一种高防护性助力头盔组件的制作方法

1.本发明涉及头盔技术领域，具体地说一种高防护性助力头盔组件。


背景技术：

2.在军用领域：在作战过程中，头部受伤造成的死亡率远高于身体其他部位，但相对于头部的重要性，目前主流的军用头盔对头部的防护力普遍较弱。原因主要分两方面：
①
在相同技术工艺条件下，增加头盔防护力肯定会增加重量。头盔过重会增加颈部压力，容易造成颈椎损伤，同时还严重影响头部动作的灵活性。
②
即使配备了更重且防护性更的强头盔，在遭受到较大冲击力时，例如被12.7mm机枪弹击中头部，即使头盔没有被击穿，巨大的冲击力也可能导致穿戴者头部受到致命的震动，与此同时，在冲击力惯性的作用下，极易造成颈椎损伤。
3.在民用领域：头盔在民用防护领域的使用非常普遍，同样存在与军用领域类似的问题。
①
头盔的重量会严重影响舒适性与头部动作的灵活性，长期佩戴有可能对颈椎造成损伤。
②
即使配备的头盔防护性非常好，当受到撞击时，冲击力还是很容易对头部造成震动，与此同时，在冲击力惯性的作用下，极易造成颈椎损伤。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种高防护性助力头盔组件，以解决现有的头盔防护能力弱、舒适性差的问题。
5.本发明是这样实现的：一种高防护性助力头盔组件，其中，包括头盔、头盔连接座、液压悬挂组件及胸部连接座；在所述头盔内设置有内衬；
6.所述头盔连接座可供颈部穿过，所述头盔可基于所述头盔连接座周向转动；
7.所述液压悬挂组件包括四个液压杆，每个所述液压杆内均设置有活塞，每个所述液压杆的上端与所述头盔连接座铰接，下部与所述胸部连接座铰接；四个所述液压杆分别位于所述头盔连接座、所述胸部连接座的四角处。
8.优选的，所述活塞将所述液压杆内部分隔为上、下两个油室；四个上油室通过上油管串联在一起，四个下油室通过下油管串联在一起，在所述下油管上设置有液压助力器。
9.优选的，每个所述液压助力器均包括壳体、限流阀、电磁阀、齿轮泵以及贯通其壳体的油道，所述限流阀、电磁阀、齿轮泵依次串联于所述油道上。
10.优选的，所述限流阀设置有变径段，所述变径段的中部的管径小于两侧管径，所述变径段的两端均设置为锥台状；所述限流阀包括连杆及设置于连杆两端的锥形头，在每一所述锥形头与相邻的小径管之间设置有弹簧。
11.优选的，所述电磁阀包括由芯轴连接的两个滑动活塞，在对应所述滑动活塞位置处设置有两电磁线圈，每个电磁线圈分别控制相应的滑动活塞滑动。
12.优选的，所述头盔连接座包括第一座体，在第一座体的中心设置有第一通孔，在所述第一座体上对应所述第一通孔的边缘设置有轴承；所述头盔的底部呈圆环状，所述头盔
的底部固定于所述轴承的内圆内。
13.优选的，所述胸部连接座包括第二座体，在第二座体的中心设置有与所述第一通孔贯通的第二通孔。
14.优选的，在每个所述液压杆的上部均设置有第一铰接孔，在每个所述液压杆的底部均设置有第二铰接孔；在所述第一座体上设置有上固定轴，所述第一铰接孔与上固定轴铰接，在所述第二座体上设置有下固定轴，所述第二铰接孔与下固定轴铰接。
15.优选的，在所述第二座体上设置有限位孔，在所述限位孔内设置有限位套，所述液压杆的杆体穿过所述限位孔并通过限位套固定。
16.优选的，在所述内衬内设置有压力传感器。
17.采用上述技术方案，本发明可实现穿戴者抬头、低头、摆头动作，与此同时，当不需要做动作时，可以关闭油路以保持头部姿态的固定，与此同时，当受到较大冲击力时，可以限制液压油的流速，并通过限位孔，限位套的限制作用，最大限度避免冲击力传递到头部，从而提升头盔的防护效果，与此同时，由于悬挂装置的使用，头盔与头盔连接座的重量直接经由液压悬挂组件传递到胸部连接座，从而大幅度降低颈部负载，提升佩戴舒适性，以及头部负载能力；与此同时本发明可以实现有助力的头部摆动，进一步提升舒适性以及负载能力。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明的头盔的结构示意图；
20.图2本发明的头盔连接座的结构示意图；
