定制形成用于客户头部的防护头盔的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种定制贴合式头盔及其制造方法，所述方法包括：在第一位置处，获得客户头部的头部数据，包括长度、宽度和至少一个头部轮廓。使用至少一个处理器由所述头部数据生成与所述客户的头部长度、宽度和头部轮廓匹配的计算机化三维(3D)头部模型。可将所述三维头部模型与头盔安全标准进行比较。可在和所述第一位置不同的第二位置处，基于所述三维头部模型形成定制贴合式头盔，其中所述定制贴合式头盔满足所述安全标准并包括一内表面，所述内表面包括与所述客户头部的所述长度、宽度和至少一个轮廓相符的形貌特征。所述第一位置可以是住所或商店。所述头部数据是由设置在所述客户头部上的可变形界面构件的影像获得的。

System and method of customizing protective helmet for customer's head

【技术实现步骤摘要】
定制形成用于客户头部的防护头盔的系统和方法本申请是申请日为2014年1月16日、申请号为201480013229.7、专利技术名称为“定制形成用于客户头部的防护头盔的系统和方法”的专利申请的分案申请。相关申请本申请要求2013年1月18日提交的标题为“Systemandmethodforcustomformingsportsequipmentforauser’sbodypart”(定制形成用于用户身体部分的运动器材的系统和方法)的美国临时专利申请61/754,469的权益，该申请的公开内容据此以引用方式并入本文。本申请还要求2013年4月16日提交的标题为“SystemandMethodforCustomFormingaProtectiveHelmetforaUser’sHead”(定制形成用于用户头部的防护头盔的系统和方法)的美国临时专利申请61/812,666的权益，该申请的公开内容据此以引用方式并入本文。本申请还要求2013年9月9日提交的标题为“MethodandSystemforCreatingaConsistentTestLinewithinCurrentStandardswithVariableCustomHeadforms”(用可变定制头部模型在现行标准内构建一致测试线的方法和系统)的美国临时专利申请61/875,603的权益，该申请的公开内容据此以引用方式并入本文。本申请还要求2013年9月26日提交的标题为“SystemandMethodforCustomFormingaProtectiveHelmetforaWearer’sHead”(定制形成用于佩戴者头部的防护头盔的系统和方法)的美国临时专利申请61/883,087的权益，该申请的公开内容据此以引用方式并入本文。
本专利技术涉及定制形成用于客户头部的防护头盔的系统和方法，这种防护头盔适合诸如自行车运动员、足球运动员、曲棍球运动员、或赛车运动参与者。具体地讲，所述系统和方法包括从客户或潜在客户捕捉数据、接收所捕捉的数据、并且将这些数据加以整理以供三维分析的设备和方法。
技术介绍
在对于许多运动的头盔佩戴运动员而言，除防护头盔的安全方面之外，其他考虑因素还可能包括头盔贴合性以及头盔透气性。贴合舒适性和透气性的改善可降低运动员分心，从而提高成绩。虽然本文公开的方法和系统的效果主要涉及安全，但除安全之外，也可根据客户的具体要求以及具体头形设计头盔，以期在不降低头盔安全性能的同时，改善其贴合性、透气性和舒适性。常规的头盔制造技术假定人的头部是相似的，并且头围是挑选合适头盔的最重要考虑因素，从而设计安全头盔系统。随后，向客户头部与头盔内表面之间的空间添加不同厚度的衬垫，由此对标准头盔作出调整。然而，上述假定已导致头盔出现以下情况：不能正确贴合头部；容易在客户的头上滑动；客户在体育运动期间身体出现振动时，客户的头部上发出的吱嘎声；即便衬垫未正确贴合客户头部，或是由于客户头部太大而不能在头部与头盔防护材料间设置衬垫，也会为了将头盔保持在原位而在客户的头部和面部上形成压力点。Giro和Bell在二十世纪九十年代研制出的适形于客户头部的系统能够出色地将头盔稳固于客户头部。然而，为了调整标准头盔以适合客户的头部从而实现更舒适的贴合，先前研制的贴合系统并不能完全消除客户对另外设置衬垫的依赖。虽然针对人体部分的扫描系统是已知的，但这些系统有着许多显著的局限和缺陷。举例来说，这种扫描设备价格不菲、庞大笨重，并且要求扫描仪和主体在同一时刻处于同一位置。这一要求让普通大众无法轻松且以成本效益好的方式使用，因为扫描设备极其昂贵、运输不便，只有受过专门培训的人才能使用。另外，一些头形扫描技术易受头部湿润和头发量的干扰，给出错误读数。常规的头盔制造技术成本高昂，用到的模具也造价颇高，故不适用于制作定制贴合头部的头盔。我们希望在快速为客户量身定制出满足其要求的头盔时，无需使用昂贵的扫描制造设备，也不必为每只头盔单独制作模具。
