一种多重保护安全帽
技术领域
本发明涉及安全防护技术领域，尤其是涉及一种在安全帽外壳碎裂、受到竖向冲击及偏向冲击时均具有很好缓冲作用的多重保护安全帽。
背景技术
安全帽是建筑等施工企业安全生产必不可少的安全防护用具。现有技术的安全帽通常包括一个外壳及设置在外壳内侧的内衬带，其中内衬带与外壳之间为空腔，没有防护层。这种安全帽虽然可以起到一定的防护作用，但当受到尖锐物的撞击时，外壳容易破损，此时安全帽就完全失去防护作用。另一方面，现有技术的安全帽主要用于降低安全帽在受到上方跌落物对使用者头部的伤害，但实际上当事故发生时，跌落物正好砸中头顶的可能不大，即安全帽承受单纯的竖向撞击力的可能性不大，更大的可能是安全帽受到跌落物的偏向撞击，在偏向撞击的作用下，安全帽瞬间出现一定角度的旋转，这种瞬间的转动可以带动使用者头部的突然转动，从而使其头部受到震荡或挫裂伤。最近在脑外伤领域的研究表明，类似的旋转冲击对大脑产生的剪切力对脑细胞的损伤要比竖向冲击大得多。公开日为2019年4月30日，公开号为CN109691716A的中国专利文献公开了一种具有弹性缓冲的安全帽，包括帽子主体，帽子主体包括外壳和内壳，外壳内壳之间设有弹性弹簧，内壳上表面设有支撑层一，外壳下表面设有支撑层二。这种具有弹性缓冲的安全帽，当重物落在帽体上时，通过弹性弹簧的缓冲起到缓冲的作用，保证了安全帽对人体的安全性。但这种安全帽的外壳体与内衬层之间为空腔，没有设置防护层，当受到尖锐物的撞击时，外壳容易破损，此时安全帽就完全失去防护作用。另一方面，当这种安全帽受到跌落物的偏向撞击时，在偏向撞击的作用下，安全帽瞬间会出现一定角度的旋转，这种瞬间的转动可以带动使用者头部的突然转动，从而使其头部受到震荡或挫裂伤。因此，有必要设计一种对外部偏向冲击力具有更好缓冲作用的安全帽，以提高对安全帽的安全性能。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前的安全帽存在外壳碎裂时完全失去防护作用、在受到偏向冲击作用时容易带动使用者头部突然转动而使其头部受伤的问题，提供一种在安全帽外壳碎裂、受到竖向冲击及偏向冲击时均具有很好缓冲作用的多重保护安全帽。
本发明为实现上述发明目的所采用的技术方案是，一种多重保护安全帽，包括外壳体，所述外壳体内设有衬垫，所述的衬垫包括外衬垫、中间衬垫及内衬垫，外衬垫的外侧面与外壳体固定，中间衬垫位于外衬垫的内侧，内衬垫位于中间衬垫的内侧，所述的外衬垫为一体化的高密度发泡结构，中间衬垫为一体化的中密度发泡结构，内衬垫为一体化的低密度发泡结构，安全帽的系扣带设置在内衬垫上，中间衬垫与内衬垫及外衬垫之间均分布有在安全帽受到偏向冲击时使外壳体相对于内衬垫滑动的多个软胶垫,软胶垫的两面均与相邻的衬垫粘接。本发明的安全帽在外壳体内设有高密度发泡结构的外衬垫，当外壳体在受到撞击破损时，利用外衬垫的高密度、质地较硬的特性避免安全帽被直接穿透，避免重物直接冲击使用者头部。而与使用者头部接触的内衬垫采用低密度、结构相对松软的材质，用于吸收冲击能量与分散冲击载荷，同时满足使用者佩戴舒适的要求。此外，外衬垫与内衬垫之间还设有中间衬垫，中间衬垫的密度介于外衬垫与内衬垫之间，内衬垫与外衬垫之间的缓冲作用。中间衬垫与内衬垫及外衬垫之间均设有软胶垫,这种高弹性的软胶垫既可以起到安全帽竖向冲击的缓冲作用，又可以当安全帽受到偏向冲击时利用其很容易变形的功能使外衬垫连同外壳体相对于中间衬垫滑动，中间衬垫则相对于内衬垫滑动，在内外两层软胶垫的弹性变形作用下，外衬垫连同外壳体相对于内衬垫可以转动一定的角度，从而起到对偏向冲击缓冲的作用，大大减少偏向冲击时使用者头部的突然转动，避免使其头部受到震荡或挫裂伤。