CN108464541A - 会呼吸的体能服 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种会呼吸的体能服。它解决了现有体能服散热效果差的技术问题。包括体能服本体、面层、里层、容置腔、呼吸导管，呼吸导管内分别具有沿呼吸导管轴向延伸且呈封闭状的导气腔结构和导液腔结构，所述的导气腔结构位于呼吸导管靠近面层外侧，所述的导液腔结构位于呼吸导管靠近里层内侧，且所述的导气腔结构和导液腔结构相互错位设置，在呼吸导管内设有自呼吸导流结构。优点在于：新式体能服以其导管特殊的导通通道设计，通过导管实现良好的导气热功能，使战斗员全身保持“透气呼吸”状态，散热效果好，可较大程度的适应各种作战环境，利用硅橡胶材料的弹性和缓冲性，从而减少外部冲击带来的伤害。
Description
技术领域
本发明属于服装制造技术领域，涉及一种体能服，尤其是涉及一种会呼吸的体能服。
背景技术
现阶段单兵装备中研发的重心在于对外挂装备的研发，其目的为了提高信息化条件下单兵的作战能力和效率。所以对基本穿着的体能服研究甚少，仍以简单实用的07式体能服为主。由于现有体能服功能较为单一，无法满足单兵作战的特殊需求，主要因为:在部队的训练和作战过程中，需要人员在保证基本着装完整的前提下，还要背负必要的战斗装备，同时还可能负重行军或者持续作战。由于部队的特殊要求，有可能会面临长时间超负荷、剧烈的运动，体能服要经受起各种摩擦，容易出现各种破损现象。同时，现阶段所装备的体能服在人员“全服武装”情况下不具有良好的导气排汗功能，无法快速地将身体产生的热量散发出去，舒适性差，这样易造成穿着者极为不适，无法满足部队高强度、高效率的作战要求。
为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种陆军四季通用野战空调鞋服帽[申请号：01118998.3]，该陆军四季通用野战空调鞋服帽是一种将空调系统设置在战靴、内衣、内裤、头盔上的，具备空调功能，能随意调节体温的随身贴空调器。其特征是，该随身贴空调器是由模块化菱形弧度太阳能玻璃幕板——硅光电转换器，“X”背带式水囊，微型离心式水泵，电致变色塑胶管，塑胶管上的塑料螺纹口电磁感应单向阀门，螺帽、螺塞，电致变色塑胶管的电控可见光调节器、保温制冷盒等组件构成。
上述结构虽然在一定程度上解决了现有军用服装散热效果差的问题，但是由于该方案中需要借助水泵、太阳能板、水囊等组件，首先增加了单兵的负重，同时在复杂多变的野外环境中，如夜间、缺乏阳光等环境下无法正常使用，从而导致无法实现其散热效果。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单合理，实现高效散热的会呼吸的体能服。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本会呼吸的体能服，包括体能服本体，所述的体能服本体由柔性透气材料制成的面层和里层缝制而成，所述的面层和里层之间形成容置腔，在容置腔内设有若干由弹性可形变材料制成的呼吸导管，所述的呼吸导管内分别具有沿呼吸导管轴向延伸且呈封闭状的导气腔结构和导液腔结构，所述的导气腔结构位于呼吸导管靠近面层外侧，所述的导液腔结构位于呼吸导管靠近里层内侧，且所述的导气腔结构和导液腔结构相互错位设置，在呼吸导管内设有当呼吸导管外侧受到压力产生形变时导气腔结构能朝向体能服本体里层产生呼气且当呼吸导管恢复形变时能将导液腔结构内气体引导至导气腔结构从而在导液腔结构内形成负压并在靠近体能服本体里层一侧产生负压吸力的自呼吸导流结构。
