CN109152432B - 模块化脱离系统 - Google Patents

Abstract

本公开旨在减少响应于冲击力时使用者的身体所经历的旋转和线性加速的影响。本公开的模块化脱离系统通常适合于连接到保护设备以提供各层之间的脱离运动，使得冲击力对使用者身体的影响减小。一般而言，本公开的模块化脱离系统包括被配置为在冲击力下促进其间的相对横向运动的层。

Description

模块化脱离系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年3月23日提交的、申请号为62/312329的美国临时申请的权益，其全部内容以引用方式结合于此。

背景技术

对物体的许多撞击都是斜向撞击，使被撞击物体经历线性和旋转加速度的组合。斜向撞击引起的加速度对被撞击物体可以是破坏性的。为了提高使用屏蔽设备时的保护效率，应同时考虑减小线性和旋转加速度。

目前，标准屏蔽设备的设计、测试和鉴定主要基于线性加速度。因此，该设备可能缺乏减小旋转加速度的能力，使被撞击的物体容易受到进一步的损坏。在一种使用中，屏蔽设备可佩戴在人体上，对包括头部、颈部、肩部、上臂、肘部、前臂、手腕、手、胸部、背部、脊柱、臀部、大腿、膝盖、小腿、脚踝和脚的区域提供保护。

就人的头部而言，创伤性脑损伤属于接触性运动和许多其他高风险活动中最普遍且最致命的损伤，其中线性和旋转加速度的组合可导致严重损伤或死亡。在接触性运动和活动，如美式足球、英式足球、自行车、曲棍球、单板滑雪、滑雪、建筑、工业和军事活动中，旋转加速度可以是导致头部受伤和脑震荡的一个被忽视的变量。

最近在创伤性脑损伤领域的研究表明，旋转加速度对脑的剪切力比正常力对脑细胞的损伤要严重得多。一些研究显示，人脑组织对撞击过程中施加的剪切力的敏感度大约是压缩力的一百万倍。

存在许多头盔设计，许多为不同的活动组进行优化。头盔结构通常包括硬外壳、可压缩的冲击吸收衬里、装配衬里、保持系统和可选的可调头部装配系统。外壳被设计成防止穿透头盔内部，并将冲击力分布在较大区域，例如冲击吸收衬里的区域。冲击吸收衬里，如由可膨胀聚苯乙烯(EPS)制造的那些，在冲击过程中通过压缩起作用，从而吸收一部分冲击能量。这种冲击吸收衬里也减少了在撞击过程中由大脑感觉到的线性加速度。装配衬里的功能是将佩戴者的头部保持在适当位置，并为佩戴者的头部提供舒适的感觉。一些头盔还包括可调节或不可调节的装配系统，以适应佩戴者的头部。通过使用可调节的刻度盘、夹紧系统、带缺口、锚固点或弹性带，这些装配系统可以调整它们的高度和周长，以便更好地适配佩戴者的头部。

两个主要的工作场所保护头盔类型是硬帽和防撞帽。工作场所使用硬帽以防止坠落物体造成的伤害。然而，防撞帽在有可能使头部撞到设备或结构上的情况下使用，但通常不足以吸收大的冲击，如坠落的物体。这些保护头盔类型与传统头盔具有相似的结构，但有几个关键差异。首先，在硬帽或防撞帽中通常不具有冲击吸收衬里。硬帽通常由硬的刚性壳、悬挂带和装配系统组成。硬壳提供防坠落物体的穿透保护，并将冲击载荷均匀地分配到悬挂带上。悬挂带将刚性壳抬高到佩戴者的头部上方，并在冲击过程中变形，从而将冲击载荷分散到头顶。此外，悬挂带吸收一些冲击能量。头部和壳之间的间隙也降低了冲击直接传递到使用者头部的可能性。该装配系统可调节或不可调节以适应佩戴者的头部。通过使用可调的刻度盘、夹紧系统、带缺口、锚固点或弹性带，这些装配系统可以调整其高度和装配边缘的周长，以便更好地适配佩戴者的头部。通过使用简化的悬挂带和颏带保持系统，防撞帽可以不同于硬帽。

目前，许多头盔只针对平移线性加速度进行设计、测试和鉴定。因此，现有的头盔可以有效地降低径向冲击过程中的线性加速度，但往往缺乏降低旋转加速度的性能。最近的研究表明，旋转加速度是头部损伤的主要原因之一。现有的一些技术用于解决冲击过程中的旋转加速度问题，但是需要对头盔的结构进行大的修改。这可能导致大的生产准备期、更高的成本和更低的通用性。因此，有必要在不对防护头盔进行大的结构改变的情况下开发降低旋转加速度的技术。由于改变制造工艺的高成本，优选独立的模块化技术。

因此，需要一种模块化系统，该模块化系统可以连接到保护设备上，从而减少旋转和线性加速度的影响。本公开的实施例旨在满足这些和其他需求。

发明内容

提供该简要说明是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下文的详细描述中进一步描述。本简要说明不旨在确定所主张的主题的关键特征，也不旨在用于帮助确定所主张的主题的范围。

