用于在移动部件和相邻结构之间棘轮接合的构件的制作方法

用于在移动部件和相邻结构之间棘轮接合的构件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年10月2日提交的标题为“member for ratcheting between a moving component and adjacent structure”的美国专利申请号16/948,847的优先权，其公开内容以引用的方式整体并入本文。
技术领域
3.本文件涉及用于在移动部件和相邻结构之间棘轮接合(ratcheting)的构件。


背景技术：

4.虽然汽车技术不断改进，但车辆和行人之间偶尔发生碰撞仍然是当今社会交通运输的一个事实。现代车辆的设计部分是为了在行人碰撞中提供理想的性能。在这方面实现更好的性能可以减少或减轻行人受伤的严重程度。在许多国家或地区，根据某些标准进行测试来评定车辆的性能。


技术实现要素：

5.在第一方面，车辆包括：具有前部和后部的车身；支撑车身的车辆底盘，车辆底盘包括底盘部分；附接到车身的前部的部件；以及构件，该构件包括(i)具有齿部的细长部分和(ii)将该构件附接到底盘部分或部件中的一者的附接部分，其中构件被配置为由于部件与底盘部分之间的相对移动而使齿部与底盘部分或部件的另一者的边缘棘轮接合。
6.实施方式可以包括以下特征的任何或全部。该部件是支撑架。车辆还包括饰板(fascia)，饰板由支撑架支撑。支撑架在车辆中定位高于底盘部分。底盘部分包括缓冲梁。车辆还包括在车身的前部形成上前缘的照明部件，照明部件在车辆中定位高于部件并且在车辆中比部件更靠前。车辆还包括在车身的前部形成下前缘的鼻部，鼻部在车辆中定位低于部件并且在车辆中比部件更靠前。齿部定位在细长部分的第一部分中，并且其中细长部分的与第一部分相邻的第二部分不含齿部。构件还包括桥部分，桥部分从细长部分基本上垂直地延伸。附接部分在桥部分的与细长部分相同的一侧上从桥部分基本上垂直地延伸。齿部被定向在远离附接部分的方向上。构件附接到部件，其中部件包括面向彼此的开口，并且其中附接部分的相对端部被配置为被接收在相应开口中。车辆包括多个构件，多个构件中的每个具有相应的细长部分和相应的附接部分。多个构件围绕车辆的纵向中心线对称定位。
7.在第二方面，构件包括：具有齿部的细长部分；桥部分，从细长部分基本上垂直地延伸；以及附接部分，在桥部分的与细长部分相同的一侧上从桥部分基本上垂直地延伸，齿部在远离附接部分的方向上定向。
8.实施方式可以包括以下特征的任何或全部。齿部包括至少三个齿部，并且其中齿部在细长部分上彼此等距间隔。细长部分在桥部分的第一端和与第一端相对的第二端之间延伸，其中细长部分包括不含齿部的部分，并且其中不含齿部的部分定位成邻近第一端并
且长于齿部之间的间距。构件还包括从附接部分在远离细长部分的方向上延伸的间隔物。构件还包括从附接部分在远离细长部分的共同方向上延伸的多个间隔物。
9.在第三方面，车辆包括：车身，具有前部和后部；车辆底盘，支撑车身，车辆底盘包括底盘部分；部件，附接到车身的前部；以及装置，附接到底盘部分或部件中的一者，以用于由于部件与底盘部分之间的相对移动而与底盘部分或部件中的另一者的边缘棘轮接合。
附图说明
10.图1示出了车辆的示例。
11.图2示出了图1中的车辆前部的示例。
12.图3示出了图1中的车辆前部的示例性横截面。
13.图4示出了构件的另一示例。
14.图5示出了车辆前部和腿部模型的示例性横截面。
15.图6a-6c示出使用图5的车辆前部和腿部模型的模拟的示例。
16.图7示出了具有作为时间的函数的模拟内侧副韧带伸长的示例图线。
17.图8示出了构件的另一示例的横截面。
18.图9示出了构件的另一示例。
19.图10示出了图3中的前部的另一示例。
20.各附图中的相同附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
