專利名稱：降低物體沖力的方法及保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物體沖撞防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是ー種對(duì)運(yùn)動(dòng)物體沖撞進(jìn)行防護(hù)的新型裝置，它能夠?yàn)樾枰Ｗo(hù)的沖撞物體提供十分有效的防護(hù)，防止物體在沖撞中損壞。
背景技術(shù)：
氣墊柔軟、弾性的特征在緩解物體沖擊方面有著良好的作用。比如貴重物品周圍放置廉價(jià)的充氣氣囊應(yīng)對(duì)運(yùn)輸過程中偶然發(fā)生的碰撞；又比如在地上放置巨大的充氣氣墊以營救高空跳下的人，人落下后會(huì)在氣墊上彈起落 下幾次，但毫發(fā)無傷。氣墊在日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，并且還在ー些專業(yè)領(lǐng)域開拓應(yīng)用。中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?8108130.2的氣墊式車用減震保險(xiǎn)杠，設(shè)計(jì)將氣墊結(jié)構(gòu)用于汽車保險(xiǎn)杠，以減輕汽車碰撞造成的損壞程度。上述氣墊的用途有個(gè)共同的特點(diǎn)就是氣墊經(jīng)運(yùn)動(dòng)物體碰撞后沖カ會(huì)將氣體壓縮，直至無法壓縮后氣墊回彈，這樣一個(gè)カ的轉(zhuǎn)換過程，使得物體在碰撞后難以很快穩(wěn)定下來，而且如果碰撞力度很大且碰撞位置不正，回彈后的碰撞造成損壞的風(fēng)險(xiǎn)更加難以預(yù)測(cè)。就拿上述汽車碰撞的應(yīng)用而言，由于汽車保險(xiǎn)杠的應(yīng)用受體積限制，無法設(shè)計(jì)得很大，因此保險(xiǎn)杠氣墊必須設(shè)計(jì)得比較硬，這便會(huì)接近弾性碰撞，汽車相撞后會(huì)彈開，而且有可能造成汽車撞向后面已經(jīng)停住的汽車，造成更大的損失。而救生氣墊因無體積限制，可以做得很大且松軟，弾性碰撞現(xiàn)象不明顯，但即使這樣也會(huì)出現(xiàn)人被弾起的現(xiàn)象，如果人墜落靠近氣墊邊緣，仍然會(huì)發(fā)生反彈摔落受傷的危險(xiǎn)發(fā)生。顯然，傳統(tǒng)氣墊用于降低物體沖カ在不同用途上是存在較大差異的，并且在應(yīng)對(duì)物體快速?zèng)_擊方面存在更大的問題。水墊因水的波動(dòng)性可以隨持續(xù)的壓力發(fā)生相應(yīng)的塑形，例如水床，可以很好承載井隨人體生理彎曲而提供均衡的支撐カ；水的不可壓縮特性使得快速撞擊的壓強(qiáng)會(huì)十分巨大，如果人身體從高處平拍在水面是會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p傷的。鑒于上述對(duì)水墊的分析，傳統(tǒng)技術(shù)上水墊是無法在應(yīng)對(duì)物體快速?zèng)_擊方面發(fā)揮作用的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種降低物體沖カ的方法及保護(hù)裝置，能克服上述技術(shù)在降低物體沖カ方面存在的缺點(diǎn)，采用物體撞擊時(shí)利用保護(hù)裝置內(nèi)流體側(cè)向分流的方法制作適合被保護(hù)物體的裝置，延長撞擊物體從運(yùn)動(dòng)到靜止的時(shí)間，以達(dá)到降低撞擊沖力的同時(shí)最大限度地消除被保護(hù)物體撞擊反彈，實(shí)現(xiàn)對(duì)碰撞物體的保護(hù)，使其免于毀損。本發(fā)明的技術(shù)方案如下為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是降低物體沖カ的保護(hù)裝置充滿流體的主腔體受到外力撞擊并達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)被動(dòng)或主動(dòng)破裂不同級(jí)次的膜片，使流體向設(shè)置在其相鄰的真空腔體內(nèi)流動(dòng)；所述的ー種降低物體沖カ的方法所制成的保護(hù)裝置，包括主腔體、流體、流體灌注口和被保護(hù)物體，還包括真空腔體、膜片和破膜器，所述真空腔體位于所述主腔體相鄰位置，所述膜片位于所述主腔體和所述真空腔體之間，所述破膜器設(shè)置在所述膜片旁邊，所述主腔體設(shè)置在被保護(hù)物體的撞擊面上，所述流體經(jīng)所述流體灌注ロ灌注在所述主腔體內(nèi)；所述膜片可以有多種厚度，根據(jù)其所受到的不同沖カ分級(jí)次被動(dòng)破裂；所述流體可以是氣體和液體的組合使用；所述真空腔體可以有ー個(gè)或多個(gè)分別與所述主腔體相連。由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果與現(xiàn)有氣墊降低物體沖カ的技術(shù)相比，本發(fā)明具有最大限度消除物體撞擊后反彈的特點(diǎn)，使被保護(hù)物體經(jīng)一次碰撞后即能穩(wěn)定下來，同時(shí)由于可以使用所有流體作為介質(zhì)，特別是采用不可壓縮的液體作為介質(zhì)，能夠更好地降低高速、大質(zhì)量物體撞擊時(shí)的沖力，確保被保護(hù)物體免受毀損之災(zāi)。


