专利名称：负压装备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用了负压的装备，尤其涉及应用了负压的服装、防护用具以 及鞋，可广泛用于运动防护、劳动保护、日常用品以及专业装备等诸多领域。
背景技术：
在危险性较高的运动项目中，例如赛车、自行车、滑雪以及橄榄球等，需要对 运动员容易受到冲击的部位进行保护，通常通过在相应部位设置专门的防护用具来实 现。此类用具可以附加在运动员衣物上的相应位置，也可以通过自身的连接装置附加到 待防护的部位。出于防护的需要，此类用具通常具有预先设定的形状，并且具有足够的 硬度以抵抗外力冲击。这就导致衣物难以穿着，而且使得护具对不同身材的佩戴者以及 不同的防护位置不具适应性。在劳动保护中应用防护用品同样存在类似的缺陷。此外，在人们日常使用的衣物中也存在更好地贴合穿戴者身体从而提高穿着舒 适性的需要。例如，在鞋子中，使其接触人体的部分贴合穿着者的脚部轮廓无疑将极大 地改善穿着的舒适性，但是这很难通过剪裁和常规的设计手段实现，而且一种设计也无 法适应不同穿着者，为不同穿着者进行量身订做无疑会导致非常高的实现成本。而且，现有的防护用具或衣物也无法方便地实现即时的调节。比如，除非除下 衣物或卸下相应的护具，否则难以在无需防护时立即解除护具对人体的限制。再如，对 于既定的护具或衣物，无法根据防护强度或穿着舒适度的需要自由调节其形状或硬度。 此外，预先成型的防护用具或衣物通常外形笨重且不便于携带。由此，实有必要设计一种便于穿戴、具有良好的适应性并且能够根据需要容易 地实现即时调节的服装、防护用具以及鞋，以克服上述缺陷。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种具有良好适应性的装备，例如服装、防护用具 或鞋，该装备能够容易地在柔软状态和坚硬状态之间调节，从而使其便于穿戴并且能够 根据需要容易地实现即时调节，以便灵活地适应防护以及穿着舒适度的需要。为实现以上目的，本实用新型将被申请人称为诺马克斯(NOMAX)的材料应用 于服装、防护用具或鞋上。该材料的原理如下如果在柔软气密的袋状容器中填充一定 数量的微小球体，使得在常压下，球体之间保持松散的接触并可以相对彼此运动；这些 微小球体的重量很轻，包含小球的容器也因此非常的轻巧和灵活，可以很容易地贴合与 其接触的物体轮廓和表面，同时具有良好的防水及密封性；如果将容器内的空气抽出使 其处于负压状态或形成真空，小球间的孔隙受到压缩，使得这些微小球体相互挤压，并 且依靠相互间的摩擦力而结合起来，使整个容器变得坚硬，并且保持在当前所处于的形 状，表现出良好的抵抗外力冲击的能力；而且，容器的硬度是和容器中的真空度成比例 的，因此可以通过设置负压的大小而进行调节。基于以上原理，本实用新型的服装、防护用具或鞋被设计为在服装、防护用具或鞋的特定位置结合NOMAX材料，即，用NOMAX材料替换服装、防护用具或鞋的 一部分表面或者将NOMAX材料结合到服装、防护用具或鞋的一部分表面上。在本实用 新型中，将应用了 NOMAX材料并且能够通过设置负压进行调节的服装、防护用具或鞋 统称为负压装备。其中，在本实用新型中应用的NOMAX材料具有如下结构，所述材料包括由柔 软气密的材料制成的袋状容器，所述容器中填充有微小球体，在常压下微小球体之间保 持松散接触并且能够相对于彼此运动，在所述容器的外表面设有出气装置和进气装置， 所述容器中的空气能够经过所述出气装置被抽出，所述进气装置能够将外界空气引入到 所述容器中。优选地，所述容器包括嵌套于其中的内层容器，所述内层容器由柔软透气的材 料制成，所述微小球体容纳在所述内层容器中。更加优选地，所述内层容器被分隔为至少两个子区域。优选地，所述容器被分隔为至少两个子区域，各个所述子区域之间保持气体连通。优选地，所述出气装置和进气装置被集成为单个部件。更加优选地，所述单个部件为集成了进气阀的抽气接口，所述抽气接口能够与 抽气机工作连接。