张开的能量吸收系统和方法 【技术领域】
本发明一般地涉及能量吸收系统，更具体而言，涉及用来减少运动的机动车辆和邻近车道的障碍物之间碰撞的剧烈程度的能量吸收系统。
背景技术
各种碰撞衰减设备和能量吸收系统已被用来防止或减少由运动的机动车辆和道旁的固定障碍物或阻碍物之间的碰撞所产生的损伤。现有的碰撞衰减设备和能量吸收系统的示例包括各种结构的防撞垫或撞击阻挡物以及具有可压碎元件的容器。其他的撞击阻挡物依赖于当诸如沙子的材料在碰撞过程中被加速时所产生的惯性力来吸收能量。
这些设备和系统中的某些已被开发用于狭窄的道旁障碍物或阻碍物，例如路中护栏的端部、沿车道边延伸地阻挡物的端部、邻近车道的大的路标、以及桥柱或中心墩。安装这样的碰撞衰减设备和能量吸收系统，以尽量使人受伤的程度以及对碰撞车辆和与道旁的障碍物相关的任何建筑或设施的损害最小。
通用的碰撞衰减设备的示例在以下专利中示出：题为“NarrowStationary Impact Attenuation System”的美国专利5,011,326；题为“ShearAction and Compression Energy Absorber”的美国专利4,352,484；题为“Stationary Impact Attenuation System”的美国专利4,645,375；和题为“Roadway Impact Attenuator”的美国专利3,944,187。专用固定能量吸收系统的示例在题为“Guardrail Extruder Terminal”美国专利4,928,928和题为“Guardrail Extruder Terminal”美国专利5,078,366中示出。
适合用于慢速行驶或停止的高速公路服务车辆上的碰撞衰减设备和能量吸收系统在以下专利中示出：题为“Energy Absorbing Roadside CrashBarrier”的美国专利5,248,129；题为“Vehicle Impact Attenuating Device”的美国专利5,199,775；题为“Vehicle Impact Attenuating Device”的美国专利4,711,481；和题为“Impact Barrier for Vehicles”的美国专利4,008,915。
用于评价包括防撞垫的各种高速公路安全设备的性能的推荐程序在National Cooperative Highway Research Program(NCHRP)Report 350中给出。防撞垫通常定义为设计成在相对较短的距离内使碰撞车辆安全停车的设备。NCHRP Report 350还将防撞垫分类为“重定向的”或“非重定向的”。重定向的防撞垫被设计成包容并重定向从防撞垫的前端或末端向下游碰撞的车辆，该防撞垫从道旁障碍物延伸并面对过来的车流。非重定向的防撞垫被设计成包容并抓住从防撞垫的前端向下游碰撞的车辆。重定向的防撞垫被进一步分类为“门控”或“非门控”的设备。门控防撞垫被设计成在防撞垫的前端和防撞垫的必须长度(LON)的开始之间碰撞的过程中允许车辆受控地穿过。非门控防撞垫被设计成沿着其整个长度都具有重定向的能力。
【发明内容】
根据本发明的教导，显著减少或消除了与以前的能量吸收系统和碰撞衰减设备相关联的缺点和问题。本发明的一个方面包括沿着能量吸收系统，其可以与相对较宽或较大的道旁障碍物相邻安装，以在与这种道旁障碍物的撞击过程中保护车辆的乘客。该系统可以包括至少一个能量吸收组件，其耗散来自碰撞系统与道旁障碍物相反一端的车辆的能量。该系统还可以包括板条和相关板条支撑框，以对和系统的任一侧碰撞的车辆进行重定向。板条支撑框和板条的至少一部分可以相对于彼此张开或分叉，以容纳较宽或较大的道旁障碍物。
本发明的另一方面包括提供具有多个板条支撑框和板条的能量吸收系统，其可以安装在道旁障碍物和过来的车流之间。至少一套或一组板条支撑框和板条可以相对于彼此可滑动地布置。至少另一套或一组板条支撑框和板条可以相对于彼此固定布置。当车辆与能量吸收系统朝向过来的车流的那一端时，第一组板条支撑框和板条可以相对于彼此缩回或折叠。能量吸收系统的第一组板条支撑框、相关板条和其他部件彼此合作，以吸收来自碰撞车辆的动能，并在可接受限制内提供减速以使对车辆内乘客的伤害最小。板条支撑框和板条还彼此合作并与能量吸收系统的其他部件合作，以在车辆与能量吸收系统侧面碰撞之后将车辆从道旁障碍物引导离开并回到车道上。
本发明的技术优点包括提供相对紧凑的能量吸收系统，其具有可变的宽度以容纳相对较大、较宽的道旁障碍物和三角区。包括本发明教导的能量吸收系统可以安装成对称或不对称的构造。可以使用高速公路安全行业熟知的传统材料和工艺来以相对较低的成本制造能量吸收系统。所得到的系统结合了高度可预测和可靠的新结构和能量吸收技术。板条支撑框和板条可以安装在容纳相关道旁障碍物或临时工作区的宽度的位置上。
根据本发明的另一方面，一种防撞垫可以设有多个能量吸收元件、与朝向过来的车流的道旁障碍物相邻布置的第一组板条和第二组板条。第一组板条和第二组板条之间的间隔或角度可以基于相关道旁障碍物的宽度而变化，而不降低能量吸收系统的性能能力。能量吸收元件彼此合作，以允许改变施加到车辆的减速量，该车辆碰撞防撞垫与道旁障碍物相反的那一端。例如，防撞垫可以包括第一相对较软的部分以吸收来自小的轻型车辆的碰撞、刚度增加的中间部分以及具有最大的刚度量的第三或最后部分以吸收来自重的高速车辆的碰撞。
本发明另外的技术优点可以包括提供相对较低成本的防撞垫和安全系统，其满足包括Test Level 3在内的NCHRP Report 350标准的要求，并且可以与相对较宽的道旁障碍物相邻安装，例如5英尺、8英尺或任何其他所需宽度。具有包括本发明教导的能量吸收组件的防撞垫可以在恶劣的天气条件下令人满意地使用，并且对寒冷或湿度不敏感。该能量吸收系统可以容易地安装、操作、检查和维护。该系统可以安装在新的或现有的沥青或混凝土垫上。不要求碰撞衰减设备和基本的能量吸收系统的现场装配。容易更换的零件允许在损坏性的撞击和侧面碰撞之后快速低成本地修复。去掉了容易压碎或容易弯曲的材料进一步使得与防撞垫的损坏性的撞击和/或侧面碰撞产生的任何损害效果最小。
一种包括本发明教导的能量吸收系统可以由以下两者形成：彼此相对可滑动地布置的至少一组板条支撑框和板条，以及一般不彼此相对滑动的另一组板条支撑框和板条。板条支撑框和板条可以用来令人满意地吸收来自很多种车辆，在包括侧面碰撞和“反向”角侧面碰撞的各种角度下与能量吸收系统撞击的能量。
本发明的技术好处包括一种能量吸收系统，其可以与永久性道旁障碍物一起使用，或者可以容易地从一个临时位置(第一工作区)移动到另一临时位置(第二工作区)。
本发明的另一方面包括一种防撞垫，其可以用来使得车辆和道旁障碍物之间的撞击结果最小。该防撞垫可以包括从所述防撞垫的第一端沿第一方向延伸的能量吸收组件。多个板条可以位于所述能量吸收组件的大体沿第一方向延伸的第一侧。这些板条优选地抵抗来自车辆与第一侧的碰撞。板条可以具有第一部分，其可以大体布置在相对于第一方向的第一方位处。第一部分板条可以沿着第一侧从防撞垫的第一端延伸到一个位置。板条可以具有第二部分，其相对于第一方向成第二方位从所述位置延伸。第二部分板条优选地成一定角度与第一部分板条相交。
对于某些应用，第一部分板条的一部分可以具有与第一方向的第一分叉，并且第二部分板条的至少一部分可以具有与第一方向的第二分叉。第一分叉可以不等于第二分叉。而且，第二部分板条可以包括在所述能量吸收组件沿所述第一方向移动时大体沿所述第一方向移动的可移动子部分。第二部分板条还可以固定子部分，所述可移动子部分比所述固定子部分更靠近防撞垫的所述第一端。多个板条还可以位于所述能量吸收组件与所述第一侧相反的第二侧，并大体沿所述第一方向延伸的。所述第二侧板条可以布置得相对于所述第一侧板条不对称。
本发明的另一方面可以包括一种能量吸收系统，以限制和减小车辆和道旁障碍物之间的撞击结果。该系统可以包括从所述系统的第一端沿第一方向延伸的能量吸收组件。该能量吸收系统可以具有位于所述能量吸收组件一侧的第一侧以及位于所述能量吸收组件另一侧的第二侧。第一侧和第二侧每个都可以具有各自的板条，其抵抗车辆对所述第一侧和第二侧的碰撞。当车辆碰撞所述系统的所述第一端时，所述第一和第二侧可以大体沿所述第一方向移动。所述第一侧的至少一部分可以与所述第二侧解开耦合，以使得所述第一侧的被解开耦合的部分可以独立于所述第二侧相对于所述第一方向确定方位。
该能量吸收系统可以包括耦合到所述第一侧和所述第二侧板条的板条支撑框。至少一个板条支撑框可以耦合到所述第一侧的一部分，并与耦合到所述第二侧的其他板条支撑框分离。耦合到所述第一侧所述部分的至少一个所述板条支撑框可以压在或靠在混凝土垫、相关车道的部分、或者与所述能量吸收系统相邻的地面上。耦合到所述第一侧所述部分的所述板条支撑框耦合到一个或多个外侧定位件，以抵抗车辆对所述第一侧的碰撞。
本发明的另一方面包括一种防撞垫，其可以操作来使车辆和道旁障碍物之间的撞击结果最小。该防撞垫可以具有从所述防撞垫的第一端沿第一方向延伸的能量吸收组件和板条支撑框。该能量吸收组件也可以在车辆碰撞所述第一端时可沿所述第一方向移动。板条支撑框也可以可沿所述第一方向移动。多个板条可以安装到所述板条支撑框并大体沿所述第一方向延伸。当所述板条从所述第一端延伸时所述板条可以从所述第一方向分叉。所选板条可以安装有槽。缆绳可以沿着所选板条延伸穿过至少一个所述槽。所述缆绳可以定位在朝向所述防撞垫的第一端的位置处，并还可以定位在离开所述防撞垫的第一端的位置处。所述缆绳还可以耦合到所述板条支撑框。所述能量吸收组件可以包括布置在所述防撞垫的第一端处的可移动滑板。定位在朝向所述第一端的所述位置处的所述缆绳可以被定位到所述滑板。
本发明的技术好处包括一种防撞垫，其可以操作来使车辆和道旁障碍物之间的撞击结果最小。该防撞垫可以包括从所述防撞垫的第一端沿第一方向延伸的能量吸收组件。该能量吸收组件可以在车辆碰撞所述第一端时可沿所述第一方向移动。多个板条支撑框可以是可沿所述第一方向移动的。多个板条可以安装到所述板条支撑框。当所述板条从所述第一端延伸时所述板条可以从所述第一方向分叉。所述板条支撑框可以可滑动地耦合到定位件，以在车辆碰撞所述板条时抵抗转动。所述板条支撑框可以在至少一个所述板条支撑框压在能量吸收组件上的情况下可滑动地耦合到定位件，并且可以耦合到外侧定位件。所述板条支撑框可以在钩子位于槽中的情况下可滑动地耦合到定位件。所述槽可以定位在所述第一方向上。所述钩子可以耦合到各个板条支撑框或所述定位件之一。
【附图说明】
通过结合附图参考以下说明可以获得对本发明的更完整的理解，附图中相似的标号指示相似的特征，其中：
图1是示出与道旁障碍物的一端相邻安装的能量吸收系统的示意图；
图2是示出图1的道旁障碍物和能量吸收系统的部分剖开平面图的示意图；
图3是示出这样的等轴侧图的示意图，其中部分剖开了包括本发明教导的切割板和能量吸收组件，该能量吸收组件具有多个能量吸收元件和支撑梁；
