CN108135309A - 吸震连接设备和面罩系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及使用者的面罩和头盔之间的吸震连接件，从而通过最大化冲击能量吸收而最小化颈部和颅骨伤害的可能性。该吸震连接件包括第一板、弹性材料、以及第二板。由于该实施例的可行的几何对称性，面罩有可能被适配，以便附连到第一板，而头盔将适配于第二板。

Description

吸震连接设备和面罩系统

关于联邦资助的研究与发展的声明

N/A

相关申请

本申请涉及2015年8月28日提交的编号No.62，078814的美国临时专利申请。

本文背景

技术领域

本发明大体涉及防伤害装置领域，且更特别地，涉及竞技头盔-面罩。

背景技术

在诸如美式橄榄球的接触式体育运动中，由于运动员之间的碰撞和冲击力，伤害相当普遍。每年发生超过4百万例脑震荡和与体育运动相关的脑损伤，大约48000例报告的案例发生在青年橄榄球联赛，250000例发生在高中橄榄球项目中。还估计每年有超过35000例损伤未经诊断。

特别地，脑震荡，恰好是橄榄球运动员最严重的损伤之一。脑震荡发生于从物理创伤到颅骨区域，且可导致严重的终生残疾。由于该危险，橄榄球头盔在运动员安全以及脑震荡防止方面起到关键的作用。

橄榄球头盔和附连到其上的面罩设计为通过材料弹性变形吸收由于与其它运动员的碰撞而产生的冲击能量。这样的设计简单，但是并不会有效地吸收通常由橄榄球头盔所经历的冲击力。由于它们附连到橄榄球头盔上的方式，当前的面罩并不会以有效的方式传递运动员所经历的冲击力，以便最大化能量吸收以及最小化惯性力。

因此将合乎需要的是具有一种面罩连接件，其具有相对于现有面罩连接件设计改进的能量传递特征，以便降低使用者经历脑震荡的可能性。

还将合乎需要的是具有一种面罩系统，其具有相对于现有面罩构造改进的能量传递特征，以便减小使用者经历脑震荡的可能性。

虽然已经讨论了传统技术的某些方面来有助于公开本发明，但申请人并不以任何方式放弃这些技术方面的权利，且构想了要求保护的发明可包含本文所论述的传统技术方面的一个或多个。

在该说明书中，在参照或者讨论了文献、法案、或知识项的地方，该参照或者讨论并不是承认文献、法案、或知识项或它们的任何组合是在优先权日，可公开获得、为公众所知、为公知常识的一部分，或在可用的法定条款下以另外的方式构成现有技术；或已知为相关的以尝试解决本说明书所关注的任何问题。

发明内容

本发明的实施例涉及一种设备，其满足对于使用者的面罩和头盔之间的吸震连接件的需要，从而通过最大化冲击能量吸收来最小化颈部和颅骨伤害的可能性。该实施例包括：第一板，一组至少三个弹簧，和第二板。第一板具有第一顶面和第一底面。一组至少三个弹簧包括在其中，各个弹簧具有第一端和第二端，且弹簧的第一端固定到第一板的第一底面上。第二板具有第二顶面和第二底面，第二顶面固定到弹簧的第二端。

本发明的该实施例将被用作面罩与头盔之间的柔性连接件。面罩将被必要地适配，以便附连到第一顶面，且头盔将被必要地适配，以便附连到第二底面。由于该实施例的可能的几何对称性，可能的是面罩被适配以便也附连到第二底面。在该构造中，头盔将被适配以便附连到第一顶面。

本发明的另一实施例涉及面罩系统，其满足使用者的面部与冲击物体之间的改进的吸震器的需要，以便最小化颈部和颅骨伤害的可能性。实施例包括：面罩，第一板，一组至少三个弹簧，以及第二板。第一板具有第一顶面和第一底面。面罩附连到第一顶面。一组至少三个弹簧包括在其中，各个弹簧具有第一端和第二端，且弹簧的第一端固定到第一板的第一底面上。第二板具有第二顶面和第二底面，其中第二顶面固定至弹簧的第二端。系统可适用于任何头盔或头盔可包括于系统。如果头盔包括于系统中，其将附连到第二板的第二底面。类似于之前的实施例，头盔和面罩的定向相对于系统的其它构件是可反转的。在这样的构造中，头盔将附连至第一板的第一顶面，而面罩将附连至第二板的第二底面。

