一种头盔及其制造方法

技术领域

本发明涉及医疗辅助器械技术领域，具体地涉及一种头盔及其制造方法。

背景技术

通常，在将头部受伤人员转运到医疗治疗点过程中，为了防止转运过程中头部受到冲击力加重创伤，则需要给受伤人员戴上头盔，以对创伤进行保护。但是传统头盔无法对创伤进行保温，尤其是在寒冷天气中佩戴时，容易造成伤口冻伤。另外，传统头盔在佩戴的舒适性和安全性也欠佳，头盔的适配性较差，无法在转运过程中有效的保护创伤。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种头盔及其制造方法，用于至少部分地解决上述存在的技术问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种头盔，所述头盔包括外壳与置于所述外壳中的内衬，所述头盔还包括；自发热层，密封在所述外壳与所述内衬之间，并与所述内衬相接触，用于产生热量以加热所述内衬。

可选的，所述外壳为光敏树脂壳体。

可选的，所述内衬为类橡胶衬体。

可选的，所述自发热层为固体聚合物电解质层。

可选的，所述头盔还包括：通风管，与所述自发热层连接，用于导通外部空气进入所述自发热层。

可选的，所述头盔还包括：适配于所述通风管配置的夹闭装置，用于控制所述空气的进入量。

可选的，所述头盔还包括：温度监测单元，连接于所述自发热层，用于监测并显示所述自发热层的温度。

可选的，所述头盔还包括：固定带，安装于所述头盔的外部两侧，用于固定所述内衬和人体头部的贴合。

可选的，所述固定带包括弹性固定带、卡扣固定带或魔术贴固定带。

通过上述技术方案，本发明实施例的头盔可以基于自发热层产生热量，不仅可以保护创伤免受撞击影响，还可以对创伤进行保温，避免伤口在寒冷条件下造成冻伤，同时有效的提高佩戴的舒适性，提升头盔佩戴的体验感。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种第一方面或者第一方面任意一项所述的头盔的制造方法，所述制造方法包括：获取人体头部的数据信息；根据所述人体头部的数据信息，基于3D打印技术分别制造所述外壳和所述内衬；制备所述自发热层，并将其设置在所述外壳与所述内衬之间；以及将所述外壳包裹所述内衬，形成所述头盔。

通过上述技术方案，本发明实施例的头盔的制造方法，相比传统制造工艺，采用3D打印技术，可以针对不同的人员的头部特征进行快速打印制造，满足不同的个性定制化需求。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种头盔示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种头盔制造方法流程示意图。

附图标记说明

1外壳 2内衬

3自发热层 4固定带

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是根据一示例性实施例示出的一种头盔示意图，如图1所示，本公开实施例的头盔包括外壳1和置于外壳1中的内衬2，外壳1包裹内衬2，从图1中可以看出，外壳1用于与外界接触，内衬2用于与人体的头部贴合。进一步的，图1中的头盔还包括自发热层3，该自发热层3密封在外壳1和内衬2之间，并与内衬2相接触，用于产生热量以加热内衬2。举例而言，当受伤人员佩戴示例的头盔时，一方面头盔的外壳1可以用来防止头部免受外部碰撞的影响，例如当对受伤人员转运过程中出现车辆颠簸或者车辆紧急刹车时，可以避免由于突发情形头部撞击到硬物上而加重伤情。另一方面，头盔的内衬2则可以与人体头部相贴合，用于在头盔内部保护创伤。而当转运环境较为寒冷时，由于头盔的自发热层3可以产生热量，自发热层将产生的热量传递至与之接触的内衬，使得内衬发热，从而对与内衬贴合的伤口进行保温。通过本公开实施例的头盔，可以有效地保护受伤人员的头部创伤，在较为寒冷的环境下，对创伤进行保温，有效提高头盔佩戴的舒适性和安全性。

