缓冲膜制造技术

总体所述，所公开主题的方面针对缓冲膜。根据本发明专利技术的方面，缓冲膜通常包含层状芯体，该层状芯体具有第一薄层和第二薄层，该第二薄层联接到第一薄层并被构造成相对于第一薄层移动以使由倾斜冲击力产生的动能消散。层状芯体可以包含薄层之间的润滑层或自润滑层以减小摩擦。一般来说，层状芯体由邻近每个薄层定位的第一包封层和第二包封层包围。联接到第一包封层和第二包封层中的一个或多个并与层状芯体相关联的锚定附接件约束层状芯体与第一包封层和第二包封层之间的相对侧向运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】缓冲膜相关申请的交叉引用本申请要求提交于2017年3月6日的美国临时申请号62/467,404的权益，其公开内容的全文被援引纳入本文。
技术介绍
对物体的冲击通常是斜向撞击，从而导致受冲击的物体经历线性加速度和旋转加速度的组合。由斜向撞击造成的加速度对受冲击物体可以是破坏性的。为了提高使用防护装备时的防护效果，应该考虑同时减轻线性加速度和旋转加速度。目前，标准防护装备主要基于仅产生线性加速度的定向法向冲击进行设计、测试和认证。因此，装备会缺乏系统减轻旋转加速度的能力，从而受冲击物体易受进一步损坏。在一种使用中，防护装备可以穿戴在人体的不同区域，从而例如为头部、颈部、肩部、上臂、肘部、前臂、手腕、手部、胸部、背部、脊椎、臀部、大腿、膝盖、小腿、脚踝和足部提供防护。以人体头部为例，创伤性脑损伤在接触类运动和许多其它高风险活动中是最普遍和致命的损伤之一，其中线性加速度和旋转加速度的组合是常见的。旋转加速度通常是一个被忽视的分量，其在接触类运动和活动(例如橄榄球、足球、骑行、冰球、单板滑雪、滑雪、建筑和工业以及军事活动)中导致头部损伤和脑震荡。创伤性脑损伤领域的最新研究表明，由旋转加速度对大脑的剪切力明显比定向法向力对脑细胞的伤害更大。一些研究表明，人脑组织对冲击期间施加的剪切力的敏感度大约是压缩力的一百万倍。因此，存在对改进的防护装备的需求，该防护装备能有效地减小物体在斜向撞击期间经历的旋转加速度和线性加速度。本专利技术的实施例旨在满足这些和其它需求。附图说明当结合附图时，通过参照以下详细描述，本专利技术的前述方面和许多伴随的优点将变得更容易理解，其中：图1是根据本专利技术的方面的缓冲膜的一个代表性实施例的局部剖视图，示出了包封层之间的层状芯体；图2是图1的缓冲膜的示例性构造的局部剖视图，示出了穿过缓冲膜的开孔，该开孔具有穿过其中的锚定附接件；图3是图1的缓冲膜的层状芯体的剖视图，示出了具有两个薄层的实施例；图4是图1的缓冲膜的另一代表性实施例的剖视图，示出了围绕层状芯体周缘的第一包封层和第二包封层之间的连接；图5A是图1的缓冲膜的代表性构造，示出了肘部防护构造；图5B是图1的缓冲膜的代表性构造，示出膝盖和足部防护构造；图5C是图1的缓冲膜的代表性构造，示出肩部和下颌防护构造；图5D是图1的缓冲膜的代表性构造，示出了两种头部防护构造；图5E是图1的缓冲膜的代表性构造，示出了放置在头盔内侧的头部防护构造；图5F是图1的缓冲膜的代表性构造，示出了放置在头盔外侧的头部防护构造；图6是图1的缓冲膜的另一代表性实施例的俯视图，示出了具有多个开孔的层状芯体，这些开孔被构造为将层状芯体与包封层锚定在一起；图7A-C是图1的缓冲膜的代表性实施例的局部详细立体图，示出了锚定附接件的实施例；图8是根据本专利技术另一方面的缓冲膜的另一代表性实施例的剖视图，示出了位于第二包封层和层状芯体底部之间的紧固件；图9是根据本专利技术另一方面的缓冲膜的另一代表性实施例的剖视图，示出了位于第一包封层和层状芯体底部之间的紧固件；图10是根据本专利技术的另一方面的缓冲膜的另一代表性实施例的剖视图，示出了位于第一包封层和第二包封层与层状芯体之间的紧固件；图11A是图1的多个缓冲膜的俯视图，示出了具有不规则形状的缓冲膜的实施例；和图11B是图1的多个缓冲膜的俯视图，示出了具有矩形形状的缓冲膜的实施例。具体实施方式下面结合附图(其中相同的附图标记表示相同的元件)进行的详细描述旨在描述本专利技术的各实施例，而不是旨在代表唯一的实施例。本专利技术中描述的每个实施例仅作为示例或说明提供，不应被解释为排除其它实施例。本文所提供的说明性示例并不旨在是穷举的或将本专利技术限制为所公开的精确形式。在以下描述中，阐述了具体细节以提供对本专利技术的示例性实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说，显而易见的是，本文公开的实施例可以在不体现所有具体细节的情况下实施。在一些情况下，没有详细描述众所周知的工艺步骤，以免不必要地模糊本专利技术的各个方面。此外，应当理解，本专利技术的实施例可以采用本文所描述的特征的任何组合。