技术实现思路
需要一种定制贴合式头盔以及一种制造这种头盔的方法。因此，在一方面，制造定制贴合式头盔的方法可包括：在第一位置处，获得客户头部的头部数据，包括长度、宽度和至少一个头部轮廓。使用至少一个处理器由头部数据生成与客户的头部长度、宽度及头部轮廓匹配的计算机化三维(3D)头部模型；将三维头部模型与头盔安全标准比较；在和第一位置不同的第二位置处，以三维头部模型为基础形成定制贴合式头盔，其中该定制贴合式头盔满足安全标准并且包括一内表面，所述内表面包括与客户头部的长度、宽度及至少一个轮廓相符的形貌特征。所述制造定制贴合式头盔的方法还可包括：获得设置在客户头部上的可变形界面构件的图像，由此获得客户头部数据，其中可变形界面构件的厚度近似于设置在定制贴合式头盔内的衬垫层的厚度。可使用光学传感器、相机或激光器实现图像获取。获取的可变形界面构件的图像可包括测量点，获取的图像还可包括大小已知的标识物。获取图像可包括使用定位在客户头部附近的非接触式传感器收集头部数据。更新客户头部数据可发生在至少六个月后，具体方式为：至少测量客户的更新头长和更新头宽。通过捕捉客户头部的影像在第一位置获得头部数据可包括：第一位置为客户住所，并且将客户头部的所捕捉的影像从客户住所发送到位于远离客户住所的位置处的所述至少一个处理器。通过捕捉客户头部的影像，可实现在第二位置获得头部数据，其中第一位置是商店，并且将客户头部的所捕捉的影像从商店发送到位于远离商店的位置处的所述至少一个处理器。可将定制贴合式头盔的内表面形成为包括与客户头部的长度、宽度及至少一个头部轮廓成比例的表面形貌特征。可由头部数据生成计算机化图形三维头部模型，可将头盔安全标准提供作为图形三维头盔安全标准，并且可通过将图形三维头部模型放入图形三维头盔安全标准内，将三维头部模型与头盔安全标准进行比较，以确定定制贴合式头盔内表面的尺寸和形状。提供的头盔安全标准可包括经认证的表面。该头盔安全标准可包括测试线。可选择表面的尺寸和形状不同于定制贴合式头盔内表面的尺寸和形状的头盔基部单元；接着，可使用计算机数控(CNC)机器从该头盔基部单元移除发泡聚苯乙烯(EPS)，由此形成定制贴合式头盔的内表面。定制贴合式头盔的内表面可通过叠加工艺形成。可通过将包括多个接续块件或多个分离块件的衬里插入头盔基部单元内，来形成定制贴合式头盔的内表面。可将这种衬里形成为大致平坦的块件阵列，接着可调整这种大致平坦的块件阵列的表面，以映照计算机化头部模型。在另一方面，制造定制贴合式头盔的方法可包括：获得客户头部数据，将此头部数据与头盔安全标准比较，并且形成定制贴合式头盔，该定制贴合式头盔满足安全标准要求并且包括一内表面，该内表面包括与客户的头部数据相符的形貌特征。这种制造定制贴合式头盔的方法还可包括针对客户头部的长度、宽度和至少一个头部轮廓获得头部数据。可由头部数据生成计算机化图形三维头部模型，可将头盔安全标准提供作为图形三维头盔安全标准，并且可通过将图形三维头部模型放入图形三维头盔安全标准内，将三维头部模型与头盔安全标准进行比较，以确定定制贴合式头盔内表面的尺寸和形状。头盔安全标准可以是三维图形，该三维图形可包括经认证的表面。图形三维头盔安全标准可包括测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造定制贴合式头盔的方法，包括：在第一位置处，使用非接触式传感器和处理器扫描客户头部，以获得头部数据，所述头部数据包括至少一个头部轮廓；使用计算机生成三维头部模型，所述三维头部模型具有与头部数据相匹配的外表面；用所述计算机提供三维头盔安全标准；用所述计算机将所述三维头部模型的外表面与三维头盔安全标准比较；以及当所述三维头盔安全标准被满足时，在和所述第一位置不同的第二位置处形成定制贴合式头盔，其中，所述定制贴合式头盔包括能量衰减材料，所述能量衰减材料具有一内表面，所述内表面具有与所述三维头部模型的至少一个头部轮廓相符的形貌特征。

