专利名称：一种流线型护阴车座及护阴车套的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车车座及车套，具体地说是一种能够保护人体外阴部的流线 型自行车车座及车套。
背景技术：
随着世界环境问题的恶化和低碳经济的需求，自行车因其良好的经济性和环保 性，使其长期成为人们生活中用途广泛的重要代步工具。但作为自行车结构中与人体关系 最密切的部件——车座的设计，长期以来存在骑乘舒适性不能满足需求的设计瓶颈，甚至 引发人体健康隐患。越来越多的自行车“骑士”感觉骑车后阴部胀痛，腹部坠胀，如不及时休息、治疗， 会患“自行车病”，此病分尺神经麻痹症和膀胱排尿梗阻症。其中，膀胱排尿梗阻症发病的 主要原因是骑车者的体重通过狭窄而坚硬的坐垫反作用于外阴处，由于外力长时间刺激尿 道上段、外括约肌和前列腺等处所致。“经常骑自行车的女性生殖器敏感度会降低，从而影 响她们的性功能。骑在自行车时，女性生殖器周围承受长时间挤压造成血液循环不畅和神 经损伤。”(北京青年报常骑自行车影响女性性功能);“在对骑车与男性勃起功能障碍的关 系调查中，对160名自行车越野赛选手调查的报告中，33人阴茎麻木。研究显示，当骑车者 的车座为带有长鼻子的泪珠状时，人体四分之一的重量是压在这个长鼻子上，血管向阴茎 输送的氧气量会下降70%至80%，研究人员表示，目前市场上出售的健康车座，试图通过车 座后部或中部的孔眼或细槽为会阴部减压，使车座的表面积变得更小，骑车者的体重不得 不集中在更小的受力面上，外阴部仍逃脱不了受伤危险。”(法制晚报自行车车座藏隐患有 损男性生殖系统)；著名的世界环法自行车赛冠军阿姆斯特朗身患睾丸癌与其长期剧烈的 自行车运动存在密切的关系。传统自行车座对人健康不容忽视的不利影响，促使设计师们 开发新式的自行车鞍座。目前己知国内外几款自行车鞍座的设计有舒适型鞍座、中空型鞍座、椭圆形健康 车座、减震型鞍座、直竿形鞍座、月牙型人机工程鞍座等。舒适型通过加大车座面积或改进 座面材质，提高舒适度，但座体长的前部对人阴部的挤压没变；中空型通过对阴部接触部的 中空设计来缓解压力，但座体长的前部对人外阴部的挤压没解决，还会因面积的缩小而增 大压力；椭圆形为避免力的作用于外阴，去掉了窄长的前部支撑，使人心理缺少了踏实感， 而且人骑行时，多数时间里会上身前倾，外阴与座前部的外沿还是会有作用力；减震型鞍座 通过减震装置减轻震动，以减少外阴压力，但装置增加了重量和成本，并没有使问题完全解 决；直竿形鞍座(参见图1)由一个横向直杆构成，避免了鞍座对人坐骨生殖区的挤压和摩 擦，不会压迫到外阴区的神经和血管，但从力学角度分析，桶型的鞍座大大减少臀部与鞍座 之间的受力面积，坐骨结节和相应的臀大肌承受的压力很大，会加速骨质和肌肉软组织的 疼痛和疲劳。同时，骑乘者为坐稳身体，重心前倾加重上肢的负担，会加速上肢的疲劳；美国 M00NSADDLE公司的月牙型人机工程鞍座(参见图2)，在避免坐骨生殖区的压迫上是设计的 十分成功的，从单纯的避免人体器官和组织压迫的角度来考虑，其有一定的道理和可实施性，但是从另一个骑乘舒适的角度来说，由于没有了前部必要的支撑，骑乘者会有缺乏支撑 部的感觉，它的大腿导向设计也不很合理，前弯的造型限制了腿部的左右运动，且上下车也 不是很方便。骑车人的臀部会有向前倾斜甚至滑行的危险。长期以来，没有人设计出能真 正解决人外阴部受严重挤压问题的鞍座，这是因为自行车的鞍座与一般车辆鞍座不同，设 计上有其特殊性自行车是靠人自身驱动的人机系统，比其它消耗燃料的交通工具更依赖 人的体能和技巧，鞍座设计要适合人运动性的要求；鞍座又是主要支撑人身体的重要部件， 所以对鞍座的舒适性上也有严格的要求。但诸多因素使它在设计上存在许多局限性。自行车的设计初衷是用双轮代替脚向前滚动，1791年，法国人希拉克的“木马 轮”车，在两个木车轮间的横梁上装条板凳，用脚蹬地推动车前进。