在一个方面，用于与使用者的身体交互的模块化脱离系统通常包括可连接到保护设备的面向身体的表面的第一层；邻近所述第一层定位的第二层；邻近所述第二层定位的第三层；邻近所述第三层定位并连接到所述第三层的第四层，所述第四层被配置成与使用者的身体接触，其中所述第一层可以连接到所述第三层从而形成包围所述第一层和所述第三层之间的所述第二层的至少一部分的包封空间，其中所述第二层被配置成在冲击力作用于所述模块化分离系统上时促进所述第一层和所述第三层之间的相对横向运动，以减小所述使用者的身体的旋转加速度和线性加速度；并且其中所述模块化脱离系统的面积小于所述面向身体的表面的面积。

在另一方面，本公开提供一种保护系统，通常包括具有面向身体的表面的保护设备和根据本文提供的任何方面或实施例的模块化脱离系统。

在另一方面，本公开提供了一种通常包括多个模块化脱离系统的套件，其中所述多个模块化脱离系统中的每一个可以被配置成可连接到所述保护设备的面向身体的表面。

根据本文公开的任何实施例，所述模块化脱离系统可以被配置成可连接到所述保护设备的肋构件。

根据本文公开的任何实施例，所述第一层可以被配置成直接连接到所述保护设备的面向身体的表面。

根据本文公开的任何实施例，所述第二层可以包括润滑剂。

根据本文公开的任何实施例，所述第二层可以包括桥接所述第一层和所述第三层的多个细丝(filament)。在某些实施例中，所述多个细丝的直径可以在大约0.1mm到大约10mm的范围内，高度可以在大约0.1mm到大约10mm的范围内。在某些实施例中，所述多个细丝可以具有从由圆形、方形、三角形、矩形、多边形和卵形(ovoid)组成的组中选择的截面几何形状。

根据本文公开的任何实施例，所述第一层可以包括锚固层，该被锚固层配置成将所述模块化脱离系统可拆卸地连接至所述保护设备的所述面向身体的表面。

根据本文公开的任何实施例，所述锚固层可以包括从由钩环密封物、粘合剂、缝线、胶水、纽扣系统、夹紧系统、剥离和粘贴材料及其组合组成的组中选择的材料。

根据本文公开的任何实施例，所述模块化脱离系统可以配置成与所述保护设备的面向身体的表面相适应。

根据本文公开的任何实施例，所述模块化脱离系统可以被配置为可连接到所述保护设备的装配系统。

根据本文公开的任何实施例，所述模块化脱离系统可以被配置为可连接到所述保护设备的肋构件。

根据本文公开的任何实施例，所述第一层和所述第三层可以在所述第一层和所述第三层的边缘处连接。

根据本文公开的任何实施例，所述第一层和所述第三层可以在所述模块化脱离系统的周边处连接。

根据本文公开的任何实施例，所述第一层和所述第三层可以使用从由热密封、射频密封、声频密封、超声频率密封、钩环密封物、粘合剂、缝线、纽扣系统、夹紧系统、剥离和粘贴以及其组合组成的组中选择的连接件来连接。

根据本文公开的任何实施例，所述模块化脱离系统可以包括设置在所述第一层和所述第三层之间的多个中间层。所述多个中间层中的每一个可以包括其间的脱离层，其中所述脱离层可以被配置为促进所述中间层之间的横向相对运动，并且其中所述多个中间层可以被配置为在冲击力作用于所述模块化脱离系统时促进所述第一层和所述第三层之间的相对运动。

根据本文公开的任何实施例，所述第二层可以包括润滑剂，其中所述润滑剂可以从由液体、固体和气体组成的组中选择。

根据本文公开的任何实施例，所述第四层可以由从泡沫、织物、纤维、热塑性纤维、凝胶填充袋、硅酮凝胶垫及其组合组成的组中选择的材料组成。

根据本文公开的任何实施例，所述第四层可以使用从由热密封、射频密封、声频密封、超声频率密封、钩环密封物、粘合剂、缝线、纽扣系统、夹紧系统、剥离和粘贴材料以及它们的组合组成的组中选择的连接件连接至所述第三层。

根据本文公开的任何实施例，所述第四层可以在所述第三层的周边与第三层连接。

根据本文公开的任何实施例，所述第四层可以连接到所述第三层的表面。

根据本文公开的任何实施例，所述模块化脱离系统可以包括连接到所述第三层的多个第四层。

根据本文公开的任何实施例，所述模块化脱离系统可以是多个模块化脱离系统之一，每个模块化脱离系统可以可拆卸地连接或可连接到所述面向身体的表面的一部分。在某些实施例中，所述多个模块化脱离系统中的每一个可以被配置为可连接到所述保护设备的所述面向身体的表面的不同部分。

根据本文公开的任何实施例，所述保护设备可以被配置成在从由头部、颈部、肩部、上臂、肘部、前臂、手腕、手、胸部、背部、脊柱、臀部、大腿、膝盖、小腿、脚踝、脚及其组合组成的组中选择的身体部分上佩戴。

