CN101299938B - 身体保护设备 - Google Patents

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Abstract

一种由用户穿戴的身体保护设备，包括：撞击表面；以及能量吸收单元的阵列，其中所述单元中的每一个都包括管，且其中所述单元中的一个或更多个单元的管的纵轴布置成与撞击表面成倾斜的角。

Description

身体保护设备
本发明涉及身体保护设备。尤其但不排外地，本发明涉及用在具有相对大的曲率的设备如安全帽、护肘、护膝、护肩等中的能量吸收材料。
安全帽传统上包括实质上为球形的坚硬塑料材料的外层和弹性材料如硬泡沫的内层。刚硬的外层充当撞击表面，以将撞击载荷(impact load)更均匀地传递到吸收由撞击载荷产生的能量的内层。
任何身体保护设备的目的是，首先减小传递到用户的初始撞击载荷，其次以控制的和稳定的方式吸收所有的撞击负荷。设备的硬度或能量吸收灵敏度(energy absorbing response)在整个设备中变化通常是非常合乎需要的。一般，防撞头盔的衬垫可具有二到十个之间的可变密度部分。最理想的是提供一种设备或用于该设备的材料，其中硬度或能量吸收灵敏度可被容易地改变。提供在不同位置使用不同材料或不同几何布置的衬垫不是已知的。
众所周知，通常，身体保护设备，尤其是摩托车安全帽在设备的特定区域或位置更易受到撞击。而且，用户身体的某些部分比其它部分更易于受到伤害，或伤害的结果更严重。因此最好提供一种在这些相应的区域具有最高水平的保护的设备。然而，在所有位置都提供此高水平保护的设备制造起来更难或更昂贵。
在WO 2005/060778中公开了一种包括能量吸收管的阵列的身体保护设备。这些管布置成使得在使用中它们被轴向加载。该设备在性能上超过使用硬泡沫材料来吸收撞击能量的传统设备。
轴向加载的柱状物在一段时间以来用于提高车辆、路边装置等的结构防撞性。每个这些已知系统的柱状物一般不相连且独立地起作用。
最理想的是，金属柱状物呈现出多局部屈曲和折叠故障模式(multiplelocal buckling and folding failure mode)，而这在吸收撞击能量中是有效的。塑料和复合柱状物有很多对吸收撞击能量有效的故障模式，但所有这些模式一般涉及柱状物的一端的累进压碎。
塑料和复合柱状物的性能和故障模式取决于很多不同参数的复杂的相互作用，包括使用的材料、几何结构(形状和厚度)、复合物中的纤维排列、触发器的使用以及负荷条件。然而，谨慎选择这些参数可产生在性能上超过金属等效物的安全设备。
不管使用的材料如何，与载荷平行或同轴布置的单独住状物的阵列通常被发现能提供有效的能量吸收性能，并能提高安全设备的稳定性。当柱逐渐屈曲或压碎时，柱状物往往产生相对恒定水平的能量吸收。
使用一个或更多横向加载的圆柱形结构构件也是公知的。换句话说，圆柱形结构构件的轴与负荷垂直。当圆形横截面被逐渐压扁时，撞击能量被吸收。
使用具有在基质材料内增强的定向纤维的复合材料是公知的。可改变纤维相对于负荷的方向，以提供期望的负荷灵敏度。然而，因为基质材料是固体，复合材料密度相对大。此外，具有成一定角度定向的纤维的复合材料的负荷灵敏度一般由基质材料的特性控制。这些特性的数量级通常通常比纤维材料的数量级低。此外，虽然材料可具有与载荷成倾斜角布置的纤维，但结构在总体上仍然与负荷平行或垂直。
根据本发明的第一方面，提供了由用户穿戴的身体保护设备，其包括：
撞击表面；
能量吸收单元的阵列(array of energy absorbing cell)，其中所述单元中的每一个都包括管，且其中所述单元中的一个或更多个的管的纵轴布置成与撞击表面成倾斜的角。
术语“管”用于表示具有任何规则或不规则几何结构的中空结构。
优选地，管具有柱形或锥形结构，最优选地为圆柱形或圆锥形结构。
优选地，管的纵轴布置成与垂直于撞击表面的线成5°到45°之间的角，最优选地布置成与垂直于撞击表面的线成5°到30°之间的角。
优选地，管的倾斜布置适合于提供用于产生撞击物体在撞击表面处的撞击的横向偏转的偏转装置(deflecting means)。
优选地，撞击表面是凸起的。可选地，撞击表面是平坦的或凹入的。
