CN1032199C - 负压成型固定装置 - Google Patents

Abstract

一种包着坚硬外壳的产品，有一个内部体积和至少一个占据该内部体积的气密室。坚硬外壳1由柔韧密封壁2和3组成，壁之间是密封空腔5。空腔装满填料7，填料在空腔为真空时呈坚硬状态，而当空腔处于环境压力时为柔软状态。本发明用来制成浮动和(或)光滑的产品，如浮标、船身、帆船、雪撬、滑雪板和储存器、定位和(或)支持人体呈自然或预定姿势的产品，如床垫、防褥疮垫、外科床垫；以及定位和(或)支承容器中物品的产品，如行李箱、集装箱。

Description

负压成型固定装置

本发明涉及一种有刚性外壳的装置，它的外壳包着一个内部空间，其中至少有一个气密室。

这种类型的产品很多，涉及许多技术领域。

例如储存器，其内部气密室用于存储人们想储存的流体，而后又能将其排出。又如某些漂浮或滑动的装置，如浮筒(特别是船的浮筒)，船壳，帆板或滑雪板，它们的内部气密室充有气体或相对密度小于1的填料，如一种蜂窝状的材料。

传统的这些装置的刚性外壳是由金属，热塑性或热固性材料制成。对于一些漂浮装置，也可以用木材，尽管它的重量较大。由于外壳是刚性的，装置的形状和体积不能改变，从而给装置的使用和存放带来困难和不便。

为了克服这些不足，人们曾建议(特别是对于储存器和浮筒)用柔软的薄膜代替上述一些装置的刚性外壳。这种柔软的薄膜包着内部气密室，通过以较高的压力，即比作用在气密室外部的压力高的多的压力，向气密室内充流体，可以使其鼓起来，形成确定的形状和达到最大容积。

对于某些装置，如船的浮筒，这种技术当然使装置的重量减轻，但内部的气密室必须处于高压力状态。这就使装置使用时的准备时间格外长，并十分困难。必须有一个本身的重量和体积均很大的压气机，并且要依赖外部的能源。

本发明的目的是为了弥补上述缺点，提出了制成前言中所述的那类装置的一种新方法；本发明的另一个目的是扩大这类装置应用的可能性，主要考虑到专门用于将人体固定和/或支持在自然姿势或事先确定的姿势的装置，如床垫，防褥疮靠垫，外科床垫等，的制作方法，或能将至少一个物体固定和/或支持在一个内部空腔，如行李箱，集装箱及汽车的行李箱，内的装置。

为此，根据本发明制造的装置有一个刚性的外壳，该外壳围着一个内部空间，其中至少有一个气密室，其特点为：刚性外壳由柔软的密封壁构成，壁之间是一个密封的内腔，它相对于环境压力是真空的。内腔中装有一种填料。这种填料在密封内腔为真空时是刚性的，而当内腔中为环境压力时是柔软的。

上述填料可以是颗粒状材料，它被一个网固定，以便在密封内腔成为真空之前按要求分布。这个网可以透过气体或液体，但颗粒材料不会漏出。正如WO87106209中作为不失一般性的例子所列举的那样，颗粒材料可以是软木屑，锯末，商品化了的小木片，条形的泡沫聚苯乙烯碎屑，以及作为例子举出的制造可以透过气体或液体但不会漏出颗粒材料的网的制造方法。网与内腔壁是相互独立的。这些颗粒材料和制造保持它们的网的方法也可以用于本发明。同样，也使用其它类型的填料并不超出本发明的范围，只要当这些颗粒材料所处的内腔为真空时，它们成刚性状态，而内腔为环境压力时为柔软状态就行。这样，本发明的装置可以根据需要选择不同刚性的外壳。

技术人员很容易理解，可以使用轻的填料，在内腔抽成真空时构成一个刚性适宜的外壳。它可以用于制造成漂浮或滑动的装置，如浮筒，船壳，帆板，雪撬和滑雪板等。它们具有的一定的刚性是使用者的一个安全因素，并且往往是使用的一个必不可少的条件。它也可以用于制作存储器，甚至可以用于存储怕冲击的液体的存储器；也可用于制作固定和/或支持人体的装置，以便将人体支持于自然或预定的姿势，如床垫，防褥疮靠垫及外科床垫。也可制作将至少一个物体固定和/或保持在如行李箱，集装箱，汽车行李箱这样的内部空腔内的装置。在上述应用中，除了可以获得一个刚性的外壳之外，还可以使这个刚性外壳根据需要成形，即先使密封内腔内为环境压力，以使填料柔软，以便于成形。这也可以使根据本发明设计的装置在不用时减小体积，就象小橡皮艇或橡皮床垫那样。而它们随后的充气需要比环境压力高的多的压力，使得操作时间长并令人厌烦。而根据本发明设计的装置要恢复到原有的形状，可以向内腔中充入比环境压力稍高的气体或气体混合物，然后使外壳恢复原有的形状，再使内腔成真空，使外壳硬起来。这样只需很少的工作。

当然，根据具体的使用情况，本发明的产品可以有许多组合的或单独的附属配件。

根据本发明具体设计的装置的特征有：

——它有通入密封内腔的阀，一方面它可以在内腔中的真空意外消失，造成刚性外壳不希望的软下来时，使其恢复真空。另一方面可以根据需要向内腔中充入与环境压力相同的气体，气体混合物(如空气)或液体，使真空消失，以便使刚性外壳重新成形，然后将气体，气体混合物或液体抽出，使外壳重新硬起来。

——它的内部气密室装有流体，例如气体，凝胶体，液体或颗粒物质，它们一般是处于与环境压力基本相同的压力下，尽管最好是略高于环境压力。但不是必须使内部气密室处于高超压状态，保持外壳的形状主要取决于外壳的刚性而不是内部气密室的压力。在一些应用场合，上述流体也可以处于比环境压力高的多的压力状态。在用作储存气体或气体混合物的储存器时，气密室内的气体或气体混合物的压力可以高于环境压力，刚性外壳具有足够的刚性承受内部气密室的膨胀。同样，用于制作漂浮或滑动的装置时，内部气密室填有比环境压力大的流体，这有助于装置的刚性，补充了外壳的刚度。与已知的装置相比，用本发明制造的真空硬化的外壳代替储存器或浮筒的内部气密室外的柔软薄膜，可以在同样的压力下延长装置的寿命，因为减少了压力及装配时在材料内部产生的应力，也就减少了撕裂，断裂及爆穿的危险。或者在同样的寿命下增加使用寿命。

——它可以有让上述流体循环流动的装置，或更经常的，有通入气密室的阀。

——它可以有多个气密室占据内部的空间，每个气密室都具有上述的特点。在用于储存器时可以有至少两个气密室，可以交替的在第一个气密室中充入第一种要储存的流体，同时将第二个气密室排空，然后，在第二个气密室中充入第二种控制流体，以便将上述第一种储存流体排出。这样可以方便的实现储存器的装满与排空。在用于如床垫，防褥疮靠垫及外科床垫等固定和/或支持人体的装置时，上述外壳有一个一般为平的上片和一般也是平的下片，以及一个形状象裙子，将上下片连接起来的外周部分。在上片下面可以安置一些相互并列的扁平气密室，以及/或一些纵向和横向并列排列的香肠形的气密室，纵向和横向排列的气密室在上片下重叠排列。装置中有机构可以根据命令依次使(外壳的)内腔处于环境压力，按需要吹鼓或放瘪一些气密室，然后将内腔抽成真空。组成外周部分的密封壁最好是相对不能伸缩的，以起到维持形状的作用，上片的密封壁相对是可以伸缩的，以便在内腔处于环境压力时能够按使用者的希望成形。如用于床垫，防褥疮靠垫时，它可以改变人体在上片上的压力分布，改变压力分布可以是手动控制，也可以用一个连接着分布在上片中的压力穿感器的自动控制装置和/或一个定时器自动控制。使用这样的自动装置(其设计是该方面的技术人员所熟悉的)可以保证在白天准确控制人体在床上或椅子上的姿势。它可以变换人体的支持部位和支持压力，可以使平常不支持人体的部位，如膝盖的后面，支持人体的重量，保证人体的重量分布在不疼痛的区域。这可以真正积极治疗和预防褥疮。还可以很容易地先将使用者置于然后固定在一个希望的姿势，以便梳洗，更换床单，检查或治疗。作为外科手术床垫时，可以将病人的身体调整到手术的最佳位置，并借助于外壳中的内腔处于真空状态时的刚性保证人体的固定。在其它的应用场合，虽然床垫或靠垫的外壳是硬的，但是由于外壳是在内腔为环境压力时直接在人体上成形，加上各个气密室的压力一致，使得人体的压力均匀分布，保证了床垫或靠垫的舒适性。在这些应用中可以在至少一个气密室中循环温度一定的液体或凝胶体，根据需要加热或冷却身体的一些部位。

——上述的内部气密室之中至少一个是可以从刚性外壳上拆下来，以便于制造和修理，另外，特别是对于储存器和用于固定和/或支持人体的装置，可以根据需要将用于装一种特定的材料的气密室或其中一个气室换成装另一种特定材料的气密室。

