一種可變形緩衝的安全帽帽殼的製作方法

2023-09-25 03:32:00 6

一種可變形緩衝的安全帽帽殼的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種可變形緩衝的安全帽帽殼，該安全帽帽殼由碳纖維外殼、蜂窩夾層、碳纖維內襯、外側膠層、內側膠層共五層組成。本發明的安全帽帽殼將常規安全帽帽殼的硬質外殼更改為柔性碳纖維材料，用蜂窩結構代替帶狀帽襯，依靠蜂窩的變形來吸收衝擊能量，改善了在外部衝擊載荷作用下安全帽受力不均勻的狀況，即使在衝擊載荷較大情況下帽殼也不會破損，又消除了常規安全帽硬質外殼因衝擊破裂而使頭部受到嚴重損傷的情況。本發明具有結構組成簡單，製造加工方便，使用壽命長等優點。
【專利說明】一種可變形緩衝的安全帽帽殼

【技術領域】
[0001] 本發明涉及安全頭盔結構【技術領域】，具體地，涉及一種可變形緩衝的安全帽帽殼。

【背景技術】
[0002] 在建築、煤礦、冶金等行業，安全帽是防護施工作業人員頭部安全最常用的手段。 常規安全帽由兩部分組成：帽殼和帶狀帽襯，帽殼為硬質外殼，多由金屬和硬質塑料組成， 帶狀帽襯由條帶結構組成。硬質外殼首先承受來自外部的衝擊，隨著硬質外殼的破裂，與硬 質外殼相連的帽襯能夠進一步緩解衝擊載荷，剩餘衝擊載荷由頭部和頸椎吸收。
[0003] 常規安全帽的抗衝擊效果是由帶狀帽襯與硬質外殼的共同作用實現的，硬質外殼 將衝擊載荷分散並傳遞給帽襯，帽襯變形來延長衝擊載荷的作用時間，從而起到防護效果。 但硬質外殼一般脆性較大，且衝擊載荷通常作用在硬質外殼的局部區域，在大抗衝擊載荷 作用下外殼一旦破裂，就偏離了安全帽的最佳工作模式，使得衝擊載荷直接傳遞到頭部，從 而對頭部產生較大的損傷。


【發明內容】

[0004] 本發明要解決的技術問題是，針對常規安全帽的不足，提供一種可變形緩衝的安 全帽帽殼，以改善安全帽的防護性能。
[0005] 本發明採用的技術方案包括：
[0006] -種可變形緩衝的安全帽帽殼，包括一體形成的帽沿部和帽頂部，其特徵在於，帽 頂部包括自外向內順次布置的碳纖維外殼、外側膠層、蜂窩夾層、內側膠層、以及碳纖維內 襯；並且，安全帽帽殼的帽沿部由碳纖維外殼沿其外周邊緣向外延伸而形成，並且其中，蜂 窩夾層通過外側膠層連接至碳纖維外殼的內壁；碳纖維內襯又通過內側膠層連接至蜂窩夾 層的內壁；蜂窩夾層的形狀通過碳纖維內襯與碳纖維外殼共同界定。
[0007] 進一步地，碳纖維外殼由多層0°碳纖維鋪層與多層45°碳纖維鋪層層鋪而成， 〇°碳纖維鋪層與45°碳纖維鋪層的疊放次序為0°碳纖維鋪層與45°碳纖維鋪層交替進 行，鋪層間的連接形式為膠接，並且鋪層的總厚度為1_-2_。
[0008] 進一步地，蜂窩夾層的材料為六邊形鋁蜂窩或紙蜂窩，蜂窩的布局方向為蜂窩孔 分別垂直於碳纖維外殼和碳纖維內襯。
[0009] 進一步地，蜂窩的邊長為4mm-6mm，並且蜂窩夾層的厚度為4mm-10mmm。
[0010] 進一步地，碳纖維內襯由多層碳纖維鋪層組成，鋪層的疊放次序為〇°碳纖維鋪層 與45°碳纖維鋪層交替進行，鋪層間的連接形式為膠接，並且鋪層的總厚度為lmm-2mm。
[0011] 進一步地，外側膠層由膠膜J47C和底膠J47B組成，並且成形後外側膠層的厚度為 0· 2mm-〇. 4mm〇
[0012] 進一步地，內側膠層由膠膜J47C和底膠J47B組成，並且成形後內側膠層的厚度為 0· 2mm-〇. 4mm〇
[0013] 本發明與現有技術相比的優點在於：
[0014] (1)本發明的可變形緩衝的安全帽，由於採用了蜂窩夾層的變形吸能結構，在受到 外部衝擊載荷時碳纖維外殼不會破裂，並將載荷傳遞到蜂窩夾層上，由蜂窩夾層承受全部 載荷。
[0015] ⑵本發明的可變形緩衝的安全帽中，由於採用了輕質的碳纖維內襯和外殼，使得 整個安全帽的重量大大降低，有效消除了長期佩戴的不適感。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是根據本發明的安全帽帽殼的結構示意圖；
[0017] 圖2是根據本發明的碳纖維外殼和碳纖維內襯的鋪層的排布示意圖；
[0018] 圖3是根據本發明的0°碳纖維鋪層的纖維分布示意圖；
[0019] 圖4是根據本發明的45°碳纖維鋪層的纖維分布示意圖；
[0020] 圖5a是根據本發明的安全帽帽殼沿圖1中的A-A線的截取的示意圖，圖5b是根 據本發明的蜂窩夾層沿圖5a中的B-B截取得到的示意圖。