本申请可以包含参考方向，比如“向前”、“向后”、“前”、“后”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”、“右手”、“左手”、“横向”、“中间”、“内”、“外”、“延伸”等。这些参考以及本申请中的其它类似参考仅旨在帮助描述和理解特定实施例，并且不是旨在将本专利技术限制于这些方向或位置。本申请也可以参考数量和数字。除非特别说明，否则这些数量和数字不应被认为是限制性的，而是与本申请相关联的可能数量或数字的示例。同样在这方面，本申请可以使用术语“多个”来表示数量或数字。以下描述提供了涉及模块化缓冲膜的几个示例，该模块化缓冲膜减轻了对物体的倾斜冲击力。在一些实施例中，本文所描述的物体是活体或活体、人或动物的任何部分，或者设计成防护活体部分的任何防护装备。在其它实施例中，物体是非活体，比如敏感设备、机械或其任何零部件。当倾斜冲击力被施加到覆盖物体表面的缓冲膜时，缓冲膜的层间相对运动有利地允许减轻与物体表面相切的动能传递。在一些实施例中，缓冲膜耗散倾斜冲击力的切向分量的一部分，该切向分量将趋向于导致旋转加速度传递到物体。在物体是人或动物的头部的示例中，过度的旋转加速度传递可导致创伤性脑损伤。在其它实施例中，缓冲膜耗散倾斜冲击力的法向分量的一部分，该法向分量将导致线性加速度传递到物体。在另一实施例中，缓冲膜同时耗散倾斜冲击力的法向分量的一部分和切向分量的一部分，该法向分量和切向分量将导致传递到物体的线性加速度和旋转加速度。在本文所公开的实施例中，本专利技术的缓冲膜能够将倾斜冲击力的法向分量分摊到更大的区域，降低传递到物体的冲击力的集中性。在这方面，本专利技术的一些实施例能够结合能量吸收材料(例如泡沫、非牛顿流体、可压缩材料、刚性材料及其组合以及其它合适材料)使用，以进一步降低倾斜冲击力对物体的影响。转向图1，示出了覆盖物体14表面的缓冲膜10的一个代表性实施例的一部分。缓冲膜10通常包含邻近第一包封层11和第二包封层12的层状芯体13。现在将更详细地描述层状芯体13。如图3所示，层状芯体13通常包含第一薄层16、中间润滑层17和第二薄层18。在对缓冲膜10进行倾斜冲击期间，第一薄层16相对于第二薄层18侧向移动，使得减少作用至物体14表面的沿切线方向传递的动能。通过在第一薄层16和第二薄层18之间包含中间润滑层17，可以增强第一薄层16和第二薄层18在倾斜冲击期间移动的趋势。在一些实施例中，层状芯体13的第一薄层16和第二薄层18由自润滑材料制成，该自润滑材料可以有效减小倾斜冲击力的切向分量，而不需要附加的中间润滑层17。在另一实施例中，中间润滑层17由至少一层气体、液体、固体、胶体、铁磁流体或其任何组合制成。在更进一步的实施例中，中间润滑层17由牛顿流体和非牛顿流体的组合制成。现在将更详细地描述缓冲膜10的各层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术中要求专有权利或特权的实施例被限定如下： /n一种适形于物体表面的缓冲膜，包括：/n层状芯体，其包括：/n第一薄层；/n第二薄层，其联接到所述第一薄层并被构造成相对于所述第一薄层移动；和/n润滑层，其设置在所述第一薄层和所述第二薄层之间并被构造成减小所述第一薄层和所述第二薄层之间的摩擦；/n邻近所述第一薄层定位的第一包封层；/n邻近所述第二薄层定位的第二包封层；和/n锚定附接件，其与所述层状芯体相关联并被联接到所述第一包封层和所述第二包封层中的至少一个，所述锚定附接件被构造成限制在所述层状芯体与所述第一包封层和所述第二包封层中的至少一个之间的相对侧向运动，/n其中所述第一包封层和所述第二包封层一起包围所述层状芯体，并且其中所述第一薄层相对于所述第二薄层的移动耗散作用至所述缓冲膜的源自冲击力的动能，从而减小传递到所述物体的加速度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170306 US 62/4674041.本发明中要求专有权利或特权的实施例被限定如下：
一种适形于物体表面的缓冲膜，包括：
层状芯体，其包括：
第一薄层；
第二薄层，其联接到所述第一薄层并被构造成相对于所述第一薄层移动；和
润滑层，其设置在所述第一薄层和所述第二薄层之间并被构造成减小所述第一薄层和所述第二薄层之间的摩擦；
邻近所述第一薄层定位的第一包封层；
邻近所述第二薄层定位的第二包封层；和
锚定附接件，其与所述层状芯体相关联并被联接到所述第一包封层和所述第二包封层中的至少一个，所述锚定附接件被构造成限制在所述层状芯体与所述第一包封层和所述第二包封层中的至少一个之间的相对侧向运动，
其中所述第一包封层和所述第二包封层一起包围所述层状芯体，并且其中所述第一薄层相对于所述第二薄层的移动耗散作用至所述缓冲膜的源自冲击力的动能，从而减小传递到所述物体的加速度。


