图片简介:
本技术属于公路安全设施技术领域，涉及一种基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，包括防护栏以及布置在防护栏上的防撞体，每个所述防撞体均包括桶体、贯穿设置在桶体内的立柱、套设在立柱上的永磁体以及设置在永磁体与桶体之间的磁流变胶。本防护栏利用具有可逆磁控力学特性的磁流变胶作为缓冲吸能材料置于外部，永磁体作为磁场发生装置置于内部，回旋盖在上下封盖起到保护磁通路作用，使得防撞护栏在冲击挤压下，磁流变胶逐渐靠近永磁体，在磁场作用下磁流变胶的阻尼力增加，从而极大的缓冲和吸收冲击能量。防撞护栏在耗散冲击能量后防撞桶体和磁流变胶能迅速恢复原状，从而有效地提高防护水平和耐用性，安全高效的保护人员安全并降低车辆损伤。
技术要求
1.一种基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，其特征在于：包括防护栏以及布置在防护栏上的
防撞体，每个所述防撞体均包括桶体、贯穿设置在桶体内的立柱、套设在立柱上的永磁体以及设置在永磁体与桶体之间的磁流变胶。
2.如权利要求1中所述的基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，其特征在于：所述磁流变胶由
磁性颗粒和聚氨酯基体构成，其中磁性颗粒为羰基铁粉、羰基镍粉、羰基钴粉中的一种或多种；聚氨酯基体由二异氰酸酯和多元醇反应而成，并且所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、甲苯二异氰酸酯TDI、对苯二异氰酸酯PPDI、1，5-萘二异氰酸酯
NDI、六甲基二异氰酸酯HDI、二甲基联苯二异氰酸酯TODI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI中
的至少一种，所述多元醇为聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、丁二烯多元醇或蓖麻油中的至少一种。
3.如权利要求1中所述的基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，其特征在于：所述永磁铁包裹
于与永磁铁形状相匹配的立柱的外部。
4.如权利要求1或3中所述的基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，其特征在于：所述永磁体采
用稀土永磁材料、烧结铁氧体、橡胶磁、铝镍钴、钐钴中的一种或多种，表面采取镀层处理。
5.如权利要求1中所述的基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，其特征在于：所述桶体两侧设
有用于封闭所述桶体的回旋盖，所述桶体与所述回旋盖转动设置。
6.如权利要求1中所述的基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，其特征在于：所述桶体上设有
用于与防护栏相连接的连接板，所述连接板上设有通孔，所述防护栏与所述开孔相匹配的位置上设有过孔，用于与桶体利用螺钉、螺栓或销钉进行可拆卸连接。
7.如权利要求1中所述的基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，其特征在于：所述防护栏设有
两条，分设在桶体两侧，分别为第一防护栏与第二防护栏。
8.如权利要求8中所述的基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，其特征在于：所述第一防护栏
和/或第二防护栏包括两个防护栏分体，两个防护栏分体通过连接端头进行可拆卸连接。
9.如权利要求1中所述的基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，其特征在于：所述桶体外部设
有便于识别桶体位置的反光条。
10.如权利要求1中所述的基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，其特征在于：所述桶体上还设
有用于固定整体装置的地脚。
技术说明书
一种基于磁流变胶的旋转式防撞护栏技术领域
本技术属于公路安全设施技术领域，涉及一种基于磁流变胶的旋转式防撞护栏。背景技术
