包含互连缓冲元件列的剪切垫的制作方法
【专利说明】包含互连缓冲元件列的剪切垫
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张于2013年I月30日提交的题为“剪切力的减轻方法(Shear ForceReduct1n) ”的美国临时专利申请N0.61/758，697的优先权，上述申请通过引用的方式以其全部公开或教示内容特别地被并入到本文中。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及一种给使用者提供舒适性和支撑力的垫，更具体地，涉及具有互连缓冲元件列的垫以向使用者提供舒适性和支撑力。
【背景技术】
[0004]当坐在座垫上时，振动或其他的力会引起座垫上的使用者的水平移动。这种水平移动在使用者和座垫之间的交界面处引起剪切力，该剪切力被座垫和/或使用者的身体组织吸收。这些交界面剪切力可能引起使用者的不适、恼怒、疲劳，并且在极端的情况下，可以引起压疮的发生。
【发明内容】
[0005]本文中所描述的实施例通过提供一种剪切垫来解决上述问题中的至少一个，所述剪切垫包括:两个或两个以上互连缓冲元件的第一列；两个或两个以上的额外互连缓冲元件的第二列，其中所述第一列被取向为基本上平行并邻近于所述第二列；以及，第一接合层，所述第一接合层将所述第一列弹性地连接到所述第二列，其中，所述第一列和所述第二列两者都在基本上垂直于所述第一接合层的方向上延伸。
[0006]本文中描述的实施例通过进一步提供一种使用剪切垫来减少在剪切垫的使用者上的最大剪切力的方法来解决上述问题中的至少一个，所述方法包括:使得两个或两个以上的互连缓冲元件的第一列以及两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第二列朝施加到剪切垫的剪切力的方向倾斜，其中，所述第一列通过第一接合层弹性地连接到所述第二列，并且，其中所述第一列被取向为基本上平行于所述第二列。
[0007]本文所述的实施例通过进一步提供剪切垫来解决上述问题中的至少一个，所述剪切垫包括:两个或两个以上的互连缓冲元件的第一列；两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第二列；两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第三列；两个或两个以上的额外的互连缓冲元件的第四列；其中，所述第一列、所述第二列、所述第三列、所述第四列中的每一列被取向为基本上平行；第一接合层，所述第一接合层在所述第一列、所述第二列、所述第三列、所述第四列中的每一列中的相邻缓冲元件之间的第一界面处将所述第一列、所述第二列、所述第三列和所述第四列弹性地连接；以及第二接合层，所述第二接合层在所述第一列、所述第二列、所述第三列和所述第四列中的每一列中的相邻缓冲元件之间的第二界面处将所述第一列、所述第二列、所述第三列和所述第四列弹性地连接，其中，所述第二接合层从所述第一接合层偏移并且基本上平行于所述第一接合层，其中，所述第一列、所述第二列、所述第三列以及所述第四列全部取向为基本上垂直于所述第一接合层和所述第二接入[3
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[0008]其他实施例可以通过以下描述来了解。
【附图说明】
[0009]通过参照附图，可以实现对本技术的性质和优点进一步理解，会在说明书的以下部分中进行描述。
[0010]图1A为在施加横向力之前使用者坐在实例剪切垫上的侧视图；
[0011]图1B示出使用者坐在受到制动横向力的图1A的实例剪切垫上；
[0012]图1C示出使用者坐在受到加速横向力的图1A的实例剪切垫上；
[0013]图2Α为在施加横向力之前使用者坐在实例剪切垫上的后视图；
[0014]图2Β示出使用者坐在受到左旋转横向力的图2Α的实例剪切垫上；
[0015]图2C示出使用者坐在受到右旋转横向力的图2Α的实例剪切垫上；
[0016]图3为实例剪切垫的透视图；
[0017]图4为受到剪切力的实例两层剪切垫的侧视图；
[0018]图5为受到剪切力的实例四层剪切垫的侧视图；
[0019]图6为受到剪切力的实例六层剪切垫的侧视图；
[0020]图7为示出实例剪切垫随着时间的推移的最高剪切力的曲线图；
[0021]图8为具有偏移缓冲层的实例剪切垫的透视图；
[0022]图9为实例剪切垫的侧视图；
[0023]图10为受到横向力的实例剪切垫的侧视图；
[0024]图11为具有定向缓冲元件和非定向缓冲元件的实例剪切垫1102的俯视图；
[0025]图12为渐进改变的缓冲元件的列的实例四层剪切垫的侧视图；
[0026]图13为示出用于使用剪切垫减少在剪切垫的使用者上的最大剪切力的实例操作。
【具体实施方式】
[0027]许多座垫被设计为吸收当使用者坐在座垫上或以其他方式与座垫接触而产生的压力(法向力)(即，基本上垂直的力，相对于座垫的使用者界面具有小于5°的变化或小于1°的变化)。通常，这些压力是使用者的重力造成的结果。然而，这些座垫并没有被设计为减小或防止在使用者和座垫之间的剪切力(即，基本上平行的力，相对于座垫使用者界面具有小于5°的变化或小于1°的变化)，当坐着的使用者在座垫的顶部横向地滑动时，可能会产生剪切力。通常，这些剪切力为当运动方向发生改变时使用者的惯性力造成的结果。对使用者而言，这样的剪切力不舒服并且对身体有潜在的害处。例如，摩托车鞍座可能受到强烈的横向振动和/或惯性力，其可能引起恼怒，具体地，比如当使用者对摩托车转弯造成使用者相对于鞍座横向地移动或滑动时。身体组织与摩托鞍座的摩擦也会引起恼怒和受伤。同样，其他鞍座或与移动车辆相关的座位(例如，汽车座椅、飞机座椅、汽艇座椅、马鞍、自行车座位，以及轮椅座位)类似地仍不能给使用者提供针对剪切力的充分保护。对剪切力保护不力可能会引起摩擦、挫伤、疲劳，并且造成使用者身上的压疮形成。