根据本文公开的任何实施例，所述保护设备选自由头盔、肩垫、颈垫、手臂垫、腕垫、护膝、手套、肘垫、胫垫、臀垫、胸垫、背垫、脚踝垫、脚垫和鞋组成的组。

附图说明

当结合附图，通过参考以下详细描述，本发明的上述方面和许多伴随的优点将变得更容易理解，其中：

图1A和1B分别是根据本公开的一个代表性实施例形成的模块化脱离系统(以下称为MDS)的侧视图和对应等距视图的图示；

图2是连接到头盔的面向身体的表面的多个图1A的MDS的图示；

图3是应用于头盔的面向身体的表面的多个图1A的MDS的图示；

图4A和4B分别是根据本公开的另一代表性实施例形成的MDS的侧视图和对应等距视图的图示；

图5A和5B分别是根据本公开的另一代表性实施例形成的MDS的侧视图和对应等距视图的图示；

图6A和6B分别是根据本公开的另一代表性实施例形成的MDS的侧视图和对应等距视图的图示；

图7A和7B分别是根据本公开的另一代表性实施例形成的MDS的侧视图和对应等距视图的图示；

图8A和8B分别是根据本公开的另一代表性实施例形成的MDS的侧视图和对应等距视图的图示；

图9是根据本公开的实施例形成的、与头盔的装配机构的面向身体的表面连接的多个MDS的仰视图的图示；

图10是根据本公开的一个实施例形成的、与肘垫和肩垫的面向身体的表面连接的MDS的某些实施例的图像；

图11是根据本公开的实施例形成的、与硬帽或防撞帽的装配边缘的悬挂带连接的多个MDS的图示，；

图12A是根据本公开的进一步实施例形成的、被配置成与保护装备的面向身体的表面连接的多个MDS的图示；以及

图12B是被配置成与图12A中所示的多个MDS连接的头盔的图示。

具体实施方式

以下结合附图阐述的详细描述，其中相同的附图标记表示相同的元件，旨在作为所公开的主题的各种实施例的描述，而不旨在表示仅有的实施例。本公开中描述的每个实施例仅作为示例或说明提供，并且不应被解释为比其他实施例优选或有利。本文提供的说明性实施例不旨在是穷举的或将本公开限制于所公开的精确形式。类似地，本文描述的任何步骤可与其他步骤或步骤的组合互换，以实现相同或基本相似的结果。

线性加速度和旋转加速度都是创伤性脑损伤(TBI)的关键因素。然而，目前，大多数头盔仅设计用于在冲击载荷事件期间减小线性平移加速度，从而使旋转加速度无法解决。此外，由于复杂的制造方法，当前可用的保护设备的许多保护方面对于那些保护设备是不可或缺的。因此，它们不是模块化的或不易于应用于其他广泛可用的保护设备。

本公开涉及模块化冲击转向机构的若干示例，其在本文中称为模块化脱离系统(MDS)，可与保护设备连接。MDS可以连接到保护设备(例如头盔)的表面。具体地，本公开涉及一种MDS，其被配置为连接到保护设备的面向身体的表面，用于或是替换装配衬里或是用作装配衬里紧固表面。本公开的MDS被配置为在冲击到保护设备的表面期间减轻由使用者的身体感觉到的旋转加速度和线性加速度。

如本文所用，“面向身体的表面”是指被配置为与使用者的身体的一部分接触或以其他方式相接(interface)的表面。

在某些实施例中，本公开提供了可连接到保护设备的面向身体的表面的MDS。在某些实施例中，MDS被配置成在保护设备(例如头盔)受冲击期间减小佩戴者身体的旋转加速度。在某些实施例中，如本文所公开的MDS，由于其模块化设计，制造成本低并且易于连接到保护设备的面向身体的表面。此外，在某些实施例中，如本文所公开的MDS不需要结构性或其他变化来连接到现有的保护设备。由于MDS可以连接到保护设备的面向身体的表面，MDS可以为保护设备提供额外的保护，而无需复杂的制造或通过其他措施将MDS集成到保护设备中。

本申请可以包括参考方向，例如“向前”、“向后”、“前”、“后”、“向上”、“向下”、“右手”、“左手”、“横向”、“中间”、“内”、“外”、“延伸”、“前进”、“缩回”、“近端”、“远端”、“中央”等。这些参考和本申请中的其他类参考仅旨在帮助描述和理解特定实施例，并且不旨在将本公开限制于这些方向或位置。

本申请还可以参考数量和数字。除非特别说明，否则这些数量和数字不应视为限制性的，而是与本申请相关的可能数量或数字的示例。同样在这方面，本申请可以使用术语“多个”来表示数量或数字。在这方面，术语“多个”意指任何多于一个的任何数字，例如，两个、三个、四个、五个等。术语“约”、“接近”等等，表示加或减述及值的5％。

在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的示例性实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有一些或所有具体细节的情况下实践本公开的许多实施例。在一些情况下，没有详细描述众所周知的处理步骤，以免不必要地模糊本公开的各个方面。此外，应当理解，本公开的实施例可以采用本文描述的特征的任何组合。

在一个方面，提供了模块化脱离系统。在某些实施例中，MDS结合了本文其他地方描述的一个或多个方面和实施例。在一些实施例中，MDS包括位于穿戴者身体的一部分和保护设备的面向身体的表面之间的多层结构。MDS通常包括可连接到保护设备的面向身体的表面的第一层、邻近第一层定位的第二层、邻近第二层定位的第三层、以及邻近第三层定位并连接到第三层的第四层，其中第四层配置为与使用者的身体接触。

参考图1A和1B，提供了与保护设备隔离的MDS 20的代表性实施例。如图所示，示出了四层：第一层60，其可连接到保护设备90的面向身体的表面96(参见图2)；第二层50邻近第一层60定位；第三层40邻近第二层50定位；第四层30邻近第三层40并连接到第三层40，第四层30配置为与使用者80的身体接触(见图2)。第二层50配置成在冲击力作用于MDS 20上时促进第一层60和第三层40之间的相对横向运动，从而减小使用者80的身体的旋转加速度和线性加速度。

