本發(fā)明涉及車輛緩沖，尤其涉及一種碰撞吸能緩沖器、列車及方法。
背景技術(shù)：
1、軌道交通的速度隨著市場(chǎng)需求逐步提升，提升后的列車的安全性問題尤為突出。由于軌道車輛的運(yùn)行速度高、質(zhì)量大、盲點(diǎn)多等特點(diǎn)，對(duì)其產(chǎn)生的碰撞后果、列車的防碰撞能力和被動(dòng)防護(hù)技術(shù)要求越來越高。針對(duì)該點(diǎn)，一般在車體前端設(shè)計(jì)緩沖吸能裝置，如碰撞盒承載式吸能裝置、車鉤緩沖裝置等等。
2、現(xiàn)有的緩沖裝置一般為固定式結(jié)構(gòu)，受限于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過材料性能來提高碰撞能力，如現(xiàn)有專利申請(qǐng)文件公開號(hào)cn118478916a公示的一種組合式緩沖件及車鉤緩沖器，其通過將回彈性能更好地橡膠件與熱塑性彈性體進(jìn)行組合，且熱塑性彈性體的軸向尺寸不大于橡膠件的軸向尺寸，應(yīng)用至車鉤緩沖器時(shí)，列車在啟動(dòng)或制動(dòng)過程中，熱塑性彈性體與橡膠件共同受到壓縮作用。應(yīng)材料橫向剛度低，碰撞行程過長時(shí)材料容易失穩(wěn)，難以滿足速度越來越快、運(yùn)載能力越來越強(qiáng)的列車防碰撞需求。
3、另外，現(xiàn)有的軌道車輛吸能緩沖裝置為了解決導(dǎo)向問題，多采用導(dǎo)向桿、導(dǎo)向抽屜式結(jié)構(gòu)等方式，這些方式存在占用安裝空間大的缺點(diǎn)。
4、又如現(xiàn)有專利申請(qǐng)公布號(hào)cn102661348a公示的核鍵結(jié)構(gòu)潰壓吸能器，其包括受力面板、支撐面板、潰壓箱和穩(wěn)定支架。其設(shè)計(jì)的穩(wěn)定支架無法保證在壓潰過程中沿直線運(yùn)動(dòng)，因此其難以在橫向和垂向上提供足夠的剛度。
5、另外，其他現(xiàn)有的壓潰式吸能器，一般會(huì)涉及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，比如十字導(dǎo)桿導(dǎo)向、抽屜式導(dǎo)向等，這些方式往往會(huì)占用安裝法蘭后空間，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其他設(shè)備安裝造成了困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種碰撞吸能緩沖器，能夠滿足速度越來越快、運(yùn)載能力越來越強(qiáng)的列車防碰撞需求。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種碰撞吸能緩沖器，包括n個(gè)吸能板及m組支鏈機(jī)構(gòu)，n-m＝1，m≥1，每相鄰兩個(gè)吸能板之間連接一組所述支鏈機(jī)構(gòu)；所述支鏈機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)能在高度方向z上相對(duì)折疊的第一支鏈和至少兩個(gè)能在寬度方向x上相對(duì)折疊的第二支鏈，所述第一支鏈和第二支鏈的折疊關(guān)節(jié)處均設(shè)有鎖件，所述鎖件形成有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，在第一狀態(tài)時(shí)，所述鎖件限定第一支鏈和第二支鏈折疊，使第一支鏈和第二支鏈剛性連接于吸能板之間，在第二狀態(tài)時(shí)，所述鎖件以斷裂的方式使至少兩個(gè)第一支鏈相互靠近折疊，使至少兩個(gè)第二支鏈相互靠近折疊。
3、上述方案中，通過設(shè)計(jì)吸能板及將吸能板兩兩相連的支鏈機(jī)構(gòu)，在收到碰撞后，能實(shí)現(xiàn)一維方向的收攏，并很好的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向功能，還具有靈敏度好、反應(yīng)精準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠性高、重復(fù)折展精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足速度越來越快、運(yùn)載能力越來越強(qiáng)的列車防碰撞需求。
4、為減少碰撞時(shí)發(fā)生失穩(wěn)的可能性，所述第一支鏈在所述吸能板的上端設(shè)置有兩個(gè)，所述第一支鏈設(shè)有能驅(qū)動(dòng)第一支鏈折疊的轉(zhuǎn)動(dòng)副，同位于上端的各第一支鏈上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行。