同样，按照本发明的装置的用途，它可以具有下述的一些特点：

——特别是用于床垫，防褥疮靠垫及外科床垫时，它可以有一个柔软的罩子，罩在形成内部空间的刚性外壳上。罩子上对应外围部分是相对不可伸缩的，以便起到固定的作用。对应上片的部分是相对可以伸缩的，以便在内腔处于环境压力时可以很好的适应使用者的体形。它可以有自己的各种提高接触舒适度装置以及各种保护层和结构。特别的，在罩子对应上片的部分可以是用任意一种方法制造的多层结构，例如用热压法连接的多层相对不可压缩的软材料，在其中铺上一层相对可以压缩的材料。

——刚性外壳可以是完整，连续包着内部的空间，这是用于例如储存器的情况。其刚性外壳不能承受冲击或可能损坏密封壁的摩擦。

——在相反的情况，刚性外壳可以有由边缘围成的开口。边缘可以是相互对接的，这样刚性外壳可以完整的包住内部空间，可以设置这些边缘的相互连接机构，边远也可以是相互分开的，这样刚性外壳不能连续的包住内部空间，可以设置相对分开的边缘的相互连接机构。这些相互连接机构根据本发明的装置的用途可以有许多具体的实际结构。它们可以在上述边缘上，或者，如果有罩子的话，可以在罩子上和/或为罩子的一部分。根据情况，它们可以在边缘之间弹性的拉伸和/或扭转和/或弯曲变形，甚至弹性压缩变形。当用于床垫，防褥疮靠垫及外科床垫时连接机构至少有一个可以拉伸，扭转和弯曲变形的连接件，在用于漂浮和/或滑动装置，或者用于承受冲击或局部摩擦的储存器时，连接装置可以是刚性外壳的补充部分，以完整的包住内部空间。实际上，如果是漂浮和/或滑动装置，它们实际上是下壁板。连接装置也可以是不全用于包住内部空间，例如可以是环形壁的形式，构成一个穿过桅杆的孔。这种连接相对分开边缘的连接装置也可用于其它的情况，如将至少一个物体固定和/或保持在如行李箱，集装箱，汽车行李箱这样的内部空腔内的装置。刚性外壳可以由局部或非局部的保护装置防止冲击或摩擦。保护装置可以是在刚性外壳上，或者在有罩子时，安装在罩子上。保护装置可以是由至少一个软壁构成的位于外部的密封囊，囊中的压力高于环境压力，也可以是一个蜂窝结构的靠垫。在本发明的装置用作浮筒或船壳时，可以设置这样的保护装置防止对浮筒壳的冲击和/或横向摩擦。而对于船壳可以设置这样的装置保护使用者撞上外壳或在外壳上摩擦，例如可以在船壳上的座椅附近设置这样的保护装置。在用于背包时，可以设置这样的保护装置防止使用者的背与包摩擦。当用于床垫，防褥疮靠垫及外科床垫时，可以设置这样的保护装置使使用者觉的更加舒适，这个保护装置可以是一个位于刚性外壳外边的密封囊，里面充有压力等于或高于环境压力的气体，气体混合物，液体或颗粒材料。如果需要，可以使其中的流体循环，以保持人体的热平衡。在这个外密封囊由数个气室组成时，可以由一个自动装置控制依次变换各个气室中的压力产生一个按摩的效果。外部的密封囊或各个气室可以直接位于刚性外壳上，也可以位于罩子上和/或由罩子构成。

尽管在本发明的许多应用中，气密室(可能由多个气室构成)均占据了刚性外壳的全部内部空间，但是对于有些用途，该装置可以有一些在内部空间中占据一定空间的部件，这些部件最好是可拆换的。比如按本发明制造的外科手术床垫中可以加入一个基本上不可压缩的撑板，或者相反，加入一个具有确定的可压缩性的撑板，如充气撑板。在这种应用中，如前所述，刚性外壳上有相对分开的边缘，它最好在外壳的下方，围出了刚性外壳的开口。装置上设有连接相对分开边缘的连接机构，连接机构最好有至少一个位于内部空间中的凸台，这个凸台可以与刚性外壳局部接触，实际上是与刚性外壳的上片局部接触。使刚性外壳局部支撑在连接机构上。而连接机构本身支撑在诸如手术台这样的支撑体上。更一般地，在本发明的许多应用中，可以在刚性外壳的内部空间内设置设置一个或多个凸台，或者为了在刚性外壳受损失去刚性并导致内部气密室或某些气室失去密封性时外壳保持基本的形状；或者当然不是用于储存流体时，用于限制装满或排空这个气室所需要移动的流体体积，比如这个体积可以近似于使外壳硬化或软化所要抽出或注入密封内腔的气体，气体混合物或液体的体积。这样可以通过流体在内部气密室和密封内腔之间的转移实现外壳的成型，硬化或重新造型。因此可以根据本发明设计这样一种垫子，其上部用上述外壳构成，下面是一个硬的或半硬的板，这个板与外壳构成一个可充气的密封内部空间，在板内的一面有与人体相对应的凹坑和凸起，当内部空间的密封性损坏时垫子仍具有一定的舒适性。作为补充或变例，内部气密室也可以充有膨胀材料，使其部分或全部充满气密室。这种材料可以是弹性可压缩的，可以用于全部充满气密室，或在外壳处于柔软状态时保持其形状。它也可以是基本上不可压缩的，在装置不用作储存器时占据一部分内部空间。当气密室意外或按需要敞开于大气使外壳软化时，以保证装置的基本形状，同时也可用于限制为充满或排空气密室所需转移的流体的体积。

本发明的装置的另外一些特点及优点将通过下面一些不失一般性的实例和作为本说明书的一部分的附图加以说明。

图1为根据本发明制造的一个储存器的部分剖开轴测图。

图2为图1中II处的局部放大图。

图3与图1类似，显示根据本发明制造的一个浮筒。

图4为根据本发明制造的一个船壳的部分剖开轴测图。

图5与图1类似，显示根据本发明制造的一个防褥疮床垫。

图6与图1类似，显示根据本发明制造的一个外科手术床垫。

图7与图1类似，显示根据本发明制造的另一个防褥疮床垫。

图8是根据本发明制造的上述的另一种防褥疮床垫按图7中的纵向对称面VIII—VIII的剖面图。

图9与图1类似，显示根据本发明制造的一个座垫。

图10与图1类似，显示一个具有根据本发明制造的可以固定和/或支持物体的装置的旅行包。

图11显示按照本发明制造的背包沿中心垂直平面剖开的情况。

在全部附图中，(1)是指本发明的装置中的刚性外壳，它由两个柔性壁组成，密封壁(2，3)分别为刚性外壳的外表面和内表面(即向内部空间(4)的一面)。刚性外壳至少基本上包住内部空间(4)(图3，4，6，7，8，9，20，22)，或全部包住内部空间(4)(图1，5)。两个柔性密封壁(2，3)之间是处于相对环境压力(即外壳(1)的外壁(2)受的大气压力和内壁(3)承受的压力)为真空状态的密封内腔(5)，阀(6)通入密封内腔(5)，从而可以在其中建立或重新建立真空状态，或者在密封内腔中恢复环境压力。这个内腔中全部填充了填料(7)，该填料的特点是当内腔(5)处于真空状态时它被夹在壁(2，3)之间呈刚性状态，使外壳为刚性的。但如果密封内腔(5)处于环境压力时，该填料呈柔软状态，外壳就是软的。如图2所示，填料(7)是由颗粒材料(8)组成，这种颗粒材料可以由上面提到的WO87106209提到的材料中选用，也可以用其它性质的材料，颗粒材料(8)由有小孔的材料(9)构成的可以透过气体和液体但颗粒材料漏不出来的网固定在内腔(5)中。正如WO87106209指出的那样，在制造刚性外壳(1)或想改变它的形状时，密封内腔(5)处于环境压力，颗粒材料在密封内腔中保持原定的分布，而不会聚集到内腔(5)中的一部分区域，而使另一部分区域空着。这样就能保证内腔(5)处于真空时刚性外壳的两壁(2，3)之间保持预定的距离。在前面介绍的本发明的所有实例中这个距离是基本不变的。当然，可以根据需要在刚性外壳的各个部分设置不同的距离，这并不超出本发明的范围。

根据本发明的装置的用途，刚性外壳(1)的内部空间(4)至少部分的由至少一个气密室填充，该气密室由密封壁包起来，它最好是与刚性外壳(1)的壁(2，3)相独立。当象图1到图9中介绍的本发明的不同实例那样，这个气密室有多个气室时，它们最好也相互独立。

首先看图1，2。图中显示的刚性外壳(1)为拉长的香肠形，绕纵向轴(10)成旋成体，并连续的全部包着内部空间(4)。在这种情况下，壁(2，3)为绕轴(10)的圆筒形，在两端为近似半球形。

象用点划线画出的那样，最好有一个罩子(133)从外部全部包住刚性外壳(1)，它外壁(2)接触，以防止壁(2)破裂。罩子(133)最好是能弹性延伸的。当刚性外壳(1)处于刚性状态时，罩子是张紧的，并与壁(2)紧紧贴合。

在内部，刚性外壳(1)的内部空间(4)又细分为三个纵向的密封室(12，13，14)，每个室分别由自己的柔软密封囊(15，16，17)包着，并有自己的通气阀(18，19，20)。通气阀密封的穿过刚性外壳(1)的两壁(2，3)，密封内腔(5)和位于内腔中的填料(7)。壁(15，16，17)最好是可以弹性延伸的。不过一般的刚性外壳(1)的壁(2，3)不要求具有这种特性。这里没有显示，但技术人员不难想象，室(12，13，14)是可以更换的，在刚性外壳(1)和罩子(133)上的一个确定部位可以设置一个开口。在开口周围壁(2，3)相互连续的密封连接在一起。从这个开口可以抽出或放入囊(15，16，17)中的一个或多个。

