用于减速车辆的、具有缆索和缸装置的碰撞衰减器

摘要

公开了一种改进的碰撞衰减器，其采用缆索和吸震缸装置控制撞击该碰撞衰减器的车辆减速的速率以安全制动。该碰撞衰减器包括前部和具有折叠的有角度波纹状侧板的多个活动部分。当该碰撞衰减器被车辆撞击时，所述前部和活动部分响应该撞击缩进，因此有效地纵向折叠。为此，所述部分可滑动地安装在连接到地基上的至少一个导轨上。缆索和缸装置优选地位于两个导轨之间，该装置在所述前部上施加作用力，从而采用变化的约束力阻止所述前部在被撞击车辆撞击时向后运动，来控制碰撞车辆减速的速率以安全制动该车辆。

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆碰撞衰减器，并且更具体地涉及一种用于使用缆索和缸制动装置来控制碰撞车辆减速的碰撞衰减器。

背景技术

国家合作公路研究计划报告(NCHRP报告350)规定了评定各种公路设备(例如，碰撞衰减器)的安全性能的标准。NCHRP报告350包含对符合NCHRP报告350的检验级别2、3和4的碰撞衰减器在设计中使用的车辆渐停减速速率的建议。

为达到NCHRP报告350中规定的标准，现今沿车道铺设以使已脱离车道的车辆转向或制动的大多数碰撞衰减器采用了多种结构装置，在这些结构装置中路障响应车辆撞击该路障而压缩和/或折叠。这些碰撞衰减器中的一些还包含辅助制动系统，所述辅助制动系统产生恒定减速力以使碰撞车辆慢下来，而不管撞击路障的车辆的质量和/或速度的不同。

NCHRP报告350中的碰撞检验指南要求最大车辆乘员撞击速度(乘员撞击车辆内表面的速度)为12米/秒，优选速度为9米/秒。通常，制动力恒定的碰撞衰减器会使质量较小的车辆在约8英尺距离内制动。这是因为大多数制动力恒定的碰撞衰减器需要施加增大的制动力，从而使质量较大的车辆(例如，轻型载货汽车)在约17英尺距离内制动。

发明内容

本发明是一种改进的碰撞衰减器，其使用缆索和缸制动装置控制撞击该碰撞衰减器的车辆减速的速率以安全制动。具体地说，本发明的碰撞衰减器使用缆索和缸装置，该装置施加关于距离而变化的阻抗力以根据NCHRP报告350的要求控制碰撞车辆的渐停减速和乘员撞击速度。因此，本发明的碰撞衰减器提供了用于小型车辆的减速(ride down)行进距离，其中在高速撞击期间，这种车辆在完全制动前能够行驶10英尺或更多。

本发明的碰撞衰减器还包括由前撞击部分和多个尾随的活动部分组成的细长护栏状结构，所述活动部分具有当该碰撞衰减器响应车辆的撞击而被压缩时缩进的重叠侧板部分。所述前撞击部分可转动地安装到连接到地基上的至少一个导轨上，而所述活动部分可滑动地安装到所述至少一个导轨上。然而，应当指出，本发明的碰撞衰减器优选地使用两个或更多个导轨。

所述缆索和缸装置优选地位于地基上的两个导轨之间。所述缆索和缸装置优选地包括钢丝绳缆，该钢丝绳缆通过连接到作为所述衰减器的前撞击部分的一部分的滑板上的开口锌焊插口连接到该滑板上。所述缆索从开口锌焊插口穿过固定到所述碰撞衰减器前基部上的带支座开口管拉动。在所述衰减器后部处有一吸震液压或气压缸，该缸具有位于该缸后端附近的第一组定滑轮以及在该缸的伸出活塞杆的端部上的第二组定滑轮。所有滑轮都被销住，并在所述碰撞衰减器被车辆撞击期间固定地转动。所述缆索成环围绕位于所述缸后部和该缸的活塞杆的端部的定滑轮数次。此后，该缆索终止于一有螺纹的可调节环首螺栓，该环首螺栓连接到焊接在一个基部轨道侧面上的板上。

当碰撞车辆撞击所述碰撞衰减器的前部时，致使该前部在所述导轨上朝位于该前部后方的所述多个活动部分向后平移。当所述前部向后平移时，作为其支撑架的滑板的最末部分与支撑该前部紧后方活动部分的板的支撑架接触。该活动部分的支撑架又与支撑下一个活动部分的板的支撑架接触，依此类推。