5、為減少碰撞時(shí)發(fā)生失穩(wěn)的可能性，所述第一支鏈在所述吸能板的下端設(shè)置有兩個(gè)，所述第一支鏈設(shè)有能驅(qū)動(dòng)第一支鏈折疊的轉(zhuǎn)動(dòng)副，同位于下端的各第一支鏈上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行。
6、為減少碰撞時(shí)發(fā)生失穩(wěn)的可能性，所述第二支鏈在所述吸能板的下端設(shè)置有兩個(gè)，所述第二支鏈設(shè)有能驅(qū)動(dòng)第二支鏈折疊的轉(zhuǎn)動(dòng)副，同位于吸能板寬度方向x一側(cè)的各第二支鏈上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行，同位于吸能板寬度方向x另一側(cè)的各第二支鏈上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行。
7、為控制支鏈機(jī)構(gòu)折疊方向，且并使支鏈機(jī)構(gòu)按預(yù)設(shè)方向折疊，所述鎖件連接于折疊方向側(cè)。所述鎖件可選用剪切式爆炸螺栓，當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)，可收攏變形緩沖器在接受到碰撞信號(hào)時(shí)，剪切式爆炸螺栓立馬爆炸剪切斷開，可收攏變形緩沖器進(jìn)行同步收攏動(dòng)作，最大限度的提升防碰撞能力，保護(hù)被碰撞列車
8、優(yōu)選的，所述第一支鏈和第二支鏈均包括托架、第一支撐臂和第二支撐臂，所述第一支撐臂的一端通過托架與一吸能板鉸接，所述第二支撐臂的一端通過托架與另一吸能板鉸接，所述第一支撐臂的另一端和第二支撐臂的另一端相互鉸接形成所述折疊關(guān)節(jié)。
9、優(yōu)選的，所述第一支撐臂和第二支撐臂為中空結(jié)構(gòu)，其中空的內(nèi)部設(shè)置有吸能材料。吸能材料填充于支撐臂中，碰撞時(shí)，吸能材料受到擠壓起到吸能作用。支鏈機(jī)構(gòu)與吸能材料結(jié)合使用，不僅通過支鏈機(jī)構(gòu)提供較高的剛度，承擔(dān)碰撞產(chǎn)生的沖擊力，還能使吸能材料在支鏈機(jī)構(gòu)折疊過程中吸收碰撞能量，兩者的結(jié)合，可以克服單純通過材料性能來吸收碰撞能量的缺陷。
10、為符合現(xiàn)代列車車頭前部流線型的現(xiàn)實(shí)需求，n個(gè)所述吸能板的尺寸逐漸減??；第一個(gè)吸能板為實(shí)體板，其余的吸能板為中空板。
11、本發(fā)明還提供一種列車，包括司機(jī)室和上述的碰撞吸能緩沖器，所述碰撞吸能緩沖器第一個(gè)吸能板連接于所述司機(jī)室的前端，第n個(gè)吸能板向司機(jī)室的外部延伸。
12、本發(fā)明還提供一種上述的列車的碰撞緩沖方法，包括：
13、列車運(yùn)行時(shí)，所述鎖件處于第一狀態(tài)，使第一支鏈和第二支鏈剛性連接于吸能板之間；
14、碰撞發(fā)生時(shí)，鎖件剪切斷開形成第二狀態(tài)，使第一支鏈和第二支鏈由固定不可動(dòng)狀態(tài)變?yōu)閱我蛔杂啥鹊目臻g可動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)，第一支鏈和第二支鏈將受到的垂直于吸能板上的碰撞壓力轉(zhuǎn)化為按預(yù)設(shè)方向進(jìn)行同步折疊的動(dòng)作，以吸收碰撞產(chǎn)生的沖擊能量，實(shí)現(xiàn)緩沖。
15、與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
16、一、通過設(shè)計(jì)吸能板及將吸能板兩兩相連的支鏈機(jī)構(gòu)，在收到碰撞后，能實(shí)現(xiàn)一維方向的收攏，并很好的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向功能，還具有靈敏度好、反應(yīng)精準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠性高、重復(fù)折展精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足速度越來越快、運(yùn)載能力越來越強(qiáng)的列車防碰撞需求；
17、二、支鏈機(jī)構(gòu)不僅可以提供較高的剛度，還能承擔(dān)碰撞產(chǎn)生的沖擊力；且吸能板和支鏈機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有多級(jí)，增大了緩沖吸能距離，有效減小了沖擊力；
18、三、支鏈機(jī)構(gòu)結(jié)合吸能材料共同吸收碰撞能量，可以克服單純通過材料性能來吸收碰撞能量的缺陷；
19、四、吸能材料安裝在支鏈機(jī)構(gòu)內(nèi)部，增大了吸能材料的填充空間，不需要占用其他空間(如安裝面之后的空間)，也減少了再碰撞時(shí)產(chǎn)生失穩(wěn)的可能性，大幅提高了列車的總吸能量，提高防碰撞性能；
