CN105142465A - 包含互连缓冲元件列的剪切垫 - Google Patents

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CN105142465A CN201480006858.7A CN201480006858A CN105142465A CN 105142465 A CN105142465 A CN 105142465A CN 201480006858 A CN201480006858 A CN 201480006858A CN 105142465 A CN105142465 A CN 105142465A
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Abstract

根据一个实施例，座垫302包括轴向地对准的缓冲元件330、332、334、340、348、350、352、354、356的至少两列358、374，以及将所述至少两列弹性地连接在一起的一个或多个接合层342、344。所述接合层可以在两个或两个以上缓冲元件的相交处取向为基本上垂直于所述轴向对准的方向，剪切力减少可以被定向调整以便在不同的方向上提供不同的剪切力减轻。

Description

包含互连缓冲元件列的剪切垫
相关申请的交叉引用
本申请主张于2013年1月30日提交的题为“剪切力的减轻方法(ShearForceReduction)”的美国临时专利申请No.61/758,697的优先权，上述申请通过引用的方式以其全部公开或教示内容特别地被并入到本文中。
技术领域
本发明总体上涉及一种给使用者提供舒适性和支撑力的垫，更具体地，涉及具有互连缓冲元件列的垫以向使用者提供舒适性和支撑力。
背景技术
当坐在座垫上时，振动或其他的力会引起座垫上的使用者的水平移动。这种水平移动在使用者和座垫之间的交界面处引起剪切力，该剪切力被座垫和/或使用者的身体组织吸收。这些交界面剪切力可能引起使用者的不适、恼怒、疲劳，并且在极端的情况下，可以引起压疮的发生。
发明内容
本文中所描述的实施例通过提供一种剪切垫来解决上述问题中的至少一个，所述剪切垫包括：两个或两个以上互连缓冲元件的第一列；两个或两个以上的额外互连缓冲元件的第二列，其中所述第一列被取向为基本上平行并邻近于所述第二列；以及，第一接合层，所述第一接合层将所述第一列弹性地连接到所述第二列，其中，所述第一列和所述第二列两者都在基本上垂直于所述第一接合层的方向上延伸。
本文中描述的实施例通过进一步提供一种使用剪切垫来减少在剪切垫的使用者上的最大剪切力的方法来解决上述问题中的至少一个，所述方法包括：使得两个或两个以上的互连缓冲元件的第一列以及两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第二列朝施加到剪切垫的剪切力的方向倾斜，其中，所述第一列通过第一接合层弹性地连接到所述第二列，并且，其中所述第一列被取向为基本上平行于所述第二列。
本文所述的实施例通过进一步提供剪切垫来解决上述问题中的至少一个，所述剪切垫包括：两个或两个以上的互连缓冲元件的第一列；两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第二列；两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第三列；两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第四列；其中，所述第一列、所述第二列、所述第三列、所述第四列中的每一列被取向为基本上平行；第一接合层，所述第一接合层在所述第一列、所述第二列、所述第三列、所述第四列中的每一列中的相邻缓冲元件之间的第一界面处将所述第一列、所述第二列、所述第三列和所述第四列弹性地连接；以及第二接合层，所述第二接合层在所述第一列、所述第二列、所述第三列和所述第四列中的每一列中的相邻缓冲元件之间的第二界面处将所述第一列、所述第二列、所述第三列和所述第四列弹性地连接，其中，所述第二接合层从所述第一接合层偏移并且基本上平行于所述第一接合层，其中，所述第一列、所述第二列、所述第三列以及所述第四列全部取向为基本上垂直于所述第一接合层和所述第二接合层。
其他实施例可以通过以下描述来了解。
附图说明
通过参照附图，可以实现对本技术的性质和优点进一步理解，会在说明书的以下部分中进行描述。
图1A为在施加横向力之前使用者坐在实例剪切垫上的侧视图；
图1B示出使用者坐在受到制动横向力的图1A的实例剪切垫上；
图1C示出使用者坐在受到加速横向力的图1A的实例剪切垫上；
图2A为在施加横向力之前使用者坐在实例剪切垫上的后视图；
图2B示出使用者坐在受到左旋转横向力的图2A的实例剪切垫上；
图2C示出使用者坐在受到右旋转横向力的图2A的实例剪切垫上；
图3为实例剪切垫的透视图；
图4为受到剪切力的实例两层剪切垫的侧视图；
图5为受到剪切力的实例四层剪切垫的侧视图；
图6为受到剪切力的实例六层剪切垫的侧视图；
图7为示出实例剪切垫随着时间的推移的最高剪切力的曲线图；
图8为具有偏移缓冲层的实例剪切垫的透视图；
图9为实例剪切垫的侧视图；
图10为受到横向力的实例剪切垫的侧视图；
图11为具有定向缓冲元件和非定向缓冲元件的实例剪切垫1102的俯视图；
图12为渐进改变的缓冲元件的列的实例四层剪切垫的侧视图；
图13为示出用于使用剪切垫减少在剪切垫的使用者上的最大剪切力的实例操作。
具体实施方式
许多座垫被设计为吸收当使用者坐在座垫上或以其他方式与座垫接触而产生的压力(法向力)(即，基本上垂直的力，相对于座垫的使用者界面具有小于5°的变化或小于1°的变化)。通常，这些压力是使用者的重力造成的结果。然而，这些座垫并没有被设计为减小或防止在使用者和座垫之间的剪切力(即，基本上平行的力，相对于座垫使用者界面具有小于5°的变化或小于1°的变化)，当坐着的使用者在座垫的顶部横向地滑动时，可能会产生剪切力。通常，这些剪切力为当运动方向发生改变时使用者的惯性力造成的结果。对使用者而言，这样的剪切力不舒服并且对身体有潜在的害处。例如，摩托车鞍座可能受到强烈的横向振动和/或惯性力，其可能引起恼怒，具体地，比如当使用者对摩托车转弯造成使用者相对于鞍座横向地移动或滑动时。身体组织与摩托鞍座的摩擦也会引起恼怒和受伤。同样，其他鞍座或与移动车辆相关的座位(例如，汽车座椅、飞机座椅、汽艇座椅、马鞍、自行车座位，以及轮椅座位)类似地仍不能给使用者提供针对剪切力的充分保护。对剪切力保护不力可能会引起摩擦、挫伤、疲劳，并且造成使用者身上的压疮形成。
