Многослойный наколенник для защиты от удара

Полезная модель относится к швейной промышленности, в частности к области проектирования рабочей или спортивной одежды для защиты от ударов и толчков коленных суставов в процессе работы или занятий спортом.
Известна защитная одежда [1], состоящая из верхней части с защитными накладками в области локтевых суставов и нижней части с защитными накладками в области коленных суставов, накладки представляют собой несколько прямоугольных клапанов из согнутого пополам основного материала, настроченных горизонтально внахлест друг за другом на эластичный материал, вшитый по периметру в основную часть изделия, причем в клапан вставлен демпфирующий удары материал изолон.
Недостатком полезной модели является недостаточная защита сустава при занятиях спортом и падениях с ускорением.
Известен предмет одежды [2] для использования в различных видах спорта, который в зоне внешних сторон суставов снабжен упругими прокладками, в котором защита коленного сустава обеспечивается за счет ребер из упругого материала, которые располагаются на обращенной к кожному покрову стороне материала наружного слоя рядом друг с другом и ориентированы, в основном, ортогонально к продольной оси предмета одежды. Ребра наколенника находятся на расстоянии друг от друга и при движениях смещаются, сохраняя неизменным расстояние от наружного слоя до поверхности тела человека.
Недостатком является невозможность обеспечения защиты коленного сустава от смещения при активных движениях, а также необходимость увеличения объемных характеристик изделия для обеспечения удобства носки изделия.
Известно противоударное приспособление [3], характеризующееся тем, что включает бандаж в виде спирали или спиралей из упругопластического материала с эффектом памяти формы и с электрическими контактами на концах.
Недостатком данного приспособления является повышение температуры изделия при ударах, что может отрицательно влиять на работоспособность человека в условиях занятий спортом или иной профессиональной деятельностью.
Известны модели наколенников [4], состоящих из основного элемента, защищающего коленный сустав, и второго элемента, служащего защитой большой берцовой кости.
Недостатком является отсутствие разграничения наколенника на элементы, что снижает эргономичность наколенников при эксплуатации в положении стоя.
Известна полезная модель формованного наколенника [5], который состоит из основного элемента с реберными горизонтальными перекладинами, что обеспечивает подвижность ноги в наколеннике.
Недостатком является несоответствие антропометрическим характеристикам коленного сустава вследствие использования литой формы из пластика, что снижает эргономические и защитные свойства наколенника.
Ближайшим аналогом является предмет экипировки [6], в виде компрессионного чулка. Защитная функция обеспечивается за счет полимерного гелевого элемента, находящегося непосредственно на коленном суставе, а также пластичного наколенника из резинового полимера.
Недостатком является точечная защита колена при ударах.
Технической задачей полезной модели является разработка эргономичного конструктивного решения многослойного наколенника для защиты от удара, соответствующего особенностям строения коленного сустава индивидуального потребителя.
Техническим результатом полезной модели является совершенствование конструкции многослойного наколенника для защиты от удара за счет использования двухслойного многодетального конструктивного решения, соответствующего особенностям антропометрического строения коленного сустава при изменениях динамических характеристик колена.
Указанная задача и технический результат достигается тем, что многослойный наколенник для защиты от удара состоит из двух слоев: внутреннего, прилегающего к ноге, из эластичного материала с поролоновой прослойкой, на внешней поверхности которого расположены магниты для его фиксации на детали компрессионного изделия, являющегося нижним слоем комплекта одежды (передней частью брюк, термобелья, легинсов), и наружного защитного слоя из ударопрочного материала D3O с памятью формы, состоящего из нескольких деталей различной площади, толщины и формы, соответствующих антропометрическому строению коленного сустава, причем слои соединены между собой ниточным, и /или сварным, и/или клеевым соединением, и /или наплавлением с помощью трехмерной печати.
На фиг. 1 изображен внешний вид многослойного наколенника для защиты от удара: а - вид спереди; б - аксонометрическая проекция; в - поперечное сечение;
на фиг.2 изображены схемы измерения ног в области коленного сустава по виртуальному изображению ног;
на фиг.3 изображены схемы многослойного наколенника для защиты от удара: а - способ фиксации с деталью изделия компрессионного изделия, являющегося нижним слоем комплекта одежды; б - расположение многослойного наколенника для защиты от удара в кармане (вертикальное сечение); в - фронтальный вид кармана с внутренней стороны.
Многослойный наколенник для защиты от удара состоит из двух слоев (фиг. 1): внутреннего (1), прилегающего к ноге, из эластичного материала с поролоновой прослойкой, толщиной не более 1 см (фиг. 3), и наружного защитного (2) слоя из ударопрочного материала D3O с памятью формы, способного амортизировать удары, выполненного методом трехмерной печати, состоящего из нескольких деталей (3) различной площади, толщины и формы, соответствующих антропометрическому строению коленного сустава, причем слои соединены между собой ниточным, и /или сварным, и/или клеевым соединением, и /или наплавлением с помощью трехмерной печати.
Обозначение позиций на фигурах
(1) - Внутренний слой.
(2) - Наружный защитный слой.
(3) - Детали наружного защитного слоя.
(4) - Продольные размерные признаки ноги.
(5) - Поперечные размерные признаки ноги.
(6) - Магниты, расположенные на внешней поверхности внутреннего слоя для фиксации многослойного наколенника для защиты от удара с деталью изделия, являющегося нижним слоем комплекта одежды.
(7) - Карман, настроченный на внутреннюю сторону детали компрессионного изделия в области коленного сустава (передней частью брюк, термобелья, легинсов), для расположения в нем многослойного наколенника для защиты от удара.
(8) - Молния на кармане.
(9) - Пластины, реагирующие на магнитную силу и притягивающиеся магнитом, расположенные с внутренней стороны кармана, для фиксации многослойного наколенника для защиты от удара.