当单兵穿着体能服本体运动时，面层在人体的作用下和呼吸导管接触使呼吸导管外侧产生轻微形变，自呼吸导流结构使导气腔结构能朝向体能服本体里层产生呼气且当呼吸导管恢复形变时能将导液腔结构内气体引导至导气腔结构从而在导液腔结构内形成负压并在靠近体能服本体里层一侧产生负压吸力，实现“一呼一吸”，即在运动中随体表压力的改变中利用物理的气压原理不断实现气体交换与汗液吸收。并且通过导管循环结构实现气体交换，实现高效散热。
在上述的会呼吸的体能服中，所述的呼吸导管呈扁平管状结构，所述的呼吸导管内设有能将呼吸导管内腔分割成导气腔结构和导液腔结构的隔离结构，所述的导气腔结构包括分别设置在呼吸导管内部靠近面层一侧的气压室和导气室，所述的导液腔结构包括设置在呼吸导管内部靠近里层一侧的导液室，所述的导液室与气压室对应设置，且所述的导液室和导气室错位设置。
在上述的会呼吸的体能服中，所述的隔离结构包括沿呼吸导管靠近里层一侧轴向延伸设置的开口，所述的呼吸导管内分别设有沿呼吸导管轴向延伸设置的第一隔板和第二隔板，所述的第一隔板和第二隔板呈交叉状分布，所述的第一隔板沿开口横向设置且第一隔板两侧分别和呼吸导管内壁相连，所述的导气腔结构形成于第一隔板一侧，所述的导液室位于第一隔板另一侧，所述的气压室和导气室分别位于第二隔板两侧，且所述的第二隔板一侧和呼吸导管内壁相连，另一侧延伸至开口处，在呼吸导管内设有和第一隔板相平行的第三隔板，且所述的第三隔板一侧和第二隔板相连，另一侧和呼吸导管内壁相连，所述的第三隔板和第一隔板之间形成上述的导液室。
在上述的会呼吸的体能服中，所述的自呼吸导流结构包括依次设置在气压室和导气室之间、导气室与开口之间的单向呼气组件，所述的开口和导液室之间设有单向导气导流组件，且在导液室与气压室之间设有单向防回流组件。
在上述的会呼吸的体能服中，所述的单向呼气组件包括设置在第二隔板上且能将气压室和导气室之间单向导通以及设置在第一隔板上且能将导气室与开口单向导通的第一单向导通结构；所述的单向导气导流组件包括设置在第一隔板上且能将开口和导液室单向导通的第二单向导通结构，所述的单向防回流组件包括设置在第一隔板上且能将导液室和气压室单向导通的第三单向导通结构，且所述的第一单向导通结构、第二单向导通结构和第三单向导通结构均为自闭式单向导通结构。
在上述的会呼吸的体能服中，所述的自闭式单向导通结构包括分别设置在第一隔板、第二隔板和第三隔板上的锥形孔，且所述的锥形孔底部具有切槽。
在上述的会呼吸的体能服中，所述的切槽呈十字形，且所述的锥形孔的大头端和气体流动方向相反。
在上述的会呼吸的体能服中，所述的呼吸导管由硅橡胶材料经3D打印方式制成；所述的面层和里层均为Corterra纤维面料。
在上述的会呼吸的体能服中，所述的呼吸导管呈竖直方向或倾斜方向依次设置在容置腔内，且各个呼吸导管上端或下端依次相连通，所述的呼吸导管中至少一个呼吸导管下端设有与导气腔结构和/或导液腔结构相连通的启闭阀。
在上述的会呼吸的体能服中，所述的体能服本体为上衣、裤子和护具中的任意一种或多种组合。
与现有的技术相比，本会呼吸的体能服的优点在于：
1、新式体能服以其导管特殊的导通通道设计，在不同结阀由于气压改变所产生的形变功能通过导管实现良好的导气热功能，使战斗员全身保持“透气呼吸”状态，可较大程度的适应各种作战环境，达到基本的“冬暖夏凉”。
2、在潜伏作战环境中，人员活动较小。可利用体表导管的覆盖结构，将操作导管末设计的启闭阀，形成保温。
3、体能服设计的被覆式导管排布，可利用硅橡胶材料的弹性和缓冲性，形成一层内层的保护层，从而减少外部冲击带来的伤害。
4、导管设计为可拆卸结构，可方便清洗与维护调换，并且体能服整体模拟设计为可调式外形结构，可适用于不同人员体型，而且其设计的复合式材料组成可减少其他装备的穿戴。
