Изобретение относится к области пассивной безопасности на транспортных средствах, а именно к индивидуальным средствам защиты, в частности защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба, оператора и/или пассажира любого транспортного средства.
Наиболее близким техническим решением является система пассивной безопасности пилота автомобиля Формулы-1("HANS - поддержка головы и шеи", прототип, журнал "Авторевю", N 8, 2000, стр.59), предназначенная для поддерживания головы и шеи пилота (гонщика) в фиксированном положении в случае удара при экстремальной ситуации, когда пиковые ускорения, действующие на них, могут привести к их повреждениям. Система пассивной безопасности пилота автомобиля "поддержка головы и шеи" состоит из шлема, имеющего возможность установки на голову пилота, углепластиковой пространственной формы пластины с зашейным выступом, имеющей возможность установки на верхнюю часть туловища пилота, а именно на его плечи, и двух ремней, одни концы которых закреплены к центральным частям боковых областей шлема, а вторые концы которых вставлены с возможностью подвижности в проушинах, выполненных на наружной поверхности боковых частей зашейного выступа углепластиковой пространственной формы пластины, при этом ремни расположены перпендикулярно относительно позвоночного столба пилота. Шлем системы пассивной безопасности пилота автомобиля опирается нижним краем в углепластиковую пространственной формы пластину. Шлем в среднем своем положении относительно углепластиковой пространственной формы пластины расположен так, что поверхность его задней области расположена напротив внутренней боковой поверхности зашейного выступа с возможным контактом с ней.
Недостатки системы пассивной безопасности "поддержка головы и шеи" гонщика автомобиля
Система пассивной безопасности гонщика автомобиля в достаточной степени за счет удержания шлема (естественно с головой гонщика) в фиксированном положении относительно углепластиковой пластины (естественно и относительно туловища гонщика), посредством упирания его своей задней областью в зашейный выступ углепластиковой пространственной формы пластины, защищает голову, шейный и верхне-грудной отделы позвоночного столба гонщика автомобиля от повышенных инерционных нагрузок, вызываемых в экстремальной ситуации действующими на них пиковыми ускорениями, направленными назад, т.е. в направлении, обратном ходу движения автомобиля, например, при ударе в автомобиль сзади. Данная система пассивной безопасности гонщика автомобиля за счет ремней, связывающих шлем с зашейным выступом углепластиковой пространственной формы пластины, в какой то мере защищает голову, шейный и верхне-грудной отделы позвоночного столба гонщика автомобиля от повышенных инерционных нагрузок, вызываемых в экстремальной ситуации действующими на них пиковыми ускорениями направленными по ходу движения автомобиля, например, при резком торможении автомобиля или при фронтальном его ударе. В этом случае ремни, связывающие шлем с зашейным выступом углепластиковой пластины, удерживают шлем с головой при перемещении их вперед, т.е. при перемещении их по ходу движения автомобиля.
Однако при повышенных инерционных нагрузках на голову шейный и верхне-грудной отделы позвоночного столба гонщика автомобиля вызываемых особенно действующими на них в экстремальной ситуации пиковыми ускорениями, направленными перпендикулярно или под каким-то углом к направлению движения автомобиля (при боковых или боковых под углом ударах автомобиля), данная система защиты пассивной безопасности гонщика автомобиля является малоэффективной, так как из-за особенностей выполнения ее конструкции, таких как расположение ремней с возможностью подвижности в проушинах зашейного выступа углепластиковой пластины и опирание шлема в углепластиковую пластину, которые ограничивают подвижность шлема относительно углепластиковой пластины и ограничивают возможность фиксации шлема относительно углепластиковой пластины (тем более ограничивают возможность демпфирования возникающих разнонаправленных колебаний шлема) при инерционных нагрузках на шлем, возникающих под действием разнонаправленных пиковых ускорений в экстремальных ситуациях, она (система защиты) не позволяет в полной мере реализовывать два ее компромисных назначения: во-первых, эффективная защита головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба гонщика автомобиля от нагрузок, особенно от возможных повышенных инерционных нагрузок, вызываемых действующими на них пиковыми ускорениями, которые в моменты экстремальных ситуаций (дорожно-транспортного происшествия или резкого торможения автомобиля и т.д. ) могут быть направлены в любом возможном направлении; и, во-вторых, придание шлему с головой в подвижном соединении "шлем - углепластиковая пространственной формы пластина" достаточного диапазона подвижности во всех возможных для них направлениях относительно углепластиковой пластины с туловищем в штатных условиях эксплуатации автомобиля (в условиях эксплуатации автомобиля без пиковых ускорений) - из-за чего при использовании данной системы пассивной безопасности на гонщике автомобиля уменьшается его обзор дороги, что может оказать негативное воздействие на эффективность управления им автомобилем во время гонки.
Задача изобретения - повышение уровня безопасности системы защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства за счет охвата качественным демпфированием большего диапазона возможных направлений колебаний шлема (с головой оператора и/или пассажира) относительно крепежного элемента (установленного на туловище оператора и/или пассажира) в условиях воздействия на шлем (с головой) ускорений, особенно пиковых ускорений, в экстремальных ситуациях и увеличение диапазона подвижности шлема (с головой) в возможных для него направлениях перемещений относительно крепежного элемента (установленного на туловище) в штатных условиях эксплуатации транспортного средства.
