[发明专利]护甲的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种护甲，特别地但不仅仅涉及可穿护甲及防护服产品，以及它们的制造方法。

背景技术

人们通常需要或者被要求穿着护甲，个人护甲也通常需要或者被要求携带通讯设备。这样的例子包括安全人员、警察或者陆海空三军。还要求这些人员携带包含电路或电路元件的其它设备。一般，除了个人护甲(例如身体护甲)之外还要求这些人员携带几种单独的设备，它们整体构成很大负担，给使用者带来疲劳和不适。通常，虽然个人护甲允许其它产品附在其上，但是它们不是以容纳承载单独的通讯或其它设备为目的而特别设计的，通常的情况是通过装置将附带设备固定到人体或使用者上，身体护甲的穿用将妨碍该装置的使用使用者。另外，个人护甲本身并没有特别地为附带的设备提供防护，而附带的设备也没有为使用者提供任何保护(例如冲击保护)。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够至少解决上述现有技术的一些缺陷的护甲。 最通常而言，本发明提出将护甲结构与信号传输装置结构整合起来，使得护甲用于对使用者和信号传输装置的防护，和/或用作传送信号(例如为了通讯目的或者其它目的)的平台。 第一方面，本发明提供防护服，防护服包括使用中设置用来保护防护服使用者的护甲装置，以及整合于防护服内用于传送信号的信号传输装置，该信号传输装置设置为使得护甲装置既可以防护信号传输装置又可以保护防护服的使用者。通过这种方式，不管防护服的护甲装置呈什么形式(例如柔性护甲，像柔性的护甲材料片，护甲板，像陶瓷护甲板或者类似物)，它可设置在防护服内，用于至少一定程度的保护其中的信号传输装置，同时保护防护服使用者。护甲装置对信号传输装置的防护可以以与对使用者的保护相同的方式实现。护甲装置优选包括形成一个或多个抵抗冲击(例如子弹)或者锋利物体(例如刺穿物体)的穿透的区域的材料(或多种)，由此保护使用者不受这些物体的伤害。护甲可以是“冲击护甲”，其可以理解为包括适于抵抗和保护使用者不受冲击/高速射弹(例如子弹等)穿透的伤害的护甲。 信号传输装置优选设置在护甲装置的各部分之间，从而使得护甲装置同时保护在其大致相对的侧面上的信号传输装置。例如，防护服的护甲装置可具有护甲部分或者护甲部件，其设置为同时穿戴在或者保护使用者的相对侧/区域(例如前面和背面)。由此，为防护服的信号传输装置提供相同的同步防护。 护甲装置优选围绕(例如完全围绕或者包围)信号传输装置，从而同时使得信号传输装置的几乎所有部分，或者至少信号传输装置的全部侧面得到保护。 优选地，信号传输装置设置在最接近防护服使用者的护甲装置的内部和护甲装置的外部之间，该护甲装置的外部离防护服使用者更远，并同时覆盖护甲装置的内部和信号传输装置，使得护甲装置同时在其大致相对的侧面上保护信号传输装置。 根据本发明的第一方面的防护服优选将用于在其中传送信号的信号传输装置整合到护甲装置内。例如，这种整合可以是嵌入和/或封入护甲装置内。 护甲装置可以包括多个形成护甲堆的叠置的相邻护甲部分，信号传输装置被整合在其内部，以便于设置在其间并被这堆叠置的护甲部分所覆盖。该堆中的每个护甲部分可以是护甲层，其与该堆中的另外的层相互叠置以形成叠层(Laminate)，信号传输装置被整合在叠层内部。 通过这种方式，信号传输装置可以包含和/或形成和/或嵌入在防护服的护甲结构和护甲体内，这与仅由护甲包围而不是整合在其内部的方式不同。由此护甲牢固地保护传输装置。 防护服可以包括无源电路元件和/或有源电路元件，它们通过护甲装置保护并被整合在其内部，护甲装置优选地可操作地连接到其中的信号传输装置。 防护服可包括通过护甲装置保护(例如整合在其内部)的信号处理装置，护甲装置被设置用于处理传送给它的信号，例如通过其中的信号传输装置。另外或者可选择的是，信号处理装置可设置用于产生输出到信号传输装置的信号。 信号处理装置可操作地连接到信号传输装置，或者与其不连接，而是被设置用于传送至/来自信号传输装置(例如无线的)的信号。 例如，信号传输装置可以包括由护甲装置保护或者被整合在其内部的信号输送装置，用于在由护甲装置保护或者被整合在其内部的信号传输装置，和位于防护服或护甲装置外部或内部的信号响应装置之间传送信号，以允许信号在其间通过。信号输送装置可包括天线装置，用于穿过护甲装置无线地传递信号。这样的无线通讯可以是被整合在例如防护服内(例如在护甲装置内部)的元件之间，或者可以是在内部和外部通讯装置之间。因此，在防护服和/或护甲装置内的有源元件可包括无线信号发生器/发射器和/或接收器，每一个都可操作地连接到一个或多个天线装置。 信号输送装置可包括连接器装置，其设置为用于连接该信号通道，以向到位于防护服和/或护甲装置外部的信号通道发送信号。连接器装置可穿过护甲装置，由此通过外部的外部信号通道实现与之接触/连接，或者反之则实现内部连接。连接器装置可提供信号输入/输出端口，通过该端口可以传送到达和/或者来自防护服和/或护甲装置内的信号。也可以以这种方式传送到达/来自防护服和/或护甲装置的电能。 信号传输装置可包括电子响应信号传输装置，并且可包括电子电路装置的至少一部分。 用于将电能供给到信号传输装置的电能供给装置以及可操作地连接到其上的元件可被整合在防护服内，以便于被护甲装置保护(例如整合在其内部)。电能供给装置可连接到信号传输装置，或者连接到防护服和/或护甲内的无源/有源或信号处理装置。电能供给装置可包括感应耦合装置(例如感应线圈/环)，其设置为响应外部感应耦合装置，用于生成能量，由此为整合在防护服和/或护甲装置内的电子元件提供能量。 另外或者可选择的是，信号传输装置可包含或包括光信号输送装置，例如光纤线路。无源或有源光学或电/光学元件可被整合在护甲内。信号传输装置可包含/包括电磁信号输送线路，例如用于传输微波或者相似射线的微波传输带线路/波导。 优选地，信号传输装置是柔性的。这使得使用中传输通道可以弯曲，因此在穿戴时，它能够可以用在具有弯曲特性的护甲内。内部整合有信号传输装置的防护服可弯曲，信号传输装置可处于相应的弯曲状态。 信号通道的至少一部分(优选全部)可安装在安装装置之上或者形成在其内部，安装装置本身形成了防护服的至少一部分。凯夫拉尔(RTM)或相似材料适用于此目的，这是因为这种材料不仅仅适于用作护甲(例如冲击护甲)而且适于用作电子电路的安装板(例如电路板)。可以使用其它材料(例如陶瓷)，或者替代柔性护甲。例如，信号通道的至少一部分(或者全部)可嵌入到安装装置内，安装装置本身形成了防护服的护甲装置的至少一部分。 安装装置构造为提供用于在其上安装精密/敏感元件的加强区域，以及用于安装通道的薄弱但优选更轻和更柔软的区域。安装装置可以是薄片(例如凯夫拉尔(RTM)，陶瓷材料等)，其具有设置有无源和/或有源电路元件的区域和设置有信号传输装置的相对较薄的区域。优选地，在薄的区域处或其上只设置信号传输装置。可选择的是，此处安装装置的材料具有适当的柔性，安装装置无需上述的厚度变化。 安装装置可以是一层柔性电子电路板，电路装置可以是形成在电路板上的信号传输轨道(例如印刷/蚀刻传导轨道)。有源和/或无源元件等也可按常规方式简单地安装在电路板上。可使用凯夫拉尔(RTM)电路板。该安装装置使用时可弯曲。 信号通道的至少一部分优选完全包围(例如封装)在防护服的护甲内。也就是说，信号通道或者它的至少一部分可以完全由防护服的护甲围绕(例如在所有侧面上)。在可选择的实施例中，通道可以设置在护甲装置内(例如夹在护甲部件中间)，而没有被完全包围。 防护服可以包括电磁(EM)防护装置，其例如设置在护甲装置内，用于保护整合在护甲装置内的信号传输装置的至少一部分不受防护服外部的电磁辐射。EM防护装置可包括在通道等上延伸(但是与其分开)的金属薄片，或者金属化的塑料薄片。当护甲内的通道和/或者有源或无源元件和/或信号处理具有电子/电气特性时，EM防护特别有用。 EM防护装置优选还设置为保护无源和/或有源元件和所述信号处理装置免受防护服外部的电磁辐射。如果那些元件不是电子/电气元件的话，例如如果它们是光纤等，则不需要该防护。 防护服优选构造为使得EM防护装置设置在防护服内，从而使得要防护的部件位于EM防护装置和防护服的使用者之间。