CN115151153A - 连接器 - Google Patents

Abstract

一种用于连接装置的内层和外层的连接器(20)，该连接器包括：锚点(21)，其被配置为连接到内层和外层中的一者；弹性部分(22)，其布置为围绕沿第一方向延伸的第一轴线至少部分地围绕锚点(21)并连接到锚点(21)；周边部分(23)，其布置为围绕沿第一方向延伸的第二轴线至少部分地围绕弹性部分(22)并连接到弹性部分(22)，且被配置为连接到内层和外层中的另一者；和附接装置，其位于与锚点(21)相对的连接器(20)的表面上，用于将连接器附接到不与锚点(21)连接的内层或外层；其中，弹性部分(22)被配置为在连接器(20)与内层和外层连接的连接状态下从周边部分(23)沿第一方向突出，并且变形以允许锚点(21)在垂直于第一方向的方向相对于周边部分(23)移动。

Description

连接器

本发明涉及装置的内部和外部部件之间的连接器。特别地，本发明涉及一种可以包括两个部件之间的滑动界面的装置，例如，头盔。

已知头盔用于各种活动。这些活动包括战斗和工业用途，例如，士兵的防护头盔和诸如建筑商、矿工或工业机械操作员使用的安全帽或头盔。头盔在体育活动中也很常见。例如，防护头盔可用于冰球、自行车、摩托车、赛车、滑雪、单板滑雪、滑冰、滑板、马术活动、美式足球、棒球、橄榄球、足球、板球、曲棍球、攀岩、高尔夫、气枪、滚筒德比(roller derby)和彩弹游戏(paintballing)。

头盔可以具有固定尺寸或可调节尺寸，以适应头部的不同尺寸和形状。在某些类型的头盔中，例如，通常在冰球头盔中，可调节性可以通过移动头盔的部件来改变头盔的外部和内部尺寸来提供。这可以通过使头盔具有两个或更多个可以相对于彼此移动的部分来实现。在其他情况下，例如，通常在自行车头盔中，头盔设有附接装置，其用于将头盔固定到用户的头部，并且该附接装置可以改变尺寸以适合用户的头部，而头盔的主体或外壳保持不变的尺寸。在某些情况下，头盔内的舒适衬垫可以作为附接装置。附接装置也可以以多个物理上分离的部件的形式设置，例如，多个彼此不互连的舒适衬垫。这种用于将头盔固定在用户头上的附接装置可以与额外的绑带(例如，枕颏带)一起使用，以进一步将头盔固定到位。也可以是这些调整机制的组合。

头盔通常由外壳制成，外壳通常很硬，由塑料或复合材料制成，还有一个称为内衬的能量吸收层。在其他布置中，例如，橄榄球比赛帽(rugby scrum cap)，头盔可以没有硬外壳，并且头盔作为一个整体可以是柔性的。在任何情况下，如今，必须设计防护头盔以满足某些法律要求，这些要求尤其涉及在规定负载下大脑重心处可能出现的最大加速度。通常，会进行测试，其中一个配备有头盔的假人颅骨受到朝向头部的径向打击。这导致现代头盔在径向冲击颅骨的情况下具有良好的能量吸收能力。在通过吸收或消散旋转能量和/或将其重新定向为平移能量而不是旋转能量来开发头盔以减少斜向冲击(即，结合了切向和径向分量)传递的能量方面，也取得了进展(例如，WO 2001/045526和WO 2011/139224，两者都通过引用的方式整体并入本文)。

这种斜向冲击(在没有保护的情况下)会导致大脑的平移加速度和角加速度。角加速度导致大脑在颅骨内旋转，从而对连接大脑与颅骨以及与大脑本身的身体元件造成伤害。

旋转损伤的示例包括轻度外伤性脑损伤(Mild Traumatic Brain Injuries，MTBI)如脑震荡，重度外伤性脑损伤(Severe Traumatic Brain Injuries，STBI)如硬膜下血肿(subdural haematomas，SDH)，血管破裂导致的出血，和弥漫性轴索损伤(diffuseaxonal injuries，DAI)，这些可以概括为由于脑组织中的高剪切变形导致神经纤维过度拉伸。

根据旋转力的特性，例如，持续时间、幅度和增加速度，可能会遭受脑震荡、SDH、DAI或这些伤害的组合。一般来说，SDH发生在加速持续时间短、幅度大的情况下，而DAI发生在加速载荷较长、较广泛的情况下。

在可以减少由斜向冲击引起的传递到大脑的旋转能量的诸如WO 2001/045526和WO2011/139224中公开的头盔中，头盔的两个部件可以被配置为在斜向冲击之后相对于彼此滑动。可以提供连接器，在将头盔的部件连接在一起的同时，允许部件在冲击下相对于彼此移动。

为了提供这样的头盔，可能希望提供两个可以相对于彼此滑动的组件，从而提供滑动界面。还可能希望能够提供这样的滑动界面而不会显著增加制造成本和/或工作量(effect)。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于连接装置的内层和外层的连接器，该连接器包括：锚点，其被配置为连接到内层和外层中的一者；弹性部分，其被布置为围绕沿第一方向延伸的第一轴线至少部分地围绕该锚点并连接到该锚点；周边部分，其被布置为围绕沿第一方向延伸的第二轴线至少部分地围绕该弹性部分并连接到该弹性部分，并且被配置为连接到该内层和外层中的另一者；和附接装置，其位于与该锚点相对的该连接器的表面上，用于将该连接器附接到不与该锚点连接的该内层或外层；其中，该弹性部分被配置为在该连接器与该内层和外层连接的连接状态下从该周边部分沿该第一方向突出，并且变形以允许该锚点在垂直于该第一方向的方向相对于该周边部分移动。

可选地，该附接装置设置在该周边部分的表面上。这可以提高包括连接器的连接布置的稳定性。

可选地，该附接装置是钩环附接装置。这可以简化连接器的安装。

可选地，在未变形状态下，该弹性部分大致平坦，且该连接状态为该弹性部分的变形状态。该特征可以提供更紧凑的连接器并且主动将装置的各组件拉到一起以获得更紧凑的装置。或者，在未变形的状态下，该弹性部分从该周边部分沿第一方向突出。该特征可以提供相对容易安装的连接器。