I、圖I為本發(fā)明多用途空降兵鞋套著陸前結(jié)構(gòu)示意圖；2、圖2為本發(fā)明空降兵鞋套著陸后結(jié)構(gòu)示意圖；3、圖3為本發(fā)明航天器載人返回艙著陸前氣墊保護(hù)示意圖；4、圖4為本發(fā)明航天器載人返回艙著陸時(shí)氣墊兩級(jí)膜片破裂過程狀態(tài)示意圖；5、圖5為本發(fā)明航天器組合流體防過載保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖號(hào)說明I、被保護(hù)物體，2、主腔體，3、真空腔體，4、膜片，4a、ー級(jí)膜片，4b、ニ級(jí)膜片，5、流 體，6、固定架，7、鎖扣，8、流體灌注ロ，9、支撐體，10、飲水管，11、水閥，12、基底氣囊，13、破
膜器，14、封蓋。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的技術(shù)方案便于理解，以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的說明。實(shí)施例I :如圖1、2所示，為本發(fā)明的多用途空降兵鞋套，包括鞋I、主腔體2、水5、固定架6、鎖扣7、流體灌注ロ 8、飲水管10、水閥11，還包括真空腔體3、膜片4和支撐體9，所述主腔體2通過固定架6套在鞋底，依靠可以滑動(dòng)的鎖扣7牢固地固定在鞋I上，主腔體2上表面大于鞋底面積,水5經(jīng)流體灌注ロ 8注入到主腔體2內(nèi)，飲水管10的下端與主腔體2連通，其上端安裝有水閥11并處于游離狀態(tài)，所述的真空腔體3位于主腔體2的四周并邊緣向上貼附在固定架6側(cè)面，8個(gè)直徑I厘米的膜片4分布在真空腔體3和主腔體2間的分隔上，10個(gè)柱狀的支撐體9的上端固定在主腔體2上表面內(nèi)側(cè)，其下端向外撇并懸垂。當(dāng)空降兵準(zhǔn)備跳傘時(shí)先將注好水的鞋套固定在鞋底，在機(jī)上走動(dòng)時(shí)，足以承受空降兵及裝備重量的支撐體9可以提供走動(dòng)的穩(wěn)定性，同時(shí)也防止走動(dòng)時(shí)對(duì)主腔體2的過度擠壓，著陸時(shí)，主腔體2受到強(qiáng)烈沖擊，內(nèi)部的水5因不可壓縮，沖カ迅速向四周擴(kuò)散，沖破膜片4流入真空腔體3，由上到下的沖カ也隨水5向四周的流動(dòng)而減小，最終使兩個(gè)腔體的壓カ的達(dá)到均衡，而不會(huì)發(fā)生反彈現(xiàn)象導(dǎo)致人無法穩(wěn)定站立，同時(shí)根據(jù)動(dòng)量定理可知，從運(yùn)動(dòng)到靜止時(shí)間的延長能夠大大降低所受沖力?？战当涞睾笕∠滦卓梢酝ㄟ^固定架6分別固定在脖頸處以及軍服里側(cè)心臟處，作為水囊隨時(shí)供飲用，同時(shí)也可起到防弾的效果。實(shí)施例2 如圖3、4所示為本發(fā)明航天器載人返回艙著陸氣墊保護(hù)裝置，本實(shí)施例主腔體2內(nèi)的流體為空氣，并且采用兩級(jí)膜片結(jié)構(gòu)，膜片4的破裂時(shí)機(jī)設(shè)計(jì)為當(dāng)著陸沖カ接近被保護(hù)物體I (航天員I)正常承受能力且低于主腔體2反彈開始前，一級(jí)膜片4a在50公斤沖力下破裂,主腔體3中的空氣會(huì)迅速進(jìn)入真空腔體3，腔體空間的加大，腔體內(nèi)壓的降低使得航天員I受到的沖カ可以隨主腔體2的壓カ擴(kuò)散而降低；而當(dāng)航天員I承受的沖力再次増大到55公斤沖カ時(shí)ニ級(jí)膜片4b破裂，這時(shí)航天員I所承受的沖力會(huì)再次降低，起到了保護(hù)航天員I的效果?？傊?，這樣的多級(jí)膜片結(jié)構(gòu)既可以有效降低航天員承受的著陸沖力，又能夠盡量消除沖カ反弾，大大提高航天員I的著陸舒適度。實(shí)施例3 如圖5所示為本發(fā)明的航天器組合流體防過載保護(hù)裝置，包括航天員I、球形主腔體2、基底氣囊12、水5和封蓋14，還包括所述真空腔體3、膜片4和破膜器13，所述基底氣囊12包裹在球形主腔體2的外側(cè)，航天員I趟坐在主腔體2上面，航天員I從主腔體2內(nèi)部將封蓋14封閉，所述成串的真空腔體3的一側(cè)設(shè)置在主腔體2的內(nèi)壁上，膜片4的一端與主腔體2的內(nèi)壁相連,破膜器13 —端與膜片4的一端一同固定在主腔體2的內(nèi)壁上,另一端對(duì)準(zhǔn)膜片4的中央位置。