根据本公开的实施例，MDS 20可连接到保护设备90。如图2所示，在某些实施例中，MDS 20可连接到保护设备90(在此情况下为头盔)的面向身体的表面96。然而，在其他实施例中，保护设备90是配置成保护表面免受冲击的任何合适的设备。如图所示，MDS 20通过第一层60连接到面向身体的表面96。同样，在使用者80佩戴着保护设备的实施例中，第四层30被配置为与使用者的身体80接触。在第一层60和第四层30之间是第二层50和第三层40。

如上所述，第二层50被配置为在冲击力作用于MDS 20上时促进第一层60和第三层40之间的相对横向运动，以减小使用者80的身体的旋转加速度和线性加速度。在一些实施例中，使用连接手段使第四层30连接到第三层40，该连接手段可包括热密封、射频密封、声频密封、超声频率密封、钩环密封物、粘合剂、缝线、纽扣系统、夹紧系统、剥离和粘贴材料、以及它们的组合。

在一些实施例中，MDS 20覆盖保护设备90的面向身体的表面96的整个区域。在其他实施例中，MDS 20小于其连接的保护设备的面向身体的表面96的面积。在这些实施例中，如图2所示，多个MDS 20a-f可以连接到保护设备90。如图所示，每个MDS 20可以连接到保护设备90的不同和/或单独的部分，并且因此，被配置为接触使用者80的身体的不同和/或单独的部分。

鉴于上述情况，通过将多个MDS 20连接到保护设备90的面向身体的表面96的不同和/或单独的部分，使用者80可以模块化地增强对保护设备90的多个部分的保护。这样，针对作用在保护设备90的多个部分上和/或从不同角度撞击到保护设备90上的冲击力使保护设备90受到进一步的保护。

仍然参考图1A、1B和2，在某些实施例中，第一层60包括锚固层160，该锚固层160被配置为将MDS 20可拆卸地连接到保护设备90的面向身体的表面96。这种锚固层160在将MDS20直接连接到保护设备90方面是有用的。在某些实施例中，锚固层160包括一个或多个紧固件，用于将第一层60连接到保护设备90的面向身体的表面96。在某些实施例中，锚固层160包括的紧固件可包括钩环密封物、粘合剂、缝线、胶水、纽扣系统、夹紧系统、剥离和粘贴材料、以及它们的组合。在某些实施例中，粘合剂是压敏粘合剂并且面向身体的表面96是光滑的。通过将MDS 20可拆卸地连接到保护设备的面向身体的表面96，使用者80可以根据使用者需要以及MDS 20被配置为接触的使用者80的身体的部分的形状来配置MDS 20在保护设备90上的位置和取向。

在某些实施例中，MDS 20被配置为固定地连接到保护设备90。这样的实施例包括被配置为与保护设备90的一部分共同模制成型的MDS 20。

在本公开的一些实施例中，第四层30是装配衬里，其配置成与使用者80的身体的一部分接触。在某些实施例中，装配衬里30包括织物材料。在某些实施例中，装配衬里30由可包括泡沫、织物、纤维、热塑性纤维、凝胶填充袋、硅胶垫及其组合的材料构成。在一个实施例中，装配衬里30被配置为在使用者80的皮肤上是舒适的。

在某些实施例中，第四层30连接到第三层40。在这些实施例中，连接是适当地是从第三层40的表面突出的多个柔性小钩(未示出)。多个柔性小钩被配置为沉入装配衬里30的织物材料中并抓住织物，从而将织物装配衬里30连接到第三层40。

在另一个实施例中，装配衬里30包括机械夹紧装置(例如固定到装配衬里30的夹扣系统)的凸状部件或凹状部件(未示出)。在这样的实施例中，第三层40包括相应的夹紧部件，配置用于夹入装配衬里30上的机械夹紧装置的夹紧部件中。在另一个例子中，装配衬里30通过织物材料(未示出)编织的缝线连接到第三层40。在一个实施例中，装配衬里30通过粘合剂(未示出)连接到第三层40。

如图4所示，在某些实施例中，第四层30由连接到第三层40的多个部分30a、30b和30c组成。第四层30a、30b和30c的多个部分连接到第三层40。在某些实施例中，多个第四层30为使用者80的身体提供更高的舒适度。此外，在某些实施例中，包括多个第四层30a、30b和30c的MDS 20被配置成与高度弯曲的使用者80身体的部分相适应。设置在第四层30a、30b和30c的多个部分之间的空间允许MDS 20相比跨越第三层40的整个表面的单个第四层30弯曲至更大程度。

如图4中最清楚地示出，在某些实施例中，MDS 20被配置成形成包围第二层50的至少一部分的包封空间170。在某些实施例中，第二层50包括第二层50的至少一部分的包封空间170。在某些实施例中，第二层50，包括第二层50的被包封部分，是润滑剂。在某些实施例中，润滑剂可包括液体润滑剂、固体润滑剂和气态润滑剂。在其他实施例中，润滑剂是石墨或油脂。在这样的实施例中，包封润滑剂是有利的，这使得它在使用期间不会逸出MDS 20。