优选地，身体保护设备具有提供撞击表面的外层。优选地，身体保护设备具有内表面，且一个或更多管的轴从撞击表面向着内表面延伸。优选地，身体保护设备包括提供内表面的内层。优选地，身体保护设备包括提供能量吸收单元的阵列的中间层。
优选地，所述阵列定位在身体保护设备的平面内的特定区域。优选地，多个阵列设置在身体保护设备的不连续的位置处。优选地，中间层包括设置在撞击表面下面的不连续位置处的多个阵列。
优选地，所述多个阵列中的一个或更多个包括管，所述管被定向成与所述多个阵列中的其它阵列的管不同的倾斜角。优选地，设备还包括管的一个或更多阵列，其中一个或更多管的轴布置成与撞击表面成垂直的角。
优选地，所述多个阵列中的每一个都包括设置在间隔构件处的插入物。优选地，间隔构件由至少泡沫材料形成。
优选地，身体保护设备包括安全帽。可选地，身体保护设备包括用于衣服的安全垫或衬垫。术语“身体保护设备”还旨在包括用于安全帽的衬垫、安全垫等。
优选地，实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁邻接至少另一个管的侧壁。优选地，实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁连接到至少另一个管的侧壁。
优选地，实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁通过粘合剂连接到至少另一个管的侧壁。优选地，实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁实质上沿着所述管的长度连接到至少另一个管的侧壁。
优选地，实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁焊接到或熔合到至少另一个管的侧壁。
一个或更多管可由包括第一材料的内芯和包括第二材料的外芯形成。优选地，第一和第二材料中的每个都是聚合物。优选地，第二材料具有比第一材料低的熔化温度。
优选地，实质上每个管都接近于或邻近于至少三个其它管。优选地，质上每个管都接近于或邻近于六个其它管。
优选地，每个管都具有在2到25mm之间的直径。优选地，每个管都具有约8mm的直径。
优选地，每个管的侧壁厚度小于0.5mm。优选地，每个管的侧壁厚度在0.1到0.3mm之间。
优选地，每个管的长度在10到50mm之间。
优选地，能量吸收单元的阵列设置为一整体材料。优选地，所述材料的密度在60到100kg/m3之间，最优选地为约80kg/m3。
优选地，所述整体材料包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯砜(polyphenylsulphone)、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、乙烯乙酸乙烯酯或丙烯腈丁二烯苯乙烯。优选地，材料包括TubusHoneycombsTM。
根据本发明的第二方面，提供了由用户穿戴的身体保护设备，其包括：
撞击表面；
能量吸收单元的阵列，其中每个单元都包括管；以及
偏转装置，其适合于产生撞击物体在撞击表面处的撞击的横向偏转。
优选地，偏转装置通过将一个或更多管的轴布置成与撞击表面成倾斜的角来设置。
优选地，一个或更多管的轴布置成与垂直于撞击表面的线成5°到45°之间的角，最优选地与垂直于撞击表面的线成5°到30°之间的角。
优选地，所述阵列定位在所述设备的平面内的特定区域。优选地，多个阵列设置在设备的不同位置处。优选地，所述多个阵列中的一个或更多个包括管，所述管被定向成与所述多个阵列中的其它阵列的管不同的倾斜角。优选地，衬垫还包括管的一个或更多阵列，其中一个或更多管的轴布置成与撞击表面成垂直的角。
应认识到，偏转装置适合于使撞击物体的撞击在多于一个的方向上产生横向偏转，而这取决于物体撞击设备的位置。
优选地，身体保护设备包括安全帽。可选地，身体保护设备包括用于衣服的安全垫或衬垫。术语“身体保护设备”还旨在包括用于安全帽的衬垫、安全垫等。
根据本发明的第三方面，提供了吸收由在第一方向施加的撞击载荷产生的能量的方法，其包括：
提供能量吸收单元的阵列，其中所述单元中的每一个都包括管；
将所述阵列定向成使得所述单元中的一个或更多个单元的管的纵轴与第一方向倾斜的角。
根据本发明的第四方面，提供了由用户穿戴的身体保护设备，其包括：