1839年，英格兰麦克米 伦的脚蹬，实现人双脚离开地面，使速度大大提高。脚踏设计满足了人们对自行车速度的要 求，同时，双脚离地也使人的上身更前倾，伴随后来对鞍座的马鞍式形状的设计，人和车的 关系更为紧密。马鞍式的传统车座方便人骑行，却使人的外阴部感到不舒适。其主要弊端是一、受力面积小。人骑车时，双脚和腿部不停作曲线运动，传统自行 车车座是依据双腿的运动轨迹和人臀部形状设计的呈三角形。在图3人坐凳子上的横向剖 面图与图4人坐传统车座上的横向剖面图比较可看出，人坐凳子上时，臀部和左右双腿根 部与凳面相接触，共同支撑人体重。人坐传统车座上时，左右双腿根部退出了接触面，作为 支撑物的受力面积明显比人座在椅凳时的受力面积缩小。根据压强定义(P=F/S)，受力面积 缩小，使单位面积内的压强更大。二、受力点处于人体外阴部。图5是人坐传统车座上的受 力图。人骑行时，身体前倾，重心前移，根据牛顿第三运动定律(F=-F')，两个物体之间的 作用力和反作用力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。即人给车座多少作用力，相 应的身体部位就得到同样大小的反作用力。传统自行车车座受力点正处于人体外阴部位。 随着人双腿的圆周运动，腿部会靠鞍座侧面上下起伏，使人外阴部在受严重重力作用力的 同时，还不断受着向鞍座左右下方的牵引力的作用及人的臀部在鞍座上位移而产生的摩擦 力的作用，使人外阴部的组织和血管不断受到来自几方面作用力的挤压。在自然状态下，人双腿站在地面上时，人是一个独立受力系统。人的身体质量分布 均勻，以人身体为中轴线呈两侧对称分布，双臂自然下垂，构成一个平衡系统。人向前行走 时，重心通过左、右脚的位移来回交换，双臂前后摆动。人的外阴部处于没有危险因素的自 然安全状态，世界上一切生物出于自我保护的本能，生殖部都长在不易被攻击的部位，这 是生物自然选择的属性。图7为人骑自行车状态的前视图，人机是一个受力系统。自行车的前后轮胎与地 面的接触面积仅20平方厘米左右，几十公斤重的人骑在车上而不倒，除了进动力和陀螺效 应外，还和自行车的平衡结构有关对称的车把和脚蹬，及双轮着地的平衡结构。从正面看， 人作用于车时，双臂对称地撑于车把上，和人的上身一起形成三角形力学结构；双脚对称地 踏在脚蹬上，和人身体一起形成三角形力学结构；从侧面看，车的双轮着地，和上面的人体， 形成三角形力学结构。二维空间平衡一起构成三维空间的平衡。在自行车的车把、脚蹬和 双轮设计上，均体现了人机相容的人体工学理念，但传统车座的设计中却忽视了这一点。图8为人骑自行车状态的侧视图，人车系统中，人身体前倾，重心前移，人的大部 分重量落在车座上，特别是车座的前部人的外阴处，根据牛顿第三运动定律(F= -F')，两 个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。即人给车座多少作用力，相应的身体部位就得到同样大小的反作用力。随着人的上身和水平面的夹角从90 度向车前进方向的逐渐减小，人的外阴部位和鞍座紧密接触的范围逐渐增大，当人上身接 近水平面时，外阴部位和鞍座的相互作用已非常严重。因为鞍座非常坚固，其疲劳性能和固 定性能是经过技术要求严格测试的，抗压性能很好。而人外阴部位却是柔软的。此时鞍座 给人外阴部位的作用力是与人重心相反并垂直向上，并且是单点受力。图11为人体在鞍座 上时臀部组织的分布状况，可知，坐骨生殖区b (位于坐骨结节d和耻骨联合部之间)分布 有大量的血管神经、软组织和神经末梢。当人的外生殖部位和鞍座长时间紧密接触并挤压 作用时，造成会阴区c组织麻木和疼痛，而会阴区c深层中含有泌尿组织、血管、传导神经及 生殖动脉a，进而造成坐骨生殖区b缺血及供氧不足，严重时引发生殖系统障碍。