21.本文档描述了在车辆和行人之间的碰撞中提供更好性能的系统和技术的示例。在一些实施方式中，构件提供了移动部件和相邻结构之间的棘轮接合，作为冲击可能导致的变形的一部分。构件的设计可以试图将该部件限制为由于冲击而在车辆中单向向后行进。例如，这可以防止或减少部件相对于车身的向前行进(例如，反弹)。这可以改进事故性能，例如通过减少或消除行人的腿部在碰撞中的弯曲。
22.多种不同的车辆设计可以提供改进的碰撞性能，以下是改进方面的示例特征。在一些实施方式中，车辆的前端的侧轮廓可以在行人的下胫骨(胫骨)处具有相对低的结构(有时称为早期推动器)；设计用于吸收能量的顺应中部；以及定位在保险杠和饰板的稍后方的相对高的升高结构。例如，顺应中部可以有助于加强变形模式，该变形模式为对抗在冲击后返回到其原始位置提供了更大的阻力。
23.本文的示例是指一种车辆。车辆是运送乘客或货物或者乘客和货物二者的机器。车辆可以具有使用至少一种类型的燃料或其他能源(例如，电力)的一个或多个马达。车辆的示例包括但不限于汽车、卡车和公共汽车。车轮的数量可以在不同类型的车辆之间不同，并且车轮的一个或多个(例如，所有)可以用于车辆的推进。
24.本文的示例是指车辆底盘。车辆底盘是承受车辆其余部分负载的框架。车辆底盘可以包括一个或多个框架，框架可以由钢、铝合金或其他坚硬和坚固的材料制成。例如，车辆底盘有时由至少两个由多个交叉构件连接的侧导轨制成用于结构完整性。一个或多个其他部件包括但不限于用于电动或混动车辆的电池组，其他部件可以集成到车辆底盘中或以其他方式与车辆底盘组合。车辆的一端或两端(例如，前端)可以设有缓冲梁，缓冲梁可以大
体上横向于行进方向延伸并且可以是车辆底盘的最外侧部分。例如，可以设计缓冲梁以吸收冲击能量并帮助在车辆内分散碰撞力。车辆底盘的另一部分是前端模块，前端模块可以机械地附接到导轨或框架的其他部分，并且可以用于定位一个或多个子部件。子框架是可以携带某些部件(包括但不限于马达、传动系统或悬架)以分散底盘负载和/或隔离振动和不平稳的底盘部分。
25.本文的示例是指车身。车身是车辆的主要支撑结构，部件和子部件附接在车身上。在具有一体化结构的车辆中，车身和车辆底盘相互集成。如本文所用，当车身是车辆底盘的一体部分时，车辆底盘也被描述为支撑车身。车身通常包括有用于一个或多个乘员空间的乘客车厢；一个或多个用于货物的后备箱或其他储存车厢；以及提供保护性和/或装饰性盖的各种板和其他封闭物。
26.本文的示例是指棘轮接合。棘轮接合是机械设备的相互作用，以只允许在一个方向上直线或旋转运动，同时防止相反方向的运动。棘轮接合可以通过一个或多个齿部与一个或多个边缘(诸如棘爪上的表面)之间的接合来提供。齿部可以具有倾斜的前缘，以促进在允许的方向上运动期间齿部与边缘之间的相对移动。例如，可以提供齿部和边缘中的至少一个朝向彼此的偏置(诸如弹簧负载)用于更好的接合。
27.图1示出了车辆100的示例。车辆100可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。车辆100包括车身102和支撑车身102的车辆底盘104。例如，车身102在这里为四门型，有用于至少四个乘员的空间，并且车辆底盘104具有四个车轮。在一些实施方式中，可以使用其他数量的车门、其他车身102的类型和/或车辆底盘104的种类。
28.车身102具有前部106和后部108。车辆100可以具有至少一个马达，马达可以定位在车辆100的一个或多个位置中。在一些实施方式中，一个(或多个)马达可以大体上安装在前部106附近、大体上安装在后部108附近或两者兼而有之。车辆100可以具有至少一个照明部件，照明部件可以位于车辆100的一个或多个位置中。例如，车辆100可以具有一个或多个大体上安装在前部106附近的前灯110。作为另一个示例，车辆100可以具有一个或多个鼻灯112，鼻灯112在这里安装在前灯110上方，前灯110可以是以细长照明带(例如，小的独立灯)的形式基本上横跨车辆100在前部106的宽度延伸的辅助灯。