如果座垫的顶部与使用者一起弹性地移动的同时座垫的底部保持固定，最大剪切力急剧地减少。因此，允许座垫的顶部连同使用者一起横向地移动是减少或消除使用者和座垫之间的剪切力的一种有效的方式。因此，本文公开的层叠对置空隙座垫(thestackedopposedvoidcushions)可以既提供垂直的压力分布(即，被取向为基本上垂直于在使用者和座垫之间的界面的压力分布)又能提供在使用者和座垫之间的最大剪切力的减小。在一实施例中，垂直压力分布可以独立于最大剪切力的减小来调整。在另一实施例中，最大剪切力的减小本身可以定向地调整以便提供用于不同幅值的剪切力，或者在不同方向上的消除。
图1A为在施加横向力或剪切力之前使用者100坐在实例剪切垫102上的侧视图。座垫102可以是移动或可移动(但目前静止)的车辆(未示出)的任何座位或鞍座的垫。另外，使用在座垫102上的坐姿来描绘使用者，本发明的技术还可以被应用到使用者被定位到另外位置的座垫。例如，座垫102可以支撑具有与本文描述的相同效果的俯卧、仰卧，或组合躺/坐位置。另外，座垫102可以向使用者提供除了使用者的臀部以外的其他区域的支撑(例如，座垫102可以用来支撑使用者的躯干、腿、肩部、头部等)。
如箭头104所示，重(法向)力取向向下，使得使用者100压着座垫102，座垫102又以相等且相反的力反推使用者，如箭头106所示。在图1A中没有任何横向负载，并且座垫102仅在大致垂直于座垫102的界面108的方向上给使用者100提供支撑。
图1B示出使用者100坐在受到制动横向力的图1A的实例剪切垫102上。图1B假设使用者在运动的车辆中。尽管，在其他实施例中，当使用者在车辆静止时向后加速时，可能会产生相同的效果。制动横向力是由于运动中的使用者100的惯性力抵抗车辆的制动或减速而产生的，惯性力被定位于如箭头110所示的制动横向力的相反方向上。另外，在不同的实施例中，制动横向力和相应的惯性力是独立于图1A中所描绘的重(或法向)力及其对应相等且相反力的力。
如箭头112所示的剪切力允许即使在惯性力作用在使用者100上时，使用者100也能固定地保持在座垫102上。剪切力被定义为平行于在使用者100与座垫102之间的界面108的力。剪切应力为在界面108处(例如，使用者的身体与座垫102接触的区域)每单位剪切面积的剪切力。剪切运动为引起使用者100在座垫102的界面108上移动的克服摩擦力的任何运动。剪切垫102被设计为减少最大剪切力和最大剪切应力，并且减少或消除在使用者100与座垫102之间的任何剪切运动。
如果使用传统的座垫，相等且相反的剪切力会被立即施加给使用者以抵抗制动横向力。当使用剪切垫102时，只要剪切垫102连同使用者100横向地移动，剪切垫102的顶部连同使用者100一起横向地移动，可以减小相对的剪切力/应力的大小。如果制动横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫102顶部的时间较短，通过座垫102向使用者100施加的最大剪切力保持低于使用常规座垫所引发的最大剪切力。如果制动横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫102顶部的时间较长，通过座垫102向使用者10施加的最大剪切力可能等于使用常规座垫所引发的最大剪切力，但是最大剪切力会更加渐进地到达，从而可以减小对使用者100造成疲劳或损伤的风险。
图1C示出使用者100坐在受到如箭头114所示的加速横向力的图1A的实例剪切垫102上。图1C假设使用者100在运动中的车辆中。尽管，在其他实施例中，当使用者在车辆静止时向前加速可能会产生类似的效果。由于运动中的使用者100的惯性力抵抗车辆的加速而产生加速横向力，惯性力被定位为如箭头114所示的加速横向力相反的方向。而且，在各种实施例中，加速横向力和相对应的惯性力独立于在图1A中描述的重(或法向)力及其对应的相等且相反的力。
如箭头116所示的剪切力允许即使惯性力作用在使用者100上时，使用者100也能固定地保持在座垫102上。如果使用常规的座垫，相等且相反的剪切力会被立即施加给使用者100以抵抗加速横向力。当使用座垫102时，只要剪切垫102连同使用者100一起横向地移动，座垫102的顶部连同使用者100一起横向地移动，可以减小相反的剪切力/应力的大小。如果加速横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫102的顶部的时间较短，通过座垫102向使用者100施加的最大剪切力被保持为低于使用常规座垫所引发的最大剪切力。如果加速横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫102的顶部的时间较长，通过座垫102向使用者100施加的最大剪切力可能等于使用常规座垫所引发的最大剪切力，但是最大剪切力会更加渐进地到达，从而可以减小对使用者100造成疲劳或损伤的风险。
座垫102的结构细节将在以下进行描述。另外，为了简明起见，尽管由箭头104、106、110、112、114、116示出的力不是被定位在法向方向上就是被定位在剪切方向上。施加到使用者100的力可以被定位在既包括法向分量又包括剪切分量的方向上。在这些情况下，通过分离出法向分量和剪切分量可以做出类似的分析。
图2A为在施加横向力之前使用者200坐在实例剪切垫202上的后视图。座垫202可以是移动或可移动(但目前静止)的车辆(未示出)的任何座位或鞍座的垫。另外，使用在座垫202上的坐姿来描绘使用者200，本发明的技术还可以被应用到使用者200被定位到其他位置的座垫。例如，座垫202可以支撑具有与本文描述的相同效果的俯卧、仰卧，或组合躺/坐位置。另外，座垫202可以向使用者200提供除了使用者的臀部以外的其他区域的支撑。
如箭头204所示，重(法向)力被定位为向下，使使用者200推压座垫202，座垫202以相等且相对的力推回给使用者200，如箭头206所示。在图2A中没有描绘横向载荷，并且座垫202仅在大致垂直于座垫202的界面208的方向上向使用者200提供支撑。
图2B示出使用者坐在受到如箭头210所示的左转横向力的图2A的实例剪切垫202上。图2B假设使用者200在运动的车辆中。尽管，在其他实施例中，当使用者在车辆静止时向左加速时，可能会产生相同的效果。左转横向力由于运动中的使用者200的惯性力抵抗车辆的转弯而产生，惯性力被定位为如箭头210所示的左转横向力的相反方向上。另外，在不同的实施例中，左转横向力和相应的惯性力是独立于图2A中所描绘的重(或法向)力及其对应相等且相反力的力。