Решение поставленной задачи по первому варианту достигается тем, что в системе защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства относительно неподвижно зафиксированного туловищем в нем, включающей шлем и крепежный элемент, предназначенные для установки соответственно на голове и туловище оператора и/или пассажира транспортного средства, связывающее устройство, с помощью которого шлем подвижно соединен с крепежным элементом, согласно изобретению связывающее устройство выполнено из демпфирующего элемента, продольная ось симметрии которого расположена в плоскости симметрии шлема, и из расположенных на концах демпфирующего элемента первого и второго соединительных элементов, посредством которых демпфирующий элемент соединен соответственно со шлемом и с крепежным элементом в их задних областях, причем крепежный элемент выполнен пространственной формы, которая соответствует по меньшей мере форме верхней части туловища оператора и/или пассажира в поперечном обхвате ниже его плечевых суставов, и выполнен с расположением его в зоне нижней области шлема с образованием зазора между ним и нижним краем шлема.
В частном случае выполнения крепежный элемент выполнен в виде пояса, форма которого соответствует форме верхней части туловища оператора и/или пассажира в поперечном обхвате ниже его плечевых суставов.
В частном случае крепежный элемент может быть выполнен в виде жилета, форма которого соответствует форме туловища оператора и/или пассажира в полном обхвате его средней и верхней частей.
В частном случае выполнения первый соединительный элемент связывающего устройства, посредством которого его демпфирующий элемент соединен со шлемом, выполнен в виде шарнирного соединения.
В частном случае выполнения демпфирующий элемент связывающего устройства выполнен в виде пневмоэлемента, обладающего демпфирующими свойствами в направлении вдоль своей продольной оси симметрии, а второй соединительный элемент связывающего устройства выполнен в виде демпфирующего шарнира.
В частном случае демпфирующий элемент связывающего устройства может быть выполнен в виде синтетического стержня, обладающего демпфирующими свойствами, а второй соединительный элемент связывающего устройства может быть выполнен в виде крепежной детали, жестко соединяющей синтетический стержень с крепежным элементом.
Решение поставленной задачи по второму варианту достигается тем, что в системе защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства, относительно неподвижно зафиксированного туловищем в нем, включающей шлем и крепежный элемент, предназначенные для установки соответственно на голове и туловище оператора и/или пассажира транспортного средства, связывающее устройство, с помощью которого шлем подвижно соединен с крепежным элементом, согласно изобретению связывающее устройство выполнено из четного числа демпфирующих элементов, которые образуют между собой их пары, демпфирующие элементы каждой из которых соединены первыми концами со шлемом в его задней области с симметричным расположением мест этих соединений между собой относительно плоскости симметрии шлема, а вторыми концами соединены с крепежным элементом также с симметричным расположением мест этих соединений между собой относительно плоскости симметрии шлема, причем крепежный элемент выполнен пространственной формы, которая соответствует по меньшей мере форме верхней части туловища оператора и/или пассажира в поперечном обхвате ниже его плечевых суставов, и выполнен с расположением его в зоне нижней области шлема с образованием зазора между ним и нижнем краем шлема.
В частном случае выполнения крепежный элемент выполнен в виде пояса, форма которого соответствует форме верхней части туловища оператора и/или пассажира в поперечном обхвате ниже его плечевых суставов.
В частном случае крепежный элемент может быть выполнен в виде жилета, форма которого соответствует форме туловища оператора и/или пассажира в полном обхвате его средней и верхней частей.
В частном случае выполнения демпфирующие элементы каждой из их пар расположены между собой симметрично относительно плоскости симметрии шлема.
В частном случае выполнения демпфирующие элементы каждой из их пар могут быть расположены между собой крестообразно относительно друг друга.
В частном случае выполнения вторые концы демпфирующих элементов каждой из их пар соединены с крепежным элементом в его задней области.
В частном случае выполнения демпфирующие элементы выполнены в виде резиновых жгутов.
Решение поставленной задачи по третьему варианту достигается тем, что в системе защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства, относительно неподвижно зафиксированного туловищем в нем, включающей шлем и крепежный элемент, предназначенные для установки соответственно на голове и туловище оператора и/или пассажира транспортного средства, связывающее устройство, с помощью которого шлем подвижно соединен с крепежным элементом, согласно изобретению связывающее устройство выполнено из нечетного числа демпфирующих элементов, по меньшей мере из трех, продольная ось одного из которых расположена в плоскости симметрии шлема и который соединен одним из концов со шлемом в задней его области, а вторым концом - с крепежным элементом в его задней области, остальные же демпфирующие элементы образуют между собой пары, демпфирующие элементы каждой из которых соединены одними концами со шлемом в его задней области с симметричным расположением мест этих соединений между собой относительно плоскости симметрии шлема, а вторыми концами соединены с крепежным элементом также с симметричным расположением мест этих соединений между собой относительно плоскости симметрии шлема, причем крепежный элемент выполнен пространственной формы, которая соответствует по меньшей мере форме верхней части туловища оператора и/или пассажира в поперечном обхвате ниже его плечевых суставов, и выполнен с расположением его в зоне нижней области шлема с образованием зазора между ним и нижнем краем шлема.
В частном случае выполнения крепежный элемент выполнен в виде пояса, форма которого соответствует форме верхней части туловища оператора и/или пассажира в поперечном обхвате ниже его плечевых суставов.
В частном случае крепежный элемент может быть выполнен в виде жилета, форма которого соответствует форме туловища оператора и/или пассажира в полном обхвате его средней и верхней частей.