可选地，该弹性部分延伸穿过连接器的中心区域，该中心区域被周边区域包围。

可选地，该弹性部分基本上覆盖整个中心区域。这可以防止可能干扰连接器性能的不需要的材料(例如，污物)进入。或者，该弹性部分包括其间具有间隙的多个部分。可选地，该多个部分相对于轴线沿径向方向延伸。这可以减少连接器所需的材料量和/或允许更精细地控制连接器的弹性。

可选地，该周边部分形成闭合回路。可选地，该周边部分基本上是环形的，并且第二轴线穿过该周边部分的中心。这些特性提高了连接器的稳定性。

可选地，该锚点与轴线对齐。

可选地，第一和第二轴线重合。

可选地，该弹性部分和该周边部分关于重合的第一和第二轴线具有旋转对称性。这样的布置可以确保连接器均匀地执行而与滑动运动的方向无关。

可选地，该周边部分由刚性材料形成。

可选地，该连接器还包括插入件，其由刚性材料形成，该插入件被配置为插入到该周边部分中以防止该周边部分变形。这可以提高该连接器的稳定性。可选地，该周边部分由弹性材料形成。

可选地，该弹性部分与该周边部分一体成型。这可以提供更坚固的连接器和/或可以减少所需部件的数量。

可选地，该锚点包括卡扣连接器，该卡扣连接器被配置为与内层或外层卡扣配合。这可以提供相对简单的连接机构以减少安装时间，和/或提供相对稳健的连接机构。

可选地，该连接器还包括帽，其被配置为覆盖该连接器的中心区域，该连接器的中心区域由该周边区域围绕，以防止不需要的材料进入该中心区域。

可选地，该连接器还包括突起，其连接到该周边部分并且被配置为将该周边部分锚固在该内层或外层中。这可以在连接器和装置之间提供更强的连接。

根据本发明的第二方面，提供了一种装置，包括：内层；外层；滑动界面，其位于内层和外层之间；和根据第一方面的连接器，其连接到该内层和外层，从而允许在该滑动界面处在该内层和外层之间相对滑动，以响应对该装置的冲击。

可选地，该周边部分布置在该内层和外层之间。这可以提高连接器的安装便利性，例如，允许在不显著重新设计装置的情况下对装置进行改装。

可选地，该内层或外层包括另一附接装置，其与该连接器的附接装置互补。

可选地，该装置是头盔。

可选地，该外层为硬壳，且该内层为能量吸收层。或者，该内层为硬壳，且该外层包括与该硬壳连接的一个或多个板。或者，该内层和该外层均为能量吸收层。或者，该外层为能量吸收层，且该内层为界面层，界面层被配置为与佩戴者的头部接触。可选地，该界面层包括舒适衬垫。

下面参照附图详细描述本发明，其中：

图1描绘了用于提供抵抗斜向冲击的保护的头盔的横截面；

图2为图1的头盔的工作原理图；

图3A、3B和3C示出图1的头盔结构的变化；

图4和5示意性地描绘了头盔的另一种布置；

图6至9示意性地描绘了头盔的进一步布置；

图10示意性地描绘了头盔的另一种布置；

图11示意性地描绘了头盔的另一种布置；

图12示意性地描绘了头盔的另一种布置；

图13示出第一示例连接器的第一视图；

图14示出第一示例连接器的第二视图；

图15示出第一示例连接器的第三视图；

图16示出第一示例连接器的第四视图；

图17示出包括第一示例连接器的连接布置；

图18示出第二示例连接器的第一视图；

图19示出第三示例连接器的第一视图；

图20示出第三示例连接器的第二视图；

图21示出第四示例连接器的第一视图；

图22示出第四示例连接器的第二视图；

图23示出第五示例连接器；

图24示出第六示例连接器；

图25示出第七示例连接器的第一视图；

图26示出第七示例连接器的第二视图；

图27示出第八示例连接器的第一视图；

图28示出第八示例连接器的第二视图；

图29示出第九示例连接器；

图30示出防弹衣的第一个示例；

图31示出防弹衣的第二个示例；

图32示出头盔的另一个示例；

图33示出图13至16的连接器的变体。

为了清楚起见，图中所描绘的头盔中各层的厚度比例在图中被夸大了，当然可以根据需要和要求进行调整。

图1描绘了在WO 01/45526中讨论的那种类型的第一头盔1，旨在提供抵抗斜向冲击的保护。这种类型的头盔可以是上面讨论的任何类型的头盔。

防护头盔1由外壳2和内壳3构成，所述内壳3布置在外壳2内部，用于与佩戴者头部接触。

外壳2和内壳3之间设置有滑动层4(也称为滑动促进剂或低摩擦层)，其可以使外壳2和内壳3之间发生位移。特别地，如下文所讨论的，滑动层4或滑动促进剂可以被配置使得在碰撞期间可以在两个部件之间发生滑动。例如，它可以被配置为能够在与头盔1上的冲击相关联的力下滑动，该冲击对于头盔1的佩戴者来说是可承受的。在一些布置中，可能希望配置滑动层4使得摩擦系数在0.001和0.3之间和/或低于0.15。

在图1的描述中，头盔1的边缘部分可以设置一个或多个连接件5，连接件5将外壳2和内壳3相互连接。在一些布置中，连接器可以通过吸收能量来抵消外壳2和内壳3之间的相互位移。然而，这不是必需的。此外，即使在存在该特征的情况下，在冲击期间与被内壳3吸收的能量相比，吸收的能量的量通常也是最小的。在其他布置中，连接件5可能根本不存在。

此外，这些连接件5的位置可以变化(例如，被定位在远离边缘部分的位置，并通过滑动层4连接外壳2和内壳3)。

外壳2优选地较薄且较坚固，以承受各种类型的冲击。外壳2可以由聚合物材料制成，例如，聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚氯乙烯(polyvinylchloride，PVC)或丙烯腈丁二烯苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene，ABS)。有利地，聚合物材料可以是使用诸如玻璃纤维、芳纶、特沃纶(Twaron)、碳纤维或凯芙拉(Kevlar)的材料而进行了纤维增强。

