本发明涉及车辆安全结构领域，特别是指一种车辆后防护装置及其装配方法。
背景技术：
随着我国交通运输的发达以及车辆保有率的提升，车祸发生的数量也越来越多，其中有相当一部分车祸来源自于追尾，且由于部分的车辆（如货车）考虑到离去角的问题，后防护板一般设置较高，并且轿车车头的发动机舱姿态较低，因此追尾时导致轿车的发动机舱直接由防护板下方钻入，而使驾驶室遭受货车车尾的侵入，直接威胁驾驶室内成员的安全。有鉴于此，部分车企研发了具有升降结构的防护板，使得货车在下坡时可实现防护板自动升降，以保证货车的通过性。然而，当车辆因转弯等情况而使放置于于路边的障碍物（如石块等）卡入防护板和后轮之间时，即挡住防护板侧面时，防护板无法升降，此时将导致车辆无法移动。
技术实现要素：
本发明提供一种车辆后防护装置及其装配方法，以克服现有车辆后防护装置在障碍物卡入防护板和后轮之间时无法移动的问题。
本发明采用如下技术方案：一种车辆后防护装置及其装配方法，包括有横梁和防护板，所述防护板两侧均连接有横梁，且横梁固定于车架底部，其特征在于：还包括有第一摆杆、第二摆杆、导向轴、导向板、定位座以及弹簧，所述导向轴有两个，且两导向轴分别于所述横梁相对车辆长度方向的前后两端滑动连接；横梁前端的导向轴的两端均转动连接有所述第一摆杆，所述防护板两侧分别固定连接至两第一摆杆，横梁后端的导向轴的两端均转动连接有所述第二摆杆，所述导向板两侧分别固定连接至两第一摆杆，且第一摆杆和第二摆杆在相对导向轴的另一端转动连接；所述横梁的前后两端均固定有所述定位座，且当所述防护板竖直时，横梁两端的两定位座之间的距离形成的线段、第一摆杆两端分别连接导向轴和第二摆杆的轴心形成的线段以及第二摆杆两端分别连接导向轴和第一摆杆的轴心的轴心形成的线段构成直角三角形结构；横梁前端的定位座和连接所述第一摆杆的导向轴之间连接所述弹簧，横梁后端的定位座和连接所述第二摆杆的导向轴之间固定连接所述弹簧。
作为进一步的改进，所述横梁相对车辆长度方向的前后两端均设有条形孔，且条形孔的长度方向与车辆长度方向一致，横梁前后两端的所述导向轴分别穿过两条形孔。
作为进一步的改进，条形孔上方孔壁为向车朝向车头且向下倾斜的斜面，所时速条形孔均贯穿有所述导向轴，且导向轴直径小于条形孔的最大宽度。
作为进一步的改进，所述第一摆杆和第二摆杆在连接所述导向轴的一端的两侧均配置有螺母，所述螺母螺旋固定于所述导向轴。
作为进一步的改进，所述定位座包括有座套和挡板，所述座套中心形成用于所述横梁穿过的通孔，所述挡板与该通孔的长度方向垂直，且所述挡板顶住所述弹簧。
作为进一步的改进，所述定位座的座套侧边设有贯穿两侧的第一固定孔，所述横梁相对车辆长度方向的前后两端均设有与所述第一固定孔对应的第二固定孔，且横梁前后两端的所述第二固定孔的孔距与第一摆杆两端分别连接导向轴和第二摆杆的轴心形成的线段以及第二摆杆两端分别连接导向轴和第一摆杆的轴心的轴心形成的线段构成直角三角形。
作为进一步的改进，所述横梁上方在两所述定位板之间的位置固定有固定柱，所述固定柱固定连接至车架尾部。
作为进一步的改进，还包括有过渡轴，所述第一摆杆和第二摆杆在相对所述导向轴的另一端均设有连接孔，所述过渡轴的两端分别穿过导向轴两端的第一摆杆和第二摆杆的连接孔，并且过渡轴在所述第一摆杆外侧螺旋连接螺母
上述车辆后防护装置的装配方法，其特征在于：包括有如下步骤：
步骤一：将横梁的固定柱固定于车架底部；
步骤二：于横梁前端依次将定位座套入横梁、将弹簧套入横梁和将导向轴穿入横梁，于横梁后端依次将导向轴穿入横梁、将弹簧套入横梁和将定位座套入横梁；