而自行车 鞍座的结构，为了便于腿部运动和承受来自于臀部的人体重量，要求它的形状肯定是后宽 前窄且后圆前尖的，而自行车鞍座前部的窄长结构正与车的前进方向一致，也与人对车的 作用力方向一致，并在同一条轴线上，导致人前倾骑行时，鞍座不可避免地作用于人体外阴 部位。这也是长期以来自行车鞍座的设计上难以完成鞍座舒适性要求的设计难点。总结以上的分析可知传统车座产生弊端的主要原因一、它和人外阴部充分接触 时，车座前部面积太狭小，外阴部压强太大。二、人前倾骑行时，车座前部外阴区成为主要支 撑点，且为单点受力。以上分析可知，人站在地上时，人是在平衡受力的状态下；人骑行时， 也是于平衡受力条件下骑于自行车上。平衡性是物体运动性的重要前提。良好的平衡性保 证良好的运动性，是对称性和平衡论的自然界定律的体现。传统马鞍式形状的车座，因为 它使自然状态下的人外阴部处于被动受力的状态，人为地破坏了人体的自然平衡机制。人 骑行时，在各种力的作用下，外阴部受挤压，并在双腿的作用下左右牵引，使人身体跟随 运动，不利于人身体的平衡性。而外阴部在整个人机系统中成为主要受力点，严重破坏了 生物对其生殖部保护的自然选择属性。这正是传统车座产生问题的根源。
发明内容
解决传统自行车座弊端的技术方案要点是其车座形状应符合运动性要求，设计 重点是如何最大程度恢复外阴部的自然平衡受力状态，避免其成为主要受力点和支撑点， 达到舒适性要求。需要解决的技术问题是在满足人骑行安全方便的心理条件下，在保留车座前部 向前的延伸形态前提下，如何通过科学的设计最大程度恢复外阴部的自然平衡受力状态， 避免其成为人前倾骑行时，车座前部主要受力点和支撑点.来实现对人外阴部位的保护； 完成自行车鞍座对坐着的舒适性和骑行运动性相互统一的特殊设计要求。这也是200多年 来，自行车发明后，人们对自行车鞍座没有充分认识到的问题，是彻底解决车座问题的关 键。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是通过对已知车座的形状、功能、自行 车力学原理的分析，自行车发明史及人体工学多方面涉及领域的综合分析，结合物理学平 衡论的思想，创造性提出解决鞍座问题的技术方案，在座体的前部上方设有沿其轴线对称 的两个流线型突起物一，所述流线型突起物一的边缘与座体的外表面平滑过渡。所述两个流线型突起物一的中心线相交成V形，所述流线型突起物一纵截面上后 边缘线的斜率小于其前边缘线的斜率。
进一步优选地，两个流线型突起物一中心线的夹角α为20° 160°，流线型突 起物一的顶端与座体上表面的距离D为3mm 69 mm。此外，本发明还提供了一种护阴车套，在车套的前部上方设有沿其轴线对称的两 个流线型突起物二，所述流线型突起物二的边缘与车套的外表面平滑过渡。所述两个流线型突起物二的中心线相交成V形，所述流线型突起物二纵截面上后 边缘线的斜率小于其前边缘线的斜率。进一步优选地，两个流线型突起物二中心线的夹角α 1为20° 160°，流线型突 起物二的顶端与车套上表面的距离Dl为3mm 69 mm。本发明的有益效果在于根据人体工学和解剖学，该左右两边对称的突起结构与 扇形鞍座的过渡表面自然衔接，呈流线型，两个对称的突起结构和鞍座表面形成开放性的 圆弧空间。对传统自行车鞍座新增的两个对称性的突起结构，使自行车鞍座的结构符合自 然界所固有的左右对称性原理。传统自行车座人为地打破了人的自然平衡受力状态，破坏 了生物对生殖部保护的自然选择属性。图9是人体骨盆在普通鞍座上的位置图，人骑在鞍 座上时，坐骨间的生殖区及会阴处紧靠在平坦的车座面，使外生殖部与鞍座间的相互作用 力增强。图10是人体骨盆在本发明专利鞍座上的位置图，由于人外生殖部位有了向上前方 的突起结构的支撑，使坐骨间的生殖区及会阴部不再紧贴在座面上，避免了外生殖部与鞍 座表面的相互作用。本专利通过以上对车座的独创性结构设计，使原本窄长的鞍座前部增 加了受力面积，并且形态是模仿人的大腿沟处与外阴部的空间设计的，其结构设计与人体 曲线非常吻合，具有很好的舒适性。