在图4所示的实施例中，第一层60连接到第三层40以形成包封空间170，包围第一层60和第三层40之间的第二层50的至少一部分。如图所示，第三层40的一部分弯曲以与第一层60相遇，从而包封第二层50的至少一部分。在使用中，第二层50被配置成在冲击力作用于MDS 20上时促进第一层60和第三层40之间的相对横向运动，从而减小使用者80的身体的旋转加速度和线性加速度。此外，第二层50保持设置在包封空间170中。

在某些实施例中，第一层60和第三层40在第一层60和第三层40的边缘处连接。在某些实施例中，第一层60和第三层40在MDS 20的周边处连接。参照图12A，示出了多个MDS20a-d，其中第一层60通过连接件(coupling)130连接到第三层40。如图所示，第一层60和第三层40通过连接件130a在MDS的周边处连接。此外，第一层60和第三层40通过连接件130b在MDS边缘处的连接。在这些实施例中，在MDS的边缘和/或周边处的连接增加了包封空间170，其中较大的包封空间170抑制了更大量的能量传递到使用者80的身体。

在某些实施例中，第一层60和第三层40使用连接件130连接，连接件130可包括热密封、射频密封、声频密封、超声频率密封、钩环密封物、粘合剂、缝线、纽扣系统、夹紧系统、剥离和粘贴材料或其组合。

根据本文公开的某些实施例，MDS 20被配置成在冲击力作用于MDS 20上的时促进相对横向运动，以减小使用者80的身体的旋转加速度和线性加速度。因此，在某些实施例中，第二层50被配置成促进第一层60和第三层40之间的相对横向“脱离”运动。图5A和5B示出了如本文所公开的代表性实施例，其中第二层50的脱离功能至少部分由桥接第一层60和第三层40的多个细丝51提供。多个细丝51响应于作用在MDS 20上的冲击力而弯曲或以其他方式变形，从而减小使用者身体的旋转加速度和线性加速度。

在某些实施例中，多个细丝51的直径为约0.1mm至约10mm，高度为约0.1mm至约10mm。在某些实施例中，多个细丝51具有圆形、正方形、三角形、矩形、多边形或卵形的横截面几何形状。

在某些实施例中，如图5A和5B所示，多个细丝51以有序或规则的间隔设置在第一层60和第三层40之间。在某些实施例中，多个细丝51以无序或不规则的间隔设置在第一层60和第三层40之间，如图6A和6B所示。在某些实施例中，两条或更多条细丝彼此连接(未示出)。

在一些实施例中，第二层50包括桥接第一层60和第三层40的多个细丝51以及设置在多个细丝51之间的润滑剂。在这样的实施例中，设置在多个细丝51之间润滑剂在冲击力作用于MDS 20上时进一步促进第一层60和第三层40之间的相对横向运动。

如图7所示，在某些实施例中，MDS 20的一个或多个层具有共同的材料和/或被密封以提供包封空间170。在某些实施例中，一个或多个层适当地由以下材料中的一种或多种制造：热固性塑料塑料、聚碳酸酯、塑料聚合物、热塑性塑料、碳纤维复合材料、芳纶(Kevlar)复合材料、热固性弹性体、长纤增强热塑性塑料(Celstran)、聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、发泡聚苯乙烯(EPS)、高密度聚乙烯(HDPE)、玻璃增强塑料、尼龙树脂(Zytel)、或任何其他能量吸收或力扩散材料，包括但不限于硅橡胶、乙烯树脂、聚氯乙烯(PVC)、热塑性聚氨酯(TPU)和聚氨酯(PU)。

参照图7，第一层60连接到第三层40，以形成包封第一层60和第三层40之间的第二层50的至少一部分的包封空间170。在某些另外的实施例中，第一层60和第三层40由共同材料构成，例如聚氨酯。

在另一个实施例中，第二层50包括连接和桥接第一层60和第三层40的细丝(未示出)，其中第一层60、第二层50、第三层40和第四层30全部由单个包封组成，例如由硅树脂模具提供的包封。

参照图8，在本文公开的另一个实施例中，MDS 20包括设置在第一层60和第三层40之间的多个中间层70a-c，多个中间层70a-c中的每一个具有其间的脱离层50a-c，其中，脱离层50a-c被配置为促进中间层70a-c之间的横向相对运动，并且其中多个中间层70a-c被配置为成在冲击力作用于MDS 20上时促进第一层60和第三层40之间的相对横向运动。多个中间层70a-c和设置在它们之间的脱离层50a-c被配置为在冲击力作用于MDS 20上时进一步促进第一层60和第三层40之间的相对横向运动，从而减小使用者80的身体的旋转加速度和线性加速度。脱离层50a-c可包括根据本文公开的任何方面或实施例的第二层50的材料。在某些实施例中，脱离层50a-c是自润滑的，包括石墨，在它们之间具有润滑剂，或者在它们之间具有起伏的(abridging)细丝51。

图9示出了连接到保护头盔的可调节装配系统100的多个MDS 20a-j。在某些实施例中，如本文所公开的MDS 20被配置成可连接到保护设备90的装配系统100。这种装配系统100例如包括头盔中的可调节装配系统，其配置成调节或调整保护设备90与使用者80的身体的配合。在某些实施例中，装配系统100包括调节器102，调节器102被配置为调节可调节装配系统100的配合。如图9所示，每个MDS 20a-i包括可连接到保护设备90的面向身体的表面96的第一层60；邻近第一层60定位的第二层50；以及邻近第二层50定位的第三层40。MDS还包括邻近第三层40定位于连接到第三层40的第四层30a、30b和30c，第四层30a、30b和30c配置成与使用者80的身体接触。在某些实施例中，第四层30a、30b和30c的每个部分连接到多个MDS 20中的至少一些，如图9所示。例如，在所示实施例中，MDS 20a-c连接到单个第四层30a。

