專利名稱：降低物體沖力的方法及保護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及物體沖撞防護技術領域，特別是ー種對運動物體沖撞進行防護的新型裝置，它能夠為需要保護的沖撞物體提供十分有效的防護，防止物體在沖撞中損壞。
背景技術：
氣墊柔軟、弾性的特征在緩解物體沖擊方面有著良好的作用。比如貴重物品周圍放置廉價的充氣氣囊應對運輸過程中偶然發(fā)生的碰撞；又比如在地上放置巨大的充氣氣墊以營救高空跳下的人，人落下后會在氣墊上彈起落 下幾次，但毫發(fā)無傷。氣墊在日常生活中得到了廣泛的應用，并且還在ー些專業(yè)領域開拓應用。中國專利申請?zhí)枮?8108130.2的氣墊式車用減震保險杠，設計將氣墊結構用于汽車保險杠，以減輕汽車碰撞造成的損壞程度。上述氣墊的用途有個共同的特點就是氣墊經(jīng)運動物體碰撞后沖カ會將氣體壓縮，直至無法壓縮后氣墊回彈，這樣一個カ的轉換過程，使得物體在碰撞后難以很快穩(wěn)定下來，而且如果碰撞力度很大且碰撞位置不正，回彈后的碰撞造成損壞的風險更加難以預測。就拿上述汽車碰撞的應用而言，由于汽車保險杠的應用受體積限制，無法設計得很大，因此保險杠氣墊必須設計得比較硬，這便會接近弾性碰撞，汽車相撞后會彈開，而且有可能造成汽車撞向后面已經(jīng)停住的汽車，造成更大的損失。而救生氣墊因無體積限制，可以做得很大且松軟，弾性碰撞現(xiàn)象不明顯，但即使這樣也會出現(xiàn)人被弾起的現(xiàn)象，如果人墜落靠近氣墊邊緣，仍然會發(fā)生反彈摔落受傷的危險發(fā)生。顯然，傳統(tǒng)氣墊用于降低物體沖カ在不同用途上是存在較大差異的，并且在應對物體快速沖擊方面存在更大的問題。水墊因水的波動性可以隨持續(xù)的壓力發(fā)生相應的塑形，例如水床，可以很好承載井隨人體生理彎曲而提供均衡的支撐カ；水的不可壓縮特性使得快速撞擊的壓強會十分巨大，如果人身體從高處平拍在水面是會導致嚴重損傷的。鑒于上述對水墊的分析，傳統(tǒng)技術上水墊是無法在應對物體快速沖擊方面發(fā)揮作用的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種降低物體沖カ的方法及保護裝置，能克服上述技術在降低物體沖カ方面存在的缺點，采用物體撞擊時利用保護裝置內(nèi)流體側向分流的方法制作適合被保護物體的裝置，延長撞擊物體從運動到靜止的時間，以達到降低撞擊沖力的同時最大限度地消除被保護物體撞擊反彈，實現(xiàn)對碰撞物體的保護，使其免于毀損。本發(fā)明的技術方案如下為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是降低物體沖カ的保護裝置充滿流體的主腔體受到外力撞擊并達到預設值時被動或主動破裂不同級次的膜片，使流體向設置在其相鄰的真空腔體內(nèi)流動；所述的ー種降低物體沖カ的方法所制成的保護裝置，包括主腔體、流體、流體灌注口和被保護物體，還包括真空腔體、膜片和破膜器，所述真空腔體位于所述主腔體相鄰位置，所述膜片位于所述主腔體和所述真空腔體之間，所述破膜器設置在所述膜片旁邊，所述主腔體設置在被保護物體的撞擊面上，所述流體經(jīng)所述流體灌注ロ灌注在所述主腔體內(nèi)；所述膜片可以有多種厚度，根據(jù)其所受到的不同沖カ分級次被動破裂；所述流體可以是氣體和液體的組合使用；所述真空腔體可以有ー個或多個分別與所述主腔體相連。由于采用了上述的技術方案，本發(fā)明具有以下有益效果與現(xiàn)有氣墊降低物體沖カ的技術相比，本發(fā)明具有最大限度消除物體撞擊后反彈的特點，使被保護物體經(jīng)一次碰撞后即能穩(wěn)定下來，同時由于可以使用所有流體作為介質(zhì)，特別是采用不可壓縮的液體作為介質(zhì)，能夠更好地降低高速、大質(zhì)量物體撞擊時的沖力，確保被保護物體免受毀損之災。