图4是沿着图3的线4-4所取的部分剖开的截面示意图，示出了能量吸收组件的箱梁式横截面；
图5是示出这样的等轴侧图的示意图，其中部分剖开了在吸收来自车辆碰撞的同时翼切开或割破能量吸收元件之后图3的能量吸收组件；
图6是部分剖开示出了包括本发明另一实施例的能量吸收组件的截面示意图；
图7是示出了部分剖开另一实施例的等轴侧图的分解示意图，其中能量吸收组件包括沿着相关能量吸收组件的长度越来越厚的能量吸收元件，以用逐渐增加的减速或停车力施加到碰撞汽车上以使其停车；
图8是示出了部分剖开能量吸收元件的等轴侧图的示意图，该元件具有多个切口，以使得同能量吸收组件的碰撞过程中对轻型机动车辆的损害最小；
图9A是示出了部分剖开包括本发明教导与道旁障碍物相邻安装的另一能量吸收系统的平面图的示意图；
图9B是示出了在机动车辆撞击或碰撞到图9A的能量吸收系统的一端之后部分剖开的平面图的示意图；
图9C是示出了包括本发明教导与道旁障碍物的一端相邻安装的另一能量吸收系统的平面图的示意图；
图10是示出了部分剖开图9A和9B的能量吸收系统的正视图的更详细示意图；
图11是部分剖开的示意图，示出了滑板组件和图10的能量吸收系统的与道旁障碍物相反一端处的其他部件的等轴侧图；
图12是部分剖开的示意图，示出了与图10的能量吸收系统相关的滑板组件的等轴侧图；
图13是部分剖开的截面示意图，示出了图12的滑板组件与过来的车流相对一端；
图14是部分剖开的示意图，示出了与图10的能量吸收系统相关的滑板组件、切割板和斜坡组件分解等轴侧图；
图15是示意图，示出了包括本发明教导沿着图10的能量吸收系统的一侧布置的叠放板条的等轴侧图；
图16是部分剖开的示意图，示出了与图10的能量吸收系统相关的板条支撑框和所安装的板条的等轴侧图；
图17A是部分剖开的截面示意图，示出了根据本发明教导相对于彼此可滑动地布置的第一上游板条和第二下游板条；
图17B是示意图，示出了令人满意地用于将包括本发明教导的板条可滑动地安装到板条支撑框的槽板的等轴侧图；
图18是部分剖开的示意图，示出了令人满意地用于包括本发明教导的能量吸收系统的切割板和能量吸收元件的分解平面图；
图19A是示意图，示出了部分剖开与一个或多个道旁障碍物相邻安装的包括本发明教导的能量吸收系统的平面图；
图19B是示意图，示出了部分剖开图19A的能量吸收系统的放大平面图；
图19C是示意图，示出了可以用来将侧板条安装到图19A的能量吸收系统的弯板的等轴侧图；
图20是部分剖开的正视示意图，示出了图19A的能量吸收系统的侧视图；
图21是沿图19A的线21-21所取的部分剖开的截面示意图；
图22是部分剖开的正视示意图，示出了图19A的能量吸收系统的侧视图；
图23是部分剖开的正视示意图，示出了图19A的能量吸收系统的侧视图；
图24是示意图，示出了根据本发明教导形成的具有大体对称构造的能量吸收系统的平面图；
图25是沿图24的线25-25所取的截面示意图；
图26是示意图，示出了在车辆碰撞过程中，可以相对于彼此滑动的板条和相对于彼此不滑动的板条之间的过渡的平面图；
图27是沿图6的线27-27所取的部分剖开的正视示意图；
图28A是示意图，示出了与根据本发明教导的能量吸收系统的一侧耦合的缆绳的部分剖开的平面图；
图28B是部分剖开的正视示意图，示出了图28A的缆绳和相关的耦合；
图29是正视示意图，示出了可以用来将滑动板条与不滑动板条连接的耦合的一个示例；
图30是示意图，示出了包括本发明教导具有大体不对称构造的另一能量吸收系统的部分剖开平面图；和
图31是部分剖开的截面示意图，示出了包括本发明教导的开裂板条支撑框和外侧定位组件的一个示例。
【具体实施方式】
参考附图1-31来理解本发明及其优点，图中相似的标号用于相似和相应的部件。
包括本发明教导的能量吸收系统120、120a和420有时可称为防撞垫、撞击阻挡物或道旁保护系统。能量吸收系统120、120a和420可以被用来使机动车辆(未明确示出)和各种道旁障碍物之间碰撞的后果最小。能量吸收系统120、120a和420和其他包括本发明教导的能量吸收系统可以被用于永久设施和临时的工作区应用两者。能量吸收系统120、120a和420和其他包括本发明教导的能量吸收系统满足或超过NCHRP Report 350，Test Level 3的要求。
术语“纵向的”、“纵向地”和“直线的”将被一般地用于描述与包括本发明教导的能量吸收系统相关联的部件，沿与车辆(未明确示出)在相邻车道上行驶的方向大体平行的方向上的方位和/或运动。术语“横向的”和“横向地”将被一般地用于描述与包括本发明教导的能量吸收系统相关联的部件，沿与车辆在相邻车道上行驶的方向大体垂直的方向上的方位和/或运动。能量吸收系统120、120a和420的某些部件可以布置成相对于车辆在相邻车道上行驶的方向成一定角度(或张开)。
术语“下游”将被一般地用于描述在与车辆在相邻车道上行驶的运动大体平行并相同的方向上的运动。术语“上游”将被一般地用于描述在与车辆在相邻车道上行驶的运动大体平行但相反的方向上的运动。术语“上游”和“下游”还可以用来描述在包括本发明教导的能量吸收系统中一个部件相对于另一个部件的位置。
术语“分开”将被一般地用于描述根据本发明的教导，用切割板(cutter plate)使能量吸收元件变形以引起能量吸收元件张力失效的结果。术语“分开”还可以用来描述根据本发明的教导割破并撕开能量吸收元件的组合效果。
术语“三角(gore)”和“三角区”可以被用来描述两条车道分叉或会聚的地方。三角通常在两侧由在分叉或会聚点结合的车道边缘所限定。车流一般在这些车道两侧的相同方向上。三角区通常包括(如果有的话)车道之间的路肩或标出的人行道。三角区的第三侧或第三边界有时可以定义为离分叉或会聚点大约60米。
术语“道旁障碍物”可以用来描述永久固定的道旁障碍物，例如大的路标、桥或跨桥的桥柱或中心墩。道旁障碍物还可以包括与车道相邻或位于两条车道之间的临时的工作区。临时的工作区可以包括各种与修路或筑路相关的车辆和/或设施。术语“道旁障碍物”还可以包括与车道相邻并对过来的车流表现出阻碍的三角区或任何其他建筑。
包括本发明教导的能量吸收系统的各个部件可以用商业上可得到的结构钢材料形成。这种材料的示例包括钢带、钢板、结构钢管、结构型钢和镀锌钢。结构型钢的示例包括W型钢、HP型钢、梁钢、槽钢、丁字钢和角钢。结构角钢可以具有等宽或不等宽的边。美国钢构件学会(AmericanInstitute of Steel Construction)出版了关于足以用于制造包括本发明教导的能量吸收系统的各种商业上可得到的结构钢材料的详细信息。
图1、2、9A、9B、10和19A中示出的道旁障碍物310可以是沿着车道(未明确示出)的边或侧面延伸的混凝土阻挡物。道旁障碍物310也可以是沿着两条车道间的中间延伸的混凝土阻挡物。道旁障碍物310可以是永久设施或与工作区相关的临时设施。即使混凝土阻挡物和其他与车道相邻的阻碍物有时可以被移动或去掉，道旁障碍物310有时仍可以被描述为“固定”阻挡物或“固定”阻碍物。包括本发明教导的能量吸收系统并不限于仅仅用于混凝土阻挡物。
如图1、2和3所示的能量吸收系统320的主要部件优选地包括一个或多个能量吸收组件86、一个或多个切割板106以及滑板组件340。切割板106也可以被称为“割破器”或“切割刀片”。对于某些应用，每个能量吸收组件86的一端可以通过各个支杆312安装到道旁障碍物310。对于某些应用，能量吸收组件86也可以固定到道旁障碍物310前的地面。多个隔条或肋板314可以用来支承彼此大体平行对齐并从道旁障碍物310向着过来的车流(未明确示出)纵向延伸的能量吸收组件86。
滑板组件340可以可滑动地与能量吸收组件86的与道旁障碍物310相反的一端耦合。碰撞板382可以布置在滑板组件340的朝向过来的车流的那一端。切割板106中的一个或多个(图1和2中未示出)优选地设为滑板组件340的部分。各个切割板106优选地相对于各个能量吸收组件86的与道旁障碍物310相反的一端可滑动地安装。当机动车辆(未明确示出)接触或撞到碰撞板382时，滑板组件340将相对于能量吸收组件86和道旁障碍物310纵向移动。当滑板组件340向着道旁障碍物310移动时，碰撞机动车辆的动能可以由切割板106撕开或割破相关联的能量吸收元件100来耗散。
如图3、4和5所示，能量吸收组件86有时可以被称为“箱形梁”。每个能量吸收组件86优选地包括彼此纵向平行并彼此间隔开的一对支撑梁90。支撑梁90一般具有C形或U形的横截面。C形横截面的每个支撑梁90可以彼此面对着布置，以为能量吸收组件86限定出大体上矩形的横截面。支撑梁90还可以被描述为槽形。C形横截面的每个支撑梁90可以部分由腹板(web)92和从其延伸的夹板或凸缘94和96来限定。优选的在夹板94和96两者中形成的多个匹配控98可以被用来将能量吸收元件100安装到能量吸收组件86。紧固件103优选地允许在机动车辆与碰撞板382撞击之后，容易更换能量吸收元件100。很多种紧固件可以令人满意地用来安装能量吸收元件100到支撑梁90。
对于图3、4和5中所示的实施例，一对能量吸收元件100可以安装到在能量吸收组件86的一侧的夹板94上。另一对能量吸收元件100可以安装到在能量吸收组件86的相反一侧的夹板96上。隔条104优选地布置在分别与夹板94和96相邻的各对能量吸收元件100之间。多个紧固件103延伸穿过夹板94和96中的孔98和相关的能量吸收元件100。对于某些应用，能量吸收元件100具有相对均匀的厚度。对于某些应用，可能理想的是改变沿能量吸收组件的长度延伸的能量吸收元件的厚度和/或数量。
能量吸收元件100可以用各种金属合金形成。对于某些应用，低碳钢可能是优选的。能量吸收元件100的数量及其长度和厚度可以根据所得到能量吸收组件所用于的应用而变化。增加能量吸收元件的数量、增加其厚度、和/或增加能量吸收元件100的长度都将允许所得到的能量吸收组件耗散更大的动能量。能量吸收元件100还可以被称为割板或剪切板。本发明的好处包括根据所得到能量吸收组件所用于的应用，而改变能量吸收元件100的几何构造和数量和选择合适的金属合金的能力。
对于图3所示的实施例，切割板106包括布置在各个能量吸收组件86的第一端101处的一对倾斜切割边或割边107和109。切割边107和109也可以被描述为割破刀片。选择支撑梁90之间的间隙118以及切割板106的厚度，以允许切割板106配合进入夹板94和96以及相邻的支撑梁90之间。
优选地在与各个切割板106相邻的每个能量吸收元件100的端部形成槽102。切割边107和109优选地布置成相对于能量吸收元件100成锐角。对于图3所示的实施例，切割边107和109可以被硬化并形成为相对于相关的能量吸收元件100成大约45度角。优选地选择切割边107和109的构造，包括其相对于能量吸收元件100的方位，以使得当相关的能量吸收元件100在相关的支撑梁90的各个夹板94和96之间被拉伸时，其在张力上失效。
