一种旋转冲击缓冲安全帽
本申请对下述申请提出了优先权：多重缓冲安全帽，申请号2017203061307；一种头盔5D缓冲结构，申请号2017204092393；多重缓冲安全帽，申请号2017106937257。
技术领域
本实用新型涉及安全防护领域，尤其是一种旋转冲击缓冲安全帽。
背景技术
安全帽是常用的安全防护用品；中国专利申请号 CN201520252101.8 的实用新型公开了一种安全帽，包括安全帽外壳、安全帽内胆、固定端点、帽带、固定锁扣、固定环，弹性材料的安全帽内胆通过外圈锁扣固定在安全帽外壳内，固定端点布置在安全帽内胆靠近安全帽外壳的顶端，固定锁扣设置在安全帽外壳内部顶端。传统的安全帽主要对外部对安全帽形成的法向冲击起到防护作用，但实际上当安全事故发生时，安全帽承受单纯法向冲击力的概率较小，更多的时候除法向冲击力还存在切向上的冲击力，在这种切向上的冲击力的作用下，安全帽容易出现一定角度的旋转，从而导致使用者头部易受挫伤。因此，设计一种对外部旋转冲击力具有较好缓冲作用，受到外力旋转冲击时头部不会挫伤的旋转冲击缓冲安全帽，成为亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服目前的安全帽存在承受外力旋转冲击能力较差，受到外力旋转冲击时头部易受挫伤的不足，提供一种对外部旋转冲击力具有很好缓冲作用，受到外力旋转冲击时头部不易挫伤的旋转冲击缓冲安全帽。
本实用新型的具体技术方案是：一种旋转冲击缓冲安全帽，包括外壳，所述的旋转冲击缓冲安全帽还包括设置在外壳内的弹性内衬，外壳与弹性内衬之间具有间隙，外壳和弹性内衬之间设有使外壳相对于弹性内衬转动的旋转冲击缓冲装置。本实用新型的安全帽在外壳与弹性内衬之间设有旋转冲击缓冲装置，旋转冲击缓冲装置除具有安全帽法向上的弹性形变功能外，更具有安全帽切向上的弹性形变功能，当安全帽受到外力冲击时，外力中作用于外壳切向上的分力使外壳具有相对弹性内衬转动的趋势，而本实用新型的外壳和弹性内衬之间设有使外壳相对于弹性内衬转动的旋转冲击缓冲装置，通过旋转冲击缓冲装置的切向形变，在弹性内衬相对不动的前提下，外壳相对于弹性内衬可转动一定的角度，起到旋转冲击缓冲的作用，这样就大幅度的消减了外力对使用者的冲击。另一方面，旋转冲击缓冲装置的形变量具有一定的范围，当安全帽的外壳相对于弹性内衬转动到一定角度后，旋转冲击缓冲装置的抗旋转阻尼力就会大幅增加，从而将外壳相对于弹性内衬转动控制在一定的角度范围内。这样，本实用新型解决了目前的安全帽存在承受外力旋转冲击能力较差，受到外力旋转冲击时头部易受挫伤的不足，大幅提高了安全帽对使用者的保护作用。
作为优选，旋转冲击缓冲装置包括若干个缓冲构件，所述缓冲构件包括镶嵌于外壳内侧的塑胶钉座及柱状的弹性垫圈，塑胶钉座上设有小径端位于内端的外阶梯孔；弹性垫圈上设有小径端位于外端的内阶梯孔，弹性垫圈的外端面紧贴塑胶钉座的内端面；用于连接弹性垫圈与塑胶钉座的塑胶钉，所述塑胶钉包括位于内阶梯孔大径段中的压盘、穿设于内阶梯孔小径段和外阶梯孔小径段中且一端与压盘连接的钉杆，内阶梯孔小径段的直径与钉杆的外径相适配，外阶梯孔小径段直径大于钉杆的外径，位于外阶梯孔大径段中且与钉杆另一端连接的防脱扣头，弹性垫圈的内端面与弹性内衬连接。该结构具有与外壳连接的塑胶钉座及与弹性内衬连接的弹性垫圈，塑胶钉座与弹性垫圈之间通过塑胶钉连接，塑胶钉相对于弹性垫圈固定，由于塑胶钉的钉杆外径远小于外阶梯孔小径段的直径，因此塑胶钉座与弹性垫圈之间可以在一定的范围内横向滑动，这种滑动构成外壳相对于弹性内衬转动的一部分缓冲位移量，这里的防脱扣头用于防止钉杆从塑胶钉座从脱出，确保塑胶钉座与弹性垫圈之间的相互连接。本文所述的内端为靠近弹性内衬的一端，外端为旋转冲击缓冲装置靠近外壳的一端。另一方面，柱状结构的弹性垫圈在受到外力的冲击时，可以在纵向或横向上压溃变形，其中纵向上的压溃变形构成安全帽法向上的抗冲击缓冲，而横向上的压溃变形构成外壳相对于弹性内衬转动的另一部分缓冲位移量。这样，本实用新型通过缓冲构件的塑胶钉座、塑胶钉、弹性垫圈与弹性内衬配合，对法向冲击力和旋转（切向）冲击力进行多重缓冲保护，从而实现更好的保护效果。弹性垫圈通过塑胶钉与镶嵌于外壳内侧的塑胶钉座连接，装拆方便快捷。
作为优选，弹性垫圈两端的外侧围分别设有内凸圈和外凸圈，弹性垫圈通过内凸圈与弹性内衬连接，内凸圈和外凸圈之间的弹性垫圈外侧围上设有若干个外环槽，弹性垫圈的内阶梯孔大径段内侧围设有若干个内环槽。内凸圈和外凸圈的设置可以增加弹性垫圈与塑胶钉座及弹性内衬的有效接触面积，增加缓冲构件在受到切向力作用下的结构稳定性；外环槽与内环槽共同作用使弹性垫圈的侧壁形成波纹状结构，有利于提高缓冲构件的缓冲性能。
作为优选，压盘与弹性垫圈的接触面为内凹的球面结构，弹性垫圈的内端面为凸起的球面结构。压盘与弹性垫圈及弹性垫圈与弹性内衬之间均通过球面接触适配，可以增加缓冲构件在受到切向力作用下的结构稳定性，有利于提高缓冲构件的缓冲性能。
作为另一种可选方案，旋转冲击缓冲装置包括若干个缓冲组件，所述缓冲组件包括：设有若干个柱状的缓冲垫圈且与外壳内侧连接的安装板，所述的安装板设有个数与缓冲垫圈个数相同的安装孔，缓冲垫圈一一对应穿设于安装孔中；个数与缓冲垫圈个数相同且一一对应嵌装于缓冲垫圈内孔中的缓冲柱，缓冲柱的长度小于缓冲垫圈内孔的深度，缓冲垫圈的高度大于安装板的厚度，缓冲垫圈的内端与弹性内衬连接。该结构在受到外力冲击时，通过缓冲组件的缓冲垫圈、缓冲柱与弹性内衬配合，对法向冲击力和旋转（切向）冲击力进行多重缓冲保护，缓冲效果好；缓冲组件的安装板设有若干个与外壳内侧连接的缓冲垫圈，缓冲柱嵌装于缓冲垫圈内孔中，既通过缓冲垫圈的弹性变形进行缓冲保护，又使缓冲垫圈的弹性变形量控制在一定的范围内且利于缓冲垫圈的复位。
作为优选，缓冲垫圈的外侧围设有若干个外凹槽，缓冲垫圈的内孔侧围设有若干个内凹槽，外凹槽和内凹槽沿缓冲垫圈的轴线方向交错设置。外凹槽和内凹槽共同作用使缓冲垫圈的侧壁形成波纹状结构，有利于提高缓冲垫圈的缓冲性能。
作为优选，外壳内侧设有个数与缓冲垫圈个数相同且与缓冲垫圈一一对应的沉孔，缓冲垫圈的外端设有与沉孔适配的外凸缘，缓冲垫圈的内端设有内凸缘，缓冲垫圈通过内凸缘与弹性内衬连接。缓冲垫圈的外凸缘可以提高缓冲垫圈与外壳的连接强度，内凸缘可以提高缓冲垫圈与头锁和弹性内衬的连接强度。
作为又一种可选方案，旋转冲击缓冲装置包括：设于外壳内侧的凹陷，若干个外端与凹陷底面连接的弹性支撑柱，设有个数与弹性支撑柱个数相同的定位孔的缓冲垫，缓冲垫置于凹陷中且定位孔一一对应套在弹性支撑柱的外端，弹性支撑柱的内端与弹性内衬连接。该结构在受到外力旋转冲击时，通过缓冲组件的弹性支撑柱、缓冲垫与弹性内衬配合，对冲击力和旋转力冲击力进行多重缓冲保护，缓冲垫有利于弹性支撑柱的复位。
作为优选，旋转冲击缓冲安全帽还包括U形缓冲条，U形缓冲条的一端与弹性内衬连接， U形缓冲条的另一端与连接条的一端连接，连接条的另一端设有卡扣头，外壳内侧设有与卡扣头适配的卡扣孔，卡扣头与卡扣孔对应卡接。弹性内衬通过U形缓冲条和连接条与外壳连成一体，一方面U形缓冲条可以构成弹性内衬与外壳之间的缓冲结构，在受到切向力时起到缓冲作用，进一步提升受到旋转力冲击时的缓冲效果，另一方面，也可以限制弹性内衬与外壳之间的过度滑移；卡扣头与卡扣孔适配的固定方式，可以方便拆装。
