一種基于阻尼萬向節的安全帽的制作方法

所屬技術領域

本發明屬于安全帽技術領域，尤其涉及一種基于阻尼萬向節的安全帽。

背景技術：

目前使用的安全帽多為普通安全帽，其外殼的制作材料常為硬塑料，而硬塑料的承受能力較小，在受到較大外力撞擊時，安全帽就會被穿透，造成人員傷亡；而有的安全帽為了提高安全度，常常運用鋼板外殼來代替硬塑料外殼；但這樣就加大了安全帽的整體重量，長時間使用會傷害使用者的頸椎；所以設計一種即輕便而安全性又高的安全帽是非常有必要的。

本發明設計一種基于阻尼萬向節的安全帽解決如上問題。

技術實現要素：

為解決現有技術中的上述缺陷，本發明公開一種基于阻尼萬向節的安全帽，它是采用以下技術方案來實現的。

一種基于阻尼萬向節的安全帽，其特征在于：它包括帽機構、萬向節、液壓馬達、照明燈、發電機、連接桿、支撐板、阻尼機構，其中萬向節通過三根均勻分布的連接桿安裝在帽機構的下端，且三根連接桿分別位于帽機構的左右兩側和后側；液壓馬達安裝在發電機下側；液壓馬達安裝在萬向節的上側，且位于帽機構的后側；三個阻尼機構安裝在萬向節上；且三個阻尼機構分別位于帽機構的左右兩側和后側；照明燈安裝在帽機構的前側。

上述帽機構包括帽內殼、帽外殼、觸發斜面、觸發板、帽底殼、導槽、支撐桿、圓形鋼板、擺動板、橡膠板、軟驅動管、錐釘、半圓缺口、固定桿、方形孔、觸發結構、鉤槽、圓形孔、固定環軸、固定塊、方形缺口、圓形通孔、銷釘、導向結構，其中帽外殼、帽底殼和帽內殼構成帽的殼體；帽內殼位于帽外殼的內側；帽底殼位于帽外殼和帽內殼的下側；帽內殼上側圓面上周向均勻分布地開有六個導槽；每個導槽一端位于帽內殼頂端，另一端靠近帽底殼，六個導槽位于帽內殼頂端處相互相通；圓形鋼板的外圓面上周向分布有許多錐釘；圓形鋼板下側安裝有導向結構；圓形鋼板通過導向結構安裝在六個導槽位于帽內殼頂端處相互相通處；六個支撐桿周向均勻地安裝在帽內殼和帽外殼之間，且六個支撐桿中的任意一個位于六個導槽中與該支撐桿相鄰的兩個導槽之間；軟驅動管的外圓面上周向均勻開有六個半圓缺口；軟驅動管安裝在固定環軸的外圓面上；固定環軸通過六個固定塊安裝在帽外殼內側圓面下端，且六個固定塊分別穿過六個半圓缺口；觸發結構下側具有鉤槽，觸發結構下側一端具有圓形孔，觸發結構上側具有觸發斜面，觸發斜面下端靠近圓形孔；六個觸發結構通過其上的圓形孔均勻地安裝在軟驅動管上；固定桿的一端開有圓形通孔；帽外殼內圓面上周向均勻安裝有六個固定桿；六個擺動板的一端均開有方形缺口；六個方形缺口上均安裝有一個銷釘；六個擺動板通過銷釘與圓形通孔的配合分別安裝在六個固定桿上；六個擺動板的下端均安裝有一個觸發板，六個觸發板一端分別與六個觸發斜面配合；六個橡膠板上均具有一個方形孔；六個橡膠板分別安裝在帽外殼內圓面的下端且六個橡膠板首尾相接組成環形橡膠板；六個彈簧周向均勻地安裝在圓形鋼板的外圓面上；六個彈簧分別穿過六個橡膠板上的方形孔且經過相應的觸發結構上圓形孔的外壁，最終纏繞在鉤槽內；錐釘與橡膠板配合。

