[发明专利]保护头盔

说明书

一种具有多个保护区的保护头盔(200)，包括：内壳体(204)，其具有第一内表面和第一外表面；衬垫式内衬，其附接至所述第一内表面；外壳体(202)，其具有第二内表面和第二外表面，外壳体功能性地附接至所述内壳体；弹性体区(203)，其在所述第一外表面和所述第二内表面之间；多个能量耗散装置(215)，其布置在所述内壳体和所述外壳体之间；以及多个正弦形弹簧(208)，其定位在所述弹性体区中。多个正弦形弹簧中的每个包括第一端以及连接至所述多个能量耗散装置中的一个的第二端。

相关申请的交叉引用

本申请根据保护工业产权巴黎公约斯德哥尔摩法案的第4条和第8条以及根据35U.S.C.§§111(a)和120要求2017年1月9日提交的美国非临时专利申请No.15/401,257的权益，美国非临时专利申请No.15/401,257是2015年2月5日提交的美国专利申请No.14/615,011的部分继续申请，美国专利申请No.14/615,011是2013年3月15日提交的美国专利申请No.13/841,076的部分继续申请，美国专利申请No.13/841,076是2012年3月6日提交的美国专利申请No.13/412,782的部分继续申请，所述申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种保护头盔，并且更具体地涉及一种具有吸收线性力和旋转力并缓慢地释放这种力的能量存储机构的保护头盔。

背景技术

人类大脑是一个非常精致的结构，其受到一系列外壳的保护，以保护它免受损伤。最内层(软脑膜)覆盖大脑的表面。与软脑膜相邻的蛛网膜层是蜘蛛网状膜，其表现的像防水膜。最后，硬脑膜(坚韧的皮革状层)覆盖蛛网膜层并贴附至头骨的骨头。

虽然这种结构防止了穿透性创伤，但是在施加到头部的线性力传送到大脑之前，较软的内层仅吸收少量能量。当物体撞击人类头部时，物体和人类头部都独立地移动并且通常以不同的角度移动，因此，头部损伤几乎总是涉及到角度力以及线性力。该领域的许多外科医生认为施加到大脑的角度力或旋转力比直接线性力更危险，这是由于它们施加在白质束和脑干上的扭力或剪切力。

经常发生的一种类型的大脑损伤是轻度创伤性大脑损伤(MTBI)，通常称为脑震荡。这种损伤发生在许多场合，比如建筑工地、制造场所和体育活动，并且在身体接触项目中尤其成问题。虽然脑震荡曾被认为是一种不重要的且可逆的大脑损伤，但很明显的是，重复性脑震荡，即使没有意识丧失，也是严重的有害事件，其会导致衰弱的不可逆转的疾病，比如痴呆和神经退行性疾病，包括帕金森氏症、慢性创伤性脑病(CTE)和拳击手痴呆症。

美国专利No.5,815,846(Calonge)描述了一种具有流体充注室的头盔，当施加外力时，所述室通过将流体挤压到相邻的均衡袋中来耗散力。在这种情况下，由于流体被限制性地从一个袋传递到另一袋，因此，能量仅通过粘性摩擦耗散。这种情况下的能量耗散与完整袋和空的袋之间的孔的尺寸成反比。也就是说，孔越小，能量下降越大。该设计的问题在于，随着孔的尺寸减小并且能量耗散增加，耗散能量的时间也增加。因为流体充注室以液压方式反应，所以能量传递本质上是瞬时的。因此，在Calonge的设计中，在粘性流体可移位之前，大量的能量被传递到大脑，从而抵消了由流体充注室提供的大部分保护功能。粘性摩擦对能量耗散改变太慢而不能充分减轻震荡力。如果要将水从挤压瓶中移出，则可以了解在出口孔的尺寸变化时使任何流体移位所需的时间和力的作用。通行孔越小，所需的力越大，并且对于任何给定的力用于移位流体所需的时间越长。

美国专利No.3,872,511(Nichols)描述了一种具有硬质内壳体和外壳体的头盔，其中，在两个壳体之间具有中间区。所述区包含多个充注有流体的囊体，这些囊体通过阀保持至外壳体的内表面。当发生冲击时，外壳体被迫进入所述区，从而挤压囊体。阀在受冲击时闭合，从而使空气保持在囊体中，以缓冲冲击来保护使用者的头部。然而，由于囊体的移动在冲击时受到限制，所以冲击力虽然减小但仍然指向头部。另外，Nichols的专利并未涉及对撞击头盔的旋转力的减轻。