步骤三：测量第一摆杆两端分别连接导向轴和二摆杆的轴心的距离l1，测量第二摆杆两端分别连接导向轴和一摆杆的轴心的距离l2，依公式l3=√（l2²-l1²）,测得l3长度，长度即为横梁前后两端的定位座固定后的距离，并依此长度作为横梁前后两端的定位座固定后的距离；
步骤四：在横梁前端的导向轴的两端均连接第一摆杆的一端，横梁后端的导向轴的两端均连接第二摆杆的一端，再在第一摆杆和第二摆杆在相对所述导向轴的另一端上穿装过渡辊，使过渡轴的两端分别穿过导向轴两端的第一摆杆和第二摆杆的连接孔；
步骤五：将防护板固定于第一摆杆背向第二摆杆的一端；
步骤六：将导向板固定于第二摆杆朝向于地面的一端。
作为上述车辆后防护装置的装配方法的进一步改进，所述横梁相对车辆长度方向的前后两端设有的第二固定孔的孔距为l3，在将固定螺栓穿过定位座的第一固定孔和第二固定孔后螺旋连接螺母后，即可使定位座固定于横梁，且同一横梁的两定位座的距离为l3的长度。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：当车辆遭受其他车辆追尾时，其他车辆形成的碰撞能量撞击防护板，从而带动两导向轴沿横梁的条形孔移动并压缩横梁上的弹簧至完全顶住于定位座的挡板，进而使两导向轴固定，即可使第一摆杆、第二摆杆和横梁形成固定的直角三角形结构，以增强防护板固定的结构强度，以抵抗来自追尾车辆的撞击，防止追尾车辆的发动机舱撞入车辆底部。而当车辆防护板和后轮之间卡入石块等障碍物时，可使倾斜的导向板受力与障碍物接触，并且随着车辆的前进，因障碍物阻挡导向板可使导向板和第二摆杆以及防护板和第一摆杆均向上摆动，从而增大车辆的离去角，以避免障碍物卡住车辆的防护板。由此可见，本发明的后防护装置在起到保护追尾车辆的同时，还可应对障碍物卡住等多种需要较大离去角的路况，从而保证车辆的通过性。
附图说明
图1为本发明连接至车尾的立体结构示意图。
图2为本发明的立体结构示意图。
图3为图2中隐藏防护板和导向板的示意图。
图4为图3中a向的放大示意图。
图5为图4中b向的放大示意图。
图6为定位座和横梁连接的剖面示意图。
图7为横梁、第一摆杆和的如摆杆形成直角三角形结构的侧面示意图。
图8为车辆下坡后的侧面示意图。
图9为受障碍物阻挡后导向板和防护板倾斜的示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
如附图1、2和4所示，一种车辆后防护装置，包括有横梁4和防护板2。所述横梁4有两根，分别位于所述防护板2的两侧，且横梁4用于连接车辆的车架1和防护板2。横梁4上方固定有固定柱42，所述固定柱42固定连接至车架1的尾部。具体的，固定柱42顶部可焊接平板43，平板43上设置若干用于穿装螺栓的通孔，装配时将螺栓依次穿过平板43上的通孔和车架1底部设置的通孔，再经螺栓与螺母螺旋连接至紧固，即可实现对横梁4的固定；或者还可以直接将固定柱42以焊接的方式固定于车架1底部，以实现横梁4的固定，且本实施方式所述的固定结构可以是直接焊接的结构或将穿装螺栓后与螺母连接的结构。
如附图2至4所示，本发明还包括有第一摆杆21、第二摆杆31、导向轴5、过渡辊8、导向板3以及定位座6以及弹簧7。所述导向轴5有两个，分别设于两横梁4之间的前后两端。所述横梁4相对车辆长度方向的前后两端均设有条形孔41，且条形孔41的长度方向与车架1长度方向一致。横梁4前后两端的所述导向轴5分别穿过两横梁4在同一端对应的条形孔41，通过此条形孔41的结构限制两导向轴5，使导向轴5分别于横梁4上相对车辆长度方向的前后两端滑动。另外，如附图4和6所示，所述条形孔4上方孔壁为向车朝向车头且向下倾斜的斜面44，且导向轴5直径小于条形孔41的最大宽度，并且等于条形孔41的最小宽度，此结构使导向轴5可具有上下活动的细小间隙，并且条形孔41上方的斜面可使导向轴5受外力后沿斜面44向车头方向移动，即车辆行进的方向移动。具体的，条形孔41一端最大宽度为40mm，另一端最小宽度为30mm，而导向轴5的直径为30mm，因此导向轴5上下活动的间隙为0～10mm之间。