当所述滑板和支撑架向后平移时，致使连接到该滑板上的缆索绕所述滑轮摩擦滑动，从而将缸的活塞杆压入该缸内或使该活塞杆延伸出缸外。位于所述活塞杆端部处的滑轮也连接到一可移动板上，从而当通过所述缆索在其响应碰撞衰减器的前部被车辆撞击而绕滑轮滑动时将缸的活塞杆压入该缸内或使该活塞杆延伸出缸外时，这些滑轮纵向移动。这导致在所述滑板上施加约束力以控制其向后移动。通过缸来控制由缆索施加在所述滑板上的约束力，该缸采用内孔调节以基于撞击所述衰减器的车辆的动能使该车辆受控减速。起初，施加给所述前部最小的约束力，以减速碰撞车辆直至乘员撞击该车辆内表面的时刻，此后维持增加的阻抗但稳定的减速力。因此，本发明采用具有变约束力的缆索和缸装置控制碰撞车辆减速的速率以安全制动该车辆。在碰撞期间加速所述框架的质量也有助于制动力。因此全部制动力是下列的组合，即：摩擦；响应于碰撞时碰撞车辆的速度，吸震缸施加的阻抗和结构质量的加速度；以及该车辆的主体和框架中的挤压因素。

本发明的碰撞衰减器还包括多个过渡装置，从而提供从该碰撞衰减器到不同形状和结构的固定路障的平滑延续。所述过渡单元的结构根据与所述碰撞衰减器连接的固定路障的类型而变化。

本发明的碰撞衰减器中使用的缆索和缸装置可与设计成承受车辆和其它移动物体的撞击的其它结构装置一起使用或用在其它结构装置中。具有这种可选结构装置的缆索和缸装置的可选实施例可包括：缆索；缸；以及在本发明的碰撞衰减器的缆索和缸装置中使用的滑轮。

附图说明

图1是本发明的碰撞衰减器在其全伸展位置的侧视图；

图2是本发明的碰撞衰减器在其全伸展位置的平面图；

图3a是本发明的碰撞衰减器的前部的局部放大侧视图；

图3b是本发明的碰撞衰减器的前部的局部放大平面图；

图4a是沿图2的线4a-4a剖取的、本发明的碰撞衰减器使用的活动滑轮的放大剖面前视图；

图4b是沿图2的线4b-4b剖取的、本发明的碰撞衰减器使用的固定滑轮的放大剖面前视图；

图5是图1所示的碰撞衰减器的剖面侧视图；

图6a是图5所示的碰撞衰减器的前部的放大剖面侧视图(未示出锌焊插口销)；

图6b是图5所示的碰撞衰减器的几个后部的放大剖面侧视图；

图7是撞击后完全折叠时的护栏结构的剖面前视图；

图8是即将被车辆撞击前所述碰撞衰减器在其静止位置的侧视立体图；

图9是所述碰撞衰减器的侧视立体图，其中该衰减器的前部已经向后移动并且已撞击用于护栏结构的第一活动部分的支撑架，该第一活动部分在所述前部的紧后方；

图10是所述碰撞衰减器的侧视立体图，其中该衰减器的前部以及第一和第二活动部分在车辆撞击后已向后移动，从而与护栏结构的第三活动部分的支撑结构接合；

图11a是用于将碰撞衰减器连接到三梁(thrie-beam)型护栏上的过渡部分的第一实施例的侧视图；

图11b是用于将碰撞衰减器连接到三梁型护栏上的第一过渡部分的平面图；

图12a是用于将碰撞衰减器连接到泽西路障(jersey barrier)上的过渡部分的第二实施例的侧视图；

图12b是用于将碰撞衰减器连接到泽西路障上的第二过渡部分的平面图；

图12c是用于将碰撞衰减器连接到泽西路障上的过渡部分的第二实施例的端视图；

图13a是表示用于将碰撞衰减器连接到混凝土块上的过渡部分的第三实施例的侧视图；

图13b是用于将碰撞衰减器连接到混凝土块上的第三过渡部分的平面图；

图14a是用于将碰撞衰减器连接到W梁型护栏上的过渡部分的第四实施例的侧视图；

图14b是用于将碰撞衰减器连接到W梁型护栏上的第四过渡部分的平面图；

图15是本发明的碰撞衰减器的前部和活动部分使用的波纹状侧板的平面图，前部板是活动部分板的较长型式；

图16a至图16c是表示本发明的碰撞衰减器使用的波纹状侧板的几个实施例的外形的剖面视图；

图17是表示本发明的碰撞衰减器使用的几个侧板的部分的局部侧视立体图；

图18a至图18c分别是用于波纹形侧板的支撑架的前视图、顶视图和侧视图，表示用于进一步支撑侧板的托架和联接板的不同视图。

具体实施方式

本发明是一种车辆碰撞衰减器，其采用缆索和缸装置以及折叠结构，以安全地减速撞击该衰减器的车辆。图1是本发明的碰撞衰减器10的优选实施例在其完全伸展位置的侧视图。图2是本发明的碰撞衰减器10的平面图，也是在其完全伸展位置。

