[发明专利]一种缓冲吸能系统

说明书

本发明公开了一种缓冲吸能系统，属于轨道车辆及其他机械领域，包括支撑装置、预压缩部件以及双涡卷装置，双涡卷装置包括双涡卷部件和旋转轮，旋转轮的旋转轴固定在支撑装置上，双涡卷部件由可展开成长带状的涡卷带制成，涡卷带两端分别连接在旋转轮上，并围绕旋转轮螺旋形成涡卷部，双涡卷部件两侧的涡卷部之间设置有凹陷部，预压缩部件设置于凹陷部内。本发明能在较小的空间里面可以实现超大行程的缓冲吸能，同时缓冲吸能平稳，初始峰值力小，避免较大的冲击作用，易于推广应用。

技术领域

本发明主要涉及轨道车辆领域，也涉及其他机械领域，尤其涉及一种大行程缓冲吸能系统。

背景技术

为了吸收多余的冲击动能，不同形式的缓冲吸能装置被广泛应用在轨道车辆等机械领域。

中国专利CN202264797U公开了一种与车辆的车钩缓冲装置集成的过载保护扩张式缓冲吸能装置，发生碰撞事故时，产生的冲击力将胀套强行压入变形管使其发生径向扩张以吸收冲击动能，进而保护乘员和车辆结构安全。该装置尽管具有结构简单、装配容易的优点，但也存在着装置轴向尺寸过大，缓冲行程利用率低，吸能量不足的缺点。

中国专利CN102107664A公开了一种切削式吸能装置，在发生碰撞事故时该装置主要是通过金属刀具切削金属管来吸收冲击动能，与普通压溃吸能结构相比，该结构具有工作可靠、吸能量高的优点，但这种方案在应用中也存在以下问题：一、切削产生的高速、高温金属飞屑对车辆乘坐人员和车辆附近人员产生潜在的安全威胁；二、高速碰撞时产生大量的热使刀具性能急剧下降，削弱了其缓冲吸能的能力。

此外，通过薄壁金属管的轴向屈曲来吸收冲击动能的吸能装置，以其变形破坏达到缓冲吸能的目的，具有模式稳定、吸收可控等优点，在碰撞安全领域得到大量的应用，如直升机坠毁防护装置、高速列车碰撞吸能装置。但该类吸能装置的初始峰值力偏高、缓冲平稳性差，整体缓冲吸能性能有待提升。

发明内容

为解决上述问题，本发明目的在于提供一种大行程、低初始峰值力的缓冲吸能系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种缓冲吸能系统，包括支撑装置、预压缩部件以及双涡卷装置，所述双涡卷装置包括双涡卷部件和两个旋转轮，所述旋转轮的旋转轴均固定在支撑装置上，所述双涡卷部件由能展开成长带状的涡卷带制成，所述涡卷带两端分别连接有一个所述旋转轮并围绕所述旋转轮卷绕形成两侧的涡卷部，所述双涡卷部件上位于两侧的涡卷部之间设置有容置所述预压缩部件的凹陷部。该系统不仅能够在较小装置内实现大行程平稳的的缓冲吸能的功能，而且通过设置预压缩部件，降低了初始峰值力。

进一步的，所述两侧的涡卷部上涡卷带的卷绕方向相反，采用该种卷向相反的对称设置，更有利于预压缩部件及其连接的需要缓冲的运动部件在缓冲时受力均匀。

进一步的，还包括所述凹陷部与涡卷部之间的导向装置，所述涡卷带从涡卷部经过导向装置后延伸至凹陷部，且涡卷带沿导向装置呈类“S”路径通过，该导向装置使涡卷带迂回曲折地沿导向装置呈“S”路径通过时不断产生“折弯-拉直”过程，即产生的大的塑性变形将需要缓冲的运动部件的剩余动能转移。

进一步的，所述导向装置包括至少一个大导向轮，所述涡卷带贴合通过所述大导向轮，所述大导向轮设置于所述凹陷部两侧并与所述支撑装置连接，通过大导向轮可以引导引导涡卷带的弯曲变形。

进一步的，两侧的所述大导向轮均为2个，两侧涡卷带交叉贴合绕过所述2个大导向轮，在该种设置下，通过涡卷带的两次弯曲变形，在实现能量转移的功能需求下，还能合理的利用装置的空间。

进一步的，所述导向装置还包括设置在靠近涡卷部的大导向轮和涡卷部之间的小导向轮，所述大导向轮和所述小导向轮位于涡卷带两侧并与之贴合，小导向轮对涡卷带有张紧作用，防止工作时涡卷带与凹陷部的干涉。