[实用新型]多层复合泄气型气囊装甲

说明书

技术领域

本实用新型涉及多层复合泄气型气囊装甲，本实用新型的功能在于提高汽车的抗碰撞防护能力即以柔克刚的软车体，从而节省汽车碰撞的维修费用和降低交通事故的伤亡率。

背景技术

目前，轿车保险杠绝大多采用塑料，保险杠的结构由面部塑料与杠梁之间夹层泡沫结构塑料，用于吸收冲击能，这样才能满足美观和安全法规的技术标准。传统保险杠在抗碰撞和吸收吸收冲击能性能上相对而言太弱了！例如：轻微的刮碰保险杠漆面就会留下刮痕，正面的哪怕只是中轻度碰撞，保险杠无疑会破裂甚至严重变形损坏，而重度的碰撞就有可能造成车毁人亡的悲剧！

啄木鸟啄树木冲击速度是2080千米/小时，当啄木鸟的头部从树木上弹回时，它减速的冲击能大的惊人-约有1000个重力常数。要知道，一辆汽车如果以每小时56千米速度撞击一堵砖墙上，其力量不过是10个重力常数，奇怪的是啄木鸟从来不会因此发生脑震荡。进行手术解剖，获得发现，啄木鸟的头部构造与众不同，脑子被细密松软的骨骼包裹着，在脑子的外脑膜与脑髓之间，有一段狭窄的肌肉系统，能起吸震和消震作用。

箭鱼游速可达120千米/小时，其箭可击穿约30cm厚的木船甲板，箭受到的冲击力有150千克，但箭鱼的箭和脑部却能得到保护。其原因在于：箭的基部骨头是蜂窝状的结构，孔隙中充满油液，好像多孔的冲击波吸收器。箭鱼的头盖骨结构相当紧密，又跟箭基部连成一体，所以使箭鱼能够经受很大的冲击能。不愧是一个天然的防震器！

美国旧金山的XP vehicles公司研制出一款充气式电动车Whisper，Whisper可能是由气袋制成一使用的是美国宇航局火星漫游者着陆时起缓冲作用的同一类聚合材料，whisper拥有极低的车身重量，一次充电可行驶482公里，拥有多个舱室不会像气球一样，遭到一次攻击便不复存在，即使驾驶者意外冲下悬崖也安然无恙。

传统保险杠在设计及安全性能上还不足以跟啄木鸟和箭鱼相提并论。充气式电动汽车的安全性能很理想，但这种设计方案不太适宜且很难移植到传统燃油汽车上。其受限有多方因素，如燃油车身较重且需要设置进气栅栏，即便安装这种厚度较薄的“气袋”保护车体，其抗冲击力的强度和安全性能将大幅下降！通过增加“气袋”的厚度是可以相应的提高其强度，但“气袋”太厚其缓冲性能和弹性将大大下降，即其厚度是受限制，安装这种气袋相对较难且不美观。

微孔结构闭口型的泡沫橡胶和二次发泡PhyLoN鞋底材料均有极佳的弹性和吸震性能，且有相对稳定的结构(不同于弹性体“气袋”靠气压支撑保持形状)，但其抗撕裂性和强度有它的极限性。通过引入增强材料，如：凯芙拉、碳纤维、玻璃纤维、三维立体织物作为泡沫基材的骨架材料，即可大幅提高其强度。而通过何种工艺才能将增强材料均匀的布置到泡沫基材中呢？

鄙人一直致力于研发一种安全性能理想的气囊装甲取代传统保险杠！2012年2月14日申请一项“立体织物厚层气囊装甲”实用新型专利且同日申请了发明专利(ZL：201220055172.5和ZL：201210036721.9)，年末时遇孙亚平导师，在他的鼓励和指导下，鄙人决定购买立体织物独立研发样品，认证设计构想的可行性和新型成型工艺的可靠性。由于经济拮据，试验阶段只能选用平面块状的玻纤立体织物，通过“负压真空吸附塑形法”实验得知这种织物做成曲面结构的气囊会形成折皱，虽通过裁剪或其它方法有望克服问题，但其美观性和强度必然受影响，而直接选用曲面异型结构的立体织物制作气囊也是有难度的，这种三维织物需专用的编织机上才能编织出来，且受专利技术的限制，将其浸渍液体硅橡胶且保持芯柱能很好的立起来，其工艺上也是不容易的，而且每款汽车的尺寸、外形有很大差异，针对不同的车型开发不同的曲面的异型立体织物所付出的代价太大了，其实用性和市场推广必然受到限制！

条条大路通罗马，此路不便，只能开辟新道！3D立体打印技术，它是一种以数学模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等粘合材料，通过逐层的方式来构造物体的技术。灵感一闪，鄙人所困惑的工艺难题，只需采用数个模腔间隙不同的模具组，通过逐层的注入泡沫基材和逐层的粘贴凯夫拉纤维布(或碳纤维布)就可突破制造气囊装甲所需的工艺和技术瓶颈！(可遗憾的是，这位受人尊敬的老者却永远的离开了我们，若不受他的鼓励和指导，此工艺很有可能不会诞生！)

发明内容

本实用新型为多层复合泄气型气囊装甲，其功能在于提高汽车的抗碰撞防护能力即以柔克刚的软车体，从而节省汽车碰撞的维修费用和降低交通事故的伤亡率。

本实用新型的构造是这样实现的：