本发明可解决上述现有技术的问题和缺陷的一个或多个。然而，构想了本发明可证明在解决若干技术领域中的其它问题和缺陷中是有用的。因此，要求保护的发明将不必解释为局限于解决本文所讨论的特别的问题或缺陷中的任一个。

附图说明

本发明的这些和其它特征、方面和优点将关于以下说明、所附的权利要求以及附图得到更好的理解，其中：

图1是根据本发明的实施例的主视图，显示了吸震连接设备。

图2是根据本发明的实施例的侧视图，显示了吸震连接设备。

图3是根据本发明的实施例的后视图，显示了吸震连接设备。

图4是根据本发明的实施例的不等角截面图，显示了移除了第一板的吸震连接设备。

图5是根据本发明的实施例的倾斜截面图，显示了吸震连接设备。

图6是根据本发明的实施例的后视截面图，显示了移除了第二板的吸震连接设备。

图7是根据本发明的实施例的沿直径(diametric)的视图，显示了安装在头盔上的面罩系统。

图8是根据本发明的另一实施例的侧视图，显示了吸震连接设备。

图9是根据本发明的另一实施例的不等角视图，显示了吸震连接设备。

图10是根据本发明的实施例的不等角视图，显示了没有附连第二板的吸震连接设备。

图11是根据本发明的另一实施例的主视图，显示了吸震连接设备。

图12是根据本发明的实施例的不等角视图，显示了安装有面罩系统的头盔。

具体实施方式

在以上“发明内容”中，在下文的说明书以及权利要求书中，以及在附图中，对本发明的特定特征进行了参照。将理解，该说明书中的本发明的公开包括这样的特定特征的所有可能的组合。例如，在特定特征在本发明的特别的方面或实施例的环境中或特别的权利要求中公开的情况下，在可能的范围内，该特征也可结合本发明的其它特别的方面和实施例使用和/或用于本发明的其它特别的方面和实施例的环境中，以及大体用于本发明中。

术语“包括”及其语法等同物在本文中用于表示可选地存在其它构件、结构、步骤等。例如，“包括”(或者“包括有”)构件A，B和C的物品可由构件A，B和C组成(即，仅包含)，或不仅包含构件A，B和C，而且还包含一个或多个其它构件或结构。

数字前面的术语“至少”在本文中用于表示以该数字开始的范围(其可为具有上限或不具有上限的范围，取决于所限定的变量)。例如，“至少1”表示1(或者)多于1。数字前面的术语“至多”在本文中用于表示以该数字终止的范围(其可为具有1或0作为其下限的范围，或没有下限的范围，取决于所限定的变量)的末端。例如，“至多4”表示4或小于4，而“至多40％”表示40％或小于40％。当在本说明书中给出“(第一数字)到(第二数字)”或“(第一数字)-(第二数字)”的范围时，这表示这样的范围：其下限是第一数字且其上限是第二数字。例如，25到100mm表示这样的范围：其下限是25mm，而其上限是100mm。

本文中使用术语“机械特征”表示机械的或几何的构件的特征，所述特征具有将该构件附连或连接到具有相容或对应的机械特征的一个或多个其它构件的功能目的。机械特征的一个实例是构件中的槽，其中所述槽被设计为从另一构件接收突片，且来自这两个构件的槽和突片的联合有效地将构件联接、附连、固定和/或锁定在一起。术语“机械特征”指的是但不限于：夹、钩、钩环紧固件、槽和突片、所有阳型和阴型紧固件、螺钉、螺栓、螺母、已经被旋塞的孔、闩锁、销等。