21.图3本发明的液压悬挂组件的结构示意图；
22.图4本发明的胸部连接座的结构示意图；
23.图5本发明的液压助力器的结构示意图；
24.图6本发明的液压杆的结构示意图。
25.图中：1—外壳，2—透明护罩，3—第一座体，4—第一通孔，5—轴承，6—液压杆，61—左前液压杆，62—右前液压杆，63—左后液压杆，64—右后液压杆，7—第一铰接孔，8—第二铰接孔，9—活塞，10—上油室，11—下油室，12—上油管，14—下油管，15—第二座体，16—第二通孔，17—上固定轴，18—下固定轴，19—限位孔，20—限位套，21—油道，22—齿轮泵，23—电磁阀，24—变径段，25—连杆，26—锥形头，27—弹簧，28—滑动活塞，29—电磁线圈，30—助力器一，31—助力器二，32—助力器三，33—助力器四，34—限流阀。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、
“
水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.如图1
‑
图6所示，本发明提供了一种高防护性助力头盔组件，包括头盔、头盔连接座、液压悬挂组件及胸部连接座。
29.其中，头盔包括外壳1及内衬，在头盔的正面设置有透明护罩2，在内衬内设置有压力传感器，可根据压力变化感知头部动作并将信号传递给液压助力器。本发明的头盔连接座可供颈部穿过，头盔可基于头盔连接座周向转动。作为一种实施例，头盔连接座包括第一座体3，在第一座体3的中心设置有第一通孔4，在第一座体3上对应第一通孔4的边缘设置有轴承5。头盔的底部呈圆环状，头盔的底部固定于轴承5的内圆内。头盔可基于轴承5周向转动，方便人员转头。本发明液压悬挂组件包括四个液压杆6，每个液压杆6内均设置有活塞9，每个液压杆6的上端与头盔连接座铰接，下部与胸部连接座铰接；四个液压杆6分别位于头盔连接座、胸部连接座的四角处。四个液压杆6均可收缩或伸长，从而辅助人员实现头盔前后左右摆动。活塞9将液压杆6内部分隔为上、下两个油室；四个上油室10通过上油管12串联在一起，四个下油室11通过下油管14串联在一起，在下油管14上设置有液压助力器。其中，每个液压助力器均包括壳体、限流阀、电磁阀、齿轮泵以及贯通其壳体的油道21，限流阀、电磁阀、齿轮泵依次串联于油道21上，具备液压助力，油路开启与关闭，液压油流速限制三项功能。作为一种实施例，如图，本发明可设置四个液压助力器，每个液压助力器伸出两个下油管14，四个液压助力器分别与四个液压杆6间隔设置，每个下油室11分别与相邻的两个下油管14联通。
30.在油道21上设置有电磁阀23及限流阀34，限流阀34设置有变径段24，变径段24的中部的管径小于两侧管径，变径段24的两端均设置为锥台状；限流阀内设置有连杆25及设置于连杆25两端的锥形头26，在每一锥形头26与相邻的小径管之间设置有弹簧27。电磁阀23包括由轴连接的两个滑动活塞28，在对应滑动活塞28位置处设置有两电磁线圈29，每个电磁线圈29分别控制相应的滑动活塞28滑动。
31.其中，当液压油的流速超过限定值时，限流阀在液压油压力的作用下会压迫弹簧27向液压油流动方向运动，限流阀一端的锥形头26会与油道贴合起到封堵油道的作用。由于限流阀两端均设有锥形头26，可对两个方向的液压油流速进行限制。电磁阀的两个电磁线圈29分别控制相应的滑动活塞28运动，当需要封闭油道时，电磁线圈控制滑动活塞28向右滑出，从而带动轴芯将油路封闭，反之，滑动活塞28向左滑动，油道开启。通过滑动活塞的左、右移动，使电磁阀具有常开、常闭两个状态。齿轮泵22包括两个互相啮合的由电机带动的齿轮，当齿轮泵22由电机带动旋转时，液压油会从泵体一端的油道流向另一端。液压油的流动方向与电机的旋转方转速向相关，可通过控制电机的旋转方向与转速实现对液压油的流动方向与流速的控制。