29.车辆100可以具有一个或多个设计成提供改进的碰撞性能的特征，特别是当涉及行人时。出于说明的目的，在此截取前饰板的一部分以揭示构件114的八个实例。每个构件114可以安装在车身102内部，并且通常从外部不可见。构件114可以被设计成提供棘轮接合，棘轮接合改进车辆100在前部106处受冲击时的性能。例如，当由于碰撞而在车身102的部件与车辆底盘104的相邻结构之间存在相对移动时，构件114中的一个或多个可以棘轮接合到部件或相邻结构的边缘以限制或约束相对运动(例如，将移动限制在单方向上)。
30.图2示出了图1中的车辆100的前部106的示例。为了清晰起见，仅示出前部106的部分。前部106可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。前部106包括饰板200，出于说明目的，饰板200在此处被部分透明地示出。前部106包括缓冲梁202。在一些实施方式中，缓冲梁202由功能刚性材料制成，以形成车辆底盘的一部分。例如，缓冲梁202被配置用于吸收冲击能量和分散碰撞力。
31.前部106包括支撑架204。在一些实施方式中，支撑架204至少支撑饰板200，并且可以在装配之后由饰板200覆盖。例如，支撑架204可以附接到车身或被认为是车身的一部分。
支撑架204可以包括各种形状的部分、开口和/或其他结构特征，以促进支撑饰板200(和/或任选地，另一个部件)并将支撑架204附接到车辆。
32.前部106包括邻近支撑架204和缓冲梁202定位的构件114。每个构件114包括具有齿部114a的细长部分。在示出的示例中，每个构件114通过附接部分114b附接到支撑架204，并且被配置为至少其齿部114a与缓冲梁202的边缘接合。例如，这可以促进棘轮接合，以便限制或约束支撑架204与缓冲梁202之间的相对运动。在一些实施方式中，一个或多个构件114替代地附接到缓冲梁202，使得至少其齿部114a可以与支撑架204的边缘接合。
33.可以为车辆定义纵向中心线206。纵向中心线206可以表示车辆在行进方向上的中间，并且可以对应于车辆坐标系中y＝0的坐标。构件114可以围绕纵向中心线206对称地定位。例如，此处，构件114中的四个定位在纵向中心线206的一侧(例如，有正的y值)上，并且构件114中的其他四个定位在纵向中心线206的另一侧(例如，有负的y值)上。
34.图3示出了图1中的车辆前部106的示例性横截面。在该视图中至少部分可见的是由支撑架204支撑的饰板200；抵靠缓冲梁202定位的泡沫300；以及构件114。在这里，支撑架204在车辆中定位高于缓冲梁202。
35.构件114包括具有齿部114a的细长部分302。构件114还包括附接部分114b和桥部分304。在一些实施方式中，附接部分114b从桥部分304基本上垂直地延伸。例如，附接部分114b可以在桥部分304的与细长部分302相同的一侧上延伸。在一些实施方式中，齿部114a可以在远离附接部分114b的方向上定向。
36.在这里，缓冲梁202具有边缘306。在一些实施方式中，边缘306由缓冲梁202的板的在面向支撑架204的方向上的终端形成。例如，该板可以相对于车辆位于缓冲梁202的最前部。边缘306可以沿缓冲梁202的整个长度或宽度或仅沿其一部分延伸。构件114被配置为使得齿部114a可以由于支撑架204(即，车身的部件)与缓冲梁202(即，车辆底盘的一部分)之间的相对移动而与边缘306棘轮接合。在一些实施方式中，每个齿部114a可以具有基本上三角形轮廓。例如，三角形轮廓的一侧可以对应于齿部114a与细长部分302之间的相交处。三角形轮廓的第二侧可以形成面，该面在沿一个方向(例如，在本图中朝向右)移动期间暂时地与边缘306接合。三角形轮廓的第三侧可以在移动停止之后形成与边缘306接合的面，以防止在相反方向上(例如，在本图中朝向左)移动。
