CN109843107A - 头盔 - Google Patents

Abstract

本技术涉及一种包括冲击衰减结构的分层和分段设计的头盔。该头盔可以包括一系列层，这些层单独地或组合地提供头盔的必要功能。头盔的特征在于具有低摩擦系数的层，以用作滑动层并由于旋转力而滑动。本技术包括预定几何形状、层和材料的冲击衰减结构，以允许对屈曲过程和自适应冲击响应具有一定程度的控制的适当冲击响应。本技术的冲击衰减结构可以应用于诸如自行车头盔等需要冲击吸收和受控屈曲的场合。

Description

头盔

背景技术

头盔是一件防护头具，其为头部的一部分提供冲击吸收。头盔用于许多不同的应用，包括工业、体育、医学和军事。广泛的使用案例导致头盔有各种尺寸、材料、形状和防护程度。也许最熟知的头盔是建筑工人经常被要求在危险的建筑场所上佩戴的建筑安全帽。建筑头盔通常是包括高密度聚乙烯壳体的单个刚性结构，该高密度聚乙烯壳体已经示出在下落物体冲击和在工作场所上碰撞时提供防护。

许多头盔依赖于刚性结构和用户的头部之间的泡沫层以提供额外的冲击吸收和防护。诸如自行车、摩托车、滑雪和冰球之类的某些应用需要额外的冲击吸收，这可以由泡沫层提供。该材料通常是发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫，其颜色通常是灰色或白色的，并且一旦形成就是刚性的。这在许多应用中产生了厚的层，在许多位置需要约一英寸厚的泡沫。典型的头盔的核心目的是防护用户的头部的一部分，并且许多头盔依赖于刚性壳体和笨重的泡沫层。

头盔可以经受不同类型的冲击；径向冲击很少并且导致头部在平移运动中加速。另外，对于头部具有纯角加速度的头盔的切向撞击很少。最常见的冲击类型是径向和切向冲击的组合，称为倾斜冲击。该类型的加速导致大脑在头颅内旋转，这会导致对大脑和脊髓的损伤。诸如那些佩戴用于自行车、冰球和骑马的大的常规头盔具有厚的壳体，该壳体在冲击中进一步从头部或脊髓的中心延伸接触点，导致更大的力矩臂，并且因此导致头部的更大的旋转趋势。

1976年5月13日公布的题目为“头盔结构”的美国专利4,064,565举例说明了一种典型的头盔设计。注意，该专利陈述了“至少大多数的头盔设计包括硬的、非柔性的外部壳体……”，并且提出了一种结合该典型结构的头盔。

蜂窝结构已经在从航空航天到运输和包装材料的应用中实现。蜂窝结构提供了高强度和最小重量的独特优点，这对于诸如飞机之类的许多应用来说是必需的。蜂窝结构可以包括许多不同的材料，包括诸如铝的金属，诸如聚碳酸酯之类的热塑性塑料，以及诸如浸渍树脂的纤维和纸之类的复合材料。每种材料对于某些应用是理想的；铝蜂窝通常用于诸如赛车上的碰撞结构之类的大冲击衰减结构。由于每体积的低成本，通常选择热塑性蜂窝作为包装材料。树脂浸渍纤维和纸蜂窝通常由酚醛树脂组成，用于军事和电气应用的阻燃性和介电特性。诸如铝和不锈钢之类的金属蜂窝因为非常高的硬度而被选择。

为了在没有大的峰值加速度的情况下引发屈曲，在应用之前通过“预应力”来处理许多蜂窝。蜂窝结构通常由圆筒形或六边形柱的阵列组成，该柱在吸收相当大量冲击能量之前必须开始屈曲。对于诸如铝蜂窝之类的某些材料类型，在屈曲开始之前必须施加相当大的量的能量。纤维蜂窝通常在金属蜂窝之前很好地引发屈曲，但是在屈曲之前施加的力通常导致冲击情形的加速度峰值。该峰值在诸如安全屏障和个人防护装备之类的某些应用中可能是非常有害的，其中屈曲之前的加速度峰值导致损坏或伤害的机会增加。

诸如蜂窝结构之类的冲击吸收结构通常表现出对冲击的高度非线性响应。引发屈曲的过程和随后屈曲的过程可能是高度不可预测的，从而导致不受控的情况，这些情况会使冲击吸收结构对于某些应用的优化成为挑战。此外，许多冲击吸收结构不能自适应地响应所施加的力的类型。换句话说，该结构将以与所施加的负载成比例的速率响应，通常意味着较大的力导致成比例更快的变形。非线性和非自适应冲击响应两种现象会限制诸如蜂窝结构之类的冲击吸收结构的应用和功效。

2001年6月12日公布的题目为“可热成型蜂窝结构”的美国专利6,245,407举例说明了典型的蜂窝结构和生产。

1996年7月30日公布的美国专利5,540,972，题目为“预应力蜂窝及其方法和装置”举例说明了一种典型的预应力蜂窝和制造过程。

发明内容

本技术涉及一种头盔，并且更具体地，涉及一种适用于运动、工业、医学和军事应用的分层和分段的头盔的头具防护件。

针对头盔设计的常规方法依赖于刚性结构(称为“壳体”)用于冲击吸收。许多头盔需要泡沫层，其在大多数区域通常是英寸厚的，并且在壳体和用户的头部之间形成刚性层，并且导致大的和体笨重的具有不吸引人的美学的形状因素。这些以及类似的缺点可能导致人们不佩戴常规头盔。所提出的技术通过提供具有分段和分层设计的减小体积的头具防护件来解决这些故障点。

所提出的技术可以包括一系列层，这些层单独地或组合地提供与常规头盔相比具有许多益处的头盔的必要功能(例如防护)。层数可以取决于特定应用和用户的定制。如果保持了头盔的完整性和必要功能，则可以改变这些层以满足用户的需要和偏好。三层的头盔将被认为是示例。内部层，在使用时最接近头部的层，可以定制为提供理想量的舒适泡沫，热调节和/或穿孔图案，并且可以为了卫生目的而移除和洗涤或更换。中间层可以包括冲击衰减材料，并且可以包括用于保持系统的接触点，以将保持条带连接或集成到层中。可更换的保持系统可以允许用户为它们选择最舒适和时尚的条带。所有的层都可以以某些特性和处理为特征，诸如减少气味的抗微生物之类的处理，从皮肤上除去汗液以冷却用户的湿气吸收特性，以及防护用户和头盔下面的层免受UV辐射的UV防护，以及防护用户和下面的层免受环境湿气的疏水处理。