如附图2和3所示，所述横梁4前端的导向轴5的两端均连接有所述第一摆杆21，横梁4后端的导向轴5的两端均连接有所述第二摆杆31。所述第一摆杆21和第二摆杆31在连接所述导向轴5的一端的两侧均配置有螺母51，所述螺母51螺旋固定于所述导向轴5，通过螺母5实现对第一摆杆21和第二摆杆31的限位，使第一摆杆21和第二摆杆31仅可相对导向轴5摆动，进一步的，所述螺母51可直接焊接固定于导向轴5或者如附图4所示的在第一摆杆21和第二摆杆31的两侧均通过两个螺母51对向旋紧实现螺母51固定。所述防护板2两侧分别固定连接至两第一摆杆21，所述导向板3两侧分别固定连接至两第一摆杆31。所述第一摆杆21和第二摆杆31在相对所述导向轴5的另一端均设有连接孔（示图未示），所述过渡辊8的两端设有螺纹柱81，所述螺纹柱81直径小于过渡辊8本体，且螺纹柱81穿过所述连接孔后在所述第一摆杆21外侧螺旋连接螺母82，该螺母82的连接结构与上述导向轴5与螺母51的连接方式一致。通过此过渡辊8的连接使第一摆杆21和第二摆杆31在相对导向轴5的另一端实现以过渡辊8为轴心转动连接，并且可使过渡辊8相对第一摆杆21和第二摆杆32自转。
如附图4和6所示，所述横梁4的前后两端均固定有所述定位座6，所述定位座6包括有座套62和挡板61，所述座套62中心形成用于横梁4穿过的通孔（示图未示），所述挡板61固定于座套62一端，且挡板61与座套62的通孔的长度方向垂直。横梁4前端的定位座6和连接所述第一摆杆21的导向轴5之间还连接有所述弹簧7，同样的，横梁4后端的定位座6和连接所述第二摆杆31的导向轴5之间也固定连接有所述弹簧7，并且弹簧7两端分别固定连接至定位座6的挡板61和导向轴5。所述定位座6的座套62侧边设有贯穿两侧的第一固定孔64，所述定位孔穿装有固定螺栓63，所述横梁4相对车辆长度方向的前后两端均设有与所述第一固定孔64对应的第二固定孔45，装配时，将固定螺栓63穿过第一固定孔64和第二固定孔45后螺旋连接螺母46即可使定位座6固定于横梁4。另外，所述横梁4上方的固定柱42设置于在两所述定位座6固定的位置之间，此结构可便于定位座6的座套62从横梁4两端头进行穿装。
进一步的，横梁4前后两端的定位座6的距离与第一摆杆21两端分别连接导向轴5和第二摆杆31的轴心形成的线段以及第二摆杆31两端分别连接导向轴5和第一摆杆21的轴心形成的线段构成直角三角形，其中所述的轴心即为过渡辊8的轴心线。具体如附图7所示，l3标示的距离相当于横梁4前后两端的定位座6的距离，l1标示的距离相当于为第一摆杆21两端分别连接导向轴5和第二摆杆31的轴心形成的线段的长度，l2标示的距离相当于第二摆杆31两端分别连接导向轴5和第一摆杆21的轴心的轴心形成的线段的长度，当l1、l2和l3构成直角三角形，即当所述防护2板竖直时，由几何勾股定理可知，l12 l32=l22，变换公式即为l3=√（l2²-l1²），由此在确定l2和l1的情况下，即可得计算得出横梁4前后两端的定位座6的固定距离。确定此距离的目的在于，当车辆遭受其他车辆追尾时，其他车辆形成的碰撞能量撞击防护板2，将导致防护板2向前移动，从而带动两导向轴5移动并压缩弹簧7至完全顶住于定位座6的挡板61，进而使两导向轴5固定，即l3固定，即可使第一摆杆21、第二摆杆31和横梁4形成固定的直角三角形，以增强防护板2固定的结构强度，以抵抗来自追尾车辆的撞击，防止追尾车辆的发动机舱撞入车辆底部。另外，在碰撞能量冲击带动导向轴5压缩弹簧7的过程中，弹簧7的压缩还可起到缓冲的作用以吸收碰撞能量，从而降低车辆的损伤。
