CN108099713A - 防雷爆悬架式减震器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防雷爆悬架式减震器，采用单级减震结构，由底部的隔震器来衰减爆炸所产生的大部分主要冲击，通过隔震器压缩变形吸收能量来衰减冲击，从而能够在短时间内衰减从车身传递过来的巨大冲击。军用车辆或舰艇受到的爆炸冲击在经过二次衰减后，能够确保通过座椅传递到驾驶员和乘员身体的颈部、腰椎、腹部、膝关节等部位的冲击数值均在人体可接受极限值范围内。本发明易于生产、制造、使用、维护，能够有效保障指战员的生命安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种减震隔震装置，尤其涉及一种用于军用机动车驾驶员和乘员座椅、舰艇乘员座椅或床的机械单剪刀架的防雷爆悬架式减震器，能够有效保证军用机动车或舰艇受到地雷、水雷等爆炸物冲击时的驾驶员和乘员的安全。
背景技术
早在前苏联时期，苏军就已经在车辆的顶部和车体侧部安装座椅，以减轻爆炸的冲击力。但是在很长一段时间里，在面对地雷和简易爆炸装置(IED)威胁时，人们的注意力主要集中在车辆本身的装甲上，将防止车辆被击穿视为爆炸事件中最主要的、也是最紧急的需求，而很少关注乘员的问题。随着车辆防护水平和生存能力的提高，人员的伤亡数量虽然已经大幅下降，但是部分类型的受伤情况却反而增加了，而且二次效应造成的死亡率仍然居高不下，即使是那些安装了早期爆炸防护座椅的车辆也不例外。在这些情况之中，最令人头疼的问题之一是被称作“撞击效应”的情况，即爆炸的冲击力即使经过车体和防爆座椅的阻挡，但是仍然对人体施加了过大的加速度。
早期的防爆座椅设计仅仅是将标准的乘员座椅安装在车辆的侧部或顶部，以便在发生爆炸时减少直接传递到乘员身上的冲击量，其代表是Autoflug公司的动态悬挂座椅系统，但是这种解决方案对车内安装空间和车体结构都有较高要求，特别是对于轻型车辆时，由于车重不足，难以将爆炸冲击所带来的加速度衰减到合适范围。
为应对阿富汗战争，英国简科(Jankel)公司在防爆座椅设计上进行了大量努力，并最终在2009年推出了爆炸限制及衰减座椅技术(Blastech)系列防爆座椅，其基于一个充气的“减爆筒”和滑座轨道来吸收爆炸能量，“减爆筒”使车辆在被炸起时将冲击波减少到可控制的水平。但是，这种防爆座椅的重量调节和重置非常复杂，难以应对不同爆炸当量的冲击，且难以重复使用和日常维护。
基于同样的需求和原因，英国创造(Creation)公司于2010年初也推出了防爆座椅，使用铝结构(以减轻重量)，主要采用以及一个弹簧、减震器和橡皮缓冲器来减轻爆炸效应，但是其难以应对不同爆炸方向上的冲击，在实际爆炸试验中的测试结果并不理想。
美国防爆座椅生产商全球座椅解决方案(GSS)公司与技术科学有限公司(TSI)合作研制的二代XYZ VR系列座椅，采用基于适应性磁流变性技术进行能量吸收，能够在X、Y和Z轴向上提供防护，但是这种装置的成本极高。
尽管众多生产厂商在防爆座椅上付出了极大努力，但负责车辆生产的美国部队防护有限公司认为，大多数座椅生产厂家并没有全面掌握整个车辆在爆炸过程中发生的情况，防爆座椅仍有很大的改进空间。
对于我国部队来说，经过两伊战争以及国内外反恐的实例调查，目前国内市场上还未有一种汽车座椅在经过5KG当量TNT炸药爆炸后而能确保车辆乘员百分百不会死亡。经过统计，80％都是由于冲击波导致的二次伤害进而致使死亡。现有国内市场上能够采购到的座椅减震器都是用普通路面的减震机构来进行匹配，难以实现强冲击衰减，从而根本无法满足现代防爆的要求。
我国军事工业迫切需要一种能够应对高当量炸药爆炸冲击的座椅减震装置来应对日益复杂的国内外反恐形势，尤其是具有自主知识产权、易于生产、制造、使用、维护并能够有效保障指战员的生命安全的座椅减震装置。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种防雷爆悬架式减震器，所述防雷爆悬架式减震器设置于交通工具的底板上，为所述交通工具的座椅提供支撑，所述防雷爆悬架式减震器设置有隔震机构，从而使得所述交通工具在经受冲击时所述防雷爆悬架式减震器能够大幅减缓经由该座椅向座椅乘坐人员所传递的冲击力。