内壳3相当厚并且用作能量吸收层。因此，它能够缓冲或吸收对头部的冲击。它可以有利地由泡沫材料制成，例如，发泡聚苯乙烯(expanded polystyrene，EPS)、发泡聚丙烯(expanded polypropylene，EPP)、发泡聚氨酯(expanded polyurethane，EPU)、乙烯基腈泡沫；或例如形成蜂窝状结构的其他材料；或应变率敏感泡沫，例如，商标名为Poron^TM和D3O^TM销售的应变率敏感泡沫。结构可以以不同的方式变化，如下所示，例如，以不同材料的多个层存在。

设计内壳3用于吸收冲击能量。头盔1的其他元件将以有限的程度吸收该能量(例如，硬外壳2，或在内壳3内提供的所谓“舒适衬垫”)，但这不是它们的主要目的，与内壳3的能量吸收相比，它们对能量吸收的贡献是最小的。实际上，尽管诸如舒适衬垫之类的其他一些元件可由“可压缩”材料制成，并且在其他情况下被视为“吸收能量”，但在头盔领域众所周知的是，可压缩材料不一定是在冲击过程中吸收大量能量以减少对头盔佩戴者的伤害意义上的“吸收能量”。

许多不同的材料和实施例可以用作滑动层4或滑动促进剂，例如，油、特氟隆、微球、空气、橡胶、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、织物材料例如，毡等。这样的层可以具有约为0.1-5mm的厚度，但也可以使用其他厚度，这具体取决于所选材料和所需性能。滑动层的数量和它们的位置也可以改变，下面讨论这方面的一个示例(参照图3b)。

作为连接件5，例如，可以使用以适当的方式锚固在外壳和内壳中的可变形塑料条或金属条。

图2示出防护头盔1的工作原理，其中头盔1和佩戴者的颅骨10被假设为半圆柱形，颅骨10安装在纵轴11上。当头盔1受到斜向冲击K时，扭力和扭矩传递到颅骨10。冲击力K对防护头盔1产生切向力K_T和径向力K_R。在这个特定的环境中，只有头盔旋转的切向力K_T及其影响是有意义的。

可以看出，力K引起外壳2相对于内壳3的位移12，连接件5变形。通过这种布置，可以显着降低传递到颅骨10的扭转力。典型的可减少约为25％，但在某些情况下，减少可能会高达90％。这是由于内壳3和外壳2之间的滑动运动减少了转化成径向加速度的能量的量。

尽管这里没有被描绘，但滑动运动也可以在防护头盔1的圆周方向上发生。这可能是外壳2和内壳3之间的圆周角旋转的结果(即，在冲击期间，外壳2可以相对于内壳3旋转一圆周角)。

防护头盔1的其他布置也是可能的。图3示出了一些可能的变体。在图3a中，内壳3由相对薄的外层3”和相对厚的内层3'构成。优选地，外层3”比内层3”硬，以帮助促进相对于外壳2的滑动。在图3b中，内壳3以与图3a相同的方式构造。然而，在这种情况下，有两个滑动层4，在它们之间有中间壳6。如果需要，两个滑动层4可以以不同地方式实施并且由不同材料制成。例如，一种可能性是外滑动层中的摩擦力低于内滑动层中的摩擦力。在图3c中，外壳2的实施方式与先前的不同。在这种情况下，较硬的外层2”覆盖较软的内层2'。例如，内层2'可以是与内壳3相同的材料。

图4描绘了在WO 2011/139224中讨论的那种类型的第二头盔1，其也旨在提供针对倾斜冲击的保护。这种类型的头盔也可以是上面讨论的任何类型的头盔。

在图4中，头盔1包括能量吸收层3，类似于图1的头盔的内壳3。能量吸收层3的外表面可以由与能量吸收层3相同的材料提供(即，可以没有额外的外壳)，或者外表面可以是刚性壳2(参见图5)，相当于图1所示头盔的外壳2。在这种情况下，刚性壳2可以由与能量吸收层3不同的材料制成。图4的头盔1具有多个通风口7，这些通风口是可选的，穿过能量吸收层3和外壳2延伸，从而允许气流通过头盔1。

设置界面层13(也称为附接装置)，以连接到(和/或将头盔1附接到)佩戴者的头部。如前文所讨论的，能量吸收层3和刚性壳2的尺寸不能调整，这可能是合乎需要的，因为它允许通过调整附接装置13的尺寸来适应不同尺寸的头部。附接装置13可由弹性或半弹性聚合物材料制成，例如，PC、ABS、PVC或PTFE，或天然纤维材料，例如，棉布。例如，织物帽或网可以形成附接装置13。

尽管附接装置13被示为包括头带部分以及从前侧、后侧、左侧和右侧延伸的另外的带状部分，但是附接装置13的特定构造可以根据头盔的构造而变化。在某些情况下，附接装置可能更像是一个连续的(成形的)片材，可能例如，对应于通风口7的位置带有孔或间隙，以允许气流穿过头盔。

图4还描绘了可选的调节装置6，其用于为特定佩戴者调节附接装置13的头带直径。在其他布置中，头带可以是弹性头带，在这种情况下可以排除调节装置6。

在能量吸收层3的径向内侧设置有滑动促进剂4。滑动促进剂4适于靠着能量吸收层或靠着附接装置13滑动，附接装置13被设置为用于将头盔附接到佩戴者的头部。

以与上文所讨论的相同的方式，提供滑动促进剂4以辅助能量吸收层3相对于附接装置13滑动。滑动促进剂4可以是具有低摩擦系数的材料，或者可以涂有这种材料。

因此，在图4的头盔中，滑动促进剂8可以设置在能量吸收层3的最内侧上或与该最内侧一体化，面向附接装置13。

然而，同样可以想到，滑动促进剂4可以设置在附接装置13的外表面上或与附接装置13的外表面一体化，这相同是为了在能量吸收层3和附接装置13之间提供可滑动性。即，在特定布置中，附接装置13本身可适于充当滑动促进剂4，并且可包括低摩擦材料。

换言之，滑动促进剂4设置在能量吸收层3的径向内侧。滑动促进剂也可以设置在附接装置13的径向外侧。

当附接装置13形成为帽或网(如上文所讨论的)时，滑动促进剂4可设置为低摩擦材料的贴片。

低摩擦材料可以是蜡质聚合物，例如，PTFE、ABS、PVC、PC、尼龙、PFA、EEP、PE和UHMWPE，或是可以注入有润滑剂的粉末材料。低摩擦材料可以是织物材料。如所讨论的，这种低摩擦材料可以应用于滑动促进剂和能量吸收层中的一者或两者。