可调节装配系统100允许调节多个第四层部分30a、30b和30c，以适应头部尺寸范围并调节头盔在使用者80的身体上的位置。在该实施例中，多个MDS 20a-j在多个第四层部分30a、30b和30c附接到可调节装配系统100的位置点处替换附接部件。因此，也在可调节装配系统100上提供了第一层60和第三层40之间的相对横向运动。在其他实施例中，多个MDS20a-i连接到可调节装配系统100以至于替换可能伴随头盔的常备装配衬里30。

在其他实施例中，本文公开的MDS 20可连接到除头盔之外的保护设备90。在某些实施例中，本文公开的MDS 20可连接到保护设备90的面向身体的表面96，保护设备90被配置成佩戴在身体的一部分上，包括头部、颈部、肩部、上臂、肘部、前臂、手腕、手、胸部、背部、脊柱、臀部、大腿、膝盖、小腿、脚踝、脚及其组合。

作为一个说明性示例，图10示出了如本文所公开的MDS 20在肘垫90a和肩垫90b上的应用。在这样的实施例中，单个MDS 20a可以连接到保护设备90，例如肘垫90a。在某些实施例中，MDS 20a可连接到肘垫90a的面向身体的表面96a和装配带100a。这里，MDS 20a通过第一层60a可连接到面向身体的表面96a以及通过第三层40a可连接到装配带100a。

在某些实施例中，多个MDS 20b和20c可连接到肩垫90b的面向身体的表面96b。如图所示，保护装备是肩垫90b。在某些这样的实施例中，MDS 20b和20c可连接到面向身体的表面96b的分开部分和装配带100b的分开部分。通过将多个MDS 20b和20c连接到肩垫90b的面向身体的表面96的不同部分，使用者80的身体的部分由于对保护设备的冲击力而经历的旋转和线性加速度减小。

一些目前可用的保护设备件包括肋构件104或其他细长结构。在这方面，肋构件104或其他细长结构被配置为提供结构刚性并吸收各种冲击，同时允许空气流动到使用者80的身体。在某些实施例中，MDS 20被配置成可连接到保护设备90的肋构件104并同时允许空气流动到使用者80的身体。在某些实施例中，MDS 20被配置为可连接到多个肋构件104a和104b。在某些实施例中，肋构件例如包括硬帽或防撞帽中的悬挂带。如图11所示，在一个实施例中，MDS 20可以连接到装配边缘101的面向身体的表面96，或者保护头盔(例如硬帽或防撞帽)的肋构件104的面向身体的表面96。装配边缘是装配系统100的一部分，其可以使用如图所示的刻度盘103来调节。肋构件104附接到配件系统100并使头盔的刚性外壳92远离使用者80的身体(未示出)。

在某些实施例中，如本文所公开的MDS 20包括穿过第一层60、第二层50、第三层40和第四层30设置的孔。在某些实施例中，所述孔是多个孔131a和131b中的一个。在图12A所示的实施例中，多个孔131a和131b延伸穿过MDS 20a，使得当MDS 20a连接到保护设备90时，延伸穿过保护设备90的孔150a-c不被遮挡。

参考图12A和12B，在某些实施例中，提供多个MDS 20a-d，其被配置成连接到保护设备90的面向身体的表面96的不同部分。在某些实施例中，MDS 20a-d包括第一层60，第一层60还包括锚固层160。例如，锚固层160可包括钩环密封物的一半。第一MDS 20a-d包括第一层60，第一层60包括具有钩部160a、160b、160c、160d和160e的部分，钩部160a、160b、160c、160d和160e被配置成环绕设置在保护设备90的面向身体的表面96上的部分120a、120b、120c、120d和120e。

在某些实施例中，MDS 20被配置成与保护设备80的肋构件104连接。仍然参考图12A和12B，MDS 20a包括配置成连接到保护设备90的肋构件104a和104b的部分。通过连接到肋构件104a和104b，MDS既为保护设备90提供额外的保护，又允许空气流动到不直接邻近肋构件104a和104b的使用者身体部分。

在某些实施例中，配置成与保护设备80的肋构件104连接的MDS 20包括可连接到保护设备90的肋构件104的第一层60；邻近第一层60定位的第二层50；邻近第二层50定位的第三层40；邻近第三层40定位并连接到第三层40的第四层30，第四层30被配置成与使用者80的身体接触。第一层60连接到第三层40从而形成包围第一层60和第三层40之间的第二层50的至少一部分的包封空间170。

如图12A和12B所示，包括多个MDS 20a-d的套件被配置为与保护设备90相接。多个MDS 20a-d被配置为可与头盔的面向身体的表面96连接。具体地，包括钩部分160a、160b、160c、160d和160e的锚固层160被配置成连接到设置在保护设备90的面向身体的表面96上的环部分120a、120b、120c、120d和120e。如图所示，该套件包括具有相同形状和尺寸的MDS20，MDS 20d和b，以及具有不同的尺寸和形状的MDS 20，MDS 20a和20c。