如箭头212所示的剪切力允许即使在惯性力作用在使用者200上时，使用者200也能固定地保持在座垫202上。如果使用常规的座垫，相等且相反的剪切力会被立即地施加到使用者以抵抗左转横向力。当使用剪切垫202时，只要剪切垫202连同使用者200横向地移动，剪切垫202的顶部连同使用者200一起横向地移动，可以减小相对的剪切力/应力的大小。如果左转横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫102的顶部的时间较短，通过座垫202向使用者200施加的最大剪切力保持低于使用常规座垫的最大剪切力。如果左转横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫202的顶部的时间较长，通过座垫202向使用者200施加的最大剪切力可能等于使用常规座垫所引发的最大剪切力，但是最大剪切力会更加渐进地到达，从而可以减小对使用者200造成疲劳或损伤的风险。
图2C示出使用者200坐在受到如箭头214所示的右转横向力的图2A的实例剪切垫202上。图2C假设使用者200在运动中的车辆中。尽管，在其他实施例中，当使用者在车辆静止时向右加速可能会产生类似的效果。由于运动中的使用者200的惯性力抵抗车辆转弯而产生右转横向力，惯性力被定位于如箭头214所示的横向力相反的方向。而且，在各种实施例中，右转横向力和相对应的惯性力为独立于在图2A中描述的重(或法向)力及其对应相等且相反力的力。
如箭头216所示的剪切力允许即使惯性力作用在使用者200上时，使用者200也能固定地保持在座垫202上。如果使用常规的座垫，相等且相反的剪切力会立即地被施加到使用者200以抵抗右转横向力。当使用座垫202时，只要剪切垫202连同使用者200一起横向地移动，座垫202的顶部连同使用者200一起横向地移动，可以减小相反的剪切力/应力的大小。如果右转横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫202的顶部的时间较短，通过座垫202向使用者200施加的最大剪切力保持低于使用常规座垫所引发的最大剪切力。如果右转横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫202的顶部的时间较长，通过座垫202向使用者200施加的最大剪切力可能等于使用常规座垫所引发的最大剪切力，但是最大剪切力会更加渐进地到达，从而可以减小对使用者200造成疲劳或损伤的风险。
座垫202的结构细节将在以下进行描述。另外，尽管为了简明起见，由箭头204、206、210、212、214、216示出的力不是被定位在法向方向上就是被定位在剪切方向上。施加到使用者200的力可以被定位在既包括法向分量又包括剪切分量的方向上。在这些情况下，通过分离出法向分量和剪切分量可以做出类似的分析。
图3为实例剪切垫302的透视图。剪切垫302包括六个缓冲层318、320、322、324、326、328，但是在其他实施例(参见例如，图4至图6)中，可以使用比图3中更多或更少的数目的缓冲层。缓冲层318、320、322、324、326、328中的每一层包括缓冲元件的平面阵列。例如，缓冲层318包括定位在x方向上的缓冲元件330、332，以及定位在y方向上的缓冲元件330、334。在其他实施例(参见图4至图6)，更多或更少数目的缓冲元件组成每个缓冲层。
缓冲元件中的每一个包括由两个接合层接合的上空隙胞元和下空隙胞元。所述上空隙胞元和所述下空隙胞元在胞元界面处贴附在一起。例如，缓冲元件340包括上空隙胞元336和下空隙胞元338，并且缓冲元件340被接合层342和344所接合，并且在胞元界面346处贴附在一起。在一些实施例中，空隙胞元一体地从每个接合层突出。在其他实施例中，空隙胞元独立地形成并且被贴附到每个接合层。另外，在相邻的缓冲层之间的每个接合层可以包括两层，一层与具有突出的空隙胞元的上缓冲层相关联，而另一层与具有突出的空隙胞元的下缓冲层相关联。两层贴附在一起以形成接合层。例如，所述两层可以物理地彼此贴附到一起，诸如，使用粘合剂。在另一实施例中，所述两层没有物理地连接，摩擦力可以防止该两层在剪切力下彼此相对滑动。在其他实施例中，位于相邻的缓冲层之间的每个接合层为具有从所述接合层的两个方向上突出的空隙胞元的单个平面层。
在剪切垫302中，每个缓冲元件依靠弹性胞元壁结合其他缓冲元件以作为弹簧操作。另外，在缓冲层中的每个缓冲元件与在剪切垫302中的其他缓冲层中的缓冲元件对准以形成互连缓冲元件的基本上平行(即，具有小于5°的变化或小于1°的变化)的列。例如，在缓冲层318中的缓冲元件340在z方向上与在缓冲层320、322、324、326、328中的缓冲元件348、350、352、354、356对准以形成列358。列358以轴360为中心，轴360被定位在z方向中。
如在本文中使用的，术语“垂直相邻”意味着沿着在z方向上的轴与给定元件相邻。例如，接合层344位于垂直相邻的缓冲元件340和348之间。接合层可以提供粘结界面以将垂直相邻的缓冲元件接合在一起，并且以将每个缓冲元件连接到在水平相邻的列(沿着在x-y平面的轴相邻)中的一个或多个缓冲元件。
除了为在列中的垂直相邻的缓冲元件提供粘合界面之外，接合层还用于将多个列弹性地连接在一起。例如，接合层344将列358连接到横向的相邻的列374。以这种方式，缓冲元件在列上(在z方向上)相互连接还可以在行上(在x方向上和/或y方向上)或片上(在x-y平面)上相互连接。如以下将参照图4至图6进一步描述，在相邻的列中的缓冲元件之间的连接为非刚性的。因此，每个列都可以弯折，模仿悬梁臂，以吸收剪切力并且减少剪切力对与座垫接触的使用者的影响。
在一些实施例中，接合层为以规则间隔偏移的薄的可弯曲的弹性材料片，列(例如，列312)不需要单个的缓冲元件的实质变形就能弯折。在其他实施例中，各个缓冲元件和接合层可以响应于剪切垫300的剪切负载而弹性偏斜。另外，各个缓冲元件列可以响应于与剪切垫300基本上垂直(即，具有小于5°的变化或小于1°的变化)的负载而偏斜。尽管各个缓冲元件列能够以这种方式偏斜，但是通过周围的缓冲元件列的相互作用，缓冲垫300得以稳定。由于接合层将各个缓冲元件列非刚性地连接在一起，接合层防止在座垫300中的各个列在剪切力或法向力下掉落或崩塌。
