用于緩和線性和轉(zhuǎn)動(dòng)加速的保護(hù)性頭盔的制作方法
【專利摘要】實(shí)施方案提供配置為在沖擊中保護(hù)頭部免受線性和轉(zhuǎn)動(dòng)加速影響的保護(hù)性頭盔。在各個(gè)實(shí)施方案中，所述頭盔可以包括外層、內(nèi)層以及通過間隔開的固定位點(diǎn)耦接到外層和內(nèi)層的至少一個(gè)中間層，由此在外層和內(nèi)層之間提供懸置部。在各個(gè)實(shí)施方案中，所述中間層可以由蜂窩材料、例如由鋁蜂窩制成。在使用中，蜂窩的面內(nèi)變形可以使得外層在基本切向上相對于內(nèi)層平移，由此緩和由切向沖擊分量所給予的轉(zhuǎn)動(dòng)加速。另外地，蜂窩以基本上非彈性的方式皺曲可以衰竭沖擊能量，以使可能會(huì)使線性和轉(zhuǎn)動(dòng)的頭部加速增加的彈性回彈最小化，由此緩和由垂直的沖擊分量所給予的線性加速。
【專利說明】用于緩和線性和轉(zhuǎn)動(dòng)加速的保護(hù)性頭盔
[0001]對相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年3月14日提交的、題目為“？冊[腿了 ？0尺11X16^X10^ 0？ 11^1？他0 801^110嫩I^
的優(yōu)先權(quán)，該美國專利申請要求于2012年7月11日提交的、題目為“？8012(:11%冊[腿丁
？0尺 11X16^X10^ 0？ 11^1？他040:21^1^110,^^^^^^^ 61/670,258
號(hào)的優(yōu)先權(quán)，這些申請的全部公開內(nèi)容在此通過引用整體并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本文中的實(shí)施方案涉及保護(hù)性頭盔的領(lǐng)域，更具體地涉及設(shè)計(jì)為保護(hù)頭部免受線性和轉(zhuǎn)動(dòng)加速影響的頭盔。

【背景技術(shù)】
[0004]頭盔在直接沖擊期間保護(hù)頭部免受傷害。對頭部的沖擊可能會(huì)導(dǎo)致顱骨骨折和/或創(chuàng)傷性腦損傷(181)，在美國45歲以下的人群中181為死亡和長期殘疾的主要原因。90%的創(chuàng)傷性腦損傷發(fā)生在沒有顱骨骨折的情況下，并且181可能僅由轉(zhuǎn)動(dòng)加速引起。盡管大腦容易受轉(zhuǎn)動(dòng)加速的傷害，但是現(xiàn)代的自行車頭盔主要設(shè)計(jì)和測試為緩和線性加速。大部分現(xiàn)代的頭盔具有兩個(gè)主要的缺點(diǎn):第一，它們吸收轉(zhuǎn)動(dòng)加速的方法有限，第二，彈性頭盔內(nèi)襯可能會(huì)在沖擊期間儲(chǔ)存能量，并且所儲(chǔ)存能量的釋放可能會(huì)在沖擊后引起使轉(zhuǎn)動(dòng)的頭部加速的嚴(yán)重程度和持續(xù)時(shí)間增加的回彈。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]通過以下的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖會(huì)容易地理解實(shí)施方案。在附圖的圖中，實(shí)施方案以示例的方式而非以限制的方式示出。
[0006]圖1圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案以無載以及無變形的構(gòu)造示出的頭盔的一個(gè)實(shí)例的橫截面正中矢狀視圖；
[0007]圖2圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的頭盔的橫截面正中矢狀視圖，其以沖擊期間的有載、局部變形的構(gòu)造示出并且描繪了由中間層的面內(nèi)壓縮和拉伸所承載的、外層和內(nèi)層之間的相對平移；