本文公开的套件可用于例如用套件的MDS 20改装现有的保护装备90，从而在冲击力作用于保护设备90上时提供或增强脱离运动，以减少使用者80的身体的旋转加速度和线性加速度。在某些实施例中，本文公开的套件包括定制套件，其包括尺寸和形状设计成连接到特定品牌和/或型号的防护设备90的面向身体的表面96的多个MDS 20。不同的品牌和型号的保护设备具有特定尺寸和形状的面向身体的表面96。包括MDS 20的套件特别地配置成与面向身体的表面96的尺寸和形状相配合，能够为使用者80的身体提供更好的舒适性和保护。这种定制的套件可以配置成连接到保护设备90的面向身体的表面96的部分，在该部分上通常具有冲击力作用，例如连接到接触使用者80的前额的头盔的一部分。在某些实施例中，各个MDS 20被配置成以相对于保护设备90的特定方向连接到保护设备90的特定位置。例如，MDS 20a被配置为连接到头盔的一部分，该部分被配置为与使用者80的前额相互作用。

在某些实施例中，本文公开的套件被配置为替换保护设备90(例如头盔)的原始设备装配衬里30。在某些实施例中，本文公开的套件被配置成将装配衬里30连接到保护装备90，使得套件的MDS 20连接在面向身体的表面96和装配衬里30之间。

在另一方面，本文公开了保护系统。在某些实施例中，保护系统包括具有面向身体的表面96的保护设备90；以及可连接到保护设备90的MDS 20。该MDS 20合适地是根据本文公开的任何方面的MDS 20。在某些实施例中，MDS 20包括：可连接到保护设备90的面向身体的表面96的第一层60；邻近第一层60定位的第二层50；邻近第二层50定位的第三层40；邻近第三层40定位并连接到第三层40的第四层30。第四层30被配置成与使用者80的身体接触，其中第一层60连接到第三层40以形成包围第一层60和第三层40之间的第二层50的至少一部分的包封空间170，其中第二层50被配置成在冲击力作用于MDS 20上时促进第一层60和第三层40之间的相对横向运动，从而减小使用者80的身体的旋转加速度和线性加速度，其中MDS 20的面积小于面向身体的表面96的面积。

在某些实施例中，MDS 20是多个MDS 20中的一个，每个MDS 20连接到面向身体的表面96的一部分。

在某些实施例中，其中保护装备90被配置成佩戴在身体的部分上，所述部分选自头部、颈部、肩部、上臂、肘部、前臂、手腕、手、胸部、背部、脊柱、臀部、大腿、膝盖、小腿、脚踝、脚和它们的组合。在某些实施例中，防护装备是头盔、肩垫、颈垫、手臂垫、腕垫、护膝、手套、肘垫、胫垫、臀垫、胸垫、背垫、脚踝垫、脚垫和鞋子。

在另一方面，本申请提供了一种用于与使用者80的身体和保护设备90相接的套件。在某些实施例中，该套件包括多个MDS 20，其中多个MDS 20中的每一个被配置为可以连接到保护设备90的面向身体的表面96。MDS 20可以是本文公开的任何MDS 20。

在某些实施例中，多个MDS 20中的一个或多个包括：可连接到保护设备90的面向身体的表面96的第一层60；邻近第一层60定位的第二层50；邻近第二层50定位的第三层40；邻近第三层40定位并连接到第三层40的第四层30，第四层30被配置成与使用者80的身体接触，其中第一层60连接到第三层40以形成包围第一层60和第三层40之间的第二层50的至少一部分的包封空间170，其中第二层50被配置成在冲击力作用于MDS 20上时促进第一层60和第三层40之间的相对横向运动，从而减小使用者80的身体的旋转加速度和线性加速度，其中MDS 20的面积小于面向身体的表面96的面积。

在某些实施例中，多个MDS 20中的每一个被配置为可连接到保护设备90的面向身体的表面96的不同部分。

在前面的描述中已经描述了本公开的原理、代表性实施例和操作模式。然而，旨在保护的本公开的各方面不应被解释为限于所公开的特定实施例。此外，这里描述的实施例应被视为说明性的而非限制性的。应当理解，在不脱离本公开的精神的情况下，可以由其他人和所采用的等同物进行变化和改变。因此，应明确所有这些变化、改变和等同物落入所要求保护的本公开的精神和范围内。

Claims (24)

1.一种用于与使用者的身体相接的模块化脱离系统，包括：

可连接到保护设备的面向身体的表面的第一层，所述第一层具有与第二表面相对的第一表面；

邻近所述第一层的所述第二表面定位的第二层；

第三层，其具有邻近所述第二层定位的第一表面，并且所述第三层具有与所述第一表面相对的第二表面；和

第四层，所述第四层包括多个第四层部分，所述多个第四层部分具有邻近所述第三层定位并连接到所述第三层的第一表面，所述多个第四层部分中的每一个具有与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置成与所述使用者的身体接触，其中，沿着所述第三层的所述第二表面，在所述多个第四层部分之间设有空间，其中，所述空间由从所述第三层的第二表面延伸到所述第四层的第二表面的间隙所限定；

其中所述第一层的边缘连接至所述第三层的边缘，以形成包围所述第一层和所述第三层之间的所述第二层的包封的密封空间；

其中所述第二层被配置成在冲击力作用于所述模块化脱离系统上时促进所述第一层和所述第三层之间的相对横向运动，以减小所述使用者的身体的旋转加速度和线性加速度；并且

其中所述模块化脱离系统的面积小于所述面向身体的表面的面积。

2.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中，所述第一层包括锚固层，所述锚固层被配置成将所述模块化脱离系统可拆卸地连接到所述保护设备的面向身体的表面。