具体的，上述车辆后防护装置的装配方法，包括有如下步骤：
步骤一：将横梁4的固定柱固定于车辆的车架1底部，由于后续横梁4一般无拆卸的需要，且为保证连接的稳固性，因此横梁4和车架1的固定优选为焊接的连接结构；
步骤二：于横梁4的前端依次将定位座6套入横梁4、将弹簧7套入横梁4和将导向轴5穿入横梁4的条形孔41，于横梁4的后端依次将导向轴5穿入横梁4的条形孔41、将弹簧7套入横梁4和将定位座6套入横梁4，其中导向轴5同时穿过两横梁4在同一端对应的条形孔41；
步骤三：测量第一摆杆21两端分别连接导向轴5和二摆杆31的轴心的距离l1，测量第二摆杆31两端分别连接导向轴5和一摆杆21的轴心的距离l2，依公式l3=√（l2²-l1²）,测得l3的长度，l3的长度即为横梁4前后两端的定位座6固定后的距离，并依此长度作为横梁4前后两端的定位座6固定后的距离，即横梁4相对车辆长度方向的前后两端的第二固定孔45的孔距，在将固定螺栓43穿过第一固定孔和第二固定孔45后螺旋连接螺母46后，即可使定位座6固定于横梁4且同一横梁4的两定位座6的距离为l3的长度；
步骤四：在横梁4前端的导向轴5的两端均连接第一摆杆21的一端，横梁4后端的导向轴5的两端均连接第二摆杆31的一端，再在第一摆杆21和第二摆杆31在相对所述导向轴5的另一端上穿装过渡辊8，使过渡轴8的两端分别穿过导向轴5两端的第一摆杆21和第二摆杆31的连接孔，具体的，可先在两导向轴5的同一端先连接第一摆杆21和第二摆杆31，再连接过渡辊5的一端，之后在两导向轴5的另一端再连接其余的第一摆杆21和第二摆杆31，并且连接过渡辊5的另一端；
步骤五：将防护板2固定于第一摆杆21背向第二摆杆31的一端；
步骤六：将导向板3固定于第二摆杆31朝向于地面的一端，至此即可完成装配，为方便后续对弹簧7、定位座6或者导向轴5等部件进行更换，导向板3和第二摆杆31固定连接以及步骤五中防护板2和第一摆杆21的固定连接均优选为将穿装螺栓后与螺母连接的结构，此结构可便于将导向轴5取出横梁4，从而方便对各部件的更换或维修。
如附图8和9所示，当车辆因转弯等情况而使防护板2和后轮之间卡入石块等障碍物9时，可使倾斜的导向板3受力与障碍物9接触，并且随着车辆的前进，因障碍物9阻挡导向板3可使导向板3和第二摆杆31以及防护板2和第一摆杆21均向车尾方向且向上摆动，同时可使连接第一摆杆21的导向轴5向车头方向移动而压缩弹簧7以及连接第二摆杆31的导向轴5向车尾移动而拉伸弹簧7，最终使过渡辊8向上移动，即相当于增大车辆的离去角，以避免障碍物卡住。而当车辆处于下坡等需要较大离去角的环境时，随着车辆的移动过渡辊8受力与斜坡10接触，此时斜坡10相当于给予过渡辊8向车尾且向上倾斜移动的导向作用，而连接第一摆杆21的过渡轴8则在条形孔41上方斜面44的导向作用下向车尾且向上倾斜移动，通过此过渡辊8和导向轴5的移动可使的可使第一摆杆21与过渡辊8同样的向车尾且向上摆动，从而带动防护板2向上摆动，增大车辆的离去角。由此可见本发明的后防护装置在起到保护追尾车辆的同时，还可应对障碍物9卡住以及斜坡10等多种需要较大离去角的路况，从而保证车辆的通过性。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