中间层可以提供冲击衰减，并且可以确定头盔的形状因素，并且分段设计可以提供允许头盔伸展以舒适地适应各种尺寸的头部的柔性。外部层，在使用时最远离头部的层，可以提供头盔的美学，并且可以包含面罩和/或额外的美学细节。另外，外部层可以包括选择的材料和/或穿孔图案，其可以提供改善的舒适通风、改善的空气动力学性能或用于美学吸引力的材料。层、多层或保持系统可以单独地或与头盔、无源或有源供电电子系统的其它层一起容纳，用于识别、监控和类似应用。

另外，这些层可以包括具有彼此低摩擦系数的材料，以允许这些层在彼此之上滑动。这种滑动效应允许这些层“滑动”并且在冲击的情况下减小对头盔的摩擦效应，这可以减小由用户在冲击期间所承受的旋转能量。与常规的头盔相比，本技术可以提供改善的舒适性、通风、便利性、方式、卫生和防护。所提出的技术可被定制以适合用户的品味和生活方式，使得不再有不佩戴头盔的麻烦。

所提出的技术的特征在于分段设计，其允许将头盔操纵成用于更大便携性的替代形状因素，以及在与常规头盔相比时用于改善舒适性的形状配合设计。头盔的形状因素是整个产品的物理尺寸和形状。分段设计可以包含刚性和柔性部件的系统。所提出的技术可以包括刚性或半刚性冲击衰减结构，而不是刚性、体笨重的外部壳体和泡沫层，其可以经由柔性连接器连接。

所提出的技术可以包括具有单元壁的蜂窝结构，该单元壁具有疏水涂层。疏水涂层可以防护内部材料不受可能降低结构完整性的环境条件的影响，通常是诸如芳族聚酰胺纤维之类的亲水物质。另外，疏水涂层可以为预应力的蜂窝提供刚性，以防护结构免受诸如处理产品所承受的冲击之类的小冲击，同时允许预应力的蜂窝在冲击期间表现出减小的峰值加速度。所提出的技术还可以包括具有由一系列具有不同密度的层组成的单元壁的蜂窝结构。在负载、变形应变和能量吸收期间，单元壁的外部层可以提供结构强度的相当大的部分，因为它们在横截面的端部被几何地设置，该横截面在每一板应变半径上经历更大的变形，而在中间的较不致密的芯材料可以减小结构的整体重量，否则该整体重量将不会显著地有助于应变能量吸收。蜂窝结构强度变形能量潜能的相当大一部分可以保持或改善，并有可能显著减小整体结构重量。所提出的技术可以包括具有操纵单元壁的蜂窝结构，以改善蜂窝单元在屈曲期间的冲击响应。单元壁可以在整个单元壁的长度上具有变化的密度或厚度。

本技术可以包括具有操纵单元壁的蜂窝结构，以改善蜂窝单元在屈曲期间的冲击响应。单元壁可以在整个单元壁的长度上具有变化的密度或厚度。较薄部分可以在较厚部分之前屈曲，从而提供受控的和可预测的屈曲，用于减小回弹弹性能量并且优化各种冲击能量。通过使顶部部分立即屈曲、减小由于施加负载而发生的峰值加速度，直到发生临界屈曲，可以较早地引发屈曲，而剩余的较厚结构可以提供剩余的冲击衰减。如果挤出过程足够缓慢，可以在很大程度上控制温度并且在被挤出时冷却蜂窝。这种材料冷加工越来越多地引起残余应力，蜂窝朝向端部挤出更冷，使得单元不稳定并且易于屈曲以减少来自第一临界屈曲的应力上升并且消除了对蜂窝的预挤压的需要。

本技术可以包括热粘附到单个蜂窝单元或多个蜂窝单元的顶部和/或底部的复合面板。本技术可包括选择具有有效熔点和密度的热塑性材料以确保粘合。制造可包括在蜂窝下面具有复合片，使得在粘合过程中，复合材料的外部层软化，以允许蜂窝单元壁沉入复合面板层，从而产生弯月面效应，并以与在顶部与面板的粘合相比更可靠和可预测的方式改善粘合。

本技术可以包括能够自适应地响应冲击能量的蜂窝结构。蜂窝结构可包括在蜂窝端部的顶部和底部上的密封面板。蜂窝单元可包括在顶部和底部上的密封面板，该密封面板具有可在顶部、底部或两者上的单个或多个穿孔。穿孔或孔口可以允许流体的运动，这是由于结构的内部体积因冲击褶皱和局部屈曲结构而变化。单元内的流体，其可以是牛顿流体或非牛顿流体，响应于单元的体积的变化而具有当流体离开孔口时的相对冲击速度和相应的动能。衰减越快，单元内的液体或气体被推出得越快，气体或液体所具有的相应能量就越大，从而为给定的冲击能量产生最佳的减速曲线。现在，冲击是自适应的，由单元横截面面积与孔口面积的比率控制。类似地，所提出的技术可以包括沿着单元壁的单个或多个穿孔，并且冲击响应可以通过单元横截面面积与孔口面积比率的比率来控制。然而，所提出的技术与前面提到的技术不同，因为该结构可以允许相对于被挤压的单元部分改变孔口面积。在挤压过程期间，由于局部应力上升而激活屈曲的孔口将随着周围的单元壁区域在开口处塌陷而封闭，从而封闭孔口。沿单元壁的多个穿孔可以通过在屈曲传播通过单元并且一次一个地封闭孔口时封闭一些孔口来补偿冲击力的不利减小。当每个连续的孔口封闭时，共同的孔口面积减小，从而增大排出流体的能量和速度，轻微增强空气自适应效应，并且补偿随着头盔减速而减小的效应。沿着蜂窝的单元壁的穿孔还可以产生应力上升，该应力上升在负载期间提供薄弱点，这可以允许一种方法来预测和控制屈曲响应，一种本质上不可预测的行为。