[0008]圖3八和38圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案以無變形(圖3八)和變形(圖38、剖開的情況下)狀態(tài)示出的蜂窩膜的一個(gè)實(shí)例的非彈性、塑性變形；
[0009]圖4八和48圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的使得能夠球形、三維成型的一個(gè)示例性蜂窩構(gòu)造的平面部分(圖4八)和球形部分(圖48)的示意圖；
[0010]圖5八、58和50描繪了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的在無載條件(圖5八)和有載、變形條件(圖58)下示出的具有間隔開的固定點(diǎn)的蜂窩層部分的示意圖，以及在有載、變形條件(圖50下的蜂窩層的立體圖；
[0011]圖6圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的結(jié)合另外的層部分示出的一個(gè)示例性頭盔的橫截面正中矢狀視圖，該另外的層部分與中間層相鄰以促進(jìn)中間層相對于內(nèi)層和外層的滑動(dòng)；
[0012]圖7圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案以沖擊期間的有載、局部變形的構(gòu)造示出的頭盔的一個(gè)實(shí)施方案的橫截面正中矢狀視圖；和
[0013]圖8圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的另一實(shí)施方案的一部分的橫截面圖，其中外層和內(nèi)層被穿有可以允許通過蜂窩單元通風(fēng)的多個(gè)孔。

【具體實(shí)施方式】
[0014]在以下的詳細(xì)描述中，參照了附圖，所述附圖構(gòu)成本文的一部分，并且其中以示例性方式示出可以實(shí)施的實(shí)施方案。應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其他實(shí)施方案，并且在不脫離范圍的情況下可以做出結(jié)構(gòu)上或邏輯上的改變。因此，以下的詳細(xì)描述不應(yīng)視為具有限制意義，并且實(shí)施方案的范圍由所附權(quán)利要求書及其等效內(nèi)容限定。
[0015]各種操作可以以會(huì)有助于理解實(shí)施方案的方式描述為依次的多個(gè)離散的操作。但是，描述的順序不應(yīng)被解釋為暗示這些操作是順序相關(guān)的。
[0016]說明書可以使用基于透視的描述，例如上/下、前/后、頂部/底部。這樣的描述僅用來便于討論，而并不旨在限制所公開實(shí)施方案的應(yīng)用。
[0017]可以使用術(shù)語“耦接”和“連接”以及它們的派生詞。應(yīng)當(dāng)理解，這些術(shù)語并不旨在作為彼此的同義詞。更確切地說，在特定的實(shí)施方案中，“連接”可以用于表明兩個(gè)或更多個(gè)元素彼此直接物理連接?！榜罱印笨梢灾竷蓚€(gè)或更多個(gè)元素直接物理或電接觸。然而，“耦接”還可以指兩個(gè)或更多個(gè)元素彼此未直接接觸，但仍然彼此協(xié)作或相互作用。
[0018]為了描述的目的，“八/8”形式的或者“八和作”形式的短語是指⑷、⑶、或(八和8)0為了描述的目的，“八、8和中的至少一個(gè)”形式的短語是指(八)、^)、^)、(八和抝、(八和0、(8和0、或(八、8和0。為了描述的目的，“㈧8”形式的短語是指⑶或者(八8)，換言之，八為任選元素。