附图说明
图1为本发明实施例一中体能服本体的结构示意图；
图2为本发明实施例一中体能服本体的结构剖视图；
图3为本发明实施例一中呼吸导管的结构示意图；
图4为本发明实施例一中呼吸导管的局部结构示意图；
图5为本发明实施例一中呼吸导管的结构剖视图；
图6为本发明实施例一中自呼吸导流结构的原理图；
图7为本发明实施例二中体能服本体的结构示意图；
图中，体能服本体1、面层11、里层12、容置腔13、呼吸导管2、导气腔结构21、气压室211、导气室212、导液腔结构22、导液室221、自呼吸导流结构3、单向呼气组件31、单向导气导流组件32、单向防回流组件33、自闭式单向导通结构34、锥形孔341、切槽342、第一锥形孔343、第一十字切槽344、第二锥形孔345、第二十字切槽346、第三锥形孔347、第三十字切槽348、孔隙35、隔离结构4、开口41、第一隔板42、第二隔板43、第三隔板44、启闭阀5、袖管6。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例一
如图1-4所示，本会呼吸的体能服，包括体能服本体1，比如，这里的体能服本体1为短袖上衣，其由柔性透气材料制成的面层11和里层12缝制而成，面层11和里层12之间形成容置腔 13，在容置腔13内设有若干由弹性可形变材料制成的呼吸导管2，该呼吸导管2可以呈竖直方向或倾斜方向依次设置，同时各个呼吸导管2可以独立设置，也可以将各个呼吸导管2上端或下端依次相连通，通过将呼吸导管串联起来形成整体回路，这里的呼吸导管2可以直接固定在面层11和里层12之间，也可以通过面层 11和里层12之间设置若干绗缝线，从而形成多个位于容置腔13 内的填充腔并将呼吸导管2插设置在填充腔，这样呼吸导管2设计为可拆卸结构，可方便清洗与维护调换，并且体能服整体模拟设计为可调式外形结构，可以结合束绳等实现调整体能服本体1 的大小，从而适用于不同人员体型，其中，呼吸导管2内分别具有沿呼吸导管2轴向延伸且呈封闭状的导气腔结构21和导液腔结构22，导气腔结构21位于呼吸导管2靠近面层11外侧，导液腔结构22位于呼吸导管2靠近里层12内侧，且导气腔结构21和导液腔结构22相互错位设置，在呼吸导管2内设有当呼吸导管2 外侧受到压力产生形变时导气腔结构21能朝向体能服本体1里层 12产生呼气且当呼吸导管2恢复形变时能将导液腔结构22内气体引导至导气腔结构21从而在导液腔结构22内形成负压并在靠近体能服本体1里层12一侧产生负压吸力的自呼吸导流结构3。通过覆盖在体表的间隔导管中设计为双向竖直并列呼气与排汗通道，利用气压原理和单向导气导流性的轻质硅橡胶，在硅橡胶压缩时变形充入气体，进行体表气体交换；恢复形变时，吸气同时吸汗排热，带走汗液与体表热量，能达到理论上的呼吸作用。
如图3-5所示，其中，这里的所述的呼吸导管2呈扁平管状结构，呼吸导管2内设有能将呼吸导管2内腔分割成导气腔结构 21和导液腔结构22的隔离结构4，导气腔结构21包括分别设置在呼吸导管2内部靠近面层11一侧的气压室211和导气室212，导液腔结构22包括设置在呼吸导管2内部靠近里层12一侧的导液室221，导液室221与气压室211对应设置，且导液室221和导气室212错位设置。本实施例中，运动呼吸导管2中至少一个呼吸导管2下端设有与导气腔结构21和/或导液腔结构22相连通的启闭阀5。当单兵在潜伏作战环境中，人员活动较小。可利用体表导管的覆盖结构，将打开导管末设计的启闭阀5，形成保温。