附图说明

图1是传统自行车头盔的透视图。

图2是根据所提出技术的示例的头盔的透视图。

图3是具有三角形几何形状的冲击拼片的示例性底部层的透视图。

图4是包含具有三角形几何形状的蜂窝状冲击吸收材料的冲击拼片的示例性底部层的透视图。

图5是具有包含具有三角形几何形状的蜂窝状冲击吸收材料的底部层和顶部层的示例性全冲击拼片的透视图。

图6是具有包含冲击吸收材料的三角形几何形状的两个示例性连接的冲击拼片的侧视图。

图7是具有三角形几何形状的两个示例性连接的冲击拼片的侧视图，该冲击拼片包含在顶部和底部具有连接器的蜂窝状冲击吸收材料。

图8是两个示例性连接的冲击拼片的侧视图，该冲击拼片具有包含蜂窝状冲击吸收材料的三角形几何形状，其中连接器从一个拼片的顶部运转到另一个拼片的底部。

图9是包含在没有顶部层的情况下被冲击的蜂窝状冲击吸收材料的示例性冲击拼片的侧视图的横截面。

图10是包含被冲击的蜂窝状冲击吸收材料的示例性冲击拼片的侧视图的横截面，其中包括顶部层。

图11是具有施加负载的示例性枢转拼片的侧视图。

图12是没有三角形几何形状的顶部层的示例性枢转拼片的横截面图。

图13是具有三角形几何形状且没有顶部层的示例性枢转拼片的透视图。

图14是具有三角形几何形状并具有顶部层的示例性枢转拼片的横截面图。

图15是具有三角形几何形状并具有顶部层的示例性枢转拼片的透视图。

图16是两个示例性连接的冲击拼片的侧视图，其中力作用在左拼片上以示出外部点负载分布，两者都包含蜂窝状材料。

图17是包括卷起为圆筒形状的连接的冲击拼片的示例性头盔的前视图。

图18是示例性头盔的透视图，该头盔包括卷起为圆筒形状并被放置在公文包的瓶架中的连接的冲击拼片。

图19是包括三层的示例性分层设计的横截面图。

图20是具有集成条带的示例性分层设计的横截面图。

图21是围绕头盔的边缘的示例性层的横截面。

图22是用于六面板式头盔的中间层的示例性面板的顶部视图。

图23是用于六面板式头盔的内部层、中间层和外部层的示例性面板的分解图。

图24是示例性六面板式头盔的中间层的分解图。

图25是根据本技术示例的示例性六面板式头盔的内部层、中间层和外部层的分解图。

图26是具有六边形几何形状的冲击衰减结构的示例性阵列的透视图。

图27是具有六边形几何形状的预应力冲击衰减结构的示例性阵列的透视图。

图28是具有六边形几何形状的涂覆冲击衰减结构的示例性阵列的透视图。

图29是具有六边形几何形状的涂覆预应力冲击衰减结构的示例性阵列的透视图。

图30是具有六边形几何形状的粘合剂涂覆的冲击衰减结构的示例性阵列的透视图。

图31是示例性冲击衰减结构的透视图，其具有覆盖的顶部和底部，该覆盖的顶部和底部具有小孔口。

图32是示例性冲击衰减结构的透视图，其具有覆盖的顶部和底部，该覆盖的顶部和底部具有沿着单元壁的一系列穿孔。

图33是示例性的部分挤压的冲击衰减结构的透视图，其具有覆盖的顶部和底部，该覆盖的顶部和底部具有沿着单元壁的一系列穿孔。

图34是具有复合单元壁的示例性冲击衰减结构的横截面的透视图。

图35是具有热粘附的复合面板的示例性冲击衰减结构的横截面的透视图。

图36是示例性倾斜冲击增强冲击衰减结构的透视图。

具体实施方式

下面的描述是关于几个可以共享共同特点和特征的示例来提供的。应当理解的是，任何示例的一个或多个特征可以与其它示例的一个或多个特征组合。另外，任何示例中的任何单个特征或特征的组合可以构成额外的示例。

图1是传统自行车头盔1的透视图。对于头盔设计的常规方法通常依赖于刚性结构，该刚性结构包括用于冲击吸收的壳体3和泡沫层5。传统自行车头盔1可以包括面罩4，并且需要具有条带6，两者都必须遵循美国消费品安全委员会对自行车头盔的规定。自行车头盔被选择作为一个示例，以示出对于许多应用和用户，当前的头盔设计如何导致形状因素，这些形状因素通常被描述为大的和笨重的，具有不吸引人的美学。另外，泡沫层5和壳体3的刚性特性经常有助于用户感觉到头盔佩戴不舒服。通常，尽管知道活动的固有风险，但许多参与体育活动，在工业场所工作和/或在军事角色中活动的个人由于常规头盔设计的当前缺陷而选择不佩戴头盔。

图2是根据本技术的头盔2的透视图，并且可以具有类似于传统自行车头盔1的面罩4和条带6的特征。然而，面罩4可以包括柔性材料，以便当头盔2被操纵为可选的形状因素时该面罩改变形状。头盔2的条带6可以永久地集成到头盔2中，或者以条带6是可拆卸和可更换的这样的方式附接。这允许用户选择适当的条带6，并且为了最佳的性能和安全性而更换磨损的条带。头盔2的面罩4和条带6优选遵循用于相应安全应用的所有法律要求的规定。头盔2包括一系列层，其中示出了外部层7。下面列出一系列层、分段设计和材料的进一步细节。记录了与图1中的传统自行车头盔1相比时先进头盔2的减小的体积(即，头盔从用户的头部突出的量)。与传统的自行车头盔1和许多其它常规头盔设计相比时，头盔2的减小的体积可以允许头盔具有用于更美观的设计的最小的轮廓。另外，在图2中未示出的覆盖分段设计可以允许头盔2被操纵成用于改善便携性的替代形状因素。

如下所描述的，本技术可以包括定制的冲击衰减结构，以实现具有适当性能的冲击吸收。图5中示出的分段冲击拼片11，而不是冲击衰减材料的连续主体，可以用于使刚性或半刚性材料符合诸如主体部分之类的复杂的形状。冲击衰减拼片示出为基本上为三角形的形状，其特征在于具有圆形顶点的三个侧面。拼片可以是三面或更多面的任何棱柱，以便形成覆盖适当区域的拼片阵列。已经发现，由于在拼片之间留下大的暴露区域，圆形棱柱不太优选。具有直边缘的形状优选地允许沿预定方向弯曲，而圆形形状可能不具有这个优点并且可能由于曲率而具有不一致的间隙。另外，直边缘通常更易于制造，并且诸如三角形之类的简单形状可以允许模块化和可重复性。

诸如蜂窝之类的冲击衰减结构可以应用于需要能量吸收的应用中的拼片，具有受控和/或自适应冲击响应的可能性。下面是具有受控和/或自适应冲击响应的冲击衰减结构的进一步细节。图5是具有冲击拼片顶部10和冲击拼片基部8的冲击拼片11的透视图。包括基部8、冲击层9和顶部10的冲击拼片11可以是单个材料或材料的复合材料，并且尺寸、形状和任何开口将取决于头盔的尺寸和应用。所选择的材料将取决于特定应用的限制，诸如头盔的允许厚度、所需的通风、产品的重量和其它可能的考虑。图3是冲击拼片基部8的透视图，以及图4是包含蜂窝状冲击吸收层9的冲击拼片基部8的透视图。例如，如果希望具有通风的最小厚度，预挤压的芳族聚酰胺纤维和/或热塑性蜂窝结构可以提供合适的冲击吸收和开口的几何形状以允许通风。