作为优选，弹性内衬为多片带状结构，包括位于头顶部的U形内衬带及环抱于头侧围部的环形内衬带，所述的U形缓冲条为两条，分别设置在安全帽后部的左右两侧的环形内衬带上，U形缓冲条与弹性内衬的连接处还对应设有两个束条，所述束条的另一端连接头锁。本实用新型的U形缓冲条设置在安全帽后部左右两侧，U形缓冲条与弹性内衬的连接处与束条和弹性内衬的连接处在同一位置上，头锁的作用是调整束条的松紧，束条与头部松紧配合适当利于受到外力旋转冲击时头部的保护。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在安全帽的外壳与弹性内衬之间设有旋转冲击缓冲装置，可以大幅度消减安全帽在受到外力冲击时的切向分力，大幅度地减少了外力对使用者的冲击。另一方面，旋转冲击缓冲装置的形变量具有设定的范围，当安全帽的外壳相对于弹性内衬转动到一定角度后，旋转冲击缓冲装置的抗旋转阻尼力就会大幅增加，从而将外壳相对于弹性内衬转动控制在一定的角度范围内。这样，本实用新型解决了目前的安全帽存在承受外力旋转冲击能力较差，受到外力旋转冲击时头部易受挫伤的不足，大幅提高了安全帽对使用者的保护作用。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的一种结构剖视图；
图2是本实用新型实施例1中缓冲构件的一种结构剖视图；
图3是本实用新型实施例2的一种结构剖视图；
图4是本实用新型实施例2中缓冲组件的一种结构剖视图；
图5是本实用新型实施例3的一种结构剖视图；
图6是本实用新型的一种仰视结构示意图。
图中：1.外壳，2.弹性内衬，3.束条，4.头锁，5.缓冲组件，6.缓冲垫圈，7.双面胶，8.安装板，9.缓冲柱，10.安装孔，11.外凹槽，12.内凹槽，13.沉孔，14.外凸缘，15.内凸缘，16.缓冲构件，17.外阶梯孔，18.塑胶钉座，19.塑胶钉，20.内阶梯孔，21.弹性垫圈，22.压盘，23.钉杆，24.防脱扣头，25.内凸圈，26.外凸圈，27.外环槽28.内环槽，29.凹陷，30.弹性支撑柱，31.定位孔，32.缓冲垫33.U形缓冲条，34.卡扣头，35.连接条，36.卡扣孔，37.U形内衬带，38.环形内衬带。
具体实施方式
下面结合附图所示对本实用新型进行进一步描述。
实施例1
在如图1、图2所示的实施例1中，一种旋转冲击缓冲安全帽，包括外壳1，所述的旋转冲击缓冲安全帽还包括设置在外壳内的弹性内衬2，弹性内衬的材料为PC板或泡棉；外壳与弹性内衬之间具有间隙，外壳和弹性内衬之间设有使外壳相对于弹性内衬转动的旋转冲击缓冲装置；所述的旋转冲击缓冲装置包括21个缓冲构件16，所述缓冲构件包括镶嵌于外壳内侧的塑胶钉座18及柱状的弹性垫圈21，塑胶钉座上设有小径端位于内端的外阶梯孔17；弹性垫圈上设有小径端位于外端的内阶梯孔20，弹性垫圈的外端面紧贴塑胶钉座的内端面；用于连接弹性垫圈与塑胶钉座的塑胶钉19，所述塑胶钉包括位于内阶梯孔大径段中的压盘22，压盘与弹性垫圈的接触面为内凹的球面结构，穿设于内阶梯孔小径段和外阶梯孔小径段中且一端与压盘连接的钉杆23，内阶梯孔小径段的直径与钉杆的外径相适配，外阶梯孔小径段直径大于钉杆的外径，位于外阶梯孔大径段中且与钉杆另一端连接的防脱扣头24，本实施例中压盘、钉杆及防脱扣头为一体成型结构，弹性垫圈的材料为硅胶。弹性垫圈的内端面为凸起的球面结构，弹性垫圈的内端面与弹性内衬粘接。所述的弹性垫圈两端的外侧围分别设有内凸圈25和外凸圈26，弹性垫圈通过内凸圈与弹性内衬粘接，内凸圈和外凸圈之间的弹性垫圈外侧围上设有六个外环槽27，弹性垫圈的内阶梯孔大径段内侧围设有三个内环槽28。
