交叉蜂窝状缓冲器制造技术

本发明专利技术提供了交叉蜂窝状缓冲器。本发明专利技术还提供了一种交叉蜂窝状缓冲系统(108)，包括空隙单元(110、116)的阵列，其从两个粘合层(112、114)中的每个粘合层突伸出且在这两个粘合层之间交叉。每个空隙单元的顶点(118)附接至相对的粘合层，形成交叉蜂窝状缓冲系统。该交叉蜂窝状缓冲系统能用来吸收并分配入射在交叉蜂窝状缓冲系统上的动能源(例如，冲击或爆炸(122))，以使得通过交叉蜂窝状缓冲系统传递的力的量足够低，以使其不会导致人员的损伤，或导致交叉蜂窝状缓冲系统附近的人员(102、104)或设备的损坏。

【技术实现步骤摘要】
交叉蜂窝状缓冲器本申请是申请日为2011年12月12日，申请号为201180059997.2，专利技术名称为“交叉蜂窝状缓冲器”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉参考本申请要求2010年12月10日提交的名为“交叉蜂窝状缓冲器”的美国临时专利申请61/421,713的优先权，该专利申请所有公开或教导的内容特别结合于此以供参考。
本专利技术通常涉及缓冲和能量吸收系统及方法。
技术介绍
在包括人体的舒适和冲击保护的很多应用中使用缓冲系统。将缓冲系统放在身体的一部分附近(在一些实现方式中，在身体和缓冲系统之间具有一层或多层材料)，并在身体和一个或多个撞击身体的物体之间提供隔离物。例如，蜂窝状地毯包含多个充满空气的空隙，其缓冲身体受到的硬地面的冲击。类似地，椅子、手套、护膝、头盔等也可包括缓冲系统，其在身体的一部分与一个或多个撞击身体该部分的物体之间提供隔离物。多种结构可用于缓冲系统。例如，闭孔气室阵列通常构成各种冲击保护填料(例如，衬垫和头盔)。其他实例包括开室或闭孔蜂窝状和弹性蜂窝结构。这些结构可能随着时间而损毁，并且，在结构的整个变形范围上通常缺乏可控的弹簧振频(springrate，弹簧比率)。
技术实现思路
这里描述和要求保护的实现方式通过提供一种交叉蜂窝状缓冲系统来解决上述问题，该系统包括第一弹性材料片和第二弹性材料片，第一弹性材料片包括第一粘合层和从第一粘合层突伸出的第一阵列空隙单元，第二弹性材料片包括第二粘合层和从第二粘合层突伸出的第二阵列空隙单元，其中，将空隙单元构造为，在负载下单一地坍缩，其中，第一阵列中的每个空隙单元的顶点与第二粘合层接触，第二阵列中的每个空隙单元的顶点与第一粘合层接触，并且，其中，第一阵列中的至少一个空隙单元附接至第二粘合层，并且第二阵列中的至少一个空隙单元附接至第一粘合层。这里描述和要求保护的其他实现方式通过提供一种吸收动能的方法来解决上述问题，该方法包括，使包括第一粘合层和从第一粘合层突伸出的第一阵列空隙单元的第一弹性材料片单一地坍缩，以及使从第二弹性材料片的第二粘合层突伸出的第二阵列空隙单元单一地坍缩但不使第二粘合层坍缩，其中，第一阵列中的每个空隙单元的顶点与第二粘合层接触，并且第二阵列中的每个空隙单元的顶点与第一粘合层接触，并且其中，第一阵列中的至少一个空隙单元附接至第二粘合层，并且第二阵列中的至少一个空隙单元附接至第一粘合层。这里描述和要求保护的其他实现方式通过提供交叉蜂窝状缓冲系统的一种制造方法来解决上述问题，该制造方法包括，将第一弹性材料片模制成第一粘合层，具有从第一粘合层突伸出的第一阵列空隙单元；将第二弹性材料片模制成第二粘合层，具有从第二粘合层突伸出的第二阵列空隙单元；将第三弹性材料片模制成第三粘合层，具有从第三粘合层伸出的第三阵列空隙单元；将第四弹性材料片模制成第四粘合层，具有从第四粘合层伸出的第四阵列空隙单元；以及将第一阵列中的空隙单元的顶点熔接(weld，结合)至第二粘合层、第三粘合层、以及第四阵列中的空隙单元的顶点。这里也描述并列举了其他实现方式。附图说明图1示出了站在表面上的两个使用者，该表面包含一个实例交叉蜂窝状缓冲系统。图2示出了一个实例交叉蜂窝状缓冲系统的立体图。图3示出了一个实例交叉蜂窝状缓冲系统的正视图。图4示出了一个实例2层交叉蜂窝状缓冲系统的正视图。图5示出了一个实例交叉蜂窝状缓冲系统的平面图。图6示出了处于未负载状态中的一个实例交叉蜂窝状缓冲系统的正视图。图7示出了在第一负载范围内受到负载的一个实例交叉蜂窝状缓冲系统的正视图。