对于图3和图5，注意，冲击层基部8可以包括或可以不包括用于将冲击拼片基部8连接到冲击拼片顶部10的壁44。壁44可包围冲击吸收层9并且可以形成密封。诸如芳族聚酰胺蜂窝和亲水材料之类的某些材料在密封时可以表现出优异的性能。冲击层基部8的壁44也可以有助于诸如蜂窝结构之类的某些材料的冲击吸收，当平行于柱施加的力屈曲时最有效。冲击层基部8的壁44可以通过有效地引导柱沿着纵向轴线屈曲来帮助柱屈曲。图3和图5示出了冲击拼片的任意选择的高度。合适的高度取决于特定应用和所选择的冲击吸收材料。

所提出的技术优选地能够被操纵为可以实现更大便携性的替代形状因素。图6、7和8示出了用于将冲击拼片11彼此连接以便于形成阵列的可能组合。图6是具有三角形几何形状的两个连接的冲击拼片11的横截面的侧视图，包括冲击拼片基部8，冲击层9和冲击拼片顶部10。注意，连接器17附接到每个冲击拼片11以形成拼片阵列。连接器17可以包括非弹性材料，诸如非弹性织物，或者高度弹性材料，诸如硅，以提供基本上不阻碍冲击拼片11的阵列的弯曲运动的连接。当与常规头盔相比时，柔性连接器17可以允许冲击拼片阵列的改善的柔性，因此允许冲击衰减结构阵列与主体一致，以改善舒适性和防护。另外，柔性连接器可以允许头盔被操纵成用于存储和运输的替代形状因素。阵列内冲击拼片11之间的距离可以取决于装备的尺寸和特定应用而变化。连接器的材料可以是非弹性的，以便于防止连接器在冲击期间膨胀得太远，基本上被推离冲击中心并且导致冲击吸收减小。连接器的材料也可以是弹性和非弹性材料的组合。这样的组合可以被配置成使得弹性材料允许相邻拼片之间的距离的一些扩展，但是当非弹性材料的松弛被扩展占据时，扩展也是有限的。

图7是具有三角形几何形状的两个连接的冲击拼片11的横截面的侧视图，包括冲击拼片基部8、冲击层9和冲击拼片顶部10。冲击拼片11可以粘附或粘合在冲击拼片11的顶部和底部上的柔性连接器17上。这是连接冲击拼片11以形成阵列的可选方法，并且连接器17可以是防护元件的柔性织物。图8是两个连接的冲击拼片11的横截面的侧视图，其中连接器17从一个拼片11的顶部行进到另一个拼片11的底部。用于将连接器17附接到冲击拼片11的不同方法可以具有不同的优点。如图8中示出的，将连接器17附接到冲击拼片的壁可以取决于所选择的材料提供额外的冲击吸收，但是也可以阻碍相对于其它选择的弯曲运动。连接器17也可以集成在冲击拼片11内，以提供冲击衰减并且连接每个冲击拼片。在横跨拼片11之间的间隙的意义上，集成连接器可以类似于标准连接器17，然而它将是冲击拼片11内的材料层。图8对于要求大量的弯曲的头盔的部分可能是最有利的，因为使连接器17从一个顶部面10连接到另一个拼片的底部面8可以在某些方向上提供大量的弯曲。选择哪个连接器附接方式可以由头盔的尺寸和应用来规定，每个连接器附接方式可以用于头盔的不同位置以满足头盔的给定位置的不同要求。

冲击拼片基部8和冲击拼片顶部10可以包括在冲击层9中，作为用于较大冲击能量吸收的点负载分布的形式。图9是冲击拼片基部8和冲击层9被点负载12冲击的侧视图的横截面。当力作用在小区域上时，点负载通常被称为点。发生点负载12的典型情况是运动员或医院患者坠落并且他们的头部与地面碰撞，或者涉及诸如棒球之类的抛射体和撞击头盔的抛射体的活动。点负载12仅接触冲击层9的小区域，并且仅导致冲击层9的一小部分吸收冲击的能量。图10是冲击拼片基部8、冲击层9和冲击拼片顶部10被点负载12冲击的侧视图的横截面。从冲击层9和冲击拼片顶部10的距离被放大，以示出所产生的分散的力13。冲击拼片顶部10可以通过吸收冲击的一部分并将剩余的力分散到冲击层9和冲击拼片基部8而接合点负载12。与图9中的点负载12相比，分散的力13可以作用在较大的面积上，这可以需要较少的冲击吸收材料，这可以导致与图1中的传统自行车头盔1和其它常规头盔相比时在减小的体积中较大的冲击吸收。该实现冲击衰减的方法将被称为“内部点负载分布”。

内部点负载分布由本技术的另一方面补充，被称为“内部旋转负载分布”。在冲击期间施加到头盔上的力可以引起对头盔和头部的旋转运动，这可以增加伤害的机会。可以提供关节系统以允许在冲击拼片内有限的旋转运动，这可减小在冲击期间施加到头部的旋转力。图9是冲击拼片基部8的横截面的侧视图，并且示出了基部层的平台和壁。图11是具有施加负载15的拼片11的侧视图，其可导致顶部层10枢转以产生旋转运动16。在倾斜冲击(即，不垂直于头部和头盔施加的冲击)的情况下，头盔和头部可以通过围绕脊髓旋转而对作用力做出反应。旋转运动可以是外伤性脑损伤和脊髓损伤的主要原因，并且内部旋转负载分布可以减少这样的旋转效应。顶部层10可以在固定在拼片11的顶部的同时旋转，导致旋转运动16，其可以减少传递到头部的旋转能量。

图12是具有三角形几何形状的冲击拼片基部8、冲击层9和球窝层14的横截面的侧视图。图13是具有三角形几何形状的冲击拼片基部8、冲击层9和球窝层14的横截面的透视图，并且示出了三层之间的相对关系。冲击层9优选地包含在基部层8内，以及球窝层14优选地具有由冲击拼片基部层8支撑的适当尺寸。如果球窝层14太大，那么基部层8的壁将与球窝层14而不是冲击层9接触并且吸收所施加的负载，并且可以阻碍关节的旋转运动。然而，如果球窝层14太小，球窝层可以不在冲击层9的整个顶部表面区域上分散所施加的负载。顶部层10包括球窝关节的(多个)凸连接头(例如球端部)。球窝层14包括(多个)凹型连接头45(例如球窝，在图13中最好地示出)，并且可以具有改变拼片的旋转响应的几何和拓扑修改特征。在图13中示出了从球窝关节开始并朝向拼片11的中心区域的凹槽46。为每个球窝层14示出了三个凹槽，将球窝层14分成三部分，但是对于给定的拼片配置和/或期望的冲击响应，可以根据需要包括任意数量的凹槽。在旋转期间，这些凹槽可以引导球窝关节沿着这些凹槽并且朝向拼片11的中心旋转。这样的移动可以是优选的，因为它可以导致冲击向拼片11的中心旋转，当与在拼片的阵列的边缘附近发生的冲击相比时，这可以改善冲击衰减。