优选地，这里的隔离结构4包括沿呼吸导管2靠近里层12 一侧轴向延伸设置的开口41，呼吸导管2内分别设有沿呼吸导管 2轴向延伸设置的第一隔板42和第二隔板43，第一隔板42和第二隔板43呈交叉状分布，第一隔板42沿开口41横向设置且第一隔板42两侧分别和呼吸导管2内壁相连，导气腔结构21形成于第一隔板42一侧，导液室221位于第一隔板42另一侧，气压室 211和导气室212分别位于第二隔板43两侧，且第二隔板43一侧和呼吸导管2内壁相连，另一侧延伸至开口41处，在呼吸导管 2内设有和第一隔板42相平行的第三隔板44，优选地，第一隔板 42、第二隔板43和第三隔板44内还可以设有若干孔隙，从而便于产生形变，且第三隔板44一侧和第二隔板43相连，另一侧和呼吸导管2内壁相连，第三隔板44和第一隔板42之间形成上述的导液室221，这里的开口41两侧可以直接设置在里层12上，这样使得第一隔板42和里层12之间形成第一间隙，第三隔板44 和里层12之间形成第二间隙，第一间隙小于第二间隙。
进一步地，这里的自呼吸导流结构3包括依次设置在气压室 211和导气室212之间、导气室212与开口41之间的单向呼气组件31，开口41和导液室221之间设有单向导气导流组件32，且在导液室221与气压室211之间设有单向防回流组件33。优选地，这里的单向呼气组件31包括设置在第二隔板43上且能将气压室 211和导气室212之间单向导通以及设置在第一隔板42上且能将导气室212与开口41单向导通的第一单向导通结构；单向导气导流组件32包括设置在第一隔板42上且能将开口41和导液室221 单向导通的第二单向导通结构，单向防回流组件33包括设置在第一隔板42上且能将导液室221和气压室211单向导通的第三单向导通结构，且第一单向导通结构、第二单向导通结构和第三单向导通结构均为自闭式单向导通结构34。
更进一步地，这里的自闭式单向导通结构34包括分别设置在第一隔板42、第二隔板43和第三隔板44上的锥形孔341，且锥形孔341底部具有切槽342，其中，切槽342呈十字形，且锥形孔341的大头端和气体流动方向相反。即利用十字锥槽切分的圆锥形孔，在充分利用硅橡胶材质的优越性前提下既能实现气、液循环同时还能利用弹性材料的缓冲原理提供保护。
具体来讲，第一单向导通结构包括若干设置在第一隔板42 和第二隔板43上的第一锥形孔343，第一锥形孔343底部具有第一十字切槽344，且第二隔板43上的第一锥形孔343的大头端朝向气压室211，第一隔板42上的第一锥形孔343的大头端朝向导气室212。
同样地，第二单向导通结构包括若干设置在第三隔板44上的第二锥形孔345，第二锥形孔345底部具有第二十字切槽346，且第二锥形孔345的大头端朝向开口41，第三单向导通结构包括至少一个设置在第一隔板42上的第三锥形孔347，第三锥形孔347 底部具有第三十字切槽348，且所述的第三锥形孔347的大头端朝向导液室221，为了提高防回流效果，避免导液室221内的液体进入气压室211，位于导液室221内的第一隔板42可以进行加厚，其厚度大于第一隔板42剩余部分。
如图6所示，本实施例中的自呼吸导流结构具体原理在于：当单兵穿着体能服运动时，面层11在人体的作用下和呼吸导管2 接触使呼吸导管2外侧产生轻微形变，气压室211的气流通过第二隔板43上的第一锥形孔343进入导气室212，然后导气室212 内的气流通过第一隔板42上的第一锥形孔343向开口41开始呼气，当呼吸导管2恢复形变时，导液室221内的气流通过第三锥形孔347进入气压室211，导液室221内形成一定负压，体能服本体1里层12一侧的气体和液体由第二锥形孔345进入导液室 221，液体顺着导液室221向下流动。实现“一呼一吸”，即各个气室在简单的锥形开口实现单项通行，并在在运动中随体表压力的改变中利用物理的气压原理不断实现气体交换与汗液吸收。通过导管循环结构实现气体交换，有压力便可进行“呼吸”，实现高效散热。