37.再次简要地参考图1、2和3，上述示例说明车辆(例如，车辆100)可以包括具有前部(例如，前部106)和后部(例如，后部108)的车身(例如，车身102)。车辆可以包括支撑车身的底盘(例如，车辆底盘104)，车辆底盘包括底盘部分(例如，缓冲梁202)。车辆包括附接到车身前部的部件(例如，支撑架204)。车辆包括构件(例如，构件114)，构件114包括具有齿部(例如，齿部114a)的细长部分(例如，细长部分302)和将构件附接到底盘部分或部件中的一个的附接部分(例如，附接部分114b)。构件被配置为由于部件与车辆底盘之间的相对移动而使齿部与底盘部分或部件的另一个的边缘(例如，边缘306)棘轮接合。
38.图4示出了构件400的另一个示例。构件400以横截面示出。构件400可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。构件400可以被配置为由于部件与底盘部分之间的相对移动而与底盘部分的边缘或车辆部件的边缘棘轮接合。
39.此处的构件400包括具有齿部404的细长部分402。此处的构件400包括桥部分406，桥部分从细长部分402基本上垂直地延伸。此处的构件400包括附接部分408，附接部分在桥
部分406的与细长部分402相同的一侧上从桥部分406基本上垂直地延伸。齿部404在远离附接部分408的方向上定向。
40.支撑架410以横截面示出。支撑架410可以支撑车辆的一个或多个部件(未示出)。在该示例中，构件400附接到支撑架410。在一些实施方式中，支撑架410包括面向彼此的开口412a-412b。例如，附接部分408的端部408a可以被配置为被接收在开口412a中。作为另一个示例，与端部408a相对的附接部分408的端部408b可以被配置为被接收在开口412b中。
41.构件400可以包括一个或多个间隔物。在这里，示出了两个间隔物414。在一些实施方式中，间隔物414可以定位在附接部分408上。例如，间隔物414可以在远离细长部分402的共同方向上延伸。构件400的结构可以在一个或多个方向上提供偏置。例如，至少细长部分402、桥部分406和附接部分408的当前布置可以提供至少齿部404朝向边缘(未示出)的偏置，以便于棘轮接合以及限制或约束相对运动。
42.图5示出了车辆前部500和腿部模型502的示例性横截面。从侧面可以看到车辆前部500，为简单起见，车辆的其余部分被省略。腿部模型502包括通过膝关节502c彼此联接的大腿502a和小腿502b。在一些实施方式中，腿部模型502可以由物理部件制成，并且配备有用于对具有车辆前部500的车辆执行物理测试的传感器。在一些实施方式中，腿部模型502可以被电子定义用于执行基于计算机的模拟或分析。例如，可以基于腿部模型502的数字表示来执行有限元分析。
43.此处的车辆前部500包括缓冲梁504；支撑架506；饰板508；泡沫510(例如，膨胀聚丙烯)；传感器512(例如，占据车辆前部500的一部分的激光雷达系统)；照明部件514(例如，基本上横跨车辆前部500的整个宽度延伸的鼻灯)；以及在车辆前部500中定位相对低的鼻部516。饰板508和/或这些部件中的任何其它部件可以由支撑架506支撑。这些部件在车辆前部500中的布置可以改进其在行人碰撞中的性能。
44.在一些实施方式中，碰撞性能可以根据至少包括照明部件514的上前缘518和至少包括鼻部516的下前缘520的相应行为来表征。例如，上前缘518的特征可以在于，照明部件514在车辆中定位为比支撑架506高，并且在车辆中比支撑架506更靠前。作为另一个示例，下前缘520的特征可以在于，鼻部516在车辆中定位为低于支撑架506并且在车辆中比支撑架506更靠前。这样，车辆前部500可以具有以下特征：作为行人的下胫骨的早期推动器的下前缘520；至少包括饰板508和泡沫510的顺应中部；和位于饰板508稍后方的上前缘518。