这里的竖向冲击是指球壳状安全帽的径向（法线方向）的冲击，偏向冲击是指偏离竖向具有球壳状安全帽切线方向上分量的冲击。这样，本发明解决了目前的安全帽存在外壳碎裂时完全失去防护作用、在受到偏向冲击作用时容易带动使用者头部突然转动而使其头部受到震荡或挫裂伤的问题，本发明在安全帽外壳碎裂、受到竖向冲击及偏向冲击时均具有很好缓冲作用，是一种具有多重保护功能的安全帽。
作为优选，内衬垫的外侧面与外衬垫的内侧面均为球面结构，中间衬垫为半球壳状结构，内衬垫与中间衬垫、中间衬垫与外衬垫之间均设有半球壳状的空隙，所述的软胶垫为圆形，嵌设在内衬垫与中间衬垫、中间衬垫与外衬垫之间的空隙内。内衬垫的外侧面与外衬垫的内侧面均为球面结构且中间衬垫为半球壳状结构有利于外衬垫相对于中间衬垫转动，中间衬垫相对于内衬垫转动。而内衬垫的内侧面则与人体头部适配，满足使用舒适性要求。
作为优选，位于内衬垫与中间衬垫之间的内层软胶垫和位于中间衬垫与外衬垫之间的外层软胶垫其数量相同，内层软胶垫与外层软胶垫对应设置，内层软胶垫与外层软胶垫在所述球面结构的同一径向线上。内层软胶垫与外层软胶垫在所述球面结构的同一径向线上，可以有效强化安全帽对竖向冲击的缓冲作用。
作为优选，内衬垫的外侧面及外衬垫的内侧面设有相对的凹坑，中间衬垫上设有与凹坑对应且横截面积大于凹坑开口面积的避让孔，内衬垫的外侧面与外衬垫的内侧面设有牵拉柱，牵拉柱的两端分别与内衬垫的外侧面及外衬垫的内侧面固定，所述凹坑为圆形，其开口直径大于底部直径，所述的牵拉柱为两端大中间小的柱状结构，凹坑的底部直径大于牵拉柱端部直径。高弹性的牵拉柱对外衬垫相对于内衬垫滑动（转动）时起到牵拉作用，同时具有使外衬垫相对于内衬垫复位的作用。相对于牵拉柱，具有较大直径的牵拉柱端部直径及避让孔可以使使外衬垫相对于内衬垫具有足够的滑动（转动）空间。
作为优选，安全帽的顶部设有沿安全帽的前后方向设有条状凸起，条状凸起内形成有空腔，条状凸起的两侧设有通风孔，内衬垫内侧面上设有若干透气槽，内衬垫及外衬垫的凹坑处设有透气孔，所述透气孔相互连通形成一条折弯的通气道，所述透气槽通过通气道与所述的空腔连通。条状凸起可以强化安全帽头顶部外壳体的抗冲击强度，同时还可以引导撞击物向安全帽的外周滑落。内衬垫内侧面上的透气槽用于使用者头部的透气散热，透气槽通过折弯的通气道与空腔连通，由于空腔位于安全帽的顶部，因此具有自然的从头顶吸气向上排出的作用，可以加快使用者头部的散热。此外，折弯的通气道可以避免在安全帽的某个方向形成抗冲击薄弱环节，该通气道通常在安全帽的原始状态（非旋转状态）下存在，当安全帽受到冲击其外衬垫相对于内衬垫转动时，该通气道可能被封闭。
作为优选，透气槽以内衬垫内侧面的顶部为中心呈放射状分布，透气槽的深度以衬垫内侧面的顶部为中心向外逐渐减小。内衬垫及外衬垫的厚度均大于中间衬垫的厚度，中间衬垫的厚度大于软胶垫的厚度。
作为优选，软胶垫为多层结构，相邻的两层软胶垫之间通过一层粘性膏状体连接，相邻的两层软胶垫之间为阻尼性可滑动结构；位于内层的软胶垫上设有通孔，通孔内填充有所述的粘性膏状体，相邻两层软胶垫上的通孔错位设置。软胶垫采用多层结构且两层软胶垫之间通过粘性膏状体连接，粘性膏状体具有粘滞性、流动性及不干性，这样两层软胶垫之间容易滑动，软胶垫切向上的弹性变形容易发生，从而更快地消减偏向冲击引起的冲击力，提高安全帽对使用者的保护作用。而在软胶垫上设置通孔，通孔内填充粘性膏状体，则一方面通孔的存在减少了软胶垫的面积，另一方面通孔内填充的粘性膏状体可以补充两层软胶垫可能出现的粘性膏状体缺失，确保两层软胶垫之间的滑动性能。这里的中间层是指软胶垫中除顶层与底层以外的所有内部层，粘性膏状体可以采用非固化液体橡胶等具有类似性质的材料。
作为优选，外衬垫的边缘内侧与内衬垫的边缘外侧之间设有若干约束带，所述的约束带在外衬垫的边缘内侧均匀分布。约束带用于约束外衬垫相对于内衬垫的极限转动角度，避免转动角度过大而对使用者造成损害。
作为优选，安全帽的外壳体为聚乙烯、玻璃纤维或碳纤维，外衬垫、中间衬垫及内衬垫均为发泡聚氨酯或发泡聚丙烯，外衬垫的密度为0.65-0.85克/立方厘米，中间衬垫的密度为0.4-0.6克/立方厘米，内衬垫的密度为0.15-0.35克/立方厘米。安全帽的外壳体选用高强度的轻质材料；高密度发泡聚丙烯是一种性能卓越的高结晶型聚合物复合材料,其制品具有超强的抗震吸能性能、形变后回复率高、很好的耐热性、耐化学腐蚀性、耐油性和隔热性。聚氨酯是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇等原料制成的聚合物，通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品，聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体等。发泡聚丙烯及发泡聚氨酯均具有很好的抗震吸能性能，并且可以加工成不同密度的产品，以适应不同的应用场合。本发明所述的高密度、中密度及低密度只是外衬垫、中间衬垫与内衬垫之间的密度对比，并非密度的绝对高低。
本发明的有益效果是：本发明有效解决了目前安全帽存在外壳碎裂时完全失去防护作用、在受到偏向冲击作用时容易带动使用者头部突然转动而使其头部受伤的问题，本发明的安全帽在安全帽外壳碎裂、受到竖向冲击及偏向冲击时均具有很好缓冲作用，大幅提高了安全帽对使用者的保护作用，具有很高的实用价值。
附图说明
图1是本发明多重保护安全帽的一种结构剖视图；
图2是本发明多重保护安全帽的另一种结构剖视图；
图3是本发明多重保护安全帽的一种外形结构示意图；
图4是图3的一种结构剖视图；
图5是本发明安全帽软胶垫的一种局部结构剖视图；
图6是本发明安全帽软胶垫的另一种局部结构剖视图。
图中：1.外壳体，2.外衬垫，3.中间衬垫，4.内衬垫，5.系扣带，6.软胶垫，7.空隙，8.凹坑，9.避让孔，10.牵拉柱，11.条状凸起，12.空腔，13.通风孔，14.透气槽，15.透气孔，16.粘性膏状体，17.通孔，18.约束带。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
实施例1
在如图1所示的实施例1中，一种多重保护安全帽，包括聚乙烯材质的外壳体1，所述外壳体内设有衬垫，所述的衬垫包括外衬垫2、中间衬垫3及内衬垫4，外衬垫的外侧面与外壳体固定，中间衬垫位于外衬垫的内侧，内衬垫位于中间衬垫的内侧，所述的外衬垫为一体化的高密度发泡聚丙烯，其密度为0.85克/立方厘米，中间衬垫为一体化的中密度发泡聚丙烯，其密度为0.6克/立方厘米，内衬垫为一体化的低密度发泡聚丙烯，其密度为0.35克/立方厘米。安全帽的系扣带5设置在内衬垫上，本实施例的安全帽单侧设有两条系扣带，两条系扣带向下向内延伸并连接构成V字形。中间衬垫与内衬垫及外衬垫之间均分布有在安全帽受到偏向冲击时使外壳体相对于内衬垫滑动的多个软胶垫6,软胶垫的两面均与相邻的衬垫粘接。