图14是具有三角形几何形状的冲击拼片11的基部层8、冲击层9、球窝层14和顶部层10的横截面的侧视图。图15是具有三角形几何形状的冲击拼片的基部层8、冲击层9、球窝层14和顶部层10的横截面的透视图，并且示出了所有四层之间的相对关系。顶部层10优选具有适当的尺寸，以与其它三层适当地相互作用。如果顶部层10太大，则枢转拼片可能不能占据适当的形状因数。如果顶部层10太小，它可能不能与球窝层14形成适当的球窝关节。顶部层10和球窝层14之间的球窝连接头可以允许额外的内部点负载分布。

图15是具有三角形几何形状的冲击拼片11的侧视图，其具有作用在拼片上的力，由箭头15示出，示出了内部旋转负载分布，如由箭头16示出的。均匀间隔的关节允许施加的点负载分布在所有关节上，因此分散冲击材料的整个顶部表面区域上的力，以改善冲击吸收，另一种形式的内部点负载分布。内部旋转负载分布是由于球窝关节的有限旋转运动，从而允许一个或多个顶部板旋转，如由箭头16示出的，这可以减小所施加的旋转力。

图16是具有三角形几何形状的两个连接的冲击拼片的横截面的侧视图，包括冲击拼片基部8、冲击层9和冲击拼片顶部10。如由箭头18指示的力作用在左拼片上以示出点负载分布。左拼片通过冲击接触，由箭头18示出，并向右移动，如由箭头19示出的，并且由柔性连接器17阻尼。平移运动将力从左拼片分布到右拼片，从而增加所施加的冲击的表面面积并且增加防护装备的冲击吸收。外部点负载分布可以通过将所施加的力18分布到连接器14和另一冲击拼片11上而实现。另外，外部旋转负载分布可以通过在左拼片，抵抗旋转运动的连接器14以及因此也移动的右拼片的移动中吸收旋转力而实现。

图17是卷起为圆筒形状的连接的冲击拼片11的阵列20的前视图，示出了由于柔性连接器14造成的阵列的柔性。图18是连接的冲击拼片11的阵列的透视图，其中三角形几何形状卷起为圆筒形状并且放置在公文包21的瓶架中。基本上圆筒形的形状可以包括使头盔卷起适当阵列的拼片11，以允许头盔占据可选择的形状因子。额外的形状因素，诸如用适当的拼片阵列折叠头盔平面可以是允许的。该阵列与连接器20连接，并且该装备适合于需要冲击吸收和重视便携性、通风、最小重量的应用，并且可以包含暴露区域，诸如运动头盔、工业制服和军用装备。在本技术被采用于自行车工业的情况下，骑手可以将头盔存放在安装在自行车上的水瓶架中，或者骑手存放在他们的背袋或公文包水瓶袋中。改善的便携性可以允许头盔方便地携带或存放在自行车上，因此头盔可以容易地用于使用。

本技术可以包括一系列层，这些层单独地或组合地提供具有改善的用户体验的头盔的必要功能。层数可以取决于特定应用和用户的定制。如果保持了头盔的完整性和必要功能，则可以改变这些层以满足用户的需要和偏好。包括三层的头盔是一个描述的示例。图19是具有三层的分层设计的横截面的侧视图。最接近头部的内部层24可以定制为提供不同量的舒适泡沫、热调节、穿孔图案，并且可以为了卫生目的而移除和洗涤或更换。中间层23包括冲击衰减材料，并且可以包括用于保持系统25的接触点，以将保持条带6连接或集成到该层中。可更换的保持系统25可以允许用户为它们选择最舒适和时尚的条带6。中间层23可以提供冲击衰减，并且可以确定头盔的形状因素，并且分段设计可以提供允许头盔伸展以舒适地配合各种尺寸的头部的柔性。中间层23可以包含冲击拼片基部8、冲击层9和冲击拼片顶部10。

外部层22，在使用时最远离头部的层，可以提供头盔的美学，并且可以包含面罩4和/或额外的美学细节。另外，外部层22可以包括选择的材料和/或穿孔图案，其可以提供舒适的通风、空气动力学性能或者用于美学吸引力的材料。外部层22还可以容纳用于识别和监控应用的无源或有源供电电子系统。图20是具有集成条带25的分层设计的横截面的侧视图。条带25可以永久地集成到其它层中，诸如外部层22、中间层24和/或内部层23。集成条带25可以通过缝合26、熔合或其它永久或半永久方法集成到层中。可替换地，可更换的条带25可以通过任何非永久的方法附接到层上，包括按扣锁按钮，带扣和任何其它足够牢固的方法，以使保持系统通过任何规定并且适当地运行。

头盔的分层设计提供了包括用于识别和监控应用的电子系统的机会。一种可能的应用包括在头盔的外部层中实施射频识别、RFID技术。RFID标签可以足够小以不显著影响头盔的防护，并且可以为用户提供容易的识别和访问。例如，滑雪者和滑雪板者可以使RFID标签容易地授权他们访问滑雪升降机，而不必在其上放置标签并将其显示给接收器用于访问。另一可能性是将RFID实施到自行车头盔中，该自行车头盔可以用于作为访问共乘程序自行车的钥匙。所应用的RFID技术为使用者提供了轻松的访问，因为标签总是可用的，并且为滑雪斜坡操作者和共乘程序所有者提供了激励，以激励头盔使用用于安全和责任问题。其它电子系统应用包括将监控系统集成到外部层22中，以监控对警告应急服务的影响，和/或将监控系统集成到内部层24中，以记录创伤水平，以帮助医学诊断。

另外，这些层可以包括具有低摩擦系数的材料，以允许这些层在彼此之上滑动。具有低摩擦系数的材料可以包括但是不限于机织织物，诸如具有PTFE的机织织物以及涂层。该滑动效应允许这些层“滑动”并且在冲击的情况下减小对头盔的摩擦效应，这可以减小用户在冲击期间所承受的旋转能量。在与常规头盔相比时，本技术可以提供改善的舒适性、通风、便利性、方式、卫生和防护。所提出的技术可以被定制以适合用户的品味和生活方式，使得不再有不佩戴头盔的麻烦。

图21是沿着头盔的底部行进的层的边缘的横截面的侧视图。内部层24通过弹性织物内的张力或行进围绕层的底部的硬塑料边缘卷绕中间层23，以将两层钩在一起。类似地，如果不存在内部层22，外部层22可以卷绕内部层22或中间层23。外部层22可以通过硬塑料边缘的弹性材料的任何张力卷绕，硬塑料边缘围绕该层的底部行进以将两层钩在一起。这种将各层连接在一起的方法允许具有层的无缝美学，这些层可以在没有任何工具并且可能没有帮助的情况下容易地放置上去和取出，从而产生令人愉悦的用户体验，用户体验邀请用户接合头盔以便于定制。

