一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔制造技术

本发明专利技术属于头盔技术领域，涉及可变护颚结构型头盔，其特色在于采用齿轮约束的结构及方式，可靠地实现了护颚在全盔位置与半盔位置之间的转换，并在护颚的往返过程中可以处处保持其运动几何轨迹的唯一性与可逆性。本发明专利技术头盔的最大优势在于：在实现头盔护颚结构可变的同时，能够保持底托及护颚整体结构的完整性，从而保证了这些核心部件具有更高的强度与刚度，有效提高了头盔的使用安全性；另外能大幅度减少乃至完全消除盔壳表面的外露槽缝，显著减少了气流流经盔壳表面所派生的蜂鸣噪声及雨水侵入，有效提高了头盔的佩戴舒适性；还有底托和护颚装配难度得以下降以及采用精准齿轮啮合约束结构，因此可以有效提高头盔产品的质量可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种保护人体头部安全的头盔，具体地说涉及一种可供机动车、赛车以及飞行器驾驶员佩戴的头盔，更具体地说涉及一种头盔的护颚结构可以根据需要改变位置的头盔。
技术介绍
众所周知，机动车、赛车和飞行器的驾驶员都必须佩戴头盔以保护其头部的安全。当下头盔有两种型式：全盔结构头盔和半盔结构头盔，全盔结构型头盔带有一个环抱驾驶员下巴的护颚而半盔头盔则无此护颚；全盔头盔因有护颚而能够更好地保护使用者，半盔头盔则由于结构开放而佩戴更加方便。典型全盔头盔一般包括有盔壳主体、护罩和护颚等部件，其中护罩和护颚均被安装在盔壳主体上，护罩可以根据需要掀开或者扣下，其作用是防止沙尘、雨水等有害颗粒及雨滴侵入头盔内以保证在不良工况下驾驶员亦能正常驾驶，而护颚的作用则是当发生意外碰撞时能够有效保护驾驶员的下巴和嘴鼻等重要器官不受到伤害。传统型全盔头盔的护颚与盔壳主体为一体结构的制作方式，亦即护颚相对于盔壳主体是固定不动的。毫无疑问，传统型全盔头盔的这种一体式结构比较牢固，因而具有足够的安全性；但是，一体结构的全盔头盔却存在有使用不方便和生产制作困难等缺陷：从使用的角度看，当驾驶员需要进行喝水、通话等诸如此类的行为时就必须要取下头盔才能完成相应的动作，此时传统全盔头盔就显得十分呆滞和不便；而另一方面，从生产制作的角度出发，一体式全盔头盔的生产模具因存在护颚下巴结构而显得非常复杂，故其制造成本非常高昂。显然，传统型的一体结构全盔头盔无法兼顾安全、便利和低成本等多目标的需求。鉴于此，西班牙专利申请 ES2329494T3 公开了一种护颚结构可以改变的头盔，另外中国专利技术专利ZL201010538198.0亦提出了一种可以实现全盔结构与半盔结构相互转换的可变护颚结构型头盔，这两种可变护颚结构头盔的共同特点是：首先护颚与盔壳主体采用分离结构因而能够降低头盔的生产制作成本，其次护颚可以根据需要从全盔结构的位置掀开翻越即使是处在打开位置的护罩而成为半盔头盔，该功能的获得主要是利用设置在底托和护颚叉把上的槽缝状轨槽以及与该槽缝状轨槽作运动配合的约束钉来对护颚的位置及姿态进行动态控制，换句话说实现护颚结构的改变完全依赖具有穿通特质的轨槽来对其实施约束。毋庸置疑，以上两种头盔采用可变护颚结构的方案路线，较好地处置了便利和低成本的多目标需求，由此推动了头盔技术的进步。然而，虽然上述两款可变护颚结构头盔的优势不言而喻，但由于它们采用的是槽缝状轨槽的结构方案，因而其带来的弊端亦是非常突出的，具体表现为：1）穿通特质轨槽的存在必然会导致头盔安全性的下降，比如西班牙专利申请ES2329494T3所公开的可变护颚结构头盔就在其底托及护颚的下巴上均开设有多条扁平状的约束轨槽，而中国专利ZL201010538198.0也在其底托上开设有类似的扁平状轨槽，显然过多的轨槽缝隙状结构必然会破坏相应部件的结构强度与刚度，原因在于它一方面必然会破坏结构布局的整体性，另一方面它带来了应力的集中，毫无疑问轨槽方案会削弱这些重要部件的刚度和强度，从而导致头盔安全性的明显下降；2）穿通特质轨槽的存在必然会导致头盔宜人性的下降，众所周知，在驾驶员佩戴头盔驾驶机动车行驶的过程当中，必然会产生很强大的相对气流吹拂头盔，由于存在多条缝隙状的轨槽，以致无法完全遮盖而大部分呈现对外暴露的状态，当吹拂头盔的气