虽然说明书将得出限定了本发明中的被认为新颖的实施例的特征的权利要求，但是相信本发明将通过结合附图考虑以下描述而得到更好的理解，在附图中，将传承相似的参考标号。

参照图1到7，公开了本发明的第一优选实施例，其为吸震连接设备1的形式。吸震连接设备包括具有第一顶面2a和第一底面2b的第一板2；用于将所述第一顶面附连到附连于所述第一顶面2a的面罩FM的附连器件5，所述面罩FM附连于所述第一顶面2a；弹性材料41，其中所述弹性材料包括第一组至少三个弹簧41，其中各个弹簧都具有第一端和第二端，所述弹簧的所述第一端固定到所述第一板2b的所述第一底面上；具有第二顶面3a和第二底面3b的第二板3，所述第二顶面3a固定到所述弹性材料41的所述第二端；以及用于将所述第二底面3b附连到头盔H的附连器件7，所述头盔H附连于所述第二底面3b。

如图1中所示，至少包括机械特征来将所述弹性材料41机械地耦接到所述第一板2和第二板3。各个板包括接纳表面4。第一板2和第二板3可以刚好由意图覆盖所述弹性材料41的表面间隔开或者分开，如图2中所示。盖2c包括由柔性材料(诸如橡胶或软塑料)制成的护罩。该护罩2c将覆盖第一板2和第二板3之间的空间，以防止外部物体进入该空间，以及阻碍弹性材料41发挥功能。

第一板2通过第一附连元件5机械地耦接到所述面罩FM。附连元件或用于将第一顶面附连到面罩的附连器件5可为多种形式，或通过使用多种机械特征。理想地，用于将第一顶面2a附连到面罩FM的附连器件将采用安装简单、同时足够强来承受其在使用期间预期会经受的冲击力的机械连接的形式。在图1到3中，本发明的一实施例使用夹子，该夹子栓接到设备的第一顶面2a。该夹子的特征为能够接纳将要使用的面罩FM的一部分并且将其固定到吸震连接设备1的几何设计。夹子实现该任务的方式可从图7中看到。

如图3中所示的第二板3通过第二附连元件7机械地耦接到所述头盔H。第二附连元件或用于将所述第二底面3b附连到头盔H的附连器件7可为多种形式，或通过使用多种机械特征。理想地，用于将第二底面3b附连到所述头盔的附连器件将采用安装简单、同时足够强来承受其在使用期间预期会经受的冲击力的机械连接的形式。在图4和5中，本发明的实施例使用按钮700，所述按钮700栓接到设备1的第二底面3b。该按钮在几何上能够借助于头盔H上的作为特征的带有槽、间隙或孔的凹部R来匹配。通过匹配按钮与头盔H的槽、间隙或孔，吸震连接设备牢固地固定到头盔H上。在当前的情况下，按钮至少包括凸缘72，73，所述凸缘72，73有助于所述第二板3对所述头盔H的更牢固的支承。

图4还公开了弹性材料或元件41的优选实施例。弹性材料41包括第一组至少三个弹簧41，所述至少三个弹簧41布置在板表面处，并且在所述板之间垂直地延伸，如图5中所示。对于稳定性而言，构想了第一组弹簧需要最少三个弹簧。利用最少三个弹簧，吸震连接设备能够吸收所有三个轴上的直的以及扭转的冲击力。虽然预想到单个弹簧或一组两个弹簧也可能能够吸收这样的力，但最少三个弹簧的三角形构造提供了所希望的稳定的吸震特性。本发明的其它实施例也可包括方形构造的一组四个弹簧41，如下文所阐述以及图2中所示的，或圆形或螺旋构造的一组多于四个弹簧41。本公开的耦接或组装在图7中呈现。第二板通过按钮7附连到头盔，并且面罩FM通过附连元件5附连到第一板2。