这种结构确保EM防护装置位于要防护的部件和外界之间，而外界通常是EM辐射源，这样可保护部件不受其破坏。 EM防护装置优选包围要防护的部件。不过，在防护服围绕(Circumscribe)使用者时(例如完全包裹使用者上身的背心)，它也可围绕使用者和要保护部件的充分地提供EM防护材料。这虽然不会将部件包围或密封，但能够提供3600EM防护。 防护服可包括潮气防护装置，其设置在被整合于其内部的信号传输装置(优选地，还有无源、有源和信号处理装置)附近的其护甲装置内以形成防潮层。潮气防护装置优选完全包围部件，从而为这些部件形成防潮层。该保护层优选防水/防潮。优选地，潮气防护装置还是EM防护装置。优选地，潮气防护装置完全包围所有的防护服的护甲装置。在例如凯夫拉尔(RTM)的护甲材料和/或安装装置迅速失去刚性(或变得易于变形)从而与潮气接触失去防护时，这种配置是特别有利的。水使得防护材料的纤维有效润滑，结果是材料更易于变形。当然，在采用不以这样方式受潮气影响的护甲材料的实施例中，可无需防潮层，从而不会造成损坏或有风险。通常地，潮气对于护甲内的信号传输装置和任意的无源/有源、或信号处理元件是有害的。 防护服可包括潮气响应装置，其设置为根据潮气防护装置内的潮湿状态提供可检测的响应。潮气响应装置优选是湿度检测器装置以监测潮气响应装置内的湿度并当监测到的湿度等级超过预定临界值时生成可检测的信号。可检测的信号可从护甲装置内被无线输送，或者可以是来自其中的可监听的广播，或者可在嵌入到护甲装置中的视频显示装置(例如LCD屏)上显示。 防护服的一些或所有护甲装置可以是刚性的，或可以是柔性的。可以采用硬(例如，陶器的)的护甲和软(例如，凯夫拉尔(RTM))的护甲的组合。 此处信号传输装置包括连接器装置，最优选地，该连接器装置设置为通过防护装置内或其上的任意的EM防护装置和/或防潮层延伸。 优选地，防护服的护甲装置形成一系列相邻的叠置的护甲材料层，整合在护甲装置内的部件(例如，信号传输装置，无源/有源元件等，EM防护装置，防潮层等)被夹在相邻的护甲材料层之间。优选地，EM防护装置和/或防潮层通过护甲材料的中间层与信号传输装置(和任意的元件/与其相关的信号处理)隔开。多个单独的EM防护层和/或多个单独的防潮层可按这种方式设置，每层通过至少一层(例如，两层)护甲材料与任意其它的非护甲层隔开。优选地，信号通道(及相关元件)被夹在两个这样的多层护甲结构之间。 防护服优选设置为穿在使用者的身体或头上(例如头盔)。在前一种情况下，柔性护甲允许防护服根据使用者的形状变形。块状的硬护甲被整合在防护服中。防护服可以是一件战斗防护服，例如，适合战斗中的士兵为了对其保护而使用，但它并不局限于在这种情况下使用。无线电发射器和/或接收器电路和/或显示电路可被整合在护甲中。例如，这样的接收器，发射器或显示电路可设置在护甲的外层/部或嵌入其中，在使用中其位于使用者的最外部，电路设置在外部护甲部件的向内一侧(即，面向使用者)。因此电路可被夹在外部护甲部件和相邻的位于更接近使用中的使用者的内防护层/部件之间。外层优选硬的护甲材料(例如，板)，内层优选柔性护甲材料。优选地，被夹在中间的电路对着内层的向外的表面。 信号传输装置和有源或无源元件和/或信号处理器可以设置在护甲装置内曲率最小的区域上(例如，防护背心/身体护甲的胸部或背部区域上)，或可以设置在相对较大曲率的区域中(例如，越过背心侧面，或越过头盔)。 防护服的护甲可以是冲击护甲，或可以是非冲击保护护甲(例如，不是防子弹，而是防刺伤的等)。在其第一方面中，本发明提供了防护服，其按照本发明另一方面的制造相同防护服的方法而产生。 因此，在其第二方面，本发明可提供一种用于保护使用中的防护服使用者的防护服产品的制造方法，其包括提供可穿的护甲和防护服，以及(以任意顺序)(A)将信号传输装置整合在防护服内，用于传送其中的信号；(B)将可穿的护甲设置在防护服中；其中信号传输装置设置为使得可穿的护甲在使用中既能保护信号传输装置又能够保护防护服的使用者。 该方法可包括将信号传输装置设置在可穿护甲的各部分之间，使得护甲同时保护在其大致相对的侧面上的信号传输装置。