В частном случае выполнения демпфирующие элементы каждой из их пар расположены между собой симметрично относительно плоскости симметрии шлема.
В частном случае выполнения демпфирующие элементы каждой из их пар могут быть расположены между собой крестообразно относительно друг друга.
В частном случае выполнения вторые концы демпфирующих элементов каждой из их пар соединены с крепежным элементом в его задней области, как и второй конец демпфирующего элемента, расположенного в плоскости симметрии шлема.
В частном случае выполнения демпфирующие элементы выполнены в виде резиновых жгутов.
Сравнение заявляемых технических решений (вариантов) с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемых решений ранее не была известна, следовательно, они соответствуют условию патентоспособности "новизна".
Анализ известных технических решений (вариантов) в данной области техники показал, что предложенные устройства имеют признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенные технические решения имеют изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.
Предложенные технические решения (варианты) промышленно применимы, так как могут быть изготовлены промышленным способами, работоспособны, осуществимы и воспроизводимы, следовательно, соответствуют условию патентоспособности "промышленная применимость".
Сущность первого варианта изобретения поясняется на чертежах, где показано:
фиг. 1 - система защиты головы, шейного и грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства относительно неподвижно зафиксированного туловищем в нем, общий вид сзади (первый частный случай выполнения);
фиг.2 - система защиты, вид сбоку (первый частный случай выполнения);
фиг.3 - система защиты, общий вид сзади (второй частный случай выполнения);
фиг.4 - система защиты, вид сбоку (второй частный случай выполнения);
фиг. 5 - фрагмент системы защиты, вид сзади (частный случай выполнения крепежного элемента в виде пояса);
фиг. 6 - фрагмент системы защиты, вид сбоку (частный случай выполнения крепежного элемента в виде пояса).
Сущность второго варианта изобретения поясняется на чертежах, где показано:
фиг. 7 - система защиты головы, шейного и грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства относительно неподвижно зафиксированного туловищем в нем, общий вид сзади.
Сущность третьего варианта изобретения поясняется на чертежах, где показано:
фиг. 8 - система защиты головы, шейного и грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства относительно неподвижно зафиксированного туловищем в нем, общий вид сзади.
Система защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства относительно неподвижно зафиксированного туловищем в нем по первому варианту содержит шлем 1 и крепежный элемент 2, предназначенные для установки соответственно на голове и туловище оператора и/или пассажира транспортного средства относительно неподвижно закрепленного в нем (в транспортном средстве), связывающее устройство 3, с помощью которого шлем 1 подвижно соединен с крепежным элементом 2. Туловище оператора и/или пассажира транспортного средства относительно неподвижно зафиксировано в нем, в частном случае выполнения - на его сиденье 4 посредством ремней 5, закрепленных на нем по четырехточечной схеме крепления.
Связывающее устройство 3 выполнено из демпфирующего элемента 6, продольная ось симметрии "α" которого расположена в плоскости симметрии "β" шлема 1, и из первого 7, и второго 8 соединительных элементов, которые расположены на концах демпфирующего элемента 6 (см. фиг.1-4). Посредством первого соединительного элемента 7 демпфирующий элемент 6 связывающего устройства 3 соединен со шлемом 1 в его задней области 9, а посредством второго соединительного элемента 8 - с крепежным элементом 2 в его задней области 10. Крепежный элемент 2 выполнен пространственной формы, которая соответствует по меньшей мере форме верхней части туловища оператора и/или пассажира в поперечном обхвате ниже его плечевых суставов, и выполнен с расположением его в зоне нижней области 11 шлема 1 с образованием зазора "L" между ним и нижним краем 12 шлема 1.
На фиг.1 и 2 представлен первый частный случай выполнения (один из частных случаев выполнения), а на фиг.3 и 4 представлен второй частный случай выполнения.
На фиг.5 и 6 представлен фрагмент системы защиты с одним из частных случаев выполнения крепежного элемента 2, который может быть выполнен, например, в виде пояса, форма которого соответствует форме верхней части туловища оператора и/или пассажира в поперечном обхвате ниже его плечевых суставов.
В первом (см. фиг.1 и 2) и втором (см. фиг.3 и 4) частных случаях выполнения крепежный элемент 2 выполнен в виде жилета, форма которого соответствует форме туловища оператора и/или пассажира в полном обхвате его средней и верхней частей, а именно в поперечном обхвате средней и верхней частей туловища и обхвате плечевых областей его верхней части.
Во всех частных случаях выполнения крепежного элемента 2 его форма выполнена с таким соответствием форме обхватываемых им частей туловища оператора и/или пассажира транспортного средства, что он устанавливается на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства с достаточной степенью неподвижности на нем, т.е. с плотным обхватом соответствующих частей туловища.
В первом (см. фиг.1 и 2) и втором (см. фиг.3 и 4) частных случаях выполнения первый соединительный элемент 7 связывающего устройства 3, посредством которого его демпфирующий элемент 6 соединен со шлемом 1, выполнен а виде шарнирного соединения.
В первом частном случае выполнения (см. фиг.1 и 2) демпфирующий элемент 6 связывающего устройства 3 выполнен в виде пневмоэлемента, обладающего демпфирующими свойствами в направлении вдоль своей продольной оси симметрии "α", а второй соединительный элемент 8 связывающего устройства 3 выполнен в виде демпфирующего шарнира.