I、圖I為本發(fā)明多用途空降兵鞋套著陸前結構示意圖；2、圖2為本發(fā)明空降兵鞋套著陸后結構示意圖；3、圖3為本發(fā)明航天器載人返回艙著陸前氣墊保護示意圖；4、圖4為本發(fā)明航天器載人返回艙著陸時氣墊兩級膜片破裂過程狀態(tài)示意圖；5、圖5為本發(fā)明航天器組合流體防過載保護裝置結構示意圖。圖號說明I、被保護物體，2、主腔體，3、真空腔體，4、膜片，4a、ー級膜片，4b、ニ級膜片，5、流 體，6、固定架，7、鎖扣，8、流體灌注ロ，9、支撐體，10、飲水管，11、水閥，12、基底氣囊，13、破
膜器，14、封蓋。
具體實施例方式為使本發(fā)明的技術方案便于理解，以下結合具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步的說明。實施例I :如圖1、2所示，為本發(fā)明的多用途空降兵鞋套，包括鞋I、主腔體2、水5、固定架6、鎖扣7、流體灌注ロ 8、飲水管10、水閥11，還包括真空腔體3、膜片4和支撐體9，所述主腔體2通過固定架6套在鞋底，依靠可以滑動的鎖扣7牢固地固定在鞋I上，主腔體2上表面大于鞋底面積,水5經(jīng)流體灌注ロ 8注入到主腔體2內(nèi)，飲水管10的下端與主腔體2連通，其上端安裝有水閥11并處于游離狀態(tài)，所述的真空腔體3位于主腔體2的四周并邊緣向上貼附在固定架6側面，8個直徑I厘米的膜片4分布在真空腔體3和主腔體2間的分隔上，10個柱狀的支撐體9的上端固定在主腔體2上表面內(nèi)側，其下端向外撇并懸垂。當空降兵準備跳傘時先將注好水的鞋套固定在鞋底，在機上走動時，足以承受空降兵及裝備重量的支撐體9可以提供走動的穩(wěn)定性，同時也防止走動時對主腔體2的過度擠壓，著陸時，主腔體2受到強烈沖擊，內(nèi)部的水5因不可壓縮，沖カ迅速向四周擴散，沖破膜片4流入真空腔體3，由上到下的沖カ也隨水5向四周的流動而減小，最終使兩個腔體的壓カ的達到均衡，而不會發(fā)生反彈現(xiàn)象導致人無法穩(wěn)定站立，同時根據(jù)動量定理可知，從運動到靜止時間的延長能夠大大降低所受沖力。空降兵落地后取下鞋套可以通過固定架6分別固定在脖頸處以及軍服里側心臟處，作為水囊隨時供飲用，同時也可起到防弾的效果。實施例2 如圖3、4所示為本發(fā)明航天器載人返回艙著陸氣墊保護裝置，本實施例主腔體2內(nèi)的流體為空氣，并且采用兩級膜片結構，膜片4的破裂時機設計為當著陸沖カ接近被保護物體I (航天員I)正常承受能力且低于主腔體2反彈開始前，一級膜片4a在50公斤沖力下破裂,主腔體3中的空氣會迅速進入真空腔體3，腔體空間的加大，腔體內(nèi)壓的降低使得航天員I受到的沖カ可以隨主腔體2的壓カ擴散而降低；而當航天員I承受的沖力再次増大到55公斤沖カ時ニ級膜片4b破裂，這時航天員I所承受的沖力會再次降低，起到了保護航天員I的效果?？傊?，這樣的多級膜片結構既可以有效降低航天員承受的著陸沖力，又能夠盡量消除沖カ反弾，大大提高航天員I的著陸舒適度。實施例3 如圖5所示為本發(fā)明的航天器組合流體防過載保護裝置，包括航天員I、球形主腔體2、基底氣囊12、水5和封蓋14，還包括所述真空腔體3、膜片4和破膜器13，所述基底氣囊12包裹在球形主腔體2的外側，航天員I趟坐在主腔體2上面，航天員I從主腔體2內(nèi)部將封蓋14封閉，所述成串的真空腔體3的一側設置在主腔體2的內(nèi)壁上，膜片4的一端與主腔體2的內(nèi)壁相連,破膜器13 —端與膜片4的一端一同固定在主腔體2的內(nèi)壁上,另一端對準膜片4的中央位置。