多孔微球抗冲击防护装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种多孔微球抗冲击防护装置，包括：表面具有褶皱区域的包裹体，该包裹体中包覆有若干多孔弹性微球，该包裹体的剩余空间充盈流体，该多孔弹性微球内部充盈流体。本发明专利技术通过包裹体的褶皱区域和多孔弹性微球结构，能够有效耗散大部分冲击能量，很大程度的减少对人体的损伤，具有良好的缓冲性能，且通过配置多孔弹性微球的组成材料、壁厚、孔径，流体类型，包裹体表面的褶皱区域的位置、范围和深度等，可灵活调节装置的缓冲性能，使得装置能够适用于不同的应用领域，成本低廉、易于加工、使用方便。

Anti impact protective device for porous microspheres

The invention discloses an anti impact protective device for porous microspheres, including a package with a fold area on the surface. The inclusions are covered with a number of porous elastic microspheres, and the remaining space of the inclusion is filled with fluid, and the porous elastic microsphere is filled with fluid. Through the fold area and porous elastic microsphere structure of the inclusions, the invention can effectively dissipate most of the impact energy, greatly reduce the damage to the human body, and have good cushioning performance. By configuring the material of the porous elastic microspheres, the wall thickness, the pore size, the type of flow body, the fold area of the surface of the inclusions. The position, range and depth of the device can be flexible to adjust the buffering performance of the device, so that the device can be applied to different application fields with low cost, easy processing and convenient use.