2.根据权利要求1所述的缓冲膜，其中所述物体是人体的一部分或者是设计用于防护所述人体的一部分的任何防护装备。


3.根据权利要求1所述的缓冲膜，其中所述润滑层选自由气体、液体、固体、胶体、铁磁流体及其组合组成的组。


4.根据权利要求1所述的缓冲膜，其中所述第一薄层和所述第二薄层由弹性的、可伸展的或刚性材料制成，当冲击力超过阈值时，这些弹性的、可伸展的或刚性材料能够延伸至断裂点。


5.根据权利要求1所述的缓冲膜，其中所述第一薄层和所述第二薄层的联接选自由机械紧固件、化学紧固件、粘合剂、纽扣、松紧带、铆钉、熔接、缝线、钩圈、射频密封、超声焊接、热脉冲密封及其组合组成的组。


6.根据权利要求1所述的缓冲膜，其中所述第一包封层借助于穿过设置在所述第一薄层和所述第二薄层上的开孔的锚定附接件联接到所述第二包封层，所述锚定附接件选自由机械紧固件、化学紧固件、松紧带、铆钉、粘合剂、纽扣、熔接、缝线、钩圈、射频密封、超声焊接、热脉冲密封及其组合组成的组。


7.根据权利要求1所述的缓冲膜，其中所述第一包封层借助一个或多个紧固件联接到所述第一薄层，所述紧固件选自由机械紧固件、化学紧固件、粘合剂、纽扣、松紧带、铆钉、熔接、缝线、钩圈、射频密封、超声焊接、热脉冲密封及其组合组成的组。


8.根据权利要求1所述的缓冲膜，其中所述第二包封层借助一个或多个紧固件联接到所述第二薄层，所述紧固件选自由机械紧固件、化学紧固件、粘合剂、纽扣、松紧带、铆钉、熔接、缝线、钩圈、射频密封、超声焊接、热脉冲密封及其组合组成的组。

【专利技术属性】
技术研发人员：D·E·艾布拉姆，F·格尔纳拉吉，G·G·王，
申请(专利权)人：西蒙弗雷泽大学，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA