[发明专利]模块化脱离系统

说明书

本公开旨在减少响应于冲击力时使用者的身体所经历的旋转和线性加速的影响。本公开的模块化脱离系统通常适合于连接到保护设备以提供各层之间的脱离运动，使得冲击力对使用者身体的影响减小。一般而言，本公开的模块化脱离系统包括被配置为在冲击力下促进其间的相对横向运动的层。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年3月23日提交的、申请号为62/312329的美国临时申请的权益，其全部内容以引用方式结合于此。

背景技术

对物体的许多撞击都是斜向撞击，使被撞击物体经历线性和旋转加速度的组合。斜向撞击引起的加速度对被撞击物体可以是破坏性的。为了提高使用屏蔽设备时的保护效率，应同时考虑减小线性和旋转加速度。

目前，标准屏蔽设备的设计、测试和鉴定主要基于线性加速度。因此，该设备可能缺乏减小旋转加速度的能力，使被撞击的物体容易受到进一步的损坏。在一种使用中，屏蔽设备可佩戴在人体上，对包括头部、颈部、肩部、上臂、肘部、前臂、手腕、手、胸部、背部、脊柱、臀部、大腿、膝盖、小腿、脚踝和脚的区域提供保护。

就人的头部而言，创伤性脑损伤属于接触性运动和许多其他高风险活动中最普遍且最致命的损伤，其中线性和旋转加速度的组合可导致严重损伤或死亡。在接触性运动和活动，如美式足球、英式足球、自行车、曲棍球、单板滑雪、滑雪、建筑、工业和军事活动中，旋转加速度可以是导致头部受伤和脑震荡的一个被忽视的变量。

最近在创伤性脑损伤领域的研究表明，旋转加速度对脑的剪切力比正常力对脑细胞的损伤要严重得多。一些研究显示，人脑组织对撞击过程中施加的剪切力的敏感度大约是压缩力的一百万倍。

存在许多头盔设计，许多为不同的活动组进行优化。头盔结构通常包括硬外壳、可压缩的冲击吸收衬里、装配衬里、保持系统和可选的可调头部装配系统。外壳被设计成防止穿透头盔内部，并将冲击力分布在较大区域，例如冲击吸收衬里的区域。冲击吸收衬里，如由可膨胀聚苯乙烯(EPS)制造的那些，在冲击过程中通过压缩起作用，从而吸收一部分冲击能量。这种冲击吸收衬里也减少了在撞击过程中由大脑感觉到的线性加速度。装配衬里的功能是将佩戴者的头部保持在适当位置，并为佩戴者的头部提供舒适的感觉。一些头盔还包括可调节或不可调节的装配系统，以适应佩戴者的头部。通过使用可调节的刻度盘、夹紧系统、带缺口、锚固点或弹性带，这些装配系统可以调整它们的高度和周长，以便更好地适配佩戴者的头部。

两个主要的工作场所保护头盔类型是硬帽和防撞帽。工作场所使用硬帽以防止坠落物体造成的伤害。然而，防撞帽在有可能使头部撞到设备或结构上的情况下使用，但通常不足以吸收大的冲击，如坠落的物体。这些保护头盔类型与传统头盔具有相似的结构，但有几个关键差异。首先，在硬帽或防撞帽中通常不具有冲击吸收衬里。硬帽通常由硬的刚性壳、悬挂带和装配系统组成。硬壳提供防坠落物体的穿透保护，并将冲击载荷均匀地分配到悬挂带上。悬挂带将刚性壳抬高到佩戴者的头部上方，并在冲击过程中变形，从而将冲击载荷分散到头顶。此外，悬挂带吸收一些冲击能量。头部和壳之间的间隙也降低了冲击直接传递到使用者头部的可能性。该装配系统可调节或不可调节以适应佩戴者的头部。通过使用可调的刻度盘、夹紧系统、带缺口、锚固点或弹性带，这些装配系统可以调整其高度和装配边缘的周长，以便更好地适配佩戴者的头部。通过使用简化的悬挂带和颏带保持系统，防撞帽可以不同于硬帽。

目前，许多头盔只针对平移线性加速度进行设计、测试和鉴定。因此，现有的头盔可以有效地降低径向冲击过程中的线性加速度，但往往缺乏降低旋转加速度的性能。最近的研究表明，旋转加速度是头部损伤的主要原因之一。现有的一些技术用于解决冲击过程中的旋转加速度问题，但是需要对头盔的结构进行大的修改。这可能导致大的生产准备期、更高的成本和更低的通用性。因此，有必要在不对防护头盔进行大的结构改变的情况下开发降低旋转加速度的技术。由于改变制造工艺的高成本，优选独立的模块化技术。

因此，需要一种模块化系统，该模块化系统可以连接到保护设备上，从而减少旋转和线性加速度的影响。本公开的实施例旨在满足这些和其他需求。

发明内容