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儿童骑行防护透气轻量化头盔结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2023-08-11 ID:705987
  • 儿童骑行防护透气轻量化头盔结构设计

  这款儿童头盔的结构设计,核心围绕低龄使用者的佩戴适配性与日常骑行防护需求展开,在做曲面建模阶段就优先考虑了儿童头围的适配区间,整体壳体轮廓做了圆弧过渡处理,没有尖锐凸起结构,避免佩戴过程中磕碰造成二次伤害。壳体上开设的三处长条形通风槽,并非单纯的造型装饰,建模时特意做了槽道的流线型倾角,骑行过程中气流可以顺着槽道快速流经头盔内部,带走头部产生的闷热湿气,解决儿童长时间佩戴容易出汗闷头的问题,槽道边缘全部做了2mm以上的圆角钝化处理,不会出现割伤皮肤的风险。

  从结构分层来看,外层壳体采用抗冲击的硬质曲面结构,建模时预留了缓冲内衬的安装厚度,整个壳体的壁厚控制在均匀区间,没有出现壁厚突变的区域,避免注塑生产时出现缩痕、应力集中的问题,壳体下部的几处横向开槽,一方面是辅助提升通风效率,另一方面是为束带调节结构预留安装位,束带固定点的位置做了局部加厚处理,保证受冲击时固定点不会出现撕裂脱落的情况。

  在实际应用场景中,这款头盔适配儿童平衡车、滑板、轮滑等多种户外休闲运动的防护需求,整体外形尺寸控制在适配48-54cm头围的区间,刚好覆盖3-10岁儿童的头围范围,安装边界上,内部缓冲层的贴合曲面完全匹配儿童头部的生理弧度,前额位置做了略微延伸的防护檐,既可以阻挡骑行过程中飞溅的小杂物,也不会遮挡儿童的骑行视线,两侧的轮廓做了内收处理,不会摩擦儿童耳部造成佩戴不适。

  建模过程中对整个壳体的曲面连续性做了反复调整,保证外表面顺滑无折线,既可以提升冲击发生时的力传导分散效果,也能让外壳的喷涂、贴标工序更易实现,壳体尾部做了微翘的造型处理,平衡前后重量分布,避免儿童佩戴时出现头盔前倾遮挡视线的问题。所有的结构连接处都做了加强筋布局,筋位厚度控制在壳体壁厚的0.6倍,既提升整体结构强度,也不会造成外观面的收缩痕迹。

  考虑到儿童使用时的磕碰概率较高,整个壳体的边缘都做了包边结构的预留位,安装缓冲包边后,即使头盔摔落也不会出现壳体边缘开裂的情况,通风槽的内部也做了网格安装位的预留,可以加装防护网,避免骑行过程中飞虫、碎石顺着通风槽进入头盔内部。束带调节结构的安装位设计在壳体下部的隐藏区域,不会突出外表面影响整体造型,调节旋钮的操作空间做了足够预留,家长佩戴时可以单手完成头围松紧的调节,不需要额外工具操作。

  从结构强度的仿真适配角度,建模时特意在头顶、两侧颞部这些重点防护区域做了局部壁厚加强,这些区域是摔倒时最容易接触冲击的位置,适当提升壁厚可以在不增加整体重量的前提下提升防护性能,整体头盔重量控制在260g以内,不会给儿童颈椎造成额外的负重压力,长时间佩戴也不容易产生疲劳感。壳体表面的曲面弧度经过多次调整,保证冲击发生时,冲击力可以顺着曲面快速分散到整个壳体,而不是集中在某一个点造成穿透伤害,内衬的安装卡扣位均匀分布在壳体内部,拆卸方便,便于日常清洁更换。

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