Внутренний слой обеспечивает удобство расположения коленного сустава в многослойном наколеннике для защиты от удара. Наружный защитный слой (2), выполненный методом трехмерной печати из ударопрочного материала D3O с памятью формы, обеспечивает амортизацию удара.
Антропометрически обоснованная форма многослойного наколенника для защиты от удара обеспечивается сканированием коленного сустава ноги заказчика в положении полуприсядь, измерением продольных (4) и поперечных (5) размерных признаков ноги
(фиг.2) и построением в графическом редакторе виртуальной модели многослойного наколенника для защиты от удара, включающего внутренний и наружный защитный слои, которые состоят из нескольких деталей различной площади, толщины и формы.
На внешней поверхности внутреннего слоя многослойного наколенника для защиты от удара имеются магниты (фиг.3) (6) для его фиксации в районе коленного сустава (в трех местах: выше центра коленной чашечки и с латеральной и медиальной поверхностей коленного сустава) на детали компрессионного изделия, являющегося нижним слоем комплекта одежды (передней частью брюк, термобелья, легинсов), причем магниты соединены с внутренним слоем многослойного наколенника для защиты от удара сварным и/или клеевым соединением.
На внутреннюю сторону детали компрессионного изделия (передней частью брюк, термобелья, легинсов) настрочен карман (7) для расположения в нем многослойного наколенника для защиты от удара, застегивающийся на молнию (8) с внешней стороны коленного сустава. На внутренней стороне кармана расположены пластины (9), реагирующие на магнитную силу и притягивающиеся магнитом, расположенные в местах, соответствующих месту расположения магнитов внутреннего слоя, причем пластины соединены с внутренней стороной кармана ниточным, и /или сварным, и/или клеевым соединением.
Фиксация места расположения многослойного наколенника для защиты от удара на детали компрессионного изделия (передней частью брюк, термобелья, легинсов) является карман, настроченный на внутреннюю сторону детали компрессионного изделия в области коленного сустава и застегивающийся на молнию (8) с внешней стороны коленного сустава и пластины (9), реагирующие на магнитную силу и притягивающиеся магнитом (6), расположенные на внутренней стороне кармана(7) в местах, соответствующих месту расположения магнитов (6).
Многослойный наколенник для защиты от удара работает следующим образом.
Многослойный наколенник для защиты от удара, выполненный по измерениям скана коленного сустава ноги заказчика, размещен в кармане (7), застегивающимся на молнию (8) сбоку, настроченном на деталь компрессионного изделия, являющегося нижним слоем комплекта одежды (передней частью брюк, термобелья, легинсов), в котором фиксируется с помощью магнитов, размещенных на внешней поверхности внутреннего слоя, размещенных на внешней поверхности внутреннего слоя многослойного наколенника для защиты от удара к пластинам, реагирующим на магнитную силу и притягивающимся магнитом, размещенных на внутренней стороне кармана.
Высокие эксплуатационные характеристики многослойного наколенника достигаются системой фиксации, при помощи которой обеспечивается удобное и легкое одевание и возможность удобного ухода за комплектом одежды.
Эргономические функции многослойного наколенника для защиты от удара, обеспечивают комфорт и безопасность расположения коленного сустава в устройстве, за счет антропометрически обоснованной формы и многодетальной конструкции, и способа фиксации устройства на компрессионном изделии. Упругие свойства и высокая пластичность материала, из которого выполнен многослойный наколенник для защиты от удара, позволяет максимально защитить колено от удара.
Высокие функциональные характеристики достигаются тем, что в случае удара любой силы или значительного динамического воздействия, свойства материала и многодетальное решение наружного защитного слоя, многослойное решение наколенника для защиты от удара способствуют рассеиванию энергии удара на всю поверхность устройства, тем самым обеспечивая полное отсутствие или незначительное проявление болевого синдрома.
Устройство в работе
Пользователь помещает наколенник в карман(7), расположенный на передней части компрессионного изделия: брюк, или термобелья, или легинсов, фиксирует его с
помощью магнитов (6), размещенных на внешней поверхности внутреннего (1) слоя наколенника. На внутренней стороне кармана расположены пластины (9), которые притягивают магниты (6), и не дают смещаться наколеннику, фиксируя его на компрессионном изделии. Карман (7) застегивается на молнию (8). За счет того, что наколенник изготовлен с учетом формы коленного сустава способом его сканирования, антропометрически повторяет его форму и состоит из наружного (2) защитного слоя, который содержит нескольких деталей различной площади, толщины и, то при ударе любой силы происходит гашение энергия удара тем самым обеспечивая полное отсутствие или незначительное проявление болевого синдрома. После эксплуатации наколенник извлекается из кармана (7) компрессионного изделия для возможности удобного ухода за устройством и компрессионным изделием.
Источники информации:
1. «Защитная одежда» патент RU №144495, Бюл. №23, 2014.
2. «Предмет одежды» патент RU №2496394, Бюл. №17, 2011, Бюл. №30, 2013.
3. «Противоударное приспособление» патент RU №2578997, бюл. №9, 2016.
4. Knee pad constructions: US20080072359 А1 МПК (51) A41D 13/06/ (2006.01)/ Donald Е. Godshaw; Appl. No. 11/834, 742.
5. Molded knee pad US D454,321 S МПК (51) A41D 13/06/ (2006.01)/ McFarlane ; Appl. No. 29/113,940.
6. Мерзлякова П.А., Пичхидзе С.Я. Усовершенствование конструкции бандажа коленного сустава/ П.А. Мерзлякова // Сборник трудов III всероссийской научно-практической конференции в 3-х томах Том. 3. Технология и переработка современных полимерных материалов - 2017. - с.49-51.