间隔构件，其由第一材料形成，并在间隔构件的平面内界定一个或更多插孔；以及
一个或更多插入物，其由第二材料形成，所述或每个插入物定位在间隔构件的插孔处。
应认识到，间隔构件的平面可为平坦的或弓形的。
所述或每个插孔可为孔、凹进部分或腔。
优选地，间隔构件在间隔构件的平面内的选定位置处界定一个或更多插孔。
优选地，第一材料包括泡沫。优选地，第一材料包括膨胀的聚苯乙烯。
优选地，所述或每个插入物包括能量吸收单元的阵列，其中每个单元都包括管。优选地，身体保护设备具有撞击表面，且一个或更多管的轴布置成与撞击表面成倾斜的角。可选地或另外地，一个或更多管的轴可布置成与撞击表面成垂直的角。
优选地，一个或更多管的轴布置成与垂直于撞击表面的线成5°到45°之间的角，最优选地与垂直于撞击表面的线成5°到30°之间的角。
优选地，管的倾斜布置适合于提供用于使撞击物体产生横向偏转的偏转装置。
优选地，撞击表面是凸起的。可选地，撞击表面是平坦的或凹入的。
优选地，身体保护设备具有内表面，且一个或更多管的轴从撞击表面向着内表面延伸。
优选地，身体保护设备包括安全帽。可选地，身体保护设备包括用于衣服的安全垫或衬垫。术语“身体保护设备”还旨在包括用于安全帽的衬垫、安全垫等。
优选地，实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁邻接至少另一个管的侧壁。优选地，实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁连接到至少另一个管的侧壁。
优选地，实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁通过粘合剂连接到至少另一个管的侧壁。优选地，实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁实质上沿着所述管的长度连接到至少另一个管的侧壁。
优选地，实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁焊接到或熔合到至少另一个管的侧壁。
优选地，实质上每个管都接近于或邻近于至少三个其它管。优选地，质上每个管都接近于或邻近于六个其它管。
优选地，每个管都具有在2到25mm之间的直径。优选地，每个管都具有约8mm的直径。
优选地，每个管的侧壁厚度小于0.5mm。优选地，每个管的侧壁厚度在0.1到0.3mm之间。
优选地，每个管的长度在10到50mm之间。
优选地，能量吸收单元的阵列设置为一整体材料。优选地，该材料的密度在60到100kg/m3之间，最优选地为约80kg/m3。
优选地，第二材料包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯砜、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、乙烯乙酸乙烯酯或丙烯腈丁二烯苯乙烯。优选地，第二材料包括Tubus HoneycombsTM。
优选地，所述阵列界定第一和第二不连续的表面。优选地，密封材料设置在所述第一和第二不连续的表面中的一个或两个处。
根据本发明的第五方面，提供了形成由用户穿戴的身体保护设备的方法，所述方法包括：
由第一材料形成间隔构件，间隔构件在间隔构件的平面内界定一个或更多插孔；
由第二材料形成一个或更多插入物；以及
将所述或每个插入物定位在间隔构件的插孔处。
应认识到，间隔构件的平面可为平坦的或弓形的。
优选地，间隔构件在间隔构件的平面内的选定位置处界定多个插孔。
优选地，所述方法包括在形成间隔构件之前或期间在所述插孔处定位所述或每个插入物。
优选地，所述方法包括将所述或每个插入物封装在间隔构件内。
优选地，第一材料包括泡沫。优选地，第一材料包括膨胀的聚苯乙烯。
优选地，身体保护设备包括安全帽。可选地，身体保护设备包括用于衣服的安全垫或衬垫。术语“身体保护设备”还旨在包括用于安全帽的衬垫、安全垫等。
优选地，所述或每个插入物包括能量吸收单元的阵列，其中每个单元都包括管。
优选地，能量吸收单元的阵列设置为一整体材料。优选地，该材料的密度在60到100kg/m3之间，最优选地为约80kg/m3。
