CN110771969A - 一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低频声波屏蔽技术，其公开了一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，通过无副作用的物理手段来吸收低频率的声波能力，削弱其对人体内管内神经的影响，从而减缓晕车感。外衣包括由外至内的三层结构，分别为棉麻面料层、软性微穿孔板层和聚酯纤维层；所述软性微穿孔板层上设置有排列的小孔，所述小孔具有一定深度，各个小孔下对应设有空腔结构。本发明从物理学角度出发，根据建筑学中广泛应用的亥姆霍兹共振原理改良设计具有吸收低频共振声音的软性微穿孔板层作为夹层，并连同最外的棉麻面料层以及最内的聚酯纤维层设计成方便穿戴的外衣形式，穿上此外衣可以屏蔽汽车运行过程中产生的低频声波对人体的影响，从而减缓晕车感，且无副作用。

Description

一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣

技术领域

本发明涉及低频声波屏蔽技术，具体涉及一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣。

背景技术

通常晕车的原因主要是人体平衡器官受到刺激和汽车运行过程中产生的低频声波对人体内脏器官引起的共振引起的，两者都会刺激内脏中广泛分布的植物神经，在植物神经受到刺激后，自主调节的主要外在表现就是胃部不适产生呕吐感。

目前对于晕车的解决方法是服用晕车药或者外用晕车贴，这均是通过化学手段来解决问题，不论是内服药还是外用药里面的成分大多为神经抑制类药物，虽有明显效果但对人体是有一定的副作用的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，通过无副作用的物理手段来吸收低频率的声波能力，削弱其对人体内管内神经的影响，从而减缓晕车感。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，包括由外至内的三层结构，分别为棉麻面料层、软性微穿孔板层和聚酯纤维层；所述软性微穿孔板层上设置有排列的小孔，所述小孔具有一定深度，各个小孔下对应设有空腔结构。

作为进一步优化，所述外衣以马甲形式设计，所述软性微穿孔板层作为内部夹层完整分布于外衣从两腋下连线往下的所有内部面积。

作为进一步优化，所述软性微穿孔板层采用软性、热塑性较好的塑料材料制成。

作为进一步优化，所述聚酯纤维层采用无纺布包裹，其厚度不超过4mm。

作为进一步优化，所述小孔在软性微穿孔板层上呈正方形或等边三角形整齐排列。

作为进一步优化，所述小孔的内壁采用非光滑处理。

作为进一步优化，所述软性微穿孔板层和聚酯纤维层只在其上部边缘一圈和下部边缘一圈与最外面的棉麻面料层缝合在一起，保证软性微穿孔板层和聚酯纤维层之间留有一定的空腔间隙。

作为进一步优化，在软性微穿孔板层上设置小孔时，通过对孔径和孔间间距的设计使得小孔的共振频率越接近外界声波的共振频率时，获得越好的吸收声波能量的效果；

所述小孔的共振频率f₀的计算公式为：

其中，t为板厚，L为小孔下方空腔的厚度，为c声速，P为穿孔率，即板上穿孔面积与总面积之比，δ为孔口末端修正量，对于直径为d的圆孔，δ＝0.8d。

本发明的有益效果是：

从物理学角度出发，根据建筑学中广泛应用的亥姆霍兹共振原理改良设计具有吸收低频共振声音的软性微穿孔板层作为夹层，并连同最外的棉麻面料层以及最内的聚酯纤维层设计成方便穿戴的外衣形式，穿上此外衣可以屏蔽汽车运行过程中产生的低频声波对人体的影响，从而减缓晕车感，且无副作用。

附图说明

图1为亥姆霍兹共振器的两种吸音结构原理图，左图为圆形空腔体结构，右图为方形空腔体结构；

图2为本发明的软性微穿孔板层的吸音结构原理图；

图3为本发明实施例中的外衣正面透视简图；

图4为本发明实施例中的外衣横截面示意图。

具体实施方式

本发明旨在提出一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，通过无副作用的物理手段来吸收低频率的声波能力，削弱其对人体内管内神经的影响，从而减缓晕车感。

其核心思想是：设计的外衣由外到内主要分为三层，最外层棉麻面料层，后两层是主要吸声结构，第二层为软性微穿孔板层，经过特殊设计的板厚，孔径和穿孔率来实现低频声波能量转化吸收的作用，第三层为较薄的无纺布包裹的聚酯纤维棉层。该外衣能够通过对较低频声波的屏蔽和声波能量消耗，减弱低频声波对内脏器官引起的共振，削减刺激人体内的神经特别是植物神经，减缓晕车感觉。

本发明中的软性微穿孔板层是根据亥姆霍兹共振器设计而得，亥姆霍兹共振器的原理如图1所示，其包括一个腔体，该腔体具有一定厚度，在腔体表面开一个面积相对于空腔表面积很小的孔，小孔具有一定的深度形成类似小型管道的形状。当外部声波波动沿着小孔进入腔体方向传入时，其内部空气受到外界波动强制压缩，管道里的空气会发生振动性运动，腔体内的空气对之产生恢复力。共振腔内空气震动的动能集中于上述管道内空气的运动，小管内空气之间的摩擦和空气与腔壁之间的摩擦将声波的动能转换成热能从而消耗吸收掉声波能量。因此，亥姆霍兹共振器是不需要外界能源，完全依靠物理结构形成的声能转化装置。