[0019]說明書可以使用術(shù)語“實(shí)施方案”的單數(shù)或者復(fù)數(shù)，可以各自指的是相同或不同實(shí)施方案中的一個(gè)或更多個(gè)。此外，如關(guān)于實(shí)施方案所使用的術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”等是同義的。
[0020]本文中的實(shí)施方案提供了設(shè)計(jì)為在對頭部的沖擊期間減少到達(dá)穿戴者大腦的有害加速(直線和轉(zhuǎn)動(dòng)兩者的)的量的保護(hù)性頭盔。在各個(gè)實(shí)施方案中，頭盔可以包括用于緩沖并且吸收沖擊以及轉(zhuǎn)動(dòng)能量的多層結(jié)構(gòu)，由此減小在沖擊中穿戴者頭部的峰值加速度或者減速度。在各個(gè)實(shí)施方案中，頭部加速度和減速度的這種減小可以使得大腦所經(jīng)受的加速度或者減速度的大小的相應(yīng)減小，降低了創(chuàng)傷性腦損傷0181)的風(fēng)險(xiǎn)和/或嚴(yán)重性。
[0021]在各個(gè)實(shí)施方案中，本文中公開的頭盔可以包括懸置在通常不可壓縮的內(nèi)層和外層之間的可壓縮中間層的懸置部。在各個(gè)實(shí)施方案中，可壓縮中間層的懸置部可以緩和轉(zhuǎn)動(dòng)加速從外層傳遞到內(nèi)層。在各個(gè)實(shí)施方案中，懸置可以通過以使得外層能夠相對于內(nèi)層基本上切向平移的方式經(jīng)由離散的、間隔開的(例如不是相對的)固定位點(diǎn)將可壓縮中間層、例如蜂窩層耦接到外頭盔層和內(nèi)頭盔層來產(chǎn)生。因此，在各個(gè)實(shí)施方案中，外層相對于內(nèi)層的平移可以引起中間層中的面內(nèi)壓縮和拉伸，而不是剪切。
[0022]在各個(gè)實(shí)施方案中，除了在內(nèi)層和外層之間提供懸置部之外，中間層也可以以基本上非彈性的方式皺曲和/或壓縮，以通過衰竭沖擊能量和使否則可能會(huì)使線性和轉(zhuǎn)動(dòng)的頭部加速增加的彈性回彈最小化來緩和線性加速。這樣，在各個(gè)實(shí)施方案中，所公開的頭盔可以使得能夠通過中間層的面內(nèi)壓縮或者拉伸變形來吸收切向沖擊分量，并且使得能夠通過中間層的非彈性皺曲/壓縮來吸收垂直沖擊分量。
[0023]在各個(gè)實(shí)施方案中，中間層可以包括蜂窩、例如由具有很少或沒有彈性回彈的任何材料所形成的蜂窩。例如，在各個(gè)實(shí)施方案中，蜂窩可以由可壓縮的鋁元件形成。雖然本文中圖示的實(shí)例使用鋁蜂窩，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)理解，可以使用具有很少或者沒有彈性回彈的其他輕質(zhì)的、可壓縮的材料，例如紙板或紙漿、各種天然或合成的泡沫(如泡沫鋁〉、塑料、非彈性聚合物等。
[0024]在各個(gè)實(shí)施方案中，可以使用本文中公開的頭盔的分層結(jié)構(gòu)，以構(gòu)造任何類型的保護(hù)性頭盔裝置，例如安全帽、摩托車頭盔、自行車頭盔、滑雪頭盔、袋棍球頭盔、曲棍球頭盔、美式足球頭盔、用于棒球和皇球的擊球頭盔、用于巖石和山的攀爬者的頭盔裝置、用于拳擊手的頭盔、建筑頭盔、用于國防和軍事應(yīng)用的頭盔、以及用于地下活動(dòng)的頭盔裝置。在其他實(shí)施方案中，本文中公開的分層技術(shù)可以適用于其他類型的保護(hù)裝置，例如護(hù)肘、護(hù)膝、護(hù)肩、護(hù)腿等。