上述萬向節包括萬向節內環、萬向節中環、萬向節外環、轉軸，其中萬向節內環、萬向節中環和萬向節外環均為半圓環狀且均位于帽機構后側；萬向節中環通過一個轉軸安裝在萬向節內環上；萬向節外環通過兩個對稱的轉軸安裝在萬向節中環上；且安裝在萬向節內環上轉軸的軸線與安裝在萬向節外環上的兩個轉軸的軸線垂直；萬向節外環與兩個支撐板連接。

上述兩個支撐板分別與兩側的肩膀配合。

上述阻尼機構包括連接板、滑塊、液壓孔、方形孔、阻尼箱，其中阻尼箱為弧形，阻尼箱一側端面上對稱地開有兩個液壓孔；阻尼箱與液壓孔相向的一端的中心位置開有方形孔；滑塊安裝在阻尼箱內側；連接板安裝在滑塊上；滑塊的長度大于方形孔的長度加上方形孔一側孔壁距離阻尼箱箱壁的距離之和。

上述萬向節外環與萬向節中環之間位于帽機構后側位置上安裝有一個阻尼機構，且阻尼機構中阻尼箱上開有液壓孔一側的中間位置安裝在萬向節外環內側壁上；連接板安裝在萬向節中環外側壁上；阻尼機構中兩個液壓孔分別通過液壓管與液壓馬達連接；萬向節內環與萬向節中環之間對稱地安裝有兩個阻尼機構，且阻尼機構中阻尼箱上開有液壓孔的一端安裝在萬向節中環內側壁上；連接板安裝在萬向節內環外側壁上；兩個阻尼機構中每個阻尼機構中的兩個液壓孔通過液壓管相互連接。

上述萬向節外環與萬向節中環之間安裝的阻尼機構與萬向節外環連接處的法線與安裝在萬向節外環與萬向節中環之間的兩個轉軸的軸線相互垂直；萬向節內環與萬向節中環之間安裝的兩個阻尼機構的對稱面與安裝在萬向節內環與萬向節中環之間的轉軸的軸線相互垂直。

