形轴环组件160的联接构件530上。十字撑条构件174优选地通 过螺栓或其他机械紧固件、或通过焊接的方式或它们的组合附连在联接 构件530上。
参考图5，各变形轴环组件160被设置成环绕一对在垂直方向上隔开 的可变形衰减器构件190。变形轴环组件160包括两个接收轴环540。各 接收轴环540被设置环绕在垂直方向上隔开的那对可变形衰减器构件 190中的一个的外表面。上、下接收轴环540由连接构件520连接或固定 地附连在连接构件520上。各变形轴环组件160还包括多个配置成与可 变形衰减器构件190接合的变形构件510。
变形轴环组件160优选地包括沿相对于撞击过程中由可变形衰减器 构件190的变形产生的弯矩中立的轴线设置的四个变形构件510。各变形 构件510具有设置在后缘514上游的前缘512。变形构件510的与可变形 衰减器构件190接合的部分优选地形成为斜坡或半圆形，如图5C和5D 所示。变形构件510刚性地附连在接收轴环540上，且优选地穿过开槽 插入接收轴环540。可以通过增加或减少变形构件510插入接收轴环540 的深度来调节内侧和外侧变形构件510之间的接合程度。这两个变形轴 环组件由侧向支撑杆172连接在一起，这有助于防止可变形衰减器构件 190在撞击过程中在水平平面上弯折。在一个实施例中，仅将上、下变形 构件附连在接收轴环上，其中变形构件沿着可变形构件的中立弯曲轴在 垂直方向上对齐，因此，由变形构件导致的可变形构件的变形不会明显 地改变可变形构件的弯曲特性(惯性矩)。
在操作中，碰撞衰减器100通过车辆拴钩接收构件484与维修车辆1 或类似物的前部或后部上的接收拴钩附连。这种配置允许碰撞衰减器100 像标准拖车组件那样被牵引和转动。衰减器托架496和498在撞击中起 到限制可变形衰减器构件190的远端的作用。碰撞衰减器100被配置成 衰减来自沿着交通流方向2行驶的车辆的能量，其中所述车辆沿着轴向 或偏置方向撞击撞击构件300。
在发生轴向撞击的情况下，撞击车辆首先接触撞击表面321的中心 部分322。在发生偏置撞击的情况下，车辆首先仅压迫撞击表面321的中 心部分322的一侧，但是不会明显压迫相应的侧面部分324。因为侧面部 分324与联接端180成一定角度，偏置撞击更均匀地压迫撞击构件300， 这样减少了对碰撞衰减器100的偏心作用，从而使施加在可变形衰减器 构件190上的弯矩减少。
当车辆撞击撞击构件300时，撞击推动撞击表面321抵靠框架结构 325，在朝向联接端180的纵向方向上加速整个撞击端120和与其刚性附 连的所有零件，包括撞击构件300、引导轴环组件110以及悬挂组件140。
与地面接合的轮子在撞击过程中有助于在纵向方向2上引导碰撞缓 冲。此外，由于悬挂组件140通过引导轴环组件110与撞击构件300刚 性连接，因此悬挂组件140在撞击过程中有助于阻止撞击构件300向下 偏转。
当撞击端120朝向联接端180纵向移动时，连接可变形衰减器构件 190和引导轴环组件110的螺纹紧固件被衰减器的接收器111折断，从而 使可变形衰减器构件190与衰减器的接收器111解耦。当然，应理解： 除了折断之外，还可以使用诸如弹出螺纹紧固件这样的手段来解耦螺纹 紧固件。然后，撞击端120沿着可变形衰减器构件190移动，其中所述 可变形衰减器构件190通过联接端180与维修车辆1连接并因此保持固 定。
一旦衰减器的接收器111已经与可变形衰减器构件190解耦，那么 由于撞击车辆将撞击构件300推向联接端180时，衰减器的接收器111 沿着可变形衰减器构件190移动。当衰减器的接收器111沿着可变形衰 减器构件190移动时，内侧和外侧变形构件212和214与可变形衰减器 构件190接合，这对可变形衰减器构件190具有稳定的作用。在撞击构 件300因撞击力而发生转动(例如在发生偏置撞击的情况下)的情况下， 内侧和外侧变形构件212和214被配置成在发生偏置撞击的那侧接合可 变形衰减器构件190。这种接合将相应的变形力引入最接近转动力矩来源 的可变形衰减器构件190中，而不会在其他可变形衰减器构件190中增 加作用力。同样地，撞击构件趋于沿着这两套可变形衰减器构件匀速运 动。在撞击的初始阶段，可变形的衰减器构件190与偏转构件130相距 一定距离，由碰撞衰减器100施加在车辆上的减速作用力大致受限于包 括悬挂组件140和撞击构件300在内的撞击端120的质量加速度。因此， 车辆及其乘客承受到如NCHRP350规范中制定的属于可接收范围内的ΔV。
