ПУЛЕСТОЙКИЕ ПОНОЖИ Российский патент 2011 года по МПК F41H1/02 

Изобретение относится к области вооружения и экипировки, к разработкам средств защиты и может быть использовано для изготовления бронезащиты ног саперов и сотрудников спецподразделений.

Известна защитная одежда по заявке RU 2003129567/12 от 03.10.2003, МПК⁷ F41H 1/02.

Известна защитная одежда по патенту FR 2254773 A, 11.07.1975, МПК⁷ F41H 1/02.

Известна защитная одежда по заявке RU 5044494/2 от 28.05.1992, МПК⁷ F41H 1/02.

Известная защитная одежда снабжена броневставками, расположенными в текстильных карманах, и демпферами.

Известен голеностоп по патенту RU 2384310 C1 от 01.09.2008, МПК⁷ A61F 5/00.

Голеностоп снабжен пластинами в форме желобов.

Известна ортопедическая шина для голени и стопы по патенту RU 2277395 C1 от 16.11.2004, МПК⁷ A61F 5/01.

Ортопедическая шина снабжена пластинами в форме желобов, ограничителями в форме крыльев и соединительными элементами с застежками.

Известен аппарат ортопедический на нижние конечности по патенту RU 2388435 C2 от 27.03.2008, МПК⁷ A61F 5/01.

Аппарат ортопедический снабжен шарнирно соединенными щитками голени и стопы.

Известные решения определяют общий уровень техники и не являются особо релевантными, поэтому предлагаемым решением устраняются недостатки общего известного уровня техники.

Недостатками общего известного уровня техники для пулестойких поножей является низкая надежность работы известных устройств из-за низких демпфирующих характеристик при низкой энергоемкости демпфера щитка голени, высокой массы конструкции с низкими защитными характеристиками, неудобства в эксплуатации и при транспортировке, высокой массы и жесткости щитка стопы с негативным воздействием на стопу, с низкой надежностью фиксации щитка стопы, а также из-за отсутствия заданной подвижности шарнира с заданным сопротивлением при сгибании, разгибании и повороте стопы в стороны, из-за возможности подворачивания стопы, возможности точечного воздействия жесткой броневставки щитка голени на подъем стопы в зоне застежек (шнурков) обуви пользователя, возможности воздействия этой броневставки непосредственно на подъем стопы, из-за низкой степени защиты боковых поверхностей голени, кроме того, недостатком является низкая технологичность конструкции известных устройств.

Технической задачей, на решение которой направлены заявляемое изобретение, является создание надежной и высокотехнологичной конструкции защиты ног пользователя.

Технический результат, который может быть достигнут при решении технической задачи, заключается в повышении надежности работы устройства за счет повышения демпфирующих характеристик, снижения массы устройства с повышением удобства эксплуатации и транспортировки без снижения защитных характеристик, за счет повышения энергоемкости демпфера щитка голени, снижения негативного воздействия и снижения массы щитка стопы с повышением надежности фиксации щитка стопы, а также за счет заданной подвижности шарнира с заданным сопротивлением при сгибании и разгибании стопы и меньшей подвижности с большим сопротивлением при повороте стопы в стороны с исключением подворачивания стопы и точечного воздействия жесткой броневставки щитка голени на подъем стопы в зоне застежек (шнурков) обуви пользователя, смягчением этого воздействия при фиксации шарниром этой броневставки над броневставкой и демпфером щитка стопы, повышения защитных характеристик боковых поверхностей щитка голени, кроме того, технический результат заключается в повышении технологичности конструкции.