图22是六面板式头盔的冲击层9的面板的顶部视图，并且表示对冲击层9的可能切割图案。头盔2可以包括通过缝制、熔接或另一粘合剂方法附接的多个面板。从该图中，显然的是，基本上为三角形的拼片11可以具有轻微弯曲的至少一个边缘47。弯曲的边缘可以允许相邻的面板符合所需的三维几何形状，诸如图24和25中示出的头盔。

图23是用于六面板式头盔的内部层24、中间层23和外部层22的面板的分解视图。面板包括用于冲击拼片基部8、冲击层9和冲击拼片顶部10的层。对于三层头盔示例，组合的六个面板各自形成所有层。图24是六面板式头盔的中间层23的分解示图，并且示出了形成头盔2所需要的所有六个面板。

图25是六面板式头盔的内部层24、中间层23和外部层22的分解示图，包括冲击拼片基部8、冲击层9和冲击拼片顶部10。与具有未受损害防护的常规头盔相比，本技术可以提供改善的是用户体验，其具有改善的舒适性、通风、便利性、方式和卫生。本技术可以被定制以适合用户的品味和生活方式，使得不再有不佩戴头盔的麻烦。

图26是具有六边形几何形状的蜂窝27的阵列的透视图，并且蜂窝结构27的尺寸和形状将取决于应用而变化。单元尺寸28和特定单元形状将取决于所选择的材料、制造过程和应用。蜂窝材料包括多个单元，每个单元包括围绕中心开口的壁，并且壁平行于厚度延伸。许多蜂窝结构由诸如芳族聚酰胺纤维之类的纤维材料组成，这些纤维材料必须与浸渍树脂粘附或粘合在一起。许多芳族聚酰胺纤维蜂窝依赖于酚醛树脂作为粘合剂，并且芳族聚酰胺纤维和酚醛树脂是亲水的。同样地，许多金属蜂窝结构可以对减少结构完整性的环境效应敏感。当结构存在湿气时，结构的完整性会降解。这经常阻止了纤维蜂窝应用于许多环境条件，包括那些在苛刻的工业、生态和/或消费者应用中的环境条件。例如，当应用于暴露于天气的结构时，亲水蜂窝可以结构上降解。类似地，如果亲水蜂窝暴露于用户的汗水，则其将不适合于个人防护装备。图26仅仅是一般的蜂窝，为后续图中提供的可选择蜂窝提供背景。

图27是具有六边形几何形状的预应力蜂窝29的阵列的透视图，并且蜂窝结构29的尺寸和形状将取决于应用而变化。单元尺寸28和特定单元形状将取决于所选择的材料、制造过程和应用。许多蜂窝结构通常在实施之前被轻微挤压处理，称为“预应力”蜂窝。该过程去除开始使蜂窝柱屈曲所需要的初始力的量，并且所施加的力的量和发生的屈曲取决于特定应用。例如，芳族聚酰胺纤维可以仅轻微预加应力以引发屈曲，而不施加太多应力以减少冲击衰减。在诸如冲击衰减之类的某些应用中，引发屈曲所需的力的量可以是不期望的。在冲击期间，在蜂窝屈曲和变形之前，引发屈曲的力的量会引起快速减速。快速减速会引起突然加速或推动，这在诸如航天器着陆系统和防护头盔之类的应用中会是危险的。预应力蜂窝允许蜂窝一致地变形，而不必首先引发屈曲，有效地避免了冲击期间突然的减速或晃动。预应力过程通常包含平坦表面，其对蜂窝的顶部表面施加均匀的力，以在蜂窝结构上引起均匀的屈曲。如果没有所需要的力引发屈曲，则预应力蜂窝29将在负载下变形。这对于处理预应力蜂窝29可能是一个问题，因为在处理期间遇到的许多力会引起预应力蜂窝29变形，导致能量衰减的量的减少。图27仅仅是一般的预应力蜂窝，为图28和图29中提供的可选择的蜂窝提供背景。

图28是具有六边形几何形状的涂覆蜂窝30的阵列的透视图，并且蜂窝结构30的尺寸和形状将依赖于应用而变化。某些应用，诸如用于大结构的冲击衰减，可以要求单元直径为几英寸并且具有厚的单元壁，而较小的冲击衰减位置可以要求单元尺寸为几毫米并且壁厚度小于一米。单元尺寸28和特定单元形状将取决于所选择的材料、制造过程和应用。涂覆的蜂窝30覆盖有疏水材料31，诸如聚碳酸酯或聚丙烯。疏水材料31形成刚性涂层，其可以用作粘合剂，类似于酚醛树脂，或仅涂覆粘合的蜂窝。疏水涂层31对亲水蜂窝30的完全涂层将防止湿气与芳族聚酰胺蜂窝对接，因此防止蜂窝的降解。疏水涂层31可以通过将蜂窝结构浸入液体物质的池来施加。可替换地，可以将液体物质喷射到蜂窝上。所提出的技术包括用于蜂窝结构30的疏水涂层31，以允许将先前亲水蜂窝结构27应用于较大的应用范围。

图29是具有六边形几何形状的涂覆预应力蜂窝30的阵列的透视图，蜂窝结构30的尺寸和形状将依赖于应用而变化。单元尺寸28和特定单元形状将取决于所选择的材料、制造过程和应用。涂覆的预应力蜂窝30覆盖有疏水材料31，诸如聚碳酸酯或聚丙烯。疏水材料31可以防止湿气与材料相互作用，从而防止亲水预应力蜂窝29的降解。预应力蜂窝29能够从诸如在处理材料时所遇到的力的较小的力变形，这可以减小结构的冲击衰减。本技术的特征在于蜂窝上的刚性疏水涂层31，其防止由较小的力引起的变形。薄涂层具有最小的屈服强度，其不会干扰在屈曲之前减小峰值加速度的目的。在先前的应用中，由于预挤压蜂窝的亲水材料性质和精密特性，纤维蜂窝被限制在具有可靠性问题的窄范围的应用中。本技术允许用疏水物质处理亲水蜂窝，以允许蜂窝应用于较宽的应用范围，同时在处理期间和使用的同时保持结构完整性。

图30是具有六边形几何形状的粘合涂覆的预应力蜂窝32的阵列的透视图，蜂窝结构32的尺寸和形状将依赖于应用而变化。单元尺寸28和特定单元形状将取决于所选择的材料、制造过程和应用。涂覆的预应力蜂窝32覆盖有疏水材料31，诸如聚碳酸酯或聚丙烯。疏水材料31可以防止湿气与材料相互作用，从而防止亲水预应力蜂窝29的降解。另外，如由分离的疏水单元示出的，疏水涂层可以通过将两个蜂窝单元粘合在一起而用作粘合剂。本技术允许用疏水物质处理亲水蜂窝，以允许较宽的应用范围，并且用作将单元粘合在一起的粘合剂。