Во втором частном случае выполнения (см. фиг.2 и 4) демпфирующий элемент 6 связывающего устройства 3 выполнен в виде синтетического стержня, обладающего демпфирующими свойствами, а второй соединительный элемент 8 связывающего устройства 3 выполнен в виде крепежной детали, жестко соединяющей синтетический стержень с крепежным элементом 2. Демпфирующий стержень, в виде которого выполнен демпфирующий элемент 6, обладает демпфирующими свойствами в различных направлениях, т. е. он способен демпфировать различно направленные колебания, в частности шлема 1, возникающие при воздействии на него различно направленных ускорений.
В первом и втором частных случаях выполнения (см. фиг.1-4) второй соединительный элемент 8 связывающего устройства 3, выполненный соответственно в виде демпфирующего шарнира или в виде крепежной детали, соединен с выполненным в виде жилета крепежным элементом 2 в его задней области 10 на участке 13 его верхней части 14, который (участок 13), при установке крепежного элемента 2, выполненного в виде жилета на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства, прилегает к участку верхней части туловища, расположенному между его плечевыми суставами.
При установке системы защиты на оператора и/или пассажира транспортного средства, т.е. при установке ее шлема 1 и крепежного элемента 2 на голову и туловище оператора и/или пассажира соответственно, которое само относительно неподвижно зафиксировано в транспортном средстве, в частности ремнями 5 на его сиденье 4, в условиях эксплуатации транспортного средства, в первом и втором частных случаях выполнения системы защиты (см. фиг.1-4), первый соединительный элемент 7 связывающего устройства 3, выполненный в виде шарнирного соединения, обеспечивает шлему 1 свободные повороты относительно каждой из трех взаимно перпендикулярных осей системы координат с центром в центральной точке соединения первого соединительного элемента 7 с демпфирующим элементом 6, выполненным в виде пневмоэлемента - в первом частном случае (см. фиг. 1 и 2) или выполненным в виде синтетического стержня - во втором частном случае (см. фиг.3 и 4).
При эксплуатации системы защиты демпфирующий шарнир, в виде которого выполнен второй соединительный элемент 8 связывающего устройства 3 в первом частном случае выполнения, обеспечивает и возможность различно направленных поворотов соединенного с его подвижной частью 15 демпфирующего элемента 6 (выполненного в виде пневмоэлемента), естественно совместно со шлемом 1 и головой оператора и/или пассажира, относительно его неподвижной части 16, соединенной с крепежным элементом 2 (выполненным в виде жилета), и обеспечивает и одновременное демпфирование, при этих поворотах, различно направленных колебаний демпфирующего элемента 6 со шлемом 1 и головой, также относительно его неподвижной части 16, соединенной с крепежным элементом 2 - при воздействии ускорений на шлем 1 с головой и демпфирующий элемент 6.
При эксплуатации системы защиты демпфирующий элемент 8 связывающего устройства 3, выполненный в первом частном случае в виде пневмоэлемента, обладающего демпфирующими свойствами в направлении вдоль своей продольной оси симметрии "α", обеспечивает и перемещение шлема 1 вдоль своей продольной оси "α", естественно с головой оператора и/или пассажира, относительно второго соединительного элемента 8, соединенного с крепежным элементом 2, и одновременное демпфирование колебаний шлема 1 с головой вдоль своей продольной оси симметрии "α" также относительно второго соединительного элемента 8, соединенного с крепежным элементом 2, - при воздействии ускорений на шлем 1 с головой.
При эксплуатации системы защиты второй соединительный элемент 8, выполненный в первом частном случае в виде демпфирующего шарнира, совместно с демпфирующим элементом 6, выполненным в виде пневмоэлемента, обеспечивают определенную подвижность шлема 1 с головой и качественное демпфирование колебаний шлема 1 с головой относительно крепежного элемента 2 при воздействии ускорений на шлем 1 с головой и демпфирующий элемент 6, что особенно важно при воздействии недопустимых пиковых ускорений в экстремальных ситуациях (например, при фронтальном ударе транспортного средства или ударе в него сзади и т. д. ), вызывающих опасные перегрузки для жизни оператора и/или пассажира транспортного средства или по меньшей мере для его здоровья - травмы в области головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба.
При эксплуатации системы защиты, в первом частном случае ее выполнения, совместное взаимодействие первого соединительного элемента 7 связывающего устройства 3, выполненного в виде шарнирного соединения, демпфирующего элемента 6, выполненного в виде пневмоэлемента, и второго соединительного элемента 8, выполненного в виде демпфирующего шарнира, и конструктивные возможности каждого из них по отдельности - все это обеспечивает шлему 1 с головой достаточно большой диапазон его подвижности относительно крепежного элемента 2, выполненного в виде жилета и установленного на туловище оператора и/или пассажира.
При эксплуатации системы защиты, во втором частном случае ее выполнения, совместное взаимодействие выполненного в виде шарнирного соединения первого соединительного элемента 7 связывающего устройства 3 и демпфирующего элемента 6, выполненного в виде синтетического стержня, жестко соединенного с крепежным элементом 2 посредством крепежной детали, в виде которой выполнен второй соединительный элемент 8, за счет конструктивных возможностей элемента 7, обеспечивающих шлему 1 свободные различно направленные повороты относительно элемента 6 и за счет свойств самого синтетического материала стержня относительно малое его сопротивление при оказании на него воздействия в результате медленно возрастающего и незначительного ускорения (или воздействия - без ускорения), обеспечивает шлему 1 с головой достаточно большой диапазон его подвижности относительно крепежного элемента 2, выполненного в виде жилета и установленного на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства.