在一个实施例中，接合层在x-y平面中具有基本上均匀的弹性。在另一实施例中，接合层被调整为允许在一个方向上(比如，x方向)的弹性不同于另一方向(比如，y方向)的弹性。在其他实施例中，接合层可以包括穿孔、增加的厚度的区域，或其他影响弹性力的精细特征。这样的特征可以具有向接合层提供定向的弹性力的效果，使得接合层在一个方向上具有比在另一个方向上更大的弹性。结果，座垫300的使用者可以受益于被定向为针对预期剪切负载方向的剪切保护。
缓冲元件以及接合层可以是包含弹性体、凝胶、拉伸纺织品以及空气胞元(aircell)中的任何一种材料。在至少一个实施例中，空隙胞元(即，空气胞元)由两片热成型塑料片组成，当形成特定形状的空腔时，在z方向上压缩时，其模仿线性弹簧。在另一实施例中，缓冲元件为由另一种力吸收材料构成的实心元件，例如泡沫、橡胶等。
在所示的实施例中，每个缓冲元件包括两个相对的矩形空隙胞元，但是缓冲元件可以包括任何形状或几何形状的空隙胞元。在一个实施例中，在一行中和/或一列中的缓冲元件的形状不同于座垫的其他行或列中的缓冲元件的形状(例如参见图11和图12)。
缓冲元件可以为各种尺寸，从小(在x方向，y方向和/或Z方向小于厘米级)到大(在x方向，y方向和/或z方向上的分米级)。在一个实施例中，缓冲元件的相对的空隙胞元的每一个为在x方向和y方向上约为4mm，在z方向上约为4-5mm尺寸的立方体。在另一实施例中，该等立方体具有在x方向和y方向上约为54mm，在z方向上约为82mm尺寸的立方体。在另一实施例中，缓冲元件的尺寸可以在上述立方体尺寸之间改变。
剪切垫302包括固定表面362以及界面308，固定表面362以及界面308中的每一个被定向为总体上垂直(即，小于5°的变化或者小于1°的变化)于缓冲元件列轴(即，轴360)。固定表面362可以刚性地附接到固定的结构(例如，车辆的座椅框架)，并且，界面308被允许在与剪切座垫302的使用者接触的同时弹性地移动(参见，例如图1和图2中的使用者104、204)。界面308位于与固定表面362相对的列的末端，界面308被允许移动并对在界面308上输入的力做出响应。每一列被配置为在剪切负载下弹性地偏斜，以下将参照图4至图6进行进一步详细的描述。
在至少一个实施例中，垂直和/或相邻的缓冲元件非刚性地接合在一起，尽管图3至图6示出x-z横截面，在至少一个实施例中，y-z横截面可以相同或基本上相似。例如，座垫可以为包括缓冲元件层叠层的立方体或矩形盒(例如，图1A至2C的剪切垫102、202)。
在列(例如，列358)中的固有的不稳定性引起在剪切力下的列的x-y平面的偏斜，但是在缓冲元件之间的相互连接造成在每一缓冲层内的受控的稳定性。因此，多个缓冲层一起作用以产生受控的稳定系统。在图4至图6的实施例中，每一列响应于剪切力横向移动的量反比于列的长度。因此，较高的列(例如，图6)相比于较短的列(例如，图4)提供更大的剪切力减小。在至少一个实施例中，响应于改变的剪切力的列和接合层的移动基本上不影响在z方向上的图4至图6的剪切垫402、502、602的压缩率。
图4为受到剪切力412的实例两层剪切垫402的侧视图。剪切垫402包括两个缓冲层418、420，两个缓冲层中的每个包括总体上布置在y-z平面中的缓冲元件的阵列。例如，缓冲层418包括缓冲元件430、432、448。每个缓冲元件包括由两个接合层接合的上空隙胞元和下空隙胞元。在胞元界面处，上空隙胞元和下空隙胞元附接在一起。例如，缓冲元件440包括上空隙胞元436和下空隙胞元438，并通过接合层442、444接合在一起，并且在胞元界面446处附接在一起。
每个缓冲元件依靠弹性元件壁结合在剪切垫402中的其他缓冲元件像弹簧一样操作。另外，在缓冲层中的每个缓冲元件与在剪切垫402中的其他缓冲层中的其他缓冲元件对准以形成缓冲元件的列。例如，在缓冲层420中的缓冲元件440在z方向上与在缓冲层418中的缓冲元件448对准以形成列458。列458以轴460为中心，当剪切垫402没有受到剪切力412时，轴460定位在z方向上。
剪切垫402包括固定表面462以及界面408，固定表面462以及界面408中的每一个被定位为大体上垂直于缓冲元件列轴(例如，轴460)。固定表面462可以刚性地附接到固定的结构(例如，车辆的座椅框架)，并且界面408被允许在与剪切垫402的使用者接触的同时弹性地移动(例如，图1至图2中的使用者104、204)。每一个列被配置为在剪切负载下弹性地偏斜，如以下描述。
在不施加剪切力412的情况下，列轴460、464、466、468、470总体上在z方向上对准和定向。在施加剪切力412的情况下，与固定表面462相邻的缓冲元件的表面(例如，缓冲元件440)保持固定，但是缓冲元件在剪切力412的方向上倾斜。从固定表面462到界面408，每列中的相邻缓冲元件也倾斜并在剪切力412的方向上偏移，如倾斜的列轴460、464、466、468、470所示。由于接合层将在相邻的列中的各个单个的相邻的缓冲元件连接在一起，每个列轴460、464、466、468、470的取向基本上保持相同。
此外，由于各个缓冲元件是可弹性地压缩的，缓冲元件的列的偏斜也是弹性的。另外，接合层可弹性地伸缩。结果，由于列轴460、464、466、468、470在剪切力412的方向上倾斜，接合层弹性地伸缩(参见，在点472处的接合层442的弹性偏斜)，进一步弹性地抵抗缓冲元件的列的偏斜。由于在每列中的缓冲元件的数量有限(在剪切垫402中的每列中2个缓冲元件)，相对于图5中所示的四层剪切垫502以及图6中所示的六层剪切垫602，两层剪切垫402对于在x-y平面中的剪切偏斜相对刚性。如果把各个缓冲元件列看做为偏转光束，这会产生相对较短的光束长度。
图5为受到剪切力512的实例四层剪切垫502的侧视图。剪切垫502包括四个缓冲层518、520、522、524，每个缓冲层包括总体上被布置在y-z平面中的缓冲元件的阵列。例如，缓冲层518包括缓冲元件530、532、548。每个缓冲元件包括由两个接合层接合的上空隙胞元和下空隙胞元。在胞元界面处，上空隙胞元和下空隙胞元附接在一起。例如，缓冲元件540包括上空隙胞元536和下空隙胞元538，并通过接合层542、544来接合，并且在胞元界面546处附接在一起。
每个缓冲元件依靠弹性元件壁结合在剪切垫402中的其他缓冲元件以像弹簧一样操作。另外，在缓冲层中的每个缓冲元件与在剪切垫502中的其他缓冲层中的其他缓冲元件对准以形成缓冲元件的列。例如，在缓冲层524中的缓冲元件540在z方向上与在缓冲层518、520、522中的缓冲元件548、550、552对准以形成列558。列558以轴560为中心，当剪切垫502没有受到剪切力512时，列558定位在z方向上。