能量吸收元件100和包括本发明教导的能量吸收系统的其他金属部件优选地镀锌，以确保它们保持其所期望的抗拉强度并且不受环境条件的影响，该环境条件可能导致在相关的能量吸收系统的寿命期间生锈或腐蚀。切割边107和109的具体尺寸以及其相对于能量吸收元件100的角度关系，可以根据将由能量吸收组件86耗散掉的动能量而变化。
当机动车辆撞击或接触碰撞板或碰撞栏382时，撞击或碰撞的力一般通过切割板106传递到能量吸收组件86。随着滑板组件340向着道旁障碍物310纵向滑动时，例如如图5所示，可以通过由切割板106对能量吸收元件100的切割或割破而耗散掉碰撞车辆的动能。
对于相对低速的碰撞，例如在大约每小时5英里与每小时18英里或更高之间，可以与切割板106紧邻地安装一个或多个相对短长度的能量吸收元件100。于是，在低速碰撞之后，只需要更换相对短长度的能量吸收元件100，这大大简化了能量吸收系统320的维修和维护。
如图2所示，能量吸收组件86优选地通过多个肋板314彼此固定。碰撞栏382、肋板314和能量吸收组件86之间的配合使得能量吸收系统320具有非常坚固的框架结构。结果，能量吸收元件100能更好地安全吸收来自机动车辆的碰撞，该机动车辆或者偏离碰撞栏382的中心撞击碰撞栏382，或者以不平行于能量吸收组件86的角度撞击碰撞栏382。
如图6和7所示的能量吸收组件186和486可以令人满意地用于包括本发明教导的任何能量吸收系统。能量吸收组件186包括与前述用于能量吸收组件86的支撑梁90类似的一对支撑梁或槽钢190。能量吸收组件186示为具有位于其相对两侧上的仅仅两个能量吸收元件或割板152。槽钢190彼此间隔开以在其间限定出切割区域或间隙154。
能量吸收元件152可以使用各种紧固件来安装到支撑梁190，包括前述用于能量吸收组件86的螺栓103。如图13和14所示的机械紧固件198a和198b还可以用来安装能量吸收元件152到支撑梁190。或者，可以使用例如Huck螺栓和铆钉的其他类型的紧固件、通过焊接或通过各种粘接剂，来将能量吸收元件152安装到支撑梁190。将能量吸收元件152与支撑梁190安装起来的一个要求，包括将合适大小的切割区154设置在支撑梁190之间以容纳相关的切割板(未示出)。
图7是示出能量吸收组件486的分解示意图。能量吸收组件86和能量吸收组件486之间的某些不同包括可更换地固定到能量吸收组件486上的能量吸收元件的长度和厚度的变化。能量吸收组件486可以使用前面针对能量吸收组件86所描述的支撑梁90来形成。
对于一种应用，支撑梁或C型槽钢90具有大约11英尺的整体长度，其腹板宽度约5英寸，凸缘高度约2英寸。优选地通过螺纹紧固件将多个能量吸收元件或割板402、404、406、408、410和412以及多个隔条416和418安装到C型槽钢90。对于图7所示的示例，相同数量和构造的具有各种长度和厚度的能量吸收元件402、404、406被固定到C型槽钢90的相对两侧上。对于一种应用，用镀锌低碳钢板形成能量吸收元件402、404、406、408、410和412。可以选择能量吸收元件的数量、其厚度和在能量吸收组件486的外部的位置，以在高速和低速碰撞的过程中对各种大小和类型的车辆提供所期望的减速特性。
隔条416和418可以设置在能量吸收组件486两侧上的能量吸收元件410和412之间。本发明的一个技术好处包括能够改变能量吸收组件每侧上能量吸收元件的数量、大小和位置，以提供所期望的减速特性。
优选地在与能量吸收组件486的第一端紧邻的能量吸收元件402和404中形成槽102，以接纳相关的切割板。对于一种应用，可以沿着能量吸收元件402和404中心线形成带开口的槽102，所述开口在约6英寸的长度上宽度从约1.5英寸逐渐变细到半径约0.5英寸。
对于某些应用，可以通过使用相对短的机械紧固件422，将能量吸收元件402和404可更换地与各个支撑梁90固定起来。而且，与其他安装到能量吸收组件486并形成其一部分的能量吸收元件相比，能量吸收元件402和404的长度相对较短。使用相对较短的机械紧固件422和相对较短的能量吸收元件402和404允许在相对小的碰撞之后快速修复能量吸收组件486并恢复服务。机械紧固件424优选地从能量吸收组件486的一侧延伸到能量吸收组件486的另一侧。机械紧固件422和424可以是如前所述的螺栓或Huck。
能量吸收元件402、404、406、408、410和412提供可以对具体的车辆重量和速度专门设计的减速特性。例如，在相关的切割板通过能量吸收组件486的开始大约几英尺的行进过程中，提供了适合于重约820公斤的车辆的两阶段的停止力或减速。切割板通过能量吸收组件486的剩下的行进过程，提供了适合于重约2000公斤的更大车辆的停止力。能量吸收元件402、404、406、408、410和412的位置、大小、构造和数量的变化允许能量吸收组件486对重量在820公斤和2000公斤之间的车辆提供安全的减速。
图8中所示的能量吸收元件200已被修改来减小运动车辆和能量吸收系统之间的碰撞的初始效应，尤其是对轻型车辆。椭圆槽204减小了在开始碰撞时启动割破或撕开能量吸收元件200所需的能量，尤其是对轻型车辆。椭圆槽204彼此合作来使撞击滑板组件340的轻型车辆所经历的初始碰撞或重击基本上最小化。
对于某些应用，在能量吸收元件200的第一端201处的中心线槽202可以具有约3/4英寸的宽度和约6英寸的长度。槽202可以用来在安装期间接纳切割板206，并将切割板206与能量吸收元件200对齐。优选地沿着能量吸收元件200从槽202延伸的中心线形成多个伸长的椭圆槽204。对于一种应用，椭圆槽204具有约2.5英寸的长度和约3/4英寸的宽度。相邻椭圆槽204的中心线之间的距离可以是约3英寸。椭圆槽204的数量和椭圆槽204的尺寸可以根据相关能量吸收组件所用于的应用而变化。对于一种应用，能量吸收元件200可以具有45英寸的整体长度和4.5英寸的宽度。
对于某些应用，能量吸收元件200优选地与各个切割板206紧邻布置。将能量吸收元件200的整个长度限制为约45英寸，就减少了使相关的能量吸收系统在由轻型车辆或低速车辆与滑板组件340撞击之后恢复服务的时间和成本，如果认为修复是合适的。在不要求吸收大量能量的撞击之后，可能仅仅需要更换能量吸收元件200，而非安装到相关能量吸收组件86上的所有其他能量吸收元件。
各种机械紧固件都可以令人满意地用来可松开地将能量吸收元件100、200和/或402、404、406、408、410及412与相关的支撑梁90安装起来。对于某些应用，可以令人满意地使用长螺栓和短螺栓的组合。对于其他应用，机械紧固件可以是盲孔螺纹铆钉(blind threaded rivet)和相关的螺母。很多种盲孔铆钉、螺栓和其他紧固件都可以令人满意地与本发明一起使用。这种紧固件的示例可从位于6 Thomas，Irvine，California 92718-2585的Huck International公司获得。令人满意地用于安装这种单头铆钉的电动工具也可从Huck International公司和其他厂商获得。
如图9A、9B和10所示的能量吸收系统20可以与朝向过来的车流的道旁障碍物310的一端相邻地安装。能量吸收系统20的部分也在图11一18中示出。能量吸收系统20a也在图9C中示出。能量吸收系统20和20a可以用基本相同的部件形成。能量吸收系统20和20a有时可以被描述为非门控的、重定向的防撞垫。
图9A是示出在其第一位置中从道旁障碍物310纵向延伸的能量吸收系统20的示意平面图。滑板组件40可滑动地布置在能量吸收系统20的第一端21。滑板组件40有时可被称为“碰撞滑板”。能量吸收系统20包括滑板组件40第一端41的第一端21朝向过来的车流。能量吸收系统20的第二端22优选地固定安装到道旁障碍物310朝向过来的车流的那一端。能量吸收系统20通常这样安装在其第一位置中，即第一端21如图9A所示地与第二端22沿纵向间隔开。
多个板条支撑框60a-60e沿纵向彼此间隔开，并可滑动地布置在第一端21和第二端22之间。板条支撑框60a-60e有时可以被称为“框组件”。板条支撑框的数量可以根据相关量吸收系统的所需长度而变化。多个板条160可以被安装到滑板组件40和板条支撑框60a-60e。板条160有时可以被称为“防护板”或“防护板条”。
当车辆与能量吸收系统20的第一端21碰撞时，滑板组件40将沿纵向向着道旁障碍物310移动。能量吸收组件186(在图9A和9B中未明确示出)将在此运动过程中从碰撞车辆吸收能量。板条支撑框60a-60e和相关板条160也将从碰撞第一端21的车辆吸收能量。图9B是示意平面图，其示出了滑板组件40和被撞击得彼此靠近的板条支撑框60a-60e以及相关板条160。通过板条支撑框60a-60e防止滑板组件40向着道旁障碍物310的进一步沿纵向的移动。
为了进行解释，能量吸收系统20如图9B所示的位置可以被称为“第二”位置。在大多数车辆与能量吸收系统20的端部21的撞击过程中，滑板组件40一般将仅仅移动如图9A所示的第一位置和如图9B所示的第二位置之间的距离的一部分。
板条支撑框60a-60e、相关板条160和能量吸收系统20的其他部件彼此合作将撞击能量吸收系统20的任一侧的车辆重定向回到相关车道上去。各个板条160被安装到滑板组件40并优选地延伸超出各个板条160安装到板条支撑框60a上的那部分。以相对应的方式，安装到板条支撑框60a的板条160优选地延伸超出板条160安装到板条支撑框60b上的相应部分。能量吸收系统20的各个部件对板条支撑框60a-60e和板条160提供基本的横向支撑。
每个板条160的第一端61优选地按合适的情况固定安装到滑板组件40或板条支撑框60a-60d。每个板条160还优选地可滑动安装到一个或多个下游的板条支撑框60a-60e。上游板条160叠在下游板条160上以允许在板条支撑框60a-60e向着彼此滑动时各个板条160的伸缩或套入。板条支撑框60a-60e和板条160的子集可以组合到一起以形成单隔间组或双隔间组。
为了图示，每个上游板条160的第二端162在图9A和9B中示出为在与相关的下游板条160的重叠处横向突出不少的距离。如后面更详细讨论的，板条160将优选地彼此紧紧地套入，以使第二端162处的任何横向突出最小，该突出可能在与能量吸收系统20的任一侧的反向角(reverseangle)碰撞过程中阻碍车辆。
图9C是示出在其第一位置中从道旁障碍物310纵向延伸的能量吸收系统20a的示意平面图。能量吸收系统20a包括朝向过来的车流的第一端21和固定安装到道旁障碍物310的第二端22。能量吸收系统20a还包括滑板组件40、板条支撑框60a-60g和各个板条160。
沿能量吸收系统20和20a的两侧延伸的板条160可以具有基本相同的构造。但是，板条160的长度可以根据各个板条是“单隔间板条”或者“双隔间板条”而变化。为了进行解释，“隔间”被定义为两个相邻板条支撑框之间的距离。