首先参照图1和图2，碰撞衰减器10是细长的护栏型结构，其包括前部12和位于前部12后方的多个活动部分14。如图1和图2所示，前部12和活动部分14相对于彼此纵向定位。碰撞衰减器10通常位于车道11侧旁，并相对于车道11中的车流(在图2中用箭头13表示)定向。

如图1、图2、图3a和图3b所示，在前部12两侧的各侧安装波纹板16，该板优选为具有梯形状外形。支撑这些板16的是矩形架或滑板18，其由四个垂直架件20构成，为了结构刚性，这些垂直架件20又通过四个横向延伸、大致平行的横架件22以及四个纵向延伸、大致平行的横架件23连接。如图6a所示，前部12还包括水平延伸并从滑板18的右前侧斜向延伸至该滑板18的左后侧的斜向支撑件21，从而形成格状结构以抵抗在倾斜的前部撞击时滑板18的扭曲。优选地，垂直架件20、横架件22、横架件23以及斜向支撑件21都由低碳钢管制成并焊接在一起。优选地，各板16均包括沿板16的长度延伸部分距离的两个大致水平的狭缝24，并且各板均通过两个螺栓19安装在垂直架件20的一侧。对于前侧板16，有两个保持板16前部的附加安装螺栓19。

如图5及图18a至图18c所示，各活动部分14构造有矩形架26，矩形架26也包括一对垂直架件20，垂直架件20又通过一对横架件22连接在一起。优选地，形成架26的部件20和22同样由低碳钢管制成并焊接在一起。在活动部分14的各垂直架件20的每一侧上安装波纹状侧板28，其长度比各侧板16短一些，但是和侧板16一样也具有梯形状外形。图1和图2示出各架26支撑一对板28，架26上每侧都有一个板。优选地，板28也由镀锌钢制成。各板28同样也包括沿板28的长度延伸部分距离的两个大致水平的狭缝24，并且各板均通过两个保持螺栓(keeperbolt)30安装在垂直架件20的一侧上，保持螺栓30穿过在前部分重叠的板16的水平狭缝24伸出。如在图1中可见，重叠的板16和28充当偏转板以使车辆在横向撞在碰撞衰减器10上时转向。

前部12和活动部分14并非刚性互连，而是在一滑动装置中相互作用，如在图8至图10中最佳可见。如在图1和图5中所示，各波纹板28通过延伸穿过板28中的一对孔(未示出)的一对侧保持螺栓30连接到对应支撑架26的垂直支撑件20上。将板28保持在前部12后方的第一支撑架26上的第一对侧保持螺栓30穿过被滑板18支撑的板16的狭缝24伸出。随后的成对侧保持螺栓30中的每对同样也穿过沿纵向在该对螺栓之前的板28水平延伸的狭缝24伸出。因此，如图1和图15所示，各波纹板28均具有固定端27和浮动端29，该固定端27通过一对侧保持螺栓30连接到支撑架26上，第二对侧保持螺栓30通过该浮动端29穿过沿所述板延伸的狭缝24伸出，从而该板的浮动端29与沿纵向在该浮动端29后方并靠近它的波形板28的固定端27重叠。现在参照图3a，各侧保持螺栓30优选地具有矩形头30a，该矩形头30a的宽度足够大以防止螺栓30延伸穿过的对应狭缝24从其支撑架26横向脱出。

如图5和图7所示，前部12的滑板18可转动地安装在优选为两个大致平行的导轨32和34上，同时活动部分14的各支撑架26都可滑动地安装在导轨32和34上。导轨32和34是通过多个锚件36锚到地基35上的钢的C形槽轨道。锚件36通常为穿过导轨支撑板36A伸入到埋在地基35内的合适的基部材料(例如混凝土37或沥青(未示出))内的螺栓。该基部材料用作锚件36的钻孔型板(template)。优选地，该基部材料为延伸至少碰撞衰减器10的长度的衬垫的形式。优选地，该衬垫为厚度为6″的28MPa或4000PSImin.钢芯混凝土，并与地面平齐。混凝土37中的安装孔接收穿过导轨支撑板36A伸出的锚件36。

前部12通过多个(优选为四个)滚子组件39可转动地安装在导轨32和34上，前部12的滑板18安装到滚子组件39上以防止该滑板18在沿导轨32和34滑动时悬空。各滚子组件39均包括与C形槽轨道32和34的内槽43接合并在其上驶过的轮39a。支撑架26通过支架38连接到导轨32和34，该支架38是与导轨32和34的上部接合的侧导向件。每个支撑部分架26包括一对侧导向件38。支撑活动部分14的各侧导向件38螺栓联接或焊接到用于形成架26的垂直支撑件20的一侧上。当碰撞衰减器响应碰撞车辆50的正面撞击而缩进时，侧导向件38将导轨32和34导回。与导轨32和34接合的滚子组件39和侧导向件38通过防止碰撞衰减器10在被正面或侧面撞击时被向上或向旁边弯曲而起到给予衰减器10纵向强度、偏转强度和撞击稳定性的作用，从而使得碰撞车辆在侧向撞击时转向。