作為本技術的進一步改進，上述彈簧處于拉伸彈簧。

作為本技術的進一步改進，上述作為六個橡膠板的替換方案為一個整體環形橡膠板。

作為本技術的進一步改進，上述作為圓形鋼板的替換方案為球面鋼板。

作為本技術的進一步改進，上述錐釘的一端具有對稱的兩個倒刺。

相對于傳統的安全帽技術，本發明設計的安全帽在受到較大外力撞擊時具有防護的功能。

本發明中六個支撐桿周向均勻地安裝在帽內殼和帽外殼之間；其作用是當安全帽受到撞擊時對帽內殼和帽外殼起到支撐的作用，防止因為帽外殼過快變形而影響圓形鋼板的滑動；六個固定桿的一端均勻地安裝在帽殼內上圓面的上側；擺動板通過銷釘與固定桿上圓形通孔的配合分別安裝在固定桿上；六個擺動板分別與六個觸發機構配合；當帽殼受到外力撞擊時，帽殼會向內壓縮變形；在變形過程中會壓迫擺動板使其擺動；擺動板擺動過程中觸發觸發結構轉動；固定環軸通過六個固定塊安裝在帽外殼內側圓面上，六個觸發結構通過其上的圓形孔均勻地安裝在軟驅動管上；軟驅動管安裝在固定環軸的外圓面上；當六個觸發結構中的任意一個轉動時會帶動軟驅動管轉動，軟驅動管轉動會帶動其他五個觸發結構轉動；圓形鋼板通過導向結構與六個導槽的配合安裝在帽內殼的上側圓面上；導向結構與導槽對圓形鋼板起到了導向的作用；本發明設計的兩個支撐桿之間的距離大于圓形鋼板的外圓面的直徑；其作用是保證了圓形鋼板在滑動過程中能夠順利滑動而不會被支撐桿干涉；圓形鋼板的外圓面上具有許多錐釘；錐釘的一端具有對稱的兩個倒刺；六個橡膠板分別安裝在帽外殼內圓面的下端；當圓形鋼板向下滑動到與橡膠板接觸時，錐釘會刺入橡膠板中，使得橡膠板將圓形鋼板勾住；而橡膠板具有彈性，通過橡膠板的彈性可以緩沖圓形鋼板向下移動過程中對安全帽底殼的沖擊力。本發明設計的擺動板與固定桿之間的距離可以保證當安全帽受到較小外力時可以通過帽外殼來抵消這部分外來力；而不會觸發觸發結構；只有當安全帽受到的撞擊力較大時擺動板才會觸發觸發結構。本發明設計的觸發結構上側具有觸發斜面，其作用是當六個擺動板中其中一個擺動板觸發相對應的觸發機構轉動時；纏繞在該觸發結構上鉤槽內的彈簧會脫離鉤槽，此時由于此觸發結構上的觸發斜面與擺動板接觸，所以觸發斜面與擺動板會將與此觸發結構對應的彈簧夾在觸發斜面與擺動板之間；不會脫離；而另外五個彈簧由于與其對應的觸發結構與觸發斜面之間留有間隙，所以另外五個彈簧會脫離觸發結構與觸發斜面的束縛；這樣就造成被夾的彈簧在其彈力的作用下拉動圓形鋼板朝著與其對應的方向移動。

本發明中萬向節外環與萬向節中環之間所安裝的兩個阻尼機構中與液壓馬達相連的一個阻尼機構；其中安裝在阻尼機構中的滑塊在移動過程中會擠壓阻尼箱中的液體使得液體流動到液壓馬達中，使得液壓馬達轉動；液壓馬達轉動驅動發電機發電，通過發電機發電來給照明燈提供電能；從而使得安全帽具有照明的功能；本發明設計的阻尼箱為弧形狀，其作用是可以保證萬向節在轉動時阻尼箱不會對萬向節造成干涉。另外萬向節上具有的阻尼機構，能夠保證當帽子受到撞擊后，萬向節角度變化在一個速度較小的范圍內轉動，防止了大的撞擊對脖子造成瞬間扭曲。

當人們配帶本發明設計的安全帽工作時，在正常情況不下；彈簧處于被拉狀態；當安全帽在受到較大外力撞擊時，帽殼會向內壓縮變形；在變形過程中會壓迫擺動板使得擺動；進而通過擺動板觸發與其對應的觸發結構轉動；觸發結構轉動時會帶動軟驅動管轉動，軟驅動管轉動會帶動其他五個觸發結構轉動；進而使得其它五個觸發結構上的彈簧脫離觸發結構，而被擠壓的那個觸發結構上的彈簧會被與其對應的擺動板合觸發結構夾死；這樣在被壓死的彈簧的拉力下，圓形鋼板就會朝著被壓的觸發塊的方向滑動；通過滑下的圓形鋼板來防止外來撞擊力對腦袋的傷害，進而保護了腦袋。