附接装置13可以通过固定构件5固定在能量吸收层3和/或外壳2上，固定构件5例如图4中的四个固定构件5a、5b、5c和5d。这些可以适于通过以弹性、半弹性或塑性方式变形来吸收能量。然而，这不是必需的。此外，即使存在该特征，与在冲击期间由能量吸收层3吸收的能量相比，吸收的能量的量通常是最小的。

根据图4所示的布置，四个固定构件5a、5b、5c和5d是悬挂构件5a、5b、5c、5d，具有第一和第二部分8、9，其中悬挂构件5a、5b、5c、5d的第一部分8适于固定到附接装置13，并且悬挂构件5a、5b、5c、5d的第二部分9适于固定到能量吸收层3。

图5示出了与图4中的头盔类似的头盔放置在佩戴者头上时的布置。图5的头盔1包括硬外壳2，其由与能量吸收层3不同的材料制成。与图4相反，在图5中，附接装置13通过两个固定构件5a、5b固定到能量吸收层3，固定构件5a、5b适于弹性地、半弹性地或塑性地吸收能量和力。

图5示出了对头盔产生旋转力的正面斜向冲击I。斜向冲击I导致能量吸收层3相对于附接装置13滑动。附接装置13通过固定构件5a、5b固定到能量吸收层3。尽管为了清楚起见仅示出了两个这样的固定构件，但是实际上可以存在许多这样的固定构件。固定构件5可以通过弹性变形或半弹性变形来吸收旋转力。在其他布置中，变形可以是塑性的，甚至导致一个或多个固定构件5的断裂。在塑性变形的情况下，在冲击后至少需要更换固定构件5。在某些情况下，固定构件5中可能发生塑性变形和弹性变形的组合，即一些固定构件5破裂，以塑性方式吸收能量，而其他固定构件变形并弹性地吸收力。

通常，在图4和图5的头盔中，在冲击期间，能量吸收层3以与图1头盔的内壳相同的方式通过压缩起到冲击吸收器的作用。如果使用外壳2，它将有助于将冲击能量分散到能量吸收层3上。滑动促进剂4还将允许附接装置和能量吸收层之间的滑动。这允许以受控方式消散能量，否则这些能量将作为旋转能量传递到大脑。能量可以通过摩擦热、能量吸收层变形或固定构件的变形或位移来消散。减少的能量传输导致影响大脑的旋转加速度降低，从而减少了颅骨内大脑的旋转。从而降低了包括MTBI和STBI在内的旋转损伤的风险，例如，硬膜下血肿、SDH、血管破裂、脑震荡和DAI。

可在头盔内使用的连接器如下所述。应当理解，这些连接器可以用于多种环境中并且不限于在头盔内使用。例如，它们可用于提供冲击保护的其他装置，例如，防弹衣或运动器材的衬垫。在头盔的情况下，连接器尤其可以用于代替先前已知的连接件和/或上文所讨论的布置的固定构件。

在一种布置中，连接器可以与图6所示类型的头盔1一起使用。图6中所示的头盔具有与上文关于图4和图5所讨论的类似的配置。特别地，头盔具有较硬的外壳2和能量吸收层3。以头盔内衬15的形式设置头部附接装置。内衬15可以包括如上文所讨论的舒适衬垫。通常，与能量吸收层3吸收的能量相比，内衬15和/或任何舒适衬垫可能不会吸收很大比例的冲击能量。

内衬15可以是可移除的。这可以使内衬能够被清洁和/或可以使得能够提供经修改以适合特定佩戴者的内衬。

在内衬15和能量吸收层3之间设置有内壳14，该内壳14由相对较硬的材料、即比能量吸收层3更硬的材料形成。内壳14可以模制到能量吸收层3，并且可以由上文关于外壳2的形成所讨论的任何材料制成。在替代布置中，内壳14可由织物材料形成，可选地涂有低摩擦材料。

在图6的布置中，在内壳14和内衬15之间设置有低摩擦界面。这可以通过适当选择至少一种材料来实现，该材料用于形成内衬15外表面或该材料用于形成内壳14。替代地或附加地，可以将低摩擦涂层施加到内壳14和内衬15的相对表面中的至少一者上。替代地或附加地，润滑剂可以施加到内壳14和内衬15的相对表面中的至少一者上。

如图所示，内衬15可以通过一个或多个连接器20连接到头盔1的其余部分，这将在下文进一步详细讨论。连接器20的位置和要使用的连接器20的数量的选择可以取决于头盔其余部分的构造。

在如图6所示的布置中，至少一个连接器20可以连接到内壳14。替代地或附加地，一个或多个连接器20可以连接到头盔1的其余部分中的另一部分，例如，能量吸收层3和/或外壳2。连接器20也可以连接到头盔1的其余部分中的两个或更多个部分。

图7描绘了头盔1的另一替代布置。如图所示，这种布置的头盔1包括舒适衬垫16的多个独立部分。舒适衬垫16的每一部分可以通过一个或多个连接器20连接到头盔的其余部分。

舒适衬垫16的各部分可以具有滑动界面，其设置在舒适衬垫16的部分和头盔1的其余部分之间。在这种布置中，舒适衬垫16的各部分可以提供与图6所示布置的内衬15类似的功能。上文所讨论的在内衬和头盔之间设置滑动界面的选项也适用于舒适衬垫部分和头盔之间的滑动界面。

还应当理解，图7的布置(即设置多个独立安装的舒适衬垫16部分，在舒适衬垫16的各部分和头盔的其余部分之间设有滑动界面)可以与任何形式的头盔结合，包括如图1至5所示的头盔，也具有设置在头盔的其他两个部分之间的滑动界面。

