Устройство для защиты транспортного средства при столкновении с препятствием Советский патент 1993 года по МПК B60R19/00 

электропроводностью, а наружный слой, обращенный к препятствию, выполнен из высокопрочного материала.

Отличие предлагаемого устройства от устройства прототипа в том, что:5

- буфер транспортного средства состоит из неподвижного элемента, жестко связанного с опорной рамой транспортного средства, и телескопически связанного с ним подвижного элемента, при этом по- 10 движный элемент размещен с внешней стороны неподвижного элемента;

- устройство содержит генератор импульсов тока, размещенный на транспортном средстве;15

- на наружной поверхности неподвижного элемента буфера расположен электромагнитный индуктор;

- индуктор подключен к генератору импульсов тока;20

- на внутренней стороне подвижного элемента буфера, обращенной к индуктору, укреплена электропроводная пластина;

- на наружной торцевой поверхности неподвижного элемента расположен датчик 25 столкновения транспортного средства с препятствием;

- датчик столкновения включен в цепь управления генератора импульсов тока (схему запуска).30

Как вариант:

- торцевая часть подвижного элемента буфера выполнена из биметаллической пластины, при-этом слой, обращенный к индуктору, выполнен из металла с высокой 35 электропроводностью, а наружный слой, обращенный к возможному препятствию, выполнен из высокопрочного материала.

Совокупность всех признаков устройства приводит к новым свойствам технически- 40 го решения - полное или частичное погашение скоростей движения транспорт- ного средства (и препятствия) при соприкосновении транспортного средства с препятствием до механического удара 45 транспортного средства с препятствием; взаимное отталкивание транспортного средства и препятствия; высокое быстродействие устройства, так как исполнительный орган-индуктор и все процессы в 50 устройстве защиты электромагнитной природы, они протекают практически мгновенно по сравнению с процессами в механических или гидравлических защитных устройствах, Устройство обладает и по- 55 вышенной надежностью по сравнению с прототипом, так как в нем отсутствуют непосредственные механические или гидравлические связи между узлами и элементами; вся активно действующая часть устройства

- датчик столкновения, генератор импульсов тока, индуктор в момент столкновения транспортного средства с препятствием не подвергаются действию механического удара.

На фиг. 1 изображено транспортное средство с предохранительным буфером; на фиг. 2 - схема устройства (сечение). На фиг. 1 и 2:1 -транспортное средство (движущийся объект), 2 - предохранительный буфер, охватывающий транспортное средство частично или полностью по периметру в наиболее вероятном при столкновении сечении; 3

- опорная рама транспортного средства. К опорной рамеЗ жестко крепится неподвижный элемент 4 буфера 2. Неподвижный элемент 4 может быть коробчатого типа, как показано на фиг. 2, с различными ударопог- лощающими элементами, повышающими его жесткость (на чертеже не показаны). На наружной поверхности 5 неподвижного элемента 4 буфера укреплен корпус 6 с индуктором 7. Корпус б выполнен из электроизоляционного материала, например фторопласта. Индуктор 7 выполнен в виде плоской спирали Архимеда из металла с высокой электропроводностью, например из медной шины:, в корпус 6 вмонтирован датчик столкновения (соприкосновения) 8, датчик 8 может быть контактного механического типа, например пьезоэлектрический, или бесконтактного типа, например индуктивный датчик близости. Подвижный элемент 9 буфера выполнен с возможностью перемещения при столкновении относительно неподвижного элемента 4, т.е. элемент 9 телескопически связан с элементом 4. На внутренней поверхности 10 подвижного элемента 9 расположена пластина 11, выполненная из материала с высокой электропроводностью, она жестко крепится к поверхности 11. Индуктор 7 подключен к выходу генератора импульсов тока 12, рас положенного на транспортном средстве 1; к схеме управления (схеме запуска) генератора импульсов тока подключен датчик столкновения 8.

Устройство работает следующим образом, В нормальном состоянии, при нормальном движении, все элементы устройства, расположены так, как показано на фиг. 2. При столкновении объекта 1 с препятствием элемент 9 перемещается относительно элемента 4. Пластина 11 приближается к датчику столкновения (соприкосновения) 8 и индуктору 7. При приближении пластины 11 к датчику 8 или при механическом контакте пластины 11с датчиком 8 (в зависимости от типа датчика) под действием сигнала с датчика срабатывает генератор импульсов тока

12 и импульс тока проходит через индуктор 7. Импульс тока в индукторе 7 индуцирует вихревой ток в пластине 11. Импульсный ток в индукторе 7 сопровождается импульсным магнитным полем. Взаимодействие импульсного магнитного поля индуктора с импульсным вихревым током пластины 11 приводит к эффекту электромагнитного удара (магнитно-импульсного взаимодействия). Подвижный элемент 9 вместе с препятствием отталкивается от элемента 4, т.е. от транспортного средства. На элемент 9 с препятствием и на транспортное средство действует силы, равные по величине и противоположные по направлению, что приводит частичному или полному погашению скорости транспортного средства и препятствия, устраняется непосредственное механическое столкновение транспортного средства с препятствием или значительно ослабляются последствия столкновения.

Момент срабатывания устройства при столкновении можно изменять настройкой датчика 8.Чтобы предотвратить случайные срабатывания устройства, подвижный элемент 9 должен перемещаться относительно элемента 4 под действием определенного усилия, которое может возникнуть только при столкновении транспортного средства с препятствием на определенной скорости. Или можно предусмотреть включение устройства защиты на готовность к работе только при определенной скорости движения, или при приближении транспортного средства к препятствию на определенное расстояние.

Усилие, развиваемое предложенным устройством, может быть очень значительным. Оно зависит, в первую очередь, от запаса электрической энергии в конденсаторе (батарее конденсаторов) генератора импульсов тока; уже сейчас известны конденсатроы с запасом энергии 10 джоулей/см3 и более. Расчетами можно показать, что при напряженности магнитного поля индуктора порядка 1 МГс., вызываемое магнитным полем давление достигает величины 3500-4000 МПа.

Осуществление предложенного устройства позволяет:

- в момент сокрикосновения движуще- гося объекта с препятствием полностью или частично погасить скорости движения объекта и препятствия, бесконтактным электромагнитным воздействием предотвратить механический удар объекта с препятствием или значительно ослабить последствия столкновения;

- применить предложенное устройство практически для любых движущихся объектов, если они могут быть снабжены огражда- ющим буфером и генератором импульсов тока.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я

Устройство для защиты транспортного средства при столкновении с препятствием, содержащее буфер с закрепленным на опорной раме транспортного средства неподвижным элементом и телескопически

связанным с ним подвижным элементом, отличающееся тем, что, с целью упрощения, повышения быстродействия и надежности в работе, подвижный элемент буфера размещен с внешней стороны неподвижного элемента, на наружной поверхности которого установлен индуктор, подключенный к генератору импульсов тока, на внутренней поверхности подвижного элемента, обращенной к индуктору, укреплена электропроводная пластина, а в цепь управления генератора импульсов включен датчик столкновения, расположенный на наружной поверхности неподвижного элемента.

г

2

ФигЛ