流经过这些轨槽的表面时就会产生很大的气流蜂鸣噪声，行车速度越快其所派生出的噪声强度就会越高，注意到轨槽就布局在驾驶员两侧的耳朵旁，由此必然会严重影响到驾驶员行车的舒适性；另外开放状的轨槽还无法抵御雨水的入侵，在雨天下行驶时不仅会严重影响驾驶员的情绪，甚至会严重干扰驾驶员的驾驶安全，更遑论增加驾驶的乐趣，因而体验感很差，可见当前具有轨槽特征的可变护颚头盔会导致宜人性的严重下降；3）穿通特质轨槽的存在必然会导致头盔可靠性的下降，一方面如前所述缝隙状的轨槽会严重削弱护颚及底托这些重要部件的刚度和强度，从而导致头盔产品的可靠性下降，另一方面缝隙状的轨槽还会增加头盔装配的复杂性，从而导致装配难度的大幅上升，这是由于轨槽的分隔影响，不仅增加了零部件的数量，而且其装配工序的复杂度亦大幅上升，调整更加困难，同时缝隙状轨槽与动钉构成的约束副属于不精确的运动副，其配合间隙难以控制而极易造成护颚运动稳定性的下降，可见无论是零部件的强度及刚度下降还是数量及装配难度的上升、抑或是轨槽与动钉配合间隙的一致性难以保证，其最终结果都将反映到头盔质量的可靠性下降。综上，现有技术中利用轨槽约束可变护颚结构的头盔，虽然能够实现护颚在全盔位置与半盔位置之间进行结构转换，但同时也确实在安全性、舒适性以及可靠性等方面存在有诸多隐患和不足，因此仍然有必要对其做进一步的改进与提升。
技术实现思路
针对现有可变护颚结构型头盔存在的上述问题，本专利技术提供一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，目的在于：通过原理创新和结构改进，一方面有效提高头盔的使用安全性，另一方面有效提高头盔的佩戴舒适性，同时有效提高头盔的质量可靠性。本专利技术的目的是这样来实现的：一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，它包括有一个盔壳主体、一个护颚和两个底托，所述护颚具有两个分置在盔壳主体两侧旁的叉把，所述两个底托被分别布局在盔壳主体的两侧面，并且这些底托被紧固安装在盔壳主体上、或者这些底托与盔壳主体为一体结构制作；其特征在于：设置有两个相对于盔壳主体不动的固定齿轮，所述的这两个固定齿轮被分置在盔壳主体的两侧旁，另外设置有两个跟随护颚一起运动的转动齿轮，所述的这两个转动齿轮亦被分置在盔壳主体的两侧，处在盔壳主体同一侧的底托、叉把、固定齿轮以及转动齿轮一起组成一个关联副；在同一个关联副中，转动齿轮与叉把相互紧固连接或者它们为一体结构制作，护颚通过叉把带动转动齿轮运动，当转动齿轮与固定齿轮发生啮合运动时固定齿轮将促使转动齿轮的位置及相位发生改变，此时护颚在转动齿轮的约束下亦发生位置及姿态的改变并以此适应全盔结构和半盔结构的转换。上述固定齿轮和转动齿轮均为圆柱齿轮型式并且它们所组成的啮合机构属于平面齿轮传动机构，其中的固定齿轮为内齿轮、转动齿轮为外齿轮。上述发生相互啮合的固定齿轮与转动齿轮，其固定齿轮的节圆半径、转动齿轮的节圆半径、以及在啮合期间护颚相对于盔壳主体转过角度时转动齿轮轴心相应转过的圆心角，所述的这些参数满足约束公式：。上述布局在同一个关联副中的固定齿轮和底托相互紧固连接或者它们为一体结构制作。上述固定齿轮包含有第一固定轮齿段和第二固定轮齿段、所述转动齿轮包含有第一转动轮齿段和第二转动轮齿段，同一个关联副中的第一转动轮齿段只与第一固定轮齿段发生啮合、第二转动轮齿段只与第二固定轮齿段发生啮合。上述在同一个关联副中的第一转动轮齿段的轴心与第二转动轮齿段的轴心重合。上述在同一个关联副中的第一转动轮齿段的第一轴心轨迹与第二转动轮齿段的第二轴心轨迹在它们的交点处相切。上述头盔在底托或/和盔壳主体上开设有圆弧槽，所述圆弧槽参与约束转动齿轮的运动并使所约束的转动齿轮与其相应的固定齿轮保持啮合。上述头盔在底托或/和盔壳主体上设置有弹性锁紧构造，所述弹性锁紧构造的布局位置与圆弧槽的两端头相呼应，其中圆弧槽的两端头分别对应着护颚的全盔位置和半盔位置。