45.图6a-6c示出使用图5的车辆前部500和腿部模型502的模拟的示例。在这里，为了简单起见，仅示出了车辆前部500和腿部模型502的部分。车辆前部500中当前可见的是照明部件514、传感器512、支撑架506、饰板508、具有边缘600的缓冲梁504、泡沫510和安装到支撑架506上的构件602。构件602包括具有齿部的细长部分，以及将构件602附接到支撑架506的附接部分，附接部分用于将齿部与边缘600棘轮接合。
46.使用有限元分析执行模拟，其中车辆前部500和腿部模型502都被定义为基于计算机的结构。特别地，执行了车辆前部500对腿部模型502的冲击的两个单独的模拟，并且两个模拟都由本图表明。在第一模拟中，碰撞是在构件602不存在的情况下执行的；在图6b-6c中，该第一模拟由车辆前部500中的阴影线表明。在第二模拟中，如图6a所示，在构件602存在的情况下执行碰撞；在图6b-6c中，该第二模拟由车辆前部500中的阴影线表明。在图6a中，在另一方面，在车辆前部500中使用阴影线仅用于说明目的，并且独立于第一模拟与第
二模拟之间的这种区别。
47.图6a示出了受车辆前部500冲击之前的腿部模型502。在第二模拟中，构件602可能尚未与边缘600棘轮接合。例如，细长构件可以朝向边缘600偏置，并且可选地与边缘600接触。
48.图6b示出了在受车辆前部500冲击期间的腿部模型502。例如，所示的瞬间可以表示模拟碰撞事件的大约一半时间。在第二模拟中，由于饰板508和支撑架506朝图示中的右侧移动，构件602已棘轮接合边缘600。然而，阴影线的比较表明，在第一模拟和第二模拟之间(即，分别在没有和有构件602的情况下)可能仅存在相对较小的差异。
49.图6c示出了受车辆前部500冲击之后的腿部模型502。例如，所示瞬间可以表示模拟碰撞事件结束时的状态。在第一模拟中，车身的部件经历了显著的反弹，并且因此在相反方向(即，在图示中朝向左侧)上行进或继续行进。例如，以下各项已将实质性差异向左移动：对应于饰板508的第一模拟的线508-1；对应于支撑架506的第一模拟的线506-1；以及对应于传感器512的第一模拟的线512-1。在冲击之后在相反方向上发生的这些或其他显著移动可以导致相对于腿部模型502的不期望的后果。在一些实施方式中，在第一模拟中的碰撞期间，腿部可以弯曲得更多。例如，这可以对应于车辆前部500的较差的碰撞性能。
50.另一方面，在图6c所示的第二模拟中，构件602已如箭头所示与边缘600棘轮接合。这可以防止或减少相反方向上不期望的相对移动的发生。阴影线的比较表明，在第一模拟和第二模拟之间(即，分别在没有和有构件602的情况下)可能存在实质性差异。例如，在第二模拟中，以下各项基本上向左移动较少：对应于饰板508的第二模拟的线508-2；对应于支撑架506的第二模拟的线506-2；以及对应于传感器512的第二模拟的线512-2。在腿部模型502中，与第一模拟相对应的阴影区域相比，与第二模拟相对应的阴影区域相对较少地远离车辆前部500移动。在一些实施方式中，在第二模拟中的碰撞期间，腿部可以相对较少地弯曲。例如，这可以对应于车辆前部500的更好的碰撞性能。
51.图7示出了有作为时间的函数的模拟内侧副韧带(mcl)伸长的示例图像700。在图像700中，mcl伸长在垂直轴上以毫米(mm)表示，时间在水平轴上以秒(s)表示。图线702对应于来自不使用如本文所述(例如，对应于参考图6a-6c所述的第一模拟)的构件的模拟冲击的mcl伸长。例如，图线702几乎达到图像700中的值704。另一方面，图线706对应于来自确实使用如本文所述(例如，对应于参考图6a-6c所述的第二模拟)的构件的模拟冲击的mcl伸长。例如，图线706基本上保持在图像700中的值708以下，值708低于值704。