图8和9示出了与图6和7等效的布置，除了内壳14被应用到内衬15(在图8中)或舒适衬垫16(在图9中)之外。在图9的情况下，与图6至8的基本全壳布置相比，内壳14可以仅为部分壳或多个壳段。实际上，在图8和图9中，内壳14也可以表征为内衬15或舒适衬垫16上的相对硬的涂层。如图6和图7所示，内壳14由相对较硬的材料形成，即比能量吸收层3更硬的材料。例如，该材料可以是PTFE、ABS、PVC、PC、尼龙、PFA、EEP、PE和UHMWPE。该材料可以结合到内衬15或舒适衬垫16的外侧以简化制造过程。这种结合可以通过任何方式进行，例如，通过粘合剂或通过高频焊接或缝合。在替代的布置中，内壳14可由织物材料形成，可选地涂有低摩擦材料。

在图8和9中，在内壳14和能量吸收层3之间设置有低摩擦界面。这可以通过适当选择至少一种材料来实现，该材料用于形成能量吸收层3的外表面或该材料用于形成内壳14。替代地或附加地，可以将低摩擦涂层施加到内壳14和能量吸收层3的相对表面中的至少一者上。替代地或附加地，润滑剂可以施加到内壳14和能量吸收层3的相对表面中的至少一者上。

在图8和9中，至少一个连接器20可以连接到内壳14。替代地或附加地，一个或多个连接器20可以连接到内衬15或舒适衬垫16的其余部分中的另一部分。

在另一种布置中，连接器可以与图10所示类型的头盔1一起使用。图10中所示的头盔具有与以上关于图1、2、3A和3B所讨论的类似的构造。特别地，头盔具有相对较硬的外壳2和能量吸收层3，该外壳2和能量吸收层3被配置为相对于彼此滑动。至少一个连接器20可以连接到外壳2和能量吸收层3。或者，连接器可以连接一个或多个中间滑动层，该中间滑动层与外壳2和能量吸收层2中的一者或两者相关联，中间滑动层提供低摩擦。

在又一种布置中，连接器可以与图11所示类型的头盔1一起使用。图11中所示的头盔具有与上文关于图3B所讨论的类似的构造。特别地，该头盔具有相对较硬的外壳2和能量吸收层3，该能量吸收层3被分为外部和内部部件3A、3B，外部和内部部件3A、3B被配置成相对于彼此滑动。至少一个连接器20可以连接到能量吸收层3的外部和内部部件3A、3B。或者，连接器可以连接一个或多个中间滑动层，该中间滑动层与能量吸收层3的外部和内部部件3A、3B中的一者或两者相关联，该中间滑动层提供低摩擦。

图12描绘了头盔1的另一种替代布置。在这种布置中，一个或多个外板17可以安装到头盔1，该头盔1具有至少一个能量吸收层3和在能量吸收层2的外侧形成的相对硬层2。应当理解，外板17的这种布置可以添加到根据上文所讨论的任何布置的任何头盔，即在头盔1的至少两层之间具有滑动界面。

外板17可以以在相对硬层2的外表面与外板17的表面的至少一部分之间设置低摩擦界面的方式安装到相对硬层2上，至少在对外板17的冲击之下，外板17的表面的所述至少一部分与相对硬层2的所述外表面接触。在一些布置中，可以在硬层2和板17之间设置中间低摩擦层。

此外，外板17的安装方式可以是这样的：在外板17受到冲击的情况下，外板17可以滑过相对硬层2(或中间低摩擦层)。每个外板17可以通过一个或多个连接器20连接到头盔1的其余部分。

在这样的布置中，在头盔1受到冲击的情况下，可以预期冲击将发生在一个或有限数量的外板17上。因此，通过配置头盔使得一个或多个外板17能够相对于相对硬层2和任何未受到冲击的外板17移动，接收冲击的表面，即一个或有限的数量的外板17可以相对于头盔1的其余部分移动。在斜向冲击或切向冲击的情况下，这可能会减少旋转力传递到头盔其余部分。反过来，这可以减少施加在头盔佩戴者的大脑上的旋转加速度和/或减少脑损伤。

现在将描述连接器20的可能布置。为方便起见，通常将连接器描述为将界面层(例如，内衬15或衬垫层16)连接到头盔的能量吸收层，例如，在图8和9中所示。然而，应该理解，连接器20可以用于将装置的任何两个部分连接在一起，例如，上述的任何层。此外，在下文中，连接器20被描述为具有连接到装置的第一部分的第一部件，例如，能量吸收层，以及连接到装置的第二部分的第二部件，例如，界面层，应该理解的是，通过适当的修改，这可以颠倒过来。

图13至16示出了根据本公开的第一示例连接器20的不同视图。如上文所解释的，连接器20适用于连接一装置(例如，头盔)的内层和外层。

通常，连接器20包括锚点21，其被配置为连接到头盔的界面层。连接器20还包括弹性部分22，其被布置为绕沿第一方向延伸的第一轴线A至少部分地围绕所述锚点21并连接到所述锚点21；连接器20的周边部分23被布置为绕在第一方向上延伸的第二轴线B至少部分地围绕弹性部分22，并且连接到弹性部分22。周边部分23还被配置为连接到头盔的能量吸收层3和/或与能量吸收层3相关联的中间低摩擦层4。连接器20还包括附接装置24，其位于与锚点21相对的连接器的表面上，用于将连接器20附接到能量吸收层3。弹性部分22用以变形以允许锚点21相对于周边部分23在垂直于第一方向的方向上移动。

在图13至16所示的示例中，锚点21包括在相互不同的方向上延伸的两个臂21a。如图所示，臂21a可以垂直于第一轴线A延伸。臂21a可以被配置为插入锚点21所附接的层中的孔中，然后延伸以防止连接器20与该层断开。因此，臂21a可以由弹性材料形成，例如，与弹性部分22相同的材料。臂21a可以具有这样的形状：该形状被配置为使得从孔中移除臂21a更加困难。例如，如图所示，臂可以包括狭窄部分，其位于锚点21的中心部分处，被配置为装配在孔内；和进一步向外的较宽部分，其比孔更宽。此外，较宽部分可以远离中心部分逐渐变细，使得臂21a可以更容易地装配到孔中。如图13至16所示，臂21a的最外部分可以再次比变细部分的最窄部分更宽，但是在图33所示的该示例连接器的变型中并不是这种情况。臂21a可以基本上是平坦的。这可以减少佩戴者从手臂21a感受到的点压力。

