[发明专利]能量吸收系统

说明书

本发明涉及柔性能量吸收系统和包含柔性能量吸收系统的身体护甲，头盔和防护服饰。柔性能量吸收系统可包括具有第一凹入几何图形的第一多个单元和具有不同的第二几何图形的第二多个单元。第一多个单元和第二多个单元可包括弹性体材料。

技术领域

本申请涉及能量吸收系统。特别地但非排他地，本申请涉及包括多个单元(cell)的柔性能量吸收系统。

背景技术

在任何事故中，头部受到的冲击都会引起大脑的线性和旋转加速度，研究表明，这些加速度的组合可能导致创伤性脑损伤，其会导致死亡[1]。

通过在头盔中使用在冲击期间被压碎而吸收能量的能量吸收系统(例如发泡聚苯乙烯(expanded polystyrene，简称EPS))的方式，可以降低线性加速度。许多已知的头盔设计利用了这种材料，并结合坚硬的外壳以分散冲击负载以及结合坐落在头部的柔软舒适的内衬以改善贴合性和舒适性。能量吸收的重要元件是EPS层，除了改变EPS的密度以及使用其他的能量吸收泡沫之外，运动头盔技术在过去的20年中没有取得进展。此外，为了高速通过测试标准，较小和较薄的头盔趋势也仅仅是增加了这些泡沫的密度和刚度，导致头盔不能防护次震荡(sub-concussive)或低速冲击。已经显示出随着时间的推移，冲击的积累会导致具有长期影响的轻度创伤性脑损伤(mild traumatic brain injury，简称MTBI)，这是目前接触性运动的重点关注点，并且是与头部防护系统相关的日益增长的关注点。

在线性加速度之外，还存在旋转加速度分量，其在冲击期间被给予头部。对头部的冲击经常以一定角度发生，因此加速度的旋转分量可能很大。对大脑旋转加速度研究的最新焦点吸引了头盔制造商的注意力，他们正在努力改善对大脑的防护。当前的头盔尚未进行优化以降低旋转加速度。

基于在头盔内的能量吸收系统中的大约圆的或者转弯的(轴对称的)几何图形，已经存在许多先前已提交的专利申请。也就是说，具有圆形的特征的或者可以从管中挤出的或者围绕单个轴线扫掠(swept)的任何元件。

6D^TM头盔使用基本围绕长轴线转弯的长元件以将两层EPS相分离地保持在头盔中，例如参见第WO2012109381 A1号国际专利申请。Leatt^TM360涡轮机是圆的涡轮机或者基本上是圆形元件的盘以改善EPS头盔的性能，例如参见第no.WO 2015177747 A1号国际专利申请。

Cube^TM自行车提交的德国设计提交了一些基本上圆形的元件，见DE 20 2015 101194 U1，其详述了进入头盔的多个元件。CCM^TM已经将圆形的或圆的元件放入名为RED的冰球头盔中。这些是EPS圆形盘，封装在圆形杯中或者红色TPE盘中，这些元件中的多个放置在壳和内衬之间。这些头盔的共同主题是元件都是圆形的或盘形的。如果材料合适，它们的全部或者大多数特征可以在具有围绕轴线旋转命令(在一些情况下添加一些额外的细节)的计算机辅助设计(CAD)程序中制作，在车床上构建。

当今大多数已知的肢体防护器都是基于硬壳，然后是软泡沫能量吸收器或者泡沫组件。它们通常不是非常柔性，往往不小于10mm厚以满足CE标准EN1621，并且在它们中仅具有5％左右的孔横截面以用于透气性。它们也通常是由均质的材料制成，或者更具体地是由对密度几乎没有控制的块状材料制成。一些发泡部件被蒙皮。可以通过整体材料密度以及更经常地通过厚度来调整性能。典型的聚氨酯(PU)部件的核心厚度将比边缘周围的厚度高，并且几乎没有内部几何图形的控制或者细节。

一种典型的“有翼部件”可在市场中购得。这些是用简单的扁平工具制成的，并且模制在织物上。它们已经出售给Bliss^TM，并且直接缝制到服饰。一种用于Bliss^TM肘部或膝盖防护的互联网搜索将会示出扁平防护器的设计，其随后在穿戴时被缠绕成形。