附圖說明

圖1是帽機構結構示意圖。

圖2是帽內殼結構示意圖。

圖3是導槽結構示意圖。

圖4是帽機構內部結構示意圖。

圖5是圓形鋼板結構示意圖。

圖6是錐釘結構示意圖。

圖7是橡膠板安裝示意圖。

圖8是觸發結構結構示意圖。

圖9是擺動板安裝示意圖。

圖10是固定環軸結構示意圖。

圖11是軟驅動管安裝示意圖。

圖12是觸發結構安裝示意圖。

圖13是導向結構安裝示意圖。

圖14是導向結構結構示意圖。

圖15是彈簧連接示意圖。

圖16是整體部件分布示意圖。

圖17是支撐板安裝示意圖。

圖18是萬向節結構示意圖。

圖19是阻尼機構安裝示意圖。

圖20是發電機安裝示意圖。

圖21是阻尼機構結構示意圖。

圖22是連接桿安裝示意圖。

圖中標號名稱：1、帽外殼；2、導槽；3、支撐桿；4、圓形鋼板；5、擺動板；6、橡膠板；7、軟驅動管；8、錐釘；9、固定桿；10、方形孔；11、觸發結構；12、鉤槽；13、圓形孔；14、固定環軸；15、固定塊；16、方形缺口；17、圓形通孔；18、銷釘；19、半圓缺口；20、導向結構；21、彈簧；22、照明燈；23、帽機構；24、萬向節；25、轉軸；26、萬向節內環；27、萬向節中環；28、萬向節外環；29、發電機；30、液壓馬達；31、連接板；32、滑塊；33、液壓孔；34、阻尼箱；35、阻尼機構；37、支撐板；38、連接桿；39、帽內殼；40、帽底殼；41、觸發斜面；42、觸發板；43、倒刺。

具體實施方式

如圖16所示，它包括帽機構23、萬向節24、液壓馬達30、照明燈22、發電機29、連接桿38、支撐板37、阻尼機構35，如圖17所示，其中萬向節24通過三根均勻分布的連接桿38安裝在帽機構23的下端，且三根連接桿38分別位于帽機構23的左右兩側和后側；如圖18所示，液壓馬達30安裝在發電機29下側；液壓馬達30安裝在萬向節24的上側，且位于帽機構23的后側；如圖19、20所示，三個阻尼機構35安裝在萬向節24上；且三個阻尼機構35分別位于帽機構23的左右兩側和后側；如圖22所示，照明燈22安裝在帽機構23的前側。

如圖1所示，上述帽機構23包括帽內殼39、帽外殼1、觸發斜面41、觸發板42、帽底殼40、導槽2、支撐桿3、圓形鋼板4、擺動板5、橡膠板6、軟驅動管7、錐釘8、半圓缺口19、固定桿9、方形孔10、觸發結構11、鉤槽12、圓形孔13、固定環軸14、固定塊15、方形缺口16、圓形通孔17、銷釘18、導向結構20，其中如圖2所示，帽外殼1、帽底殼40和帽內殼39構成帽的殼體；帽內殼39位于帽外殼1的內側；帽底殼40位于帽外殼1和帽內殼39的下側；如圖3所示，帽內殼39上側圓面上周向均勻分布地開有六個導槽2；每個導槽2一端位于帽內殼39頂端，另一端靠近帽底殼40，六個導槽2位于帽內殼39頂端處相互相通；如圖5所示，圓形鋼板4的外圓面上周向分布有許多錐釘8；如圖13、14所示，圓形鋼板4下側安裝有導向結構20；如圖4所示，圓形鋼板4通過導向結構20安裝在六個導槽2位于帽內殼39頂端處相互相通處；六個支撐桿3周向均勻地安裝在帽內殼39和帽外殼1之間，且六個支撐桿3中的任意一個位于六個導槽2中與該支撐桿3相鄰的兩個導槽2之間；如圖11所示，軟驅動管7的外圓面上周向均勻開有六個半圓缺口19；如圖17所示，軟驅動管7安裝在固定環軸14的外圓面上；如圖15所示，固定環軸14通過六個固定塊15安裝在帽外殼1內側圓面下端，且六個固定塊15分別穿過六個半圓缺口19；如圖13所示，觸發結構11下側具有鉤槽12，觸發結構11下側一端具有圓形孔13，觸發結構11上側具有觸發斜面41，觸發斜面41下端靠近圓形孔13；六個觸發結構11通過其上的圓形孔13均勻地安裝在軟驅動管7上；如圖14所示，固定桿9的一端開有圓形通孔17；帽外殼1內圓面上周向均勻安裝有六個固定桿9；六個擺動板5的一端均開有方形缺口16；六個方形缺口16上均安裝有一個銷釘18；六個擺動板5通過銷釘18與圓形通孔17的配合分別安裝在六個固定桿9上；六個擺動板5的下端均安裝有一個觸發板42，六個觸發板42一端分別與六個觸發斜面41配合；六個橡膠板6上均具有一個方形孔10；如圖12所示，六個橡膠板6分別安裝在帽外殼1內圓面的下端且六個橡膠板6首尾相接組成環形橡膠板6；六個彈簧21周向均勻地安裝在圓形鋼板4的外圓面上；如圖15所示，六個彈簧21分別穿過六個橡膠板6上的方形孔10且經過相應的觸發結構11上圓形孔13的外壁，最終纏繞在鉤槽12內；錐釘8與橡膠板6配合。