剪切垫502包括固定表面562以及界面508，固定表面562以及界面508中的每一个被定位为大体上垂直于缓冲元件的列轴(例如，轴560)。固定表面562可以刚性地附接到固定的结构(例如，车辆的座椅)，并且界面508被允许在与剪切垫502的使用者接触的同时弹性地移动(例如，图1至图2中的使用者104、204)。每列被配置为在剪切负载下弹性地偏斜，如以下描述。
在不施加剪切力512的情况下，列轴560、564、566、568、570总体上在z方向上对准和定向。在施加剪切力512的情况下，与固定表面562相邻的缓冲元件(例如，缓冲元件540)的表面保持固定，但是缓冲元件在剪切力512的方向上倾斜。从固定表面562到界面508，每列中的相邻缓冲元件也在剪切力512的方向上倾斜并偏移，如倾斜的列轴560、564、566、568、570所示。由于接合层将在相邻的列中的各个相邻的缓冲元件连接在一起，每个列轴560、564、566、568、570的取向基本上保持相同。
此外，由于各个缓冲元件是可弹性地压缩的，缓冲元件的列的偏斜也是弹性的。另外，接合层可弹性地伸缩。结果，列轴560、564、566、568、570在剪切力512的方向上倾斜，接合层弹性地拉伸(参见，在点572处的接合层542的弹性偏斜)，进一步弹性地抵抗缓冲元件的列的偏斜。四层剪切垫502相对于图6中所示的六层剪切垫602对于在x-y平面中的剪切偏斜呈刚性并且相对于图4中所示的两层剪切垫402较具顺应性。如果缓冲元件的各个列看做为偏斜光束，这会产生相对中等的光束长度。
图6为受到剪切力612的实例六层剪切垫602的侧视图。剪切垫602包括六个缓冲层618、620、622、624、626、628，其中每个缓冲层包括大体被布置在y-z平面中的缓冲元件的阵列。例如，缓冲层618包括缓冲元件630、632、648。每个缓冲元件包括由两个接合层接合的上空隙胞元和下空隙胞元。在胞元界面处，上空隙胞元和下空隙胞元附接在一起。例如，缓冲元件640包括上空隙胞元636和下空隙胞元638，通过接合层642、644接合，并且在胞元界面646处附接在一起。
每个缓冲元件依靠弹性元件壁结合在剪切垫602中的其他缓冲元件以像弹簧一样操作。另外，在缓冲层中的每个缓冲元件与在剪切垫602中的其他缓冲层中的其他缓冲元件对准以形成缓冲元件的列。例如，在缓冲层628中的缓冲元件640在z方向上与在缓冲层618、620、622、624、626中的缓冲元件648、650、652、654、656对准以形成列658。列658以轴660为中心，当剪切垫602没有受到剪切力612时，轴660被取向为z方向。
剪切垫602包括固定表面662以及界面608，固定表面662以及界面608中的每一个被取向为大体上垂直于缓冲元件的列轴(例如，轴660)。固定表面662可以刚性地附接到固定的结构(例如，车辆的座椅)，并且界面608被允许在与剪切垫602的使用者接触的同时弹性地移动(例如，图1至图2中的使用者104、204)。每列被配置为在剪切负载下弹性地偏斜，如以下描述。
在不施加剪切力612的情况下，列轴660、664、666、668、670大体上在z方向上对准和定向。在施加剪切力612的情况下，与固定表面662相邻的缓冲元件(例如，缓冲元件640)的表面662保持固定，但是缓冲元件在剪切力612的方向上倾斜。从固定表面662到界面608，每列中的相邻的缓冲元件也在剪切力612的方向上倾斜并偏移，如倾斜的列轴660、664、666、668、670所示。由于接合层将在相邻的列中的各个相邻的缓冲元件连接在一起，各个列轴660、664、666、668、670的取向基本上保持相同。
在一个实施例中，列轴660、664、666、668、670基本上作为悬臂梁，其主要提供剪切垫602的所需剪切性能。在其他实施例中，列轴660、664、666、668、670在剪切负载下基本上弯折，并且列轴660、664、666、668、670的弯折主要提供剪切垫602的所需剪切性能。在另外的其他实施例中，列轴660、664、666、668、670的悬臂梁和弯折特性提供剪切垫602的所需剪切性能。
此外，由于各个缓冲元件为可弹性地压缩的，缓冲元件的列的偏斜也是弹性的。另外，接合层是可弹性地伸缩的。结果，当列轴660、664、666、668、670在剪切力612的方向上倾斜时，接合层弹性地拉伸(参见，在点672处的接合层642的弹性偏斜)，进一步弹性地抵抗缓冲元件的列的偏斜。由于在各个列中的更多的缓冲元件(即在剪切垫602中的每列6个元件)，六层剪切垫602相对于图4中的两层剪切垫402和图5中的四层剪切垫502对于x-y平面中的剪切偏斜相对更具顺应性。如果各个缓冲元件列被看做为偏斜光束，那么会产生较长的光束长度。
图7为示出实例常规剪切垫和实例剪切垫(未示出)随着时间的推移的最大剪切力的曲线图700。常规座垫和剪切垫各自受到具有t2持续时间的相等的横向剪切力(由实线剪切力曲线702示出)。在剪切力的相反方向上的常规座垫的反应力由虚线常规反应曲线704表示。在剪切力相反方向上的剪切垫的反应力由虚线层叠对置空隙反应曲线706示出。
在剪切力在t2处终结之前，常规反应曲线704从在t0时的0迅速地增加，在t1时达到等于剪切力(F1)的最大反应力。在剪切力在时间t2终结之后，常规反应曲线704在t4处迅速降回到0。由于常规反应曲线704不提供减小的最大反应力，对应的常规座垫不能给使用者提供实质的缓冲来免于由最大剪切力造成的不适。
堆叠对置空隙反应曲线706随着时间的推移增加更为缓慢，从t0时刻的0到在t3时刻的最大反应力(F2)。由于剪切力的结束发生在堆叠对置空隙反应曲线达到最大反应力(F2)之前，堆叠对置空隙反应曲线706的最大反应力(F2)保持在剪切力(F1)以下。在剪切力在t2时刻结束之后，堆叠对置空隙反应曲线706慢慢减小回到t5时刻的0。由于堆叠对置空隙反应曲线706提供了减小的最大反应力，对应的剪切垫可以给使用者提供实质的缓冲以免于由最大剪切力造成的不适。如果剪切力以不同的方向分量和持续时间随时间变化，也可以产生相似的效果。只要剪切力的持续时间不足以使剪切垫完全偏斜。
此外，相比于堆叠对置空隙反应曲线706，常规反应曲线704的斜率也影响使用者的舒适感。常规反应曲线704的相对陡峭的上升和下降斜率引起反应力的迅速变化，从而降低使用者的舒适性。堆叠对置空隙反应曲线706的相对较浅的增加和减少的斜率使使用者免受剪切力的快速变化，增加了使用者的舒适性。