[0025]圖1圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的以無載、無變形的構(gòu)造示出的頭盔的一個(gè)實(shí)例的橫截面正中矢狀視圖。在圖示實(shí)施方案中，頭盔101具有設(shè)計(jì)為供騎車者使用的氣動(dòng)力外形。如圖所示，頭盔101可以包括外層104、內(nèi)層105和中間層102。在各個(gè)實(shí)施方案中，中間層102可以由蜂窩材料、例如鋁蜂窩材料制成，并且在間隔開的固定位點(diǎn)103^10311030處可以耦接到外層104和內(nèi)層105。如本文中所定義的，術(shù)語“間隔開的固定位點(diǎn)”指的是在外層和中間層之間或者在中間層和內(nèi)層之間的附接點(diǎn)，它們是間隔開的，使得外層和中間層不在中間層和內(nèi)側(cè)內(nèi)層之間的固定位點(diǎn)正上方(例如跨越頭盔的厚度尺寸)的點(diǎn)處耦接到一起。術(shù)語“間隔開的固定位點(diǎn)”不需要每個(gè)固定位點(diǎn)沿著層的長度相對于相鄰的位點(diǎn)交替。例如，在實(shí)施方案中，在中間層102和外層104之間可以具有彼此相鄰的兩個(gè)固定位點(diǎn)，而在中間層102和內(nèi)層105之間可以另外在沿著層的一個(gè)方向上具有一個(gè)或者更多個(gè)固定位點(diǎn)。在各個(gè)實(shí)施方案中，這些間隔開的固定位點(diǎn)1033、10311030可以定位為使得中間層102不在中間層102的相對的位置處耦接到外層104和內(nèi)層105兩者，因此例如在中間層102和外層104之間的固定位點(diǎn)1036不直接與在中間層102和內(nèi)層105之間的固定位點(diǎn)1031103(3相對，反之亦然。在各個(gè)實(shí)施方案中，如下更詳細(xì)地描述的，這種間隔開的固定可以留下中間層102既不耦接到外層104也不耦接到內(nèi)層105的部分，使得中間層102能夠在間隔開的固定位點(diǎn)103^103^103^之間拉伸和/或壓縮，由此使得外層104能夠相對于內(nèi)層105平移。
[0026]在各個(gè)實(shí)施方案中，外頭盔層104可以是足夠穩(wěn)定的、剛性的、和/或不可壓縮的，以使沖擊力分布在擴(kuò)展的區(qū)域上。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，圖1中描繪的形狀只是示例性的，并且頭盔的形狀可以根據(jù)設(shè)計(jì)頭盔所針對的特定體育項(xiàng)目或者活動(dòng)而變化。此外，根據(jù)本公開的頭盔可以包括另外的特征，例如用于曲棍球頭盔的罩、用于美式足球頭盔的面罩、用于摩托車頭盔的面甲、和/或固定帶、下頦帶等。雖然在圖示實(shí)施方案中未示出，但是內(nèi)層105、中間層102和/或外層104可以包括一個(gè)或者更多個(gè)通風(fēng)口，以允許空氣流通而冷卻穿戴者的頭部。
[0027]在圖示實(shí)施方案中，中間層102可以包括鋁蜂窩，其布置為使它的單元定向?yàn)橥ǔ４怪庇陬^盔的外層104。在各個(gè)實(shí)施方案中，內(nèi)層105可以應(yīng)用到中間層102內(nèi)部表面的至少一部分。在實(shí)施方案中，內(nèi)層即使不覆蓋中間層的全部也覆蓋其大部分。內(nèi)層可以由單一部件，或者由部分重疊的多個(gè)部件，或者由以柔性的方式連接到一起(例如，像足球的縫合塊)的多個(gè)部件所構(gòu)成。如上所述，在各個(gè)實(shí)施方案中，中間層102可以在離散且間隔開的固定位點(diǎn)1033、1036、103〇處耦接到外層104和內(nèi)層105，以在外層104和內(nèi)層105之間提供懸置部。例如，在一些實(shí)施方案中，外層104可以在頭盔頂點(diǎn)1036處耦接到中間層102，并且內(nèi)層105可以在頭盔周邊103^103(:處耦接到中間層102。不受理論束縛的情況下，該構(gòu)造可以減少由切向作用于頭盔表面的沖擊分量所引起的轉(zhuǎn)動(dòng)的頭部加速，并且其還可以減小由垂直作用于頭盔表面的沖擊分量所引起的線性的頭部加速。在其他實(shí)施方案中還可以使用其他構(gòu)造/布置。