室(13，14)是用于接收要存放的流体，如气体或液体以及颗粒物质，如粮食或大米，以及食用或不能食用的颗粒物质，在这种情况下，阀(19，20)应由能让这种物质通过的装置取代。室(12)则用于接收控制流体，该流体可以根据需要在室(13，14)中造成吸入或压出要存储的流体的效果。

更确切的讲，阀门(18)与可以根据需要吸入或排出控制流体的装置(21)相连。控制流体可以是空气，任何气体，气体混合物或合适的液体。在储存器处于初始状态时，充满了控制流体的室(12)占据了整个内部空间(4)。空的室(13，14)压瘪在内部空间(4)内。随后将阀门(19，20)与一个需要存储的流体源(例如可以是一个中间储存器)连接。用装置(21)吸出室(12)中的流体，室(12)逐渐缩小，同时室(13，14)的体积逐渐增大，将来自流体源(22)的流体吸入室(13，14)，使其逐渐充满流体。图1显示了伴随着室(13，14)逐渐充满，室(12)逐渐排空过程的中间状态。当室(12)中的控制流体被装置(22)全部抽空时，室(13，14)共同全部占据了内部空间(4)。储存器就装满了。将阀门(18，29，20)关闭，并分别与装置(21，22)断开，充满的储存器就可以被存放或运输。可以发现，当储存的是液体时，设置数个室(这里是室13，14)可以防止液体在运输过程中晃动。当储存的是颗粒物质时，如果在室(13，14)装满这种物质时，通过装置(21)将有压力的控制流体注入室(12)，并将室(13，14)与代替流体源(22)的真空源相连，将室(13，14)抽成真空，将会加强防晃作用。此外，如在储存器方面大家熟知的那样，无论储存的流体的性质如何，将容积分为几个部分会提高储存器的使用安全性。

随后，当要取出储存在室(13，14)中的流体时，可以将阀门(19，20)与使用者的储存装置相连并打开阀门(19，20)，如果需要将流体压出，可以将阀门(18)与装置(21)连接，装置(21)将控制流体加压打入室(12)，使其膨胀，直到占据全部内部空间(4)。如果储存于室(13，14)中的流体的性质需要自然流出室(13，14)的话，只需将室(12)打开，通向大气(如果空气是控制流体)，或者打开通向一个控制流体的储存器。室(12)的充满是随着室(13，14)的自然排空而自然进行的。

当然，室(13，14)可以不是同时充满，又同时抽空。而是相继充满，然后用上述的方式相继排空的。

技术人员很容易理解，图1，2中显示的储存器不仅可以用于流体的暂存，还可以用于一些类似的用途，比如在海底观察船内作压载舱。

技术人员也会懂得，内部空间(4)中的气密室的个数可以不是3。特别是可以用密封的内部空间(4)本身来取代室(12)或室(13，14)。它们具有同样的功能，并同样的与装置(21，22)相连。或者可以在内部空间中设置唯一的气密室，它全部占据这个空间。并可以由密封内腔(5)的壁(3)围成。它有一个阀门和一个通气孔。其性能如同传统的刚性贮水槽。

现在看图3，此图显示了一个按本发明制造的浮筒。

这个浮筒形为延长的纺锤形。在使用位置时，纵向轴(23)处于水平位置。图3中所示的就是这个位置。

在本发明的这个实例中，刚性外壳(1)在除了底部(即浮筒的底部24)外的所有部分连续的包着内部空间(4)。在底部(24)，刚性外壳(1)有两个在浮筒的大部分纵向长度上相互分开的纵向边缘(25，26)。边缘(25，26)在浮筒两端(27)相互连接。这两个边缘以连续，密封的方式与壁(28)相连，壁(28)与外壳(1)以密封的形式完全围住内部空间(4)。

壁(28)可以是刚性的，但最好是可弹性压缩，弯曲和扭转的。不管如何，它具有比外壳(1)更高的抗冲击，抗磨损，抗撕裂能力。因为它是要与水和浅滩接触。边缘(25，26)位于浮筒的吃水线附近。在吃水线上面可以设置一个罩子(134)，它除了在边缘(25，26)以上才有外，与罩子(133)完全一样。两边缘以连续的方式将罩子(134)与外壳(1)及壁(28)相连。这个罩子可以防止外壳(1)的壁(2)破裂，罩子是紧贴在壁(2)上的。

此外，图3中的浮筒有连成一体的碰垫(29)，它位于刚性外壳(1)的外侧面(30)处，并沿纵向排列。这个碰垫由一个边缘为(32)的柔软密封膜(31)构成，周边缘(32)与外壳(1)的壁(2)或罩子(1 34)密封连接，并与壁(2)或罩子(134)构成气密室(33)，通过阀(34)可以向气密室(34)中引入如有压力的空气这样的压力流体使起鼓起来。为此，膜(31)可以是不可延伸的，但是在边缘(32)的范围内应足够松驰，以使室(33)可以膨胀。膜(31)也可以是可弹性延伸材料。其他制造碰垫的方法也是可行的。如可以是一个位于外壳(1)或罩子(134)上并与其牢固连接的用弹性可压缩的发泡材料制成的垫子。

可以看到，浮筒下部(24)的壁板(28)与刚性外壳(1)的壁(3)一起围成密封的内部空间(4)。同时该内部空间(4)本身构成一个气密室，并通过阀(35)与外部相通。这个气密室中可以注入气体，气体混合物，如接近或最好超过环境压力(即大气压)的空气，超过的压力值不必达到充气浮筒必须达到的值。在内部空间中加的略超过大气压的压力有助于提高浮筒的整体刚度。

作为图3中的浮筒的变例，可以用隔板将外壳(1)的内部空间(4)密封的分为几个室，这些隔板(15，16，17)在空间(4)中构成气密室(12，13，14)(如同图1的储存器那样)。这主要是为了保证在受到严重损伤后，即外壳(1)穿孔导致密封内腔(5)失去真空而使外壳失去刚性的情况下浮筒仍具有浮力。

技术人员很容易懂得，图3中的浮筒的设计可以转用到其它类型的漂浮或滑动的装置上，比如船身(尤其是小划艇)，雪橇或滑雪板等。上述各种装置中位于下部(24)的壁(28)构成一个抗磨垫。在上述装置上也可以有类似碰垫(29)的部件，用以防止使用者受到撞击。根据具体情况，壁(28)可以是或多或少可以弹性的扭转和/或弯曲和/或压缩变形的。但在外壳(1)的边缘(25，26)之间的部分最好是不可延伸的。

图4则明确显示了图3中的结构在船上的应用。技术人员将很容易从中得到设计雪橇的方法。

先看外壳(1)。它是由上部的平甲板(36)(它在使用位置一般是水平的)，侧舷(37)和船尾(38)构成。侧舷(37)和船尾(38)围住甲板(36)。其下边沿(39，40)延伸到吃水线附近。外壳在边沿(39，40)处与船底(41)连续，密封的牢固连接。船底与图3中的浮筒的壁板(28)类似。船底(41)与侧舷(37)船尾(38)及甲板(36)共同围成外壳(1)的内部空间(4)。这些部件之间是连续密封的连接起来的。内部空间(4)本身构成气密室，阀门(42)可以向气密室内引入气体或气体混合物，例如接近(最好是略高于)大气压的空气，或任何合适的填料，如颗粒状或膨胀的相对密度低于1的填料。正如图3中的浮筒所涉及的那样，内部空间可以用软隔板分为一些气密室(44)。每个气密室可以有自身的阀，用以进入气体，气体混合物或其它相对密度低于1的填料。

格外有利的是，甲板(36)上可以具有凹坑或凸起，以方便使用者坐着。同时，在图4中显示了一个在船首构成脚蹬的凹坑(46)。当然，另外一个凹坑在图中是看不到的。图上还显示了在船尾部构成坐位的凹坑(47)。在外壳(1)的凹坑(47)处有一个牢固连接的垫子(38)。垫子以与图3中的浮筒的碰垫(29)相同的方法制造。它有一个可以延伸或不可延伸的密封柔软壁(49)，沿其周边(51)连续密封的与外壳(1)的壁(2)连接，构成气密室(52)。为使此室膨胀，可以通过阀(53)向气密室内进入超过环境压力的气体或气体混合物。还可以引入凝胶体或弹性可压缩的发泡材料，以改善坐位的舒适性。

此外甲板上可以局部地安装一些嵌入部件。在这些部件周围，外壳(1)的壁(2，3)是密封连续的连接在一起的。如象位于两个脚蹬(46)之间的环形刚性部件(135)。一个图中没有画出的桅杆通过孔(135)穿过外壳(1)并固定，桅杆的端部插在位于船底并向内部空间(4)凸起的凸台(136)中。如果内部空间(4)本身为气密室，那么必须保证部件(135)与凸台(136)之间的密封。如果内部空间(4)被隔板(43)分为数个气密室(44)，则在按排隔板(43)时最好在部件(135)和(136)之间为桅杆空出一条通道。