本发明的碰撞衰减器10可使用单个导轨32/34。在这种情况下，可通过多个锚件36将具有背靠背的C形槽的单个导轨锚到地基35上。在这一实施例中，前部12又可通过多个包括轮39a的滚子组件39可转动地安装在导轨32/34上，轮39a与单个导轨32/34的背靠背的C形槽的内槽43接合并在其上驶过。类似地，各支撑架26可包括一对侧导向件38，当碰撞衰减器10响应碰撞车辆50的正面撞击而缩进时，该侧导向件38会可滑动地导引导轨32/34。该实施例的一个不同之处在于为了平衡的目的安装在前部12和支撑架26外侧上的滑移腿(未示出)。位于该滑移腿底部上的可以是沿埋在地基35内的基部材料(例如，混凝土37)滑动的滑移件。

如图8至图10所示，当碰撞车辆50撞击碰撞衰减器10的前表面时，它撞击包含滑板18的前部12。于是，使得前部12和滑板18在导轨32和34上朝向前部12后方的活动部分14向后平移。当前部12向后平移时，滑板18的最末部分冲进前部12紧后方的第一活动部分14’的支撑架26’内。第一部分的支撑架26’又冲进下一个活动部分14”的支撑架26”内，依此类推。

如图2和图3b所示，缆索41通过连接到滑板18上的开口锌焊插口40连接到前滑板18上。优选地，缆索41为由镀锌钢形成的直径为1.125″的钢丝绳缆索。然而，应当指出，也可使用由不同材料制成的其它类型和其它直径的缆索。例如，缆索41可由除镀锌钢以外的金属形成，或由其它非金属材料(例如，尼龙)形成，只要当由这样的其它材料制成时，缆索41具有足够的抗拉强度(优选为至少27,500lbs)即可。缆索41还可设计为链条而非绳，只要其具有这种抗拉强度即可。

于是，通过一固定滑轮从锌焊插口40拉动缆索41，该固定滑轮为带支座开口管(open backed tube)42并且安装在碰撞衰减器10的前导轨支撑板36A上。然后，缆索41延伸到碰撞衰减器10的后部，在该处设置有包括起始延伸的活塞杆47的吸震缸(shock-arresting cylinder)44、位于缸44后端的第一多滑轮45、以及位于从缸44延伸的杆47前端的第二多滑轮46。图4b示出通过联接板33连接到导轨32上的环形钢导向环衬套31，其在缆索41经过在导轨32和34之间延伸的多个联接板33(例如，见图2)行进返回缸44时，帮助保护缆索41。在碰撞衰减器10的后部，缆索41首先延伸到位于缸44后部的多滑轮45的底部滑轮。然后，缆索41延伸到位于缸活塞杆47前端的多滑轮46的底部滑轮。

多滑轮46连接到可移动板48上，当缸活塞杆47压入缸44内时，可移动板48纵向向后滑动。优选地，缆索41成环围绕多滑轮45和46总共三次，此后，缆索41终止在连接到板59上的有螺纹的可调节环首螺栓49中，板59焊接到C形槽32内部(例如，见图6b)。缆索41使用图5和图6b所示的多个钢丝绳夹57终止于可调节环首螺栓49。多滑轮45和46的每个都通过一对销51销住(例如，见图4a)，这些销在缆索41绕滑轮45和46滑动时防止滑轮45和46转动(拆除销51时除外)。通常，在被车辆撞击后将销51拆除以使滑轮45和46随同衰减器10的重置而转动。

当前部12被车辆50撞击时，它被车辆50向后推，直至滑板18接触前部12后方的第一活动部分14’的支撑架26’。当前部12在被车辆冲撞后开始向后移动时，缆索41和缸44共同施加阻止部分12和滑板18向后运动的力。缆索41施加的阻抗力由吸震缸44控制。缸44通过在其内部纵向延伸的内孔(未示出)调节。缸44中的所述孔使得液压或气压流体从活塞44的第一内室(也未示出)露泄到缸44的第二外套室(也未示出)。所述孔控制在任意给定时间可从内室移动到外室的流体量。当活塞杆47移动经过缸44内的各个孔时，这些孔对流体运动来说变得不可用，从而导致与能量相关的阻抗，其抵抗当缆索41响应被前部12的滑板18向后拉动而绕所述对多滑轮45和46被拉动时由缆索41施加在缸44的活塞杆47上的压缩力。缸44内的这些孔的大小和间隔优选地设计成使得在任何给定时间可从缸44的内室运动到外室的流体量与撞击车辆50在预定距离的速度减少一致地平稳减少，从而使车辆50经受大致恒定的减速度，由此为车辆50的速度提供稳定减速。而且，这种配置分别根据撞击车辆的速度比缸44设计成易于处理的速度高还是低来增加阻抗或减小阻抗，从而为较低速车辆(由于减小的阻抗)和较高速车辆(由于增加的阻抗)两者都提供延长的减速距离。