当衰减器的接收器111继续向下游纵向运动时，与偏转构件130间 隔最近的可变形衰减器构件190的近端194沿着上、下衰减器引导构件 326运动，并接触偏转构件130的连续弯曲表面的输入端332。当可变形 衰减器构件190的近端194沿着偏转构件130的这个表面运动时，下部 的那对可变形衰减器构件190向内弯曲，从而吸收能量。优选地，弯曲 力导致可变形的衰减器构件190以设定的间距扭绞，这在衰减器的接收 器111朝着联接端180向下游纵向运动时产生连续的卷曲效果。可变形 衰减器构件190每发生一次扭绞，就会形成一个能量吸收峰值，这形成 撞击车辆及其乘客的减速峰值。在一个实施例中，可变形的衰减器构件 以12英寸的间距发生扭绞，可变形构件的端部以6英寸的间距彼此纵向 交错或偏置。
在下部的那对可变形衰减器构件190的近端194接触偏转构件130 后不久，上部的那对可变形衰减器构件190的近端192接触偏转构件130。 上部的那对可变形衰减器构件190以上文中关于下部的那对可变形衰减 器构件190所描述的那种方式向内弯曲。因为可变形的衰减器构件190 以设定的间距发生扭绞，通过交错地让近端192和194与偏转构件130 隔开，使得在任意指定时刻上，仅有两个可变形的衰减器构件190发生 扭绞。因此，在这种交错配置中，在任何指定时刻上，车辆及其乘客所 承受的减速作用力将仅等同因一对可变形衰减器构件190发生扭绞而吸 收的能量。当然，应理解：近端192和194的定位不限于上述的交错配 置，可以使用上部和下部的成对可变形衰减器构件190的左、右近端192、 194的配置，这种配置使得近端192或194中的两个在下游与剩下的两个 近端隔开。
在操作中，十字撑条组件170被配置成增加碰撞衰减器100的侧向 刚度，防止内侧或外侧在弯曲过程中因施加在可变形衰减器构件190上 的弯矩而弯折。十字撑条组件170还减少了可变形衰减器构件190的有 效长度，从而减少了撞击期间可变形衰减器构件190发生变形时的压缩 负载导致发生弯折的可能性。
在小型车辆撞击的情况下，在撞击端120接触十字撑条组件170之 前，撞击车辆被减速在NCHRP350规范范围内。因此，十字撑条组件170 被配置成在小型车辆撞击的情况下不发生变形。然而，十字撑条组件170 被配置成在受到大型车辆的轴向或偏置撞击的情况下发生变形。
当符合NCHRP350测试规范的2000P要求的大型车辆撞击碰撞衰减器 100时，碰撞衰减器的初始阶段和能量吸收与上述过程一致。然而，在大 型车辆撞击过程中，衰减器的接收器111的最前端接触接收轴环540的 最后面，同时用足够大的作用力朝着联接端180的方向加速十字撑条组 件170。这继而导致变形构件510的前缘512接合可变形衰减器构件190。 当衰减器的接收器111继续向下游纵向运动时，随着可变形衰减器构件 190的外表面沿着变形构件510的表面从较浅的前缘512行进到较深的后 缘514，可变形的衰减器构件190逐渐发生变形。因为变形轴环组件160 与十字撑条构件174刚性连接，所以十字撑条构件174也被配置成随着 变形轴环组件160沿着下游方向被推向联接端180而发生变形。
联接端180的可变形联接构件482被配置成无论是受到小型车辆还 是受到大型车辆的轴向撞击，都保持刚性。然而，在受到大型车辆的偏 置撞击时，可变形的联接构件482被配置成发生变形，优选地沿着向上 的方向变形。可变形联接构件482的这种变形导致车辆联接组件400关 于维修车辆1的拴钩底座发生铰接运动，并允许碰撞衰减器100进行远 离车辆的枢轴转动和引导撞击车辆远离维修车辆1。