内衬垫的外侧面与外衬垫的内侧面均为球面结构，中间衬垫为半球壳状结构，内衬垫与中间衬垫、中间衬垫与外衬垫之间均设有半球壳状的空隙7，乳胶材质的软胶垫为圆形，嵌设在内衬垫与中间衬垫、中间衬垫与外衬垫之间的空隙内。位于内衬垫与中间衬垫之间的内层软胶垫和位于中间衬垫与外衬垫之间的外层软胶垫其数量相同，内层软胶垫与外层软胶垫对应设置，内层软胶垫与外层软胶垫在所述球面结构的同一径向线上。本实施例内衬垫及外衬垫的厚度均大于中间衬垫的厚度，中间衬垫的厚度大于软胶垫的厚度；外衬垫的边缘内侧与内衬垫的边缘外侧之间设有六条约束带18，所述的约束带在外衬垫的边缘内侧均匀分布。
实施例2
在如图2所示的实施例2中，安全帽的外壳体为玻璃纤维材质，外衬垫为一体化的高密度发泡聚氨酯，其密度为0.65克/立方厘米，中间衬垫为一体化的中密度发泡聚氨酯，其密度为0.2克/立方厘米，内衬垫为一体化的低密度发泡聚氨酯，其密度为0.15克/立方厘米。本实施例内衬垫的外侧面及外衬垫的内侧面设有相对的凹坑8，中间衬垫上设有与凹坑对应且横截面积大于凹坑开口面积的避让孔9，内衬垫的外侧面与外衬垫的内侧面设有牵拉柱10，牵拉柱为高弹性乳胶材质，牵拉柱的两端分别与内衬垫的外侧面及外衬垫的内侧面固定，所述凹坑为圆形，其开口直径大于底部直径，所述的牵拉柱为两端大中间小的柱状结构，凹坑的底部直径大于牵拉柱端部直径，其余和实施例1相同。
实施例3
实施例3的外壳体为碳纤维材质，软胶垫为3层结构，相邻的两层软胶垫之间通过一层粘性膏状体16连接（见图5），相邻的两层软胶垫之间为阻尼性可滑动结构，所述的粘性膏状体为非固化液体橡胶，其余和实施例1或实施例2相同。
实施例4
实施例4的软胶垫为4层结构，位于内层的软胶垫上设有通孔17，通孔内填充有所述的粘性膏状体，相邻两层软胶垫上的通孔错位设置（见图6），其余和实施例1或实施例2或实施例3相同。
实施例5
在如图3图4所示的实施例5中，安全帽的顶部设有沿安全帽的前后方向设有条状凸起11（冠状凸起），条状凸起为前高后低的结构，条状凸起内形成有空腔12，条状凸起的两侧设有通风孔13，内衬垫内侧面上设有若干透气槽14，内衬垫及外衬垫的凹坑处设有透气孔15，所述透气孔相互连通形成一条折弯的通气道，所述透气槽通过通气道与所述的空腔连通。透气槽以内衬垫内侧面的顶部为中心呈放射状分布，透气槽的深度以衬垫内侧面的顶部为中心向外逐渐减小，其余和实施例1或实施例2或实施例3或实施例4相同。
本发明的安全帽在外壳体内设有高密度发泡结构的外衬垫，当外壳体在受到撞击破损时，利用外衬垫的高密度、质地较硬的特性避免安全帽被直接穿透，避免重物直接冲击使用者头部。而与使用者头部接触的内衬垫采用低密度、结构相对松软的材质，用于吸收冲击能量与分散冲击载荷，同时满足使用者佩戴舒适的要求。此外，外衬垫与内衬垫之间还设有中间衬垫，中间衬垫的密度介于外衬垫与内衬垫之间，内衬垫与外衬垫之间的缓冲作用。中间衬垫与内衬垫及外衬垫之间均设有软胶垫,这种高弹性的软胶垫既可以起到安全帽竖向冲击的缓冲作用，又可以当安全帽受到偏向冲击时利用其很容易变形的功能使外衬垫连同外壳体相对于中间衬垫滑动，中间衬垫则相对于内衬垫滑动，在内外两层软胶垫的弹性变形作用下，外衬垫连同外壳体相对于内衬垫可以转动一定的角度，从而起到对偏向冲击缓冲的作用，大大减少偏向冲击时使用者头部的突然转动，避免使其头部受到震荡或挫裂伤。本发明在安全帽外壳碎裂、受到竖向冲击及偏向冲击时均具有很好缓冲作用，是一种具有多重保护功能的安全帽。
除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。