缸44对由缆索41施加在滑板18上的阻抗力的控制致使衰减器10根据任何车辆50在撞击该衰减器10时的动能提供撞击该衰减器10的车辆50的受控减速。当车辆50首先撞击衰减器10的滑板18时，其初始速度非常高，因此最初滑板18被车辆50加速到很高的速度。当滑板18向后平移时，缆索41被向后并围绕滑轮45和46快速拉动，致使缸44被非常快速地压缩。响应于该快速压缩，最初缸44中的大量液压流体必须从缸44的内室输送到外室。当车辆50减慢时，需要较少的流体从缸44的内室转到外室以维持车辆50的速度稳定降低。结果是车辆50的减速度稳定，并且当其减慢时施加给车辆50的乘员大致恒定的g力(g-force)。

应当指出，缸44的流体室可为可选结构，其中作为可选示例，第一室和第二室(在上述实施例中为内室和外室)可并排或上下设置。

还应当指出，缸44和活塞杆47的构造和操作可相反，其中活塞杆47的静止位置为最初在缸44内，而不是最初从缸44延伸。在该可选实施例中，缆索41可终止在活塞杆47的端部，并且第一多滑轮45和第二多滑轮46都是固定的。在该可选实施例中，当前部12被车辆撞击从而滑板18从该撞击车辆平移开时，缆索41可在其围绕滑轮45和46滑动时致使活塞杆47延伸出缸44之外。缸44还可包括孔，从而当活塞杆47延伸出缸44外时控制从第一室输送到第二室的流体量。

还应当指出，在本发明的碰撞衰减器10的操作中可使用多缸44和/或多缆索41。在这些可选实施例中，所述多缸44可纵列定位，并且具有连接到可移动板48上的、对应的多个可压缩活塞杆47，可移动多滑轮46通过合适的托架(未示出)安装到该可移动板48上。在该实施例中，至少一根缆索41仍然可成环围绕多滑轮45和46，此后其可终止于连接到板59的环首螺栓49内。可选地，一根或多根缆索41在成环围绕多滑轮45和46后可终止于多个可延伸的活塞杆47的端部。这里，多缸44又可纵列定位。单根缆索41可通过合适的托架(未示出)连接到可延伸的活塞杆47上。

在质量较小的车辆冲撞衰减器10的情况下，该车辆通过被其碰撞并且在被碰撞时必定加速的衰减器10的质量减慢得比质量较大的车辆多。被较小车辆撞击时被加速的前部12的初始速度会比较小，因此，由于缸44中可用的孔会使得更多流体通过直至该较小车辆达到缸44被调节到制动车辆的位置，因此由缆索41和缸44共同施加在滑板18上的阻抗力会比较小。因此，本发明的碰撞衰减器10是车辆-能量相关系统，其使得质量较小的车辆以长于固定力系统的减速距离减速，该固定力系统设计成用相同的固定制动力处理质量较小的车辆和质量较大的车辆。

围绕带支座开口管42及多滑轮45和46拉动的缆索41的摩擦消耗了大量的撞击碰撞衰减器10的车辆的动能。车辆动能通过这种摩擦的消耗使得能使用较小膛径的缸44。缆索41绕滑轮45和46的多个环提供了6比1的传动比，这使得缸44的活塞杆47的34.5″冲程具有207″的车辆行进距离。应当指出，在缆索41由当缆索41绕带支座开口管42及多滑轮45和46拉动时产生较小摩擦的材料形成的情况下，由摩擦消耗的撞击碰撞衰减器10的车辆的动能量较少。通过该较少量的摩擦消耗较少量的车辆动能，这样会需要使用具有较大膛径和/或较大尺寸的孔的缸44，所述较大尺寸的孔优选地设计成进一步降低可在任何给定时间从缸44的内室移动到外室的液压流体量。

优选在缸44中使用具有防火性能和极高粘度指数的优质液压流体，从而使得在较宽环境平均温度范围内的粘性变化最小。优选地，本发明中使用的液压流体为防火流体，例如粘度指数为210的壳牌IRUS-D流体。然而，应当指出，本发明并不局限于使用这种具体类型的流体。

通过本发明的碰撞衰减器10使用的缆索和缸装置施加的阻抗力将撞击车辆50的减速维持在预定减速速率，即，优选为10毫秒平均低于15g’s，但是不超过NCHRP报告350规定的最大20g’s。

