能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115923621A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202310036407.9(22)申请日2023.01.09(71)申请人深圳弘冉智能科技有限公司地址518110广东省深圳市龙华区龙华街道松和社区梅龙大道1040号共和和丰大厦B栋22层2209(72)发明人朱清(74)专利代理机构南京创略知识产权代理事务所(普通合伙)32358专利代理师刘文艳(51)Int.Cl.B60N2/427(2006.01)B60R21/0136(2006.01)B62D65/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统及其制备方法，乘员安全系统包括阻尼装置、半包覆式座舱和座椅，其中半包覆式座舱和座椅相邻分布，阻尼装置设置于半包覆式座舱和车体之间，阻尼装置包括粘弹性元件和可溃缩变形吸能元件。系统可以给乘员提供全方位的保护，并通过材料性能设计达到碰撞方向的自适应目标，结构简单，在大幅降低乘员各部位加速度的同时，降低峰值区域的头部与胸部之间运动差异，高可靠、低成本的解决了不同方向碰撞均能够有效保护乘员特别是颈部的伤害问题。CN115923621ACN115923621A权利要求书1/2页1.一种能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统，其特征在于：包括阻尼装置、半包覆式座舱和座椅，其中半包覆式座舱和座椅相邻分布，所述阻尼装置设置于半包覆式座舱和车体之间，所述阻尼装置包括粘弹性元件和可溃缩变形吸能元件。2.根据权利要求1所述的能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统，其特征在于：所述粘弹性元件和可溃缩变形吸能元件均呈环状结构，且所述粘弹性元件为一体成型结构或由两个半环构成。3.根据权利要求1所述的能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统，其特征在于：所述半包覆式座舱为一体式刚性结构，其外形为人体坐姿侧部、背部全包覆形态。4.根据权利要求1所述的能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统，其特征在于：所述座椅包括有靠背、座垫、移动滑轨、坐姿及前后调节装置和安全带。5.一种能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统的制备方法，所述乘员安全系统为权利要求1～4中任意一项所述的能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统，所述乘员安全系统应用于具有成员约束系统的汽车上，其特征在于：所述制备方法包括有以下步骤步骤1、针对具体车型碰撞时乘员各部位加速度及相对位移导致的颈部轴向力Fz、颈部剪切力Fx、颈部弯矩My伤害指标峰值情况，分析不同碰撞方向的最大伤害时点及力学特性，通过对粘弹性元件中的前、后方向的阻尼系数、弹性模量及尺寸元素的融合设计，使得座椅在碰撞发生时以设计好的速率回弹，确保座椅在预设的时间开始回弹或结束回弹；步骤2、通过对可溃缩变形吸能材料不同方向的动态溃缩应力‑应变曲线及尺寸与其承载总质量、车辆测试标准碰撞时加速曲线对可溃缩变形吸能元件作出匹配性设计，使得当碰撞产生的座椅加速度超过特定值时，可溃缩变形吸能元件开始发生溃缩变形并吸收能用，其特定的溃缩吸能速率将保证粘弹性元件的自适应吸能范围覆盖超过标准碰撞时速的范围。6.根据权利要求5所述的能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统的制备方法，其特征在于；所述步骤2中的匹配性设计具体为：针对具体的需优化的车型，设标准碰撞初速度为50km/h碰撞时汽车车身B柱加速度峰值为a，座舱及成员总质量为m，为了确保粘弹性元件在步骤1所述的预设的时间开始回弹或结束回弹的功能能够在50‑90km/h的范围内正常工作，使得车身加速度峰值区域至50km/h时的加速度a的过程为：车速50‑90km/h范围内最大能量较50km/h的计算：22E’＝1/2m(v1‑v2)＝1/2×m×((90000/3600)2‑(50000/3600)2)m/s2＝1/2×m×(625‑192.4)m/s2＝216.3mJ；溃缩变形临界力的计算：F＝ma，该式中a为50km/h碰撞时汽车车身B柱加速度峰值；根据计算结果，选取临界屈服力为F1，吸能系数为K(J/cm3)，且具备近似恒应力特性的材料作为可溃缩变形吸能元件，所需吸能材料最小体积V为：V＝E’/K；最后在V的基础上适当放大余量并结合车辆座椅布置情况设计吸能材料的形状及尺寸。7.根据权利要求5所述的能够适应不同的碰撞方向的乘员安全系统的制备方法，所述步骤1中的匹配性设计具体为：2CN115923621A权利要求书2/2页步骤1.1、针对前向碰撞对粘弹性元件的前向半环进行匹配优化，针对需优化的具体车型的标准前向碰撞工况，定义乘员头部回弹的起始时点为A时点，对粘弹性元件的前向半环进行匹配优化，使得座椅回弹时点