在各种实施例中，所公开的剪切垫提供对于剪切和/或法向负载的线性或单调增加的力-偏斜响应。线性或单调增加的力-偏斜响应为在剪切垫内的接合层的拉伸以及在剪切垫内的各个缓冲元件的弹性收缩中的一者或两者所导致的结果。
图8为具有偏移缓冲层的实例剪切垫802的透视图。剪切垫802包括七个缓冲层818、820、822、824、826、828、876，并且缓冲层818、820、822、824、826、828、876中的每一个包括缓冲元件的平面阵列(例如，缓冲元件830、832、834、840、848、850、852)。另外，各缓冲层818、820、822、824、826、828、876通过接合层(例如，接合层844)接合。关于缓冲层、缓冲元件以及接合层的其他细节，请参见图3以及其详细描述。
偏移剪切垫802包括缓冲元件的列，但各个缓冲元件并非如在图3至图6中描绘的那样垂直相邻。在剪切垫802中，相隔一个的缓冲元件在垂直列中对准。例如，列858以轴线860为中心，并且由四个缓冲元件840、848、850、852组成。列874以轴线864为中心上并且由三个缓冲元件830、832、834组成。三个或四个缓冲元件的其他列以在偏移剪切垫802中的轴线866、868、870、878、880、882为中心。与非偏移剪切垫(例如，图3中的垫300)相比，偏移缓冲层818、820、822、824、826、828、876以这种方式可以增加座垫802在x-y平面中的刚度，并且在z方向上保持相同或相似的刚度，并且维持前述的剪切力减小特性。
在其他实施例中，更多或更少数量的缓冲元件组成各缓冲层和/或更多或更少数量的缓冲层构成剪切垫802。另外，可以改变相邻缓冲层之间的x-y平面偏移，以增加一列中的缓冲元件之间的层的数目(例如，缓冲元件列可以由在缓冲层堆叠中的各个第三个元件组成)。
图9为实例剪切垫902的侧视图。剪切垫900包括布置成列(z方向)和行(x方向和y方向)的缓冲元件(例如，缓冲元件930、932、934、948、950)。虽然在实施例中的每列具有三个缓冲元件，本文也涵盖每列两个或两个以上的缓冲元件的任何数量。
缓冲元件通过弹簧(例如，弹簧942、944)垂直和水平地互连。更具体地说，每个缓冲元件通过列弹簧(例如，列弹簧942)被连接到垂直相邻的缓冲元件。此外，每个缓冲元件也通过行弹簧(例如，行弹簧944)连接到在相邻列中的水平相邻的缓冲元件。额外的行弹簧将在y方向上的相邻缓冲元件连接。列弹簧和行弹簧建立并保持在缓冲元件的行和列之间的轴向对准。
虽然可以使用实际的弹簧，列弹簧和行弹簧也可以是任何类型的弹性材料，当沿弹簧的长度(即，当针对行弹簧在x方向或y方向压缩和当针对列弹簧在z方向压缩时)压缩时该材料可以模仿线性弹簧。例如，该等弹簧可以是弹性材料、橡胶、热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、苯乙烯类共聚物、橡胶、陶氏(DOW)的PellethaneTM、路博润(Lubrizol)的EstaneTM、DupontTMHytrelTM，ATOFINAPebaxTM，Kraytonpolymers等。
虽然未示出，但是座垫902的y-z横截面可以类似于图9中所描绘的x-z横截面，并且弹簧可以将在y方向和在x方向中的水平相邻缓冲元件连接。在其他实施例中，弹簧可以在缓冲元件之间沿对角线方向将缓冲元件连接。这些对角线弹簧可以代替在x方向，y方向和/或z方向中的弹簧，也可以作为在x方向，y方向和/或z方向中的弹簧的补充。
列弹簧都可以被单独地调整以吸收和分配z方向的压缩力，例如使用者将其体重转移到座垫902上所产生的压缩力。在一个实施例中，各列的有效弹簧彼此不同。例如，在座垫中心附近的列的有效弹簧常数可以小于在座垫边缘附近的列的有效弹簧常数。这样的结构能使得使用者恰当地坐在座垫902的中心，而不是偏向一侧以至于使用者从相应车辆落下或抛离，诸如在车辆的急转弯，碰撞等。另外，在单个层内的各个缓冲元件(例如，在给定的z方向高度的在x-y平面中的缓冲元件)可以形成为彼此不同的形状或由彼此不同的材料形成，以使得使用者能够在座垫902的界面上实现定向压力分配。
另外，行弹簧可以被单独地调整以允许缓冲元件的各行的横向运动(即，在x-y平面中的运动)。这种横向移动可基本上减少或消除座垫902与座垫902的使用者之间产生的剪切力。在一个实施例中，缓冲元件的每行的有效弹簧常数与在座垫902中的一列或多列中的有效弹簧常数不同。例如，列弹簧可以针对压力分配来单独调整，而行弹簧可以被单独调整以用于吸收重量偏移或剪切(x-y面)的力。
另外，在座垫902内部的缓冲元件的行可以具有不同的有效弹簧常数。例如，座垫底部附近的一行或多行(即，离使用者最远的行)的有效弹簧常数小于在座垫902顶部附近的行的有效弹簧常数。这可能导致在座垫902的顶部的增加的不稳定性，并给使用者提供更大的剪切力保护。行弹簧也可以被调整以减轻或防止水平相邻缓冲元件之间的碰撞。例如，行弹簧944可被压缩最大距离，以防止缓冲元件930和950之间的碰撞。
图10为受到横向力1012的实例剪切垫1002的侧视图。座垫1002包括布置成列(z方向)和行(x方向和y方向)的缓冲元件(例如，缓冲元件1030、1032、1034、1048、1050)。虽然在示出的实施例中的每一列具有三个缓冲元件，但是本文也涵盖每列两个或两个以上的缓冲元件的任何数量。
该等缓冲元件通过弹簧(例如，弹簧1042、1044)被垂直和水平地相互连接。更具体地说，每个缓冲元件通过列弹簧(例如，列弹簧1042)连接到垂直相邻的缓冲元件。此外，每个缓冲元件也通过行弹簧(例如，行弹簧1044)连接到水平相邻的缓冲元件。其他的行弹簧将在y方向上的相邻缓冲元件连接。列弹簧和行弹簧建立并保持在缓冲元件行和缓冲元件列之间的轴向对准。
在施加横向力1012时，与固定表面1062相邻的缓冲元件(例如，缓冲元件1034)的表面保持固定。从固定表面1062移离之后，在每一列中相邻的缓冲元件在剪切力1012的方向上偏移。由于弹簧可弹性伸缩，由剪切力1012造成的缓冲元件的偏移也是弹性的，并且可以用于减少或防止将最大剪切力施加给座垫1002的使用者。
图11为具有定向缓冲元件(例如，缓冲元件1130)和非定向缓冲元件(例如，缓冲元件1132)的实例剪切垫1102的俯视图。尽管在图11中仅示出剪切垫1102的仅一个缓冲层1118，但是一个或多个额外的缓冲层可以在z方向上存在于缓冲层1118的上面或下面，各个缓冲元件布置成列(即，在z方向上延伸)。此外，缓冲层1118的各个缓冲元件也布置成行(即，在x方向和y方向)，并通过接合层114相互连接。更具体地说，每个缓冲元件通过接合层1142连接到水平相邻的缓冲元件(即，在x-y平面内相邻的缓冲元件)。接合层1142建立并保持在缓冲元件的列之间的轴向对准。