[0028]圖2圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的頭盔201的橫截面正中矢狀視圖，其以沖擊期間的有載、局部變形的構(gòu)造示出并且描繪了由中間層202的面內(nèi)壓縮和拉伸所承載的、外層204和內(nèi)層205之間的相對平移。在圖示的實(shí)施方案中，如上所述，中間層202可以通過在間隔開的固定位點(diǎn)2033、20313、2030處耦接到兩個(gè)層204、205而懸置在內(nèi)層205和外層204之間。在使用中，當(dāng)頭盔201暴露于主要是切向的沖擊下時(shí)，該沖擊引起由中間層202的面內(nèi)壓縮206和拉伸207(例如膨脹)所承載的、外層204和內(nèi)層205之間的相對平移。
[0029]在各個(gè)實(shí)施方式中，中間層202在內(nèi)層205和外層204之間的懸置還可以使得內(nèi)層205能夠垂直于并且遠(yuǎn)離外層204少量地平移。在各個(gè)實(shí)施方案中，外層204和內(nèi)層205之間的間隔的這種增大可以在卵形、非球形的頭盔201中承載外層204和內(nèi)層205之間的切向平移。不受理論所束縛，在各個(gè)實(shí)施方式中，沖擊期間外層204和內(nèi)層205之間的平移的主要益處可以是緩和轉(zhuǎn)動(dòng)的頭部加速。在一些實(shí)施方式中，另外的益處可以是，平移使沖擊分布在中間層202的更大部分上，這可以通過使中間層202的蜂窩在垂直于蜂窩元件的方向上受控地皺曲來增加垂直于外層204的沖擊力分量的吸收。在一些實(shí)施方式中，內(nèi)層205、外層204或者中間層202的表面可以包括一個(gè)或者更多個(gè)指示器，其顯示外層204和內(nèi)層205之間響應(yīng)于沖擊的平移量208以估計(jì)沖擊的嚴(yán)重程度。例如，這種指示器可以由與外層204的內(nèi)側(cè)周邊外接的分級的色帶209、210所構(gòu)成，由此色帶209、210暴露增多指示沖擊力增大。
[0030]在一些實(shí)施方式中，中間層可以包括蜂窩材料的兩個(gè)或者更多個(gè)層，所述兩個(gè)或多個(gè)層具有不同剛度，使得較小剛度的層在輕微的沖擊期間保護(hù)大腦，而較大剛度的層在劇烈沖擊期間保護(hù)大腦。在其他實(shí)施方案中，蜂窩單元可以整體地或者部分地填有另外的吸能材料、例如膨脹的泡沫。在特定的實(shí)施方案中，另外的吸能材料可以厚度不均勻，并且可以配置為例如使得當(dāng)中間層在與外層相切的方向上和/或在與外層垂直的方向上被壓時(shí)，中間層的剛度逐漸變大。在又一實(shí)施方案中，另外的吸能材料還可以在蜂窩的內(nèi)表面和/或外表面之間形成實(shí)心的層。
[0031]圖3八和38圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案以無變形狀態(tài)(圖3八)和變形、局部切開的(圖38)狀態(tài)示出的蜂窩層的一個(gè)實(shí)例的非彈性、塑性變形。在各個(gè)實(shí)施方案中，垂直作用于外頭盔表面的、超過蜂窩層抗壓強(qiáng)度的沖擊力可能會(huì)通過蜂窩單元的皺曲導(dǎo)致蜂窩層塑性的、永久的壓縮。在各個(gè)實(shí)施方案中，蜂窩單元的塑性、不可恢復(fù)的皺曲可以通過使沖擊力的一部分衰竭來吸收沖擊。因此，該皺曲可以減小或者消除否則可能會(huì)在主要沖擊之后引起轉(zhuǎn)動(dòng)的頭部加速的、沖擊后的回彈。在一些實(shí)施方案中，為了使引發(fā)皺曲所需的初始峰值力最小化，在某種程度上蜂窩層可以被預(yù)壓，例如在各個(gè)實(shí)施方案中預(yù)壓其厚度的約1%到20%、或者約5%到15%。