当然为了保护外壳(1)，可以用一个与罩子(134)类似的软罩子(图4中未画出)。罩子上带有垫子(48)，这个罩子在部件(135)的部位有一个孔。另外，在一个未画出的结构变例中，甲板可以部分或全部不是由外壳(1)构成。而是一个类似船底(41)的板。此板与外壳(1)连接，并被侧舷(37)和船尾(38)围着。甲板和船底与外壳(1)的连接同已描述过的船底与图4的船的外壳(1)的连接方法一样。甲板(36)可以具有与前述甲板相同的结构如作为脚蹬的凹坑，桅杆的通道及垫子(48)，这些，技术人员是很容易理解的。自然，一个组合了一个或数个类似图4所示的船底(41)和一个或数个类似的外壳(1)构成的有至少一个气密室的内部空间(4)的结构可以应用于其它方面，如用作如用作储存器或浮筒。这些类型是没有限制的。

可以看到，利用本发明制作漂浮装置，如图3中的浮筒或图4中的船，不是必须要在内部空间(4)中或内部空间(4)中的气密室(44)中装满一种在外壳损坏后仍能提供浮力的材料，密封内腔(5)中的填料是例如不透气的空心球或聚苯已烯发泡材料时也可起到这个作用，因为就是在壁(2)破裂的情况下，这种填料也可以被网(9)固定住。这样就可以只向在本身构成气密室或分隔成几个气密室(44)的内部空间(4)中充略高于大气压的空气。因此我们可以用如下的方法制造和使用如图3和图4中所描述的浮筒或船及其它的漂浮或滑动装置。

制造过程为：将壁(2，3，28，41)连接，壁(2，3)之间放好填料(7)并将可能有的壁(31，49)安装在壁(2)上，构成可膨胀的气密室(33，52)。然后先让外壳(1)的内腔(5)通过阀门(6)与大气相同，通过阀门(35)或(42)，或阀门(45)，向内部空间(4)或室(44)里注入所需的流体，如压力略高于大气压的空气从而使外壳(1)达到使用时的形状，例如图3，4中所显示的形状。当然外壳(1)的成形可以借助一些成形装置暂时压在外壳(1)的外表面。如为储存器或浮筒时，这些成形装置为模板，如为船壳或雪橇时，为使用者身体相关的部位。然后通过阀(6)使密封内腔(5)抽成相对环境压力的真空。使壁(2，3)紧紧地贴在填料(7)上，填料变硬，从而使外壳(1)变成刚性的。然后随时可以使外壳(1)外的可膨胀气室(33，52)膨胀。

在装置不用的时侯，可以使其体积减少。先将内腔(5)内部恢复大气压力，然后分别抽空内部空间(4)或(44)，这时就可以将浮筒，船只或其它装置折叠成体积较小的状态。自然，必须将外壳(1)外的气密室(33，52)中的气放掉。

再次使用时，可以重复前面的过程：先使外壳(1)成形，然后使其刚性化，再使气密室(33，52)膨胀。

图1中显示的储存器可以用相同的方法成型。内腔(5)敞开于大气时，使气密室(12)及(13，14)膨胀。然后使内腔(5)处于相对真空状态，接着气密室(12，13，14)就可以分别注入控制流体或要存储的流体。

现在看图5，此图显示按本发明制造的加长防褥疮床垫。其外壳(1)有两个平的部分(54，55)，分别为上片和下片，相互平行。它们的周边分别为(56，57)。两个平的部分沿周边与侧面(58)相连。如图5，部分(54，55)与部分(58)一样都是对称于当使用时垂直的纵向平面(71)。后面可以看到这种对称只是暂时的。

外壳(1)的柔软壁(2，3)在相应于下片(55)及侧面外围部分(58)的区域中最好基本上是不可延伸的。而在对应于上片(54)的部分最好是可弹性延伸的。以便使外壳(1)可以如后面看到的那样最佳的按照使用者的身体成形。同样，可以根据不同的部位，选择具有不同特性的填料(7)。这样的配置方法可以根据需要用在本发明的任何实例中。

如图3，4所描述的本发明的各实例的外壳(1)，此处的外壳(1)在其下片(55)中间是分开的，更确切的说，沿平面(71)外壳(1)有两个笔直并相互对接的边缘(59，60)。并用图中未显示的如拉链或带子一类的连接机构相互连接。使得外壳不出现中断的完全包围着内部空间(4)。它可以保证或不保证此内部空间的密封性。自然，也可以将开口选在其它部位，如在侧面周围部位(58)。

外壳(1)外部最好用柔软罩(137)包起来。该软罩与壁(2)紧密相贴。这个罩子最好是可以拆下和更换的。对应下片(55)的开口部位处也有一个开口，用拉链或带子之类机构合拢。虽然这些没有画出，但技术人员很容易想象。罩子(137)也可以保证外壳(1)在边缘(59，60)自身闭合，代替上述的连接机构。自然，由于软壁(2，3)在其相应于外壳(1)的上片(54)的部分是可弹性延伸的，在其它部分是不可以延伸的。罩子(137)本身相对于外壳(1)的上片(54)的部分是弹性可延伸的，而其它部分是基本不可延伸的。这样，一个可更换的罩子可以改善床垫的卫生条件，它也使其更舒适。为此，在相对于外壳(1)的上片(54)的部分可以有任何一种保护层和组织结构。例如(这里没有画出)罩子可以如汽车坐垫那样为多层结构，底下的一层为可延伸的毛织物软层，与外壳(1)的外壁接触。中间的一层为可弹性延伸和压缩并透气的发泡材料，外面的一层为弹性可延伸的透气织物，它与使用者接触。上述各层用加压热粘合相互连接的。自然，这个实例是不失一般性的。

内部空间(4)一般是扁的，全部被纵向分隔的三个气密室(61，62，63)占据。这三个气密室分别由密封软囊(64，65，66)围成。软囊可以是不可延伸的，也可以是可弹性延伸的。当装置如图5所示时，室(61)的形状为扁平的并与平面(71)垂直。分布在内部空间(4)中整个对应外壳(1)上片(54)的部分。在其内部又被用平行于面(71)的软隔板(67)如图5所示的那样分开。以便在上片(54)下形成一个弯弯曲曲的回路(68)。从中可以通过载热流体。这个载热流体可以是液体，如水或凝胶体。载热流体由位于外壳(1)的加热或制冷循环装置通过未画出的阀驱动在室(61)中循环。流体的压力可以与大气压力基本相同或略高。根据需要可以对位于外壳(1)的上片(54)上的病人加热或冷却。

当然，室(61)可以不是分布在外壳(1)的整个上片(54)下面。而可以是在局部。外壳(1)的上片(54)的其它部位可以有其它同类的室和它们自己的外部装置(69)。室(61)或每个同类的室也可以充满静止的流体，如液体，气体或气体混合物，或凝胶体及颗粒材料。仅起分布压力的作用。在这种情况下，装置(69)可以略去。而且，室(61)和为它带来所需温度的载热流体的装置(69)也可以取消。这样不会超出本发明的范围。此外，一个或所有的室(61)都可以被一个位于罩子(137)上的同类型室取代。这个同类型室也可以与类似装置(69)的装置相连。这个室可以占据罩子(137)上对应外壳(1)的上片(54)区域的局部或全部。这种情况在图5中没有画出。但在图6中显示的例子中画出了。正如将在本发明的另一个实例中描述的那样，每个类似(61)的气密室，都能够起到室(61)的功能，而且也可以用作在外壳(1)刚性化后使使用者的身体在外壳(1)上的压力均匀分布，以改善舒适性。或如前面提到的作为按摩的工具，图6中将特别说明。

在图5中，室(61)与平面(71)对称。室(62，63)相对与平面(71)对称。它们均沿纵向伸展，其一边位于平面(71)处，其它的面分别对应者气密室(61)的一半，周边(56)的一半和下片(55)由位于平面(71)处的边缘(59，60)分开的一半。尽管如图5中的床垫的简化形式，室(62，63)中也可以填充弹性可压缩的固体材料，但此二室也可以填充基本不可压缩的流体(如液体)或可弹性压缩的流体(如压力略高于大气压的气体或气体混合物，如空气)。而且此二室通过阀(未画出)与位于外壳(1)外边的泵或充排气装置(70)相连。从而可以根据需要(最好是自动控制的)通过将液体，气体或气体混合物从一个室转移到另一个室，实现室(62，63)之间的压力调节。如果装置(70)是一个泵，它还可以与密封内腔(5)的阀(6)相连，以便根据需要通过将气体，气体混合物或一种液体注如内腔(5)，使其处于大气压下，或强制抽出这种流体使内腔(5)处于相对大气压的真空状态。就像前面描述的图5所示的床垫的使用过程那样。

在初始状态，两室(62，63)体积均匀的充满液体，气体或气体混合物，它们的内部压力相同，并略高于大气压力。而室(61)则充满着它要存储的载热流体或静态的流体。相反，内腔(5)处于大气压下，因此外壳处于柔软状态。

床垫通过其下片(55)安放在一个具有水平平面的底座上，让使用者躺在上片(54)上的正常位置。由于使用者的压力可以可靠的通过上片(54)传到室(62，63)上，而它们的压力相同，同时由于室(61)中充满了流体，上片(54)将变形。这使得使用者与外壳(1)的外壁(2)之间的压力分布是均匀的。随后将内腔(5)抽成真空，外壳就刚性化了。