一些缓冲元件在平面图中具有细长的矩形形状(例如，缓冲元件1130)，其允许在一个方向上的实质的剪切位移，同时限制在另一个方向上的剪切位移。例如，包括缓冲元件1130的同样大小和形状的缓冲元件的列与在y方向上相比更容易在x方向上在剪切力下显著位移。而包括缓冲元件1132的同样大小和形状的缓冲元件的列在x方向和在y方向上能够相似地在剪切力下位移。
因为非定向缓冲元件可以在x方向和y方向两个方向上移动以吸收剪切力。因此，包括非定向缓冲元件的缓冲元件可以能够同等地防止或减少在x方向和y方向两个方向上的剪切。与此相反，包括定向缓冲元件的座垫可以容易地在x方向上移动，但是在y方向移动地较少。因此，定向缓冲元件在吸收x方向的重量偏移时可以高度有效，但是在吸收y方向的重量偏移时却较不有效。因此，定向缓冲元件可以特别适合于在单一方向上减轻剪切力。
在平面图中的缓冲元件的形状可以是任何形状，包括但不限于圆形、三角形、圆柱形、非传统的形状，等等。此外，缓冲元件也可以是任何中空包围的形状，包括但不限于球形、棱柱、圆柱、立方体、非传统的形状，等。需要用来使缓冲元件的垂直列弯折的力的量可以与在该列内的各个缓冲元件的形状直接相关。因此，可以使用不同的缓冲元件形状来在各个方向实现变化的剪切力减轻。因此，剪切垫1102可以被调整为对于在各个方向中的剪切力以及剪切垫1102的法向负载具有不同的响应。
在另一示例实施例中，缓冲元件在平面图中具有圆形形状，因而能同等地减小在所有横向方向的剪切力。在另一示例实施例中，缓冲元件在平面图中具有三角形形状，能够主要减小在三个横向方向上的剪切力。在这里，在每个方向上获得的剪切力减轻的量可以根据三角形缓冲元件的每个边的长度而改变。
图12为具有渐进变化的缓冲元件(例如，缓冲元件1230、1232、1234、1240)的列1258、1272的实例四层剪切垫1202的侧视图。剪切垫1202包括四个缓冲层1218、1220、1222、1224，该四个缓冲层中的每一个包括大体在y-z平面布置的缓冲元件的阵列。例如，缓冲层1218包括缓冲元件1230、1231。两个接合层将缓冲元件中的每一个接合。例如，缓冲元件1230通过接合层1242、1244接合。
每个缓冲元件依靠弹性元件壁结合在剪切垫1202中的其他缓冲元件来作为弹簧操作。另外，在缓冲层中的每一个缓冲元件与在剪切垫1202的其他缓冲层中的其他缓冲元件对准以形成缓冲元件的列(如列1258、1274)。例如，在缓冲层1218中的缓冲元件1230在z方向中与缓冲层1220、1222、1224中的缓冲元件1232、1234、1240对准，以形成列1274。列1274以轴1260为中心，当剪切垫1202不受剪切力时，列1274被取向在z方向中。
剪切垫1202包括固定表面1262和界面1208，固定表面1262和界面1208中的每一个被取向为大体垂直于缓冲元件列轴(例如，轴1260)。固定表面1262可以刚性地附接到固定结构并且界面1208被允许在与剪切垫1202的使用者(参见例如，图1和图2中的使用者104、204)接触的同时弹性地移动。如上所述，每一列被配置为在剪切负载下弹性地偏斜。
缓冲元件的大小从剪切垫1202的顶部(即，在列1274中的最大缓冲元件1230)到剪切垫1202的底部(例如，在列1274中的最小缓冲元件1240)逐渐减小。与具有类似大小缓冲元件的剪切垫1202相比，这种结构使得各个缓冲元件列的不稳定性更大。通过将垂直相邻的缓冲元件和水平相邻的缓冲元件接合在一起，接合层在剪切垫1202内控制这种不稳定性。
在其他实施例中，缓冲元件的大小从剪切垫1202的顶部，向剪切垫1202的底部渐进增加。与具有类似大小缓冲元件的剪切垫1202相比，这种结构使得各个缓冲元件列具有更大的不稳定性。
图13示出使用剪切垫来减少在剪切垫的使用者上的最大剪切力的实例操作1300。接触操作1305使得使用者与剪切垫接触。在各种实施例中，使用者坐、站，和/或躺在剪切垫上，使得使用者与座垫接触。第一受力操作1307使得剪切垫受到法向力的作用。更具体地，法向力是在剪切垫上的垂直于缓冲层和接合层及剪切垫的使用者界面的力。该法向力可以部分地或完全地压缩在剪切垫的内部一个或多个缓冲元件。在各种实施例中，法向力是使用者所受重力的结果，使得使用者压靠该剪切垫。此外，该法向力可以是在使用者界面作用在剪切垫上的任何力的分力。在该实施例中，另一分力是在平行于使用者界面的方向中作用在使用者界面上的剪切力。
受力操作1310使得剪切垫和使用者受到剪切力的作用。剪切力可以被看做是因为作用在使用者和剪切垫上的惯性力所导致的。例如，使用者所乘坐的车辆的方向或速度的改变可以引起剪切力。在另一实例中，车辆的振动引起剪切力。与使用者界面相对的剪切垫的表面被附接到车辆内的固定表面。结果，只要使用者相对于剪切垫不滑动，惯性力就会在使用者和剪切垫之间的界面处产生相反的剪切力。
移位操作1315使得在剪切垫和使用者之间的界面在剪切力的方向上移动。倾斜操作1317使得在剪切垫内的各个缓冲元件列朝剪切力的方向倾斜。移位操作1315和倾斜操作1317都是对受力操作1310做出的响应，并且能够减少作用在使用者上的最大剪切力。
减少/改变操作1320在移位操作1315和倾斜操作1317结束之前减少剪切力或改变剪切力的方向。只要减少/改变操作1320发生在操作1315、1317结束之前，减少/改变操作1320能够将作用在使用者上的最大剪切力减小至小于作用在剪切垫和使用者上的惯性力的大小。
受力操作1310、移位操作1315、倾斜操作1317，以及减少/改变操作1320能够随着剪切力随时间的改变而快速地相继重复，减少随时间作用在使用者上的最大力。结果，移位操作1315、倾斜操作1317以及减少/改变操作1320能够增加舒适性并且减少使用者受伤的可能性。
上述操作1300可以以任何的顺序进行，可以按照需要增加或省略操作，除非有明确的要求或者权利要求语言本身必然地要求某种顺序。
上述说明书为本发明的示例性实施例的结构和用途提供了完整的描述。由于本发明的实施例能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出，本发明由所附的权利要求书来限定。另外，不同实施例的结构特征在不脱离权利要求书的前提下，可以在另一实施例中结合。

Claims (25)

1.一种剪切垫，包括：
两个或两个以上的互连缓冲元件的第一列；