[0032]圖4八和48圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的使得能夠球形、三維成型的一個(gè)示例性蜂窩構(gòu)造的平面部分(圖4八)和球形部分(圖48)的示意圖。在圖示的實(shí)例中，該蜂窩構(gòu)造404使得鋁蜂窩能夠與頭盔的球形的、三維的形狀一致，同時(shí)保持蜂窩元件的基本對稱的形狀而沒有蜂窩元件的屈曲。
[0033]圖5158和50描繪了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的在無載條件(圖5八)和有載、變形條件(圖58)下示出的具有間隔開的固定點(diǎn)的蜂窩層部分的示意圖，以及在有載、變形條件(圖50下的蜂窩層的立體圖。圖5八圖示了無變形蜂窩502的一個(gè)實(shí)例，一些固定位點(diǎn)510附接到內(nèi)頭盔層，并且其他固定位點(diǎn)511附接到外頭盔層。在各個(gè)實(shí)施方案中，蜂窩502可以包括用于通風(fēng)的空隙部512，其可以對應(yīng)于在內(nèi)頭盔層和外頭盔層中的相似的空隙部。圖58圖示了在切向負(fù)載下的蜂窩502，由此在間隔開的固定點(diǎn)510、511之間的蜂窩部分變形以承載內(nèi)頭盔層和外頭盔層之間的懸置和平移。圖5(:再次圖示了由于通過固定點(diǎn)511引入的切向力所引起的蜂窩502的變形形狀。
[0034]在一些實(shí)施方案中，在各個(gè)層之間的間隔開的固定位點(diǎn)可以包括非永久性連接件、例如鉤-環(huán)連接件，并且可以使得內(nèi)層、外層或者中間層在損壞時(shí)能夠更換。在另外的實(shí)施方案中，內(nèi)層可以用彈性材料與外層附接，并且其中彈性材料在正常穿戴期間使內(nèi)層保持在其位置，但是在沖擊中允許內(nèi)層和外層之間的相對移位。
[0035]圖6圖示了在外層604和內(nèi)層605之間懸置有中間層602的頭盔601的一個(gè)實(shí)例，其中中間層602通過間隔開的固定位點(diǎn)603耦接到內(nèi)層和外層。在圖示的實(shí)施方案中，頭盔601在內(nèi)層605的內(nèi)側(cè)還包括墊層608，以改善舒適度和幫助衰減沖擊。在各個(gè)實(shí)施方案中，墊層608可以包括單個(gè)層或者可以由多個(gè)部分構(gòu)成。在一些實(shí)施方案中，可以在外層604和中間層602的至少一部分之間加上一個(gè)或者更多個(gè)可滑移界面層607。在一些實(shí)施方案中，可以在內(nèi)層605和中間層602的至少一部分之間加上一個(gè)或者更多個(gè)可滑移界面層606。在一些實(shí)施方案中，這些界面層606、607可以減小摩擦，以增加在斜沖擊期間內(nèi)層和外層之間的切向移位。另外，在一些實(shí)施方案中，內(nèi)層605可以配置有穿孔或者替代裝置，以減小其面內(nèi)剛度以增加在斜沖擊期間內(nèi)層和外層之間的切向移位。在另外的實(shí)施方案中，中間層602、和/或內(nèi)層605或者外層607可以具有比色指示器，其指示當(dāng)頭盔承受沖擊力時(shí)沖擊的嚴(yán)重程度。在一些實(shí)施方案中，沖擊的嚴(yán)重程度可以示出為外層607相對于內(nèi)層605和/或中間層602的移位程度。