[0028]如果座垫的顶部与使用者一起弹性地移动的同时座垫的底部保持固定，最大剪切力急剧地减少。因此，允许座垫的顶部连同使用者一起横向地移动是减少或消除使用者和座垫之间的剪切力的一种有效的方式。因此，本文公开的层叠对置空隙座垫(the stackedopposed void cush1ns)可以既提供垂直的压力分布(即，被取向为基本上垂直于在使用者和座垫之间的界面的压力分布)又能提供在使用者和座垫之间的最大剪切力的减小。在一实施例中，垂直压力分布可以独立于最大剪切力的减小来调整。在另一实施例中，最大剪切力的减小本身可以定向地调整以便提供用于不同幅值的剪切力，或者在不同方向上的消除。
[0029]图1A为在施加横向力或剪切力之前使用者100坐在实例剪切垫102上的侧视图。座垫102可以是移动或可移动(但目前静止)的车辆(未示出)的任何座位或鞍座的垫。另外，使用在座垫102上的坐姿来描绘使用者，本发明的技术还可以被应用到使用者被定位到另外位置的座垫。例如，座垫102可以支撑具有与本文描述的相同效果的俯卧、仰卧，或组合躺/坐位置。另外，座垫102可以向使用者提供除了使用者的臀部以外的其他区域的支撑(例如，座垫102可以用来支撑使用者的躯干、腿、肩部、头部等)。
[0030]如箭头104所示，重(法向)力取向向下，使得使用者100压着座垫102，座垫102又以相等且相反的力反推使用者，如箭头106所示。在图1A中没有任何横向负载，并且座垫102仅在大致垂直于座垫102的界面108的方向上给使用者100提供支撑。
[0031]图1B示出使用者100坐在受到制动横向力的图1A的实例剪切垫102上。图1B假设使用者在运动的车辆中。尽管，在其他实施例中，当使用者在车辆静止时向后加速时，可能会产生相同的效果。制动横向力是由于运动中的使用者100的惯性力抵抗车辆的制动或减速而产生的，惯性力被定位于如箭头110所示的制动横向力的相反方向上。另外，在不同的实施例中，制动横向力和相应的惯性力是独立于图1A中所描绘的重(或法向)力及其对应相等且相反力的力。
[0032]如箭头112所示的剪切力允许即使在惯性力作用在使用者100上时，使用者100也能固定地保持在座垫102上。剪切力被定义为平行于在使用者100与座垫102之间的界面108的力。剪切应力为在界面108处(例如，使用者的身体与座垫102接触的区域)每单位剪切面积的剪切力。剪切运动为引起使用者100在座垫102的界面108上移动的克服摩擦力的任何运动。剪切垫102被设计为减少最大剪切力和最大剪切应力，并且减少或消除在使用者100与座垫102之间的任何剪切运动。
[0033]如果使用传统的座垫，相等且相反的剪切力会被立即施加给使用者以抵抗制动横向力。当使用剪切垫102时，只要剪切垫102连同使用者100横向地移动，剪切垫102的顶部连同使用者100 —起横向地移动，可以减小相对的剪切力/应力的大小。如果制动横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫102顶部的时间较短，通过座垫102向使用者100施加的最大剪切力保持低于使用常规座垫所引发的最大剪切力。如果制动横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫102顶部的时间较长，通过座垫102向使用者10施加的最大剪切力可能等于使用常规座垫所引发的最大剪切力，但是最大剪切力会更加渐进地到达，从而可以减小对使用者100造成疲劳或损伤的风险。
[0034]图1C示出使用者100坐在受到如箭头114所示的加速横向力的图1A的实例剪切垫102上。图1C假设使用者100在运动中的车辆中。尽管，在其他实施例中，当使用者在车辆静止时向前加速可能会产生类似的效果。由于运动中的使用者100的惯性力抵抗车辆的加速而产生加速横向力，惯性力被定位为如箭头114所示的加速横向力相反的方向。而且，在各种实施例中，加速横向力和相对应的惯性力独立于在图1A中描述的重(或法向)力及其对应的相等且相反的力。
[0035]如箭头116所示的剪切力允许即使惯性力作用在使用者100上时，使用者100也能固定地保持在座垫102上。如果使用常规的座垫，相等且相反的剪切力会被立即施加给使用者100以抵抗加速横向力。当使用座垫102时，只要剪切垫102连同使用者100 —起横向地移动，座垫102的顶部连同使用者100 —起横向地移动，可以减小相反的剪切力/应力的大小。如果加速横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫102的顶部的时间较短，通过座垫102向使用者100施加的最大剪切力被保持为低于使用常规座垫所引发的最大剪切力。如果加速横向力持续存在的时间相对于横向地移动座垫102的顶部的时间较长，通过座垫102向使用者100施加的最大剪切力可能等于使用常规座垫所引发的最大剪切力，但是最大剪切力会更加渐进地到达，从