弹簧可以多种方式固定到第一板和第二板面。除了使用用于保持弹簧就位的机械特征，构想了弹簧可经由化学粘合剂固定，化学粘合剂诸如胶水、环氧树脂或丙烯酸粘合剂。本发明的优选实施例通过将弹簧的端部融合到板而将弹簧固定到第一板面和第二板面。图6显示了第一板的用于接纳弹性元件41的接纳表面。如果板2，3由金属组成，则弹簧可通过焊接或熔融而融合，除了其他方式外。如果板2，3由塑料制成，则弹簧可在制造期间通过将弹簧灌注到塑料板中而融合。

图8到12涉及本公开的第二实施例。类似于第一优选实施例，吸震连接设备1’包括具有第一顶面20a和第一底面20b的第一板20；用于将所述第一顶面附连到面罩FM’的附连器件50，所述面罩FM’附连于所述第一顶面20a；弹性材料400，其中，所述弹性材料包括第一组至少四个弹簧400，其中，各个弹簧具有第一端和第二端，所述弹簧的所述第一端固定到所述第一板20的所述第一底面20a上；具有第二顶面30a和第二底面30b的第二板30，所述第二顶面30a固定到所述弹性材料400的所述第二端；以及用于将所述第二底面30b附连到头盔H’的附连器件700，所述附连于所述第二底面30b。

第一板20通过第一附连元件50机械地耦接至所述面罩FM’。用于将第一顶面附连至面罩FM’的附连元件或附连器件50可为多种形式，或通过使用多种机械特征。理想地，用于将第一顶面20a附连至面罩FM的器件应当采用安装简单同时足够强来承受其预期在使用期间经受的冲击力的机械连接的形式。在图9到12中，本发明的实施例使用夹子，其栓接到设备的第一顶面20a。该夹子的特征在于几何设计G’，该几何设计G’能够接纳将要使用的面罩FM的一部分并且将其固定至吸震连接设备1’。

弹性材料400包括布置在板表面处并且在所述板之间垂直地延伸的第一组至少四个弹簧400，如图9和10所示。四个弹簧的使用提供了吸震连接设备1’，所述吸震连接设备1’能够吸收在所有三个轴上的直的以及扭转的两种冲击力。为了稳定性而提供了用于板的方形构造。

弹簧400可以多种方式固定至第一板和第二板面。类似于第一实施例1，除了使用用于保持弹簧400就位的机械特征，构想了弹簧可经由化学粘合剂固定，化学粘合剂诸如胶水、环氧树脂或丙烯酸粘合剂。本发明的优选实施例通过将弹簧的端部融合到板20，30而将弹簧固定到第一板面和第二板面。图11显示了第一板20的用于接纳弹性元件41的接纳表面40。如果板20，30由金属构成，则弹簧可通过焊接或融化而融合(除了其他方式之外)。如果板2，3由塑料制成，则弹簧可通过在制造期间将弹簧灌注到塑料板中而融合。

本公开的耦接或组装呈现于图12中。第二板30通过按钮700附连至头盔H，而面罩FM’通过附连元件50附连至第一板20。

本发明的实施例进一步包括第二组辅助弹簧，其可以这样的布置包括在设备中，即，辅助弹簧同心地对齐于第一组弹簧。第二组辅助弹簧可为若干辅助弹簧，其少于或等于第一组弹簧中的弹簧的数量。各个辅助弹簧具有第一端和第二端，辅助弹簧的第一端固定到第一板2的第一底面2b上，且所述辅助弹簧的第二端固定到第二顶面3a。辅助弹簧的端部可通过与用于固定属于第一组弹簧的弹簧的端部的器件相同的器件而固定到板上。为了使辅助弹簧同心地对齐于第一组弹簧，必要的是辅助弹簧的节距基本上等于第一组弹簧中的弹簧的节距。然而，还构想到辅助弹簧的直径比第一组弹簧中的弹簧的直径更小。具有这样的构造，其中辅助弹簧的直径比第一组弹簧中的弹簧的直径更小，容许辅助弹簧具有不同的节距而不会碰撞。