图8示出了在第二负载范围内受到负载的一个实例交叉蜂窝状缓冲系统的正视图。图9示出了在第三负载范围内受到负载的一个实例交叉蜂窝状缓冲系统的正视图。图10示出了在第四负载范围内受到负载的一个实例交叉蜂窝状缓冲系统的正视图。图11示出了一个具有四个负载范围的实例力-位移图，每个负载范围具有唯一的弹簧振频特性。图12示出了第一实例力-时间图，将交叉蜂窝状缓冲系统的冲击性能与相对空隙蜂窝状缓冲系统的冲击性能进行比较。图13示出了第二实例力-时间图，将两个交叉蜂窝状缓冲系统的冲击性能与相对空隙蜂窝状缓冲系统的冲击性能进行比较。图14示出了第三实例力-时间图，将交叉蜂窝状缓冲系统的冲击性能与相对空隙蜂窝状缓冲系统的冲击性能进行比较。图15A示出了交叉蜂窝状缓冲系统中的一个实例未压缩单元。图15B示出了在第一负载范围中压缩的交叉蜂窝状缓冲系统中的一个实例单元。图15C示出了在第二负载范围中压缩的交叉蜂窝状缓冲系统中的一个实例单元。图15D示出了在第三负载范围中压缩的交叉蜂窝状缓冲系统中的一个实例单元。图15E示出了在第四负载范围中压缩的交叉蜂窝状缓冲系统中的一个实例单元。图16示出了使用交叉蜂窝状缓冲系统的实例操作。图17示出了一个用于制造2层交叉蜂窝状缓冲系统的实例热成型制造工艺。图18示出了制造交叉蜂窝状缓冲系统的实例操作。具体实施方式图1示出了站在地板106上的两个使用者102、104，地板106包含一个实例交叉蜂窝状缓冲系统108。地板106是例如车辆、建筑物或其他结构的牵引或站立表面。缓冲系统108附接至地板106的底表面。在一些实现方式中，缓冲系统108的顶部粘合层112可能用作地板106。在其他实现方式中，在地板106的下方使用缓冲系统108。保护层或负载分配层120位于缓冲系统108的下方，附接至缓冲系统108的底部粘合层114。在一个实现方式中，保护层120是保护使用者102、104不受到进入的抛射体的侵害的铠装部。在其他实现方式中，保护层120仅是另一层地板。在一些实现方式中，不包括保护层120。缓冲系统108包括空隙单元(例如，空隙单元110、116)或支撑单元，其布置于由顶部粘合层112和底部粘合层114粘合的矩阵中。这些单元面向上和面向下地交替。在一个实现方式中，每个面向上的单元(例如单元116)由面向下的单元包围，并且，每个面向下的单元(例如单元110)由面向上的单元包围。空隙单元是空心室，其与压缩弹簧相似，其抵抗由于压缩力而产生的偏转。在一个实现方式中，每个面向上的单元均为顶部粘合层112的凸起，每个面向下的单元均为底部粘合层114的凸起。将面向上的单元的每个顶点(例如顶点118)附接至底部粘合层114。类似地，将面向下的单元的每个顶点附接至顶部粘合层112。粘合层112、114将空隙单元连接在一起，形成交叉蜂窝状缓冲系统108。在爆炸(例如爆炸122)或其他大的动能推动(例如物理冲击)的情况中，保护层120可能如所示出的那样变弯曲，或者，也可能穿孔或破裂。保护层120的向上偏转由缓冲系统108吸收。在各种状态中爆炸122附近的单元被压缩，以确保最小能量通过地板106传递至使用者102、104。在具有特别大的爆炸或冲击的实现方式中，地板106可能在一定程度上受到影响，但是比保护层120受到的程度小。最后结果是，保护层的向上运动和爆炸122产生的能量的大部分主要由缓冲系统108吸收，并且，减小或防止了对使用者102、104的伤害，因为地板106相对来说不受影响。在另一应用中，可使用缓冲系统108来改变进入的抛射体的路径。改变尖头抛射体(例如子弹)的路径，可减小抛射体穿透表面的效力。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交叉蜂窝状缓冲系统，包括：第一弹性材料片，包括第一粘合层和从所述第一粘合层突伸出的第一阵列空隙单元；以及第二弹性材料片，包括第二粘合层和从所述第二粘合层突伸出的第二阵列空隙单元，其中，所述空隙单元构造为在负载下单一地坍缩，其中，所述第一阵列中的每个空隙单元的顶点与所述第二粘合层接触，所述第二阵列中的每个空隙单元的顶点与所述第一粘合层接触，并且其中，所述第一阵列中的至少一个空隙单元附接至所述第二粘合层，且所述第二阵列中的至少一个空隙单元附接至所述第一粘合层。

【技术特征摘要】