优选地，第二材料包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯砜、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、乙烯乙酸乙烯酯或丙烯腈丁二烯苯乙烯。优选地，第二材料包括Tubus HoneycombsTM。
优选地，所述阵列界定第一和第二不连续的表面。优选地，所述方法包括将密封材料设置在所述第一和第二不连续的表面中的一个或两个处。
现在仅作为例子，参考附图来描述本发明的实施方式，其中：
图1(a)是根据本发明的第一方面的安全帽的透视图；
图1(b)是图1(a)的安全帽的一部分的截面侧视图；
图2是用在图1(a)的安全帽中的单元的管状阵列的平面图；
图3是用在图1(a)的安全帽中的单元的管状阵列的侧视图；
图4是单元与负荷成5°角的布置在不同测试条件下的测试结果的曲线图的选集；
图5是单元与负荷成30°角的布置在不同测试条件下的测试结果的曲线图的选集；
图6是对单元与负荷成不同的角的布置并且在三种撞击速度以及在低温下的材料的测试结果的总结的曲线图；
图7是对单元与负荷成不同的角的布置并且在三种撞击速度以及在室温下的材料的测试结果的总结的曲线图；
图8是对单元与负荷成不同的角的布置并且在三种撞击速度以及在高温下的材料的测试结果的总结的曲线图；
图9是根据本发明的第四方面的安全帽的一部分的横截面侧视图；
图10是图9的安全帽的所述部分的平面图；
图11是显示测试位置的安全帽的侧视图；以及
图12是图11的安全帽的前视图。
图1(a)和(b)以安全帽10的形式示出身体保护设备的第一实施方式。安全帽10包括第一材料或芯体20，其夹在第二材料或外层30和第三材料或内层40之间。外层30提供撞击表面。外层30和内层50中的每个都使用粘合剂粘结到芯体。在本实施方式中，第一、第二和第三材料中的每一个都在安全帽10的整个(弓形)主要平面上连续。
芯体具有可为如图2所示的圆柱形布置的管状结构。管22布置在紧密组合的阵列中，以便最小化相邻管之间的间隙。
图3(a)示出根据本发明的管22的第一布置，这时，管22受到一载荷50。载荷50与芯体20的平面垂直。每个管22都具有与载荷50的方向成倾斜角26的纵轴24。每个管22的纵轴24也与芯体的平面成互逆的倾斜角26。
图3(b)示出根据本发明的管22的第二布置，这时，管22受到在第一方向施加的载荷50。在这种情况下，每个管22都具有与芯体20的平面垂直的纵轴24。然而，芯体20布置成使得芯体20的平面与第一方向成倾斜角26。该布置表示吸收由撞击载荷产生的能量的另一方法。
虽然图3(a)和(b)示出管22的平面布置，但应认识到，对球形结构如防护帽或安全垫的撞击负荷往往在与球体的切线垂直的方向上。因此，当管弯曲以形成防护帽或安全垫的芯体时将出现相同的倾斜布置。
每个管都具有8mm的直径、0.1到0.3mm之间的厚度以及约35mm的长度。这产生大约为4的长度直径比(长度与直径的比率)以及25到80之间的纵横比(直径与厚度的比率)。
这些几何值的使用，特别是使用的低厚度产生获得渐进的弯曲的稳定的故障模式，即使管与负荷成一定角度。避免了可导致总的屈曲故障模式的不稳定性，因为管连接到相邻的管并被相邻的管支持。连接到在该管周围环绕地间隔开的六个其它管在与该管的轴垂直的任何方向提供这样的支持。
可使用粘合剂将管粘结在一起。另一适当的方法是由第一材料的内芯和第二材料的外芯形成管，芯体被共同挤压出。第二材料可选择成具有比第一材料低的熔化温度。一般，可使用15°到20°摄氏度之间的差异。在形成期间，可将管加热到第一和第二材料的熔化温度之间的温度。这使管的侧壁变得焊接或熔合在一起。该方法允许在形成期间较容易地形成形状并提供较好的一致性。
应认识到，管不需要被连接以提供对彼此的支持，或甚至是不需要邻接，只要管极接近，使得它们在少量变形之后开始接触。
已经发现，本发明在性能上超过其中管平行或垂直于负荷的布置。可以认为，对此的主要原因是，管的成角布置产生反应载荷(reaction load)，其有相对于负荷平行和垂直的分量。垂直分量在管的变形期间使撞击物体相对于身体保护设备横向偏转。头形的总的成角位移对撞击事件导致一段较长的总时间。此外，撞击物体的偏转减小了负荷在平行方向的幅度。因此，总撞击能量在一段较长的时间内以较低的幅度被吸收。