При эксплуатации системы защиты, во втором частном случае ее выполнения, демфирование возникающих колебаний шлема 1 с головой относительно крепежного элемента 2, выполненного в виде жилета и установленного на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства, осуществляется синтетическим стержнем, в виде которого выполнен демпфирующий элемент 6 за счет свойств его материала - прогрессирующее по времени увеличение его сопротивления при оказании воздействия в результате резко возрастающего значительного ускорения.
А расположение крепежного элемента 2, в том числе в первом (фиг.1 и 2) и втором (фиг.3 и 4) частных случаях выполнения, где он выполнен в виде жилета, с расположением его в зоне нижней области 11 шлема 1 (т.е. с расположением всех его частей ниже нижней области 11 шлема 1) с образованием зазора "L" между ним и нижним краем 12 шлема 1, по сравнению с прототипом - где шлем системы пассивной безопасности пилота автомобиля опирается нижним краем в углепластиковую пространственной формы пластину, в заявляемом решении позволяет шлему 1 с головой перемещаться в большем диапазоне относительно крепежного элемент 2, установленного на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства.
Таким образом, за счет того, что в заявляемой системе защиты (по первому варианту) связывающее устройство 3 имеет возможность качественно демпфировать различно направленные колебания шлема 1 с головой оператора и/или пассажира транспортного средства относительно крепежного элемента 2, установленного на туловище оператора и/или пассажира, и за счет того, что связывающее устройство 3 обеспечивает достаточно большую подвижность шлема с головой относительно крепежного элемента 2 в результате его соединений со шлемом 1 и крепежным элементом 2, осуществленных именно в их задних областях 9 и 10 соответственно, и в результате расположения крепежного элемента 2 в зоне нижней области 11 шлема 1 с образованием зазора "L" между крепежным элементом 2 и нижним краем 12 шлема 1 в отличие от прототипа, где соединение шлема с углепластиковой пространственной формы пластиной, установленной на плечах туловища пилота, осуществлено двумя ремнями, соединенными со шлемом в его боковых областях, а с углепластиковой пластиной в ее проушинах, выполненных на ее зашейном выступе, и где ремни расположены перпендикулярно относительно позвоночного столба пилота, а шлем пилота автомобиля опирается нижним краем в углепластиковую пространственной формы пластину, - уровень безопасности заявляемой системы защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства в условиях воздействия на шлем 1 с головой ускорений, особенно пиковых ускорений в экстремальных ситуациях, повышен, а диапазон подвижности шлема 1 в возможных для него направлениях перемещений относительно крепежного элемента 2 в штатных условиях эксплуатации транспортного средства увеличен.
Система защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства, относительно неподвижно зафиксированного туловищем в нем по второму варианту содержит шлем 1 и крепежный элемент 2, предназначенные для установки соответственно на голове и туловище оператора и/или пассажира транспортного средства, относительно неподвижно закрепленного в нем (в транспортном средстве), связывающее устройство 3, с помощью которого шлем 1 подвижно соединен с крепежным элементом 2. Туловище оператора и/или пассажира транспортного средства относительно неподвижно зафиксировано в нем, в частном случае выполнения - на его сиденье 4 посредством ремней 5, закрепленных на нем по четырехточечной схеме крепления.
Рассмотрим одну из форм реализации заявленных признаков (один из частных случаев выполнения) на примере, показанном на фиг.7. В данном случае связывающее устройство 3 выполнено из одной пары демпфирующих элементов 6, которые расположены между собой крестообразно относительно друг друга и соединены первыми концами 7 со шлемом 1 в его задней области 8 с симметричным расположением мест 9 этих соединений между собой относительно плоскости симметрии "β" шлема 1, а вторыми концами 10 соединены с крепежным элементом 2 в его задней области 11 также с симметричным расположением мест 12 этих соединений между собой относительно плоскости симметрии "β" шлема 1. Демпфирующие элементы 6 в данном частном случае выполнены в виде резиновых жгутов.
Крепежный элемент 2 выполнен пространственной формы. В рассматриваемом частном случае (см. фиг.7) крепежный элемент выполнен в виде жилета, форма которого соответствует форме туловища оператора и/или пассажира в полном обхвате его средней и верхней частей, а именно в поперечном обхвате средней и верхней частей туловища и обхвате плечевых областей его верхней части, и выполнен с его расположением в зоне нижней области 13 шлема 1 с образованием зазора "L" между ним и нижним краем 14 шлема 1. В частном случае, показанном на фиг. 7, вторые концы 10 соединены с жилетом в его задней области 11 на участке 15 его верхней части 16, который (участок 15) при установке крепежного элемента 2, выполненного в виде жилета на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства, прилегает к участку верхней части туловища, расположенному между его плечевыми суставами.
В другом из частных случаев выполнения крепежный элемент может быть выполнен, например, в виде пояса, форма которого соответствует форме верхней части туловища оператора и/или пассажира в поперечном обхвате ниже его плечевых суставов, и также как в предыдущем частном случае, он расположен в зоне нижней области шлема с образованием зазора между ним и шлемом (не показано).
Во всех частных случаях выполнения крепежного элемента 2 его форма выполнена с таким соответствием форме обхватываемых им частей туловища оператора и/или пассажира транспортного средства, что он устанавливается на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства с достаточной степенью неподвижности на нем, т.е. с плотным обхватом соответствующих частей туловища.