然而，替代的布置是可能的，例如，锚点21可以通过胶水、钩环布置或磁体替代地连接到能量吸收层3。

如图16所示，锚点21可以在形成弹性部分22的材料的一部分内形成。或者，锚点21可由相对刚性的材料形成，该材料连接到形成弹性部分22的材料或与形成弹性部分22的材料一体化。

应当理解，术语锚点通常是指任何结构，该结构被配置为将连接器20附接(或锚定)到头盔1的一部分。然而，在一些实施例中，锚点21与连接器20相比可以相对较小，从而基本上位于连接器20上的一个点处，例如，第一轴线A上的一个点。

周边部分23主要用于将连接器20连接到能量吸收层3。然而，周边部分23也可以为连接器20提供强度和稳定性。因此，与形成弹性部分22的材料相比，周边部分可由相对刚性的材料形成。刚性材料可以被配置为在对头盔1的冲击下保持其形状，而弹性部分22在相同的冲击下变形。例如，刚性材料可以是PTFE、ABS、PVC、PC、尼龙、PFA、EEP、PE、UHMWPE和金属。

如图13至16所示，周边部分23的形状可以大致是环形。周边部分23因此限定了由该环形包围的中心区域。如图13至15所示环形形状是连接器20的示例，其中周边部分23形成围绕中心区域的闭合环。然而，其他示例可以具有不同的形状，例如，矩形、正方形三角形或任何其他任意形状。此外，在其他示例中，周边部分23可以不围绕中心区域封闭，而仍围绕所述中心区域。第二轴线B可以穿过中心区域的中心，例如，环形周边区域23的中心。

如图16所示，周边部分23可以基本上是平坦的。换言之，周边部分20与其长度和宽度相比可以具有相对小的厚度。长度和宽度方向可以定义一个平面(图16中的水平面)，厚度方向(图16中的垂直方向)垂直于该平面。厚度方向对应于上文定义的第一方向。

周边部分23可以具有基本平坦的外表面(即背离锚点21)。该表面可以被配置为连接到能量吸收层3。平坦表面可以在垂直于第一方向的平面中。

如图16所示，附接装置24可以设置在周边部分23的表面上。在该示例中，附接装置是钩环材料(例如，Velcro^TM)，该钩环材料设置在周边部分23的表面上。注意，钩环材料可以仅部分覆盖周边部分23和/或可以额外覆盖由周边部分23围绕的中心部分。

在其他示例中，可以设置不同的附接装置，例如，卡销、磁体或粘合剂。

在图13至16的示例连接器20中，从连接器向外，即在相互相反的方向上，设置锚点21和附接装置。因此，连接器20被配置为在头盔的内层和外层之间的空间中布置。在该示例中，至少周边部分23和弹性部分22被配置为在头盔的内层和外层之间布置。

在图13至15所示的示例中，第一轴线A穿过锚点21。在本示例中，第一轴线A与第二轴线B重合。换句话说，两个轴是相同的。然而，这不是必需的。在本示例中，周边部分23和弹性部分22具有关于重合的第一和第二轴线的旋转对称性。

在图13至16所示的示例中，形成弹性部分22的材料的一部分在周边部分23下方(即在界面层一侧而不是能量吸收层一侧)延伸，并且周边部分23的一部分围绕着形成弹性部分22的材料的那部分。这有助于在弹性部分22和周边部分23之间提供牢固的连接。此外，弹性部分22可以与周边部分23一体地形成，例如，通过将不同的材料共同模制在一起。

图13至16示出了连接器20未连接到头盔1时的状态，在该状态下弹性部分22处于未变形状态。图17示出了图13-15的连接器20连接到头盔1的界面层15和能量吸收层3。当未连接到头盔1和连接到头盔1时，该示例的弹性部分22被配置为从周边部分23沿第一方向突出。

如图所示，弹性部分21大致呈杯形。换言之，弹性部分22限定凹入区域，与由周边部分23限定的中心区域一致。在本实施例中，弹性部分22所限定的凹入区域被弹性部分22围绕第一轴线A完全包围。换言之，弹性部分22是连续的，即其中没有间隙或孔。另外，弹性部分22被布置为使得从周边部分侧向锚点侧呈杯状逐渐变细。

如图17所示，弹性部分22位于界面层15的外侧上。换言之，弹性部分22设置于界面层15的靠近滑动界面的一侧上(滑动界面在界面层15与能量吸收层3之间)。通孔15A设置在界面层15中，以允许连接器20通过臂21a与其连接。在一些示例中，臂可能被贴纸覆盖，例如，胶背纸或薄膜，以便将臂固定在它们螺旋穿过的层上和/或使臂的边缘平滑以在布置为与头部接触时减少头部的点压力。

如图17所示，周边部分23位于能量吸收层3的内侧上。换言之，周边部分23被布置为与滑动界面相邻的能量吸收层3的一侧上。连接器20通过附接装置24连接到能量吸收层的内表面。如图17所示，周边部分的外表面面对并邻接能量吸收层的内表面。尽管未明确示出，但能量吸收层可以设置有附接装置，该附接装置与连接器20的附接装置24互补(例如，相对的钩环材料，相对的极性磁体，扣销外壳)。此外，虽然图17描绘了连接器20附接的能量吸收层3的基本平坦的表面，但替代地，连接器20(即，周边部分23)可以位于能量吸收层3的表面的凹陷部分中。

当连接到头盔1时，弹性部分22可以处于未变形或变形状态。弹性部分22能够变形/进一步变形以允许锚点21在垂直于第一方向的方向上相对于周边部分23移动。

图18示出了第二示例连接器20，其在许多方面类似于第一示例连接器。特别地，第五示例连接器20的弹性部分22在未变形状态下，在第一方向上从弹性部分23突出，例如，在未连接到头盔1时。然而，在本示例中，弹性部分22设置在由间隙分开的多个部分中。具体来说，在这个示例中，有四个部分，它们形成X形。锚点21位于X形的中心，但这不是必须的。更通常地，弹性部分22的多个部分可以在相对于由弹性部分22围绕的第一轴线A的径向方向上延伸。此外，弹性部分22可以具有关于第一轴线A的旋转对称性。可以设置任意数量的部分。

