仿生学骑行头盔开发设计思考

余悦 李桐 周富霞

摘要：骑行头盔对保护骑车人性命的功能是不容置疑的。根据调差发现骑行死亡人数有98%的未佩戴头盔，而在撞击事故过程中戴头盔的人使他们头部受重伤的危险系数减少了85%。随着硬柏油路和石路的增多。把科技融入骑行头盔是必不可少的。头盔产品设计应超越产品物质层面的一般性安全性原则，在优化安全体验的基础上，更多地考虑用户心理、用户情境以及用户的自我價值实现，符合工业产品设计 “以人为本”的发展趋势。

关键词：仿生、骑行、头盔、产品设计

我国有很大一部分人群喜欢骑行，不仅是因为提高身体素质，更大多人喜欢骑行旅游，既享受娱乐的同时，也满足了对身体机能的加强。骑行除了要有一辆好的自行车以外，必不可少的就是一个安全的头盔。而如今市面上的头盔仅仅有保护功能以外，就没有其他的附加功能，更加没有人工智能的功能，在如今高速发展的社会，把科技融入头盔是必不可少的。而在孤独的骑行过程中由于无法说话，也无法做其他娱乐，因此很多人都会携带一个小音箱，但多余的音箱重量又会影响骑行的质量。处于对安全的需要，大多数骑行爱好者都会携带头盔，无论是上班或者去旅游，但在收纳的时候，沉重又巨大的头盔就会成为他们的累赘，戴在头上累，放在家里占空间，放在车上容易被偷。

1、骑行头盔发展现状

骑行头盔国际品牌主导国内市场，根据笔者所在城市为例，头盔使用率不高，尤其在部分高校中骑行事故时常发生。存在着骑行安全教育不足的问题。根据统计未戴头盔的原因主要有：

1.根本没有要佩戴头盔的意识。

2.骑行路程较短，没有必要佩戴头盔。

3.自己骑车技术好，不会出现意外。

4.头盔佩戴麻烦。

5.长久佩戴头盔容易发闷发热。

6.自己本来想戴，看大家都没戴，就不戴了。

7.形式感太强，没有必要。

8.头盔不方便携带。

只有设计一款更加方便安全可靠的骑行头盔刻不容缓，才能极大地提高了后续人员营救的效率，减少了因骑行事故造成的伤亡。

2、骑行头盔设计要素解析

蜜蜂不但给人酿造了甜美的蜂蜜，他还是一个天才“建筑师”，蜂巢是蜜蜂居住繁衍的场所，如果需要，蜜蜂能在一昼夜用蜂蜡建筑起几千间住宅。蜂巢型的材料用料少，重量轻，强度高，具有隔音隔热等特性，六角形的架构设计，能使物体具有高强度的力学支撑既稳固又美观简洁，节省材料。蜂巢的特性使得对蜂巢的仿生无论是在建筑上或者是在产品上皆具有独特的意义，带给人很多的启发。而且蜂巢型的六边形具有对称折叠形态，也启发了我对折叠头盔的想象，既能节省材料，又具有强大的弹性，还能减缓冲击力，而且关键是轻盈。因此我通过蜂巢的启发，决定设计一款具有很强安全性，能折叠，融入现代化科技的头盔，满足现代人对骑行的需求。

3、仿生学头盔设计简单说明

蜂巢的六角形是最致密的结构，各方受力大小均等，且容易将受力分散。蜜蜂的巢房有两种功效：或作为产卵与幼峰的哺育室，或作为存放花粉和蜂蜜的储藏室，尽管巢房的功用不同，但结构却惊人的相同，从正面看巢房为正六边形，巢壁很薄，两边巢房的底相互嵌合，以承受最大的负荷力。

蜂巢的六角形是最致密的结构，各方受力大小均等，且容易将受力分散，而且六边形在头盔壳上附带有强化筋的作用，使头盔在接受强烈的撞击的时候不那么容易破碎，顶部的六边形的折叠装置也能起到防震抗压防变形的作用，使得当头部受到巨大冲击时，具有极大稳定性的蜂巢结构能缓冲其对头部带来的伤害。

六边形折叠软胶，仿生蜂巢的形状，采用TPE软胶材质，强度高，韧性好，耐磨，耐晒，具有非常好的触感，六边形具有对称性，易于折叠收纳，且六边形的稳固性很好，在不需要使用头盔的情况下，能收缩头盔，放入包中，不占空间，易于携带，可解决骑行爱好者们由于头盔携带不方便而骑行时不佩戴头盔。

头盔保护内衬中包括两部分，其中一部分是与折叠软胶相接的部分，另一部分是与头盔外壳相接部分，与头盔外壳相接的用棉质网布包裹着的低密度的EPS泡沫软板，其材质具有很好的防震性和抗压性，非常柔软，而棉质网布具有很强的透气性，使头盔内部保持清爽。而与折叠软胶连接部分为高密度的EPS泡沫板，软硬度适中，耐磨，防震抗压，不吸湿，有效保持头盔内部的清爽。

仿生头盔有前后两种灯，前面部分为夜视照明灯，后面部分为重力感应安全灯灯，很多旅游骑行爱好者都会有晚上赶路的情况，有些时候会遇到黑漆漆没有灯光的夜晚，因此就需要有一个有照明功能的头盔，能随着头部的扭转而看到想看的地方。在公路上，安全对于骑行者来说十分重要，很多时候在骑行过程中需要转弯，而本设计，采用最新的科技—重力感应技术，在转弯的时候只需轻轻往转的方向扭一下，转向安全提示灯便会亮，为了省电，安全灯会跳闪六下提示后面车辆注意避让后便会熄灭，内部有一个小型的移动电源，在灯光跳闪微弱时可充电持续使用。

结语  研究仿生学头盔结构设计，通过改变骑行头盔结构设计来达到使撞击减少到最小。使得人们在骑行、娱乐中的安全性能提高。让人们感受到这项运动是安全的、有保障性。并且加入导航、LED灯、踏频传感器、音乐播放器以及与手机的蓝牙连接功能等使得骑行更快乐。

参考文献

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[4]余行，杨亮，张鹏.基于微结构填充与仿生学的头盔设计[J].科技视界，2018（05）：196-197.

基金项目：江西省大学生创新创业训练项目《仿生学骑行头盔结构设计》（项目编号：S202112795021）

作者简介：

余悦，（2002-）女，汉族，江西抚州人，南昌理工学学院视觉传达专业学生

李桐，（2000-）男，汉族，甘肃庆阳人，南昌理工学院航空航天工程专业学生

周富霞，（1985-）女，汉族，江西南昌人，硕士，讲师，研究方向：产品设计学