В частных случаях выполнения связывающее устройство 3 может быть выполнено из двух и более пар демпфирующих элементов 6.
В одном из частных случаев выполнения демпфирующие элементы 6 каждой из пар демпфирующих элементов могут быть расположены между собой симметрично относительно плоскости симметрии "β" шлема 1, т.е. демпфирующие элементы 6 каждой из их пар могут располагаться по разные стороны плоскости симметрии "β" шлема 1 симметрично друг другу.
В частных случаях выполнения вторые концы 10 демпфирующих элементов 6 могут быть соединены с крепежным элементом 2, например, в его передней области, если он выполнен в виде пояса, или вторые концы 10 демпфирующих элементов 6 могут быть соединены с крепежным элементом 2 в его областях, охватывающих плечевые области туловища оператора и/или пассажира транспортного средства, если он выполнен в виде жилета, или также, как и в случае выполнения крепежного элемента 2 в виде пояса, - в передней его области.
При установке системы защиты на оператора и/или пассажира транспортного средства, т.е. при установке ее шлема 1 и крепежного элемента 2 на голову и туловище оператора и/или пассажира соответственно, которое само относительно неподвижно зафиксировано в транспортном средстве, в частности ремнями 5 на его сиденье 4 (см. фиг.7), в условиях эксплуатации транспортного средства, выполненные в виде резиновых жгутов демпфирующие элементы 6 за счет своих демпфирующих свойств при воздействии ускорений на шлем 1 с головой демпфируют их колебания, что особенно важно при воздействии на шлем 1 с головой недопустимых пиковых ускорений в экстремальных ситуациях (например, при фронтальном ударе транспортного средства или ударе в него сзади и т.д.), вызывающих опасные перегрузки для жизни оператора и/или пассажира транспортного средства или по меньшей мере для его здоровья - травмы в области головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба.
При эксплуатации системы защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства наличие в ней демпфирующих элементов 6, которые охватывают демпфированием значительный диапазон возможных направлений колебаний шлема 1 с головой относительно крепежного элемента 2, выполненного в показанном на фиг.7 примере в виде жилета, установленного на туловище оператора и/или пассажира, лишь в небольшой степени оказывают нагружение на голову и шею оператора и/или пассажира при их перемещениях (поворотах, наклонах) относительно его туловища и практически не ограничивают общую подвижность шлема 1 с головой относительно жилета, а расположение жилета, в виде которого выполнен крепежный элемент 2, в зоне нижней области 13 шлема 1 (т.е. расположение всех частей крепежного элемента 2 ниже нижней области 13 шлема 1) с образованием зазора "L" между ним и нижним краем 14 шлема 1, по сравнению с прототипом, где шлем системы пассивной безопасности пилота автомобиля опирается нижним краем в углепластиковую пространственной формы пластину, в заявляемом решении позволяет шлему 1 с головой перемещаться в большем диапазоне относительно крепежного элемента 2, установленного на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства.
Таким образом, за счет того, что в заявляемой системе защиты (по второму варианту) связывающее устройство 3 имеет возможность качественно демпфировать различно направленные колебания шлема 1 с головой оператора и/или пассажира транспортного средства относительно крепежного элемента 2, установленного на туловище оператора и/или пассажира, и за счет того, что связывающее устройство 3 обеспечивает достаточно большую подвижность шлема с головой относительно крепежного элемента 2 - в результате его соединений со шлемом 1 именно в задней области 8 шлема и в результате расположения крепежного элемента 2 в зоне нижней области 13 шлема 1 с образованием зазора "L" между крепежным элементом 2 и нижним краем 14 шлема 1, в отличии от прототипа, где соединение шлема с углепластиковой пространственной формы пластиной, установленной на плечах туловища пилота, осуществлено двумя ремнями, соединенными со шлемом в его боковых областях, а с углепластиковой пластиной в ее проушинах, выполненных на ее зашейном выступе, и где ремни расположены перпендикулярно относительно позвоночного столба пилота, а шлем пилота автомобиля опирается нижним краем в углепластиковую пространственной формы пластину, уровень безопасности заявляемой системы защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства в условиях воздействия на шлем 1 с головой ускорений, особенно пиковых ускорений в экстремальных ситуациях, повышен, а диапазон подвижности шлема 1 в возможных для него направлениях перемещений относительно крепежного элемента 2 в штатных условиях эксплуатации транспортного средства увеличен.
Система защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства относительно неподвижно зафиксированного туловища в нем по третьему варианту содержит шлем 1 и крепежный элемент 2, предназначенные для установки соответственно на голове и туловище оператора и/или пассажира транспортного средства, относительно неподвижно закрепленного в нем (в транспортном средстве), связывающее устройство 3, с помощью которого шлем 1 подвижно соединен с крепежным элементом 2. Туловище оператора и/или пассажира транспортного средства относительно неподвижно зафиксировано в нем, в частном случае выполнения - на его сиденье 4 посредством ремней 5, закрепленных на нем по четырехточечной схеме крепления.
В частных случаях выполнения связывающее устройство 3 может быть выполнено из нечетного числа демпфирующих элементов, по меньшей мере из трех, один из которых во всех частных случаях соединен со шлемом 1 и крепежным элементом 2 в их задних областях и расположен так, что его продольная ось симметрии расположена в плоскости симметрии шлема 1, а остальные демпфирующие элементы образуют между собой пары демфирующих элементов с симметричным расположением мест их соединений между собой одних концов каждой пары со шлемом 1 относительно его плоскости симметрии, других их концов - с крепежным элементом 2.