在上述技术方案中，所述防雷爆悬架式减震器包括连接底座组件、交叉杆组件、隔震器组件、上安装支架组件；其中，所述隔震器组件设置于所述连接底座组件和所述上安装支架组件之间，使得所述连接底座组件、隔震器组件、上安装支架组件构成隔震结构。
在上述技术方案中，所述隔震器组件以成对方式固定于所述连接底座组件上，所述上安装支架组件由所述隔震器组件进行支撑，所述上安装支架组件通过所述交叉杆组件与所述连接底座组件相连接。
在上述技术方案中，所述隔震器组件包括两个隔震器，两个隔震器以前后方式或以左右方式相对设置在所述安装底板上，两个隔震器的压缩方向设置为相互平行。
在上述技术方案中，所述隔震器为钢丝绳隔振器、板簧隔震器、螺旋簧隔震器、电磁隔震器或蝶形簧隔震器中的一种。
在上述技术方案中，所述隔震器能够有效衰减最大冲击加速度输入达到700G以上，其载荷范围为45KG-130KG，压缩行程10-60mm。
在上述技术方案中，所述连接底座组件和所述上安装支架组件中的一个固定安装于所述交通工具的底板上，另一个用于安装所述座椅。
在上述技术方案中，所述连接底座组件和所述上安装支架组件的一侧设置有相对设置的滑轨。
在上述技术方案中，交叉杆组件采用左右对称设置的剪刀架结构，两侧分别包括两个叉杆，两个叉杆的一侧分别与所述连接底座组件和所述上安装支架组件以可枢转的方式进行固定，构成枢转端，另一侧分别与所述连接底座组件和所述上安装支架组件上的滑轨以可滑动的方式进行固定，构成滑动端。
在上述技术方案中，所述交通工具为军用、警用交通工具和舰艇，所述交通工具所经受冲击由爆炸物爆炸所产生，经所述防雷爆悬架式减震器衰减后传递到所述座椅上的冲击加速度小于60G。
本发明取得了以下技术效果：
本发明能够将在短时间内衰减从车身传递过来的巨大冲击，经过衰减后，能够确保传递到身体颈部、腰椎、腹部、膝关节等的冲击数值均在人体可接受极限值内。
本发明的减震装置能够衰减从XYZ三轴方向传递到座椅上的冲击。
附图说明
图1为防雷爆悬架式减震器的正视(透视)图；
图2为防雷爆悬架式减震器在受到冲击后的压缩状态图。
图中标记：1、连接底座组件；2、交叉杆组件；3、隔震器组件；4、上安装支架组件。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
本发明提供的防雷爆悬架式减震器如图1所示，该防雷爆悬架式减震器置于座椅(图中未示出)的下方，为座椅提供支撑并减缓爆炸对座椅的冲击，包括连接底座组件1、交叉杆组件2、隔震器组件3、上安装支架组件4；其中，隔震器组件3设置于连接底座组件1和连接总成组件3之间，使得连接底座组件1、隔震器组件3、上安装支架组件4一起构成隔震结构。连接底座组件1和上安装支架组件4的一侧设置有滑轨。交叉杆组件2采用左右对称设置的剪刀架结构，两侧分别包括两个叉杆，两个叉杆的一侧分别与连接底座组件1和上安装支架组件4以可枢转的方式进行固定，构成枢转端，另一侧分别与连接底座组件1和上安装支架组件4以可滑动的方式进行固定，构成滑动端。
连接底座组件1是防雷爆悬架式减震器的基座，需要牢固地固定在机动车或其他运输工具/乘坐工具的底板上，为整个防雷爆悬架式减震器提供支撑，同时也是机动车受到爆炸冲击之后，驾驶员/乘员座椅所受冲击的传递路径的起点；隔震器组件3以成对的方式固定于连接底座组件1上，上安装支架组件4由隔震器组件3进行支撑，上安装支架组件4的两侧通过交叉杆组件2与连接底座组件1相连接，上安装支架组件4用于安装座椅。
隔震器组件3包括两个钢丝绳隔振器，两个钢丝绳隔振器以前后方式(或以左右方式)设置在连接底座组件1上，两个钢丝绳隔振器的压缩方向相平行，两个钢丝绳隔振器的下方通过螺钉与连接底座组件1相连接，上方通过螺钉与上安装支架组件4相连接。隔震器组件3中的钢丝绳隔振器也可由板簧隔震器、螺旋簧隔震器、电磁隔震器或蝶形簧隔震器等装置进行替代。2组隔震器能够有效衰减最大冲击输入加速度达到700G以上，其载荷范围从45KG-130KG，压缩行程10-60mm。