两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第二列，其中，所述第一列被取向为基本上平行并相邻于所述第二列；以及
第一接合层，将所述第一列弹性地连接到所述第二列，其中，所述第一列和所述第二列两者都在基本上垂直于所述第一接合层的方向上延伸。
2.如权利要求1所述的剪切垫，其中，所述第一列和所述第二列中的每一列从固定表面延伸，所述剪切垫进一步包括：
使用者界面，被取向为基本上平行于所述第一接合层，并且被定位在与所述固定表面相对的所述第一列和所述第二列的末端，并且其中所述第一接合层定位在所述固定表面和所述使用者界面之间。
3.如权利要求2所述的剪切垫，其中，施加到所述使用者界面的剪切力引起所述使用者界面朝所述剪切力的方向移位，并且引起所述第一列和所述第二列各自朝所述剪切力的方向倾斜。
4.如权利要求3所述的剪切垫，其中，倾斜的所述第一列和倾斜的所述第二列保持基本上平行。
5.如权利要求3所述的剪切垫，其中，所述第一接合层弹性地拉伸以容纳所述第一列和所述第二列的倾斜。
6.如权利要求3所述的剪切垫，其中，在所述第一列和所述第二列倾斜时，所述缓冲元件保持基本上未压缩。
7.如权利要求1所述的剪切垫，其中，响应于施加到所述剪切垫的法向力，所述缓冲元件弹性地压缩。
8.如权利要求1所述的剪切垫，进一步包括：
两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第三列，所述第三列被取向为基本上平行于所述第一列和所述第二列，其中，所述第一接合层将所述第三列弹性地连接到所述第一列和所述第二列。
9.如权利要求8所述的剪切垫，其中，所述第一列的缓冲元件和所述第二列的缓冲元件构成在基本上平行于所述第一接合层的第一方向上延伸的第一行缓冲元件，并且，其中，所述第一列的缓冲元件和所述第三列的缓冲元件构成在基本上平行于所述接合层的第二方向上延伸的第二行缓冲元件。
10.如权利要求8所述的剪切垫，其中，所述第一列、所述第二列以及所述第三列中的每一列具有抵抗倾斜的阻力，所述阻力在所述第一方向中与在所述第二方向中不同。
11.如权利要求1所述的剪切垫，其中，在所述第一列中的相邻的缓冲元件之间和在所述第二列中的相邻的缓冲元件之间的第一界面处，所述第一接合层将所述第一列弹性地连接到所述第二列，所述剪切垫进一步包括：
第二接合层，在所述第一列中的相邻的缓冲元件之间的第二界面和在所述第二列中的两个缓冲元件之间的第四界面处，所述第二接合层将所述第一列弹性地连接到所述第二列，其中，所述第二接合层从所述第一接合层偏移，并且被取向为基本上平行于所述第一接合层。
12.如权利要求1所述的剪切垫，其中，所述缓冲元件中的每一个包括在空隙胞元界面处连接的两个对置的空隙胞元。
13.如权利要求1所述的剪切垫，其中，所述缓冲元件中的每一个具有细长的矩形形状。
14.如权利要求1所述的剪切垫，其中，在所述剪切垫的使用者上的最大剪切反应力小于施加到所述剪切垫的最大剪切力。
15.如权利要求1所述的剪切垫，其中，所述第一列的所述两个或两个以上的互连缓冲元件与所述第二列的所述两个或两个以上的互连缓冲元件处于所述缓冲垫的不同的层中。
16.如权利要求1所述的剪切垫，其中，所述第一列的所述两个或两个以上的互连缓冲元件中的每一个以及所述第二列的所述两个或两个以上的互连缓冲元件中的每一个在大小上不同。
17.一种使用剪切垫来减少在所述剪切垫的使用者上的最大剪切力的方法，包括：
使得两个或两个以上的互连缓冲元件的第一列以及两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第二列朝施加到所述剪切垫的剪切力的方向倾斜，其中，通过使用第一接合层将所述第一列弹性地连接到所述第二列，并且，其中，所述第一列被取向为基本上平行于所述第二列。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括：
在所述第一列和所述第二列的远离固定表面的末端处，使被取向为基本上平行于所述第一接合层的所述剪切垫的使用者界面朝所述剪切力的方向移位，其中，所述接合层被定位在所述固定表面与所述使用者界面之间。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括：
向所述剪切垫的所述使用者界面施加所述剪切力，其中，所述剪切力引起所述使用者界面朝所述剪切力的方向移位，并引起所述第一列和所述第二列朝所述剪切力的方向倾斜。
20.如权利要求17所述的方法，其中，所述第一接合层弹性地拉伸以容纳所述第一列和所述第二列的倾斜。
21.如权利要求17所述的方法，其中，在所述第一列和所述第二列倾斜时，所述缓冲元件保持基本上未压缩。
22.如权利要求17所述的方法，进一步包括：
在与所述第一接合层基本上垂直的方向上压缩所述剪切垫中的所述互连缓冲元件中的一个或多个。
23.如权利要求17所述的方法，其中，所述第一列和所述第二列具有抵抗倾斜的阻力，所述阻力在第一方向上与在第二方向上不同。
24.如权利要求17所述的方法，其中，在所述剪切垫的使用者上的最大剪切反应力小于通过所述剪切垫的使用者施加到所述剪切垫上的最大剪切力。
25.一种剪切垫，包括：
两个或两个以上的互连缓冲元件的第一列；
两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第二列；
两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第三列；
两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第四列；其中，所述第一列、所述第二列、所述第三列和所述第四列中的每一列被取向为基本上平行；
第一接合层，在所述第一列、所述第二列、所述第三列和所述第四列中的每一列中的相邻的缓冲元件之间的第一界面处，所述第一接合层将所述第一列、所述第二列、所述第三列以及所述第四列弹性地连接；
第二接合层，在所述第一列、所述第二列、所述第三列和所述第四列中的每一列中的相邻的缓冲元件之间的第二界面处，所述第二接合层将所述第一列、所述第二列、所述第三列和所述第四列弹性地连接，其中，所述第二接合层从所述第一接合层偏移并且被取向为基本上平行于所述第一接合层，并且，其中，所述第一列、所述第二列、所述第三列以及所述第四列均被取向为基本上垂直于所述第一接合层和所述第二接合层。
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