下面针对头盔每一部分的功能特性进行进一步详细说明。

本公开实施例中，头盔的外壳为光敏树脂壳体。具体的，光敏树脂即为UV树脂，该树脂材料由聚合物单体与预聚体组成。在该材料中含有光(紫外线)引发剂(或称为光敏剂)，使其在一定波长的紫外光照射下立刻引起聚合反应，完成固化。由于光敏树脂的形态一般为液态形态，因此可应用于3D打印技术进而制作出高强度、耐高温、防水性能较好的材料。由于该树脂具有强度高、刚度大、不易脆等优势，从而可以应用于头盔装置外盔壳制备，使得制造出的头盔外壳可以有效的抵御外力的冲击，具备耐高温以及防水的特性，达到保护受伤人员创伤的目的。

在本公开实施例中，头盔的内衬为类橡胶衬体。例如，该类橡胶材料可以是Agilus30橡胶材料。该材料能够经受反复弯折，可模拟橡胶、硅胶等柔性产品的外观、手感和功能。进一步的，该材料还可以与光敏树脂混合，获得柔软度、颜色不同的柔性材料，根据创伤情况为用户定制不同柔性的内衬。而利用该橡胶材料的柔软特性，增加内衬与人体头部贴合的舒适感，可以进一步有效的保护创伤，提高受伤佩戴头盔的舒适性，确保在转运过程的安全性。

在本公开实施例中，自发热层为固体聚合物电解质层。固体聚合物电解质又称离子导电聚合物，该物质可以制成自发热材料，用于制备头盔的自发热层。具体的，该自发热层密封于头盔外壳的内侧，在头盔佩戴前，自发热层被抽为真空。而当该头盔佩戴时，该自发热层与空气接触时，即当该自发热层中的固体聚合物电解质与空气接触时，可以产生热量。由于自发热层与内衬接触，所产生的热量可以迅速传递至内衬，从而对创伤进行保温，避免创伤冻伤，起到迅速复温的作用。

根据上面实施例所述，本公开实施例的自发热层若要产生热量，则需让自发热层中的固体电解质与空气接触。因此，在本公开实施例中，所述头盔还可以包括通风管(图中未示出)，该通风管的一端与自发热层连接，而另一端则置于露于头盔外部与空气接触。因此，通过该通风管可以将外部的空气导通入自发热层内，可以导通外部的空气进入自发热层，从而使得自发热层的固态电解质发生化学反应，产生热量。

进一步的，本公开实施例的头盔还包括适配上述所述的通风管配置的夹闭装置(图中未示出，例如直接用夹闭装置夹住通风管开口以控制空气的进入)，用于控制外部空气进入自发热层的进入量。由于外部空气的进入量与产生的热量大小是成正比的，因此通过夹闭装置控制外部空气的进入量，可以有效的控制自发热层所产生热量产生的大小，进而使得自发热层的产生的热量可以满足不同受伤人员的实际需要，更加适用于多种应用场合。

进一步的，为了便于对自发热层产生的热量进行有效监控，本发明实施例的头盔还包括温度监测单元，该温度监测单元与自发热层连接，用于监测自发热层的温度变化并实时显示自发热层的温度。例如，可以通过具有显示功能的温度传感器对自发热层的温度实时监控，当自发热层所产生的热量过大时，可以及时停止自发热层的加热(例如通过关闭夹闭装置)，防止过高的热量对患者的伤口产生伤害。

进一步的，虽然上面的温度传感器可以实时监测自发热层的热量变化，但是仍然会存在当热量过高时没有及时关闭夹闭装置的风险，因此，本发明实施例优选的头盔还可以包括控制装置，该控制装置例如采用常规控制器或电脑等配置，其可以控制上述提到的温度监测单元和夹闭装置。举例而言，医护人员可以根据实际伤情需要，在控制装置上输入自发热层所需产生的热量的温度，进而控制装置则通过计算处理后，控制夹闭装置开启，使得夹闭装置导通与所需产生热量相匹配的空气进入量。同时，温度监测单元实时监测自发热层的温度变化，并将监测到的温度变化发送至控制装置，当自发热层所产生的热量达到实际所需的温度时，控制装置则控制夹闭装置关闭，避免过多的外部空气进入到自发热层。通过该控制装置，可以精确地控制自发热层所产生的热量，满足不同的温度需求，同时还可以进一步提高头盔佩戴的安全性，对伤口进行有效的保护。