Поставленная задача с достижением технического результата решается тем, что пулестойкие поножи, включающие шарнирно соединенные щитки голени и стопы, выполненные в виде текстильных карманов с размещенными в них броневставками в форме желобов и содержащие демпферы и фиксирующие и соединительные элементы, причем демпфер щитка голени выполнен из полос на всю высоту жесткой броневставки, полосы размещены в гофрах прямоугольного сечения, образованных пришитым к карману по всей его площади сплошным полотном, к которому в свою очередь по бокам пришиты фиксирующие элементы в виде крыльев, соединительные же элементы выполнены в виде пряжек с текстильными застежками с возможностью охвата, как минимум, в двух местах голени пользователя, а демпфер щитка стопы размещен под мягкой броневставкой эквидистантно последней, в ее кармане, к закругленному переднему и боковым краям которого пришит чехол выполненного из гибкой пластмассовой полосы фиксирующего элемента щитка стопы, соединительный элемент которого выполнен из шнура или металлического троса с возможностью охвата обуви пользователя под подошвой, при этом шарнир щитков выполнен из передней и задней стенок преимущественно серповидной формы, ограниченных снизу наружной стенкой кармана щитка стопы и сверху - нижним внутренним краем кармана щитка голени, прошитых швами по линиям ограничения и этими же швами скрепленных с карманом щитка голени и, на расстоянии от заднего края щитка стопы, не превышающим толщины щитка голени, - с карманом щитка стопы, причем задняя стенка шарнира выполнена из гофр демпфера щитка голени, боковые стенки которых сложены внутрь каждой гофры.

Шарнир выполнен со следующими соотношениями размеров:

b:r:R:h=1:(0,25-0,45):(0,4-0,6):(0,05-0,25),

где b - ширина шарнира;

r - радиус нижнего внутреннего края кармана щитка голени;

R - радиус наружной стенки щитка стопы;

h - высота шарнира.

Броневставка щитка голени выполнена из керамического экрана, скрепленного с органопластиковой подложкой.

Карман щитка голени выполнен сверху открытым для извлечения жесткой броневставки голени и снабжен клапаном с текстильной застежкой.

Демпферы выполнены из упругоэластичного материала, например, пеносэвилена.

Крылья снабжены изнутри демпфером, выполненным из мягкого упругоэластичного материала, например, пористой резины.

Крылья снабжены слоями из баллистической ткани для защиты боковых поверхностей голени.

Броневставка щитка стопы выполнена из слоев непропитанной арамидной ткани.

Поножи снабжены защитой бедер, включающей броневставку в форме желоба с демпфером, скрепленной со щитком голени шарниром, аналогичным голеностопному шарниру, и, для защиты колена пользователя, установленной с напуском на верхний край щитка голени, и пряжки с текстильными застежками.

Существенными отличительными от общего известного уровня техники признаками для способа являются следующие признаки:

- демпфер щитка голени выполнен из полос на всю высоту жесткой броневставки, полосы размещены в гофрах прямоугольного сечения, образованных пришитым к карману по всей его площади сплошным полотном - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, их новое взаимное расположение и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы устройства за счет повышения энергоемкости демпфера при начальном деформировании полос с минимальным усилием с заполнением щелей между ними и завершении работы демпфера в условиях стесненного сжатия каждой полосы с максимальным усилием и с исключением жесткого контакта щитка с голенью пользователя в любой точке защищаемой поверхности, кроме того, техническим результатом является повышение технологичности конструкции за счет уменьшения номенклатуры сшиваемых деталей;

- демпфер щитка стопы размещен под мягкой броневставкой эквидистантно последней - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают новое взаимное расположение элементов и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы устройства за счет снижения негативного воздействия и снижения массы щитка стопы;

- к закругленному переднему и боковым краям кармана щитка стопы пришит чехол выполненного из гибкой пластмассовой полосы фиксирующего элемента щитка стопы, соединительный элемент которого выполнен из шнура или металлического троса с возможностью охвата обуви пользователя под подошвой - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, их новое взаимное расположение и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы устройства за счет повышения надежности фиксации щитка стопы;

- шарнир щитков выполнен из передней и задней стенок серповидной формы, ограниченных снизу наружной стенкой кармана щитка стопы и сверху - нижним внутренним краем кармана щитка голени, прошитых швами по линиям ограничения и этими же швами скрепленных с карманом щитка голени и, на расстоянии от заднего края щитка стопы, не превышающим толщины щитка голени, - с карманом щитка стопы, причем задняя стенка шарнира выполнена из гофр демпфера щитка голени, боковые стенки которых сложены внутрь каждой гофры, а сам шарнир выполнен со следующими соотношениями размеров:

b:r:R:h=1:(0,25-0,45):(0,4-0,6):(0,05-0,25),

где b - ширина шарнира;

r - радиус нижнего внутреннего края кармана щитка голени;

