头盔
本发明涉及防护用具,特别涉及一种头盔。
背景技术:
1、随着社会经济的发展和家庭消费能力的提升,自行车、电动车、摩托车等交通工具越来越成为人们出行的工具之一,头盔逐渐成为市场关注的热点。头盔,是保护头部的防护用具,可以预防特定的头部损伤风险,特别是中度到严重的头部损伤,头盔在头部损伤的预防和控制中具有重要的作用。
2、目前市场上的头盔主要分为驾驶员或乘员头盔和运动头盔两种。其中,运动头盔,是一种在运动过程中,通过阻隔撞击物、分散撞击能量、吸收撞击能量等方式,减少佩戴者头部意外伤害的头部防护用具,适用于进行自行车、轮滑、滑板等运动项目时佩戴和使用。运动头盔一般由壳体、缓冲层、舒适衬垫、佩戴装置等组成。壳体指头盔的外壳,对安全性有重要作用;缓冲层的主要功能是吸收外来的撞击力,一般使用泡沫材料,如发泡聚苯乙烯(eps)、发泡聚丙烯(epp);舒适衬垫的主要作用是增强佩戴时的舒适性,一般由柔软的绒布制成,其作用在于将头盔牢固地固定于头部。
3、现有运动头盔通常采用如上的外壳-缓冲层-衬垫的结构,壳体用于抵御外来撞击,以及避免缓冲层与外力直接接触,缓冲层通过利用其内部气体的压缩和泡沫的形变来吸收大量能量,衬垫与人体接触保障舒适。然而,这样的头盔结构存在结构强度不足的缺点:现有头盔中主要起到保护作用的是壳体和缓冲层,其中,缓冲层的变形一般分为三个阶段,第一阶段为挤出孔穴气体的压缩形变阶段,第二阶段为在稳定应力下较长的变形阶段,第三阶段为被压密实后应力急剧上升的密实化变形阶段。在第一阶段时,缓冲层会产生较小的压缩变形,此时缓冲层吸收较少的撞击能量,导致缓冲层的缓冲作用较差;在第二阶段时,经过塑性屈服后,缓冲层产生稳定应力下的较长的变形,以抵抗外部的撞击力,缓冲作用较好,大部分能量吸收发生在此阶段;在第三阶段时,缓冲层被压密实后,孔穴已经几乎完全坍塌,相对的孔穴壁面开始接触,应力急剧上升,此时失去缓冲效果,无法有效保护用户头部。因此,现有头盔在受到外部撞击力时各个阶段的缓冲保护效果不一致,尤其是在撞击前期以及撞击后期对头盔的压力过大,容易导致用户的头部受伤。而且,缓冲层在压缩气体形变过程中吸收大部分撞击能量,少部分撞击能量直接传导至头部,导致用户头部受到的压强过大,容易受伤。由于壳体厚度对保护作用影响不大,只能通过增加缓冲层厚度以加强保护作用,而一味地增加缓冲层的厚度将会使得头盔更加沉重,导致头盔会成为用户头部更大的负担。相反,若缓冲层的厚度不足,则头盔的保护性能不足。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提出一种头盔,旨在解决现有头盔保护性能不足的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明提出一种头盔,包括:
3、外壳;
4、基底层,所述基底层与所述外壳连接并形成有缓冲空间;
5、受力支撑缓冲组件,所述受力支撑缓冲组件包括多个分布设置于所述缓冲空间内的支撑部件,所述支撑部件的一端至少部分露于所述外壳外所述支撑部件的另一端与所述基底层支撑连接;
6、缓冲层,所述缓冲层设置于所述缓冲空间内,并包覆所述受力支撑缓冲组件的外围;
7、其中,每一所述支撑部件包括一本体,所述本体具有形成于所述基底层的第一表面以及远离所述第一表面的第二表面,所述本体延伸于所述第一表面与所述第二表面之间,每一所述本体的轴线与该本体所处的外壳表面的法线相交。
8、在一些实施例中,多个所述支撑部件呈环形间隔排列设置,每一圈所述支撑部件组成一个支撑部件组,所述支撑部件组设置有至少两组,相邻所述支撑部件组中的支撑部件朝向相同或不相同。
9、在一些实施例中,相邻所述支撑部件组中的相邻三个支撑部件呈三角形分布设置。
10、在一些实施例中,所述外壳设置有贯穿其内侧壁及外侧壁的第一透气孔,所述基底层设置有贯穿其内侧壁及外侧壁的第二透气孔;
11、每一个所述本体设置有由所述第一表面贯穿至所述第二表面的透气通道,所述透气通道的一端开口连通所述第一透气孔,所述透气通道的另一端开口连通所述第二透气孔。
12、在一些实施例中,每一所述本体的轴线与该本体所处的基底层表面之间形成的夹角大于10°且小于90°;和/或,
13、每一所述本体的高度为3mm-50mm;和/或,
14、每一所述本体的直径为2mm-50mm。
15、在一些实施例中,所述本体至少部分朝所述本体外侧方向凸出设置。
16、在一些实施例中,每一所述本体与所述基底层为一体成型结构,每一所述本体为中空的柱状结构,所述透气通道形成于所述柱状结构的内部。