本实施例中的呼吸导管2由硅橡胶材料经3D打印方式制成，利用3D打印技术进行核心硅胶管的制作对于内部结构的细节制作可达到功能特性。对于硅橡胶材料的物理特性的运用，这里的硅橡胶材料，优选采用甲基乙烯基硅橡胶，也称乙烯基甲基硅橡胶，其全称是聚甲基乙烯基硅氧烷橡胶，密度小，不会增加单兵负载重量，良好的耐热性、压缩永久变形、耐化学腐蚀性、吸振性能、耐弯曲疲劳性和弹性柔软性，最适合于塑造具有实际运用功能的“导气”与“呼吸”导管即装备的核心内容。
面层11和里层12均为Corterra纤维面料。纺织布料的双层结构，由聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT纤维制成的Corterra纤维被誉为“未来的弹性纤维”，具有固有的舒适性、柔软、蓬松、易染色、色彩明亮以及耐用等特性，主要应用于厚重或衬衫机织物以及针织衣，吸湿速干凉爽纤维—通过对聚酯纤维进行物理和化学性，研究其在运动装备中具有吸汗、快干的舒适性等优点，织物轻薄、具有优良的毛细管芯吸作用、在夏季等高湿热环境下穿着具有凉爽感易洗、快干、免烫。
实施例二
如图7所示，本实施例的结构、原理及其具体步骤和实施例一类似，不同的地方在于，本实施例中的体能服本体1为短袖上衣时，其短袖上衣可以可拆卸地连接袖管6，例如，采用魔术贴快速将短袖上衣可以袖管6相连，袖管6内也采用实施例一类似结构，同时袖管6内的呼吸导管2可以短袖上衣内的呼吸导管2 进行相连。
实施例三
本实施例的结构、原理及其具体步骤和实施例一类似，不同的地方在于，本实施例中的体能服本体1还可以为裤子，例如长裤，短裤及其短裤和裤管可拆卸相连的结构，同时，体能服本体 1也可以采用护具等小部件单兵装备，同样能获得快速散热的效果。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了体能服本体1、面层11、里层12、容置腔13、呼吸导管2、导气腔结构21、气压室211、导气室212、导液腔结构22、导液室221、自呼吸导流结构3、单向呼气组件 31、单向导气导流组件32、单向防回流组件33、自闭式单向导通结构34、锥形孔341、切槽342、第一锥形孔343、第一十字切槽 344、第二锥形孔345、第二十字切槽346、第三锥形孔347、第三十字切槽348、孔隙35、隔离结构4、开口41、第一隔板42、第二隔板43、第三隔板44、启闭阀5、袖管6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种会呼吸的体能服，包括体能服本体(1)，所述的体能服本体(1)由柔性透气材料制成的面层(11)和里层(12)缝制而成，其特征在于，所述的面层(11)和里层(12)之间形成容置腔(13)，在容置腔(13)内设有若干由弹性可形变材料制成的呼吸导管(2)，所述的呼吸导管(2)内分别具有沿呼吸导管(2)轴向延伸且呈封闭状的导气腔结构(21)和导液腔结构(22)，所述的导气腔结构(21)位于呼吸导管(2)靠近面层(11)外侧，所述的导液腔结构(22)位于呼吸导管(2)靠近里层(12)内侧，且所述的导气腔结构(21)和导液腔结构(22)相互错位设置，在呼吸导管(2)内设有自呼吸导流结构(3)。
2.根据权利要求1所述的会呼吸的体能服，其特征在于，所述的呼吸导管(2)呈扁平管状结构，所述的呼吸导管(2)内设有能将呼吸导管(2)内腔分割成导气腔结构(21)和导液腔结构(22)的隔离结构(4)，所述的导气腔结构(21)包括分别设置在呼吸导管(2)内部靠近面层(11)一侧的气压室(211)和导气室(212)，所述的导液腔结构(22)包括设置在呼吸导管(2)内部靠近里层(12)一侧的导液室(221)，所述的导液室(221)与气压室(211)对应设置，且所述的导液室(221)和导气室(212)错位设置。