选择指定为“双隔间板条”的板条160的长度，以跨越当能量吸收系统20和20a处于其第一位置时三个板条支撑框之间的距离。例如，双隔间板条160的第一端161优选地固定安装到上游的板条支撑框60a。双隔间板条160的第二端162优选地可滑动安装到下游的板条支撑框60c。另一个板条支撑框60b可滑动地在第一端161和第二端162之间与双隔间板条160耦合。
当滑板组件40撞击板条支撑框60a，板条支撑框60a可能又接触板条支撑框60b，然后是60c等等，此时板条支撑框60a-60g和所安装的板条160向着道旁障碍物310加速。板条支撑框60a-60g和所安装的板条160的惯性对碰撞车辆的减速做出贡献。如果撞击单隔间组的板条支撑框，那么该单隔间组将被耦合到其自身的相关板条160，并因此将具有相对较高的惯性。为了使碰撞车辆的减速柔和，在每个单隔间组的下游优选地布置双隔间组。当滑板组件40或者由滑板组件40所推动的一个或多个板条支撑框接触双隔间组的第一板条支撑框(例如板条支撑框60d)时，惯性与单隔间组的惯性相同或者稍稍大一些(由于更长的板条160)。但是，当接触到双隔间组的第二板条支撑框(例如板条支撑框60e)时，第二板条支撑框60具有较低的惯性，因为其仅仅可滑动地耦合到相关的板条160。因此，在某种程度上减小了减速。
能量吸收系统20a具有以下隔间组：2-2-1-2-2，其中“2”指两个隔间，“1”指一个隔间。在滑板组件40处开始并向着道旁障碍物310移动，能量吸收系统20a具有双隔间组(将滑板组件40作为一个隔间计入以及自身)、另一个双隔间组、单隔间组，接着是双隔间组和另一个双隔间组。
如图10所示，前端盖83可以在能量吸收系统20的第一端21处被安装到滑板组件40。前端盖83可以是柔性塑料类型的材料形成的大体呈矩形的片。前端盖83的相对的边安装到滑板组件40的端部41的相应的相对侧上。前端盖83优选地包括对接近道旁障碍物310的过来的车流可见的多个条纹照明器(chevron delineator)84。还可以在滑板组件40上并沿着能量吸收系统20的各侧安装各种反光器和/或警告标识。
能量吸收系统20优选地包括排成各个行188和189(参见图18)的多个能量吸收组件186，这些行从道旁障碍物310大体沿纵向延伸并彼此平行。对于某些应用，每行188和189可以包含两个或更多能量吸收组件186。行188中的能量吸收组件186可以与行189中的能量吸收组件186横向间隔开。
对于某些应用，能量吸收组件186可以固定安装到道旁障碍物310前方的混凝土基础308。能量吸收组件186的每行188和189具有各自的第一端187，其一般与能量吸收系统20的第一端21对应。在车辆碰撞之前，滑板组件40的第一端41也优选地与行188和189的第一端187相邻布置。
斜坡组件30可以设置在能量吸收系统20的端部21处，以防止小型车辆或离地间隙低的车辆直接碰撞行188和189的第一端187。如果不设置斜坡组件30，则小型车辆或离地间隙低的车辆可能接触第一端187中的某一个或者两者，并经受剧烈的减速，而对车辆带来很大损害和/或对车辆中的乘客带来伤害。
可以设置各种斜坡和其他结构，以确保能量吸收系统20的车辆碰撞端21将正确地与滑板组件40啮合，而不直接接触行188和189的第一端187。斜坡组件30可以包括一对斜坡32。每个斜坡32优选地包括腿部34及从其延伸的斜面36。连接器38从腿部34与斜面36相反地延伸。连接器38允许每个斜坡32可靠地与各个能量吸收组件186啮合。
对于某些应用，腿部34可以具有约6.5英寸的高度。与能量吸收系统20相关的其他部件，例如能量吸收组件186和导向轨208和209将优选地具有大体相应的高度。限制斜坡32和能量吸收组件186的高度将允许这些部件在与滑板组件40的端部41碰撞的车辆之下经过。
斜面36可以具有约13.5英寸的长度。斜面36可以这样来形成，即通过将具有3英寸×3英寸×0.5英寸厚的标称尺寸的结构角钢(未明确示出)切成具有合适长度和角度的部分。结构角钢的部分可以使用焊接技术和/或机械紧固件安装到各个腿部34。斜坡32也可以被称为“端座”。
对于某些应用，道旁障碍物310和/或能量吸收系统20可以布置并安装到合适的混凝土或沥青基础上。对于图10和13所示的实施例，混凝土基础308优选地从道旁障碍物310沿纵向和横向两者延伸。如图13和18所示，能量吸收组件186优选地布置并固定安装到多个枕木24上。每个枕木24可以使用各个定位螺栓26固定到混凝土基础308。除定位螺栓26之外的各种机械紧固件和定位件都可以令人满意地用于将枕木24固定到混凝土基础308。枕木的数量和对每个枕木所使用的定位件的数量可以对每个能量吸收系统按需要变化。
枕木24可以用具有3英寸的标称宽度和0.5英寸的标称厚度的结构钢带形成。每个枕木24的长度可以约为22英寸。优选地在每个枕木24中形成三个孔来容纳定位螺栓26。在车辆与能量吸收系统20的任一侧撞击的过程中，枕木24处于张紧状态。选择用来形成枕木24的材料及其相关构造，以允许枕木24响应于来自这样的侧面碰撞的张力而变形，并吸收来自碰撞车辆的能量。
能量吸收组件186类似于前述能量吸收组件86。例如，参见图6和13。为了描述图9A-18中所示的实施例，紧邻枕木24的支撑梁190被指定为190a。紧邻地布置在其上的各个支撑梁190被指定为190b。支撑梁190a和190b具有基本相同的尺寸和构造(参见图13)，都包括腹板192和从其延伸的夹板或凸缘194和196。四个枕木24可以与各个凸缘194和196相反地安装到支撑梁190a的腹板192。结果，每个支撑梁190a的大体C形的横截面从各个枕木24延伸出去。
安装到每个支撑梁190a的枕木24的数量可以根据所得到的能量吸收系统20的预计使用而变化。对于能量吸收系统20，两个支撑梁190a彼此横向间隔开并安装到四个枕木24。传统的焊接技术和/或机械紧固件(未明确示出)可以用来将支撑梁190a与枕木24安装起来。
使用机械紧固件198a和198b将多个能量吸收元件152优选地安装到各个支撑梁190a和190b。对于某些应用，每个能量吸收元件152可以具有基本相同的构造和尺寸。对于诸如图18所示的其他应用，可以使用具有不同长度、宽度和厚度的能量吸收元件152a、152b、152c、152d、152e和152f来形成能量吸收组件186。
一对导向轨或导向梁208和209优选地安装到各个支撑梁190b并从其横向延伸。对于某些应用，导向轨208和209可以用结构角钢形成，该角钢具有例如3英寸乘3英寸的相等宽度和约0.5英寸的厚度的边。对于其他应用，可以使用很多种导向件。本发明并不限于导向轨或导向梁208和209。
导向轨208和209每个都具有彼此以约90度的角度交叉的第一边211和第二边212。优选地沿着第二边212的长度形成多个孔(未明确示出)，以允许用机械紧固件198b将导向轨208和209安装到各个支撑梁190b。机械紧固件198b优选地比机械紧固件198a更长，以容纳导向轨208和209以及使得滑板组件40向着道旁障碍物310移动的纵向力。
如图10所示，导向轨208和209的长度长于能量吸收组件186的相关行188和189的长度。当能量吸收系统20在其如图9B所示的第二位置中时，板条支撑框60a-60e彼此紧邻地布置，这防止了滑板组件40的进一步运动。因此，能量吸收组件186的行188和189不必具有与导向轨208和209相同的长度。
滑板组件40可以具有侧部开口箱的一般构造。参见图12。优选地选择用来形成滑板组件40的材料及其构造，以允许滑板组件40在被高速车辆碰撞之后保持完好。滑板组件40的第一端41大体对应于能量吸收系统20的第一端21。端部41也可以被称为滑板组件40的“上游”端。滑板组件40的端部47与端部41相对布置。端部47也可以被称为滑板组件40的“下游”端。滑板组件40还包括在端部41和47之间延伸的侧部48和49。如图11和13所示，滑板组件40的侧部48和49优选地由板条160覆盖。为了图示，在图12中已从侧部48拆除了板条160。
滑板组件40可以进一步由从导向轨208和209大体垂直延伸的角柱42、43、44和45限定。如图10-14所示，角柱42和43可以用具有约4英寸的宽度和约3/4英寸的厚度的结构钢带形成。每个角柱42和43的长度约为32英寸。优选地在每个角柱42和43紧邻地面或混凝土基础308的那一端上形成斜面46。优选地选择斜面46的尺寸和构造，以使混凝土基础308与角柱42和43的各个端部之间的接触最少或消除，这种接触可能阻碍滑板组件40沿着导向轨208和209向着道旁障碍物310的平滑直线运动。
角柱44和45可以用结构角钢形成，该角钢具有例如2.5英寸乘2.5英寸的相等宽度和约3/8英寸的厚度的边。角柱44和45优选地具有约29英寸的长度。可以使用各种构造的支架和支撑来将角柱42、43、44和45彼此刚性安装起来，以提供滑板组件40所期望的结构强度。
顶支架141优选地在角柱42和43之间横向延伸。顶支架142优选地在角柱44和45之间横向延伸。一对顶支架148和149沿着滑板组件40的各个侧部48和49在顶支架141和142之间纵向延伸。底支架51优选地紧邻导向轨208和209之上在角柱42和43之间横向延伸。另一个底支架52优选地紧邻导向轨208和209之上在角柱44和45之间横向延伸。
滑板组件40的端部41还包括在各个角柱42和43以及底支架51之间沿对角延伸的支架146和147。角柱42和43、顶支架141、底支架51以及支架146和147彼此合作，以在滑板组件40的第一端41处提供非常刚性、牢固的结构。滑板组件40的端部47包括对角支架143、144和145以及对角支架146和147，以为滑板组件40提供额外的结构支持。
选择滑板组件40的端部41的部分由角柱42和43、顶支架141和底支架51所限定的尺寸，来抓住或收集碰撞车辆。在机动车辆和能量吸收系统20的第一端21之间的撞击过程中，来自撞击车辆的动能可以从第一端41传递到滑板组件40的其他部件。也可以选择端部41的尺寸和构造来有效地传递动能，即使车辆没有碰撞第一端41的中心，或者车辆以不平行于能量吸收系统20的纵向轴线的角度碰撞端部41。
一对C形槽钢50和53优选地从顶支架141沿对角延伸到底支架52。槽钢50和53优选地彼此横向间隔开，并与角柱42和43以及角柱44和45横向间隔开。导向组件54优选地安装到槽钢50和53从底支架52延伸出的端部上。选择槽钢50和53的长度，以确保导向组件54将接触各个支撑梁190b的腹板192。
导向组件54优选地包括板55。槽钢50和53从底支架52延伸出的端部被安装到板55的一侧。一对转向器58和59优选地安装到板55的相反侧并大体垂直地从其延伸。转向器58和59可以彼此并与导向组件54的中心成一定角度地布置，以帮助保持滑板组件40正确定位在能量吸收组件186的行188和189之间。板55有时可以被称为导向座或滑板。