【技术特征摘要】
2013.01.18 US 61/754,469;2013.04.16 US 61/812,666;1.一种制造定制贴合式头盔的方法，包括：在第一位置处，使用非接触式传感器和处理器扫描客户头部，以获得头部数据，所述头部数据包括至少一个头部轮廓；使用计算机生成三维头部模型，所述三维头部模型具有与头部数据相匹配的外表面；用所述计算机提供三维头盔安全标准；用所述计算机将所述三维头部模型的外表面与三维头盔安全标准比较；以及当所述三维头盔安全标准被满足时，在和所述第一位置不同的第二位置处形成定制贴合式头盔，其中，所述定制贴合式头盔包括能量衰减材料，所述能量衰减材料具有一内表面，所述内表面具有与所述三维头部模型的至少一个头部轮廓相符的形貌特征。2.根据权利要求1所述的方法，还包括使用叠加工艺形成所述定制贴合式头盔的所述能量衰减材料。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：选择库存能量衰减材料，其具有的形貌特征不同于符合三维头部模型的至少一个头部轮廓的相符的形貌特征；以及通过去除一定范围的库存能量衰减材料来形成所述定制贴合式头盔的内表面。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述三维头盔安全标准包括测试线。5.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述三维头部模型放入所述三维头盔安全标准内，以优化所述客户的视野。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，用于扫描客户头部以获得头部数据的非接触式传感器包括使用光学传感器、相机或激光器。7.根据权利要求6所述的方法，其中，使用非接触式传感器获得所述客户头部的头部数据的步骤包括获得设置在所述客户头部上的可变形界面构件的头部数据。8.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，当三维头部模型的外表面未延伸到三维经认证的表面内时，满足所述三维头盔安全标准。9.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述三维头部模型和三维头盔安全标准由计算机图形地生成；并且其中，用所述计算机将所述三维头部模型的外表面与三维头盔安全标准比较的步骤包括将三维头部模型图形地定位在三维头盔安全标准内，以在视觉上评估三维头部模型的外表面是否延伸到三维头盔安全标准内；并且其中，当三维头部模型的外表面未延伸到三维头盔安全标准内时，满足所述三维头盔安全标准。10.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，还包括通过将包括多个接续块件或多个分离块件的衬里，来形成所述定制贴合式头盔的所述内表面。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：将所述衬里形成为大致平坦的块件阵列；以及调整所述大致平坦的块件阵列的表面，以映照所述三维头部模型。12.一种制造定制贴合式头盔的方法，包括：使用传感器获得客户头部的头部数据；用计算机提供包括经认证的表面的三维头盔安全标准；使用所述计算机将所述头部数据与头盔安全标准的经认证的表面进行比较，以评估所获得的头部数据是否延伸穿过经认证的表面；以及当所述头部数据未延伸穿过经认证的表面时，形成定制贴合式头盔，其中，所述定制贴合式头盔的能量衰减材料具有一内表面，所述内表面具有与所获得的头部数据相符的形貌特征。13.根据权利要求12所述的方法，其中，使用传感器的步骤包括获得包括所述客户的头部的长度、宽度和至少一个头部轮廓的头部数据。14.根据权利要求12所述的方法，还包括：由所述头部数据生成图形头部模型；将所述头盔安全标准提供作为图形头盔安全标准；以及通过将所述图形头部模型放入头盔安全标准内，以确定所述定制贴合式头盔的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：CT皮特尔扎克，MW洛，
申请(专利权)人：贝尔运动股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US