專利名稱：人體緩沖保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于人體保護裝置，特別適用于人體易沖撞部位，如鞋底、頭盔、拳擊手套、護膝(肘)等的緩沖(減震)保護。適合一般人使用，更適合于旅游、體育運動跑、跳、球類、賽車等項運動穿用。
現(xiàn)在的人體易沖撞部位的緩沖保護裝置，大多采用橡膠等富有彈性的材料制成一定結(jié)構(gòu)的緩沖裝置或制成氣囊式墊狀物，以期靠材料本身或氣體壓縮來達到減緩沖撞力達到緩沖目的，這從力學(xué)特征上看是與人體生物力學(xué)學(xué)的特征是不相符的，我們知道人體易沖撞部位在受到外來沖壓力時在依靠器質(zhì)保護的同時，都有一定的自我緩沖保護意識，由神經(jīng)支配肌體迅速作出反應(yīng)才能達到有效的保護目的。而人體的神經(jīng)系統(tǒng)要有10－25毫秒的時間才能將突然受到的沖壓力的信息通過大腦反應(yīng)，將應(yīng)變指令傳遞給有關(guān)關(guān)節(jié)、韌帶或肌肉使其作出反應(yīng)。而這種能對人體造成損害的外來沖撞力在接觸到人體時從零到最大值的增強時間極短，一般小于10毫秒，即力的上升坡度極大，而人們在奔跑、跳躍或運動過程中出現(xiàn)突然沖壓力的頻率極高，肌體往往是來不及反應(yīng)，而單純靠前面所述的緩沖墊等來減輕沖壓力，當(dāng)這種墊狀物過厚時，即壓縮量較大時，若用于鞋底則降低人站立或行走的穩(wěn)定性，若用于其它部位則使人過于臃腫，從而降低了人在運動時的靈活性并帶來其它方面的損害。因而需要一種壓縮量小，而又可延緩反沖力上升時間的人體緩沖裝置。
本實用新型的目的就是針對以上現(xiàn)狀，運用物理學(xué)、生物力學(xué)和醫(yī)學(xué)的原理設(shè)計的一種可大大減弱對人體的外來沖壓力，使外來力上升坡度減慢，而器件本身壓縮量較小的人體易沖撞部位的緩沖保護裝置。
本實用新型是在一個密閉扁平狀容器(外殼)中置有帶條齒的由彈性材料制成的緩沖盤，并將容器內(nèi)剩余空間充滿緩沖液體－油和氣體。緩沖盤的尺寸略小于扁平容器徑向尺寸。在緩沖盤的至少一個表面設(shè)有以盤中心為軸心沿盤徑向均勻排列，向外幅射并逐漸擴大的角形條齒。在正常狀態(tài)下油儲存于容器中部，當(dāng)容器的受力面受到突然的外來沖壓力時，其緩沖流體沿著緩沖盤上條齒間的溝向四周擴散，同時也使垂直方向的壓力通過緩沖液體向四周分散，隨著容器壓縮量的增加，條齒的間距縮小，即溝的截面減小，使反抗沖壓力的阻力增大。由于條齒溝中的緩沖液體的被緊壓，同時將動能轉(zhuǎn)化為熱能。當(dāng)外力解除后，容器恢復(fù)原形，緩沖液體回到中部。
附圖
是以園型緩沖保護裝置為例作出的，
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述；其圖中1為基底、2為頂蓋、3為緩沖盤、4為條齒。
圖一為本實用新型所述裝置外殼的上視圖；圖二為圖一的A－A剖視圖；圖三為圖一的B－B剖視圖；圖四為圖一的外殼為A－A剖的側(cè)視圖；圖五為圖四的受上方?jīng)_壓力后的變形視圖；圖六為緩沖盤的側(cè)視圖；圖七為緩沖盤的上視圖。
參照附圖可知本實用新型的外殼是由基底1和頂蓋2組成的扁平狀容器，在容器內(nèi)置有緩沖盤3，在緩沖盤3的一個表面上有若干條以盤3中點為中心沿徑向設(shè)置并逐漸增大的條齒4，條齒4是均勻分布于盤3的盤面上，其另一表面為平的，并可與基底1的上表面粘接成一體。即緩沖盤3可固定在基底1上。為了保證本實用新型緩沖作用的有效性，需在容器的剩余空間充滿緩沖油和氣體。
根據(jù)運動生物力學(xué)的理論和測試結(jié)果，本實用新型的效果可以用安全系數(shù)Q來表示Q＝ (T)/(P·△S)T反沖力上升到最大值的時間，單位毫秒(MS)；P反沖力的最大值，單位牛頓(N)；△S本實用新型(安裝于鞋跟部)的壓縮量，單位毫米(mm)。
從理論上講1、反作用沖壓力從零到最高值的上升時間越長，即力的上升坡度就越小。人的神經(jīng)系統(tǒng)及肌體的應(yīng)變時間充足，安全性越佳；2、反作用力的最高值越大，安全性越差；3、緩沖裝置的壓縮量越大，穩(wěn)定性越差，安全性低。
根據(jù)多次的實驗和測定，結(jié)果如下單獨的緩沖物的測試表一彈性材料粘彈性材料本實用新型最大沖壓力(N)P 2100 1750 1090上升時間(ms)T 0.81 0.91 2.3壓縮量(mm)△S 4.5 4.2 2.8安全系數(shù)(ms／N／mm) 86 123 753
鞋子的測試表二無本實用新型跟部裝有本實用新型最大反沖力(N)P 2100 1215上升時間(ms)T 0.80 2.20壓縮量(mm)△S 7.6 4.9安全系數(shù)(ms／N／mm)Q 50 369從上述實驗結(jié)果上看采用本實用新型得到了以下結(jié)論1、對人體有害的沖壓力最大值削減了三分之一，不但可大大減少傷害，而且可減輕疲勞；2、力的上升坡度減慢，人的神經(jīng)系統(tǒng)可獲得足夠的反應(yīng)時間，從而可防止意外傷害；3、鞋的壓縮量較小，而且反彈力較小，人體站立和落地時的穩(wěn)定性增加了。
權(quán)利要求1.一種人體易沖撞部位的緩沖保護裝置，由基底1和頂蓋2組成的扁平狀密閉容器，其特征在于在容器內(nèi)有緩沖盤3，在其盤面上設(shè)有條齒4。
2.按照權(quán)利要求1所述的人體緩沖保護裝置，其特征在于條齒4是以緩沖盤3中心點為軸心沿盤3的徑向均勻排列向外幅射并逐漸擴大的角形齒。
3.按照權(quán)利要求1所述的人體緩沖保護裝置，其特征在于在所述的容器內(nèi)充滿油和氣體。
專利摘要本實用新型提供了一種人體易沖撞部位的緩沖保護裝置。它是在基底1和頂蓋2組成的扁平狀密閉容器內(nèi)設(shè)有帶條齒4的緩沖盤3，并在其內(nèi)空間中充滿緩沖油和氣體。當(dāng)裝置受外來沖壓力時，由于條齒4和緩沖油的作用大大削減了外來對人體有害的沖壓力，裝置的壓縮量較小，而且反彈力較小。延長力的上升時間，使人的神徑系統(tǒng)可獲得足夠的反應(yīng)時間，從而可防止意外傷害，并可減輕疲勞。
文檔編號A63B71/08GK2189473SQ93232640
公開日1995年2月15日 申請日期1993年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月30日
發(fā)明者單共兵, 麥青 申請人:單共兵, 麥青