各个突出部56和57可以安装到角柱44和45与能量吸收组件186相邻的底端。突出部56和57向着导向轨208和209并在其下从各个角柱44和45横向向里突出。底支架52优选地与突出部56和57间隔开，以使得导向轨208和209的边211可以分布布置在突出部56和57与底支架52之间。如图13所示，突出部56和57与底支架52合作，以将滑板组件40固定地保持在导向轨208和209上，并同时允许滑板组件40沿着导向轨208和209向道旁障碍物310滑动。突出部56和57尤其有助于防止滑板组件40响应于侧向碰撞出现不期望的横向转动。滑板组件40的惯性、与底支架52在导向轨208和209顶部上滑动相关的摩擦、以及由板55和支撑梁190b的顶部之间的接触所引起的摩擦将对碰撞车辆的减速做出贡献。
机动车辆和滑板组件40的端部41之间的大多数碰撞一般将在大体位于能量吸收组件186之上的位置处发生。结果，车辆与端部41的碰撞一般将导致对滑板组件40施加转动力矩，这将迫使底支架52对导向轨208和209的顶部施压。
选择板55与转向器58和59的尺寸，以与槽钢190的腹板192相容。在机动车辆与滑板组件40的端部41之间的撞击过程中，来自车辆的力从顶支架141通过槽钢50和53传递到底支架52和导向组件54。结果，板55将对支撑梁190加力，以使滑板组件40保持相对于能量吸收组件1 86的所期望方位。
如图11、12和14所示，连接器214和216可以与交叉支架145和146相反地安装到底支架51。连接器214和216彼此横向间隔开，以接纳被安装到切割板206并从其延伸的连接器220。连接器222和224也优选地安装到角柱42并从其横向延伸。相应的连接器222和224还安装到角柱43并从其横向延伸。连接器222和各个连接器224间隔开与切割板206的厚度大体相应的距离。如图14所示，可以在连接器214、216、220、222、224和切割板206中设置多个孔，以允许机械紧固件将切割板206与邻近能量吸收组件186的滑板组件40固定安装起来。
如图12、14和18所示，切割板206优选地包括两组倾斜切割边或割边107和109。滑板组件40可以在切割边107和109与能量吸收组件186的第一端187对齐的情况下可滑动地布置在导向轨208和209上。选择切割板206的厚度以及支撑梁190a和190b之间的间隙或切割区154，以允许切割板206配合进入支撑梁190a和190b的凸缘194和196之间。切割板206可以位于能量吸收组件186的槽102内。
如图14所示，切割板206优选地包括各个导向板268。各个导向板268可以设置在切割板206的每一侧上以用于每个支撑梁190。选择每个导向板268的宽度来和各个支撑梁190的宽度相容。选择每个切割板206以及各个导向板268的组合厚度来和形成于各个支撑梁190之间的间隙或切割区154相容。选择切割板206的厚度来与间隙154的尺寸大体对应。每个导向板268优选地布置在由相关支撑梁190的腹板192以及凸缘194和196所限定的大体C形横截面内。对于某些应用，支撑梁190a和190b之间的间隙或切割区154可以约为1英寸(或25毫米)，切割板206的厚度可以约为0.5英寸。
在与能量吸收系统20的端部21的撞击过程中，当动量从车辆传递到滑板组件40而导致滑板组件40和车辆彼此一致移动时，车辆将经历减速值。由动量传递导致的减速量是滑板组件40的重量、以及车辆的重量和初始速度的函数。当滑板组件40沿纵向滑向道旁障碍物310时，导向组件54将接触各个支撑梁190a和190b，以保持滑板组件40与能量吸收组件186和切割板206之间所期望的对齐。滑板组件40保持切割板206与切割区154的对齐。
当滑板组件40继续向着道旁障碍物310滑动时，切割板206将啮合并分离各个能量吸收组件186的能量吸收元件152。当滑板组件40被车辆碰撞时，切割板206被挤入每个能量吸收元件152的边中。切割板206的倾斜边107和109啮合各个能量吸收元件152。切割板206可以用各种合金钢形成。倾斜边107和109优选地被硬化，以提供对能量吸收元件152的所期望的切割和/或割破。
每个能量吸收元件152的中心部分可能在各个支撑梁190之间被强迫向里，同时每个能量吸收元件152的顶部和底部通过螺栓198a和198b保持固定到各个支撑梁190。每个能量吸收元件152的中心部分继续被切割板206拉伸或变形，直到各个能量吸收元件152通常张力失效。这导致每个能量吸收元件152中的分离，该分离随着滑板组件40继续推动切割板206从其穿过而沿着各个能量吸收元件152的长度传播。
当来自碰撞车辆的动能已被吸收时，能量吸收元件152的分离将停止。在切割板206通过之后，一个或多个能量吸收元件152将分离成上部和下部(参见图5)，该上部和下部被间隙隔开。
当从相关的能量吸收元件152看时，切割板206具有深的、牢固的梁的构造。切割板206在两端以及中心处固定到滑板组件40，因此是刚性的。于是，当切割板206啮合能量吸收元件152时，能量吸收元件152失效，而切割板206不失效。
如前所述，能量吸收元件152的厚度和数量可以变化，以从很大范围的车辆类型、大小和/或碰撞速度安全地吸收动能。一般被施加到滑板组件40的端部41的转动力矩还将增加切割板206和已被剪切或割破的能量吸收元件152的部分之间的摩擦力。
对于许多应用，紧邻滑板组件40布置的能量吸收元件通常将相对较薄或“软”，以减速相对较小、慢速移动的车辆。与能量吸收系统20、120、120a和420相关的各行188和189的长度优选地被选择为足够长，以在滑板组件40已移动穿过具有“相对较软”的能量吸收元件的前部之后，为大的、高速车辆提供令人满意的多级减速。一般而言，与和第一端21相邻安装的能量吸收元件相比，安装在行188和189中部和紧邻每行的端部的能量吸收元件将相对“较硬”。
当车辆开始碰撞朝向过来的车流的滑板组件40的第一端41时，任何没有系好安全带或其他约束设备的乘客将从其座位向前弹出。正确约束好的乘客将大体上与车辆一起减速。在滑板组件40沿着导向轨208和209行进的很短的时间段和距离期间，未约束好的乘客可能在车辆内飞出。在此相同的时间段内施加到碰撞车辆的减速力可能相当大。但是，就在未约束好的乘客接触车辆的内部部分，例如挡风玻璃(未明确示出)之前，施加到车辆的减速力一般将减小到较低的水平，以使可能对未约束好的乘客产生的伤害最小。
对于如图9A所示的实施例，滑板组件40的端部47将接触板条支撑框60a，板条支撑框60a又将接触板条支撑框60b和布置在滑板组件40下游的任何其他板条支撑框。滑板组件40向着道旁障碍物310的运动导致板条支撑框60a-60e及其相关板条160相对于彼此的缩回。随着滑板组件40从能量吸收系统20的第一端21沿纵向向着第二端22的移动，板条支撑框及其相关板条160的惯性将使碰撞车辆进一步减速。板条160靠向彼此的缩回或滑动产生附加的摩擦力，该摩擦力也对车辆减速做出贡献。板条支撑框60a-60e沿着导向轨208和209的运动也产生附加的摩擦力来进一步使车辆减速。
如前相对于图9A和9B所讨论的那样，板条支撑框60a-60e和相关板条160将使撞击能量吸收系统20任一侧的车辆重定向回到相关车道上。每个板条160优选地具有由第一端或上游端161以及第二端或下游端162部分限定的大体细长的矩形构造。(参见图9A、10和15。)每个板条160优选地包括第一边181和第二边182，这两边在第一端161和第二端162之间纵向延伸。(参见图10和15。)对于某些应用，板条160可以用标准的10号规格的W梁护栏部分形成，该部分对“单隔间板条”具有约34又3/4英寸的长度，并对“双隔间板条”具有5英尺2英寸的长度。每个板条160优选地具有相同的约12又1/4英寸的宽度。
如图10和15所示，优选地在每个板条160的端部161和162中间形成各个槽164。槽164优选地与每个板条160的纵向中心线(未明确示出)对齐并沿其延伸。槽164的长度小于相关板条160的长度。各个槽板170可滑动地布置在每个槽164中。
金属带166可以沿着边181和182及中部焊接到每个板条160的第一端161。参见图16。对于某些应用，金属带166可以具有约12又1/4英寸的长度和约2.5英寸的宽度。每个金属带166的长度优选地等于各个板条160在各个纵向边181和182之间的宽度。
机械紧固件167、168和169可以用来将每个金属带166与其相关的角柱68和69安装起来。机械紧固件167和169基本相同。金属带166提供更多的接触点，用于将板条160的端部161安装到各个板条支撑框60a-60f。
优选地在每个板条160中第二端162与各个纵向边181和182之间的结合处形成凹入184。(参见图15)当能量吸收系统20处于其第一位置时，凹入184允许板条160在紧密叠放的布置下彼此配合。结果，凹入184使得这样的可能性最小，即在“反向角”撞击或碰撞过程中车辆阻碍能量吸收系统20的侧面。
板条支撑框60a-60e可以具有基本相同的尺寸和构造。因此，将仅仅详细描述板条支撑框60e。参见图16。对于某些应用，板条支撑框60e具有部分由与导向轨208相邻布置的第一柱68和与导向轨209相邻布置的第二柱69所限定的大体矩形的构造。顶支架61在第一柱68和第二柱69之间横向延伸。底支架62在第一柱68和第二柱69之间横向延伸。选择柱68和69的长度以及底支架62的位置，以使得当将板条支撑框60e布置在导向轨208和209上时，底支架62将接触导向轨208和209，二柱68和69将不接触混凝土基础308。
多个交叉支架63、64、65、70和71可以布置在柱68和69、顶支架61和底支架62之间，以提供刚性结构。对于某些应用，交叉支架63、64、65、70和71和/或柱68和69可以用相对较重的结构型钢部件形成。而且，交叉支架65可以安装在柱68和69上的较低位置处。支撑框60a-60e的重量和相关交叉支架的位置可以变化，以在与能量吸收系统20的侧面碰撞过程中提供所期望的强度。
突出部66安装到柱69与混凝土基础308相邻的端部，并向着能量吸收组件186横向延伸。突出部67安装到柱68与混凝土基础308相邻的端部，并向着能量吸收组件186横向延伸。突出部66和67与底支架62合作，以在与能量吸收系统20的侧面碰撞过程中保持板条支撑框60e与导向轨208和209的啮合。
来自与能量吸收系统20的任一侧撞击的车辆的碰撞将从板条160传递到板条支撑框60a-60g。横向碰撞的力将随后从板条支撑框60a-60g传递到相关的导向轨208和/或209，到能量吸收组件186，再通过枕木24和机械紧固件26传递到混凝土基础308。在与能量吸收系统20的侧面碰撞过程中，枕木24、机械紧固件26、能量吸收组件186、导向轨208和209与板条支撑框60a-60g一起提供横向支撑。