【具體實施方式】
[0021] 下面將結合附圖和具體實施例對根據本發明的可變形緩衝的安全帽帽殼做進一 步詳細的說明。
[0022] 本發明將常規安全帽的硬質外殼，即帽殼，更改為柔性的碳纖維材料，用蜂窩結構 代替帶狀帽襯，改善了外部衝擊載荷作用下安全帽的受力不均勻狀態，避免了常規安全帽 硬質外殼破裂頭部直接承受衝擊載荷的隱患。蜂窩結構作緩衝層的可變形吸能的安全帽， 既保證了局部衝擊載荷較大情況下帽殼局部受力不破損，又消除了剩餘衝擊載荷直接作用 在頭部的隱患。該可變形緩衝安全帽具有結構組成簡單，製造加工方便，使用壽命長，安裝 操作方便等優點。
[0023] 請參考圖1-圖5b，本領域技術人員公知的是，安全帽通常包括一體形成的帽沿部 和帽頂部，並且，帽頂部基本上呈半球形，用於佩戴在人的頭部上。而且，帽頂部的尺寸通常 根據佩戴人員的頭部尺寸而定，該技術為本領域所公知，在此不做限定。
[0024] 根據本發明的可變形緩衝的安全帽帽殼包括一體形成的帽沿部和帽頂部。帽頂部 包括自外向內順次布置的碳纖維外殼1、外側膠層4、蜂窩夾層2、內側膠層5、以及碳纖維內 襯3 ;並且，安全帽帽殼的帽沿部由碳纖維外殼1沿其外周邊緣向外延伸而形成。並且，五 層結構構成一個整體，碳纖維外殼1與蜂窩夾層2通過外側膠層4連接，連接形式為膠粘。 蜂窩夾層2與碳纖維內襯3通過內側膠層5連接，連接形式為膠粘。蜂窩夾層2的形狀通 過碳纖維內襯3與碳纖維外殼1的共同作用保證。
[0025] 碳纖維外殼1的材料為碳纖維，由多層碳纖維鋪層組成，鋪層的疊放次序為0°碳 纖維鋪層11與45°碳纖維鋪層12交替進行，如圖2所示，鋪層間的連接形式為膠接，鋪層 的總厚度為lmm-2mm。0°鋪層纖維11的纖維分布示意圖如圖3所示，45°鋪層纖維12的 纖維分布示意圖如圖4所示。鋪層交錯分布能起到分散應力的效果，將作用在局部的衝擊 載荷通過不同纖維方向向更大範圍傳遞。
[0026] 蜂窩夾層2的材料為六邊形鋁蜂窩或六邊形紙蜂窩，如圖5b所示，蜂窩的邊長A 為4mm-6mm，蜂窩的布局方向為蜂窩孔分別垂直於碳纖維外殼1和碳纖維內襯3,並且，蜂窩 夾層2的高度為4_-10mmm。
[0027] 碳纖維內襯3的材料為碳纖維，由多層碳纖維鋪層組成，鋪層的疊放次序為0°碳 纖維鋪層11與45°碳纖維鋪層12交替進行，如圖2所示，鋪層間的連接形式為膠接，鋪層 的總厚度為
[0028] 外側膠層4由膠膜J47C和底膠J47B組成，成形後外側膠層4厚度為0. 2mm-0. 4_。 內側膠層5由膠膜J47C和底膠J47B組成，成形後內側膠層5的厚度為0. 2mm-0. 4_。
[0029] 外側膠層4和內側膠層5具有防靜電性能和絕緣性能，適用於可能接觸400V以下 電壓的工作場所。
[0030] 採用根據本發明的安全帽帽殼，當承受外部衝擊載荷時，碳纖維外殼1將局部載 荷分散傳遞到更大區域，由蜂窩夾層2來承受，蜂窩夾層依靠蜂窩的變形來吸收衝擊載荷 的全部能量。