32.本发明每个液压杆的上下两端分别与头盔连接座及胸部连接座铰接，作为一种实施例，在每个液压杆6的上部均设置有第一铰接孔7，在每个液压杆6的底部均设置有第二铰接孔8。本发明的胸部连接座包括第二座体15，在第二座体15的中心设置有与第一通孔4贯通的第二通孔16。在第一座体3上设置有上固定轴17，第一铰接孔7与上固定轴17铰接，在第
二座体15上设置有下固定轴18，第二铰接孔8与下固定轴18铰接。在第二座体15上设置有限位孔19，在限位孔19内设置有限位套20，液压杆6的杆体穿过限位孔19并通过限位套20固定。
33.进一步的，图中所示结构为本发明一种可选实施例，在实际应用过程中，液压助力器数量及安装位置可依需求设置、头盔连接座形状可依需求设置，液压杆与头盔连接座、胸部连接座连接方式可依需求设置，只需遵循其动作原理即可。
34.下面通过具体实施例说明本发明的工作原理：
35.图中，四个液压杆分别为左前液压杆61、右前液压杆62、左后液压杆63及右后液压杆64。四个液压助力器分别为设置于左前液压杆61、右前液压杆62之间的助力器一30，设置于左前液压杆61、左后液压杆63之间的助力器二31，设置在左后液压杆63、右后液压杆64之间的助力器三32，设置在右前液压杆62、右后液压杆64之间的助力器四33。
36.在穿戴者自行动作时：
37.实施例一：非受力状态时：
38.当穿戴者站立时，四个液压杆均趋于垂直状态，四根液压杆承受的重力值差异较小，头盔、头盔连接座的大部分重量经由胸部连接座直接传递到穿戴者躯干部分的防护装备上，或者其他配套使用的外骨骼结构之上，从而减轻颈部的压力。当穿戴者转动头部时，头盔被带动，沿着轴承的旋转方向旋转，实现头部转动。
39.实施例二：当穿戴者做抬头动作时：
40.压力传感器感应到头部向后动作压力，液压助力器接收信号后，助力器二31及助力器四32内的齿轮泵22在电机带动下旋转，左后液压杆63下油室内的液压油经下油管流入左前液压杆61的下油室内。同时，右后液压杆64下油室内的液压油经下油管流入右前液压杆62的下油室内，从而实现有助力的抬头动作。
41.实施例三：当穿戴者做低头动作时：
42.压力传感器感应到头部向后动作压力，液压助力器接收信号后，助力器二31及助力器四33内的齿轮泵22在电机带动下旋转，左前液压杆61下油室内的液压油经下油管流入左后液压杆63的下油室内。同时，右前液压杆62下油室内的液压油经下油管流入右后液压杆64的下油室内，从而实现有助力的低头动作。
43.实施例四：当穿戴者向左摆头时：
44.压力传感器感应到头部向左动作压力，液压助力器接收信号后，助力器一30及助力器三32内的齿轮泵22在电机带动下旋转，左前液压杆61下油室内的液压油经下油管流入右前液压杆62的下油室内。同时，左后液压杆63下油室内的液压油经下油管流入右后液压杆64的下油室内，从而实现有助力的向左摆头动作。
45.实施例五：当穿戴者向右摆头时：
46.压力传感器感应到头部向右动作压力，液压助力器接收信号后，助力器一30及助力器三32内的齿轮泵22在电机带动下旋转，右前液压杆62下油室内的液压油经下油管流入左前液压杆61的下油室内。同时，右后液压杆64下油室内的液压油经下油管流入左后液压杆63的下油室内，从而实现有助力的向右摆头动作
47.综上，穿戴者在做抬头或者低头动作时也可做向左或者向右的摆头，四个多功能液压助力器可以同时工作，从而实现头部在一定范围内所有角度的摆动。
48.当穿戴者头部受到巨大外力冲击时，巨大冲击力会导致头盔以及头盔连接座的剧烈横向移动，由于四个液压杆的杆体均穿过限位孔并通过限位套固定连接，有效限制了四个液压杆的摆动幅度，从而限制了头盔座以及头盔的横向移动幅度，起到抗冲击作用。
49.进一步的，巨大冲击力也会导致四个液压杆内的活塞快速运动，并带动其内的液压油流动，当液压油的流速超过限流阀限定值时，限流阀在液压油压力的作用下会压迫弹簧向液压油流动方向运动，限流阀一端的锥形头会与油道孔贴合起到封堵油道的作用。
50.以下列举了四个不同方向受到巨大冲击力时的具体工作原理：
51.实施例六：当穿戴者头部受到由前向后的巨大外力冲击时：