2010.12.10 US 61/421,7131.一种交叉蜂窝状缓冲系统，包括：第一热塑性弹性体材料片，包括第一粘合层和与所述第一粘合层毗邻并且从所述第一粘合层突伸出的第一阵列空隙单元，所述第一阵列中的每个空隙单元具有与所述第一粘合层成整体的底部、壁、和顶点；以及第二热塑性弹性体材料片，包括第二粘合层和与所述第二粘合层毗邻并且从所述第二粘合层突伸出的第二阵列空隙单元，所述第二阵列中的每个空隙单元具有与所述第二粘合层成整体的底部、壁、和顶点，其中所述第一阵列中的空隙单元的壁与所述第二阵列中的空隙单元的壁不同并且不接触地隔开，其中所述第一阵列中的空隙单元的顶点熔接至所述第二粘合层，且所述第二阵列中的空隙单元的顶点熔接至所述第一粘合层，并且其中所述第一阵列中的空隙单元和所述第二阵列中的空隙单元构造为在负载下坍缩。2.根据权利要求1所述的交叉蜂窝状缓冲系统，其中，所述第一阵列中的空隙单元和所述第二阵列中的空隙单元具有半椭圆形、立方体形、半球形、圆锥形、截锥形、以及锥体形形状中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的交叉蜂窝状缓冲系统，其中，所述第一阵列空隙单元中的空隙单元与所述第二阵列空隙单元中的空隙单元等距地隔开。4.根据权利要求1所述的交叉蜂窝状缓冲系统，其中，至少一个空隙单元的底部处的弹性材料比该空隙单元的顶点处的材料更薄。5.根据权利要求1所述的交叉蜂窝状缓冲系统，其中，每个空隙单元构造为与相邻空隙单元不接触地坍缩。6.根据权利要求1所述的交叉蜂窝状缓冲系统，其中，所述第一粘合层和所述第二粘合层中的至少一个构造为与弯曲表面保持一致。7.根据权利要求1所述的交叉蜂窝状缓冲系统，其中，所述第一阵列空隙单元构造为以与所述第二阵列空隙单元不同的比率坍缩。8.根据权利要求1所述的交叉蜂窝状缓冲系统，其中，所述空隙单元构造为在负载下单一地坍缩。9.根据权利要求1所述的交叉蜂窝状缓冲系统，其中，所述第一阵列中的空隙单元和所述第二阵列中的空隙单元具有空心内部体积。10.根据权利要求1所述的交叉蜂窝状缓冲系统，其中，所述第一阵列中的空隙单元和所述第二阵列中的空隙单元不依赖于气压来防止偏转。11.根据权利要求1所述的交叉蜂窝状缓冲系统，所述交叉蜂窝状缓冲系统构造为安装在头盔内。12.一种吸收动能的方法，包括：使包括第一粘合层和与所述第一粘合层毗邻并且从所述第一粘合层突伸出的第一阵列空隙单元的第一热塑性弹性体材料片坍缩，所述第一阵列中的每个空隙单元具有与所述第一粘合层成整体的底部、壁、和顶点；以及使包括第二粘合层和与所述第二粘合层毗邻并且从所述第二粘合层突伸出的第二阵列空隙单元的第二热塑性弹性体材料片坍缩，所述第二阵列中的每个空隙单元具有与所述第二粘合层成整体的底部、壁、和顶点，其中，所述第一阵列中的空隙单元的壁与所述第二阵列中的空隙单元的壁不同并且不接触地隔开，其中所述第一阵列中的空隙单元的顶点熔接至所述第二粘合层且所述第二阵列中的空隙单元的顶点熔接至所述第一粘合层，并且其中所述第一阵列中的空隙单元和所述第二阵列中的空隙单元构造为在负载下坍缩。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一阵列中的空隙单元和所述第二阵列中的空隙单元具有空心内部体积。14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一阵列中的空隙单元和所述第二阵列中的空隙单元不依赖于气压来防止偏转。15.根据权利要求12所述的方法，所述方法构造为在头盔内安装。16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一阵列中的空隙单元和所述第二阵列中的空隙单元具有半椭圆形、立方体形、半球形、圆锥形、截锥形、以及锥体形形状中的一种或多种。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：特雷弗·卡诺斯，彼得·福利，科兰·梅策，埃里克·苏加诺，杰拉尔德·布肯，马克·马斯曼，乔恩·尼尔，
申请(专利权)人：斯凯达克斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US