带有优化的空气动力学偏转器的防护头盔的制作方法
- 国知局
- 2024-07-12 10:55:33
本发明涉及一种旨在装备摩托车手的防护头盔,并且尤其涉及一种包括帽体的防护头盔,其具有在其上安装有空气动力学偏转器后部部分。
背景技术:
1、已知,尤其是在摩托车比赛领域中,在头盔的后部处安装空气动力学偏转器(有时称为“扰流器”)以减小阻力在头盔的后部上的影响。还已知将这种头盔与固定在驾驶员服装上的背部驼峰(也称为“驼峰”)相结合,并且其与设置在头盔上的空气动力学偏转器一起提供准空气动力学连续性。
2、因此,现有技术可以由文献ep 2 027 787、ep 3 138 429和ep 1 396 200来说明,其都描述了这种具有空气动力学偏转器的头盔。
3、现有技术还由文献ep 1 714 568的教导进行说明,其提出了一种提供有帽体的头盔,在其上安装有空气动力学引导元件,其的位置可以被使用者在前/后方向上调节,并且还可跟随对应于各种驾驶姿势的迎风倾斜。。
4、此外,从文献de 10 2012 214061中可知,在自行车头盔的后部处设置了朝向后部逐渐变窄以改善空气动力学的空气动力学附件,以及放置在空气动力学附件上的至少一个空气动力学适配器,并且其可以由骑自行车的人在接合和脱离位置之间手动地移开以改变空气动力学。
5、然而,尽管传统的空气动力学偏转器,无论是固定的还是由用户预先调节的,在直线上是令人满意的,但是申请人已经观察到空气动力学偏转器在某些情况下可能导致不期望的效果,尤其是在转弯情况下,诸如例如在摩托车比赛领域中,其中在所谓的慢速转弯中转弯速度可以在80km/h和160km/h之间,或者在所谓的快速转弯中甚至在160km/h和250km/h之间。
6、事实上,当转弯时,驾驶者以传统地包括在大约50度和65度之间的倾斜的角度倾斜他的摩托车,并且此外,他通过将他的膝盖放置或几乎置于轨道的水平面上同时将头部置于转弯的内侧而采用摆动位置,相对于摩托车的纵向轴线倾斜,以便能够在一定距离上固定转弯。
7、在该位置,头盔横向地倾斜并且至少部分地偏离摩托车的挡风玻璃,使得直接气流和被挡风玻璃返回的气流使头盔的侧向侧面承受强大的压力,依据转弯的方向,决定是右侧或左侧。在这种强大的侧向压力的作用下,根据所谓的“旗帜”效应或者风轴线中的自对准,空气动力学偏转器倾向于使头盔在摩托车的纵向轴线方向上返回。为了抵消这种空气动力学偏航力矩,驾驶员必须单独用他的肌肉力量进行补偿,从而在转弯时将他的头部保持倾侧到挡风玻璃的保护范围之外,这对所有的颈部肌肉和肩部(尤其是肱三头肌和斜方肌)以及颈椎来说是特别限制且疲劳的。
8、此外,申请人已经观察到,在直线和高速下,尤其是在300km/h以上,头盔和其的空气动力学偏转器经历湍流振荡效应,这因此造成头盔以及因此佩戴者头部的振荡偏航的运动,其通过生成气动弹性共振的现象而被放大;换句话说,当与驾驶员头部的肌肉弹性/刚性结合时,该偏航运动被放大。
技术实现思路
1、通过提出一种空气动力学偏转器,本发明提出以至少部分地回应上述问题,其结合了减小阻力的经典优点,没有转弯时的空气动力学力矩和在直线上振荡偏航运动的缺点。
2、因此,本发明提出了一种防护头盔,其包括具有后部部分的帽体,在其上安装有空气动力学偏转器,其中,至少一个空气动力学襟翼被可移动地安装在所述空气动力学偏转器上,所述防护头盔的显著之处在于,至少一个空气动力学襟翼可在缩回位置和展开位置之间自由移动地安装空气动力学偏转器上,空气动力学襟翼因此能够在沿着帽体和空气动力学偏转器循环的气流所生成的空气动力的影响下从展开位置被部署到缩回位置。
3、因此,本发明提出在空气动力学偏转器上安装一个或更多个空气动力学襟翼,使得该或每个空气动力学襟翼能够根据空气动力约束条件(气流方向、气流速度、流动形状等)移动,并且因此有助于流动在空气动力学偏转器的水平处的适应。
4、在驾驶情况下,至少一个空气动力学襟翼被可自由移动地安装在空气动力学偏转器上,以便在沿着帽体和空气动力学偏转器循环的气流的单独作用下是可移动的。
5、因此,只有空气动力学约束造成该或每个空气动力学襟翼移动,而不需要致动。换句话说,该或每个空气动力学襟翼提供了空气动力学自适应功能。
6、有利地,在没有沿着帽体和空气动力学偏转器循环的气流的情况下,至少一个空气动力学襟翼在静止的展开位置中。
7、在特定的实施例中,空气动力学偏转器具有外部偏转面,其逐渐移动远离帽体,并且至少一个空气动力学襟翼在展开位置相对于空气动力学偏转器的外部偏转面并不向外突出。
8、有利地,至少一个空气动力学襟翼在展开位置在空气动力学偏转器的外部偏转面的延伸部中延伸,以确保与空气动力学偏转器的空气动力学连续性。
9、因此,当该或每个空气动力学襟翼在展开位置时,尤其是在直线情况下,通过提供连续的偏转面,空气动力学偏转器表现得像没有襟翼的传统的偏转器。