[0036]圖7圖示了以沖擊期間的有載、局部變形的構(gòu)造示出的頭盔701的另一實(shí)施方案的橫截面正中矢狀視圖。在該實(shí)施方案中，固定點(diǎn)703^7031703^中的一些或者全部不是剛性連接件(70313),而是使層在切向力下沿著一個(gè)方向局部地耦接到一起，同時(shí)允許在切向力下沿著另一個(gè)方向自由地相對移位的單方向耦接件703^703(3。例如，在圖示的實(shí)施方案中，外層704和內(nèi)層705之間的相對平移在一側(cè)706上伴隨有中間層702的面內(nèi)壓縮，但是另一側(cè)707在面內(nèi)方向上保持不變形。在圖示的實(shí)施方案中，內(nèi)層705通過彈性的連接件708以未變形的構(gòu)造保持在其位置，并且在各個(gè)實(shí)施方案中，這些彈性連接件可以允許外層704和內(nèi)層705之間在沖擊中的相對移位。實(shí)踐中，該實(shí)施方案可以允許中間層701的面內(nèi)剛度的更大控制。
[0037]圖8圖示了可以允許通過中間層804中的蜂窩單元通風(fēng)的另一實(shí)施方案的一部分的橫截面圖，其中外層801和內(nèi)層802被穿有許多個(gè)孔803。雖然圖示了特定的孔尺寸，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)理解，根據(jù)應(yīng)用設(shè)想到從約1臟到約3(3111、例如從約0.5(3111到2(3111的孔尺寸范圍。孔可以以陣列有序排布或者在位置上隨機(jī)，并且頭盔的不同部分可以具有不同尺寸和/或位置的孔，這取決于特定應(yīng)用的通風(fēng)需要。應(yīng)理解，可能有利的是，使頭盔具有多個(gè)小的通風(fēng)孔來防止由在大多常規(guī)的頭盔中使用的較大通風(fēng)孔引起的保護(hù)缺陷。另外地，提供許多個(gè)小孔可以使得頭盔能夠具有更流線型的、平滑的形狀，這反過來可以降低頭盔輪廓在掉落或其它頭部沖擊期間可以“抓”在上障礙物或阻礙物上(可能會(huì)增加轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊力)的可能性。
[0038]雖然本文中已經(jīng)圖示并且描述了一些實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)理解，在不脫離范圍的情況下，計(jì)算以實(shí)現(xiàn)相同目的的各種替換和/或等同的實(shí)施方案或者實(shí)施例可以代替示出和描述的實(shí)施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)容易地理解，實(shí)施方案可以以多種多樣的方式實(shí)施。本申請旨在涵蓋本文中討論的實(shí)施方案的任何修改或變化。因此，顯然是希望實(shí)施方案僅由權(quán)利要求及其等效內(nèi)容所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在沖擊期間保護(hù)頭部的頭盔，包括: 外層； 內(nèi)層-M 至少一個(gè)可變形的中間層，其中所述中間層基本上不具有彈性回彈，并且其中所述中間層在間隔開的固定位點(diǎn)處耦接到所述外層和所述內(nèi)層兩者。
2.權(quán)利要求1所述的頭盔，其中所述中間層配置為在所述外層和所述內(nèi)層之間提供懸置部。
3.權(quán)利要求1所述的頭盔，其中所述外層配置為通過所述中間層的至少一部分的面內(nèi)變形在基本切向上相對于所述內(nèi)層移位。
4.權(quán)利要求3所述的頭盔，其中所述中間層配置為通過在與所述外層垂直和與所述外層相切的兩個(gè)方向上的變形來吸收沖擊能量。
5.權(quán)利要求3所述的頭盔，其中所述外層還配置為在基本上垂直于所述內(nèi)層的方向上移位。