Рассмотрим одну из форм реализации заявленных признаков (один из частных случаев выполнения) на примере, показанном на фиг.8. В данном случае связывающее устройство 3 выполнено из демпфирующего элемента 6 и одной пары демпфирующих элементов 7 и 8. Демпфирующий элемент 6 соединен первым концом 9 со шлемом 1 в его задней области 10, а вторым концом 11 - с крепежным элементом 2 в его задней области 12, причем по отношению к шлему 1 и крепежному элементу 2 демпфирующий элемент 6 расположен так, что его продольная ось симметрии "α" расположена в плоскости симметрии "β" шлема 1. Пара демпфирующих элементов 7 и 8 расположена между собой крестообразно относительно друг друга и соединена первыми концами 13 со шлемом 1 в его задней области 10 с симметричным расположением мест 14 этих соединений между собой относительно плоскости симметрии "β" шлема 1, а вторыми концами 15 соединена с крепежным элементом 2 в его задней области 12 также с симметричным расположением мест 16 этих соединений между собой относительно плоскости симметрии "β" шлема 1. Демпфирующие элементы 6 в данном частном случае выполнены в виде резиновых жгутов.
Крепежный элемент 2 выполнен пространственной формы. В рассматриваемом частном случае (см. фиг.8) крепежный элемент выполнен в виде жилета, форма которого соответствует форме туловища оператора и/или пассажира в полном обхвате его средней и верхней частей, а именно в поперечном обхвате средней и верхней частей туловища и обхвате плечевых областей его верхней части, и выполнен с его расположением в зоне нижней области 17 шлема 1 с образованием зазора "L" между ним и нижним краем 18 шлема 1. В частном случае, показанном на фиг. 8, второй конец 11 демпфирующего элемента 6 и вторые концы 15 пары демпфирующих элементов 7 и 8 соединены с жилетом в его задней области 12 на участке 19 его верхней части 20, который (участок 19) при установке крепежного элемента 2, выполненного в виде жилета на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства, прилегает к участку верхней части туловища, расположенному между его плечевыми суставами.
В другом из частных случаев выполнения крепежный элемент может быть выполнен, например, в виде пояса, форма которого соответствует форме верхней части туловища оператора и/или пассажира в поперечном обхвате ниже его плечевых суставов, и также, как в предыдущем частном случае, он расположен в зоне нижней области шлема с образованием зазора между ним и шлемом (не показано).
Во всех частных случаях выполнения крепежного элемента 2 его форма выполнена с таким соответствием форме обхватываемых им частей туловища оператора и/или пассажира транспортного средства, что он устанавливается на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства с достаточной степенью неподвижности на нем, т.е. с плотным обхватом соответствующих частей туловища.
В одном из частных случаев выполнения демпфирующие элементы 7 и 8 каждой из пар демпфирующих элементов могут быть расположены между собой симметрично относительно плоскости симметрии "β" шлема 1, т.е. демпфирующие элементы 6 каждой из этих пар могут располагаться по разные стороны плоскости симметрии "β" шлема 1 симметрично друг другу.
В частных случаях выполнения вторые концы 15 демпфирующих элементов 7 и 8 могут быть соединены с крепежным элементом 2, например, в его передней области, если он выполнен в виде пояса, или вторые концы 15 демпфирующих элементов 7 и 8 могут быть соединены с крепежным элементом 2 в его областях, охватывающих плечевые области туловища оператора и/или пассажира транспортного средства, если он выполнен в виде жилета, или также, как и в случае выполнения крепежного элемента 2 в виде пояса, - в передней его области.
При установке системы защиты на оператора и/или пассажира транспортного средства, т.е. при установке ее шлема 1 и крепежного элемента 2 на голову и туловище оператора и/или пассажира соответственно, которое само относительно неподвижно зафиксировано в транспортном средстве, в частности ремнями 5 на его сиденье 4 (см. фиг.8), в условиях эксплуатации транспортного средства, выполненные в виде резиновых жгутов демпфирующие элементы 6, 7 и 8 за счет своих демпфирующих свойств при воздействии ускорений на шлем 1 с головой демпфируют их колебания, что особенно важно при воздействии на шлем 1 с головой недопустимых пиковых ускорений в экстремальных ситуациях (например, при фронтальном ударе транспортного средства или ударе в него сзади и т.д.), вызывающих опасные перегрузки для жизни оператора и/или пассажира транспортного средства или по меньшей мере для его здоровья - травмы в области головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба.
При эксплуатации системы защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства наличие в ней демпфирующих элементов 6, 7 и 8, которые охватывают демпфированием значительный диапазон возможных направлений колебаний шлема 1 с головой относительно крепежного элемента 2, выполненного в показанном на фиг.8 примере в виде жилета, установленного на туловище оператора и/или пассажира, лишь в небольшой степени оказывают нагружение на голову и шею оператора и/или пассажира при их перемещениях (поворотах, наклонах) относительно его туловища и практически не ограничивают общую подвижность шлема 1 с головой относительно жилета, а расположение жилета, в виде которого выполнен крепежный элемент 2, в зоне нижней области 17 шлема 1 (т.е. расположение всех частей крепежного элемента 2 ниже нижней области 17 шлема 1) с образованием зазора "L" между ним и нижним краем 18 шлема 1, по сравнению с прототипом, где шлем системы пассивной безопасности пилота автомобиля опирается нижним краем в углепластиковую пространственной формы пластину, в заявляемом решении позволяет шлему 1 с головой перемещаться в большем диапазоне относительно крепежного элемента 2, установленного на туловище оператора и/или пассажира транспортного средства.