10、根据另一种可能性,与展开位置相比,在缩回位置,至少一个空气动力学襟翼被向下折叠或者更靠近帽体,以打开空气循环通路,尤其是在转弯情况下。
11、根据一个特征,至少一个上部止动件被设置在空气动力学偏转器上或者在至少一个空气动力学襟翼上,以将所述空气动力学襟翼止动在展开位置中。
12、因此,空气动力学襟翼不能超出展开位置,并且因此不能相对于空气动力学偏转器向外地突出。
13、根据另一个特征,至少一个下部止动件被设置在帽体上或者在至少一个空气动力学襟翼上,以将所述空气动力学襟翼止动在缩回位置。
14、在特定的实施例中,至少一个空气动力学襟翼可以以连续或渐进的方式在展开位置和缩回位置之间移动,以及在缩回位置和展开位置之间移动。
15、因此,该或每个空气动力学襟翼确保渐进的,或者连续的空气动力学适应,以精细地被调节到状态。
16、根据一种可能性,至少一个空气动力学襟翼可在空气动力学偏转器上沿着枢转轴线至少枢转地移动。
17、至少一个空气动力学襟翼可以仅在枢转时是可移动的,或者在枢转和平移时是可移动的(例如凭借结合旋转和平移的铰接)。
18、在有利的实施例中,至少一个空气动力学襟翼具有面向头盔的前部的前部隆起和面向头盔的后部的后部隆起,所述前部隆起沿着枢转轴线被枢转地联接到空气动力学偏转器,并且所述后部隆起是自由的。
19、很明显,头盔的前部对应于其中被设置有用于驾驶员面部的开口的部分(总体上是设置有屏幕或护目镜的开口),并且头盔的后部对应于空气动力学偏转器所在的部分。
20、根据一个特征,空气动力学襟翼凭借将空气动力学襟翼连接到空气动力学偏转器的铰接元件在空气动力学偏转器上可枢转地移动。
21、根据另一个特征,铰接元件选自以下元件之一:
22、-柔性膜,例如由弹性材料或者织物材料制成;
23、-机械铰链;
24、-可弹性变形的折叠线,例如厚度减小的线。
25、有利地,至少一个空气动力学襟翼被联接到至少一个弹性返回元件上,其促使空气动力学襟翼朝向展开位置返回。
26、根据一种可能性,至少一个弹性返回元件包括具有弹性返回的可压缩元件,其在空气动力学襟翼朝向缩回位置移位时被空气动力学襟翼压缩。
27、根据另一种可能性,具有弹性返回的可压缩元件是具有弹性返回的弹簧或者可压缩材料的层,诸如例如弹性材料或者泡沫。
28、在有利的实施例中,至少一个空气动力学襟翼被可移动地安装在空气动力学偏转器上设置的开口中。
29、根据一个特征,至少一个空气动力学襟翼在展开位置关闭开口,在缩回位置部分地打开开口。
30、根据另一个特征,开口由边沿界定,并且至少一个空气动力学襟翼在展开位置邻近这些边沿,并且在缩回位置远离这些边沿中的至少一个。
31、根据另一个特征,空气动力学偏转器具有后部尾部边缘,并且开口被设置在该后部尾部边缘中。
32、有利地,至少一个空气动力学襟翼具有自由的后部隆起,并且其形成尾部隆起,空气动力学襟翼的该后部隆起在展开位置与空气动力学偏转器的后部尾部边缘连续。
33、因此,当在展开位置时,该或每个空气动力学襟翼和空气动力学偏转器一起限定连续的尾部线条。
34、在有利的实施例中,至少一个空气动力学襟翼包括至少两个空气动力学襟翼,其被分别布置在防护头盔的矢状平面的两侧上,在右侧和左侧上。
35、因此,至少两个空气动力学襟翼被定位在空气动力学偏转器上的左侧和右侧,使得这些侧向襟翼可以移动以在向右和向左转弯时减小侧向压力。事实上,强大的侧向压力往往会使暴露在这种压力下的空气动力学襟翼变平(取决于转弯方向),因此缩短在下部表面上的路径,这往往会减小阻力并且减小空气动力学偏航力矩。通过这种方式,在转弯时,驾驶者保持他的头部倾侧出挡风玻璃的区域的努力是较小的。因此,通过降低转弯位置的空气动力学偏转器的“旗帜”效应,这种带有至少两个侧向襟翼的变型为驾驶员提供了更多的舒适性并且降低了能量消耗。
36、在高速直线的情况下,这些空气动力学襟翼也能够以振荡的方式摆动,因此补偿头盔及其空气动力学偏转器所经历的湍流振荡的影响。换句话说,在直线位置,这些空气动力学襟翼可以保持可移动或者可以轻微地振荡,以在高速下充当湍流阻尼器。
37、根据一个特征,至少两个空气动力学襟翼在它们各自的移动性方面是独立的。
38、换句话说,这些空气动力学襟翼在左侧和右侧之间是独立的,使得它们各自的移位将在根据头盔所受到的空气动力学约束的情况下进行调整。
39、根据一种可能性,空气动力学偏转器具有在矢状平面的两侧通过两个侧向壁延伸到右侧和左侧的中心壁,并且至少两个空气动力学襟翼被可移动地安装在两个相应的侧向壁上。
40、根据另一种可能性,空气动力学偏转器的两个侧向壁相对于矢状平面是对称的,并且至少两个空气动力学襟翼在它们处于展开位置时相对于矢状平面是对称的。
41、根据另一种可能性,至少两个空气动力学襟翼各自的表面积大于或等于空气动力学偏转器的侧向壁的表面积的50%。
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