52.图8示出了构件800的另一个示例的横截面。构件800可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。构件800可以被配置为由于部件与底盘部分之间的相对移动而与底盘部分804的边缘802或车辆部件(未示出)的边缘棘轮接合。此处的构件800包括具有齿部808的细长部分806。此处的构件800包括桥部分810，桥部分从细长部分806基本上垂直地延伸。此处的构件800包括附接部分812，附接部分在桥部分810的与细长部分806相同的一侧上从桥部分810基本上垂直地延伸。齿部808在远离附接部分812的方向上定向。附接部分812可以包括至少一个开口814，用于将构件800附接到部件816。
53.图9示出了构件900的另一个示例。构件900可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。构件900可以被配置为由于部件与底盘部分之间的相对移动而与底盘部分(未示出)的边缘或车辆部件(未示出)的边缘棘轮接合。此处的构件900包括具有齿
部904的细长部分902。此处的构件900包括桥部分906，桥部分从细长部分902基本上垂直地延伸。此处的构件900包括附接部分908，附接部分在桥部分906的与细长部分902相同的一侧上从桥部分906基本上垂直地延伸。齿部904在远离附接部分908的方向上定向。
54.可以使细长部分902的一个或多个区域没有齿部。在这里，齿部904定位在细长部分902的部分910中。齿部904可以在细长部分902上彼此等距间隔(例如，假设细长部分902包括一排至少三个齿部904)。此外，与部分910相邻的细长部分902的部分912可以没有齿部。部分912可以长于齿部904之间的间距。部分912可以帮助调节构件900的功能，以便提供针对不期望的棘轮接合的豁免。在一些实施方式中，部分912可以允许在构件900与边缘(未示出)之间的一定量的相对运动(在任一方向上)，而不棘轮接合。例如，这可以允许对车辆前部施加一些标称压力，而不将构件变为锁定在边缘上。
55.图10示出了图3中的前部106的另一个示例。在此处，缓冲梁202和支撑架204基本上如上所述地示出。然而，这里的支撑架204包括边缘1000，边缘1000面向缓冲梁202。此外，构件1002在此处通过附接部分1004附接到缓冲梁202。附接部分1004在此处基本上垂直于构件1002的细长部分1006。构件1002可以被配置为由于支撑架204与缓冲梁202之间的相对移动与边缘1000棘轮接合。
56.已经描述了许多实施方式。然而，应当理解，在不脱离说明书的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。
57.此外，图中所示的逻辑流程不需要所示的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。此外，可以提供其他过程，或者可以从所描述的流程中删除过程，并且可以向所描述的系统添加其他部件，或者从所描述的系统中删除其他部件。因此，其他实施方式在所附权利要求的范围内。
58.虽然所描述的实施方式的某些特征已经如本文所述进行了说明，但是本领域技术人员现在将想到许多修改，替换，改变和等同物。因此，应该理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的实施方式的范围内的所有这样的修改和变化。应当理解，它们仅以示例的方式呈现，而不进行限制，并且可以对形式和细节进行各种更改。本文所述的设备和/或方法的任何部分可以以任何组合相互组合，但互相排斥的组合除外。本文所述的实施方式可以包括所述不同实施方式的功能、部件和/或特征的各种组合和/或子组合。