对本发明的优良性能的另一原因可为管弯曲而没有屈曲。因此除了由传统布置和本发明展示的渐进屈曲的模式外，还有吸收能量的另一模式。
图4和5是根据本发明对以两种不同的撞击速度4和6.7m/s撞击的材料的测试结果的代表性范例。此外，使用了材料的三种不同的温度：-30℃的相对低温、20℃的室温和110℃的相对高温。在图4中，使用与负荷成5°的管角。在图5中，使用与负荷成30°的管角。
图4和5的测试结果测量在撞击事件期间撞击物体的加速度。撞击力与撞击物体的加速度正好成正比，因为撞击力仅仅是撞击物的质量和其加速度的乘积。在每个测试中，力以稳定的方式增加并接着减小。因此，撞击能量以控制的和稳定的方式被吸收。
在图6到8中总结了不同的测试结果。很清楚，传递到相关身体保护设备的穿戴者的撞击力往往随着管角的增加而降低。特别在室温或低温时是这种情况，室温或低温在使用期间更可能为环境条件。
撞击事件的高速视频重放显示当管变形时撞击物体被横向偏转。
在身体保护设备中，可能相对于撞击表面改变管的角度，以使材料的硬度或能量吸收灵敏度在整个设备中变化。使用完整的芯体材料允许具有以高达45°的任何角度的管的阵列的材料的模制。这消除了以特定的角度切割材料的需要，而以特定的角度切割材料将导致相当大的浪费。
图9示出根据本发明的第四方面的由用户穿戴的身体保护设备，再次为安全帽100。
安全帽100包括由第一材料，即，膨胀的聚苯乙烯泡沫形成的间隔构件110。间隔构件110在间隔构件110的(弓形)主要平面内在选定的位置处界定多个插孔或腔112。
由第二材料形成的插入物120、122、124封装在每个腔内。可选地，在间隔构件110内可形成孔或凹进部分。在泡沫材料中提供这样的形成物的方法是公知的。
插入物120、122、124可在形成间隔构件110期间来定位或以后例如通过在间隔构件110中形成凹穴来插入。
每个插入物120、122、124包括如为本发明的第一实施方式所述的能量吸收管的阵列。对于一些插入物122、124，管的轴布置成与安全帽100的撞击表面102成倾斜的角。而且，该特定的倾斜角对这些插入物122、124可不同。对于其余插入物120，管的轴布置成与撞击表面102成垂直的角。
图10是箭头140从安全帽100的前面向外指的安全帽100的平面图。
在安全帽100的具有较小的半径截面的前面和后面，安全帽100更硬且使用与撞击表面102成90°角的插入物120是有利的。在安全帽100的具有较大的半径截面的两个侧面部分，安全帽100更柔韧且使用与撞击表面102成30°以及甚至高达45°的角的插入物124是有利的。安全帽100的顶部具有中间半径的截面，且使用与撞击表面102成15°角的插入物120是有利的。
在任何特定位置的安全帽硬度可根据所使用的材料的硬度或厚度以及曲率半径来变化。管角可改变为满足这些要求并最佳化安全帽100的总能量吸收性能。
如前所述，插入物的阵列设置为一个完整的材料。插入物可为任何几何形状。插入物的一般尺寸对于正方形插入物是75mm2，而对于圆形插入物是90mm的直径。
每个阵列界定第一和第二不连续的表面130和132。密封材料(没有示出)设置在这两个不连续的表面。这阻止泡沫材料进入管的敞开端。
插入物120、122提供了免受撞击载荷的高水平的保护。阵列位于特定的预先确定的区域，在该区域中，撞击出现得更频繁，且其与用户更容易受到伤害或伤害结果更严重的身体部分相邻。而且，管的方向可布置成最佳化对特定位置的保护。
安全帽往往在这些易受伤的位置测试，以确保它们满足可接受的安全水平。两个安全标准是欧洲标准EC R22-05和美国标准SNELL 2005，这两个标准都指定了类似的测试位置。图11和图12示出EC R22-05的测试位置151-155。
到测试位置151-155的距离是从位于面盔孔162的顶部和中心的参考点160量取的。这些距离在标准中给出。插入物可设置在这些位置151-155中的每一个。
在安全帽100的其它区域，可接受的保护水平仍然由泡沫间隔构件110提供。实际上，保护水平至少等于只使用泡沫芯体的传统安全帽的保护水平。
可进行各种更改和改进而不偏离本发明的范围。

Claims (27)

1.一种由用户穿戴的身体保护设备，包括：
撞击表面；