旋转冲击缓冲安全帽还包括U形缓冲条33，U形缓冲条的一端与弹性内衬连接， U形缓冲条的另一端与连接条35的一端一体连接，连接条的另一端设有卡扣头34，外壳内侧设有与卡扣头适配的卡扣孔36，卡扣头与卡扣孔对应卡接。本实施例的弹性内衬为两片带状结构，包括位于头顶部的U形内衬带37及环抱于头侧围部的环形内衬带38（见图6），所述的U形缓冲条为两条，分别设置在安全帽后部的左右两侧的环形内衬带上，U形缓冲条与弹性内衬的连接处还对应设有两个束条3，所述束条的另一端连接头锁4。
实施例2
在如图3、图4所示的实施例2中，旋转冲击缓冲装置包括七个缓冲组件5，所述缓冲组件包括：设有三个柱状的缓冲垫圈6且与外壳内侧通过双面胶7粘接的安装板8，所述的安装板设有个数与缓冲垫圈个数相同的安装孔10，缓冲垫圈一一对应穿设于安装孔中；个数与缓冲垫圈个数相同且一一对应嵌装于缓冲垫圈内孔中的缓冲柱9，缓冲垫圈和缓冲柱的材料均为硅胶，缓冲柱的长度小于缓冲垫圈内孔的深度，缓冲垫圈的高度大于安装板的厚度，缓冲垫圈的内端与弹性内衬粘接。缓冲垫圈的外侧围设有三个外凹槽11，缓冲垫圈的内孔侧围设有两个内凹槽12，外凹槽和内凹槽沿缓冲垫圈的轴线方向交错设置。外壳内侧设有个数与缓冲垫圈个数相同且与缓冲垫圈一一对应的沉孔13，缓冲垫圈的外端设有与沉孔适配的外凸缘14，缓冲垫圈的内端设有内凸缘15，缓冲垫圈通过内凸缘与弹性内衬粘接，其余和实施例1相同。
实施例3
在如图5所示的实施例3中，旋转冲击缓冲装置包括：设于外壳内侧的凹陷29，24个外端与凹陷底面连接的弹性支撑柱30，设有个数与弹性支撑柱个数相同的定位孔31的缓冲垫32，缓冲垫置于凹陷中且定位孔一一对应套在弹性支撑柱的外端，弹性支撑柱的内端与弹性内衬粘接。在本实施例中，弹性支撑柱的材料为尼龙，横截面形状为正六边形，缓冲垫32的材料为硅胶，其余和实施例1相同。
经测试，本实用新型三个实施例的旋转冲击缓冲安全帽与传统的安全帽相比：
下落高度 1m，下落速度 4.43m/s，测试点位旋转加速度分别为4065、5527、6548(r/s2)，三个实施例的旋转冲击缓冲安全帽受损减少26.4-45.7%；
下落高度 1.5m，下落速度 5.42m/s，测试点位旋转加速度分别为5683、6294、7094.(r/s2)，三个实施例的旋转冲击缓冲安全帽受损减少33.1-32.3%；
本实用新型的安全帽在外壳与弹性内衬之间设有旋转冲击缓冲装置，旋转冲击缓冲装置除具有安全帽法向上的弹性形变功能外，更具有安全帽切向上的弹性形变功能，当安全帽受到外力冲击时，外力中作用于外壳切向上的分力使外壳具有相对弹性内衬转动的趋势，而本实用新型的外壳和弹性内衬之间设有使外壳相对于弹性内衬转动的旋转冲击缓冲装置，通过旋转冲击缓冲装置的切向形变，在弹性内衬相对不动的前提下，外壳相对于弹性内衬可转动一定的角度，起到旋转冲击缓冲的作用，这样就大幅度的消减了外力对使用者的冲击。另一方面，旋转冲击缓冲装置的形变量具有一定的范围，当安全帽的外壳相对于弹性内衬转动到一定角度后，旋转冲击缓冲装置的抗旋转阻尼力就会大幅增加，从而将外壳相对于弹性内衬转动控制在一定的角度范围内。另外弹性内衬通过U形缓冲条和连接条与外壳连成一体，进一步提升受到旋转力冲击时的缓冲效果。这样，本实用新型解决了目前的安全帽存在承受外力旋转冲击能力较差，受到外力旋转冲击时头部易受挫伤的不足，大幅提高了安全帽对使用者的保护作用。
除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型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，因此这些本实用新型没有详细描述的实施例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。
