[发明专利]用于人体部位的复合材料制成的人机学支撑结构件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明应用于特殊材料制成的机械结构件领域，尤其涉及复合材料制成的支撑结构件。

此外，本发明涉及制造上述结构件的方法。

背景技术

泡沫材料的覆盖衬垫公知用于提高刚性体的舒适度和人机学效益，所述刚性体在使用期间与人体部位接触，所述刚性体例如用于车辆、自行车鞍座或类似物的复合材料的座椅。

然而，由于设计用来支撑衬垫的部分整个被衬垫盖住，使得这种解决方案提供的舒适度和便利性并不令人满意，也不美观。

在为克服上述缺陷而进行的尝试中，在承受最大的使用者压力的区域越来越多地使用凝胶插入物，以提高最需要位置的舒适度。与泡沫比较优选凝胶，因此它的粘弹性特性可以改善响应静应力的界面压力的分布，同时改进响应动应力的振动阻尼以及响应冲击应力的高弹性后作用力。

US-A-6,050,964公开了一种弹性织物结构件，其上具有热塑性凝胶，以形成用于被凝胶覆盖的部分的人机学支撑基座。

这种现有结构件的一个缺陷是，尽管它无疑是舒适和有弹性的，但是包覆凝胶的织物护套容易被割破和断裂，凝胶容易从中漏出。此外，本来美观的凝胶插入物会由护套覆盖。

由US-A-5904396、EP-A2-1382520、US-A-5330249已知与上述结构件等效的另一种技术配置。

US-B-6450572公开了一种具有刚性支撑框架的鞍座，该框架覆盖由更具硬度的泡沫和更具弹性的泡沫组成的双层垫，在垫上形成凝胶部分，该凝胶部分设计成在它们接触使用者的运动部位时发生形状的改变。

尽管这种解决方案舒适并且不会受到不希望的损坏，但是它具有因结合了垫子而产生的缺陷，垫子会使结构件更重且不美观。

至今将一复合材料与凝胶插入物直接连接的问题还没有得到解决。

发明内容

本发明的目的通过提供一种非常有效且相对节省成本的人机学支撑结构件，克服了上述缺陷。

一个具体目的是提供一种人机学支撑结构件，它能够定制，也就是适合任何使用者的身体。

本发明的又一目的是提供一种视觉上美观的人机学支撑结构件。

本发明的另一目的是提供一种质量轻且强度高的人机学支撑结构件。

本发明的还一目的是提供一种制造本发明的人机学支撑结构件的实用且容易再现的方法。

这些目的以及在下文将更加显而易见的其他目的，通过根据权利要求1的复合材料制成的支撑结构件实现，该支撑结构件包括粘弹性插入物永久固定在其上的主体，其中该主体具有至少一个增强部件(reinforcement member)，该增强部件由从密度相对小且机械强度相对高的材料中选出的材料制成，所述增强部件与至少一个用于永久固定所述至少一个插入物的聚合物基体结合。

由于这种特殊构造，本发明的人机学结构件非常舒适，适合于大量应用，例如自行车鞍座、椅子、车辆座椅或类似物的制造。

此外，本发明的结构件可以避免使用在现有结构件中用作舒适元件的垫子。这使得能够制造出舒适且非常轻的结构件。

复合材料和粘弹性材料之间的直接连接也提供了视觉上美观的组件，这在很受样式和美学影响的运动和休闲领域是不可忽略的优点。

有利的是，该至少一个插入物可以放置在所述增强部件上方，以限定对于使用者的容易受控变形的自由接触表面。

由于该技术特征，本发明的结构件满足不同使用者的需要，而不管与结构件接触的身体部位的特殊体型如何。粘弹性材料的固有人机学性质使得结构件能够容易且舒适地适应任何人。

适当的是，本发明的结构件可以具有聚合物覆盖层，该覆盖层设置在所述至少一个插入物和所述聚合物基体顶面上。

由于该特征，结构件接触起来非常舒适也很安全，因为它保护使用者免受任何增强部件断裂的影响，而如果增强部件断裂则可能弹出危险的碎片并伤害使用者。

根据本发明的另一方面，提供了一种根据权利要求9的制造与上面所公开结构件类似的人机学支撑结构件的方法，其包括下列步骤：提供至少一个增强部件，该增强部件由从密度相对小且机械强度相对高的材料中选出的材料制成；提供具有内腔的模具，该内腔的预定形状与支撑结构件主体的外部构造相应；打开所述模具，铺设至少一个增强部件；在所述至少一个增强部件上放置至少一个粘弹性材料制成的插入物；密封所述模具，并将其加热至预定工作温度；冷却所述模具到预定最终温度；以及打开所述模具，从其中取出完成的支撑结构件。

由于上述技术特征，本发明的支撑结构件可以以实用且容易再现的方式制成。

附图说明