与之前示例连接器20一样，当连接时，本示例的弹性部分22被配置为从周边部分23沿第一方向突出，穿过外壳2。当弹性部分22如此连接时，弹性部分22基本上保持在其未变形状态。但是，可能会发生一些变形。弹性部分22能够变形(或进一步变形)以允许锚点21在垂直于第一方向的方向上相对于周边部分23移动。

此外，本示例连接器20的锚点21与先前示例连接器20的锚点不同。特别地，本示例连接器的锚点包括用于供卡销插入的通孔21。界面层可以包括对应的卡销外壳。

图19和20示出了第三示例连接器20。该连接器20在许多方面类似于第二示例连接器20。因此，将描述主要差异。

如图19和20所示，第六示例的连接器20的周边部分23包括相对于第二轴线B基本上径向延伸的突起。此外，连接器20包括插入件26，其被配置为插入周边部分23中。插入件26由刚性材料(例如，与前面示例的周边部分23相关的上文描述的那些材料)制成，并且被配置为防止周边部分23变形和/或变得移位。因此，本示例的周边部分23由弹性材料形成，例如，形成连接器20的弹性部分22的弹性材料。如在该示例中，插入件26可以被配置为插入到周边部分23的突起中。如图所示，插入件26可包括中心部分，其形状与周边部分23限定的中心区域基本对应；以及来自其的突起，其形状与周边部分23的突起基本对应。

图21和22示出了第四示例连接器20。与之前的示例相反，在该示例中，当处于未变形状态时，弹性部分22基本上是平坦的。换言之，弹性部分22实质上没有从周边部分23沿第一(厚度)方向突出。然而，当连接到头盔的两层时，由于界面层15和能量吸收层3之间的分离，弹性部分22确实在第一(厚度)方向上从周边部分23突出。在这种情况下，先前扁平的连接器采用上文描述的杯形连接器的形式。

如图21和22所示，第三示例连接器的弹性部分22覆盖整个中心区域。换言之，弹性部分22大致呈圆盘状。在周边部分不是环形的其他示例中，弹性部分22通常可以形成为片材。此外，虽然弹性部分22在周边部分23的顶部上方延伸。在一些示例中，弹性部分也可以围绕周边部分23。为圆盘状，因此与周边部分23顶部的重叠较大，从而将弹性部分22充分固定到周边部分22。

图23和24示出了第五和第六示例连接器20，其具有用于锚点21的替代布置。在这些示例中，锚点21的通孔由相对硬的材料形成，例如，与周边部分23的材料相同。例如，可以与形成弹性部分22的材料共同模制。如图23所示，锚点21包括圆形通孔。如图24所示，锚点21包括一个基本上为圆形的通孔，该通孔具有进一步的(例如，四个)从圆形部分径向延伸的切口部分(例如，形成十字形)。在这两种情况下，通孔可以被配置为与卡销卡扣配合，该卡销与其所附接的层相关联，例如，能量吸收层3。

图25和24示出了第七示例连接器20。该连接器20在许多方面类似于第四示例连接器20。因此，将描述主要差异。如图23和24所示，形成弹性部分22的材料在周边部分下方延伸，而不是在顶部上方延伸。此外，形成弹性部分22的材料在一侧完全覆盖周边部分，而不是仅部分覆盖周边部分。这提供了弹性部分22与周边部分22之间的更牢固的附接。

图27和28示出了第八示例连接器20。该连接器20在许多方面与前面的示例连接器20相似。因此，将描述主要差异。在本示例中，弹性部分22设置在由间隙分开的多个部分中。具体来说，在这个示例中，有四个部分形成Y形。锚点21位于Y形的中心，但这不是必须的。更通常地，弹性部分22的多个部分可以在相对于由弹性部分22围绕的第一轴线A的径向方向上延伸。此外，弹性部分22可以具有关于第一轴线A的旋转对称性。可以设置任意数量的部分。因此，第二示例连接器的弹性部分22可以具有四个部分，而不是三个部分。这四个部分可以形成X形，如图29的第九示例连接器所示。

通常，上文描述的连接器20可以被配置使得周边部分基本上位于与其所附接的层平行的平面中，即基本上垂直于头盔的径向方向的平面中。上文描述的第一和/或第二轴线可以配置为基本上在头盔的径向方向上延伸。连接器20可以允许层之间的相对运动基本上垂直于头盔的径向方向。

上文描述了用于将周边部分23附接到头盔的各种布置。然而，替代地，周边部分23可以是能量吸收层3的一部分，或者与能量吸收层3一体形成。

一些示例头盔，例如，图1-11中所示的头盔，被配置为覆盖头部的顶部，并且上文描述的头盔结构适当地位于头盔中以覆盖头部的顶部。例如，可以设置头盔以基本上覆盖佩戴者的前额、头顶、后脑勺和/或太阳穴。头盔可以基本上覆盖佩戴者的头盖骨。

一些示例头盔可以被配置为覆盖头部的其他部分，替代地或附加地至顶部。例如，诸如图32中所示的头盔之类的头盔可以覆盖佩戴者的脸颊和/或下巴。这样的头盔可以配置为基本上覆盖佩戴者的下巴。图32所示类型的头盔通常被称为全盔。如图32所示，面颊垫30可以设置在头盔1的任一侧(即左侧和右侧)。面颊垫30可以布置在头盔1的外壳2内，以保护佩戴者的面部侧面免受冲击。

面颊垫30可以具有与上文描述的示例头盔相同的分层结构。例如，面颊垫30可以包括一个或多个如上文所描述的能量吸收层，和/或如上文所描述的界面层。面颊垫30可以包括上文所描述的可以相对于彼此移动的内层和外层。

上文所描述的连接器可以将检查垫30连接到头盔1的外壳2的一部分以使面颊垫和外壳之间能够相对滑动，或者可以连接面颊垫30的内层和外层以使内层和外层之间能够滑动。

尽管上述示例涉及装置是头盔的情况，但是该装置可以是替代的防护服。例如，该装置可以包括用于身体其他部位的防弹衣100，例如，小腿、膝盖、大腿、前臂、肘部、上臂、肩膀、胸部和背部，如图30和31所示。可以设置单独的防弹衣物品来保护单独的身体部位(如图30所示)，或者可以将单独的防弹衣物品与包括多个装甲区域101的服装组合以保护多于一个的身体部位(如图31所示)。这种防弹衣100可被佩戴，用于与上述讨论的头盔相同的活动中，包括用于战斗、运动和骑摩托车。