图7说明了碰撞衰减器100的替换实施例，其中衰减器100还包括 设置在可变形衰减器构件190内的第二可变形衰减器构件。第二可变形 衰减器构件790是外径小到足以被安装在可变形衰减器构件190内的可 变形构件。优选地，第二可变形衰减器构件790为圆形截面的金属管， 且金属管的外径为小于可变形衰减器构件190的内径的预设值。当然， 应理解：第二可变形衰减器构件790可以为实心或中空结构，且可以由 金属、聚合物、复合材料或其他合适的能量吸收材料制成。
第二可变形衰减器构件具有近端792和794以及远端796和798。第 二可变形衰减器构件790的近端792和794在可变形衰减器构件190的 远端196和198处插入，且可以是均匀隔开或交错的，从而以与可变形 衰减器构件190一致的方式反映减速峰值。第二可变形衰减器构件790 的长度优选地小于可变形衰减器构件190的长度。第二可变形衰减器构 件790的远端796和798与可变形衰减器构件的远端196和198耦联。 因此，在碰撞衰减器100的这个替换实施例中，可变形衰减器构件190 包括设置在可变形衰减器构件190内部且顺着可变形衰减器构件190的 纵向长度部分延伸的第二可变形衰减器构件790。
优选地，各个第二衰减器构件790的长度都一样，因此沿着可变形 衰减器构件190的延伸距离也都一样。可变形衰减器构件190的伸过第 二可变形衰减器构件790的近端792和794的部分定义出第一能量吸收 区(Z1)，同时，可变形衰减器构件190的从第二可变形衰减器构件790 的远端798和796延伸至近端792和794的部分定义出第二能量吸收区 (Z2)，其吸收的能量要比第一能量区(Z1)吸收的能量多。
在操作中，该替换实施例通过与上文中关于图1的碰撞衰减器100 所描述的弯曲和变形机制相同的机制来吸收能量。然而，当近端792和 794接触偏转构件130的连续弯曲表面的输入端332时，由于需要额外的 能量来弯曲设在可变形衰减器构件190内部的第二可变形衰减器构件 790，因此碰撞衰减器100的总能量吸收量变大了。当衰减器的接收器111 接触变形轴环组件160并导致变形构件510的前缘512接合可变形衰减 器构件190以至于变形构件510还使第二可变形衰减器构件790发生变 形时，额外的能量以类似的方式被吸收掉。
图8A-9C说明了偏转构件130的替换实施例。图8A说明了弯管830 的顶视图，图8B说明了弯管830的透视图。在图8A-8B中，偏转构件为 具有连续弯曲半径的弯管830，且其内径要大于可变形衰减器构件190 的外径。弯管830具有入口端832和朝着碰撞衰减器的中心向内弯曲的 出口端834。
当可变形衰减器构件190被推动穿过弯管830时，可变形衰减器构 件的外表面接触标志向内弯曲开始的入口端832。随着可变形衰减器构件 190被推动穿过弯管830时，可变形衰减器构件190沿着弯管内表面发生 变形，并在弯管830的出口端834处离开。因为可变形衰减器构件190 被迫顺从弯管830的连续弯曲半径，所以从弯管830中出来的可变形衰 减器构件的半径与弯管830的半径大致相同。出口端可伸展超过90度， 以使得它至少部分地指向下游方向。
图9A说明了撞击之前的变形偏转构件930的顶视图。图9B说明了 撞击之后的变形偏转构件930的顶视图。图9C说明了撞击之前的变形偏 转构件930的透视图。变形偏转构件930包括通过笔直的(straight) 线性面连接的输入端和输出端，其中所述线性面关于可变形衰减器构件 190的纵轴形成钝角。变形偏转构件930的笔直偏转面910的高度小于可 变形衰减器构件190的直径，且设置成偏转面910在垂直方向上的中心 与可变形衰减器构件190的中心轴在一条直线上。
当可变形衰减器构件190被推动抵靠变形偏转构件930的输入边缘 932时，可变形衰减器构件190的外表面接触笔直偏转面910并导致可变 形衰减器构件190向内变形，从而吸收能量。
图10A和10B说明了碰撞衰减器100的另一个替换实施例。碰撞衰 减器1000包括的元件基本上与碰撞衰减器100相同但是被设置成翻转的 (flip-flopped)配置，其中可变形衰减器构件190的近端192和194 刚性地附连到撞击端120，偏转构件130刚性地附连到联接端180。