R - радиус наружной стенки щитка стопы;

h - высота шарнира - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, их новое взаимное расположение, новое соотношение размеров и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы устройства за счет заданной подвижности шарнира с заданным сопротивлением при сгибании и разгибании стопы и меньшей подвижности с большим сопротивлением при повороте стопы в стороны с исключением подворачивания стопы (исследованиями установлено, что заданная оптимальная подвижность с оптимальным сопротивлением шарнира обеспечена различной степенью изгибов участков плоских текстильных стенок шарнира при изменении степени сложенности боковых стенок гофр и различными сдвиговыми деформациями участков плоских текстильных стенок при новой форме шарнира с новыми соотношениями размеров), а также за счет исключения точечного воздействия жесткой броневставки щитка голени на подъем стопы в зоне застежек (шнурков) обуви пользователя при серповидности шарнира и смягчения этого воздействия при фиксации шарниром этой броневставки на расстоянии от заднего края щитка стопы, не превышающим толщины демпфера щитка голени, то есть над броневставкой и демпфером щитка стопы, кроме того, техническим результатом является повышение технологичности устройства за счет использования в конструкции шарнира элементов щитка голени (гофр демпфера);

- броневставка щитка голени выполнена из керамического экрана, скрепленного с органопластиковой подложкой - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, их новое взаимное расположение, новую взаимосвязь элементов и обоснованное применение новых материалов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы устройства за счет снижения массы устройства с повышением удобства эксплуатации и без снижения защитных характеристик;

- карман щитка голени выполнен сверху открытым для извлечения жесткой броневставки голени и снабжен клапаном с текстильной застежкой - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, их новое взаимное расположение и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение удобства эксплуатации и транспортировки;

- демпферы выполнены из упругоэластичного материала, например, пеносэвилена - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают обоснованное применение новых материалов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы устройства с повышением демпфирующих характеристик;

- крылья снабжены изнутри демпфером, выполненным из мягкого упругоэластичного материала, например, пористой резины - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, их новое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы устройства за счет повышения защитных характеристик;

- крылья снабжены слоями из баллистической ткани для защиты боковых поверхностей голени - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, их новое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы устройства за счет повышения защитных характеристик;

- броневставка щитка стопы выполнена из слоев непропитанной арамидной ткани - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, их новое взаимное расположение и обоснованное применение новых материалов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы устройства за счет снижения негативного воздействия и снижения массы щитка стопы.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технических результатов. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технических результатов и характеризует новое техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению технологичности конструкции пулестойких поножей и повышению надежности их работы без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладают неочевидностью, что свидетельствует об их соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретений поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид поножей, на фиг.2 - продольный разрез поножей, на фиг.3 - поперечное сечение щитка голени, на фиг.4 - вид спереди на шарнир, на фиг.5 - поперечное сечение шарнира, на фиг.6 - продольный разрез щитков с деформированным шарниром при динамических воздействиях (ходьбе, беге) жесткой броневставки на стопу.

Пулестойкие поножи, включающие шарнирно соединенные щитки голени 1 и стопы 2, выполненные в виде текстильных карманов с размещенными в них броневставками в форме желобов и содержащие демпферы и фиксирующие и соединительные элементы.

Демпфер 3 щитка голени 1 выполнен из полос 4 на всю высоту жесткой броневставки 5, полосы 4 размещены в гофрах 6 прямоугольного сечения, образованных пришитым к карману 7 по всей его площади сплошным полотном 8, к которому в свою очередь по бокам пришиты фиксирующие элементы 9 в виде крыльев, соединительные же элементы выполнены в виде пряжек 10 с текстильными застежками 11 с возможностью охвата, как минимум, в двух местах голени пользователя.

Демпфер 12 щитка стопы 2 размещен под мягкой броневставкой 13 эквидистантно последней, в ее кармане 14, к закругленному переднему и боковым краям которого пришит чехол 15 выполненного из гибкой пластмассовой полосы 16 фиксирующего элемента 17 щитка стопы 2, соединительный элемент 18 которого выполнен из шнура или металлического троса с возможностью охвата обуви пользователя под подошвой.

Шарнир 19 щитков выполнен из передней 20 и задней 21 стенок преимущественно серповидной формы, ограниченных снизу наружной стенкой 22 кармана 14 щитка стопы 2 и сверху - нижним внутренним краем 23 кармана щитка голени 1, прошитых швами 25 по линиям 22 и 23 ограничения и этими же швами 25 скрепленных с карманом 7 щитка голени 1 и, на расстоянии 26 от заднего края 27 щитка стопы, не превышающим толщины 28 щитка голени 1, - с карманом 14 щитка стопы 2, причем задняя стенка 21 шарнира 19 выполнена из гофр 6 демпфера 3 щитка голени, боковые стенки 29 которых сложены внутрь каждой гофры 6.