防弹衣100可以具有与上文描述的示例头盔相同的分层结构。例如，如图30所示，防弹衣100可以包括内层3、外层2、内层3和外层2之间的滑动界面；以及至少一个连接器20，其连接到内层和外层，以允许内层3和外层2之间在滑动界面处相对滑动，以响应对装置100的冲击。在所示示例中，外层是外壳2，内层3是能量吸收层，类似于图10中所示的头盔布置。然而，其他布置当然是可能的，例如，类似于图1至12中任何其他图中所示的或上文所描述的布置。上文描述的头盔的附加特征也可以在防弹衣中设置。在上文描述的头盔的环境中使用“头部”的情况下，在防弹衣的环境中，同样适用于被保护的不同身体部位。

应当理解，上文描述的每个示例的特征可以组合。例如，可以修改以上示例中的任何一个以包括任何其他示例所描述的特征。例如，周边部分23和/或弹性部分22的任何一种不同布置中可以互换。此外，用于对齐或锚定外壳2中的周边部分的任何一种布置可以与任何所描述的连接器20一起使用，并且可以与其他布置结合使用。此外，可使用任何类型的紧固装置将上述任何连接器的锚点21连接至头盔1。

Claims (33)

1.一种用于连接一装置的内层和外层的连接器，所述连接器包括：

锚点，其被配置为连接到所述内层和外层中的一者；

弹性部分，其被布置为绕沿第一方向延伸的第一轴线至少部分地围绕所述锚点并连接到所述锚点；

周边部分，其被布置为绕沿第一方向延伸的第二轴线至少部分地围绕所述弹性部分并连接到所述弹性部分，并且被配置为连接到所述内层和外层中的另一者；和

附接装置，其位于与所述锚点相对的所述连接器的表面上，用于将所述连接器附接到不与所述锚点连接的所述内层或外层。

其中，所述弹性部分被配置为在所述连接器与所述内层和外层连接的连接状态下从所述周边部分沿所述第一方向突出，并且变形以允许所述锚点在垂直于所述第一方向的方向相对于所述周边部分移动。

2.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述锚点包括沿相互不同方向延伸的两个臂，所述臂被配置为插入所述锚点所附接的所述内层或外层中的孔并延伸，以防止所述连接器与所述内层或外层断开。

3.根据权利要求2所述的连接器，其中，在所述锚点中由弹性材料形成。

4.根据前述权利要求任一项所述的连接器，其中，所述周边部分由刚性材料形成。

5.根据前述权利要求任一项所述的连接器，其中，所述附接装置设置在所述周边部分的表面上。

6.根据前述权利要求任一项所述的连接器，其中，所述附接装置是钩环附接装置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其中，在未变形的状态下，所述弹性部分基本平坦，所述连接状态为所述弹性部分的变形状态。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其中，在未变形的状态下，所述弹性部分从所述周边部分在所述第一方向突出。

9.根据权利要求7或8所述的连接器，其中，所述弹性部分延伸穿过被所述周边区域围绕的所述连接器的中心区域。

10.根据权利要求9所述的连接器，其中，所述弹性部分基本覆盖整个所述中心区域。

11.根据权利要求9所述的连接器，其中，所述弹性部分包括多个部分，所述多个部分之间具有间隙。

12.根据权利要求11所述的连接器，其中，所述多个部分相对于所述第一轴线沿径向延伸。

13.根据前述权利要求任一项所述的连接器，其中，所述周边部分形成闭合回路。

14.根据权利要求13所述的连接器，其中，所述周边部分基本为环状，且所述第二轴线穿过所述周边部分的中心。

15.根据权利要求14所述的连接器，其中，所述锚点与所述第一轴线对齐。

16.根据前述权利要求任一项所述的连接器，其中，所述第一轴线和第二轴线重合。

17.根据权利要求16所述的连接器，其中，所述弹性部分和所述周边部分关于重合的第一轴线和第二轴线具有旋转对称性。

18.根据前述权利要求任一项所述的连接器，还包括插入件，其由刚性材料形成，所述插入件被配置为插入到所述周边部分中以防止所述周边部分变形。

19.根据权利要求18所述的连接器，其中，所述周边部分由弹性材料形成。

20.根据前述权利要求任一项所述的连接器，其中，所述弹性部分与所述周边部分一体形成。

21.根据前述权利要求任一项所述的连接器，其中，所述锚点包括卡扣连接器，其被配置为与所述内层或外层卡扣配合。

22.根据前述权利要求任一项所述的连接器，还包括帽，其被配置为覆盖被所述周边区域围绕的所述连接器的中心区域，以防止不需要的材料进入所述中心区域。

23.根据前述权利要求任一项所述的连接器，还包括突起，其连接到所述周边部分并且被配置为将所述周边部分锚固在所述内层或外层中。

24.一种装置，包括：

内层；

外层；

滑动界面，其位于所述内层和所述外层之间；和

根据前述权利要求任一项所述的连接器，所述连接器连接到所述内层和外层，从而允许在所述滑动界面处所述内层和外层之间相对滑动，以响应对所述装置的冲击。

25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述周边部分布置在所述内层和外层之间。

26.根据权利要求28所述的装置，其中，所述内层或外层包括另一附接装置，其与所述连接器的附接装置互补。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的装置，其中，所述装置为头盔。

28.根据权利要求24至26中任一项所述的装置，其中，所述装置为防弹衣。

29.根据权利要求27或28所述的装置，其中，所述外层为硬壳，且所述内层为能量吸收层。

30.根据权利要求27或28所述的装置，其中，所述内层为硬壳，且所述外层包括与所述硬壳连接的一个或多个板。

31.根据权利要求27或28所述的装置，其中，所述内层和所述外层均为能量吸收层。

32.根据权利要求27或28所述的装置，其中，所述外层为能量吸收层，且所述内层为界面层，在头盔的情况下，所述界面层被配置为与佩戴者的头部接触，或者在防弹衣的情况下，所述界面层与佩戴者的其他身体部分接触。

33.根据权利要求31所述的装置，其中，所述界面层包括舒适衬垫。

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