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全覆式摩托骑行防护头盔结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2021-11-08 ID:373678
  • 全覆式摩托骑行防护头盔结构设计
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  日常两轮骑行场景里,头部防护是所有安全配置里优先级最高的环节,这款全覆式头盔的结构设计,从实际骑行的碰撞防护、风阻优化、佩戴适配多个维度做了平衡。先从实际使用场景说起,日常通勤、中短途摩托骑行、赛道入门练习的场景里,全覆式结构能完整包裹头部正面、侧面与下颌区域,相比半盔缺失的下颌防护结构,这款设计在正面碰撞、侧向剐蹭的工况下,能避免脆弱的面部区域直接接触冲击面。

  设计思路上,外壳采用流线型卵状曲面,没有突兀的棱角凸起,一方面是高速骑行时能顺着曲面导流气流,减少正面迎风的风阻系数,同时避免气流在头盔边缘形成紊流带来的风噪,长时间骑行时能降低耳部的噪音干扰;另一方面卵状曲面是抗冲击性能最优的曲面结构,当外力作用在壳体任意位置时,冲击力能顺着曲面快速分散到整个壳体区域,避免单点受力集中造成壳体破裂。壳体的厚度分布做了差异化设计,头顶、两侧颞部、后脑这些碰撞概率最高的区域,壳体厚度比下颌、颈部衔接区域厚15%左右,在控制整体重量的前提下,把防护材料集中在高风险区域,不会因为过度堆料造成颈部承重负担。

  视窗区域的边界做了内收的唇边结构,安装透明护目镜后,唇边能填充护目镜与壳体之间的缝隙,避免骑行时气流顺着缝隙灌进头盔内部,同时雨天行驶时能阻挡雨水顺着缝隙流进视窗影响视线。视窗的开合转轴设置在两侧耳部上方的位置,转轴的阻尼结构做了隐藏式设计,不会突出壳体表面破坏流线造型,同时护目镜可以在任意开合角度悬停,满足不同行驶速度下的通风、视野需求。

  头盔下部的颈部开口做了收窄的弹性适配边界,佩戴时能贴合颈部轮廓,既不会因为开口过大导致骑行时头盔晃动移位,也不会因为开口过小造成穿脱困难。壳体内部预留了缓冲层的安装空间,缓冲层与外壳之间保留了均匀的间隙,碰撞时缓冲层有足够的压缩形变空间来吸收冲击能量,不会因为缓冲层被压到极限把冲击力直接传递到头部。内部的佩戴固定带锚点设置在壳体下部的四个对称位置,锚点做了内嵌式的加强结构,发生碰撞时固定带不会因为受力过大从壳体上撕裂脱落,能把头盔牢牢固定在头部,避免碰撞时头盔移位失去防护作用。

  外形尺寸上,这款头盔适配绝大多数成年人的头围范围,整体宽度控制在240mm以内,长度控制在280mm以内,高度控制在260mm以内,不会因为体积过大影响骑行时的左右转头视野,也不会因为宽度过宽在车流穿梭时剐蹭到周边物体。壳体表面的曲面过渡全程做了G2连续处理,没有折线、凹坑等容易造成应力集中的结构,生产时无论是采用注塑还是复合材料模压工艺,都能保证壳体壁厚均匀,不会出现局部缩痕、强度不足的问题。通风结构的预留位设置在头顶前部与后脑下部,行驶时气流能从头顶进风口进入,顺着缓冲层与头部之间的空隙从后脑出风口流出,带走头部散发的热量,避免长时间佩戴时内部闷热积汗。

  从结构设计的细节来看,所有壳体上的安装孔位都做了凸台加强,比如护目镜转轴安装位、通风口安装位、固定带锚点位,凸台厚度比周边壳体厚2mm左右,避免频繁开合、长期受力造成孔位开裂。视窗的边缘做了卷边处理,没有尖锐的毛边结构,即使发生碰撞护目镜破裂,也不会因为边缘尖锐造成二次割伤。整体结构没有多余的装饰性凸起,所有外表面的结构都服务于防护、气动、实用功能,没有为了造型牺牲结构强度与使用便利性。

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