上述头盔设置有护罩，所述护罩在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，它包括有一个盔壳主体、一个护颚和两个底托，所述护颚具有两个分置在盔壳主体两侧旁的叉把，所述两个底托被分别布局在盔壳主体的两侧面，并且这些底托紧固安装在盔壳主体上或者这些底托与盔壳主体为一体结构制作；其特征在于：设置有两个相对于盔壳主体不动的固定齿轮，所述的这两个固定齿轮被分置在盔壳主体的两侧，另外设置有两个跟随护颚一起运动的转动齿轮，所述的这两个转动齿轮亦被分置在盔壳主体的两侧，处在盔壳主体同一侧的底托、叉把、固定齿轮以及转动齿轮一起组成一个关联副；在同一个关联副中，转动齿轮与叉把相互紧固连接或者它们为一体结构制作，护颚通过叉把带动转动齿轮运动，当转动齿轮与固定齿轮发生啮合运动时固定齿轮将促使转动齿轮的位置及相位发生改变，此时护颚在转动齿轮的约束下亦发生位置及姿态的改变并以此适应全盔结构和半盔结构的转换。

【技术特征摘要】
1.一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，它包括有一个盔壳主体、一个护颚和两个底托，所述护颚具有两个分置在盔壳主体两侧旁的叉把，所述两个底托被分别布局在盔壳主体的两侧面，并且这些底托紧固安装在盔壳主体上或者这些底托与盔壳主体为一体结构制作；其特征在于：设置有两个相对于盔壳主体不动的固定齿轮，所述的这两个固定齿轮被分置在盔壳主体的两侧，另外设置有两个跟随护颚一起运动的转动齿轮，所述的这两个转动齿轮亦被分置在盔壳主体的两侧，处在盔壳主体同一侧的底托、叉把、固定齿轮以及转动齿轮一起组成一个关联副；在同一个关联副中，转动齿轮与叉把相互紧固连接或者它们为一体结构制作，护颚通过叉把带动转动齿轮运动，当转动齿轮与固定齿轮发生啮合运动时固定齿轮将促使转动齿轮的位置及相位发生改变，此时护颚在转动齿轮的约束下亦发生位置及姿态的改变并以此适应全盔结构和半盔结构的转换。2.根据权利要求1所述的一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，其特征在于：所述固定齿轮和转动齿轮均为圆柱齿轮型式并且它们所组成的啮合机构属于平面齿轮传动机构，其中的固定齿轮为内齿轮、转动齿轮为外齿轮。3.根据权利要求2所述的一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，其特征在于：发生相互啮合的固定齿轮与转动齿轮，其固定齿轮的节圆半径、转动齿轮的节圆半径、以及在啮合期间护颚相对于盔壳主体转过角度时转动齿轮轴心相应转过的圆心角，所述的这些参数满足约束公式：。4.根据权利要求3所述的一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，其特征在于：所述布局在同一个关联副中的固定齿轮和底托相互紧固连接或者它们为一体结构制作。5.根据权利要求4所述的一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，其特征在于：所述固定齿轮包含有第一固定轮齿段和第二固定轮齿段、所述转动齿轮包含有第一转动轮齿段和第二转动轮齿段，同一个关联副中的第一转动轮齿段只与第一固定轮齿段发生啮合、第二转动轮齿段只与第二固定轮齿段发生啮合。6.根据权利要求5所述的一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，其特征在于：在同一个关联副中，第一转动轮齿段的轴心与第二转动轮齿段的轴心重合。7.根据权利要求6所述的一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，其特征在于：在同一个关联副中，所述第一转动轮齿段的第一轴心轨迹与第二转动轮齿段的第二轴心轨迹在它们的交点处相切。8.根据权利要求7所述的一种基于齿轮约束的可变护颚结构型头盔，其特征在于：在底托或/和盔壳主体上开设有圆弧槽，所述圆弧槽参与约束转动齿轮的运动并使所约束的转动齿轮与其相应的固定齿轮保持啮合。9.根据权利要求8所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖浩甜，奉友军，
申请(专利权)人：江门市鹏程头盔有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44