优选地，所述出气装置为抽气接口，所述抽气接口能够与抽气机工作连接。优选地，所述出气装置为抽气泵，所述抽气泵与所述容器工作连接，用于抽出 所述容器内的空气。优选地，所述材料通过缝合或热焊接或胶粘接的方式结合到所述负压装备上。优选地，所述材料结合到所述负压装备的一部分表面上或者所述材料替换所述 负压装备的一部分表面。本实用新型通过在负压装备(例如服装、防护用具或鞋)中结合前述的NOMAX 材料，使得该装备能够在柔软状态和坚硬状态之间即时调节，使所述装备能够灵活地贴 合防护部位的轮廓，提供具备良好适应性的防护，同时也使其便于穿戴并且能够通过控 制装备中负压的大小灵活地适应防护以及穿着舒适度的需要。尤其，当应用于鞋子时， 所述材料使鞋子更加合脚，并提供优良的防护性能以及舒适性，甚至可以省去鞋带，改 善鞋子外观的同时也形成了更多的设计选择。
图1是NOMAX材料处于常压时的结构示意图，其中A为局部放大图；图2是图1中的NOMAX材料处于负压状态下的结构示意图，其中A’为局部 放大图；图3是用于NOMAX材料的泵阀的结构及连接关系示意图；以及图4A-4C是用于本实用新型的负压装备的泵阀的工作原理图。
具体实施方式
下面结合优选实施例对本实用新型的负压装备进行详细的解释和说明。应该理解，下面的描述仅仅为示例性的，并非对本实用新型的限定。在不脱离本实用新型构思 的前提下，本领域技术人员完全可以对下述各个优选实施例进行修改和变化。图1示出了 NOMAX材料处于常压时的结构，其中，NOMAX材料10包括袋状 容器11和容纳于其中的聚酯微球12。袋状容器11由轻质柔软材料制成，其具有足够的 强度以及良好的气密和防水性能，能用于制作袋状容器11的材料包括但不限于聚氯乙烯 (PVC)、聚酯等。而且，袋状容器11也可以由复合材料制成，或者通过在柔性织物上涂 覆气密涂层而制成。类似地，微球12也可以由其它材料制成，例如软橡胶或者聚苯乙 烯。微球12优选为球形，但也可以为准球形或椭球等形状。在常压下，相邻微球12之间保持松散的接触，彼此间的作用力较小，因此微球 12之间尽管存在微弱的摩擦力但并不会限制彼此间的相对运动。此时，整个NOMAX材 料10整体柔软容易变形，因此能够很好地贴合与其接触物体的表面轮廓。通过与容器11的内腔连通的出气装置，例如下文中将要详细描述的泵阀15(见 图3、4)或者可以与抽气泵操作连接的出气接口，可以将容器11中的空气抽出使其处于 负压状态。此时，相邻球体之间的间隙减小，球体12相互挤压产生较大的相互作用力， 进而依靠由此产生的摩擦作用而结合起来，如图2所示。于是，整个NOMAX材料被 保持在当时的形状并变得坚硬。随着容器内真空度的增加，球体间的相互作用力增强， 而且球体具有一定的弹性，在受到压缩时产生微小的变形，进一步缩小球体间隙的同时 也增加了球体间的接触面积，这些因素都使得材料的硬度随着容器中真空度的增加而增 大。在图1和图2示出的结构中，整个袋状容器11被进一步划分为若干个子区域 13，至少两个、优选多个，每个子区域容纳有对应的微球12，并且各个子区域之间保持 气体连通，即空气可以在各个子区域之间流动。这样的设计使得容器11中的微球不会过 度集中于容器的某一部分，从而有利于保持容器11的稳定的形状，也可以由此控制微球 在容器11中以特定形式分布以适应特别的设计需求。本领域技术人员能够理解，子区域 的划分并不限于图中示出的特定形状和大小，而是可以根据需要任意划分。此处，各个 子区域13通过连接容器11相对表面的缝线14隔开，而缝线处通过涂覆气密涂层或以本 领域公知的其它方式实现密封。子区域的划分也并不局限于上述的特定方式，比如，可 以通过在容器11中设置柔软透气的内层容器来容纳微球12，该内层容器与容器11嵌套设 置，并通过对该内层容器进行划分来实现各个子区域的分隔，从而避免破坏容器11的气 密性。