本技术包括能够自适应地响应冲击的能量的蜂窝结构33。蜂窝结构33包括位于蜂窝端部的顶部和底部(图31中未示出底部部分)上的密封面板34。图31示出了在顶部和底部具有密封面板34的蜂窝单元33，密封板34具有可以在顶部、底部或两者上的单个或多个穿孔35。穿孔35或孔口35可以允许流体的运动，这是由于结构的内部体积因冲击褶皱和局部屈曲结构33而变化。单元33内的流体可以是牛顿流体或非牛顿流体，响应于单元体积的变化而具有当流体离开(多个)孔口时的相对冲击速度和相应的动能。通过冲击结构33的任一侧之间的相对位移的行程传递到冲击结构33的外部上的力的积分给出了在减速期间通过弹性和塑性变形吸收的冲击能量。由于冲击引起的创伤的缓解对时间积分和时间加权峰值加速度高度敏感，这意味着在最长距离上的平坦/恒定减速提供了最大的防护，以防备诸如那些在自行车事故中承受的创伤性损伤。

类似EPS的当前材料轻微适应应变速率，但是其高度耦合到材料密度，该材料密度也高度耦合到缓慢冲击的标称低应变速率力对应变标称曲线。给定特定冲击下，耦合不允许某人完全优化自适应衰减效应以完美减速。这些自适应性效应来自材料中的气穴的微流体动力学效应和冲击波消散，当EPS首次用于头盔中时，该冲击波消散不是故意添加的。但是，在蜂窝单元设计中，EPS的偶然气穴效应对冲击的自适应性响应可以通过每个包围EPS的蜂窝单元上的孔口来控制。衰减越快，单元内部的液体或气体被推出得越快，并且气体和液体具有的相应能量就越大，从而为给定的冲击能量产生最佳的减速曲线。现在，冲击是自适应的，由单元横截面面积与孔口面积的比率的比率控制。结构上，孔口在单元的端部是有问题的，因为在冲击的表面难以引导冲击自适应单元的排气并且需要支座结构，并且因为在单元之间引起压力差异阻碍了结构屈曲性质，由于加压单元将屈曲到非加压单元中。然而，当孔口孔位于管之间的壁上时，将发生共同区域的加压，并且单元之间的较小的计量压力将较少不利地影响结构的屈曲，并且改善了对于局部单元冲击的共同单元阵列响应，该局部单元冲击不会很好地分布在单元上。

图32中示出的所提出的技术示出了蜂窝结构36，其包括位于顶部和底部的面板34，该面板34具有沿着该结构的单元壁36的穿孔35。沿着蜂窝34的单元壁的穿孔35还产生应力上升，其在负载期间提供弱的点，这可以允许预测和控制屈曲响应的方式，这是一种固有的不可预测的行为。

图33中示出的所提出的技术示出了蜂窝结构36，其包括位于顶部和底部的面板34，该面板34具有沿着部分挤压的结构的单元壁36的穿孔35。当蜂窝结构36被挤压时，加压单元可以允许通过行程的自适应性冲击响应。这类似于上文图32，因为单元内的液体或气体被推出得越快，逃逸的气体和液体中包含的相应能量越多。冲击响应由单元横截面面积与孔口面积的比率的比率控制。然而，图33中所提出的技术与先前提及的技术不同，因为结构36可以允许相对于单元36的挤压部分改变孔口35的面积。在挤压过程期间，由于孔口局部应力上升而激活屈曲的孔口将随着周围的单元壁区域在开口上塌陷而封闭，从而封闭孔口35。

沿单元壁36的多个穿孔35通过在屈曲传播通过单元并且一次一个地封闭孔口时封闭一些孔口来补偿冲击力的不利降低。当每个连续的孔口封闭时，共同的孔口面积减小，从而增大排出流体的能量和速度，轻微增强空气自适应性效应，并且补偿随着头盔减速而减小的效应。在屈曲衰减蜂窝没有逐渐屈曲而是同时整体屈曲的情况下，每个孔口被设置在随着时间而变得对穷尽气体更有阻碍的位置处，在这种情况下，孔口在单元屈曲的同时有效地封闭越来越多，从而减小了校正的孔口的横截面积，并且保持了每个单元的更恒定的内部压力。

本技术包括具有单元壁36的蜂窝结构，单元壁36包括一系列具有不同密度的层。蜂窝可以包括各种材料，诸如金属、纤维和热塑性塑料。例如，热塑性塑料将通过多层挤出过程生产，其中单元壁的层被挤出在一起以形成蜂窝结构。这些层可以具有不同的密度，允许这些层中的一个，诸如三层中的中间层37，是一种密度较小的材料，其用作外部层38的支架，类似于复合碳纤维面板如何彼此相靠以增加弯曲刚度。在负载、变形应变和能量吸收期间，单元壁的外层38提供结构强度的相当大部分，因为它们在横截面的端部处被几何地设置，每个面板应变半径经历更多变形，并且同时中间较不致密的核心材料减少了结构的整体重量，否则不会显着地有助于应变能量吸收。最后，保持或改善了蜂窝结构强度变形能量潜能的相当大部分，同时显著降低整体结构的重量的可能性。

本技术包括具有操纵单元壁的蜂窝结构36，以改善蜂窝单元在屈曲期间的冲击响应。单元壁36可在单元壁的整个长度上具有变化的密度或厚度。金属蜂窝通过卷曲方法生产，该卷曲方法卷曲金属带，并且然后金属带以适当的形状粘合在一起以形成蜂窝结构。对于随后形成为单元壁的带的各种长度和/或宽度，金属带可以具有变化的厚度或密度。热塑性蜂窝通常在挤出过程中生产，并且单元壁的厚度和/或密度由挤出的某些参数确定，包括材料、挤出速率、挤出力/压力和热。随着蜂窝单元36从模具中挤出，密度和厚度可以变化，并且然后挤出物被切割成适当的片厚度。应用可以具有非常薄的蜂窝的顶部部分，在其下面具有较厚的部分。较薄部分将在较厚部分之前屈曲，从而提供受控的和可预测的屈曲，以减小回弹弹性能量并且优化各种冲击能量。通过使顶部部分立即屈曲、减小由于施加负载而发生的峰值加速度，直到发生临界屈曲，可以较早地引发屈曲，而剩余的较厚的结构可以提供剩余的冲击衰减。当挤出足够慢时，可以将温度控制到很大程度并在挤出时冷却蜂窝。这种材料冷加工越来越多地引起残余应力，蜂窝朝向端部挤出更冷，使得单元不稳定并且易于屈曲以减少来自第一临界屈曲的应力上升并且消除了对蜂窝的预挤压的需要。