Шарнир 19 выполнен со следующими соотношениями размеров:

b:r:R:h=1:(0,25-0,45):(0,4-0,6):(0,05-0,25),

где b - ширина шарнира, причем b≈B, где B - ширина щитка голени;

r - радиус нижнего внутреннего края кармана щитка голени;

R - радиус наружной стенки щитка стопы;

h - высота шарнира.

Броневставка 5 щитка 1 голени выполнена из керамического экрана 30, скрепленного с органопластиковой подложкой 31.

Карман 7 щитка 1 голени выполнен сверху открытым для извлечения жесткой броневставки 5 голени и снабжен клапаном 32 с текстильной застежкой.

Демпферы 3 и 12 выполнены из упругоэластичного материала, например, пеносэвилена.

Крылья 9 снабжены изнутри демпфером, выполненным из мягкого упругоэластичного материала, например, пористой резины.

Крылья 9 снабжены слоями из баллистической ткани для защиты боковых поверхностей голени.

Броневставка 13 щитка стопы выполнена из слоев 33 непропитанной арамидной ткани.

Поножи снабжены защитой бедер 34, включающей броневставку в форме желоба с демпфером, скрепленной со щитком голени 1 шарниром 35, аналогичным голеностопному шарниру 19, и, для защиты колена пользователя, установленной с напуском 36 на верхний край щитка голени 1, и пряжки 10 с текстильными застежками 11.

Работают пулестойкие поножи следующим образом.

При транспортировании из комплектов поножей извлекаются броневставки 5 щитка 1 голени, которые складываются и упаковываются отдельно, уменьшая тем самым габариты тары, что значительно повышает удобство эксплуатации и транспортирования.

При установке и закреплении поножей на ноге пользователя щиток стопы 2 надевают с упором фиксирующего элемента 17 в носок ботинка и охватывают последний под его подошвой соединительным тросом 18, который может быть выполнен с возможностью регулировки и обжатия ботинка. Щиток 1 голени устанавливают, оборачивая крыльями 9 боковые поверхности голени ноги и закрепляют круговым охватом щитка 1 с голенью с помощью упругих пряжек 10 с текстильными застежками «липучками» 11. При этом благодаря размещению шарнира 19 на расстоянии 26 от заднего края 27 щитка стопы жесткая массивная броневставка 5 воздействует на стопу пользователя через мягкую броневставку 13 и демпфер 12, смягчая это воздействие.

При ходьбе (беге) во время боевого применения, благодаря серповидности шарнира 19 (при r:R<1), точечное воздействие на самую уязвимую верхнюю точку подъема стопы пользователя (где, как правило, еще и расположены застежки обуви) снижено за счет смещения этого воздействия по обе стороны от указанной точки с увеличением площади контакта, то есть снижением давления воздействия. Также благодаря новой конструкции шарнира 19 с новыми соотношениями его размеров за счет оптимального сочетания подвижности щитков 1 и 2 по направлениям и оптимального сопротивления усилиям этой подвижности значительно снижена возможность подворачивания стопы пользователя и нагрузки на мышцы его ног, что подтверждено проведенными исследованиями.

При взаимодействии инденторов высоких энергий с броневставкой 5 щитка 1 голени травматическое воздействие на голень пользователя по всей защищаемой поверхности значительно снижено благодаря высокой энергоемкости нового демпфера 3 щитка 1.

Таким образом, использование изобретения позволит создать высокотехнологичную конструкцию пулестойких поножей с повышенной надежностью работы и удобную в эксплуатации, что и подтверждает использование изобретения по назначению. Осуществимость изобретений подтверждена положительными результатами испытаний образцов пулестойких поножей, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.