在本发明中，用于NCHRP三级类别中的100kmh车速的缆索和缸装置与用于70kmh车速(NCHRP二级类别单元)或具有符合NCHRP四级类别的更高速度的相同。由于制动撞击时较慢移动的给定质量的车辆所需长度比撞击时以较高速度移动的相同车辆所需的短，因此碰撞衰减器的二级单元通常短于三级单元。类似地，由于制动相同质量的较快移动的车辆所需的长度较长，因此为四级设计的衰减器将较长。这样，对本发明的碰撞衰减器而言，在如NCHRP报告350中所规定的车辆减速期间，决定该车辆的制动距离从而满足施加在车辆上的g力的是撞击衰减器的车辆的速度，而不仅仅是该车辆的质量。在这方面，应当指出的是，碰撞衰减器可改变的活动部分和支撑架的数量根据衰减器的NCHRP报告350的类别速率而定。

当车辆50碰撞初始静止的前部12时，该前部12被车辆50加速，本发明的缆索和缸装置阻止部分12向后平移。前部12和滑板18的加速降低了预定量的由撞击碰撞衰减器10前端的车辆50产生的能量。为符合NCHRP报告350中公布的设计规定，碰撞车辆中的未被固定的乘员在相对于车辆行进0.6米(1.968英尺)之后须相对于车辆达到优选为9米/秒(29.52英尺/秒)的优选速度或更小，并且不超过12米/秒。通过设计前部12的质量以实现最小重量为820千克而最大重量为2000千克的碰撞车辆的这一乘员速度，并通过提供降低的初始阻抗力(该阻抗力由本发明的缆索和缸装置基于车辆撞击碰撞衰减器10时该车辆的动能施加)，本发明实现了该设计规定。因此，在本发明的碰撞衰减器10中，在前部12的初始行进期间，碰撞车辆中的未被固定的乘员将相对于车辆50达到一速度，该速度优选地致使乘员以不超过12米/秒的速度与车辆内部撞击。

现在参照图8至图10，当碰撞车辆50撞击碰撞衰减器10的前部12的前表面52时，致使该部分在导轨32和34上朝前部12后方的活动部分14向后平移。当前部12和碰撞车辆50向后平移时，前部12的支撑滑板18的后部54冲进前部12紧后方的活动部分14’的支撑架26’内。此外，被滑板18支撑的波纹板16也和前部12一起向后平移并在被活动部分14’的支撑架26’支撑的波纹板28上滑动。

当碰撞车辆50继续向前行进时，前部12和活动部分14’继续向后平移，于是活动部分14’的支撑架26’冲进下一个活动部分14”的支撑架26”内。继续向前行进的碰撞车辆50致使前部12和活动部分14’和14”继续向后平移，于是活动部分14”的支撑架26”冲进下一个活动部分14的支撑架26内，依此类推，直到车辆50被制动且/或前部12和活动部分14完全相互层叠。

被架26’支撑的波纹板28’也和活动部分14’一起向后平移，并在被下一个活动部分14”的支撑架26”支撑的波纹板28”上滑动。类似地，被架26”支撑的波纹板28”向后平移，并在被下一个活动部分14的支撑架26支撑的波纹板28上滑动，依此类推，直到车辆50被制动且/或波纹板28完全彼此层叠，如图7所示。

如图18a和18c所示，侧板16和28的上下缘分别可延伸到或可不延伸到滑板18和支撑架26的项部和底部之外。为防止在侧撞击情况下所述上下缘不被支撑，在侧板16和28后方安装多个隆起联接板120，该隆起联接板120位于这些板的上下脊104下方约3/16″处。隆起联接板120支撑板16和28在侧撞击期间不向上或向下弯曲。现在参照图18a至图18c，隆起联接板120优选为3/16″的梯形板，其焊接到垂直件20和水平支撑联接板122上，水平支撑联接板122优选为1/4″的三角形板，其也焊接到垂直件20上。联接板120和122塞住车辆逆向撞击时由于撞击时的碰撞恰在该板和另一板28接合处出现的板16和28边缘的所述开口。隆起联接板120使板16和28的上下脊104具有刚性，以帮助强化这些板的其它脊104。

活动架14自身左右对称，但是彼此之间不对称。从后至前观看碰撞衰减器10，各活动架14的宽度增加，以使得侧波纹板28能够从架14到架14彼此上下层叠。侧波纹板16和28的折叠要求当侧波纹板28完全彼此上下层叠并且所有的架14都层叠在部分12上时(如图7所示)，前部12和波纹板16在外侧上。从架14到架14(从而从支撑架26到支撑架26)的锥度是必需的，以使板28彼此上下层叠并且在它们缩进时不会被迫使向外。支撑架26的名义宽度为大约24″，这不包括板28(其附加6.875″)，然而该宽度由于架26的宽度的锥度而从碰撞衰减器10的前部到后部有所变化。