20、五、本發(fā)明防碰撞緩沖性能優(yōu)良，除了起到傳統(tǒng)緩沖器的支撐車體、緩沖吸能等常規(guī)作用，還解決了傳統(tǒng)固定式列車吸能結(jié)構(gòu)緩沖作用距離單一、空間利用率低的缺點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)可收攏式變形緩沖器來抵抗碰撞，提高了裝置的橫向剛度，有利于延長吸能材料工作行程，提高列車安全性能；
21、六、所述碰撞吸能緩沖器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)安裝方便，制造成本較低等優(yōu)點(diǎn)；
22、七、本發(fā)明用運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)來提供垂向剛度，不僅不占用安裝法蘭后空間，還有更佳的輕量化效果(同等質(zhì)量下達(dá)到更好的垂向剛度)；本發(fā)明相較于壓潰式，具有更高的吸能質(zhì)量比，在空間利用和輕量化方面存在顯著優(yōu)勢(shì)。
1.一種碰撞吸能緩沖器，其特征在于，包括n個(gè)吸能板及m組支鏈機(jī)構(gòu)，n-m＝1，m≥1，每相鄰兩個(gè)吸能板之間連接一組所述支鏈機(jī)構(gòu)；所述支鏈機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)能在高度方向z上相對(duì)折疊的第一支鏈和至少兩個(gè)能在寬度方向x上相對(duì)折疊的第二支鏈，所述第一支鏈和第二支鏈的折疊關(guān)節(jié)處均設(shè)有鎖件，所述鎖件形成有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，在第一狀態(tài)時(shí)，所述鎖件限定第一支鏈和第二支鏈折疊，使第一支鏈和第二支鏈剛性連接于吸能板之間，在第二狀態(tài)時(shí)，所述鎖件以斷裂的方式使至少兩個(gè)第一支鏈相互靠近折疊，使至少兩個(gè)第二支鏈相互靠近折疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞吸能緩沖器，其特征在于，所述第一支鏈在所述吸能板的上端設(shè)置有兩個(gè)，所述第一支鏈設(shè)有能驅(qū)動(dòng)第一支鏈折疊的轉(zhuǎn)動(dòng)副，同位于上端的各第一支鏈上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞吸能緩沖器，其特征在于，所述第一支鏈在所述吸能板的下端設(shè)置有兩個(gè)，所述第一支鏈設(shè)有能驅(qū)動(dòng)第一支鏈折疊的轉(zhuǎn)動(dòng)副，同位于下端的各第一支鏈上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞吸能緩沖器，其特征在于，所述第二支鏈在所述吸能板的下端設(shè)置有兩個(gè)，所述第二支鏈設(shè)有能驅(qū)動(dòng)第二支鏈折疊的轉(zhuǎn)動(dòng)副，同位于吸能板寬度方向x一側(cè)的各第二支鏈上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行，同位于吸能板寬度方向x另一側(cè)的各第二支鏈上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碰撞吸能緩沖器，其特征在于，所述鎖件連接于折疊方向側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碰撞吸能緩沖器，其特征在于，所述第一支鏈和第二支鏈均包括托架、第一支撐臂和第二支撐臂，所述第一支撐臂的一端通過托架與一吸能板鉸接，所述第二支撐臂的一端通過托架與另一吸能板鉸接，所述第一支撐臂的另一端和第二支撐臂的另一端相互鉸接形成所述折疊關(guān)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碰撞吸能緩沖器，其特征在于，所述第一支撐臂和第二支撐臂為中空結(jié)構(gòu)，其中空的內(nèi)部設(shè)置有吸能材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碰撞吸能緩沖器，其特征在于，n個(gè)所述吸能板的尺寸逐漸減??；第一個(gè)吸能板為實(shí)體板，其余的吸能板為中空板。
9.一種列車，包括司機(jī)室，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的碰撞吸能緩沖器，所述碰撞吸能緩沖器第一個(gè)吸能板連接于所述司機(jī)室的前端，第n個(gè)吸能板向司機(jī)室的外部延伸。
10.一種如權(quán)利要求9所述的列車的碰撞緩沖方法，其特征在于，包括：