如圖18所示，上述萬向節24包括萬向節內環26、萬向節中環27、萬向節外環28、轉軸25，其中萬向節內環26、萬向節中環27和萬向節外環28均為半圓環狀且均位于帽機構23后側；萬向節中環27通過一個轉軸25安裝在萬向節內環26上；萬向節外環28通過兩個對稱的轉軸25安裝在萬向節中環27上；且安裝在萬向節內環26上轉軸25的軸線與安裝在萬向節外環28上的兩個轉軸25的軸線垂直；萬向節外環28與兩個支撐板37連接。

上述兩個支撐板37分別與兩側的肩膀配合。

如圖21所示，上述阻尼機構35包括連接板31、滑塊32、液壓孔33、方形孔10、阻尼箱34，其中阻尼箱34為弧形，阻尼箱34一側端面上對稱地開有兩個液壓孔33；阻尼箱34與液壓孔33相向的一端的中心位置開有方形孔10；滑塊32安裝在阻尼箱34內側；連接板31安裝在滑塊32上；滑塊32的長度大于方形孔10的長度加上方形孔10一側孔壁距離阻尼箱34箱壁的距離之和。

如圖20所示，上述萬向節外環28與萬向節中環27之間位于帽機構23后側位置上安裝有一個阻尼機構35，且阻尼機構35中阻尼箱34上開有液壓孔33一側的中間位置安裝在萬向節外環28內側壁上；連接板31安裝在萬向節中環27外側壁上；阻尼機構35中兩個液壓孔33分別通過液壓管與液壓馬達30連接；萬向節內環26與萬向節中環27之間對稱地安裝有兩個阻尼機構35，且阻尼機構35中阻尼箱34上開有液壓孔33的一端安裝在萬向節中環27內側壁上；連接板31安裝在萬向節內環26外側壁上；兩個阻尼機構35中每個阻尼機構35中的兩個液壓孔33通過液壓管相互連接。

上述萬向節外環28與萬向節中環27之間安裝的阻尼機構35與萬向節外環28連接處的法線與安裝在萬向節外環28與萬向節中環27之間的兩個轉軸25的軸線相互垂直；萬向節內環26與萬向節中環27之間安裝的兩個阻尼機構35的對稱面與安裝在萬向節內環26與萬向節中環27之間的轉軸25的軸線相互垂直。