在所述容器的外表面设有出气装置和进气装置，所述容器中的空气能够经过出 气装置被抽出，而进气装置则用于将外界空气引入所述容器中。出气装置可以是设置 在容器上的抽气泵，例如图3所示的泵阀，或者用以连接外部抽气机或抽气泵的抽气接 口；进气装置可以是设置在容器上的进气阀，当进气阀开启时，外界空气在大气压的作 用下通过进气阀进入容器11，以部分或完全地平衡其中的负压。在实际应用中，出气装 置和进气装置可以集成在一起，通过单个部件实现，例如集成了进气阀的抽气接口或者 设有进气开关的泵阀。图3示出了一种泵阀的结构及连接关系。如图所示，泵阀15包括外壳体151和 内壳体152，两者相互连接限定出阀腔150，外壳体151上设有至少一个第一阀口 153，内壳体152上设有至少一个第二阀口 154，内壳体152在其周边部分与容器11上相应的开 口密封地连接，优选通过热焊接的方式实现。尽管这里示出泵阀15直接连接在容纳微球 12的容器11上，但是在容器11中设有容纳微球的内层容器的情况下，泵阀15的内壳体 152可以不与微球直接接触。下面参照图4A-4C说明泵阀15的工作原理，其中图4A表示常压状态，此时容 器及阀腔中的气压均与外界平衡，图4B表示空气被从阀腔排出到外界的过程，图4C表 示空气被从容器抽出到阀腔中的过程。如图所示，第一阀口 153和第二阀口 154均只能 单向导通，空气通过第二阀口 154从容器11流入阀腔150，通过第一阀口 153从阀腔150 流出到大气中。泵阀15的壳体是弹性的，当其外壳体151受到外界的压力F时，壳体产 生可恢复的变形，导致阀腔150体积变小，在阀腔150内部压力的作用下，第二阀口 154 保持闭合，第一阀口 153开启，阀腔内的空气被排出到外界大气中(如图4B所示)，而 当外力消失后，外壳体151弹性地恢复到最初的形状，在阀腔150中形成负压，所以在此 过程中第一阀口 153保持闭合，而第二阀口 154开启，容器11中的一部分空气被抽吸到 阀腔150中，直到容器11与阀腔150中压力平衡，至此完成一次抽气。上述过程不断循 环，最终会使容器11中的压力达到并保持在期望的值，而实现该过程所需的操作仅仅是 简单的通过手指进行若干次重复按压。这里的描述仅仅是对泵阀工作原理的说明，无意于将泵阀局限为上述的特定结 构和连接方式。事实上，本领域技术人员能够理解，对容器11进行抽吸形成负压或真空 的过程可以通过任何合适的设备或方式实现，包括但不限于机械泵、电子泵。优选地， 所述设备被微型化并集成在容器11上从而便于即时地调节容器中的压力。类似地，可以以任何本领域技术人员所知的装置或方式将外界空气引入容器中 以平衡其中的负压，比如，简单的触碰式开关或类似装置，从而使NOMAX材料恢复到 柔韧且具有良好适应性的状态。而且，本领域技术人员能够认识到，上述用于形成负压 与引入外界空气的装置既可以被集成为单个部件，也可以是两个单独的部件。可见，将上述的NOMAX材料应用于服装、防护用具以及鞋上，能够有效地解 决现有装备不易于穿戴、适应性差以及无法根据需要即时调节等问题。NOMAX材料可以被应用到鞋上，比如，篮球鞋、足球鞋、户外鞋等运动鞋， 或者特殊环境下使用的防护用鞋，甚至休闲鞋以及拖鞋，从而显著改善鞋子的防护性能 以及穿着的舒适性。而且，NOMAX材料可以应用到鞋子的各个部分，比如，前面、两 侧或者靴筒部分。可以采用集成到鞋体上的微泵或者通过抽气接口利用外部抽气机或抽 气泵来进行调节。在此类应用中，NOMAX材料可以根据需要预先制成特定的形状，然后缝合、 热焊接、胶粘接等方式设置到鞋体上，可以附加到鞋子特定部分的表面上，也可以直接 替换鞋子特定部分表面的其它材料。这样形成的鞋子，在常压下贴合脚形，施加负压变 硬后，能够确保稳定配合、提供防护以及增加舒适度，并且能够灵活调整硬度。NOMAX材料可以被应用到服装上，比如，摩托车、滑雪、徒步旅行、自行 车等专业运动服装，或者特殊环境下使用的防护服，甚至普通的夹克或裤子。而且， NOMAX材料可以应用到服装的各个部分，比如，肘部、颈部、腰背部、腿部等，用 以限制和保护身体的相应部位和/或提高穿着的容易性和舒适度。同样地，可以采用