两个对称的突起结构，决定了它是对称的受力方式，故 具有良好的平衡。对来自于人体的作用力起到缓冲和分解的作用(参见图6)，而鞍座平衡性 能的提高，使自行车的整体性能得到优化。左右对称的突起结构还起到缓冲的作用。在人高 速行驶转弯时，大腿内部有缓冲受力点，有利于乘骑者，特别是自行车赛车手身体的平衡， 优化了人车系统的协调性。且圆弧空间正和人外阴部组织对应，使原先暴露于受力点下，且 被鞍座窄长部严重挤压的人外阴部组织不再紧密地与鞍座窄长部相互作用，而是与开放性 的圆弧空间对应(参见图11人体在自行车鞍座上时臀部组织的分布简图)，达到本专利车座 对自行车鞍座乘座舒适性的要求。本专利车座左右两边对称的突起结构与鞍座扇形两边的 过渡表面自然衔接，呈流线形过渡，使人在前倾状骑行时，对人体起到支撑作用，流线型造 型曲线与人两边大腿的运动轨迹匹配，防止骑车人在骑行过程中臀部向前方下滑，保持人 在车座上的平衡和稳定，达到本专利车座对自行车鞍座骑行的运动性要求。所以，本专利车 座达到了对自行车鞍座设计乘座的舒适性及骑行的运动性两者的统一，解决了百年来自行 车座窄长结构给人外阴部造成挤压，带来生殖系统健康隐患的严重问题，大幅度提高了产 品的舒适性和安全性，有效消除人对自行车病的恐慌心理。本发明的创造性还体现在对称结构的独创设计使人体更安全而充分地和鞍座接 触，有效减少了自行车的震动。人骑于传统车座上，当遭遇凹凸不平的路况时，人体常因来 自鞍座前部的强烈冲撞，条件反射地从鞍座上弹起，又撞回鞍座，频率反复，整个车体强烈 震动。在人骑于本发明的车座上时，因对称结构设计保护了人外阴部，从而避免了人因疼痛 产生的条件反射式弹跳，对称结构设计的本身增加了人体的平衡稳定性，并增大了受力面 积，有效减少了震动，有助于减少自行车各零件磨损，延长使用寿命。对称设计的缓冲作 用，使人在高速转弯行驶时，大腿内部有缓冲受力点，有助乘骑者，特别是自行车赛车选手保持身体的平衡，优化了人车系统的协调性。通过模型的制作和试用，实践地证明本专利 车座确实具有以上优异的效果。本专利车座不仅使鞍座的舒适性和安全性大幅度提高，还 完善了自行车的使用性能。有效消除人对自行车病的恐慌心理，对自行车的未来市场推广 将带来更加积极的效应。本专利经过对自行车鞍座长期深入的全面科学分析，提出对自行 车鞍座独到而精辟的设计理念，其结构设计的独创性，决定了本发明专利车座完全有别于 其它国内外现有车座设计，是完全新颖的创造发明。其优越的力学特征所带给人的益处，对 自行车设计功能性的完善起到至关重要的作用。对自行车的未来市场推广将带来更加积极 的效应，且其造型简练而美观，符合现代人对自行车时尚化的审美需求。本发明专利广泛适 用于轻便型自行车、载重型自行车、运动型自行车及特殊型自行车等，也适用于儿童型车。
通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更 加清楚和容易理解。图1为直竿形鞍座结构示意图2为月牙型人机工程鞍座结构示意图3为人坐凳子上的横向剖面图4为人坐在传统车座上的横向剖面图5为人坐传统车座上的受力分析图6为人坐在本发明的车座上的受力分析图7为人骑自行车状态的前视图8为人骑自行车状态的侧视图9为人体骨盆在普通自行车鞍座上的位置图10为人体骨盆在本发明专利鞍座上的位置图U为人体在自行车鞍座上时臀部组织的分布简图12为本发明的前视图13为本发明的侧视图14为本发明的立体示意图15为实施例三的护阴车座的前视图16为图15的侧视图。图中标号说明
I-座体2-流线型突起物一 21-后边缘线 22-前边缘线
II-车座主体3-座套 31-流线型突起物二
a-生殖动脉 b-坐骨生殖区 C-会阴区 d-坐骨结节