航天器在大氣層高速飛行時，航天員I要承受很大的重力加速度，隨著在ー個方向上壓カ的増大，可以采用自動控制破膜器13將膜片4刺破，讓水5進入真空腔體3，通過水5的流動打破主腔體2內(nèi)部原有的力平衡，緩解單一方向上施加給航天員I的壓力，適時地啟動破膜器13，重復上述步驟一定可以讓航天員I度過ー個舒適的旅程。本發(fā)明的使用原理如下遵循動量定理以及流體力學原理，采用保護裝置充滿流體的主腔體受到外力撞擊并達到預設值時被動或主動破裂不同級次的膜片，使流體向設置在其相鄰的真空腔體內(nèi)流動，通過流體流動延長物體碰撞從運動到靜止的時間，大幅度降低物體沖カ以及最大限度消除碰撞后的反彈現(xiàn)象。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上和實質(zhì)上的限制，凡熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利用以上所掲示的技術內(nèi)容，而作出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實施例；同時，凡依據(jù)本發(fā)明的實質(zhì)技術對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變，均仍屬于本發(fā)明的技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種降低物體沖カ的方法，其特征在于降低物體沖カ的保護裝置充滿流體的主腔體受到外力撞擊并達到預設值時被動或主動破裂不同級次的膜片，使流體向設置在其相鄰的真空腔體內(nèi)流動。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種降低物體沖カ的方法所制成的保護裝置，包括主腔體、流體、流體灌注口和被保護物體，其特征在干還包括真空腔體、膜片和破膜器，所述真空腔體位于所述主腔體相鄰位置，所述膜片位于所述主腔體和所述真空腔體之間，所述破膜器設置在所述膜片旁邊，所述主腔體設置在被保護物體的撞擊面上，所述流體經(jīng)所述流體灌注ロ灌注在所述主腔體內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求2所述的ー種降低物體沖カ的方法所制成的保護裝置，其特征在于所述膜片可以有多種厚度，根據(jù)其所受到的不同沖カ分級次被動破裂。
4.根據(jù)權利要求2所述的ー種降低物體沖カ的方法所制成的保護裝置，其特征在于所述流體可以是氣體和液體的組合使用。
5.根據(jù)權利要求2所述的ー種降低物體沖カ的方法所制成的保護裝置，其特征在于所述真空腔體可以有ー個或多個分別與所述主腔體相連。
全文摘要
本發(fā)明一種降低物體沖力的方法及保護裝置，涉及物體沖撞防護技術領域，其特征是當物體受到外力，位于物體受力面上的保護裝置充滿流體的主腔體受到外力并達到預設值時，不同級次的膜片會被動或主動破裂，使流體向設置在主腔體周圍的真空腔體內(nèi)流動；通過流體的流動來分散物體所受外力，同時消除碰撞反彈，達到有效防止被保護物體毀損的目的。這種全新的保護方法和裝置具有十分廣闊的應用前景。
文檔編號F16F9/10GK102661349SQ201210038698
公開日2012年9月12日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權日2012年2月21日
發(fā)明者付文軍 申請人:付文軍