如上所述，本公开意图提供用于头盔的、面罩系统形式的吸震机构，该面罩系统包括：面罩FM；具有第一顶面和第一底面的第一板2，20；包括一组至少三个弹簧的弹性元件41，其中各个弹簧具有第一端和第二端；具有第二顶面和第二底面的第二板；以及附连点，其与头盔H上的对应的附连点相容。面罩FM固定地附连至第一板的第一顶面。该组弹簧内的弹簧的第一端附连至第一板的第一底面。弹簧的相对端或第二端附连到第二板的第二顶面。该系统设置产生了面罩系统，该面罩系统准备好附连至具有与第二板的第二底面上的作为特征的附连点相容的连接点的任何头盔。

面罩系统的备选的实施例还包括头盔，其固定地附连至第二板的第二底面上的作为特征的附连点。

鉴于以上描述，应当认识到根据本发明的实施例可以在权利要求的范围和精神内构想到的若干构造来实现。此外，以上描述仅意图是示例性的，而不意图以任何方式限制本发明—除了如权利要求中所阐述的之外。

Claims (14)

1.一种吸震连接件，包括：

第一板；

第二板；

至少弹性材料；并且

其中，所述弹性材料位于所述第一板和所述第二板之间。

2.根据权利要求1所述的吸震连接件，

其中，所述第一板包括第一顶面和第一底面；其中，所述第二板包括第二顶面和第二底面；

其中，所述弹性材料包括第一端和第二端；以及

其中，所述第一端连接到所述第一底面，并且所述第二端连接到所述第二顶面。

3.根据权利要求1所述的吸震连接件，其中，所述第一板至少包括第一弹性材料接纳表面；以及其中，所述第二板包括第二弹性材料接纳表面。

4.根据权利要求1所述的吸震连接件，其中，所述弹性材料机械地耦接到所述第一板和所述第二板。

5.根据权利要求1所述的吸震连接件，其中，所述弹性材料化学地耦接到所述第一板和所述第二板。

6.根据权利要求1所述的吸震连接件，其中，所述弹性材料至少包括三个弹簧。

7.根据权利要求6所述的吸震连接件，其中，所述弹性材料包括所述第一板和所述第二板之间的三轴冲击吸收构造。

8.一种用于吸收面部与冲击物之间的冲击的面罩系统，包括：

用于覆盖使用者的头部的头盔；

面罩；

吸震连接件，其中，所述吸震连接件包括第一板、第二板以及至少位于所述第一板和所述第二板之间的弹性材料；以及

其中，所述吸震连接件位于所述头盔与所述面罩之间。

9.根据权利要求8所述的用于吸收面部与冲击物之间的冲击的面罩系统，

其中，所述第一板包括第一顶面和第一底面，其中，所述第一顶面包括第一附连机构；

其中，所述第二板包括第二顶面和第二底面，其中，所述第二底面包括第二附连机构；

其中，所述弹性材料包括第一端和第二端；以及

其中，所述第一端连接到所述第一底面，并且所述第二端连接到所述第二顶面；

其中，所述第一附连机构将所述面罩机械地耦接到所述第一板；以及

其中，所述第二附连机构将所述头盔机械地耦接到所述第二板。

10.根据权利要求8所述的用于吸收面部与冲击物之间的冲击的面罩系统，其中，所述第一板至少包括第一弹性材料接纳表面；并且其中，所述第二板包括第二弹性材料接纳表面。

11.根据权利要求8所述的用于吸收面部与冲击物之间的冲击的面罩系统，其中，所述弹性材料机械地耦接到所述第一板和所述第二板。

12.根据权利要求8所述的用于吸收面部与冲击物之间的冲击的面罩系统，其中，所述弹性材料化学地耦接到所述第一板和所述第二板。

13.根据权利要求8所述的用于吸收面部与冲击物之间的冲击的面罩系统，其中，所述弹性材料至少包括三个弹簧。

14.根据权利要求13所述的用于吸收面部与冲击物之间的冲击的面罩系统，其中，所述弹性材料包括所述第一板和所述第二板之间的三轴冲击吸收构造。