上述彈簧21處于拉伸彈簧21。

上述作為六個橡膠板6的替換方案為一個整體環形橡膠板6。

上述作為圓形鋼板4的替換方案為球面鋼板。

如圖6所示，上述錐釘8的一端具有對稱的兩個倒刺43。

綜上所述：

本發明設計的安全帽在受到較大外力撞擊時具有防護的功能。

本發明中六個支撐桿3周向均勻地安裝在帽內殼39和帽外殼1之間；其作用是當安全帽受到撞擊時對帽內殼39和帽外殼1起到支撐的作用，防止因為帽外殼1過快變形而影響圓形鋼板4的滑動；六個固定桿9的一端均勻地安裝在帽殼內上圓面的上側；擺動板5通過銷釘18與固定桿9上圓形通孔17的配合分別安裝在固定桿9上；六個擺動板5分別與六個觸發機構配合；當帽殼受到外力撞擊時，帽殼會向內壓縮變形；在變形過程中會壓迫擺動板5使其擺動；擺動板5擺動過程中觸發觸發結構11轉動；固定環軸14通過六個固定塊15安裝在帽外殼1內側圓面上，六個觸發結構11通過其上的圓形孔13均勻地安裝在軟驅動管7上；軟驅動管7安裝在固定環軸14的外圓面上；當六個觸發結構11中的任意一個轉動時會帶動軟驅動管7轉動，軟驅動管7轉動會帶動其他五個觸發結構11轉動；圓形鋼板4通過導向結構20與六個導槽2的配合安裝在帽內殼39的上側圓面上；導向結構20與導槽2對圓形鋼板4起到了導向的作用；本發明設計的兩個支撐桿3之間的距離大于圓形鋼板4的外圓面的直徑；其作用是保證了圓形鋼板4在滑動過程中能夠順利滑動而不會被支撐桿3干涉；圓形鋼板4的外圓面上具有許多錐釘8；錐釘8的一端具有對稱的兩個倒刺43；六個橡膠板6分別安裝在帽外殼1內圓面的下端；當圓形鋼板4向下滑動到與橡膠板6接觸時，錐釘8會刺入橡膠板6中，使得橡膠板6將圓形鋼板4勾住；而橡膠板6具有彈性，通過橡膠板6的彈性可以緩沖圓形鋼板4向下移動過程中對安全帽底殼40的沖擊力。本發明設計的擺動板5與固定桿9之間的距離可以保證當安全帽受到較小外力時可以通過帽外殼1來抵消這部分外來力；而不會觸發觸發結構11；只有當安全帽受到的撞擊力較大時擺動板5才會觸發觸發結構11。本發明設計的觸發結構11上側具有觸發斜面41，其作用是當六個擺動板5中其中一個擺動板5觸發相對應的觸發機構轉動時；纏繞在該觸發結構11上鉤槽12內的彈簧21會脫離鉤槽12，此時由于此觸發結構11上的觸發斜面41與擺動板5接觸，所以觸發斜面41與擺動板5會將與此觸發結構11對應的彈簧21夾在觸發斜面41與擺動板5之間；不會脫離；而另外五個彈簧21由于與其對應的觸發結構11與觸發斜面41之間留有間隙，所以另外五個彈簧21會脫離觸發結構11與觸發斜面41的束縛；這樣就造成被夾的彈簧21在其彈力的作用下拉動圓形鋼板4朝著與其對應的方向移動。

本發明中萬向節外環28與萬向節中環27之間所安裝的兩個阻尼機構35中與液壓馬達30相連的一個阻尼機構35；其中安裝在阻尼機構35中的滑塊32在移動過程中會擠壓阻尼箱34中的液體使得液體流動到液壓馬達30中，使得液壓馬達30轉動；液壓馬達30轉動驅動發電機29發電，通過發電機29發電來給照明燈22提供電能；從而使得安全帽具有照明的功能；本發明設計的阻尼箱34為弧形狀，其作用是可以保證萬向節24在轉動時阻尼箱34不會對萬向節24造成干涉。

具體實施方式：當人們配帶本發明設計的安全帽工作時，在正常情況不下；彈簧21處于自由伸縮狀態；當安全帽在受到較大外力撞擊時，帽殼會向內壓縮變形；在變形過程中會壓迫擺動板5使得擺動；進而通過擺動板5觸發與其對應的觸發結構11轉動；觸發結構11轉動時會帶動軟驅動管7轉動，軟驅動管7轉動會帶動其他五個觸發結構11轉動；進而使得其它五個觸發結構11上的彈簧21脫離觸發結構11，而被擠壓的那個觸發結構11上的彈簧21會被與其對應的擺動板5合觸發結構11夾死；這樣在被壓死的彈簧21的拉力下，圓形鋼板4就會朝著被壓的觸發塊的方向滑動；通過滑下的圓形鋼板4來防止外來撞擊力對腦袋的傷害，進而保護了腦袋。