在碰撞衰减器1000中，当车辆撞击撞击端120时，它加速撞击端120 的质量以及刚性附连在其上的所有零件--包括可变形衰减器构件190、 十字撑条组件170和悬挂组件140--的质量。在预撞击位置上，可变形 衰减器构件190的远端196和198在上游与偏转构件130纵向隔开。优 选地，上部和下部的侧向隔开的可变形衰减器构件190的远端在偏转构 件130上游交错排列，正如关于图1-6所描述的那样。包括有衰减器的 接收器111和内侧、外侧变形构件212、214的引导轴环组件110与联接 端框架组件1025刚性附连。侧向支撑1010在两个引导轴环组件110之 间侧向延伸并连接这两个轴环组件，且在撞击过程中有助于防止内侧和 外侧弯折。
随着撞击端120朝向联接端180向下游运动，可变形衰减器构件190 的远端196和198接合与联接端框架组件1025附连的引导轴环组件110 的内侧和外侧变形构件212和214。远端196和198然后接触偏转构件 130的输入端332，并沿着连续弯曲表面行进到输出端334，这导致可变 形衰减器构件190向内弯曲。
在大型车辆撞击过程中，撞击端120推动变形轴环组件160的前端 抵靠衰减器的接收器111的后端，这导致变形构件510接合可变形衰减 器构件190。
或者，碰撞衰减器1000还可以结合如在上文中关于图7所描述的设 置在可变形衰减器构件190内的第二可变形衰减器构件790。在这种配置 下，近端792和794与近端192和194耦联，且在纵向下游方向上朝着 联接端180沿可变形衰减器构件190的长度部分延伸。当撞击端120朝 向联接端120运动时，第二可变形衰减器构件发生变形，正如在上文中 关于图7所描述的那样。
图11说明了碰撞衰减器的固定锚固的实施例。碰撞衰减器1100包 括：撞击端1120，偏转构件1130，衰减器的接收器1110，十字撑条组件 1170，变形轴环组件1160，以及可变形衰减器构件1190，其中可变形衰 减器构件1190具有在偏转构件1130的下游纵向隔开的远端1196和近端 1192。撞击端包括：中心部分1122，以及两个侧面部分1124，其中所述 侧面部分1124邻接中心部分1122且朝向可变形衰减器构件1190的远端 1196纵向延伸，因此，侧部1124与中心部分1122不平行。变形轴环组 件包括变形构件1140。各衰减器的接收器1110包括内侧变形构件1112 和外侧变形构件1114。
撞击构件1120刚性地附连到偏转构件1130和衰减器的接收器1110。 可变形衰减器构件1190的远端1196刚性地附连到锚固表面1180，诸如 墙壁，或其他固定在地面上的不可动物体，或固定支撑车辆的后端。可 变形衰减器构件1190的近端1192通过可切断的紧固件1150附连在衰减 器的接收器1110上。十字撑条组件1170的前端在可变形衰减器构件1190 的远端1196附近与锚固表面1180附连，同时十字撑条组件1170的后端 与设置成环绕可变形衰减器构件1190的变形轴环组件1160附连。变形 构件1140被附连在变形轴环组件1160上，且被配置成在撞击过程中接 合可变形衰减器构件1190。
在车辆接触撞击构件1120时，撞击构件1120在朝向锚固表面1180 的方向上被加速。这种运动迫使可切断的紧固件1150折断，允许内侧和 外侧变形构件1112和1114接合可变形衰减器构件1190。当撞击构件 1120朝向锚固表面1180行进时，可变形衰减器构件1190的近端1192 接触偏转构件1130。然后，随着近端1192沿着偏转构件1130的连续弯 曲表面被推动，可变形的衰减器构件1190向内弯曲。
当衰减器的接收器1110的前部表面接触变形轴环组件1160的后部 表面时，变形轴环组件沿下游方向被推向锚固表面1180，这导致变形构 件1140接合可变形衰减器构件1190。
虽然已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认 识到，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对形式和细节进行改 变。同样地，期望前面的详细描述被认为是说明性的，而不是作为限制； 且所提交的权利要求，包括其所有的等价物，被打算用来限定本发明的 范围。