本技术包括热粘附到单个蜂窝单元或多个蜂窝单元的顶部和/或底部的复合面板。复合面板和蜂窝单元壁可以包括一系列热塑性材料层。当前的方法是依赖于将面板粘合到单元上的粘合剂，但是这并不总是可靠的并且并不总是产生强密封。本技术包括选择具有适当有效熔点和密度的适当热塑性材料以确保适当的粘合。蜂窝的芯39优选具有最高的熔点以确保适当的结构完整性，复合面板40的芯也是如此。单元壁外部层41需要具有比面板芯40低但比面板外部层42高的熔点。利用这种顺序，面板和蜂窝单元壁将通过热粘合过程保持结构完整性，而壁和面板的外部层将利用加热熔化并粘合，从而产生有效的粘合。所提出的制造包括在蜂窝下面具有复合片，使得在粘合过程中，面板外部层42软化，以允许蜂窝单元壁下沉到面板外部层42中，产生弯月面效应，并以与在顶部与面板的粘合相比更可靠和可预测的方式改善粘合。

所提出的技术包括应用于单个蜂窝单元或蜂窝单元阵列27的增强结构43，以优化来自倾斜冲击的冲击响应。增强件43可以包括开孔或闭孔泡沫、热固性塑料、非牛顿流体或类似材料，其实际上围绕单个蜂窝单元施加，围绕单元阵列施加，或注入阵列的某些单元内。具有柱状形状的冲击衰减结构，诸如蜂窝单元，当力垂直于单元的顶表面施加并且均匀地分布在单元阵列上时，具有对力的最佳响应。然后单元用适当的力临界地屈曲，并且单元壁屈曲以通过在给定的距离上不回弹恒定的力而提供冲击衰减。在倾斜冲击的情况下，冲击的某一部分不垂直于单元的顶部施加或很好地分布在单元上，这可以极大地减少结构的冲击吸收，因为它将次最优地屈曲，而较少的阵列将接合在屈曲中。所提出的技术包括应用增强材料来衰减非法向力，该非法向力在更高的刚度和更各向同性的负载方向上是不可知的，因为该负载可以集中并且不正常地定向，而蜂窝可以衰减法向负载，提供最佳的负载情况并且优化结构的冲击衰减。

尽管已经结合几个实际示例描述了本技术，但是应当理解，该技术不限于所公开的示例，而是相反地，旨在覆盖包括在该技术的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (22)

1.一种头盔，包括：

多个拼片，所述多个拼片被配置成吸收冲击，每个所述拼片均包括具有至少三个侧面的轮廓并且包括厚度；

多个连接头，所述多个连接头是柔性的，其中每个所述拼片在所述至少三个侧面中的一个侧面处通过所述多个连接头中的一个连接头连接到与该拼片紧邻的另一拼片；

其中所述多个拼片和所述多个连接头被配置成使得所述头盔能够从第一配置重复地改变成第二配置，

所述第一配置成形为佩戴在用户的头部上，其中所述厚度垂直于所述用户的头部，并且

所述第二配置至少部分地折叠成小于所述第一配置的形状。

2.根据权利要求1所述的头盔，其中所述头盔在所述第二配置中基本上为圆筒形的。

3.根据权利要求1所述的头盔，其中所述多个连接头是弹性的。

4.根据权利要求1所述的头盔，其中所述多个连接头是非弹性的。

5.根据权利要求1所述的头盔，其中所述轮廓是具有圆角的三角形。

6.根据权利要求1所述的头盔，其中每一个拼片在所述厚度内包括基部层、顶部层和在所述基部层和所述顶部层之间的冲击吸收层。

7.根据权利要求6所述的头盔，其中所述冲击吸收层包括蜂窝材料。

8.根据权利要求7所述的头盔，其中所述蜂窝材料包括多个单元，所述单元中的每一个单元包括围绕中心开口的壁，并且所述壁沿着平行于所述厚度的方向延伸。

9.根据权利要求6所述的头盔，进一步包括在所述顶部层与所述冲击吸收层之间的旋转层，其中所述旋转层被配置成允许在所述顶部层与所述冲击吸收层之间进行相对旋转。

10.根据权利要求9所述的头盔，其中所述相对旋转是有限量的相对旋转。

11.根据权利要求9所述的头盔，其中所述旋转层包括球窝，所述顶层包含球，所述球窝和所述球组合成球窝关节。

12.根据权利要求1所述的头盔，进一步包括将所述多个拼片夹在中间的内部层和外部层。

13.根据权利要求12所述的头盔，其中在冲击横向于所述厚度的情况下，所述内部层和所述外部层中的至少一个被配置为相对于所述多个拼片滑动。

14.一种头盔，包括：

外部层；

中间层，所述中间层被配置以吸收冲击；和

内部层；

其中在冲击不垂直于所述外层的情况下，所述外部层和所述内部层中的至少一个被配置为相对于所述中间层滑动。

15.根据权利要求14所述的头盔，其中所述中间层包括一组冲击吸收拼片，所述冲击吸收拼片通过柔性连接头连接，所述柔性连接头允许所述头盔折叠成减小的尺寸。

16.一种冲击吸收结构，包括

多个壁，所述多个壁围绕多个开口以形成多个单元，其中所述壁平行于冲击吸收方向延伸，并且所述壁包括至少一个自适应响应冲击的结构。

17.根据权利要求16所述的冲击吸收结构，进一步包括

顶部面板，所述顶部面板附接到所述多个单元的顶部端部以封闭所述多个单元的顶端；

底部面板，所述底部面板附接到所述多个单元的底部端部以封闭所述多个单元的所述底端；和

多个孔口，所述多个孔口设在所述多个壁中，每个孔口提供与所述多个开口中的一个开口的流体连通，其中所述自适应响应冲击的结构包括所述多个孔口。

18.根据权利要求17所述的冲击吸收结构，其中每个孔口均提供从一个单元到另一个单元、或从一个单元到所述冲击吸收结构的外部的流体连通。

19.根据权利要求17所述的冲击吸收结构，其中每个单元包括多个所述孔口。

20.根据权利要求19所述的冲击吸收结构，其中每个单元中的所述多个所述孔口被分布成使得在所述冲击吸收结构沿着所述冲击吸收方向被挤压时，所述孔口被接续地阻挡。

21.根据权利要求17所述的冲击吸收结构，其中所述壁包括平行于所述冲击吸收方向的变化的密度，并且所述自适应响应冲击的结构包括所述变化的密度。

22.根据权利要求17所述的冲击吸收结构，其中所述壁包括沿着所述冲击吸收方向变化的厚度，并且所述自适应响应冲击的结构包括所述变化的厚度。