若将多个带小孔的共振音腔结构并联在一起，每个音腔的容积为v，则外在物理表现形式就成了具有很多小孔的微穿孔板，板后的空间就类似于单个共振结构中的音腔组合连接起来，这就是本发明的软性微穿孔板层的吸音结构原理，如图2所示。这样形成的微穿孔板对穿孔面传来的声波具有吸收作用。

不同尺寸的孔产生的共振频率不同，孔径的共振频率和外界声波的频率越接近时产生的共振越明显，声波能量吸收效果最好。设定板厚度为t，L为板后面的空腔厚度(如图2下部分中两条横向阴影部分的距离)，声速为c，P为穿孔率(即板上穿孔面积与总面积之比)，δ为孔口末端修正量，因为颈部空气柱两端附近的空气也参加振动，需要修正，对于直径为d的圆孔，δ＝0.8d。设该孔径的共振频率f₀可由以下公式计算求得：

以6mm板厚，板厚空腔5mm为例，改变不同孔径和穿孔率(穿孔率可以根据孔径和孔之间的间距来计算，为现有技术)可得到更低的共振频率，获得更好的吸收声波能量效果，共振频率如下表1所示：

表1：不同穿孔规格板的孔共振频率表

上表中，d为孔径，B为孔之间的间距。可以看出，在相同的板厚和板厚空腔下，孔径越小，孔间距越大，则能够获得更低的共振频率。

实施例：

如图3所示，本实施例中的外衣以马甲形式设计，易于穿戴，方便使用。图3中1所示为外衣的外面料层，采用棉麻面料，其非直接接触皮肤不会产生不适感且透气，并且其本身结构特征也具有一定吸声功能。图3中2所示为外衣内部夹层，其完整分布于外衣从两腋下连线往下的所有内部面积，包括外衣前后两面和外衣两侧，并非仅仅分布在正视面，该内部夹层即实现共振吸收声波能量的作用层。

外衣的各层具体分布关系如图4所示，图4中1所示为外衣的最外层-棉麻面料层；图4中2所示为中间层-软性微穿孔板层，该层采用如TPE等弹性、热塑性较好、环保无毒的塑料材料制成，该层截面可见整齐排列的小孔，小孔在软性穿孔板上按正方形排列；另外，小孔内壁可采用非光滑处理，使得共振空气在小孔内部振动时可增加空气与内壁的摩擦，声能转化成热能的效率更高，吸收声能效果更好；图4中3所示为最里层-聚酯纤维层，聚酯纤维层同样具有致密多孔结构，能够优化吸声效果，且该聚酯纤维层用无纺布包裹可防止少量纤维脱落接触人体皮肤引起不适感，聚酯纤维层总体厚度不超过4毫米。

在制作该外衣时，软性微穿孔板层和聚酯纤维层只在其上部边缘一圈和下部边缘一圈与最外面的棉麻面料层缝合在一起，不在其主要功能面部作大面积走线缝合，可保证微穿孔板层和聚酯纤维层之间有一定的空腔，加强低频声波的吸声效果。

Claims (8)

1.一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，其特征在于，

包括由外至内的三层结构，分别为棉麻面料层、软性微穿孔板层和聚酯纤维层；所述软性微穿孔板层上设置有排列的小孔，所述小孔具有一定深度，各个小孔下对应设有空腔结构。

2.如权利要求1所述的一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，其特征在于，

所述外衣以马甲形式设计，所述软性微穿孔板层作为内部夹层完整分布于外衣从两腋下连线往下的所有内部面积。

3.如权利要求1所述的一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，其特征在于，

所述软性微穿孔板层采用软性、热塑性较好的塑料材料制成。

4.如权利要求1所述的一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，其特征在于，

所述聚酯纤维层采用无纺布包裹，其厚度不超过4mm。

5.如权利要求1所述的一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，其特征在于，

所述小孔在软性微穿孔板层上呈正方形或等边三角形整齐排列。

6.如权利要求1所述的一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，其特征在于，

所述小孔的内壁采用非光滑处理。

7.如权利要求1所述的一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，其特征在于，

所述软性微穿孔板层和聚酯纤维层只在其上部边缘一圈和下部边缘一圈与最外面的棉麻面料层缝合在一起，保证软性微穿孔板层和聚酯纤维层之间留有一定的空腔间隙。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种屏蔽低频声波减缓晕车感的外衣，其特征在于，

在软性微穿孔板层上设置小孔时，通过对孔径和孔间间距的设计使得小孔的共振频率越接近外界声波的共振频率时，获得越好的吸收声波能量的效果；

所述小孔的共振频率f₀的计算公式为：

其中，t为板厚，L为小孔下方空腔的厚度，为c声速，P为穿孔率，即板上穿孔面积与总面积之比，δ为孔口末端修正量，对于直径为d的圆孔，δ＝0.8d。

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