能量吸收单元的阵列，其中所述单元中的每一个单元都包括管，且其中所述单元中的一个或更多个单元的所述管的纵轴被布置成与所述撞击表面成倾斜的角。
2.如权利要求1所述的身体保护设备，其中每个管的所述轴被布置成与垂直于所述撞击表面的线成5°到45°之间的角。
3.如权利要求1所述的身体保护设备，其中每个管的所述轴被布置成与垂直于所述撞击表面的线成15°到30°之间的角。
4.如权利要求1所述的身体保护设备，其中所述管的倾斜布置适合于提供用于产生撞击物体在所述撞击表面处的撞击的横向偏转的偏转装置。
5.如权利要求1所述的身体保护设备，其中所述撞击表面是凸起的。
6.如权利要求1所述的身体保护设备，包括内表面，且其中一个或更多管的所述轴从所述撞击表面向着所述内表面延伸。
7.如权利要求1所述的身体保护设备，其中多个阵列被设置在所述身体保护设备的不同位置。
8.如权利要求7所述的身体保护设备，其中所述多个阵列中的一个或更多个阵列包括管，所述管被定向成与所述多个阵列中的其它阵列的管成不同的倾斜角。
9.如权利要求7所述的身体保护设备，其中所述设备还包括管的一个或更多阵列，其中一个或更多管的轴被布置成与所述撞击表面成垂直的角。
10.如权利要求7所述的身体保护设备，其中所述多个阵列中的每一 个都包括设置在间隔构件处的插入物。
11.如权利要求10所述的身体保护设备，其中所述间隔构件由至少一种泡沫材料形成。
12.如权利要求1-11中任一项权利要求所述的身体保护设备，其中所述身体保护设备是安全帽。
13.如权利要求1-11中任一项权利要求所述的身体保护设备，其中实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁邻接至少另一个管的所述侧壁。
14.如权利要求1-11中任一项权利要求所述的身体保护设备，其中实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁连接到至少另一个管的所述侧壁。
15.如权利要求14所述的身体保护设备，其中实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁通过粘合剂连接到至少另一个管的所述侧壁。
16.如权利要求14所述的身体保护设备，其中实质上每个管都具有侧壁，所述侧壁实质上沿着所述管的长度连接到至少另一个管的所述侧壁。
17.如权利要求1-11中任一项权利要求所述的身体保护设备，其中一个或更多管可由包括第一材料的内芯和包括第二材料的外芯形成。
18.如权利要求17所述的身体保护设备，其中所述第一材料和所述第二材料中的每个都是聚合物，且其中所述第二材料具有比所述第一材料低的熔化温度。
19.如权利要求1-11中任一项权利要求所述的身体保护设备，其中实质上每个管都接近于或邻近于至少三个其它管。
20.如权利要求1-11中任一项权利要求所述的身体保护设备，其中实质上每个管都接近于或邻近于六个其它管。
21.如权利要求1-11中任一项权利要求所述的身体保护设备，其中每个管都具有在2到25mm之间的直径。
22.如权利要求1-11中任一项权利要求所述的身体保护设备，其中每个管的侧壁的厚度小于0.5mm。 
23.如权利要求1-11中任一项权利要求所述的身体保护设备，其中每个管的长度在10到50mm之间。
24.如权利要求1-11中任一项权利要求所述的身体保护设备，其中所述能量吸收单元的阵列被设置为一整体材料。
25.如权利要求24所述的身体保护设备，其中所述材料的密度在60到100kg/m3之间。
26.如权利要求24所述的身体保护设备，其中所述整体材料包括以下材料中的一种：聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯砜、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、乙烯乙酸乙烯酯或丙烯腈丁二烯苯乙烯。
27.一种吸收由在身体保护设备的撞击表面上施加的撞击载荷产生的能量的方法，包括：
提供能量吸收单元的阵列，其中所述单元中的每一个都包括管；
将所述阵列定向成使得所述单元中的一个或更多个单元的所述管的纵轴与所述撞击表面成倾斜的角。 
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