当装置(70)内的定时器设定的时间到了，或在装在装置(70)内的自动控制器的作用下，或根据使用者的疼痛感觉，装置(70)可以使内腔(5)处于大气压力状态，然后用例如在室(62，53)之间转移液体，气体或气体混合物的方法使它们的体积发生变化，促使外壳(1)的上片(54)摆动，并使躺在上片(54)上的使用者翻转。然后使内腔(5)重新处于真空状态，使外壳(1)在新的形状下刚性化。自动装置可以根据分布在外壳(1)的上片(54)上或对应的罩子(137)的相应部位的接触压力传感器的信号使使用者的身体与床垫之间的压力分布保持在预先确定的状态(时间的长短，接触面积的大小及这些数据随时间的变化等)；或者根据预先存储的程序控制外壳的上片的形状的变化。在又一次达到设定时间，或根据自动装置的控制，或使用者又感觉疼痛，装置(70)又一次使内腔(5)处于大气压力下，然后按与上次相反的方向在室(62，63)之间转移气体，气体混合物或液体，使它们的体积变化，以使上片(54)和躺在其上的使用者翻转，最后使内腔(5)重新处于相对真空状态，外壳(1)又一次处于刚性状态。

这样的周期循环最好以自动的方式持续重复进行，这避免了使用者始终以其身体的同样部位躺在床垫的上片(54)上。以防止褥疮。流体在气密室(6)中循环有助于床垫使用的舒适性。

现在看图6，此图显示了一个按本发明设计的外科手术床垫，可以在外科手术中，和手术前后支持病人身体并使其定位。

床垫的外壳(1)与图5所示的床垫类似，主要包括上片(72)，下片(73)及周边(74)，它们分别与(54，55，56)类似。只是在下片(73)处有一个由相互分开的纵向边(75，76)以及未画出的相互分开的横向边围成的一个开口。边缘(75，76)相互对称与平面(77)，此平面(77)是部位(72，73。74)的纵向对称平面。图中未画出的横向边缘各自也对称于平面(77)。在床垫的使用位置，平面(77)是垂直的，部位(72，73)和边缘(75，76)都是水平的。

然而，纵向边缘(75，76)相互用许多横向软连接部件(78)连接，连接部件最好是可弹性延伸的。同样，未画出的横向边缘也用许多纵向软连接部件(79)连接，它们最好也是可弹性延伸的。

刚性外壳(1)的内部空间(4)被扁平，横向并列的气密室(81，82)所占据，气密室(81，82)由气密软囊(83，84)围成。囊(83，84)为不可延伸或可弹性延伸的。通过未画出的进气阀门，气密室(81，82)与类似装置(70)的装置(85)连接。装置(85)用于在两个室中分别建立所需要的压力，并使密封内腔(5)交替的置与大气压下或相对与大气压的真空。

另外，在某些软连接部件(78，79)上最好自由的安放一个位于内部空间(4)中的横向凸台(86)。它形状近似于平行六面体(未画出)，可以是刚性和基本不可压缩的。凸台也可以是可弹性压缩的，例如一个由不可延伸的软囊形成的类似气密室(81，82)的气密室(150)，其中充有压力略高于大气压的气体。如图所示，外壳(1)的上片(72)的局部压在气密室(150)上。而气密室(150)又通过外壳(1)的下片(73)和连接部件(78，79)放在一个如手术台的水平放置平支座(181)上。凸台(86)完全被室(81，82)包围着，凸台(86)对上片(72)构成一个形状和位置确定的支撑。凸台(86)在软连接部件(78)上的位置是确定的。

在内腔(5)处于大气压时，以确定的方式调整围绕着凸台(86)构成的撑板的气密室(81，82)内的压力。这使外壳(1)的上片(72)形成使病人处于最佳位置的形状。然后使内腔(5)中出于真空状态，外壳(1)就在这个形状下刚性化。

相对于外科使用的其它类型床垫，本床垫有一个重要的优点：即内腔(5)置于相对真空时刚性外壳(1)的刚性导致了床垫的刚性。这就是说，在床垫置于手术台前，可将病人置于所要求的姿势，然后把床垫连同病人放到手术台上，无需相对床垫移动病人。接着进行手术，在手术后将病人送回苏醒室，而始终无需相对床垫移动病人。因此最好在床垫上设置把手(80)。例如可以由柔软并基本不可延伸的横向带子的端部构成。带子从下方通过外壳(1)的下片(73)及软连接部件(78，79)，它还可以穿过牢固连接在内腔的壁(2)上皮带圈(未画出)。

尽管未画出，但图6的床垫自然也可以如图5中的床垫那样，具有类似气密室(61)的结构。用以在上片(72)处保持一部分流体或在手术期间及其前后在该部位循环载热流体。它是至少一个类似室(61)的气密室，位于内部空间(4)中上片(73)和凸台(86)及气密室(81，82)之间的位置。它也可以是一个位于罩子(138)上对应上片(72)位置处的至少一个类似室(61)的气密室。此罩子与外壳(1)的壁(2)紧密相贴。

罩子(138)最好是基本不可延伸的，与图5中描述的罩子(137)极为相似，即它紧贴在外壳(1)的壁(2)上，将刚性外壳(1)的上片(72)和周围部分(74)紧紧地包围着。在外壳(1)的开口处，它也有一个开口。开口相互分离的纵向边缘(139，140)相互对称于平面(77)，并且被可弹性延伸的横向软连接部件(141)连接。图6上未画出的，相互分离的横向边缘各自对称于平面(77)，并且被可弹性延伸的纵向软连接部件(142)连接。可以看到，构成把手(80)的带子也可以安在罩子(138)上，并通过罩子(137)上的皮带圈，而不是在外壳(1)上。

罩子(138)上相对于外壳(1)的上片(72)的部位的全部或一部分有用两个密封软壁(182，183)构成的气密室(143)，此室与气密室(61)一样也是扁的。其方向在图示的床垫位置上是垂直于平面(77)，并可像室(61)一样被分隔开。以便注入确定压力分布的的静态流体或循环流动的载热流体。

在图示的例子中，气密室(143)被横向软隔板(144)密封的分隔为许多横向气密室(145)，它们相互独立，充满注入液体，气体或气体混合物这样的流体。每个气密室通过各自的阀(146)和导管(147)与自动控制装置(148)连接。此自动控制装置可以根据预先确定的顺序和预先确定的时间——压力变化规律使各气密室中的压力在最大压力(略高于大气压力)和最小压力(相当于大气压力)之间变化，起到对使用者身体的按摩效果。自然，也可以用其它的方法来对各个气密室(145)的压力进行控制。由于外壳(1)是在(143)室为均匀压力时直接按使用者的身体成形的，使用者的身体和床垫之间是连续接触的，压力的变化可以可靠的传到使用者的身体使按摩格外有效。

被分隔的气密室(143)可以不在罩子(138)上，而直接设置在外壳(1)上。可以在外壳(1)的上片(72)的部位处加一个密封软壁，在床垫外边构成一个夹层。

如前所述，类似室(143)那样被分隔成几个气室并与类似于(148)的自动控制装置相连的气密室也可以适用于图5所示的床垫。它可以设置在外壳(1)上，也可以设置在它的罩子(137)上。以产生按摩效果。

这样一个气密室，或一个如图5所示的气密室，可以位于外壳(1)的内部空间(4)中，或外壳(1)的外部。它可以注入静态流体以调整压力分布，或循环分布的载热流体。这样的气密室也可以设置在(尽管未画出)在如图7，8中描述的防褥疮床垫中。它比图5中所示的床垫更为完善。

如图7，8所示，这个防褥疮床垫对称于纵向平面(87)，当此床垫放在水平的最好是硬的平底座上时，纵向平面(87)是垂直的。

此垫的外壳与图6所示的床垫的外壳(1)极为相似，它有用外围部位(91)连接在一起的上片(89)和下片(90)。上片(89)和外围部位(90)是完整的，下片有一个开口，开口的边缘为相互分开并对称与平面(87)的纵向边缘(92，93)和相互分开的并各自对称于平面(87)的横向边缘(94，95)。边缘(92，93)由许多可弹性延伸的横向软连接部件(96)连接。边缘(94，95)由许多可弹性延伸的纵向软连接部件(97)连接。无论外壳(1)处于下述的使用范围内的任何一种形状，这些软连接部件(96，97)总是张紧的。

外壳(1)最好用软罩子(151)包着。该软罩子没有详细说明，但完全类似于罩子(138)。即以同样的形式包住床垫的部分(89，90，91)，罩子有开口，开口的边缘由没有画出的软的可延伸的连接部件相连。并且具有图5和图6中的罩子(137，138)的各种特点。尤其是在对应于外壳(1)的上片(89)处有一个气密室，它能接受用于形成给定分布的压力的静态流体，或一种循环流动的载热流体，或者一种可以产生按摩效果的流体。

床垫下片(90)是平放在平的底座(88)上，如有必要，(床垫和底座)可以隔着有开口的罩子的下片及软连接部件。床垫的上片(89)由三个部分(98，99，100)组成。每个部分在图示的两种位置均为平的并垂直且对称于平面(87)。这三个部分依次纵向地从床垫的横向端部(101)排列到另一个横向端部(102)。这三个部位可以处于一个平行于底座(88)的平面内，使外壳(1)的上片(89)的形状是平的。如图8中以点划线画出的床垫的形状。不过依靠下面说明的装置，也可以使床垫外壳(1)的上片(89)具有如图7，图8中的实线画出的波浪形状。这将在下说明。

从纵向描述，外壳(1)的上片(89)的部分(98)的尺寸应能支持人体从头部(位于端部(101)处)到臀部(位于部分(89，90)之间的部位(103)处)的部分。此部分从端部(101)到结合部(103)是逐渐下降的。部分(99)从与部分(98)的结合部(103)到与部分(100)的结合部(104)是逐渐上升的。其尺寸相当于人体从臀部到膝盖的部分，以便支持人体的大腿。而部分(100)从与部分(99)的结合部(104)直到床垫的端部(102)是下降的。其尺寸等于人体膝盖到脚的部分。以便支持使用者的小腿和脚。凹下的结合部(103)和凸起的结合部(104)的形状均为圆滑过渡的。