为了进行解释，图15中所示的板条160已被指定为160a、160b、160c、160d、160e和160f。另外，板条160a-160d的纵向边被标为纵向边181a-181d和182a-182d，并且板条160f的纵向边被标为纵向边181f和182f。而且，对于板条160a、160b和160d，端部161和162分别被标为端部161a和162a、端部161b和162b以及端部161d和162d。类似地，对于板条160c，上游端被标为端部161c；对于板条160e，下游端被标为端部162e。如图15和17A所示，各个金属带166可以将第一端161a和第一端161d安装到板条支撑框60c的柱68。以类似的方式，各个金属带166被设置成将第一端161b和161e固定安装到板条支撑框60d的角柱68。如图17A和17B所示，螺栓168延伸穿过各个槽板170中的孔172和板条160b中的相应孔(未明确示出)。
如图17所示，槽板170优选地包括延伸穿过其的孔172。一对接头174和176从槽板170的一侧横向延伸。接头174和176的大小被设定为容纳在相关板条160的槽164内。机械紧固件168优选地长于机械紧固件167和169以容纳槽板170。每个槽板170和螺栓168彼此合作，以将内板条160的端部161与相关柱68和69固定定位，同时允许外板条160相对于相关柱68和69纵向滑动。参见图17A中的内板条160b和外板条160a。
每个螺栓168的一部分与槽板170的相关接头174和176一起可以可滑动地布置在每个板条160的各个槽164中。在车辆与能量吸收系统20的端部21碰撞的过程中，板条支撑框60c与板条160a的第一端161a将向着道旁障碍物310纵向运动。相关槽板170在纵向槽164内的啮合将允许板条160a相对于板条160b纵向滑动，直到板条支撑框60c接触板条支撑框60d。当发生此接触时，板条支撑框60d和相关板条160将与板条支撑框60c及其相关板条160一起向着道旁障碍物310运动。
可以通过能量吸收元件152的数量和特性、能量吸收元件152的位置、以及与板条支撑框60a-60g及其相关板条160相关联的位置和惯性，来确定能量吸收系统的相对“软度”和“硬度”。例如，通过减小椭圆槽204的数量和/或大小，可以将图8中所示的能量吸收元件200修改得相对较硬。以相同的方式，通过增加椭圆槽204的数量和/或大小，可以将能量吸收元件200修改得相对较软。增加能量吸收元件152的厚度将增加推动切割板206从其穿过所需的力的量，由此在相关的能量吸收系统中产生较硬的部分。如前在图7中所述的能量吸收组件486示出了增加能量吸收系统的硬度的各种技术。
图18中所示的能量吸收系统20优选地包括能量吸收元件152a、152b、152c、152d、152e和152f。能量吸收元件152a和152b优选地用相对较细的标称宽度4.5英寸的16号规格的结构钢带形成。能量吸收元件152a优选地具有约54英寸的标称长度。能量吸收元件152b优选地具有约60英寸的标称长度。能量吸收元件152c和152d优选地用标称宽度4.5英寸、厚度3/16英寸的结构钢带形成。能量吸收元件152c优选地具有约76英寸的标称长度。能量吸收元件152d优选地具有约70英寸的标称长度。能量吸收元件152e优选地用相同材料形成。能量吸收元件152f优选地用宽度约4.5英寸、长度约92英寸的结构钢带形成。能量吸收元件152f优选地具有与10号规格的结构钢带相应的厚度。
可以按需要在能量吸收系统120、120a和420中包括能量吸收系统320和20的各种部件和特征，例如能量吸收组件86、186和486以及能量吸收元件100、152、200、402、404、406、408、410和412。能量吸收系统120、120a和420可以通过割破或撕开各个能量吸收元件来耗散动能。然而，其他类型的能量吸收组件可以令人满意地用于根据本发明的教导形成的具有张开侧部和/或翼状延伸部分的能量吸收系统。
在图19A-23中示出包括本发明教导的能量吸收系统120可以与朝向过来的车流的相对较宽或较大的道旁障碍物相邻地安装。在图24和25中示出包括本发明另一实施例的能量吸收系统120a。在图26-29中示出可以与能量吸收系统120和120a一起使用的各种部件。在图30和31中示出包括本发明又一实施例的能量吸收系统420。能量吸收系统120、120a和420有时可被描述为“非门控的、重定向防撞垫”。能量吸收系统120、120a和420还可以被描述为“张开的”系统，因为与道旁障碍物相邻布置的每个系统的端部通常比朝向过来的车流的各个系统的端部基本上更宽。
能量吸收系统120、120a和420可以包括在各个行188和189中对齐的多个能量吸收组件186，这些行从第一端121大体纵向延伸到在相关道旁障碍物(未明确示出)中间的位置。行188和189还可以大体上彼此平行对齐。行188和189和/或能量吸收组件186有时可被称为用于滑板组件40和板条支撑框60a-60g(参见图19A和24)或者开裂板条支撑框460a-460i(参见图30和31)的“导轨”。与能量吸收系统120、120a和420相关的某些特征可以相对于布置在行188和189之间的纵向中心线130来描述。
包括本发明教导的能量吸收系统可以具有布置成各种构造的能量吸收组件。对于某些应用，与道旁障碍物相邻可以仅仅安装单行能量吸收组件。对于其他应用，可以安装三行或更多行能量吸收组件。而且，每行可以具有仅一个能量吸收组件或多个能量吸收组件。本发明允许修改能量吸收系统，以使得对以各种速度行驶的很多种车辆中的约束和未约束的乘客两者的可能伤害都最小。
实际上，可以与图19A-31的系统120、120a和420一起利用其他类型的能量吸收组件。这些能量吸收组件可以利用压碎、挤压、炸开、裂开等等。
能量吸收组件186优选地布置并固定安装到多个枕木24上。对于某些应用，能量吸收系统120、120a和/或420可以使用总共8个枕木24来安装，其中每个枕木4个定位螺栓26。可以与每个枕木24的每一端相邻地安装两个定位螺栓26。枕木24和定位螺栓26的数量和位置可以变化，以提供足够的机械强度来抵抗在车辆与相关能量吸收系统的一侧碰撞时可能产生的很大的力。例如，可能要求相对牢固的结构基座和基础，来令人满意地重定向以约20度(20°)的角度同具有约7度(7°)的张开的能量吸收系统的一部分碰撞的车辆。
一对导向轨或导向梁208和209优选地安装到各个能量吸收组件186并从其横向延伸。滑板组件40可以可滑动地布置在导向轨208和209上。能量吸收系统120和120a的板条支撑框60a-60g以及能量吸收系统42的开裂板条支撑框460a-460i也可以可滑动地布置在导向轨208和209上。导向轨208和209的长度优选地长于能量吸收组件186的相关行188和189的长度。当能量吸收系统120和120a在其各自的第二位置中时(未明确示出)，滑板组件40和板条支撑框60a-60g可以在行188和189的与第一端121相反的一端处彼此相邻布置。当能量吸收系统420位于其第二位置中时(未明确示出)，滑板组件40和开裂板条支撑框460a-460i可以在行188和189的与第一端121相反的一端处彼此相邻布置。
图19A是示出从道旁障碍物(未明确示出)纵向延伸的能量吸收系统120的平面图的示意图，道旁障碍物可以包括混凝土阻挡物310。能量吸收系统120包括朝向过来的车流的第一端121和与道旁障碍物相邻布置的第二端122。能量吸收系统120还包括彼此间隔开并在第一端121和第二端122之间大体纵向延伸的第一侧131和第二侧132。对于此实施例，第一侧131和第二侧132可以被描述为具有相对于中心线130大体不对称的构造。
当能量吸收系统120处于其第一位置时，滑板组件40可滑动地布置在朝向过来的车流的第一端121处。能量吸收系统120的第二端122可以与相对较大较宽的道旁障碍物(未明确示出)相邻布置。对于图19A所示的实施例，第一侧131的第二端122a可以安装到混凝土阻挡物310。第二侧132的第二端122b可以安装到类似的混凝土阻挡物或传统的护栏系统的部分(未明确示出)。
多个板条160可以安装到滑板组件40和板条支撑框60a-60g，以形成第一侧131和第二侧132的部分。对于图19A所示的实施例，第一侧131和第二侧132从第一端121沿着中心线130的至少一部分彼此大体平行地延伸。能量吸收系统120的第二侧132可以被描述为“张开的”，因为第二侧132的第二部分132b布置成相对于纵向中心线130、相关行188和189以及导向轨208和209成一定角度。当该侧向着第二端122延伸时，第二侧的第二部分132b从中心线130分叉。第二侧132布置在第一端121和支撑框组件60c之间的第一部分132a优选地与第一侧131的对应部分间隔开并与其大体平行地对齐。对于某些应用，第一端121与这样的位置之间的可以约为114英寸(114″)，在所述位置处，第二侧132的第二部分132b从相关导向轨208和209成一定角度张开或者延伸。提供114英寸(114″)的模块化基本单元还减少了相关能量吸收系统满足NCHRPReport 350的要求所需的测试量。
本发明的技术好处包括提供可以在道旁位置处交付使用之前预装配的模块化基本单元。对于某些应用，模块化基本单元可以包括行188和189、滑板组件40、板条支撑框60a-60g，后者具有沿侧131安装的板条160以及沿着约114英寸(114″)的侧132安装的板条160。使用模块化基本单元可以使得在车道位置处的维修时间最少，并允许在离开现场的维修厂处对损坏的模块化基本单元进行更有效、节约的维修。
图19B是示出第二侧132的第一部分132a和第二部分132b之间关系的平面图的放大示意图。对于由能量吸收系统120所表示的实施例，第二部分132b可以布置成相对于第一部分132a成约7度(7°)的角度。弯板或接合板74可以用来将板条支撑框60c和框延伸部分80d-80g与各个板条160耦合起来。弯板或接合板74可以安装在板条支撑框60c的下游侧。各个接合板或弯板74可以安装在相关框延伸部分80d-80g的上游侧。弯板74可以包括值为约7度(7°)的角度76，该角度大体对应于在第二侧132的第一部分132a和第二部分132b之间形成的角度。参见图19C。
接合板74与图16以及17a的带166结合使用。带166用来将板条耦合到板条支撑框60a、60b并耦合到滑板40，其中板条与板条支撑框大体垂直地延伸。在板条与板条支撑框或其他类型的支撑不垂直的地方，接合板74就用来将板条耦合到相应的支撑。接合板74的角度76(参见图19C)大体对应于板条相对于相关支撑的角度。接合板74不需要将板条耦合到翼状延伸板条支撑框360h-360m，因为板条一般垂直于板条支撑框延伸。每个接合板74包括第一部分74a和第二部分74b。第一和第二部分74a、74b中具有开口用于螺栓。
