[发明专利]具有多个保护区域的头盔

说明书

一种适于在建筑工程、体育活动和类似活动中使用的具有多个保护区域的保护头盔。头盔包括硬的外部保护壳体，内壳体与弹性区域，使得外壳体悬置在内壳体上方。多个正弦弹簧定位在弹性区域内。在一个实施方式中，力指示器可以显示为指示撞击头盔的力的量。力指示器可以指示来自直接与旋转方向的冲击力。

相关申请的交叉引用

本申请要求根据用于工业产权保护的巴黎公约的斯德哥尔摩条约的第4条和第8条的权益以及根据35 U.S.C.§120在2015年2月5日提交的美国非临时专利申请No.14/615,011的权益，该美国非临时专利申请是2013年3月15日提交的美国非临时专利申请No.13/841,076的美国非临时部分继续专利申请，该美国非临时专利申请是2012年3月6日提交的美国非临时专利申请No.13/412,782的美国非临时部分继续专利申请，这三件申请通过它们整体引用方式包含于此。

技术领域

本发明涉及保护头盔，更具体地说，涉及运动或工作场所保护头盔，并且进一步更具体地说，涉及一种设计为防止或减少由线性力或旋转力造成的头部损伤的保护头盔。

背景技术

人脑是通过一系列包层保护以防止其受损伤的极其精密的结构。最内层是软脑膜，覆盖大脑的表面。靠近软脑膜的是蛛网膜层，像防水隔膜一样起作用的蛛网状隔膜。最后，硬脑膜是坚硬皮革状层，覆盖蛛网膜层并且粘附到颅骨。

尽管此结构由于颅骨防止了穿透性创伤，但较软的内层在力传递到大脑自身之前吸收太少能量。此外，尽管头颅可以缓冲施加到头部的一部分线性力，但是其对于缓解将旋转施加到头部的角向力的影响不起任何作用。本领域中的许多外科医生认为，施加到大脑的角向力或旋转力由于它们施加到白质纤维束与脑干自身的扭曲或剪切力，比直接的线性力更有危害。此外，由于人的头部与碰撞物体(包括另一个人的头部)独立地且以不同角度移动，因此角向力以及线性力几乎总是涉及在头部损伤中。

轻度创伤性脑损伤(MTBI)，更通常地称作为“脑震荡”，是一类频繁地发生在诸如建筑工地、制造工厂、以及体育活动的多种情形中的脑损伤并且尤其在接触运动中会出现问题。尽管脑震荡曾经被视为无关紧要且可逆的脑损伤，但已经变得显而易见的是，即使在不丧失意识的情况下，重复性的脑震荡也是严重的有害事件，这会使疾病处理过程衰弱，诸如痴呆症和例如帕金森病的神经退行性疾病，慢性创伤性脑病(CTE)、以及拳击痴呆症。

Calonge的美国专利No.5,815,846描述了具有流体填充室的头盔，当施加外力时，所述流体填充室通过将流体挤压到相邻的均衡袋中来消散力。在此情形中，当流体限制性地从一个袋传送到另一个袋时，仅通过粘性摩擦来消散能量。在此情形中，能量消散和介于满袋与空袋之间的孔的尺寸成反比。也就是说，孔越小，能量下降越大。此设计的问题在于，当孔的尺寸减小并且能量消散增加时，用于消散能量的时间也增加。由于流体填充室在液压下起作用，因此能量传送本质上是瞬时的，由此，在Calonge的设计中，在粘性流体可以移动之前大量能量被传送到大脑，从而使由流体填充室提供的大部分保护功能取消。粘性摩擦使能量消散改变太慢而不能充分缓解震荡力。如果一个人想从挤压瓶移动水，当出口孔的尺寸变化时，此人可以得到关于移动任何流体所需的时间与力的函数的构思。传送孔越小，需要的力越大并且所需以任意给定力来移动流体的时间越长。

Nichols的美国专利No.3,872,511公开了具有硬的内壳体与外壳体的头盔，其中在两个壳体之间具有中间区域。此区域包含通过阀保持到外壳的内表面的多个流体填充囊状物。当发生撞击时，外壳体被迫进入到该区域中从而挤压囊状物。当撞击时，阀闭合，从而致使空气保持在囊状物中以缓冲来自使用者头部的撞击。然而，由于囊状物的移动在撞击处受限，因此撞击力尽管减小但仍被引导到头部中。此外，‘511专利未提供针对击打头盔的旋转力的缓解。