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例一本发明流线型护阴车座的两个流线型突起物一 2的中心线相交成V形， 且两个流线型突起物一 2中心线的夹角α为38° 58°，流线型突起物一 2的顶端与车 座1上表面的距离D为15mm 27 mm，两个流线型突起物2 —与车座座体1 一体成型。本 实施例适用于竞赛型车座，如山地车车座。
实施例二本发明流线型护阴车座的两个流线型突起物2—的中心线相交成V形， 且两个流线型突起物一 2中心线的夹角α为42° 72°，流线型突起物一 2的顶端与车 座1上表面的距离D为16mm 26 mm，两个流线型突起物一 2胶接或通过连接件固接在车 座座体1的前端两侧，可根据骑车者的不同需求而拆卸更换。车座座体1前部长度比一般 车座减少15mm 30 mm，本实施例适用于轻便型自行车车座。实施例三本发明护阴车套，在车套3的前部上方设有沿其轴线对称的两个流线 型突起物二 31，流线型突起物二 31的边缘与车套3的外表面平滑过渡，两个流线型突起物 二 31的中心线相交成V形，所述车套3套装于车座主体11上。本实施例的其他参数同实 施例一或二。本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式
只是示例性的，是为了使本领 域技术人员能够更好的理解本专利内容，不应理解为是对本专利保护范围的限制，只要是 根据本专利所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护范围。
权利要求
1.一种流线型护阴车座，其特征在于在座体(1)的前部上方设有沿其轴线对称的两 个流线型突起物一(2)，所述流线型突起物一(2)的边缘与座体(1)的外表面平滑过渡。
2.根据权利要求1所述的护阴车座，其特征在于所述两个流线型突起物一(2)的中 心线相交成V形，所述流线型突起物一(2)纵截面上后边缘线(21)的斜率小于其前边缘线 (22)的斜率。
3.根据权利要求1或2所述的护阴车座，其特征在于所述两个流线型突起物一(2)中 心线的夹角(α )为20° 160°。
4.根据权利要求1或2所述的护阴车座，其特征在于所述流线型突起物一(2)的顶端 与座体(1)上表面的距离(D)为3mm 69 mm。
5.一种护阴车套，其特征在于在车套(3)的前部上方设有沿其轴线对称的两个流线 型突起物二(31)，所述流线型突起物二(31)的边缘与车套(3)的外表面平滑过渡。
6.根据权利要求5所述的护阴车套，其特征在于所述两个流线型突起物二(31)的中 心线相交成V形，所述流线型突起物二(31)纵截面上后边缘线的斜率小于其前边缘线的斜 率。
7.根据权利要求5所述的护阴车套，其特征在于所述两个流线型突起物二(31)中心 线的夹角(α 1)为20° 160°。
8.根据权利要求5所述的护阴车套，其特征在于所述流线型突起物二(31)的顶端与 车套(3)上表面的距离(Dl)为3mm 69 mm。
全文摘要
本发明公开了一种流线型护阴车座及护阴车套，具体地说是一种能够保护人体外阴部的流线型自行车车座及车套。针对传统车座对人体会阴部因挤压而引发健康隐患的问题。本发明的护阴车座在车座座体的前部上方设有沿其轴线对称的两个流线型突起物一，所述流线型突起物一的边缘与座体的外表面平滑过渡。本发明的护阴车套的前部上方设有沿其轴线对称的两个流线型突起物二，流线型突起物二的边缘与座套的外表面平滑过渡。本发明同时满足人对车座舒适性和运动性的需求。广泛适用于轻便型自行车、载重型自行车、运动型自行车及特殊型自行车等，也适用于儿童型车。
文档编号B62J1/18GK102001377SQ201010565080
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年2月12日
发明者不公告发明人 申请人:安丽蓉