航天器在大氣層高速飛行時(shí)，航天員I要承受很大的重力加速度，隨著在ー個(gè)方向上壓カ的増大，可以采用自動(dòng)控制破膜器13將膜片4刺破，讓水5進(jìn)入真空腔體3，通過水5的流動(dòng)打破主腔體2內(nèi)部原有的力平衡，緩解單一方向上施加給航天員I的壓力，適時(shí)地啟動(dòng)破膜器13，重復(fù)上述步驟一定可以讓航天員I度過ー個(gè)舒適的旅程。本發(fā)明的使用原理如下遵循動(dòng)量定理以及流體力學(xué)原理，采用保護(hù)裝置充滿流體的主腔體受到外力撞擊并達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)被動(dòng)或主動(dòng)破裂不同級(jí)次的膜片，使流體向設(shè)置在其相鄰的真空腔體內(nèi)流動(dòng)，通過流體流動(dòng)延長物體碰撞從運(yùn)動(dòng)到靜止的時(shí)間，大幅度降低物體沖カ以及最大限度消除碰撞后的反彈現(xiàn)象。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上和實(shí)質(zhì)上的限制，凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用以上所掲示的技術(shù)內(nèi)容，而作出的些許更動(dòng)、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實(shí)施例；同時(shí)，凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何等同變化的更動(dòng)、修飾與演變，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降低物體沖カ的方法，其特征在于降低物體沖カ的保護(hù)裝置充滿流體的主腔體受到外力撞擊并達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)被動(dòng)或主動(dòng)破裂不同級(jí)次的膜片，使流體向設(shè)置在其相鄰的真空腔體內(nèi)流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種降低物體沖カ的方法所制成的保護(hù)裝置，包括主腔體、流體、流體灌注口和被保護(hù)物體，其特征在干還包括真空腔體、膜片和破膜器，所述真空腔體位于所述主腔體相鄰位置，所述膜片位于所述主腔體和所述真空腔體之間，所述破膜器設(shè)置在所述膜片旁邊，所述主腔體設(shè)置在被保護(hù)物體的撞擊面上，所述流體經(jīng)所述流體灌注ロ灌注在所述主腔體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種降低物體沖カ的方法所制成的保護(hù)裝置，其特征在于所述膜片可以有多種厚度，根據(jù)其所受到的不同沖カ分級(jí)次被動(dòng)破裂。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種降低物體沖カ的方法所制成的保護(hù)裝置，其特征在于所述流體可以是氣體和液體的組合使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種降低物體沖カ的方法所制成的保護(hù)裝置，其特征在于所述真空腔體可以有ー個(gè)或多個(gè)分別與所述主腔體相連。
全文摘要
本發(fā)明一種降低物體沖力的方法及保護(hù)裝置，涉及物體沖撞防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，其特征是當(dāng)物體受到外力，位于物體受力面上的保護(hù)裝置充滿流體的主腔體受到外力并達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，不同級(jí)次的膜片會(huì)被動(dòng)或主動(dòng)破裂，使流體向設(shè)置在主腔體周圍的真空腔體內(nèi)流動(dòng)；通過流體的流動(dòng)來分散物體所受外力，同時(shí)消除碰撞反彈，達(dá)到有效防止被保護(hù)物體毀損的目的。這種全新的保護(hù)方法和裝置具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F16F9/10GK102661349SQ201210038698
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者付文軍 申請(qǐng)人:付文軍