图19B图示了接合板74的使用。一个接合板74耦合到板条支撑框60d(更具体地说是耦合到延伸部分80d)。具体而言，板74的第一部分74a被螺栓连接到延伸部分80d，向着第一端121并朝里向着中心线130延伸的第二部分74b被螺栓连接到与板条160dd连接的带166。板条160dd向着第一端121的那一端被固定耦合到该板。以与上述参考图15相同的方式，板条160cc向着第二端122的那一端被滑动耦合到接合板74。另一个接合板74被耦合板条支撑框60c。具体而言，第一部分74a被螺栓连接到板条支撑框60c，而向着第二端122并离开中心线130延伸的第二部分74b被螺栓连接到板条160cc上的带166(未在图19B中明确示出)。以与上述参考图15相同的方式，板条160bb的相邻端被滑动耦合到板条支撑框60c。
能量吸收系统120还可被描述为“右侧张开的”。对于某些应用，第一侧131可以相对于中心线130张开(未明确示出)，第二侧132可以与中心线130大体平行延伸(未明确示出)。所得到的能量吸收系统可被描述为“左侧张开的”(未明确示出)。本发明允许基于每个道旁障碍物的相关几何形状和设施地形来设计和安装能量吸收系统。例如，根据本发明教导形成的能量吸收系统的一侧可以在出口斜坡(未明确示出)附近以这样的角度张开，所述角度与车流主干道和出口斜坡间形成的角度对应。单侧张开的能量吸收系统允许相关的能量吸收组件与车流的主要方向保持大体平行，同时仍然对从车流主干道退出到出口斜坡上的车辆提供大体连续的防撞保护。
以板条支撑框60d开始，各个框延伸部分80d-80g可以与相关的板条支撑框60d-60g相邻布置。框延伸部分80d-80g可以与各个板条支撑框60d-60g一起沿纵向滑动。各个外侧定位组件110e-110g优选地与行189相邻固定并与其间隔开，以在大体与第二侧132的第二部分132b的角度相应的角度下支撑每个框延伸部分80e-80g。框延伸部分80e-80g可滑动布置在其相关外侧定位组件110e-110g上。框延伸部分的数量和外侧定位组件的数量可以根据每个道旁障碍物以及与侧部131和132相关的一个或多个角度的特性而变化。
对于由能量吸收系统120所表示的实施例，框延伸部分80d-80f可以具有相似的整体构造。框延伸部分80d-80g可被描述为具有大体矩形的横截面，其中通过一个或多个交叉支架82将一个或多个角柱68a、69a耦合起来。然而，与每个框延伸部分80d-80f相关的尺寸可以改变，以容纳由第二侧132的第二部分132b所形成的张开或角度。在图21中更详细地示出框延伸部分80f。框延伸部分的一个角柱68a可以被紧固到板条支撑框60的一个角柱68。
如图19A所示，框延伸部分80d的宽度一般小于框延伸部分80e、80f和80g的宽度。随着框延伸部分80宽度的增加，各个外侧定位组件110e-110g可以位于离导向轨209合适的距离处，以为框延伸部分80e-80g和相关板条160提供所切望的机械支撑。因为框延伸部分80d的宽度小于其他框延伸部分80e-80g的宽度，所以在某些道旁设施处的框延伸部分80d可能不需要外侧定位组件110。
在图19a、20、21、22和25中示出外侧定位组件110e-110g的各个特征。每个外侧定位组件110e-110g优选地包括各个基板112、4个定位螺栓26和导向板114。腹板或支撑构件116、116a可以用来将导向板114与各个基板112安装起来。各个钩子117可以安装到与导向板114相邻的每个框延伸部分80e、80f和80g的外部。优选地选择每个钩子117的尺寸，以允许各个框延伸部分80d-80g相对于相关导向板114纵向滑动。每个钩子117与其相关导向板114合作来防止在车辆与侧部132的碰撞过程中相关框延伸部分80d-80g的转动。腹板116a位于腹板116与钩子117相反一侧。于是，外侧定位组件形成用于接纳钩子117的槽，这个槽与中心线130大体平行。腹板116a提供了对外侧定位组件转动的阻力。
根据本发明教导形成的能量吸收系统可以安装到混凝土或沥青基础上(未明确示出)或固定在其上。对于某些设施，定位螺栓26的长度可以从约7英寸(7″)变化到约18英寸(18″)。对于某些应用，可以在沥青或混凝土基础中形成孔(未明确示出)以接纳各个定位螺栓26。还可以在孔内布置各种粘接材料，以将定位螺栓26固定到合适位置。优选地，定位螺栓26基本不延伸到相关螺母27的顶部上方。可以从P.O.Box 21148，Tulsa，Okalhoma 74121的Hilti公司得到令人满意地用于安装包括本发明教导的能量吸收系统的混凝土和沥青定位件和其他紧固件。
各个偏转板或斜坡136可以在向着能量吸收系统120的第一端21延伸的方向上安装到每个外侧定位组件110e-110g。斜坡136从安装导向板114延伸到地面或延伸到基板112的水平面。偏转板或斜坡136以类似于前述斜坡36的方式起作用。如果车辆在外侧定位组件110e-110g附近与侧部132碰撞，则偏转板136将防止车辆的车轮直接碰撞或啮合外侧定位组件110e-110g。斜坡136还在对第一端121的撞击中起作用，该撞击使能量吸收机构折叠起来，这在下面将更详细地讨论。
当能量吸收系统120置于其第一位置时，框延伸部分80d-80g优选地紧邻相关的板条支撑框60d-60g布置。例如螺栓88的各种机械紧固件可以令人满意地用来将框延伸部分80d-80g安装到板条支撑框60d-60g。如果车辆碰撞和框延伸部分80d-80g相邻的第二侧132，则相关的碰撞力或动能将从框延伸部分80d-80g传递到外侧定位组件110e-110g，并从各个钩子117传递到相邻的板条支撑框60d-60f、导向轨209和能量吸收组件186。
当第二侧132被例如货车的相对较高的车辆碰撞时，外侧定位组件110e-110g尤其有用。参考图21来说明，碰撞通常是在右上的板条160上，并趋向于绕轨道208、209逆时针转动框延伸部分80f和板条支撑框60f。这样一种转动可能给予碰撞车辆不期望的翻滚。钩子117防止转动，由此使车辆翻滚最小。碰撞车辆在直立的状况下被重定向到道路上。
根据本发明教导形成的带有翼状延伸部分的能量吸收系统可以从约24英寸(24″)的宽度扩展到容纳较大或较宽的道旁障碍物所需的任何宽度。对于由能量吸收系统120表示的实施例，第二侧132的第二部分132b优选地包括翼状延伸部分。第二部分132b的翼状延伸部分可以部分由以下来形成，即多个板条支撑框或翼状延伸支撑框360以及例如10号规格的导轨的传统W梁导轨板条260。对于某些应用，板条260的长度可以从约28英寸(28″)增加到约280英寸(280″)地变化。板条260优选地在与从相关板条160延伸出的高度大约相同的高度处继续。参见图20。
指定为360h-360m的板条支撑框可以布置在行188和189的端部与相关道旁障碍物之间。参见图19A、20和24。板条支撑框360h-360m可以固定安装到沥青或混凝土基础(未明确示出)或者以其他方式固定定位到合适位置。板条支撑框360的数量可以根据以下而变化，即相关道旁障碍物的宽度和道旁障碍物离导向轨208和209的端部的距离。对于某些应用，板条支撑框360h-360m可以安装在约28英寸(28″)的中心上。
对于某些应用，每个板条支撑框360可以具有部分由各个柱362、翼状延伸基板364和支柱或支架366限定的大体三角形的构造。可以用多个定位螺栓26来使基板364与相关混凝土基础固定啮合。每个柱362可以具有与典型的高速公路护栏支撑柱或工字梁相关的横截面和尺寸。基板364可以用与枕木24相同的材料形成并具有相似的尺寸。支柱366也可以用工字梁或其他合适类型的高速公路结构材料形成。
如图20所示的能量吸收系统120可以包括在叠放的板条260之间靠近板条支撑框360j的拼接262。对于某些应用，可以用长度对应于板条160的端部和相关道旁障碍物间的距离的板条260来形成翼状延伸部分，以消除对于拼接262的需要。而且，板条支撑框360和板条260可以预装配(未明确示出)并作为完整单元发送到所用设施的工作地点。通过使用预装配的模块化基本单元和一个或多个预装配好的翼状延伸部分，可以相对较快地预道旁障碍物相邻地安装能量吸收系统。
根据本发明的教导，能量吸收系统可以形成为具有这样的翼状延伸部分，其使用其他类型的支撑柱以及和高速公路护栏安全系统相关的支撑结构来固定到合适位置。本发明并不限于板条支撑框360。根据本发明教导形成的翼状延伸部分允许使用来自相关道旁障碍物和能量吸收组件的更大的锥度。结果，相关能量吸收系统的整个长度可以被大大减小，同时对碰撞车辆及其乘客提供相同或增加的安全性。
对于某些应用，大体C形的槽钢可以安装到板条支撑框360。对于图23所示的实施例，C形槽钢368可以布置在下板条260和相关柱362之间。螺栓370可以令人满意地用来将板条260和相关的C形槽钢368两者安装到柱362。对于某些应用，C形槽钢368提供了所需的强度，以允许相关的翼状延伸部分抵抗轨道表面碰撞。对于某些应用，C形槽钢(未明确示出)还可以安装在上部组的板条260和相关柱362之间。8英寸(8″)深的槽可能对某些应用是优选的。槽368优选地在板条组的整个长度上延伸。
优选地，以与前面相对于板条支撑框60所描述的基本相同的方式，板条160可滑动地与各个板条延伸部分80d-80g耦合。在板条支撑框360j处开始，可以将传统的W梁260固定安装到板条支撑框360h-360m并固定到其上。板条支撑框360的数量和板条260的数量可以根据行188和189的端部与相关道旁障碍物之间的距离而变化。各个接合接头280(参见图29)可以在板条支撑框360j处布置在板条160和相关W梁260之间。
如果在侧面碰撞过程中板条160和/或260被撞击，则碰撞车辆将被重定向回到相邻车道并离开相关道旁障碍物。车辆碰撞可以根据侧面碰撞的位置，从板条160直接传递到相邻的板条支撑框60，或传递到框延伸部分80并随后传递到板条支撑框60。板条支撑框60将试图转动，因为板条160通常在较高处被撞击。但是，通过在轨道上的梁导向件之下向里延伸的突起或突出部67，防止板条支撑框60在导向轨208和209上转动。
参考图23，在侧面碰撞过程中，车辆碰撞可以从W梁板条260直接传递到相邻的板条支撑框360h-360m。通过相关的支柱366和基板364来防止板条支撑框360h-360m转动。枕木24和基板364两者都可以通过侧面碰撞而弯曲或变形。于是，在侧面碰撞过程中，系统通过允许枕木24和基板364变形而“屈服”。和系统在撞击到头部过程中的折叠很相似，此在横向或侧面碰撞时的“屈服”减小了施加到侧面碰撞车辆上的减速力。系统120、120a和420一般在重定向横向或侧面碰撞之后保持在合适位置。
图24和25是示出能量吸收系统120a的各个特征的示意图。能量吸收系统120a包括朝向过来的车流的第一端121和与相关道旁障碍物(未明确示出)相邻布置的第二端122c。能量吸收系统120和120a的第一端121可以具有基本相同的构造和尺寸。能量吸收系统120a还包括第一侧131c和第二侧132。第一侧131c可以被描述为具有左侧张开。第二侧132可以被描述为具有右侧张开。对于由能量吸收系统120a所表示的实施例，第一侧131c和第二侧132可以具有基本相同的构造和尺寸，除了各自的左侧张开和右侧张开。能量吸收系统120和120a的第二侧132可以具有基本相同的构造和尺寸，这部分地基于行188和189的端部与相关的道旁障碍物之间的距离。