3.根据权利要求2所述的模块化脱离系统，其中，所述锚固层包括选自由钩环密封物、粘合剂、缝线、胶水、纽扣系统、夹紧系统、剥离和粘贴材料以及其组合组成的组中的材料。

4.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中，所述模块化脱离系统被配置为与所述保护设备的面向身体的表面相适应。

5.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中，所述模块化脱离系统被配置成可连接到所述保护设备的装配系统。

6.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中，所述模块化脱离系统被配置成可连接到所述保护设备的肋构件。

7.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中，所述第一层被配置成直接连接到所述保护设备的面向身体的表面。

8.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中，所述第一层和所述第三层使用选自由热密封、射频密封、声频密封、超声频率密封、钩环密封物、粘合剂、缝线、纽扣系统、夹紧系统、剥离和粘贴材料、以及其组合组成的组中的连接件来连接。

9.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，还包括设置在所述第一层和所述第三层之间的多个中间层，所述多个中间层中的每一个在其间具有脱离层，其中所述脱离层被配置为促进所述中间层之间的横向相对运动，并且其中所述多个中间层被配置成在冲击力作用于所述模块化脱离系统时促进所述第一层和所述第三层之间的横向相对运动。

10.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中，所述第二层包括润滑剂。

11.根据权利要求10所述的模块化脱离系统，其中，所述润滑剂选自由液体、固体和气体组成的组。

12.根据权利要求10所述的模块化脱离系统，其中，所述第二层包括桥接所述第一层和所述第三层的多个细丝，其中，所述润滑剂设置在所述多个细丝之间。

13.根据权利要求12所述的模块化脱离系统，其中，所述多个细丝的直径在0.1mm至10mm的范围内，高度在0.1mm至10mm的范围内。

14.根据权利要求12所述的模块化脱离系统，其中，所述多个细丝具有选自由圆形、正方形、三角形、矩形、多边形和卵形组成的组中的横截面几何形状。

15.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中，所述多个第四层部分使用选自由热密封、射频密封、声频密封、超声频率密封、钩环密封物、粘合剂、缝线，纽扣系统、夹紧系统、剥离和粘贴材料、以及其组合组成的组中的连接件而连接至所述第三层。

16.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中，所述多个第四层部分仅覆盖所述第三层的所述第二表面的整个表面的一部分。

17.如权利要求1所述的模块化脱离系统，其中，所述多个第四层部分不覆盖所述第三层的整个所述第二表面。

18.根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中围绕所述第三层的整个周长的边缘连接至所述第一层的第二表面，以形成包围位于所述第一层和第三层之间的第二层的包封的密封空间。

19.一种保护系统，包括：

具有面向身体的表面的保护设备；和

模块化脱离系统，其可拆卸地连接到所述面向身体的表面的一部分，所述模块化脱离系统包括：

可连接到所述保护设备的面向身体的表面的第一层，所述第一层具有与第二表面相对的第一表面；

邻近所述第一层的所述第二表面定位的第二层；

第三层，其具有邻近所述第二层定位的第一表面，并且所述第三层具有与所述第一表面相对的第二表面；和

第四层，所述第四层包括多个第四层部分，所述多个第四层部分具有邻近所述第三层定位并连接到所述第三层的第一表面，所述多个第四层部分具有与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置成与使用者的身体接触，其中，沿着所述第三层的所述第二表面，在所述多个第四层部分之间设有空间，其中所述空间由从所述第三层的第二表面延伸到所述第四层的第二表面的间隙所限定，所述多个第四层部分的每个主要由泡沫、织物或纤维构成；

其中所述第一层和所述第三层在所述第一层和所述第三层的边缘处连接，以形成包围所述第一层和所述第三层之间的所述第二层的包封的密封空间；

其中所述第二层被配置成在冲击力作用于所述模块化脱离系统上时促进所述第一层和所述第三层之间的相对横向运动，以减小所述使用者的身体的旋转加速度和线性加速度；并且

其中所述模块化脱离系统的面积小于所述面向身体的表面的面积。

20.根据权利要求19所述的保护系统，其中，所述模块化脱离系统是多个模块脱离系统中的一个，每个所述模块化脱离系统连接到所述面向身体的表面的一部分。

21.根据权利要求19所述的保护系统，其中，所述保护设备被配置成佩戴在所述身体的一部分上，所述身体的一部分选自由头部、颈部、肩部、上臂、肘部、前臂、手腕、手、胸部、背部、脊椎、臀部、大腿、膝盖、小腿、脚踝、脚及其组合组成的组。

22.根据权利要求19所述的保护系统，其中，所述保护设备选自由头盔、肩垫、颈垫、手臂垫、腕垫、护膝、手套、肘垫、胫垫、臀垫、胸垫、背垫、脚踝垫、脚垫和鞋子组成的组。

23.一种套件，包括：

多个根据权利要求1所述的模块化脱离系统，其中所述多个模块化脱离系统中的每一个被配置成可连接到所述保护设备的面向身体的表面。

24.根据权利要求23所述的套件，其中，所述所述多个模块化脱离系统中的每一个被配置为可连接到所述保护设备的面向身体的表面的不同部分。

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