当受到爆炸冲击时，防雷爆悬架式减震器会进行形变压缩以对传递到座椅上的冲击力量进行足够的衰减以极大减轻对乘员的影响，防雷爆悬架式减震器压缩后的状态如图2所示。具体来说，爆炸冲击由车辆底板输入传递到连接底座组件1上(即从图1中下方向上方)，再由连接底座组件1向上传递给隔震器组件3，隔震器组件3受冲击进行压缩，对冲击力量进行衰减，未衰减完的剩余冲击继续传递到上安装支架组件4，未衰减完的剩余冲击被传递到上安装支架组件4上固定的座椅上。上安装支架组件4和连接底座组件1之间的空间被挤压，此时交叉杆组件2被挤压，交叉杆组件2两侧的两个叉杆的枢转端进行转动，滑动端与上安装支架组件4和连接底座组件1进行相对滑动，以保证安装支架组件4和连接底座组件1的相对位置关系保持稳固，在经受一定侧向分量的冲击时，整个防爆隔震装置的结构不至于被破化。
本发明所提供的隔震机构能够衰减85％～96％的首次冲击，最终传递到上安装支架组件4上平面时冲击输出加速度小于60G。
虽然上述具体实施方式以连接底座组件1位于下方、与车辆底板相固定，上安装支架组件4位于上方、与座椅相固定的方式来描述本发明所提供的防雷爆悬架式减震器的具体结构和作用过程，但是本领域技术人员应当能够理解，将连接底座组件1置于上方、与座椅相固定，将上安装支架组件4置于下方、与车辆底板相固定也是可行的，同样能够达到有效衰减爆炸冲击的效果，即使不再具体进行描述和解释本领域技术人员也能够理解这种使用方式同样属于本发明的保护范围。
以上实施例仅为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种防雷爆悬架式减震器，所述防雷爆悬架式减震器设置于交通工具的底板上，为所述交通工具的座椅提供支撑，其特征在于：所述防雷爆悬架式减震器设置有隔震机构，从而使得所述交通工具在经受冲击时所述防雷爆悬架式减震器能够大幅减缓经由该座椅向座椅乘坐人员所传递的冲击力。
2.如权利要求1所述的防雷爆悬架式减震器，其特征在于：所述防雷爆悬架式减震器包括连接底座组件、交叉杆组件、隔震器组件、上安装支架组件；其中，所述隔震器组件设置于所述连接底座组件和所述上安装支架组件之间，使得所述连接底座组件、隔震器组件、上安装支架组件构成隔震结构。
3.如权利要求2所述的防雷爆悬架式减震器，其特征在于：所述隔震器组件以成对方式固定于所述连接底座组件上，所述上安装支架组件由所述隔震器组件进行支撑，所述上安装支架组件通过所述交叉杆组件与所述连接底座组件相连接。
4.如权利要求3所述的防雷爆悬架式减震器，其特征在于：所述隔震器组件包括两个隔震器，两个隔震器以前后方式或以左右方式相对设置在所述安装底板上，两个隔震器的压缩方向设置为相互平行。
5.如权利要求4所述的防雷爆悬架式减震器，其特征在于：所述隔震器为钢丝绳隔振器、板簧隔震器、螺旋簧隔震器、电磁隔振器或蝶形簧隔震器中的一种。
6.如权利要求5所述的防雷爆悬架式减震器，其特征在于：所述隔震器能够有效衰减的最大冲击输入加速度至少为700G，其载荷范围为45KG-130KG，压缩行程为10-60mm。
7.如权利要求1-6中任一项所述的防雷爆悬架式减震器，其特征在于：所述连接底座组件和所述上安装支架组件中的一个固定安装于所述交通工具的底板上，另一个用于安装所述座椅。
8.如权利要求7所述的防雷爆悬架式减震器，其特征在于：所述连接底座组件和所述上安装支架组件的一侧设置有相对设置的滑轨。
9.如权利要求8所述的防雷爆悬架式减震器，其特征在于：交叉杆组件采用左右对称设置的剪刀架结构，两侧分别包括两个叉杆，两个叉杆的一侧分别与所述连接底座组件和所述上安装支架组件以可枢转的方式进行固定，构成枢转端，另一侧分别与所述连接底座组件和所述上安装支架组件上的滑轨以可滑动的方式进行固定，构成滑动端。
10.如权利要求1-9中任一项所述的防雷爆悬架式减震器，其特征在于：所述交通工具为军用、警用交通工具和舰艇，所述交通工具所经受冲击由爆炸物爆炸所产生，经所述防雷爆悬架式减震器衰减后传递到所述座椅上的冲击加速度小于60G。
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