1.一种车辆后防护装置，包括有横梁和防护板，所述防护板两侧均连接有横梁，且横梁固定于车架底部，其特征在于：还包括有第一摆杆、第二摆杆、导向轴、导向板、定位座以及弹簧，所述导向轴有两个，且两导向轴分别于所述横梁相对车辆长度方向的前后两端滑动连接；横梁前端的导向轴的两端均转动连接有所述第一摆杆，所述防护板两侧分别固定连接至两第一摆杆，横梁后端的导向轴的两端均转动连接有所述第二摆杆，所述导向板两侧分别固定连接至两第一摆杆，且第一摆杆和第二摆杆在相对导向轴的另一端转动连接；所述横梁的前后两端均固定有所述定位座，且当所述防护板竖直时，横梁两端的两定位座之间的距离形成的线段、第一摆杆两端分别连接导向轴和第二摆杆的轴心形成的线段以及第二摆杆两端分别连接导向轴和第一摆杆的轴心的轴心形成的线段构成直角三角形结构；横梁前端的定位座和连接所述第一摆杆的导向轴之间连接所述弹簧，横梁后端的定位座和连接所述第二摆杆的导向轴之间固定连接所述弹簧。
2.根据权利要求1所述的一种车辆后防护装置，其特征在于：所述横梁相对车辆长度方向的前后两端均设有条形孔，且条形孔的长度方向与车辆长度方向一致，横梁前后两端的所述导向轴分别穿过两条形孔。
3.根据权利要求2所述的一种车辆后防护装置，其特征在于：条形孔上方孔壁为向车朝向车头且向下倾斜的斜面，所时速条形孔均贯穿有所述导向轴，且导向轴直径小于条形孔的最大宽度。
4.根据权利要求1所述的一种车辆后防护装置，其特征在于：所述第一摆杆和第二摆杆在连接所述导向轴的一端的两侧均配置有螺母，所述螺母螺旋固定于所述导向轴。
5.根据权利要求1所述的一种车辆后防护装置，其特征在于：所述定位座包括有座套和挡板，所述座套中心形成用于所述横梁穿过的通孔，所述挡板与该通孔的长度方向垂直，且所述挡板顶住所述弹簧。
6.根据权利要求5所述的一种车辆后防护装置，其特征在于：所述定位座的座套侧边设有贯穿两侧的第一固定孔，所述横梁相对车辆长度方向的前后两端均设有与所述第一固定孔对应的第二固定孔，且横梁前后两端的所述第二固定孔的孔距与第一摆杆两端分别连接导向轴和第二摆杆的轴心形成的线段以及第二摆杆两端分别连接导向轴和第一摆杆的轴心的轴心形成的线段构成直角三角形。
7.根据权利要求1所述的一种车辆后防护装置，其特征在于：所述横梁上方在两所述定位板之间的位置固定有固定柱，所述固定柱固定连接至车架尾部。
8.根据权利要求1所述的一种车辆后防护装置，其特征在于：还包括有过渡轴，所述第一摆杆和第二摆杆在相对所述导向轴的另一端均设有连接孔，所述过渡轴的两端分别穿过导向轴两端的第一摆杆和第二摆杆的连接孔，并且过渡轴在所述第一摆杆外侧螺旋连接螺母。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种车辆后防护装置的装配方法，其特征在于：包括有如下步骤：
步骤一：将横梁的固定柱固定于车架底部；
步骤二：于横梁前端依次将定位座套入横梁、将弹簧套入横梁和将导向轴穿入横梁，于横梁后端依次将导向轴穿入横梁、将弹簧套入横梁和将定位座套入横梁；
步骤三：测量第一摆杆两端分别连接导向轴和二摆杆的轴心的距离l1，测量第二摆杆两端分别连接导向轴和一摆杆的轴心的距离l2，依公式l3=√（l2²-l1²）,测得l3长度，长度即为横梁前后两端的定位座固定后的距离，并依此长度作为横梁前后两端的定位座固定后的距离；
步骤四：在横梁前端的导向轴的两端均连接第一摆杆的一端，横梁后端的导向轴的两端均连接第二摆杆的一端，再在第一摆杆和第二摆杆在相对所述导向轴的另一端上穿装过渡辊，使过渡轴的两端分别穿过导向轴两端的第一摆杆和第二摆杆的连接孔；
步骤五：将防护板固定于第一摆杆背向第二摆杆的一端；
步骤六：将导向板固定于第二摆杆朝向于地面的一端。
10.根据权利要求9所述的一种车辆后防护装置及其装配方法，其特征在于：所述横梁相对车辆长度方向的前后两端设有的第二固定孔的孔距为l3，在将固定螺栓穿过定位座的第一固定孔和第二固定孔后螺旋连接螺母后，即可使定位座固定于横梁，且同一横梁的两定位座的距离为l3的长度。
技术总结