正如下面所示的，外壳的部分(98，99，100，103，104)的几何形状可以根据需要改变。

具体到这个床垫，它的外壳(1)的内部空间(4)被分别由密封软囊(109，110，111，112)包围的四个气密室(105，106，107，108)占据。软囊最好是可弹性延伸的。它们各自通过相应的阀(未画出)与受控的抽气和充气装置(113)相连。它们的外壳(1)的密封内腔(5)的阀(6)也与此装置相连，以实现下面将要描述的功能。

两个气密室(105，106)的形状为沿纵向延伸且横向并列的香肠。它们是平着直接放在外壳(1)的上片(89)的下边。每一气密室均占有横向的从平面(87)到到周围部分(91)纵向的从端部(101)到另一个端部(102)之间的空间。外壳(1)的周围部分(91)将囊(109，110)包围起来，并对称于平面(87)，两个由囊(109，110)围成的气密室沿平面(87)相邻并对称于这个平面。

在室(105，106)与外壳的下片(90)及带子(96，97)组成的平面之间的部分区域插入另两个室(107，108)。它们的形状为横向的香肠，第一个气密室位于上片(89)的部分(98)的正下方，第二个气密室则位于上片(89)的部分(99，100，104)的正下方。以使外壳(1)的上片的部分(98，99，100)成为前述的形状。两个横向气密室对称于平面(87)横向延伸，并顶在周围部分(91)的某个部分上。它们在如图8所示的纵向剖面内成三角截面。其中一个为直角三角形，其斜边挨着室(105，106)的囊(109，110)。两个直角边分别挨着外壳(1)的周围部分(91)和由下片(90)和带子(96，97)组成的下平面。另一个是等腰三角形，其底边挨着下平面，而另两个边挨着囊(109，110)，顶点正对着外壳(1)的上片(89)的部分(90，100)的结合部(104)。在本例中，两室(107，108)在正对着床垫外壳(1)的上片(89)中的部分(98，99)的结合部(103)处是相互分离的，这使室(107，108)在这里直接挨着由下片(90)和带子(96，97)组成的平面上。在保持室(107，108)的独立性的同时，可以将它们设计的在正对着(103)的位置相互连接。或在室(107，108)之间，正对着部分(103)的地方设置一个附加的横向气密室，形状也像有横向的香肠。它完全类似于室(107，108)。这个附加室，在通过装置(113)充气和排气方面是独立于室(107，108)的。

如果颠倒纵向气密室和横向气密室的位置，也就是说将横向气密室插在纵向气密室和外壳(1)的上片(89)之间，也不超出本发明的范围。

图7和图8所示的床垫的工作过程如下：该床垫的工作过程可以由装置(113)手动或自动地控制。此装置可以有一个计时器或其它一些控制装置，它们根据安置在外壳(1)的上片(89)上的接触压力传感器的信号恒定的保持使用者的身体与上片(89)之间的压力分布。或根据存储的程序控制外壳(1)的上片(89)的形状变化，根据接触压力，持续时间，接触面积及压力——时间历程等，以确定的方式修正接触压力的分布。

在床垫作为投入使用的准备操作的第一阶段，外壳(1)的内腔(5)处于环境压力，外壳(1)是柔性的，而室(105，106，107，108)的压力相同，然后让使用者躺在床垫的上片(89)上，上片(89)将按照使用者的身体变形。压力全部从使用者的身体传到室(105，106)，形成均匀的压力分布。当给室(107，108)分别充一些气，可以使上片(89)的各个部分(98，99，100)在保持压力均匀分布的状态下相互变换角度。也可使室(107，108)完全放气，床垫的形状就如图8中的点划线所示。当床垫呈所需的形状时，将密封内腔(5)抽成相对于大气压的真空，使外壳(1)在这种形状下刚性化。应该指出当外壳(1)为柔性时，带子(96，97)使外壳(1)张紧地包在气密室(105，106，107，108)外边。

然后，例如使用者感到疼痛时，可以自动或手动控制使内腔(5)处于大气压，再改变外壳(1)的上片(89)的形状，比如将室(105，106)中的压力调的比另一个高，使上片(89)相对于平面(87)摆动(这时就不对称于平面(87)了)，或变化室(107，108)各自的膨胀程度。当得到了所希望的新形状后，使内腔(5)重新处于相对真空。以使外壳(1)刚性化。如同图5已经说明的，相反的操作可以继续进行。

用自动控制装置控制床垫的功效在于能控制使用者的身体支承在床垫上的部分和时间的分布。不仅让身体的自然支承部位受力，而且还可以使一般不作支承的部位(比如膝盖的下面)受力。以保证身体各部分上的压力和受压力的时间是稳定的。这不仅在短期使用可以避免疼痛，长期使用可以避免出现褥疮或治疗已有的褥疮。

自然，尽管在图5到图8中显示的根据本发明设计的床垫中，外壳(1)的内部空间(4)的内部气密室中全部由流体填充。但是也可以在上述气密室中填另外的膨胀，可弹性压缩的整体或颗粒状材料，这种填料可以部分或全部充满气密室，以便在内腔处于大气压使外壳(1)处于柔性状态时使床垫保持基本形状。同时也可以减少充满或抽空气密室需转移的流体量。我们也可以使用直接安置在内部空间(4)中的材料或装置，特别是前面提到的WO87/06209中描述的那种可以任意形成各种形状的装置。此外从图5到图8中显示的例子中都是有两个纵向室，但可以有多于这个数目的横向并列气密室。

我们也可以设置与图5到图8所述的例子中的气密室(62，63，81，82，105，106，107，108)数目及形状不同的气密室。例如，相互纵向和横向地并列在外壳(1)的上片(54，72，89)的下面的众多的气室，以便使外壳(1)形成更加适合需要的精细形状。当内腔(5)处于大气压时，由装置(70，148，113)根据例如记录的数据，通过以略高于大气压的压力下充气或排气，可以使这些室的每一个具有各自所需的体积，及所需的正对于外壳(1)的上片(54，72，89)的面积的大小。

必要时，在图5的例子中，外壳(1)的边缘(59，60)相互密封的连接起来，或在图6中，开口被任何合适的部件，如一个可弹性延伸的密封盖板密封地(最好可拆换地)连接在纵向边缘(75，76)和未画出的横向边缘，或如图7和图8的情况，连接在纵向边缘(92，93)及横向边缘(94，95)上，使内部空间(4)成为一个气密室(图中未画出，但内行人可以想象的出)。在内腔(5)处于大气压，外壳(1)成形时，可以用连接到内部空间的装置(70，148，113)抽空外壳(1)的壁(3)与室(61，62，63，81，82，105，106，107，108)的各囊(64，65，66，83，84，109，110，111，112)及凸台(86)之间的流体。这将在上述的操作过程中加上一个将内部空间抽成真空的阶段，这个阶段加在使气密室(62，63，81，82，105，106，107，108)改变形状和置内腔(5)成相对真空的阶段之间。在内部空间(4)中恢复大气压的阶段可以在改变上述室的形状的任意时刻。

同样在一个简化的按本发明设计的床垫中，我们可以只在外壳(1)内设置一个气密室，如同我们在图3的浮筒和图4的船中所介绍的那样。

但是，在本发明用于固定和/或支持人体时，单一的气密室最好只用于尺寸小于床垫的装置中，也就是说只用于靠垫。

图9准确的显示了一个座垫，它在竖直方向是扁的，并对称竖直平面(152)。其设计类似于图3中的浮筒，即刚性外壳(1)在除下部(坐垫的下片(153))以外连续的包住内部空间(4)。刚性外壳(1)在其环形边缘(154)处与密封的，刚性的或最好可弹性压缩，弯曲和扭曲的壁(155)连续密封的连接起来。壁(155)和外壳(1)构成一个封闭，密封的内部空间(4)。这个内部空间(4)本身构成一个气密室，通过阀(156)可以向其中注入或抽出流体，如压力接近(最好略高于)环境压力(即大气压)的液体，气体或气体混合物(如空气)，或凝胶体。

在图9中的垫子的变例中，我们可以像图1的储存器中的构成气密室(12，13，14)的囊(15，16，17)那样，在内部空间(4)中设置几个气密室并用阀分别于外部相通。

坐垫与支座(如椅子)接触的壁(155)的下表面，即与内部空间(4)相反的方向，可以是任意合适的形状，如可以是平的，周围有突出的翻边，以和外壳(1)的边缘(154)相连。

其上表面(在内部空间(4)中的那面)具有符合解剖学的形状，即在两个对称于平面(152)的凹坑(159，160)之间有一个沿平面(152)的凸台(158)。即使在由内部空间(4)构成的气密室是空的，外壳(1)由于内腔(5)出于大气压而处于柔性状态时，使用者隔着外壳(1)坐在壁(155)上时也能够比较舒适，并保持在坐垫上。另外，内部空间(4)中的凸台的存在减少了为了充满或抽空内部空间(4)所需的流体量，特别当为气体，气体混合物(如空气)或液体的流体也用于充入内腔(5)使其处于大气压力状态，或抽出内腔(5)使其处于真空状态，凸台(158)的存在可以平衡注入内部空间(4)使其鼓起的流体量和从内腔(5)中抽出使外壳(1)刚性化的流体量，或者是从内部空间(4)抽出使其瘪下去的流体量和注入内腔(5)中使外壳(1)软化的流体量。抽气和充气过程是由通过阀(6)连接的泵或抽排气装置(156)进行的。