6集成到服装上的微泵或者通过抽气接口利用外部抽气机或抽气泵来进行调节。并且， NOMAX材料可以根据需要预先制成特定的形状，然后通过缝合、热焊接、胶粘接等方 式结合到衣物的特定部分的表面上，或者利用拉链、纽扣、系带或粘扣等方式可活动地 结合到衣物上的特定位置，也可以用来直接替换衣物特定部分表面的材料。这样形成的 服装，在常压下贴合身体，施加负压变硬后，能够确保稳定配合、提供防护以及增加舒 适度，并且能够灵活调整硬度。类似地，NOMAX材料还可以有各种各样的应用，例如，与手套、帽子结合， 或者用来制成专门的保护或防护用具，比如，防护背心、腰带以及夹板等。为了更好地贴合要保护的目标，微球的粒度范围可以根据需要进行调整，对于 轮廓变化缓慢的应用，比如服装，微球的直径可以3-5mm，甚至更大；而对于轮廓比较 复杂的应用，比如鞋子、手套，则优选采用较小的微球，例如l-3mm，甚至更小。
权利要求1.一种负压装备，其特征在于，所述负压装备上结合了如下材料，所述材料包括 由柔软气密的材料制成的袋状容器，所述容器中填充有微小球体，在常压下所述球体之 间保持松散接触并且能够相对于彼此运动，在所述容器的外表面设有出气装置和进气装 置，所述容器中的空气能够经过所述出气装置被抽出，所述进气装置能够将外界空气引 入到所述容器中。
2.根据权利要求1所述的负压装备，其特征在于，所述容器包括嵌套于其中的内层容 器，所述内层容器由柔软透气的材料制成，所述微小球体容纳在所述内层容器中。
3.根据权利要求2所述的负压装备，其特征在于，所述内层容器被分隔为至少两个子 区域。
4.根据权利要求1所述的负压装备，其特征在于，所述容器被分隔为至少两个子区 域，各个所述子区域之间保持气体连通。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的负压装备，其特征在于，所述出气装置和进气 装置被集成为单个部件。
6.根据权利要求5所述的负压装备，其特征在于，所述单个部件为集成了进气阀的抽 气接口，所述抽气接口能够与抽气机工作连接。
7.根据权利要求1-4所述的负压装备，其特征在于，所述出气装置为抽气接口，所述 抽气接口能够与抽气机工作连接。
8.根据权利要求1-4所述的负压装备，其特征在于，所述出气装置为抽气泵，所述抽 气泵与所述容器工作连接，用于抽出所述容器内的空气。
9.根据权利要求1所述的负压装备，其特征在于，所述材料通过缝合或热焊接或胶粘 接的方式结合到所述负压装备上。
10.根据权利要求9所述的负压装备，其特征在于，所述材料结合到所述负压装备的 一部分表面上或者所述材料替换所述负压装备的一部分表面。
11.根据权利要求1所述的负压装备，其特征在于，所述负压装备为服装、防护用具 或者鞋。
专利摘要本实用新型涉及一种负压装备，例如服装、防护用具或者鞋，所述负压装备上结合了如下材料，所述材料包括由柔软气密的材料制成的袋状容器，所述容器中填充有微小球体，在常压下所述球体之间保持松散接触并且能够相对于彼此运动，在所述容器的外表面设有出气装置和进气装置，所述容器中的空气能够经过所述出气装置被抽出，所述进气装置能够将外界空气引入到所述容器中。当容器中形成负压或真空，微球相互挤压并依靠摩擦力结合起来，整个容器变硬并保持在当前的形状，表现出良好的抵抗外力冲击的能力；而且容器的硬度可以通过设置负压的大小进行调节。因此，结合了所述材料的负压装备便于穿戴、具有良好的适应性并且能够根据需要容易地实现即时调节。
文档编号A63B71/08GK201789975SQ201020003929
公开日2011年4月13日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者马可迪波尼斯, 马西米利亚诺扎戈 申请人:马可迪波尼斯