3.根据权利要求2所述的会呼吸的体能服，其特征在于，所述的隔离结构(4)包括沿呼吸导管(2)靠近里层(12)一侧轴向延伸设置的开口(41)，所述的呼吸导管(2)内分别设有沿呼吸导管(2)轴向延伸设置的第一隔板(42)和第二隔板(43)，所述的第一隔板(42)和第二隔板(43)呈交叉状分布，所述的第一隔板(42)沿开口(41)横向设置且第一隔板(42)两侧分别和呼吸导管(2)内壁相连，所述的导气腔结构(21)形成于第一隔板(42)一侧，所述的导液室(221)位于第一隔板(42)另一侧，所述的气压室(211)和导气室(212)分别位于第二隔板(43)两侧，且所述的第二隔板(43)一侧和呼吸导管(2)内壁相连，另一侧延伸至开口(41)处，在呼吸导管(2)内设有和第一隔板(42)相平行的第三隔板(44)，且所述的第三隔板(44)一侧和第二隔板(43)相连，另一侧和呼吸导管(2)内壁相连，所述的第三隔板(44)和第一隔板(42)之间形成上述的导液室(221)。
4.根据权利要求3所述的会呼吸的体能服，其特征在于，所述的自呼吸导流结构(3)包括依次设置在气压室(211)和导气室(212)之间、导气室(212)与开口(41)之间的单向呼气组件(31)，所述的开口(41)和导液室(221)之间设有单向导气导流组件(32)，且在导液室(221)与气压室(211)之间设有单向防回流组件(33)。
5.根据权利要求4所述的会呼吸的体能服，其特征在于，所述的单向呼气组件(31)包括设置在第二隔板(43)上且能将气压室(211)和导气室(212)之间单向导通以及设置在第一隔板(42)上且能将导气室(212)与开口(41)单向导通的第一单向导通结构；所述的单向导气导流组件(32)包括设置在第一隔板(42)上且能将开口(41)和导液室(221)单向导通的第二单向导通结构，所述的单向防回流组件(33)包括设置在第一隔板(42)上且能将导液室(221)和气压室(211)单向导通的第三单向导通结构，且所述的第一单向导通结构、第二单向导通结构和第三单向导通结构均为自闭式单向导通结构(34)。
6.根据权利要求5所述的会呼吸的体能服，其特征在于，所述的自闭式单向导通结构(34)包括分别设置在第一隔板(42)、第二隔板(43)和第三隔板(44)上的锥形孔(341)，且所述的锥形孔(341)底部具有切槽(342)。
7.根据权利要求6所述的会呼吸的体能服，其特征在于，所述的切槽(342)呈十字形，且所述的锥形孔(341)的大头端和气体流动方向相反。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的会呼吸的体能服，其特征在于，所述的呼吸导管(2)由硅橡胶材料经3D打印方式制成；所述的面层(11)和里层(12)均为Corterra纤维面料。
9.根据权利要求1所述的会呼吸的体能服，其特征在于，所述的呼吸导管(2)呈竖直方向或倾斜方向依次设置在容置腔(13)内，且各个呼吸导管(2)上端或下端依次相连通，所述的呼吸导管(2)中至少一个呼吸导管(2)下端设有与导气腔结构(21)和/或导液腔结构(22)相连通的启闭阀(5)。
10.根据权利要求1所述的会呼吸的体能服，其特征在于，所述的体能服本体(1)为上衣、裤子和护具中的任意一种或多种组合。
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