52.头盔在冲击力的作用下，左后液压杆63、右后液压杆64被压缩，液压杆的下油室内的液压油受到压力经由下油管流向左前液压杆61及右前液压杆62的下油室在流经助力器二31、助力器四33时，液压助力器内的限流阀受到冲击力后封闭油道。与此同时，头盔在巨大冲击力的作用下，将左前液压杆61及右前液压杆62向上拉，左前液压杆61及右前液压杆62的上油室受到压缩，其内的液压油经由上油管流向左后液压杆63、右后液压杆64的上油室，由于左后液压杆63、右后液压杆64的下油室的油路被封闭，其内的活塞无法向下运动，左前液压杆61及右前液压杆62上油室内的液压油无法无法继续流入。从而最大限度限制头盔向后摆动，起到抗冲击作用。
53.实施例七：当穿戴者头部受到由后向前的巨大外力冲击时：
54.头盔在冲击力的作用下，左前液压杆61及右前液压杆62被压缩，左前液压杆61及右前液压杆62的下油室内的液压油受到压力经由下油管流向左后液压杆63、右后液压杆64的下油室在流经助力器二31、助力器四33时，液压助力器内的限流阀受到冲击力后封闭油道。与此同时，头盔在巨大冲击力的作用下，将左后液压杆63、右后液压杆64向上拉左后液压杆63、右后液压杆64的的上油室受到压缩，其内的液压油经由上油管流向左前液压杆61及右前液压杆62的上油室，由于左前液压杆61及右前液压杆62下油室的油路被封闭，其内的活塞无法向下运动，左前液压杆61及右前液压杆62上油室内的液压油无法无法继续流入。从而最大限度限制头盔向前摆动，起到抗冲击作用。
55.实施例八：当穿戴者头部受到由右向左的巨大外力冲击时：
56.头盔在冲击力的作用下，左前液压杆61、左后液压杆63被压缩，左前液压杆61、左后液压杆63的下油室内的液压油受到压力经由下油管流向右前液压杆62、右后液压杆64的下油室在流经助力器一30、助力器三32时，助力器二30、助力器三32内的限流阀受到冲击力后封闭油道。与此同时，头盔在巨大冲击力的作用下，将右前液压杆62、右后液压杆64向上拉右前液压杆62、右后液压杆64的上油室受到压缩，其内的液压油经由上油管流向左前液压杆61、左后液压杆63的上油室由于左前液压杆61、左后液压杆62下油室的油路被封闭，其内的活塞无法向下运动，右前液压杆62、右后液压杆64上油室内的液压油无法无法继续流入。从而最大限度限制头盔向左摆动，起到抗冲击作用。
57.实施例九：当穿戴者头部受到由左向右的巨大外力冲击时：
58.头盔在冲击力的作用下，右前液压杆62、右后液压杆64被压缩，右前液压杆62、右后液压杆64的下油室内的液压油受到压力经由下油管流向左前液压杆61、左后液压杆63的下油室，在流经助力器一30、助力器三32时，助力器一30、助力器三32内的限流阀受到冲击力后封闭油道。与此同时，头盔在巨大冲击力的作用下，将左前液压杆61、左后液压杆63向
上拉，左前液压杆61、左后液压杆63的上油室受到压缩，其内的液压油经由上油管流向右前液压杆62、右后液压杆64的上油室由于右前液压杆62、右后液压杆64下油室的油路被封闭，其内的活塞无法向下运动左前液压杆61、左后液压杆63上油室内的液压油无法无法继续流入。从而最大限度限制头盔向右摆动，起到抗冲击作用。当穿戴者头部无需做摆动动作时，液压助力器内的电磁阀可将油道封闭，从而使液压悬挂组件的状态保持固定，此时液压助力器内的双向油泵也保持断电状态，从而减少能量消耗。
59.本发明可同时实现穿戴者头部转动及摆动，还可缓解外部冲击。通过对液压助力器结构的创新，使其同时具备限制流速，开启关闭油道以及助力功能。本发明具备非常好的头部承载能力，可有效降低颈椎负载压力，同时还具备非常好的抗冲击能力。本发明还可以与其他其他防护装备配合使用，尤其适合与其他外骨骼装备配合使用以达到非常好的整体防护效果。本发明即可军用也可民用，军事领域可应用于单兵防护装备，单兵外骨骼的助力头盔组件，防爆服的助力头盔组件等，民用领域可应用于消防服的助力头盔组件，高防护骑行服的助力头盔组件等。
60.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。