这个坐垫的使用方法如下：

——当外壳(1)处于柔性状态，内部空间(4)构成的气密室中充满了选好的流体(最好是气体，气体混合物或液体)时，垫子的底部(155)放在要放的支座上，使用者以正常的姿势作在外壳(1)上，外壳(1)按使用者的体形成型，充满了内部空间(4)内的流体保证了接触压力在人体和外壳(1)之间的均匀分布。

——然后，我们使外壳(1)在这个形状下刚性化。我们可以将使刚才鼓起内部空间的流体仍保持在里面(当然可以提高或降低它的压力)，或者抽出液体，并用其它流体(如可膨胀的树脂)来代替，这种流体可以随后刚性化，或保持一定的弹性压缩性和/或柔软性。

在座垫外边最好有一个可更换并长期使用的罩子(157)，它至少包住用于与人体接触的外壳(1)，以提高舒适性。它可以有图5到图8中的罩子(137，138，151)的各种特点。

自然，图9中的坐垫只是根据本发明设计的坐垫的一个不失一般性的例子。特别是我们可以把内部空间分为相互独立的多个气密室。它们当然和图5到图8中所描述的那样，与一个自动的或根据命令的控制装置相连，以控制它们的鼓起和抽空。

现在看图10，这里描述了一个根据本发明设计的用于在旅行包中固定物体的装置。它是构成一个可以在其内部固定一个或多个物体的内部空间的装置的不失一般性的例子。

从图10的角度看，图中的旅行包(114)有一个位于中间，竖直刚性的壁(115)，它有上面有一个手把(117)的上水平边(116)和一个下水平边(118)。下水平边(118)和未画出的竖直边的两侧分别固定着包的软外壁(119，120)。外壁(119，120)分别有自由的上边(121，122)，在旅行包关闭时，边(121，122)在由一个上面有锁机构的带子构成的关闭机构的作用下紧贴在中间壁(115)的边(116)上；相反，在m打开时，边(121，122)与边(116)分离。包的形状和构造并不是本发明的关键，可以有许多的选择，这里不再进一步描述。

每个外壁(119，120)与中间壁(115)构成装东西的内部空间(124，125)。

如果两个空间(124，125)中没有装满东西，包(114)是畸形的，不美观的。包中的物品可以移动相互撞击，有损坏的可能。

位于每个内部空间(124，125)中符合本发明的装置(126，127)可解决这个问题。

为了这个目的，根据本发明设计的装置(126，127)的外壳(1)的壁(2)靠在外壁(119，120)上，如同内部空间(126，127)装满了一样，并使它们变成刚性，保持这个形状。

相反，每个外壳(1)的内部空间(4)向包(114)的中间壁(115)方向是开口的。每个外壳(1)的壁(2，3)沿其边(128)与中间壁(115)相连。

沿着边(128)，密封的连接着一个柔软，可弹性延伸的壁(129)，它与内腔(5)的壁(3)在装置(126，127)的内部空间(4)中构成气密室(130)。气密室(130)上连有穿过对应的壁(119，120)的阀(131)。同样，阀(6)连接在内腔(5)上。

当包(114)空的时侯，图示的空间(124)那样，将气密室(130)通过阀(131)向大气打开，靠壁(129)自己的弹性，或通过阀(131)向气密室(130)中充入压力略大于大气压的气体使壁(129)紧靠中间壁(115)。如果两个室(124，125)都是空的，则它们都是这种状态。

如果室(124，125)中的一个或两个如图中的室(125)那样装了一部分东西(132)，这些东西在包开着的时侯放在室(125)内靠中间壁(115)处，然后用机构(123)关上室(125)。在关的过程中，壁(129)变形，并靠在物体(132)上，同时阀(131)打开使气密室(130)与外界相同，处于大气压下。然后通过阀(131)，我们向气密室(130)充入压力略高于大气压的空气。这样壁(129)压向物体(132)，而物体(132)又靠在中间壁(115)上，使其在包(114)中固定。同样的过程也可以用在室(124)中。

壁(129)的弹性应使其在室(124，125)装满物体(132)时可以靠在外壳(1)的内腔(5)的壁(3)上。这时，气密室(120)可以处于大气压力下。

为了取出物体(132)，可以通过阀(131)使气密室(130)处于大气压力状态，然后打开包(114)，取出物体(132)。

如果希望从室(124，125)中取出按本发明设计的装置(126，127)，可以通过阀(6)使内腔(5)处于大气压力状态，这样外壳(1)变软，可以使其外形尺寸减小，然后从包中取出。以后可以再装入包中。为了使外壳(1)重新成型，可以先打开阀(6)让内腔(5)处于大气压下，然后关上包(144)，并让气密室(130)处于略高于大气压力状态，这一方面使壁(129)紧贴包(114)的中间壁(115)，另一方面使外壳(1)分别靠在外壁(119，120)上。这样我们就可以将内腔(5)抽成真空，使外壳(1)刚性化。最后将气密室(130)中的高压放掉，就可以如上所述那样使用包(114)了。

当然，尽管图10中的包有两个位于中心壁(115)两侧由中心壁(115)和两个侧壁(119，120)构成的室(124，125)，但是如果在包中只设置一个由类似于侧壁(119，120)的软侧壁和类似于中心壁(115)那样但在侧面的硬壁组成的室也不超出本发明的范围。在这个单个的室中可以设置一个符合本发明的装置(类似于装置(126，127))，与硬壁和软壁合作(完成固定物体的功能)，就像装置(126，127)与中心壁(115)及侧壁(119，120)合作那样。

图11显示的是一个这样结构的背包，即它有一个刚性或半刚性的壁(163)，其形状与使用者的背相匹配，壁(163)的表面(164)与使用者的背接触。它还有一个软的包皮(165)，包皮(165)与壁(163)的表面(166)(在表面(164)的另一面)构成一个空间(167)，其方式与图10中的中心壁(115)与软壁(119，120)中的任一个构成内部空间(124，125)一样。壁(163，165)有一个共同的边(168)，在边(168)的大部分地方两个壁是永久性的相连的。而在其它的部分，例如上边，它们分别与机构(169)(例如带子和扣绊)相连，机构(169)可以根据需要打开内部空间(167)以放入或拿出存放的物品或关闭内部空间。就像包(114)的任一个室(124，125)的打开和关闭那样。

为了将没有填满空间(167)的物体(170)固定在壁(163)的表面(166)上，并使软壁(165)有一个规则的形状，空间(167)中有一个类似上述的装置(126，127)的装置(171)。它的外壳(1)以类似装置(126，127)的外壳(1)与软壁(119，120)相互作用的方式与软壁(165)相互作用，同时装置上有类似装置(126，127)上的壁(129)的壁(171)，壁(171)与外壳(1)构成一个气密室(172)，这个气密室可以通过与背包外相通的阀(174)鼓起或放瘪。同时壁(171)与刚性壁(163)的表面(166)合作固定物体(170)。

当然，背包(162)可以有各种形状和它自己的附件，以使其使用方便和舒适。作为一个非限制性的例子，壁(163)的表面(164)上可以有一个可弹性压缩的垫子，它可以是由边缘密封的固定在壁(163)上的密封软壁(177)构成的气密室(176)，它可以通过阀(178)鼓起和放瘪。在垫子(175)上可以有与使用者背部接触的覆盖层(179)(例如一层织物)，使背与垫子(175)之间的空气流动比较容易。

内行人可以理解，前述的装置(126，127，171)可以用于不同与软包(114，62)的室的内部空间。特别是这个内部空间是由刚性壁构成的。在这时，本发明的装置只是用于固定没有填满这个内部空间的物品。作为非限制性的例子，我们可以举出，汽车，船或飞机的行李箱，小的或中等的包裹，集装箱，等等。

总的来说，内行人可以理解，上述的本发明的装置的应用，只是一些非限制性的例子。本发明的装置(尽管形状可能不同)的其它应用并不超出本发明的范围。

Claims (54)

1.一种负压成型固定装置，它包括一个刚性外壳(1)，该刚性外壳(1)限定了一个内部空间(4)并由柔性的密封壁(2，3)和一种填充材料(7)构成，在所述的柔性密封壁(2，3)之间限定了一个其压力保持低于环境压力的流体密封内腔(5)，所述填充材料(7)全部填充在其压力保持在环境压力之下的所述密封内腔(5)，所述填充材料(7)为下述类型的材料，即它在其压力保持在环境压力之下的所述密封内腔(5)内处于一种刚性状态，而当它处于环境压力状态时能处于一种柔性状态，

其特征为，所述装置包括至少一个占据所述的内部空间(4)的内部流体密封室(4，12至14，44，61至63，81，82，105至108，130，150，173)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征为：所述填料(7)是一种颗粒状材料(8)，由一个可以通过气体但不会漏出所述填料的网(9)保持。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征为：还包括形成一个阀的装置(6)，此装置(6)可以通到低于环境压力的密封内腔(5)中。

4.由权利要求1所述的装置，其特征为：它有由多个密封室(12—14，44，61—63，81，82，105一108，150)构成的内部流体密封室(4，12—14，44，61—63，81，82，105—108，130，150)共同占据内部空间(4)。