[0031] 在此，需要說明的是，本說明書中未詳細描述的內容，是本領域技術人員通過本說 明書中的描述以及現有技術能夠實現的，因此，不做贅述。
[0032] 以上所述僅為本發明的優選實施例，並非用來限制本發明的保護範圍。對於本領 域的技術人員來說，在不付出創造性勞動的前提下，可以對本發明做出若干的修改和替換， 所有這些修改和替換都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種可變形緩衝的安全帽帽殼，包括一體形成的帽沿部和帽頂部，其特徵在於，帽頂 部包括自外向內順次布置的碳纖維外殼（1)、外側膠層（4)、蜂窩夾層（2)、內側膠層（5)、以 及碳纖維內襯（3);並且，安全帽帽殼的帽沿部由碳纖維外殼（1)沿其外周邊緣向外延伸而 形成，並且其中， 蜂窩夾層⑵通過外側膠層⑷連接至碳纖維外殼⑴的內壁；碳纖維內襯⑶又通 過內側膠層（5)連接至蜂窩夾層（2)的內壁；蜂窩夾層（2)的形狀通過碳纖維內襯（3)與 碳纖維外殼（1)共同界定。
2. 如權利要求1所述的可變形緩衝的安全帽帽殼，其特徵在於，碳纖維外殼（1)由多層 0°碳纖維鋪層（11)與多層45°碳纖維鋪層（12)層鋪而成，0°碳纖維鋪層（11)與45° 碳纖維鋪層（12)的疊放次序為0°碳纖維鋪層（11)與45°碳纖維鋪層（12)交替進行，鋪 層間的連接形式為膠接，並且鋪層的總厚度為lmm-2mm。
3. 如權利要求1所述的可變形緩衝的安全帽帽殼，其特徵在於，蜂窩夾層（2)的材料為 六邊形鋁蜂窩或紙蜂窩，蜂窩的布局方向為蜂窩孔分別垂直於碳纖維外殼（1)和碳纖維內 襯⑶。
4. 如權利要求3所述的可變形緩衝的安全帽帽殼，其特徵在於，蜂窩的邊長為 4mm-6mm，並且蜂窩夾層（2)的厚度為4mm-10mmm。
5. 如權利要求1所述的可變形緩衝的安全帽帽殼，其特徵在於，碳纖維內襯（3)由多層 碳纖維鋪層組成，鋪層的疊放次序為0°碳纖維鋪層（11)與45°碳纖維鋪層（12)交替進 行，鋪層間的連接形式為膠接，並且鋪層的總厚度為1_-2_。
6. 如權利要求1所述的可變形緩衝的安全帽帽殼，其特徵在於，外側膠層（4)由膠膜 J47C和底膠J47B組成，並且成形後外側膠層（4)的厚度為0. 2mm-0. 4_。
7. 如權利要求1所述的可變形緩衝的安全帽帽殼，其特徵在於，內側膠層（5)由膠膜 J47C和底膠J47B組成，並且成形後內側膠層（5)的厚度為0. 2mm-0. 4mm。
【文檔編號】A42B1/08GK104055261SQ201410286253
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】楊建中, 王文龍, 滿劍鋒, 曾福明 申請人:北京空間飛行器總體設計部