[发明专利]能可逆膨胀的能量吸收组件及其操作方法

说明书

背景技术

本发明涉及能量吸收组件，更具体地，涉及用于冲击管理的可逆能 量吸收组件。

在现有技术中已知通过例如在头盔、车辆等中使用能量吸收装置提 供各种类型的个体防护。这些产品通常被设计用来吸收显著百分比的来 自碰撞的能量。例如，在车辆中，可以使用各类乘客保护装置针对与结 构主体构件例如门柱、框架、车顶纵梁(headrail)等的碰撞。这些构件 通常由钢管或者钢通道制备，这些钢管或者钢通道被焊接到一起而形成 车辆的结构壳体或者一体化主体；这些构件自身可以吸收由于冲击而引 起的能量。此外，能量吸收器可以置于门柱、框架、机头导轨和车辆的 其它部件的上方以进一步在碰撞事件期间保护车辆乘客。现有技术方法 通常使用不可逆的可压扁的材料(例如金属、塑料或泡沫)、不可逆的 充气装置(例如气囊和可充气的侧隔板)、刚性平移装置(例如可伸长 的/壳回缩的膝垫)和可改变碰撞力的装置(例如基于磁致流变或者电致 流变材料的减震器)。

然而，仍然需要改善的能量吸收组件。如果该组件可以可逆操作从 而潜在地可以重复使用，，那么这将是特别有利的。

概述

本文公开了能量吸收组件，其包括：具有进入口的刚性支撑结构； 与所述刚性支撑结构啮合以限定可膨胀的内部区域的柔性覆盖物；与所 述进入口流体连通的流体源；和设置在所述可膨胀内部区域中的蜂窝状 网格，其中所述蜂窝状网格包括适合于响应与流体源的流体连通而从第 一构造膨胀到膨胀构造的形状记忆材料。

车辆内表面包括能量吸收组件，所述能量吸收组件包括：具有进入 口的刚性支撑结构；与所述刚性支撑结构啮合以限定可膨胀内部区域的 柔性覆盖物；与所述进入口流体连通的流体源；和设置在所述可膨胀内 部区域中的蜂窝状网格，其中所述蜂窝状网格包括适合于响应与流体源 的流体连通而从第一构造膨胀到膨胀构造的形状记忆材料。

在另一实施方案中，所述能量吸收组件包括刚性支撑结构、与所述 刚性支撑结构啮合以限定可膨胀内部区域的柔性覆盖物、和设置在所述 可膨胀内部区域中的蜂窝状网格，其中所述蜂窝状网格包括适合于响应 热激活信号而从第一构造膨胀到膨胀构造和/或从膨胀构造收缩到第一 构造的形状记忆材料。

操作能量吸收组件的方法包括：将能量吸收组件与具有至少一个进 入口的刚性支撑结构相连接，其中所述能量吸收组件包括与刚性支撑结 构啮合以限定可膨胀内部区域的柔性覆盖物、与所述进入口流体连通的 流体源、和设置在所述可膨胀内部区域中的蜂窝状网格，其中所述蜂窝 状网格由适合于响应与流体源的流体连通而从第一构造膨胀到膨胀构 造的形状记忆材料构成；在低于形状记忆材料的转变温度的温度利用流 体源使包括蜂窝状网格的内部区域从第一构造膨胀到膨胀构造；和在高 于转变温度热激活所述形状记忆材料，使得所述蜂窝状网格回复到第一 构造。

在另一实施方案中，操作能量吸收组件的方法包括：感应物体的冲 击；使设置在车辆内表面中的包括形状记忆材料的蜂窝状网格从第一构 造膨胀到膨胀构造；用蜂窝状网格的膨胀构造吸收物体的冲击；和加热 所述形状记忆材料至高于转变温度，导致所述蜂窝状网格回复到第一构 造，其中蜂窝状网格的横截面运动是基本上平面状而非三维的。

上述和其它特征通过下面附图和详细描述进行阐述。

附图说明

现在参照附图，其是示例性实施方案且其中类似的元件的附图标记 相似：

图1是处于第一构造的能量吸收组件的示意性图示；

图2是处于膨胀构造的能量吸收组件的示意性图示；

图3是处于被碰撞构造的能量吸收组件的示意性图示；

图4是阐述适于采用能量吸收组件的各种支撑结构的车辆的侧透视 图；

图5阐述了基于菱形的蜂窝状网格的各种排列；和

图6阐述了基于各种增大性(auxetic)单元格几何形状的蜂窝状网 格。

详述