17、在一些实施例中,所述透气通道的孔径由所述第二表面往所述第一表面方向逐渐增大;和/或,
18、所述支撑部件的纵向横截面为梯形。
19、在一些实施例中,所述第一透气孔的孔径大于所述支撑部件的直径,且所述第一透气孔的内壁与所述支撑部件的外壁之间填充有第一缓冲件。
20、在一些实施例中,所述基底层设置有至少一个通孔,所述至少一个通孔设置于相邻两个所述支撑部件之间,所述至少一个通孔内填充有第二缓冲件。
21、本发明的头盔通过在外壳与基底层之间设置受力支撑缓冲组件,受力支撑缓冲组件包括多个分布设置于缓冲空间内的支撑部件,支撑部件的一端与外壳支撑连接,支撑部件的另一端与基底层支撑连接,并被缓冲层包覆。如此,在头盔受到外部撞击时,外壳将撞击力传递给缓冲层,此时,缓冲层处于第一阶段,缓冲层吸收部分外部撞击力,与此同时,支撑部件受到来自各个方向的撞击力,产生不同方向的扭曲与变形,以吸收部分外部撞击力,在外部撞击前期就起到较好的缓冲保护作用;在缓冲层处于第二阶段时,支撑部件与缓冲层、基底层共同分散和吸收所产生的外部撞击力,所受的外部压力在支撑部件、缓冲层与基底层的缓冲作用下平缓过渡,延长整个头盔在外部撞击期间的缓冲保护时间。在头盔厚度较低时,支撑部件还能有效阻止头盔的破损,在降低厚度的条件下实现安全的保护。此外,当支撑部件在受到冲击后,力会传导至与支撑部件直接连接的基底层,使得受力面积进一步增大,有效降低局部压强。本发明的支撑部件、基底层与缓冲层相互结合,可以弥补彼此的缺点,有效降低用户的头部受到外力的撞击而受伤的概率。
技术特征:
1.一种头盔,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的头盔,其特征在于,多个所述支撑部件呈环形间隔排列设置,每一圈所述支撑部件组成一个支撑部件组,所述支撑部件组设置有至少两组,相邻所述支撑部件组中的支撑部件朝向相同或不相同。
3.根据权利要求2所述的头盔,其特征在于,相邻所述支撑部件组中的相邻三个支撑部件呈三角形分布设置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的头盔,其特征在于,所述外壳设置有贯穿其内侧壁及外侧壁的第一透气孔,所述基底层设置有贯穿其内侧壁及外侧壁的第二透气孔;
5.根据权利要求1-3任一项所述的头盔,其特征在于,每一所述本体的轴线与该本体所处的基底层表面之间形成的夹角大于10°且小于90°;和/或,
6.根据权利要求1-3任一项所述的头盔,其特征在于,所述本体至少部分朝所述本体外侧方向凸出设置。
7.根据权利要求4所述的头盔,其特征在于,每一所述本体与所述基底层为一体成型结构,每一所述本体为中空的柱状结构,所述透气通道形成于所述柱状结构的内部。
8.根据权利要求4所述的头盔,其特征在于,所述透气通道的孔径由所述第一表面往所述第二表面方向逐渐减小;和/或,
9.根据权利要求8所述的头盔,其特征在于,所述第一透气孔的孔径大于所述支撑部件的直径,且所述第一透气孔的内壁与所述支撑部件的外壁之间填充有第一缓冲件。
10.根据权利要求1-3任一项所述的头盔,其特征在于,所述基底层设置有至少一个通孔,所述至少一个通孔设置于相邻两个所述支撑部件之间,所述至少一个通孔内填充有第二缓冲件。
技术总结
本发明公开一种头盔,包括外壳;基底层与外壳连接并形成有缓冲空间;受力支撑缓冲组件包括多个支撑部件,支撑部件的一端至少部分露于外壳外,另一端与基底层连接,缓冲层设于缓冲空间内并包覆受力支撑缓冲组件的外围,每一支撑部件包括一本体,本体具有形成于基底层的第一表面以及远离第一表面的第二表面,本体延伸于第一表面与第二表面之间,每一本体的轴线与该本体所处的基底层表面的法线相交。在头盔受到外部撞击时,支撑部件与缓冲层、基底层共同分散和吸收外部撞击力,所受外部压力平缓过渡,延长整个头盔在外部撞击期间的缓冲保护时间,增大受力面积,有效降低局部压强,从而有效降低用户的头部受到外力的撞击而受伤的概率。
技术研发人员:黄理纳,罗峻豪
受保护的技术使用者:深圳技术大学
技术研发日:
技术公布日:2024/9/2
技术研发人员:黄理纳,罗峻豪
技术所有人:深圳技术大学
备 注:该技术已申请专利,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
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