5.由权利要求1所述的装置，其特征为：所述的内部流体密封室(12—14，44，61—63，81，82，105—108，150)的至少一个室(12—14，44，61—63，81，82，105—108，150)是可以从外壳(1)中拆出的。

6.由权利要求1所述的装置，其特征为：所述的内部流体密封室(4，12一14，44，61—63，81，82，105—108，130，150，173)的至少一个室(12—14，44，61—63，81，82，105—108，150)含有一种流体，这种流体可以从包括气体，凝胶体，液体，颗粒材料和/或膨胀材料的一组材料中选择。

7.由权利要求6所述的装置，其特征为：上述流体的压力基本与环境压力相同。

8.由权利要求6所述的装置，其特征为：上述流体的压力大于环境压力。

9.由权利要求6所述的装置，其特征为：它还具有用于循环上述流体的装置(69)。

10.由权利要求1所述的装置，其特征为：它具有形成一个阀的装置(18，35，42，45，131，156，174)，此装置通入内部流体密封室(4，12—14，44，61—63，81，82，105—108，130，150)的至少一个室(12—14，44，61—63，81，82，105—108，150)中。

11.由权利要求1所述的装置，其特征为：它具有一个包围内部空间(4)外边的刚性外壳(1)的柔性罩子(133，134，137，138，151，157)。

12.由权利要求1所述的装置，其特征为：刚性外壳(1)连续地、完全地包围内部空间(4)。

13.由权利要求1所述的装置，其特征为：刚性外壳(1)具有边缘(25，26，59，60，75，76，92—95，128，154)，这些边缘构成刚性外壳(1)的一个局部断口。

14.由权利要求13中所述的装置，其特征为：刚性外壳(1)的边缘(59，60)相互连接，刚性外壳(1)完全包围内部空间(4)。

15.由权利要求14中所述的装置，其特征为；它还具有将边缘(59，60)相互连接的装置(137)。

16.由权利要求15中所述的装置，其特征为：上述连接装置装在边缘(59，60)上。

17.由权利要求15所述的装置，其特征为：它具有一个包围内部空间(4)外边的刚性外壳(1)的柔性罩子(133，134，137，138，156，157)，上述连接装置位于罩子(137)上和/或由罩子构成。

18.由权利要求13所述的装置，其特征为：边缘(25，26，75，76，92—95，128，154)是相互分开的，刚性外壳(1)以间断的方式部分包围内部空间(4)。

19.由权利要求18所述的装置，其特征为：还具有将相互分开的边缘(25，26，39，75，76，92—95)相互连接的机构(28，41，78，79，96，97，138，141，142，155)。

20.由权利要求19所述的装置，其特征为：相互连接机构(78，79，96，97，138，141，142)在所述边缘之间是可弹性拉伸变形的。

21.由权利要求19所述的装置，其特征为：相互连接机构(28，41，155)在所述边缘(25，26，39)之间是可弹性扭转和/或弯曲变形的。

22.由权利要求19所述的装置，其特征为：相互连接机构(28，41)是可弹性压缩变形的。

23.由权利要求19所述的装置，其特征为：相互连接机构(28，41，78，79，96，97，155)至少有一个局部连接所述边缘(75，76，92—95)的连接件(78，79，96，97)。

24.由权利要求19所述的装置，其特征为：相互连接机构(28，41，78，79，96，97，155)有一个壁(28，41，155)作为刚性外壳(1)的补充，用于以连续方式构成内部空间(4)。

25.由权利要求19所述的装置，其特征为：相互连接机构(28，41，78，79，96，97，155)位于边缘(25，26，39，75，76，92—95)上。

26.由权利要求19所述的装置，其特征为：它具有一个包围内部空间(4)外边的刚性外壳(1)的柔性罩子(133，134，137，138，151，157)，相互连接机构(138，141，142)在罩子(138)上和/或由罩子构成。

27.由权利要求1所述的装置，其特征为：它具有在内部空间(4)内构成确定的凸凹表面的机构(86，158)。

28.由权利要求27所述的装置，其特征为：刚性外壳(1)具有边缘(25，26，59，60，75，92—95，128，154)，这些边缘构成刚性外壳(1)的一个局部断口，还具有将相互分开的边缘(25，26，39，75，76，92—850相互连接的机构(28，41，78，79，96，97，138，141，142，155)，相互连接的机构(78，41，155)具有至少一个位于内部空间(4)的局部凸台(86，136，158)。

29.由权利要求27所述的装置，其特征为：凸台(86)是可拆下的。

30.由权利要求1所述的装置，其特征为：它具有用于内部空间(4)外边的刚性外壳(1)的防撞和/或防磨损的保护装置(29，48，133)。

31.由权利要求30所述的装置，其特征为：保护装置(29，48)是局部设置的。

32.由权利要求30所述的装置，其特征为：保护装置(29，48)连在刚性外壳(1)上。

33.由权利要求30所述的装置，其特征为：它具有一个包围内部空间(4)外边的刚性外壳(1)的柔性罩子(133，134，137，138，151，157)，保护装置(29，133)在罩子(133，134)上和/或由罩子构成。

34.由权利要求1所述的装置，其特征为：它具有至少一个连到内部空间(4)外边的刚性外壳(1)的外部流体密封(32，52，143，145)，其中含有一种流体，这种流体可以从包括气体，凝胶体，液体，颗粒材料的一组材料中选择。

35.由权利要求34所述的装置，其特征为：所述流体的压力与环境压力基本相同。

36.由权利要求34所述的装置，其特征为：所述流体的压力高于环境压力。

37.由权利要示求34所述的装置，其特征为：它还具有用于循环上述流体的机构(69)。

38.由权利要求34所述的装置，其特征为：上述外部流体密封室有多个室(145)，并且设置机构(148)，用于在每个室(145)中按事先确定的压力分布充压。

39.由权利要求34所述的装置，其特征为：上述外部流体密封室(32，52)装在刚性外壳(1)上。

40.由权利要求34所述的装置，其特征为：它具有一个包围内部空间(4)外边的刚性外壳(1)的柔性罩子(133，134，137，138，151，157)，上述外部流体密封室(145)装在罩子(138)上和/或由罩子构成。

41.由权利要求1所述的装置，其特征为：它构成一个储存器。

42.由权利要求41所述的装置，其特征为：它具有多个内部流体密封室，并且它有机构(21，22)用于交替的在第一个室(12)中充入要储存的流体同时将第二个室(13，14)排空，和在第二个室(13，14)充入控制流体以排出第一个室(12)中的储存流体。

43.由权利要求1所述的装置，其特征为：它构成一个漂浮和/或滑动的装置，这种装置可以是浮筒，船壳，帆板，雪橇或滑雪板。

44.由权利要求43所述的装置，其特征为：刚性外壳(1)具有边缘(25，26，59，60，75，76，92—95，128，154)，这些边缘构成刚性外壳(1)的一个局部断口，还具有将这些边缘相互连接的机构(28，41，78，79，96，97，155)，所述相互连接机构有一个壁(28，41，155)作为刚性外壳(1)的补充，所述补充刚性外壳(1)的壁(28，41)构成所述装置的底部。

45.由权利要求1所述的装置，其特征为：它构成一个固定和/或支持人体的装置，这种装置可以是床垫，防褥疮垫子或外科手术床垫。

46.由权利要求45所述的装置，其特征为：刚性外壳(1)有一个形状一般为平的上部(54，72，89)，一个形状一般也为平的下部(55，73，90)和一个裙状的周围部分(58，74，91)，周围部分连接一般为平的上部和下部(54，72，89，55，73，90)。

47.由权利要求46所述的装置，其特征为：刚性外壳(1)具有边缘(25，26，59，60，75，76，92—95，128，154)，这些边缘构成刚性外壳(1)的一个局部断口，下部(55，73，90)是断开的，它具有边缘(59，60，75，76，92—95)。

48.由权利要求46所述的装置，其特征为；它具有多个内部流体密封室，至少有一部分室(62，63，81，82，105，106)为扁平的，相互之间并列排在上述上部(54，73，89)的下面。

49.由权利要求46所述的装置，其特征为：它具有多个内部流体密封密，至少有一部分室(62，63，81，82，105，106)为管状，它们沿纵向延伸，相互之间横向并列排在上述上部(54，73，89)的下面。

50.由权利要求49所述的装置，其特征为为：另外的内部流体密封室(107，108)为管状，它们沿横向延伸，所述纵向的密封室和横向的密封室在上部(89)的下面相互重叠放置。

51.由权利要求46所述的装置，其特征为：它还具有装置(70，85，113)，用于有控制的进行下列过程：

——使上述内腔(5)处于环境压力，

——以确定方式鼓起或放瘪上述确定的内部流体密封室，

——再使上述内腔(5)处于环境压力以下。

52.由权利要求46所述的装置，其特征为：上述密封壁在所述周围部分是相对不可延伸的，在所述上部是相对可以弹性延伸的。

53.由权利要求46所述的装置，其特征为：它具有一个包围内部空间(4)外边的刚性外壳(1)的柔性罩子(133，134，137，138，151，157)，上述罩子在对应所述周围部分处是相对不可延伸的，在对应所述上部处是相对可以弹性延伸的。

54.由权利要求1所述的装置，其特征为：它构成一个可以在具有一内部轮廓的空间(124，125，167)中固定和/或支持至少一个物体(132，170)的装置(126，127，173)，刚性外壳(1)在内部空间(4)外边呈现所述内部轮廓的形状。

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