可以相对于中心线130大体对称地布置能量吸收系统120a的各个部件。第一侧131c和第二侧132沿着相关导向轨208和209的至少一部分彼此大体平行延伸。第一侧131c的第一部分131a和第二侧132的第一部分132a从第一端121沿着中心线130的至少一部分彼此大体平行延伸。第一侧131c的第二部分132b可以以相对于第一部分131a近似相同的角度布置。第二侧132的第二部分132b可以以相对于第一部分132a近似相同的角度布置。
当能量吸收系统120a处于其第一位置时，滑板组件40将可滑动地布置在朝向过来的车流的第一端121处。能量吸收系统120a的第二端122c可以与相对较大较宽的道旁障碍物(未明确示出)相邻布置。第一侧131c的第二端122a和第二侧132的第二端122b可以安装到混凝土阻挡物或传统的护栏系统的其他部分(未明确示出)。第一侧131c的部分131b和第二侧132的部分132b两者都可以以相对于纵向中心线130近似相同的角度布置。紧靠着板条支撑框60c，第一侧131c的部分131b和第二侧132的部分132b两者都可以以相对于部分131a和部分132a约7度(7°)的角度布置。
第一侧131c的第二部分131b优选地包括第二组指定为360h-360m的板条支撑框和固定安装到其上的多个板条260，如前相对能量吸收系统120所描述的那样。如图25所示，一对侧部延伸部分80f优选地布置在板条支撑框60f的相反两侧上。相关板条160可以可滑动地安装到各个侧部延伸部分80f。
当碰撞车辆撞击能量吸收系统120、120a的第一端121时，滑板40移动并且能量吸收组件啮合。板条支撑框60a-60b沿着导向轨208和209移动，而安装到其上的板条160沿着导向轨的轴线缩回，如上所述。当滑板继续沿着导向轨移动时，板条支撑框60c-60f将类似地开始也沿着导向轨依次移动。当板条支撑框60c向着第二端122移动时，板条160cc(参见图19B)在板条160dd之上缩回。
板条160改变其对于导向轨208和209的方位，变得更不平行并更加垂直。接合板74和带166之间的耦合弯曲并允许板条改变方位，以增大相对于中心线130的角度。由槽板170(参见图15)形成的滑动连接允许板条的下游端解开耦合，以进一步帮助板条由于第一端碰撞所导致的方位改变。
框延伸部分80d-80g大体上与各个相关板条支撑框60d-60g一致地移动。框延伸部分在大体平行于导向轨208和209的方向上移动。每个钩子117(参见图22)与各个框延伸部分一致地移动。钩子117在其初始的安装导向板114之下向着第二端122(向着图22的方位中的右边)移动。每个钩子117通过各自的安装导向板114并继续其运动，接触到位于下游的斜坡136。钩子117跨上斜坡136，升起其相关的板条延伸部分和板条支撑框。如图21所示，在突出部67与导向轨208和209之间有垂直间隙，以使得钩子117能够在斜坡136上上升，其中板条支撑框60可以从导向轨稍稍抬高。
回来参考图22，当板条支撑框继续沿着导向轨移动时，钩子从斜坡沿着安装导向板的顶部滑动，并随后从安装导向板114的后缘或者下游边缘处落下。钩子进一步向下游移动并接触下一个斜坡，该过程重复。
如图19A所示，外侧定位组件110e-110g在车流的方向上离导向轨的间隔越来越大。这样，钩子117(例如连接到框延伸部分80e的钩子)可以在导向轨209和外侧定位组件(例如外侧定位组件110g)之间经过，而不在斜坡136上经过。斜坡136优选地具有朝向导向轨的倾斜内边136a。经过的钩子117可以接触内边136a并被迫使向着导向轨。位于下游的外侧定位组件可以间隔得足够开，以使得上游板条上的钩子117可以避免接触这些下游外侧定位组件。作为示例，如图24所示，钩子耦合到板条支撑框60e，并通过其相关的框延伸部分80e而经过外侧定位组件110f上的斜坡，并在外侧定位组件110g之间经过。这样，外侧定位组件虽然在对能量吸收系统的侧面碰撞过程中工作，但不会干扰系统的前端碰撞折叠。
在腹板116a相同侧的倾斜内边136a也用作视觉参考来确保腹板116a位于内侧，以不在第一端121的碰撞中干扰钩子117的运动。
因为第一侧131c的部分131b和第二侧132的部分132b相对于导向轨成一定角度，并且即使在许多情况下，也相对于车流的方向成一定角度，所以期望加强板条160以使得车辆穿过板条的可能性最小。
至少一个缆绳组件，优选地是两个或更多缆绳组件可以与滑板组件40以及相关能量吸收系统的第一侧和/或第二侧的至少一部分耦合。每个缆绳组件可以包括一根或多根缆绳、多个缆绳夹和多个缆绳夹板。如图19A和24-28B所示，第一缆绳501和第二缆绳502可以从板条支撑框360h沿着相关的板条160纵向延伸到相关的滑板组件40。缆绳501和502的自由端可以使用例如缆绳夹510的各种技术而与翼状延伸部分中的各个柱362固定。参见图27。第一缆绳501可以沿着第一侧131c(参见图24)上的板条向着第一端121延伸。在板条支撑框60a处，第一缆绳501跨过导向轨208和209，以绕过滑板组件40的第二端42处的直杆，并通过跨过其对角延伸到大约板条支撑框60a的位置来绕回到第一侧上的翼状延伸部分。第二缆绳502遵循沿着第二侧132的相似路径，并可以绕过滑板组件40的第二端42处的相对直杆，并跨过其对角延伸到紧接板条支撑框60a的位置。第一缆绳501和第二缆绳502提供附加的张力支撑，以帮助各个第一侧131和第二侧132抵抗侧面碰撞。对于某些应用，缆绳501和502可以用直径约0.5英寸的钢缆形成。
第一缆绳501和第二缆绳502提供附加的固定和张紧强度，以允许各个侧部131、131c和132令人满意地重定向以约20度(20°)同在约7度(7°)的角度下张开的侧部131、131c和/或132的部分碰撞的车辆。缆绳501和502的部分可以在各个板条160的隆起之间从紧接板条支撑框360h的下游位置穿过到与滑板组件40相关的各个直杆。每根缆绳501和502然后可以通过下板条的隆起而返回到板条支撑框360h。
图28A和28B示出了缆绳502与框延伸部分80d相邻的部分。对于此实施例，各个夹板504可以固定地安装到相关的弯板74。大体U形的缆绳夹506可以插入通过在每个夹板504中形成的开口508，以相对于板条160和板条支撑框60c在所需位置处固定缆绳502的一部分。
缆绳501、502优选地耦合到各个板条支撑框60a-60c和框延伸部分80d-80g。缆绳的端部可以耦合到最下游的框延伸部分，或者耦合到道旁障碍物自身。缆绳还可以延伸到翼状延伸板条260中。
图30和31中所示的能量吸收系统420表明第一侧431和第二侧432的张开可以在第一端121处开始。能量吸收系统420也是根据本发明教导形成的具有不对称侧部的能量吸收系统的另一个示例。
多个开裂板条支撑框460a-460i可以与能量吸收系统420一起使用，以允许各个侧部431和432按需要在不同的角度下张开并容纳不同的宽度。开裂板条支撑框460a和460b可以可滑动地安装到导向轨208。开裂板条支撑框460c-460i可以可滑动地安装到导向轨209。与开裂板条支撑框460相关的尺寸和构造可以按需要变化，以容纳各个侧部431和432的角度或张开。还可以按需要对每个开裂板条支撑框460设置各自的外侧定位组件110。
例如前面所述缆绳501和502的缆绳可以与能量吸收系统420一起使用。
铰链430将侧部431、432耦合到能量吸收系统420的第一端121。销钉式的铰链430允许侧部431、432移动到所需角度。对于每一侧，铰链被耦合到板条160内侧的带166，并耦合到滑板组件40的第一端直杆41、43。直杆可以是角柱，很像滑板组件下游侧的直杆44、45。
铰链430不仅用作安装能量吸收系统420过程中的铰链，而且还用作车辆与第一端121的碰撞过程中的铰链。当滑板组件40沿着导向轨208和209移动时，板条160在每一侧相对于中心线130的角度变化，这由铰链430所允许。
开裂板条支撑框允许各侧的角度相对于导向轨208和209独立调节，并调节到相对侧。与开裂板条支撑框一起，第一侧431具有独立于连接到第二侧432的板条支撑框组的一组平行板条支撑框。开裂板条支撑框也可以用作图19A和24的相同120、120a的框延伸部分80的替代。
在图31中示出令人满意地用于本发明的开裂板条支撑框的一个示例。开裂板条支撑框460h可以可滑动地与导向轨209和外侧定位组件110h啮合或可滑动地布置在其上。外侧定位组件110h为开裂板条支撑框460h提供了附加的支撑。
开裂板条支撑框460可以具有指定为461和462的两个部件。对于某些应用，每个开裂板条支撑框460可以包括有近似相同整体构造和尺寸的各自的第一部件461。第二部件462的构造和尺寸可以变化来容纳侧部431和432以及各自的导向轨208和209之间的张开或间隔。螺栓88可以用来将第一部件461安装到第二部件462。每个开裂板条支撑框460可以包括各自的柱468，其具有与板条支撑框60的柱68或69相应的尺寸和整体构造。对于图31所示的实施例，每个部件461h和462h可以被描述为具有大体三角形的横截面或构造。
如图31所示，开裂板条支撑框460c可以简单地压在导向轨209上，并压在各个外侧定位组件110h上。在与板条160的侧面碰撞过程中，钩子117和外侧定位组件防止开裂板条支撑框向着导向轨209向里移动。通过啮合压在导向轨209上的第一部件461h和外侧定位组件110h的钩子117，来防止开裂板条支撑框的转动，并因此防止板条160的转动。在与系统420的第一端121的碰撞过程中，开裂板条框移动离开外侧定位组件110并沿着导向轨向第二端122滑动。
开裂板条框可以在没有第一部件461的情况下使用，如图30中的开裂板条框460c-460g所图示的，其中第二部件压在导向轨上。第一部件461形成向里的延伸部分，并用在开裂板条支撑框460a-460b、460h-460i上。
开裂板条支撑框460j-460n利用第一部件461作为腿部。第一部件461延伸下来压在地面上(参见图31中的虚线)。第一部件461被螺栓连接到第二部件462。
可以利用多种构造的开裂板条支撑框。图30仅仅用于举例说明的目的。开裂板条支撑框支撑板条160，通过与外侧定位组件110合作来抵抗侧面碰撞，并在碰撞到第一端121的过程中允许系统沿着中心线130的运动。每一侧的分叉可以独立于另一侧地调节。在图30中，侧部431比侧部432具有更大的分叉。
虽然已经详细描述了本发明，但是应该理解到可以对其做出各种改变、替代和修改，而不偏离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。