高速行驶的汽车撞到路边或路中间的防护栏上是比较严重的事故类型之一，而这些防护栏大多是由间隔设置的混凝土块体及连接相邻块体的金属横栏构成。这些防护栏的吸能性普遍较弱，很难做到充分吸收汽车的冲击动能，并且受到防护栏的反向作用力碰撞后，汽车发生的翻转或反转偏离原车道，极易与高速行驶而来的汽车发生二次碰撞，同时在汽车与金属高速撞击时易产生火花，极易导致火灾的发生，加剧了事故的危害性，不能起到安全防护的作用。
此外，金属存在易腐蚀、韧性差的问题，而公路是一种使用时间较长的基础设施，在长年累月的风吹日晒雨淋以及汽车的废气对其的侵蚀之下，护栏板及易生锈损坏，严重影响了其使用性能和使用寿命。同时，现有的防护栏仍有很多是由灰暗的金属制成，在夜间反光和雨雾天气的警示效果不佳，一定程度上影响到了驾驶员的安全驾驶。
目前，比较典型的防护栏有喷塑护栏板、易开型防撞活动护栏、旋转式防撞护栏等。喷塑护栏板的内部涂层为热镀锌层，表面喷塑获得了防腐功能，具有较好的视线诱导功能，但柔性还是不够，还是容易造成汽车的损毁和人员的伤亡；易开型防撞活动护栏加强的主要是安装便捷性和防盗性，并没有着重解决防护能力的不足；旋转式防撞护栏相较两者在柔性方面有明显提升，通过自体变形来吸收能量，减少了人员的伤亡，但是依然存在诸如汽车撞上后的转向方向不固定、缓冲性能还是不够好、没有明显的吸能特性等不足。
磁流变胶是一种为克服磁流变液的颗粒沉降问题而开发的磁敏粘弹性材料。其基体是介于流体和弹性体之间的凝胶状聚合物，颗粒在高粘度的聚合物基体中具有非常高的稳定性。由于凝胶状的基体对颗粒的束缚相对较弱，因此磁流变胶的颗粒在磁场作用下能够克服基体约束而运动，产生磁相互作用力，瞬间沿着磁场方向聚集形成颗粒链状结构，使得磁流变胶的表面呈簇状类固体形态，从而具备极好的隔振性能、缓冲性能和阻尼性能。基于此，以具有可逆磁控性能的磁流变胶作为防撞护栏的吸能材料，将极大的增强护栏的整体性能，从而提升道路安全，更好的为驾驶人员保驾护航。技术内容
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，以解决现有防护栏存在缓冲吸能性能不佳的问题。为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
一种基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，包括防护栏以及布置在防护栏上的防撞体，每个所述防撞体均包括桶体、贯穿设置在桶体内的立柱、套设在立柱上的永磁体以及设置在永磁体与桶体之间的磁流变胶。
可选地，所述磁流变胶由磁性颗粒和聚氨酯基体构成，其中磁性颗粒为羰基铁粉、羰基镍粉、羰基钴粉中的一种或多种；聚氨酯基体由二异氰酸酯和多元醇反应而成，并且所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、甲苯二异氰酸酯TDI、对苯二异氰酸酯
PPDI、1，5-萘二异氰酸酯NDI、六甲基二异氰酸酯HDI、二甲基联苯二异氰酸酯TODI、
异佛尔酮二异氰酸酯IPDI中的至少一种，所述多元醇为聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、丁二烯多元醇或蓖麻油中的至少一种。
可选地，所述永磁铁包裹于与永磁铁形状相匹配的立柱的外部。
可选地，所述永磁体采用稀土永磁材料、烧结铁氧体、橡胶磁、铝镍钴、钐钴中的一种或多种，表面采取镀层处理。
可选地，所述桶体两侧设有用于封闭所述桶体的回旋盖，所述桶体与所述回旋盖转动设置。
可选地，所述桶体上设有用于与防护栏相连接的连接板，所述连接板上设有通孔，所述防护栏与所述开孔相匹配的位置上设有过孔，用于与桶体利用螺钉、螺栓或销钉进行可拆卸连接。
可选地，所述防护栏设有两条，分设在桶体两侧，分别为第一防护栏与第二防护栏。可选地，所述第一防护栏和/或第二防护栏包括两个防护栏分体，两个防护栏分体通过连接端头进行可拆卸连接。
可选地，所述桶体外部设有便于识别桶体位置的反光条。可选地，所述桶体上还设有用于固定整体装置的地脚。
可选地，所述防护栏采用喷塑镀锌钢板、预镀锌铝镁护栏板中的一种，形状选用波形或者U形。
可选地，所述地脚上还设有固定孔。本技术的有益效果在于：
本技术采用一种旋转结构，把桶体安装在立柱上，使桶体可以在立柱上自由旋转。当汽车失控撞第一防护栏的时候，桶体可通过自由旋转，对失控车辆进行导向，将撞击的力量转化为旋转动能，从而可以将汽车的冲撞力有效的分解掉，使竖直于护栏的撞击力能够分解到平行于护栏的方向上，大大的降低撞击力道与冲击能量，避免汽车冲破防护栏，从而有效地减轻交通事故造成的后果，降低造成重大人员伤害以及经济损失的可能性。
