本发明专利技术涉及颗粒阻尼技术在生活用品中的应用，一种基于颗粒阻尼结构的安全帽，从外到内依次包括：外壳、缓冲层、内壳、阻尼层、以及内衬层；其中，所述阻尼层由多个阻尼腔体组成，每个腔体填充有颗粒阻尼。本发明专利技术不仅可以防止外力穿透，还可以对力量进行缓冲、以及通过共振消耗撞击所带来的能量。具有设计简单，且抗冲击性能佳的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及颗粒阻尼在生活用品中的应用，尤其涉及一种基于颗粒阻尼结构的安 全帽。
技术介绍
传统的安全帽减震原理为：帽壳与帽衬之间有25~50mm的间隙，当物体打击安全 帽时，帽壳不因受力变形而直接影响到头顶部；帽壳为椭圆形或半球形，表面光滑，当物体 坠落在帽壳上时，物体不能停留立即滑落；而且帽壳受打击点的承受力向周围传递，通过帽 衬缓冲减少的力可达2/3以上，其余的力经帽衬的整个面积传递给人的头盖骨，这样就把 着力点变成了着力面，从而避免了冲击力在帽壳上某点应力集中，减少了单位面积受力。 传统安全帽的帽壳是用硬质塑料制成，如果遇到尖锐的坠物时，当下降动能达到 一定值帽壳就会被刺穿，从而威胁到人的安全。 因此，如何设计一款安全性能更佳的安全帽成为未来的研发课题之一。
技术实现思路
有鉴于此，我们提供了一种基于颗粒阻尼结构的安全帽，具有更佳的安全性能。 本专利技术的基于颗粒阻尼结构的安全帽，从外到内依次包括：外壳、缓冲层、内壳、阻 尼层、以及内衬层；其中，所述阻尼层由多个阻尼腔体组成，每个腔体填充有颗粒阻尼，用于 共振以消耗撞击所带来的能量。 优选地，所述颗粒阻尼，其表面特性包括：表面不处理、表面粗糙、以及表面抛光处 理。 优选地，所述颗粒阻尼，其几何形状包括球形。 优选地，所述颗粒阻尼，其直径范围在l_12mm之间，颗粒的密度范围在l-20g/m3 之间。 优选地，外壳与内壳均采用硬质材料。 优选地，所述缓冲层由弹簧、或气囊构成，高度为20mm-30mm。 优选地，还包括下颌带。 本专利技术中的通过有限封闭空间内填充的微小颗粒间摩擦与冲击作用消耗物体坠 落在帽壳上的能量，从而减少了分配到头部的作用力，保证其在人颈椎所能承受的生物力 范围内，而且由于形成封闭空间必须安全帽是两层，也预防了尖锐坠物刺穿帽壳的危险发 生。【附图说明】 图1是本专利技术中基于颗粒阻尼结构的安全帽的剖面示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发 明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用 于限定本专利技术。请参阅图1，所示为本专利技术中基于颗粒阻尼结构的安全帽的剖面示意图。所述的基 于颗粒阻尼结构的安全帽从外向内依次包括：外壳1、缓冲层2、内壳3、阻尼层4、以及内衬 层5。所述安全帽采用双壳结构，S卩外壳1与内壳3,均采用硬质材料，用于防止外力将 安全帽穿透。 外壳1与内壳3之间，设置有20mm-30mm之间的缓冲层2,所述缓冲层由弹簧、气 囊、或特殊缓冲材料等制成，从力学或材料的角度，提供弹性缓冲。 阻尼层，大约10_20mm之间，由多个阻尼腔体组成，每个腔体内至少填充有 10% -30%的颗粒阻尼，用于通过共振消耗撞击所带来的能量。 所述颗粒阻尼，其表面特性包括表面不处理、表面粗糙、以及表面抛光处理，颗粒 的几何形状包括球形，直径范围在1-12_之间，颗粒的密度范围在1-12_。 表1常见颗粒阻尼的实施例 颗粒阻尼安全帽的减震原理较传统的更为人性化，但是由于多了一层壳，另外要 填装颗粒，必然使其重量大大增加，使佩戴者负重增加，头部灵活度降低，同时考虑到制作 成本，所以填装的颗粒应选择较轻质、价格稍微便宜一些的。 需要说明的是，每个分腔体的体积、形状不同，其最佳配置的颗粒阻尼的填充率亦 不同，目的是为了能使阻尼与机床的共振频率达到最佳匹配度。本专利技术的阻尼结构，当发生 振动、噪声而引起周期、非周期的振动时，封闭在阻尼腔体内的颗粒阻尼发生类似电子受激 的自由运动，互相撞击，摩擦损耗较大能量，用于吸收和消耗了外力的振动能量，实际上增 加了系统的阻尼，使振动速度迅速衰减，或共振时振幅变小。 所述内衬层5,采用软质材料构成，更好的包裹头部，增大接触面积，主要是它能分 配坠物下降动能到整个头部，而且配合下颌带6可以固定帽子不容易滑落。 人的颈椎承受的生物力有限，传统安全帽仅将坠物下降的动能通过帽衬完全分配 到整个头部，没有能量减少的阶段，而基于颗粒阻尼的新式安全帽通过有限封闭空间内填 充的微小颗粒间摩擦与冲击作用消耗物体坠落在帽壳上的能量，从而减少了分配到头部的 作用力，保证其在人颈椎所能承受的生物力范围内，而且由于形成封闭空间必须安全帽是 两层，也预防了尖锐坠物刺穿帽壳的危险发生。 以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人 员，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为 本专利技术的保护范围。【主权项】1. 一种基于颗粒阻尼结构的安全帽，其特征在于，从外到内依次包括：外壳、缓冲层、 内壳、阻尼层、以及内衬层；其中，所述阻尼层由多个阻尼腔体组成，每个腔体填充有颗粒阻 尼，用于共振以消耗撞击所带来的能量。2. 如权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述颗粒阻尼，其表面特性包括：表面不 处理、表面粗糙、以及表面抛光处理。3. 如权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述颗粒阻尼，其几何形状包括球形。4. 如权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述颗粒阻尼，其直径范围在l_12mm之 间，颗粒的密度范围在l_20g/m3之间。5. 如权利要求1所述的安全帽，其特征在于，外壳与内壳均采用硬质材料。6. 如权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述缓冲层由弹簧、或气囊构成，高度为 20mm-30mm〇7. 如权利要求1所述的安全帽，其特征在于，还包括下颌带。【专利摘要】本专利技术涉及颗粒阻尼技术在生活用品中的应用，一种基于颗粒阻尼结构的安全帽，从外到内依次包括：外壳、缓冲层、内壳、阻尼层、以及内衬层；其中，所述阻尼层由多个阻尼腔体组成，每个腔体填充有颗粒阻尼。本专利技术不仅可以防止外力穿透，还可以对力量进行缓冲、以及通过共振消耗撞击所带来的能量。具有设计简单，且抗冲击性能佳的特点。【IPC分类】A42B1/08【公开号】CN105310156【申请号】CN201410309398【专利技术人】段东平, 牛瑞龙 【申请人】中国科学院过程工程研究所, 张家港东申设备科技有限公司【公开日】2016年2月10日【申请日】2014年7月1日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于颗粒阻尼结构的安全帽，其特征在于，从外到内依次包括：外壳、缓冲层、内壳、阻尼层、以及内衬层；其中，所述阻尼层由多个阻尼腔体组成，每个腔体填充有颗粒阻尼，用于共振以消耗撞击所带来的能量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：段东平，牛瑞龙，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，张家港东申设备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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