应当指出，可选地，各活动架14的宽度(从后至前观看碰撞衰减器10)可减小，以使得侧波纹板28能够从架14到架14在彼此之内层叠。在该可选实施例中，侧波纹板28的折叠要求当侧波纹板28完全层叠在彼此内部并且部分12和所有的尾随架14都层叠在最末的架14内时，前部12和波纹板16在内部。

当板16和前部12一起向后平移时，将板28’保持在第一支撑架26’上并穿过板16中的狭缝24伸出的第一对侧保持螺栓30沿狭缝24滑动。类似地，当板28’和活动部分14’一起向后平移时，将板28”保持在第二支撑架26”上并穿过板28’的狭缝24伸出的第二对侧保持螺栓30沿狭缝24滑动。当其后的板28”与它们对应的活动部分14”一起向后平移而依此类推时，穿过其后的板28”中的狭缝24伸出的各随后成对的侧保持螺栓30沿该板的狭缝24滑动，依此类推。将板28’保持到第一支撑架26’上的第一对侧保持螺栓30具有延长翼，从而为初始高速的加速和板16的增大挠曲提供更大的保持面。

尽管本发明采用具有变约束力的缆索和缸装置来控制碰撞车辆减速的速率以安全制动该车辆，但在碰撞期间加速碰撞衰减器的各种架和其它结构的质量也有助于该衰减器提供的制动力。事实上，施加在碰撞车辆上的全部制动力是下列的组合，即：摩擦；响应于接收时碰撞车辆的速度，吸震缸施加的阻抗以及碰撞衰减器结构质量的加速度施加的阻力；以及碰撞车辆的主体和框架中的挤压因素。

在如同图8至图10所示的车辆碰撞情形中，通常，前部12和活动部分14由于被设计成从碰撞车辆50平移开并缩进的方式，因而它们不会被物理损坏。结果是前部12和活动部分14所占的线性空间量显著减少，如图8、图9和图10所示。碰撞事件结束后，前部12和活动部分14于是可被返回到它们的初始伸展位置(如图1和图2所示)以重新使用。如以上所指出的，多滑轮45和46中的每个都通过一对销51销住，除拆除销51以使得滑轮45和46随同衰减器10在被车辆撞击后重置而转动时外，销51防止滑轮45和46转动。

为了在被车辆50撞击后重置衰减器10，首先拉出前滑板18和架26以使得能达到并拆卸多滑轮45和46中的销51。通过下列动作完成重置，即：拆卸锌焊插口40；拉出滑板18和架26；拆除滑轮45和46中的防转动销51；拉出活动滑轮46，这使缸44的活塞杆47伸长并使缆索41缩回；然后将锌焊插口40重新连接到滑板18上。在可移动板48上的可移动滑轮支撑板48(图2)的前转角处的两个小保险螺栓55剪切车辆的撞击，使缸活塞杆47保持伸出。假如没有保险螺栓55，缆索41上的张力将倾向于使可移动板48缩回，从而使活塞杆47缩回。若有任何车辆底盘接触时，螺栓联接到可移动板48上的小护罩(未示出)将保护滑轮。

如以上指出的，安装在活动部分14侧面上的侧板28在长度上比安装在前部12侧面上的侧板16短一些。在所有其它方面中，侧板28和侧板16在结构上彼此相同。因此，接下来对侧板16的描述适用于侧板28。

图15是侧板16的平面图。如以上指出的，板16和28是包括多个有角度的波纹或凹槽的波纹板，这些有角度的波纹或凹槽包括由平直倾斜的中间部分110连接在一起的多个平脊104和平槽106。优选地，各板28包括由中间部110连接在一起的四个平脊104和三个平槽106。优选地，狭缝24在两个外槽106内延伸，侧保持螺栓30穿过狭缝24，所述侧保持螺栓30使得各板28的浮动端29能够重叠到在第一板纵向后方并靠近该第一板的下一个波纹板28(图15中未示出)的固定端27上，如图1所示。

如在图15中所见，在板28的前端或固定端27处，脊104、槽106和中间部110彼此共同延伸，从而形成整齐的前缘100。相反，在板28的浮动端或尾端29处，脊104、槽106和中间部110不是彼此共同延伸的。而是，槽106比脊104纵向延伸得更远，从而与将它们彼此连接在一起的中间部110结合形成波纹状尾缘102。

现在参照图17，可看出各脊104的尾缘的部分108朝随后的脊104向内弯曲，以避免反向撞击碰撞衰减器10的车辆被板28的尾缘102刮擦。为了容纳各脊104的弯曲部分108，将脊104连接到附近的槽106的中间部110中每个都具有曲面部分109。曲面部分109还用于防止反向撞击碰撞衰减器的车辆被板28的尾缘102刮擦。