2、本技术采用了一种在桶体的夹层注入磁流变胶的新型结构，磁流变胶是一种以非磁性
软质胶体为基体，而其性能介于磁流变液和磁流变弹性体之间的新型智能磁流变材料。磁流变胶兼具磁流变液和磁流变弹性体的优点，既能使磁性粒子在基体中保持稳定，又具有灵敏的磁场响应性。磁流变胶具有可塑性，能够在无磁场情况下任意改变形状，并且具有与磁流变液一样的磁控粘度和屈服应力的特点，以及与磁流变弹性体一样的磁控阻尼和弹性模量的特点。磁流变胶的阻尼和刚度受外加磁场控制。当汽车失控撞第一防护栏，压上桶体时，桶体旋转的同时会因为冲力发生一定形变，这时磁流变胶会逐渐靠近中间支撑立柱的永磁体，因此获得随距离减小而增加的外加磁场，从而对汽车的冲击力进行有效的耗散，达到缓冲的目的，并能对汽车本体起到一定的保护作用，降低事故造成的破坏力。本技术拥有比现有防护栏更好的防护能力，通过磁流变胶的靠近磁场和离开磁场，提高了防护栏的使用寿命。
本技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明
为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作优选的详细描述，其中：
图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的切面结构示意图；图3为本技术的局部俯视图；图4为本技术的整体俯视图；图5为本技术的工作流程图。具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本技术的；为了更好地说明本技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本技术的，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1-图5，附图中的元件标号分别表示：第一防护栏1、连接端头2、防撞体3、永磁体4、连接板5、地脚6、第二防护栏7、立柱8、磁流变胶9、反光条10、桶体11、回旋盖
12。
实施例一
本技术涉及一种基于磁流变胶的旋转式防撞护栏，包括第一防护栏1、连接端头2、磁流变胶9、桶体11、永磁体4、连接板5、地脚6、第二防护栏7、反光条10、立柱8。第一防护栏1通过连接板5安装在立柱8上半部分顶端下面30cm左右的位置，在桶体11上面等间隔的贴上三条反光条10，再将桶体11套装在立柱8上，第二防护栏7通过连接板5安装在立柱
8上，立柱8通过连接板5安装在地脚6上，地脚6安装在地面上，每一段的第一防护栏1和
第二防护栏7通过连接端头2和连接板5通过紧固螺钉连接在一起。
其中，主要结构为在立柱8上嵌套一个长条的永磁体4，并将通过一定方法制备出来的磁流变胶9加入桶体11内，并在上下通过回旋盖12进行封盖，采用这种结构设计能够产生良好的磁场，并保护完整的磁通路，采用这种结构设计能够充分利用磁流变胶9的磁控力学特性对撞击能量的耗散和吸收。
所述的磁流变胶9由磁性颗粒和聚氨酯基体构成，其中磁性颗粒为羰基铁粉；聚氨酯基体由二异氰酸酯和多元醇反应而成，并且所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、甲苯二异氰酸酯TDI、对苯二异氰酸酯PPDI，所述多元醇为聚乙二醇。制备出来的磁流变胶
9具有优异的磁场响应性以及缓冲阻尼性能。
所述的永磁体4采用稀土永磁材料(铷铁硼Nd2Fe14B，表面采取镀层处理，形状选用圆柱空心型，一个完整长条的永磁体4放置在立柱8正中间。
所述的立柱8上设置有回旋盖12，在桶体11与第一防护栏1和第二防护栏7之间，用于支撑桶体11转动，从而有效地分解撞击所带来的冲击力，同时起到封盖作用，使得永磁体4产生的磁场得以保持完整的磁通路，使磁流变胶9能正常发挥磁控力学性能。所述的桶体11采用EVA和聚氨酯的复合材料。
所述的第一防护栏1和第二防护栏7采用喷塑镀锌钢板，形状选用波形，各为2根一组。该防撞护栏能通过旋转有效减缓汽车撞击带来的冲击力，并且在受到分解不掉的力的压迫时能够通过磁流变胶9靠近永磁体4，其在磁场作用下产生一定性质变化从而吸收大部分能量。汽车在防撞护栏保护下受到少量的损伤就能回到正常行驶道路，避免了大事故的发生，并且防撞护栏在脱离汽车冲撞后还能自动回到初始状态。实施例二