本公开实施例的头盔如图1所示，还包括固定带4，用于固定头盔的内衬和人体头部的贴合。该固定带可以增强内衬和人体头部贴合的稳定性，尤其是在对伤员实际的转运过程中，减少由于车辆的颠簸等因素导致内衬和伤员头部之间产生的摩擦，进一步有效的保护伤口，提高佩戴的舒适性。举例而言，固定带可以是安装于头盔外部两侧的固定带，例如弹性固定带、卡扣固定带或魔术贴固定带。本公开实施例中的固定带还可以调节长度，进而可以适用于多种不同尺寸的头型。

综上，本发明公开的头盔可以基于自发热层产生热量，有效的保护创伤，在较为寒冷的环境下，对创伤进行保温。同时采用3D打印技术制造，可以根据不同的头部尺寸实现快速的定制化制造，提高了头盔佩戴的舒适性和体验感。

图2是根据一示例性实施例示出的一种上述头盔的制造方法流程示意图，如图2所示，头盔制造方法包括步骤S11至步骤S13，具体如下：

步骤S11，获取人体头部的数据信息。

在本公开实施例中可利用对人体无伤害的自然光扫描仪采集人体头部的数据信息。首先采用3DMD扫描设备，采用多个镜头对人体头部进行全方位的扫描，例如，对人体头部的后脑，头部左右侧以及颅颌面进行扫描。其次，将扫描得到的头部数据导入3D MAX中，对数据进行处理修复，例如，进行数据点云的拼接、对齐、去噪或者光顺处理。再次，基于处理修复后的头部数据进行曲面建模，进而得到人体头部的三维模型，从而基于该三维模型，提取相应的头部数据，例如人体头部的颅颌面的数据信息。

在S12中，根据所述人体头部的数据信息，基于3D打印技术分别制造所述外壳和所述内衬。

本公开实施例中，成型内衬的方式主要是通过传统的冲压方式完成。也就是首先制造成型内衬的模具。例如，将所述人体头部的数据信息导入3D打印机中，以所述3D打印机打印的制件作为模具，采用冲压方式成型所述转运头盔的内衬。本公开采用3D打印机制造的制件来作为内衬制造的模具。其目的是可以将头部的数据保留在内衬中，实现基于不同的头部特征，进行个性化定制的需求。制造头盔的外壳则是首先对基于人体头部的数据信息，得到所述外壳的曲面模型；对所述外壳的曲面模型进行优化，构建所述外壳的三维模型；根据外壳的三维模型，基于3D打印技术打印头盔的外壳。另外，本公开中还可以根据人体头部的受力情况，划分多个不同的受力区域，对受力较小的区域采用拓扑设计，使得打印得到的头盔外壳更为轻便，减少由于头盔本身的重量对创伤造成的压力。

在步骤S13中，制备所述自发热层，并将其设置在所述外壳与所述内衬之间以及将所述外壳包裹所述内衬，形成所述头盔。

首先，利用脲、硫脲、聚乙二醇制备Polymer in Salt型固态聚合物电解质，然后将制得的固态聚合物电解质与还原铁粉、活性炭物理共混合制备成自发热材料。其次，将所述自发热材料密封与所述外壳的内侧，形成所述自发热层。将自发热材料密封于头盔的外壳下，并抽为真空，同时还可以配置上述实施例提到的通风管、夹闭装置、温度传感器、控制装置等装置。最后，将采用现有的制作工艺，步骤12所制造的外壳包裹住内衬，配置相应的固定带，最终形成头盔。

本公开实施例采用3D打印的方式制造上述实施例所述的头盔，相比传统的加工工艺，采用3D打印技术，可以根据不同受伤人员的头部特征的进行个性化定制。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。