【技术实现步骤摘要】
多孔微球抗冲击防护装置
本专利技术涉及一种多孔微球抗冲击防护装置，属于康复辅具器具研究

技术介绍
康复辅助器具是改善、补偿、替代人体功能和实施辅助性治疗以及预防残疾的医疗用品，其服务对象既包括某些组织和功能全部或部分丧失的残疾人，也包括组织和功能暂时受损、需要借助辅助器具促进康复的伤病人员。大部分康复辅助器具都会与人体接触，器具与人体接触部位之间设置人机接触缓冲界面部件，起到联接、载荷传递、缓冲等重要作用，人机接触缓冲界面部件的缓冲性能直接影响到器具的功能和舒适安全性。大多数情况下，人体与器具相接触之处的软组织并不能很好地缓冲冲击载荷，而且有些软组织已经受过伤害，缓冲性能不佳的人机接触缓冲界面部件极易导致使用者不舒适、疼痛甚至是组织损伤。现有的人机接触缓冲界面部件功能较为单一，大部分都是以传统材料为主，比如泡沫材料、记忆棉、硅胶垫等，这些材料的缓冲效果有限，而且对外部环境的自适应缓冲能力较差，未能达到使用者的期望，已成为制约康复辅助器具高效发挥作用的瓶颈。
技术实现思路
有鉴于上述原因，本专利技术的目的在于提供一种多孔微球抗冲击防护装置，可有效缓冲接触碰撞时所产生的能量，减小冲击对人体造成的损伤，适应性较强。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种多孔微球抗冲击防护装置，包括：表面具有褶皱区域的包裹体，该包裹体中包覆有若干多孔弹性微球，该包裹体的剩余空间充盈流体，该多孔弹性微球内部充盈流体。所述多孔弹性微球是由弹性材料制成的薄壁空心球壳结构，结构上开有若干孔。制成所述多孔弹性微球的弹性材料可以是丁苯橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、硅基橡胶、乳胶中的一种或多种。所述流体可以是水、醇水混合溶剂、润滑油、甘油或者液态硅胶。所述包裹体为密闭的三维几何形状体。所述包裹体由乳胶或硅胶制成。本专利技术的优点是：1、本专利技术的多孔微球抗冲击防护装置，通过包裹体的褶皱区域和多孔弹性微球结构，能够有效耗散大部分冲击能量，很大程度的减少对人体的损伤，具有良好的缓冲性能；2、本专利技术的多孔微球抗冲击防护装置，通过优选配置多孔弹性微球的组成材料、壁厚和微孔孔径，可实现外力释放后多孔弹性微球的自动恢复原始状态，便于装置的重复使用；3、本专利技术的多孔微球抗冲击防护装置，通过配置多孔弹性微球的组成材料、壁厚、孔径，流体类型，包裹体表面的褶皱区域的位置、范围和深度等，可灵活调节装置的缓冲性能，使得装置能够适用于不同的应用领域；4、本专利技术的多孔微球抗冲击防护装置，原材料成本低廉、易于加工，可以直接填入大部分已有的康复辅具器具结构中，使用方便。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的多孔弹性微球的结构示意图。图3是本专利技术的能量耗散实验图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的描述。如图1-2所示，本专利技术公开的多孔微球抗冲击防护装置，包括表面具有褶皱区域5的包裹体1，包裹体1中包覆有若干多孔弹性微球2，包裹体1剩余空间充盈流体3，多孔弹性微球2内部充盈流体3。多孔弹性微球2是由弹性材料构成的薄壁空心球壳结构，结构上设有多个开孔4。多孔弹性微球2的大小、壁厚、孔径、开孔数量，均可根据不同的应用环境进行适应性配置，以达到最佳的缓冲效果。例如，在人体行走、奔跑等应用环境下，多孔弹性微球2的直径-孔径比可配置为20：1至30∶1，开孔数量可配置为5-10个；在人体碰撞跌倒头部防护、伞兵着陆等应用环境下，多孔弹性微球2的直径-孔径比可配置为30∶1至50∶1，开孔数量可配置为20-50个，以更好地耗散冲击能量。多孔弹性微球2的组成材料可以是丁苯橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、硅基橡胶、乳胶中的一种或多种，可根据不同的应用领域，选择不同的弹性材料，以达到最佳的缓冲效果。流体3可以是水、醇水混合溶剂、润滑油、甘油或者液态硅胶，可根据多孔弹性微球2的弹性材料配置相应的流体，以达到最佳的缓冲效果。例如选用乳胶弹性微球填充液态硅胶即可制作出具有良好缓冲效果的坐垫。包裹体1表面的褶皱区域5的分布位置、范围、褶皱深度，均可根据不同的应用环境进行适应性配置，以配合其内部的多孔弹性微球2，达到最佳的缓冲效果。包裹体1表面的褶皱区域分布范围广且褶皱深度深时可满足假肢接受腔、糖尿病足防护鞋垫等较软环境下冲击防护需求；而包裹体1表面的褶皱区域分布范围小且褶皱深度浅时可满足伞兵缓冲靴、防护头盔等较硬环境下的冲击防护需求。包裹体1为密闭的三维几何形状体，可根据不同的应用环境制作成相适应的形状，以达到最佳的使用效果。例如，对于鞋垫、假肢接受腔、伞兵缓冲靴等空间较狭小的使用场合，包裹体可制作成薄层状且内部填充直径为3-5mm的多孔弹性微球；对于缓冲坐垫等空间较大的使用场合，包裹体内部可填充直径为6-10mm之间的多孔弹性微球。包裹体1可由乳胶或硅胶制成。本专利技术的多孔微球抗冲击防护装置，其缓冲原理是：当发生冲击时，外界压力首先作用于包裹体1，包裹体1表面的褶皱区域5延展，使得包裹体1内部形成有空化负压区，压力进一步作用于多孔弹性微球2，其内部流体受力喷出到包裹体1中以填充空化负压区。整个作用过程将部分外力功转化为流体自身的动能、微球的弹性应变能，同时，在流体的传输过程中，需克服粘性力，即摩擦力，将部分外力功转化为热能，达到良好的缓冲功效。图3所示为本专利技术的能量耗散实验图，其中，两条曲线与X轴包围的部分即本专利技术的装置所耗散的能量，能量耗散效率即缓冲能力在很大范围内均可调整，与多孔弹性微球在流体压力环境下的力学行为有关。本专利技术的多孔微球抗冲击防护装置，通过包裹体的褶皱区域和多孔弹性微球结构，能够有效耗散冲击能量，达到良好的缓冲性能。装置能够直接填入大部分已有的康复辅具器具结构中，同时，流体的柔性使得其应用空间不受限制，可在多种低速冲击工作条件下应用，例如鞋垫、坐垫、假肢接受腔、防护头盔、伞兵缓冲靴等，而且，根据不同的使用工况，装置的缓冲性能可通过具体配置实现灵活调节，适应范围广泛。以上所述是本专利技术的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本专利技术的精神和范围的情况下，任何基于本专利技术技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
多孔微球抗冲击防护装置，其特征在于，包括：表面具有褶皱区域的包裹体，该包裹体中包覆有若干多孔弹性微球，该包裹体的剩余空间充盈流体，该多孔弹性微球内部充盈流体。

【技术特征摘要】
1.多孔微球抗冲击防护装置，其特征在于，包括：表面具有褶皱区域的包裹体，该包裹体中包覆有若干多孔弹性微球，该包裹体的剩余空间充盈流体，该多孔弹性微球内部充盈流体。2.根据权利要求1所述的多孔微球抗冲击防护装置，其特征在于，所述多孔弹性微球是由弹性材料制成的薄壁空心球壳结构，结构上开有若干孔。3.根据权利要求2所述的多孔微球抗冲击防护装置，其特征在于，制成所述多孔弹性微球的弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，樊瑜波，郭俊超，宋亮，
申请(专利权)人：国家康复辅具研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11