本实施例与实施例一不同的是，本实施例中的所述磁流变胶9由磁性颗粒和聚氨酯基体构成，其中磁性颗粒为羰基镍粉；聚氨酯基体由二异氰酸酯和多元醇反应而成，并且所述二异氰酸酯为1，5-萘二异氰酸酯NDI、六甲基二异氰酸酯HDI，所述多元醇为1，2-丙二醇、1，4-丁二醇。制备出来的磁流变胶9具有优异的磁场响应性以及缓冲阻尼性能。所述的永磁体4采用烧结铁氧体，表面采取镀层处理，形状选用圆柱空心型，一个完整长条的永磁体4放置在立柱8正中间。所述的桶体11采用橡胶材料。所述的第一防护栏1和第二防护栏7采用预镀锌铝镁护栏板，形状选用波形。实施例三
本技术与以上实施例不同的是，本实施例中所述的磁流变胶9由磁性颗粒和聚氨酯基体构成，其中磁性颗粒为羰基钴粉；聚氨酯基体由二异氰酸酯和多元醇反应而成，并且所述二异氰酸酯为二甲基联苯二异氰酸酯TODI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI，所述多元醇为丁二烯多元醇或蓖麻油。制备出来的磁流变胶9具有优异的磁场响应性以及缓冲阻尼性能。所述的永磁体4采用铝镍钴，表面采取镀层处理，形状选用圆柱空心型，一个完整长条的永磁体4放置在立柱8正中间。所述的桶体11采用EVA和聚氨酯的复合材料。所述的第一防护栏1和第二防护栏7采用预镀锌铝镁护栏板，形状选用U形。
本技术工作原理：本技术采用“一柱四栏”的方式，通过加强支撑立柱8、第一防护栏1和第二防护栏7的性能及安装方式，有效地防止汽车穿越防护栏，驶出行驶车道。并采用了一种旋转结构，把富有弹性且防撞耐磨的桶体11安装在支撑立柱8上，是桶体11可以在立柱
8上自由旋转，通过桶体11的这种自由旋转分解汽车撞击力，使垂直于防护栏方向的撞击
力分解到平行于防护栏的方向上，被桶体11有效地吸收和减小，从而有效地减轻交通事故造成的后果。
桶体11采用EVA和聚氨酯的复合材料，这种高强度EVA和聚氨酯材料本身就富有弹性且防撞耐磨，可以避免桶体11受冲击时被撞碎，有效地对防护栏和车内人员进行保护。除了防撞耐磨性能之外，还具有抗化学物质腐蚀、抗紫外老化等优点，不易破损，外观精美不易褪色，在户外自然条件下，使用寿命至少十年以上。一旦发生交通事故，当汽车撞击到它时，通过旋转方式，把冲撞的能量转化成旋转的能量，保持汽车的正常行驶方向和速度，很大限度地降低交通事故的发生率，保护人们的人身安全，提供一种了有效的公路安全保障。特别适用在隧道口、隔离带、急速转弯地带、复杂的交叉路口等事故多发地段的安装应用。值得一提的是，桶体11还有很强的恢复力，即使受到严重的撞击，也能立即恢复原样。另外，桶体11外观鲜艳，有黄色、绿色、橘红色等，高度的光亮反射效果，桶体11表层粘贴了反光横条，有眼球捕捉功能，可引起驾驶员的注意力，降低事故的发生率，尤其是能保证驾驶员在夜间和雨天时的行驶安全。
本技术开创性地采用了一种基于磁流变胶9的旋转式结构。磁流变胶9是磁流变材料的一种，软磁性颗粒材料均匀且连续的分散在不同的基体材料中制备而成的智能新材料，沉降性能稳定，对器械的密封要求低，具有优异的磁场响应性。磁流变胶9是具有粘弹性的半固态物质，能够轻易地将其注入桶体11的桶体11夹层中。注入之后，胶体粘附在夹层内壁，与支撑立柱8上的永磁体4保持了一定的距离，所以可以看作无磁场条件或者弱磁场条件，该条件下的磁流变胶9具有和磁流变液类似的缓冲阻尼性能，能在汽车撞过来的时候，对其撞击力进行最大限度的减缓，能够保障汽车不会直接和防护栏硬对硬的碰撞，从而有效地避免导致车辆和防护栏的受损，以及有效地避免产生人员伤亡。
由于磁流变胶9在一定磁场条件下，储能模量开始快速增大，损耗模量开始下降，逐渐成为类固体，从而其对振动的控制可显著增强，刚度也发生了显著的变化，具有了良好的隔振效果。当质量更大的汽车或者卡车大角度撞上时，即使桶体11旋转也不能将大部分的力分解掉，桶体11就会在多余的力的情况下进行一定程度的形变，从而桶体11离永磁体4越来越近，即磁流变胶9也离永磁体4越来越近。此时的磁流变胶9在磁场的作用下，快速的进行着到类固体的转变，不仅能更大程度的吸能，减缓冲击力，也能依据其坚韧的刚度，使质量更大的汽车或者卡车被迫改变方向，从而回到正常的行驶方向，完成更高难度的保护措施，当车辆离开防护栏回到正常道路行驶后，压力消失，桶体11恢复原状，磁流变胶9远离磁场，从而回到胶体状态，依然粘附在桶体11内壁，耐用性很不错。所以在隧道口、隔离带、急速转弯地带、复杂的交叉路口、上山起始点、强风地带等事故多发路段都能起到极佳的防护水平。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。