6.權(quán)利要求1所述的頭盔，其中所述頭盔還包括布置在所述中間層與所述內(nèi)層和/或所述外層之間的可滑移的界面層，其中所述可滑移的界面層配置為有利于所述中間層與所述內(nèi)層和/或所述外層之間的滑動(dòng)。
7.權(quán)利要求1所述的頭藍(lán)，其中所述內(nèi)層、所述外層和/或所述中間層包括配置為指示由所述頭盔承受的沖擊的嚴(yán)重程度的比色指示器。
8.權(quán)利要求1所述的頭盔，其中在所述中間層與所述內(nèi)層或所述外層之間的間隔開的固定位點(diǎn)包括單方向耦接件，并且其中所述單方向耦接件允許在所述中間層與所述內(nèi)層或者所述外層之間在單方向耦接位點(diǎn)處、在僅一個(gè)方向上切向平移。
9.權(quán)利要求8所述的頭盔，其中所述單方向耦接件配置為使得切向沖擊使所述中間層僅僅受壓變形而非受拉變形。
10.權(quán)利要求8所述的頭盔，其中所述單方向耦接件包括在與所述中間層的至少一部分重疊的內(nèi)層和/或外層上的邊緣或者鉤。
11.權(quán)利要求1所述的頭盔，其中所述外層和/或所述內(nèi)層被穿有平均直徑為約Imm到約3cm的多個(gè)孔。
12.權(quán)利要求1所述的頭盔，其中所述間隔開的固定位點(diǎn)包括可移除的耦接件。
13.權(quán)利要求1所述的頭盔，其中所述間隔開的固定位點(diǎn)包括彈性耦接件，并且其中所述彈性耦接件配置為允許所述內(nèi)層和所述外層之間在沖擊中的相對移位。
14.一種用于在沖擊期間保護(hù)頭部的頭盔，包括: 外層； 內(nèi)層-M 至少一個(gè)可變形的中間層，其中所述中間層包括蜂窩，并且其中所述頭盔配置為允許所述內(nèi)層和/或所述外層相對于彼此的相對切向移位。
15.權(quán)利要求14所述的頭盔，其中所述蜂窩為鋁蜂窩。
16.權(quán)利要求14所述的頭盔，其中所述蜂窩包括多個(gè)蜂窩元件，其配置為在所述中間層采用彎曲或者基本上球形的形狀時(shí)保持基本上對稱的形狀和/或?qū)骨?br> 17.權(quán)利要求14所述的頭盔，其中所述蜂窩配置為皺曲并且吸收基本上垂直作用于所述外層的沖擊力分量。
18.權(quán)利要求17所述的頭盔，其中所述蜂窩提供基本上線性的壓響應(yīng)。
19.權(quán)利要求17所述的頭盔，其中所述蜂窩預(yù)壓了其厚度的1%到20%。
20.權(quán)利要求14所述的頭盔，其中所述中間層包括至少兩層的蜂窩，其中每層蜂窩都具有不同的抗壓性。
21.權(quán)利要求14所述的頭盔，其中所述蜂窩單元至少部分地填充有另外的吸能材料。
22.權(quán)利要求21所述的頭盔，其中所述另外的吸能材料包括膨脹的泡沫。
23.權(quán)利要求21所述的頭盔，其中所述另外的吸能材料厚度不均勻，并且其中所述另外的吸能材料配置為使得當(dāng)所述中間層在與所述外層相切的方向上和/或在與所述外層垂直的方向上被壓時(shí)，所述中間層逐漸地變得更抗壓。
24.權(quán)利要求14所述的頭盔，其中所述外層和/或所述內(nèi)層是能使空氣透過的，并且配置為允許通過所述蜂窩通風(fēng)。
25.—種用于制造在沖擊期間緩和頭部的線性加速和轉(zhuǎn)動(dòng)加速的頭盔的方法，所述方法包括: 將中間層懸置在外層和內(nèi)層之間，其中懸置所述中間層包括在間隔開的固定位點(diǎn)處將所述中間層耦接到所述內(nèi)層和所述外層，其中所述中間層配置為通過在與所述外層垂直的方向上以及在與所述外層相切的方向上的變形來吸收沖擊能量。
【文檔編號(hào)】A42B3/06GK104427896SQ201380036845
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】邁克爾·博特朗, 史蒂文·馬代, 南森·道, 柯克·漢森, 阿什頓·維奇姆 申請人:愛貝施生物醫(yī)藥有限責(zé)任公司