Изобретение относится к области вооружения и экипировки, к разработкам средств защиты и может быть использовано для изготовления бронезащиты ног саперов и сотрудников спецподразделений. Пулестойкие поножи выполнены в виде текстильных карманов с размещенными в них броневставками в форме желобов и содержащие демпферы и фиксирующие и соединительные элементы, причем демпфер щитка голени выполнен из полос на всю высоту жесткой броневставки, полосы размещены в гофрах прямоугольного сечения, образованных пришитым к карману по всей его площади сплошным полотном, к которому в свою очередь по бокам пришиты фиксирующие элементы в виде крыльев. Соединительные элементы выполнены в виде пряжек с текстильными застежками, а демпфер щитка стопы размещен под мягкой броневставкой эквидистантно последней, в ее кармане, к закругленному переднему и боковым краям которого пришит чехол выполненного из гибкой пластмассовой полосы фиксирующего элемента щитка стопы, соединительный элемент которого выполнен из шнура или металлического троса. Шарнир щитков выполнен из передней и задней стенок, ограниченных снизу наружной стенкой кармана щитка стопы и сверху - нижним внутренним краем кармана щитка голени, прошитых швами по линиям ограничения и этими же швами скрепленных с карманом щитка голени и, на расстоянии от заднего края щитка стопы, не превышающим толщины щитка голени, - с карманом щитка стопы, причем задняя стенка шарнира выполнена из гофр демпфера щитка голени. Техническим результатом изобретения является повышение надежности устройства, уменьшение веса устройства. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Пулестойкие поножи, включающие шарнирно соединенные щитки голени и стопы, выполненные в виде текстильных карманов с размещенными в них броневставками в форме желобов и содержащие демпферы и фиксирующие и соединительные элементы, причем демпфер щитка голени выполнен из полос на всю высоту жесткой броневставки, полосы размещены в гофрах прямоугольного сечения, образованных пришитым к карману по всей его площади сплошным полотном, к которому в свою очередь по бокам пришиты фиксирующие элементы в виде крыльев, соединительные же элементы выполнены в виде пряжек с текстильными застежками с возможностью охвата, как минимум, в двух местах голени пользователя, а демпфер щитка стопы размещен под мягкой броневставкой эквидистантно последней, в ее кармане, к закругленному переднему и боковым краям которого пришит чехол выполненного из гибкой пластмассовой полосы фиксирующего элемента щитка стопы, соединительный элемент которого выполнен из шнура или металлического троса с возможностью охвата обуви пользователя под подошвой, при этом шарнир щитков выполнен из передней и задней стенок преимущественно серповидной формы, ограниченных снизу наружной стенкой кармана щитка стопы и сверху - нижним внутренним краем кармана щитка голени, прошитых швами по линиям ограничения и этими же швами скрепленных с карманом щитка голени и, на расстоянии от заднего края щитка стопы, не превышающим толщины щитка голени, - с карманом щитка стопы, причем задняя стенка шарнира выполнена из гофр демпфера щитка голени, боковые стенки которых сложены внутрь каждой гофры.

2. Поножи, по п.1, отличающиеся тем, что шарнир выполнен со следующими соотношениями размеров:
b:r:R:h=1:(0,25-0,45):(0,4-0,6):(0,05-0,25), где
b - ширина шарнира;
r - радиус нижнего внутреннего края кармана щитка голени;
R - радиус наружной стенки щитка стопы;
h - высота шарнира.

3. Поножи, по п.1, отличающиеся тем, что броневставка щитка голени выполнена из керамического экрана, скрепленного с органопластиковой подложкой.

4. Поножи, по п.1, отличающиеся тем, что карман щитка голени выполнен сверху открытым для извлечения жесткой броневставки голени и снабжен клапаном с текстильной застежкой.

5. Поножи по п.1, отличающиеся тем, что демпферы выполнены из упругоэластичного материала, например пеносэвилена.

6. Поножи по п.1, отличающиеся тем, что крылья снабжены изнутри демпфером, выполненным из мягкого упругоэластичного материала, например пористой резины.

7. Поножи по п.1, отличающиеся тем, что крылья снабжены слоями из баллистической ткани для защиты боковых поверхностей голени.

8. Поножи по п.1, отличающиеся тем, что броневставка щитка стопы выполнена из слоев непропитанной арамидной ткани.

9. Поножи по п.1, отличающиеся тем, что они снабжены защитой бедер, включающей броневставку в форме желоба с демпфером, скрепленной со щитком голени шарниром, аналогичным голеностопному шарниру, и, для защиты колена пользователя, установленной с напуском на верхний край щитка голени, и пряжки с текстильными застежками.