图16a至图16c示出有角度的波纹状侧板28的梯形状外形的几个实施例。图16a至图16c中的每一个都表示对于连接所述板的脊104和槽106的中间部110而言具有不同角度的不同实施例。图16a表示侧板28的第一实施例，其中中间部110形成41°角，从而使脊104和槽106的长度大致相同。图16b表示波纹板28的第二实施例的外形，其中中间部110形成14°角，从而使脊104的长度长于槽106。图16c表示波纹板28的第三实施例的外形，其中中间部110形成65°角，从而使脊104的长度短于槽106。优选地，侧板16和28由规格为10牌号为50的钢形成，然而规格为12的钢以及较软或其它较高牌号的钢也可使用。

尽管波纹状侧板16和28与本发明的碰撞衰减器10一起使用，但应当指出的是，所述侧板还可用作不同于传统W型波纹板的护栏装置以及和护栏一起使用的三梁板的一部分。在护栏的应用中，侧板16/28的宽度通常小于和本发明的碰撞衰减器10一起使用的板16和28的宽度。

在本发明的优选实施例中，刚性结构的板件形成了从碰撞衰减器10到位于衰减器10纵向后方的不同形状的固定障碍物(见图11a至图14b)的平滑过渡。末端支架54(在图11b、图12b、图13b、图14b上的附图标记为26，而仅在图13a上的附图标记为54)是用于将所述过渡件连接到给定的固定障碍物上的最末的支撑架。末端支架54螺栓联接到护栏32和34的端部上。

图11a和图11b示出用于将碰撞衰减器10连接到三梁型护栏58上的过渡件56的不同视图。过渡件56包括螺栓联接到一对垂直支撑件62上的第一部分60以及螺栓联接到第三垂直支撑件66上的锥形第二部分64。锥形第二部分64用于将过渡件56的垂直尺寸从作为碰撞衰减器10一部分的波纹板28的较大尺寸65减小到三梁型护栏58的较小尺寸。如在图11a中可见，平脊104、平槽106以及锥形第二部分64的平直倾斜的中间部110是有角度的，以与三梁68的曲面峰部和谷部会合，并与它们重叠。如也在图11a中可见，锥形第二部分64的两个最底端的平脊104会合在一起，从而和它们对应的平槽106和平直倾斜的中间部110一起形成与三梁68最底端的曲面峰部和谷部的重叠。

图12a至图12c示出用于将碰撞衰减器10连接到泽西路障70上的过渡件68的不同视图。过渡件68具有锥形结构从而使其形成从作为碰撞衰减器10一部分的波纹板28的较大尺寸65到泽西路障70的上垂直部分71的较小尺寸69的过渡。过渡件68螺栓联接在末端支架54和泽西路障70的垂直部分71之间。过渡件68包括不同长度的多个波纹72以容纳过渡件68的锥形结构。波纹72延伸了侧板28的平脊104、平槽106以及平直倾斜的中间部110，从而为过渡件68提供了附加的结构强度。

图13a和图13b表示用于将碰撞衰减器10连接到混凝土路障76上的过渡件74的不同视图。过渡件74具有两个过渡板73和75(可以是单个板)，从而使其形成从作为碰撞衰减器10一部分的波纹板28到混凝土路障76的过渡。过渡件74螺栓联接在末端支架54和混凝土路障76之间。过渡件74的板73和75中的每个都包括具有相同长度的一对波纹状凹入部78，该凹入部78延伸了侧板28的平脊104、平槽106以及平直倾斜的中间部110，从而为过渡件74的板73和75提供了附加的结构强度。

图14a和图14b表示用于将碰撞衰减器10连接到W梁型护栏82上的过渡件80的不同视图。过渡件80包括螺栓联接到末端支架54和一对垂直支撑件86上的第一部分84以及螺栓联接到三个垂直支撑件90上的锥形第二部分88。锥形第二部分88用于将过渡件80的垂直尺寸从作为碰撞衰减器10一部分的波纹板28的较大尺寸65减小到W梁型护栏82的较小尺寸92。如在图14a中可见，锥形第二部分88的平脊104、平槽106以及平直倾斜的中间部110是有角度的，从而与W梁型护栏82的曲面峰部和谷部会合，并与它们重叠。如也在图14a中可见，锥形第二部分88的两个最顶部平脊104和两个最底部平脊104会合在一起，从而和它们对应的平脊106和平直倾斜的中间部110一起形成与W梁82的顶部以及底部的曲面峰部和谷部的重叠。

尽管已按照具体实施例对本发明进行了描述，然而并不旨在将本发明限制在这些实施例上。所公开的实施例在本发明精神内的改进对本领域的技术人员将是显而易见的。本发明的范围由所附权利要求限定。