Таким образом, за счет того, что в заявляемой системе защиты (по третьему варианту) связывающее устройство 3 имеет возможность качественно демпфировать различно направленные колебания шлема 1 с головой оператора и/или пассажира транспортного средства относительно крепежного элемента 2, установленного на туловище оператора и/или пассажира, и за счет того, что связывающее устройство 3 обеспечивает достаточно большую подвижность шлема с головой относительно крепежного элемента 2 в результате его соединений со шлемом 1 именно в задней области 10 шлема 1 и в результате расположения крепежного элемента 2 в зоне нижней области 17 шлема 1 с образованием зазора "L" между крепежным элементом 2 и нижним краем 18 шлема 1, в отличии от прототипа, где соединение шлема с углепластиковой пространственной формы пластиной, установленной на плечах туловища пилота, осуществлено двумя ремнями, соединенными со шлемом в его боковых областях, а с углепластиковой пластиной в ее проушинах, выполненных на ее зашейном выступе, и где ремни расположены перпендикулярно относительно позвоночного столба пилота, а шлем пилота автомобиля опирается нижним краем в углепластиковую пространственной формы пластину, уровень безопасности заявляемой системы защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства в условиях воздействия на шлем 1 с головой ускорений, особенно пиковых ускорений в экстремальных ситуациях, повышен, а диапазон подвижности шлема 1 в возможных для него направлениях перемещений относительно крепежного элемента 2 в штатных условиях эксплуатации транспортного средства увеличен.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ТРЕНАЖЕР КОСТНО-МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ | 1996 |
|
RU2126674C1 |
| ЭКЗОСКЕЛЕТ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ | 2015 |
|
RU2696631C2 |
| Опорная стойка для специального снаряжения | 2019 |
|
RU2707331C1 |
| ЖИЛЕТ ЗАЩИТНЫЙ | 1997 |
|
RU2121644C1 |
| КАСКА С АМОРТИЗАТОРОМ И КОЖУХОМ СВЕТОФИЛЬТРА ЗАЩИТНОГО ШЛЕМА ЛЕТЧИКА | 2011 |
|
RU2457765C1 |
| Способ корректирующего массажа шейно-воротниковой зоны и плечевого пояса | 2020 |
|
RU2745475C1 |
| СПОСОБ МИОДИНАМИЧЕСКОГО ВЫТЯЖЕНИЯ ПОЗВОНОЧНИКА (ВАРИАНТЫ) | 2005 |
|
RU2314779C2 |
| ЖИЛЕТ РАБОЧИЙ СТРАХОВОЧНЫЙ С БРОНЕЗАЩИТОЙ | 2008 |
|
RU2373480C2 |
| БРОНЕЖИЛЕТ | 1997 |
|
RU2123167C1 |
| АКТИВНЫЙ МОДУЛЬ СПИНЫ ЭКЗОСКЕЛЕТА | 2023 |
|
RU2825044C1 |
Изобретение относится к пассивной безопасности на любых транспортных средствах. Система защиты содержит шлем 1 и крепежный элемент 2, предназначенные для установки соответственно на голове и туловище оператора и/или пассажира, связывающее устройство 3, подвижно соединяющего шлем 1 с крепежным элементом 2. Устройство 3 по первому варианту выполнено из демпфирующего элемента 6, ось симметрии α которого расположена в плоскости симметрии β шлема 1, и из первого 7, и второго 8 соединительных элементов, посредством которых элемент 6 соединен со шлемом 1 и с крепежным элементом 2 в их задних областях 9 и 10 соответственно. Крепежный элемент 2 выполнен в виде жилета и расположен в зоне нижней области 11 шлема 1 с образованием зазора L между ним и нижним краем 12 шлема 1. Устройство 3 по второму варианту выполнено из четного числа демпфирующих элементов, образующих между собой их пары, демпфирующие элементы каждой из которых соединены первыми концами со шлемом в его задней области с симметричным расположением мест этих соединений между собой относительно плоскости симметрии шлема, а вторыми концами соединены с крепежным элементом с симметричным расположением мест этих соединений между собой относительно той же плоскости. Устройство 3 по третьему варианту аналогично второму с разницей лишь в том, что оно выполнено из нечетного числа демпфирующих элементов - не менее трех, один из которых во всех случаях соединен со шлемом и крепежным элементом в их задних областях, причем ось его симметрии расположена в плоскости симметрии шлема. Технический результат заключается в повышении уровня безопасности системы защиты головы, шейного и верхне-грудного отделов позвоночного столба оператора и/или пассажира транспортного средства и увеличении диапазона подвижности шлема (с головой) относительно крепежного элемента (установленного на туловище). 3 с. и 19 з. п. ф-лы, 8 ил.
| "АВТОРЕВЮ", 2000, №8, с.59 | |||
| DE 19545299 A1, 12.06.1997 | |||
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА | 1999 |
|
RU2220402C2 |
| ПРОТИВОЗУДНОЕ СРЕДСТВО "АНТИЧЕС" | 2002 |
|
RU2227744C2 |
| Сиденье транспортного средства | 1991 |
|
SU1759677A1 |