该方法可包括将信号传输装置设置为使其被可穿护甲围绕，使得护甲可同时保护信号传输装置的几乎所有(或至少所有侧面的)部件。 步骤(B)可包括提供最接近使用中的防护服使用者的可穿护甲的内部和可穿护甲的外部，该可穿护甲的外部距离使用中的防护服使用者更远并同时覆盖护甲装置的内部，其中步骤(A)优选包括将信号传输装置设置在内部和外部护甲部分之间并被它们覆盖，使得护甲装置同时保护在其大致相对的侧面上的信号传输装置。 步骤(A)可包括将信号传输装置整合在可穿护甲内。 可穿护甲装置可包括多个形成护甲堆的叠置的相邻护甲部分，信号传输装置被整合在其内部，以便于设置在其间并被这堆叠置的护甲部分所覆盖。该方法可包括通过设置护甲的多个叠置的相邻层而提供该堆，以形成叠层，该信号传输装置被整合在叠层内部。 优选地，该方法可包括在第一护甲上形成或安装信号传输装置，然后将信号传输装置夹在第一护甲和单独的第二护甲之间，从而形成可穿护甲。 该方法可包括将第一护甲夹在所述单独的第二护甲和单独的第三护甲之间，从而形成可穿护甲。 该方法可包括在防护服内，优选在可穿护甲内，形成/包括无源电路元件和/或有源电路元件，使其可操作地连接到其中的信号传输装置。 该方法可包括在防护服内，优选在可穿护甲内，形成/包括信号处理装置，以处理由其中的信号传输装置传送给它的信号，并生成输出到信号传输装置的信号。 该方法可包括可操作地将信号处理装置连接到信号传输装置。 该方法可包括形成信号传输装置以便将信号输送装置整合在防护服内，优选在可穿护甲内，用于在防护服/护甲装置内的信号传输装置和防护服/护甲装置外部或内部的信号响应装置之间传送信号，以允许其间的信号通过。 在本方法中，形成所述信号输送装置可包括形成用于穿过护甲无线传递信号的天线装置。 该方法可包括为信号输送装置提供连接器装置，该连接器装置设置为用于连接所述信号通道，以向到位于防护服和/或护甲装置外部的信号通道发送信号。 该方法可包括将电响应信号输送装置整合在信号传输装置内。 该方法可包括将至少部分电路装置整合在信号传输装置内。 该方法可包括将光信号输送装置整合在至少部分信号传输装置中。该方法可包括形成信号传输装置，以使其是柔性的，并且信号传输装置处于弯曲状态下，可穿护甲可以被整合到防护服中。 该方法可包括在防护安装装置上安装信号通道的至少一部分，并且可包括将安装装置整合在防护服内以形成防护服的护甲的至少一部分。 该方法可包括将信号通道的至少一部分嵌入防护安装装置内，并且可包括将安装装置整合在防护服内以形成至少部分防护服的护甲。 该方法可包括以薄片护甲材料的形式，为安装装置提供相对薄的区域，以在薄片的相对薄的区域形成信号传输装置，并在薄片的其它区域形成无源和/或有源电路元件。 该方法可包括提供安装装置，将其作为薄片的柔性电子电路板。 该方法可包括在防护服和/或护甲内形成电磁(EM)防护装置的附加步骤，以保护其中至少部分信号传输装置免受防护服外部的电磁辐射。 该方法优选包括形成EM防护装置，以保护无源和/或有源元件以及所述信号处理装置免受防护服外部的电磁辐射。 该方法可包括在防护服内形成EM防护装置，从而使得要保护的部件位于EM防护装置和防护服的使用者之间，或形成EM防护装置以包围要保护的部件。 方法可包括在信号传输装置附近的可穿护甲内形成潮气防护装置以形成防潮层。优选地，潮气防护装置也是EM防护装置。 方法可包括在可穿护甲内提供潮气响应装置，以根据潮气防护装置内的潮湿状态提供可检测的响应。所述潮气响应装置优选是湿度检测器装置，该方法优选包括设置湿度检测器以监测潮气防护装置内的湿度并当监测到的湿度等级超过预定的临界值时生成可检测的信号。 需要理解地是，尽管前面和下文的叙述涉及在其护甲内包含有信号传输装置(以及其它装置)的防护服，但本发明还可提供单独的护甲，无论其是否在防护服内，但其优选适合这种应用。 因此，在其第三方面，本发明可提供包含有信号传输装置的护甲，该信号传输装置嵌入(例如，封装)其中，用于在护甲内传送信号。 在其第四方面，本发明可提供包含有信号传输装置的冲击护甲，该信号传输装置嵌入(例如，封装)其中，用于在护甲内传送信号。