一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置发明专利

专利名称：一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202011608519.X

专利申请（专利权）人：中核四0四有限公司
权利人地址：甘肃省嘉峪关市中核四0四办公楼1015室

专利发明（设计）人：陈小军,王文秀,殷敏,刘放,方开洪,梁勇,陈效楠,李云,刘颖,项洁茹

专利摘要：本发明属于核技术应用领域，具体涉及一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，包括肩部护板、背部护板、左前胸护板、腰带、腰带插扣、人体两侧护板、会阴部护板、左右前加长护板、右前胸护板、肩带和主体连接机构。本发明有效屏蔽中子、γ或X射线，实现了人体背部、两侧、前胸和会阴部的防护，且穿脱便捷，配以助力型外骨骼，有效降低防护服重量在人体长时间工作中产生的疲劳，有效提高工作效率。

主权利要求：
1.一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，其特征在于：包括肩部护板(1)、背部护板(2)、左前胸护板(3)、腰带(4)、腰带插扣(5)、人体两侧护板(6)、会阴部护板(7)、左右前加长护板(8)、右前胸护板(9)、肩带(10)和主体连接机构(11)；
其中，肩部护板(1)为上下翻转式结构，通过铰链与背部护板(2)连接；左前胸护板(3)和右前胸护板(9)为水平面内的展开结构，通过铰链与人体两侧护板(6)分别连接；左前胸护板(3)和右前胸护板(9)之间的接缝为搭接结构，用于防止射线沿缝隙的穿透；
肩带(10)用于实现人体和背夹防辐射屏蔽装置的连接；腰带(4)为对开结构，用于实现人体和背夹防辐射屏蔽装置之间的绑缚连接；左右前加长护板(8)，用于实现不同身高人体的穿戴需求，人体身高较高时，需加挂前加长护板(8)。
2.如权利要求1所述的一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，其特征在于：通过主体连接机构(11)形成背夹防辐射屏蔽装置的主体结构，其包括角形固定板(12)、侧部连接板(13)、侧部铰链(14)、侧部铰链轴(15)、增厚连接板(16)和插扣(17)。
3.如权利要求2所述的一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，其特征在于：首先，通过螺栓连接将人体两侧护板(6)与背部护板(2)固定，形成U字形结构，实现对人体的背部和两侧的防护；其次，通过螺栓连接将角形固定板(12)固定于背部护板(2)的后端面，将侧部连接板(13)与角形固定板(12)通过螺栓固定，将侧部铰链(14)和侧部铰链轴(15)通过螺栓固定于侧部连接板(13)的前端，在侧部铰链(14)和前胸护板之间设置增厚连接板(16)，并通过螺栓将三者连接；主体连接机构(11)为左右对称结构，即人体左右两侧各一套，分别与左前胸护板(3)和右前胸护板(9)连接，左前胸护板(3)和右前胸护板(9)可通过侧部铰链(14)绕侧部铰链轴(15)在水平面内向外展开，或是向内收拢；收拢时，左前胸护板(3)和右前胸护板(9)之间通过插扣(17)实现固定。
4.如权利要求3所述的一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，其特征在于：在左前胸护板(3)和右前胸护板(9)下方分别设置加长护板和延长护板，其主要由右加长护板(18)、右延长护板(19)、右铰链(20)、左铰链(21)、左延长护板(22)、左加长护板(23)和铝合金螺纹连接套(24)组成。
5.如权利要求4所述的一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，其特征在于：所述的铝合金螺纹连接套(24)分别镶嵌于右加长护板(18)和左加长护板(23)里面，通过螺栓与左前胸护板和右前胸护板相连。
6.如权利要求5所述的一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，其特征在于：所述的右加长护板(18)和左加长护板(23)与左前胸护板(3)和右前胸护板(9)之间为搭接结构；右延长护板(19)通过右铰链(20)与右加长护板(18)相连，且可绕铰链轴上下翻转；左延长护板(22)通过左铰链(21)与左加长护板(23)相连，也可绕铰链轴上下翻转；左右延长护板与左右加长护板之间为搭接结构；右加长护板(18)和右延长护板(19)可与右前胸护板(9)同时围绕人体右侧的铰链轴旋转，并向外展开和向内收拢；左延长护板(22)和左加长护板(23)可与左前胸护板(3)同时围绕人体左侧的铰链轴旋转，并向外展开和向内收拢。
7.如权利要求6所述的一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，其特征在于：在右延长护板(19)的下方设置会阴部护板(7)，其主要由会阴护板铰链(25)、会阴护板(26)和会阴护板铝合金螺纹连接套(27)组成。
8.如权利要求7所述的一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，其特征在于：所述的会阴护板(26)通过会阴护板铰链(25)与右加长护板(18)连接，可绕右加长护板(18)上下翻转；
在会阴护板(26)的含硼聚乙烯基体材料中镶嵌了会阴护板铝合金螺纹连接套(27)；会阴护板(26)与右延长护板(19)之间为搭接结构；会阴部护板(7)仅跟随右前胸护板(9)和右加长护板(18)围绕人体右侧的铰链旋转，向外展开或向内收拢。
9.如权利要求8所述的一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，其特征在于：所述的肩部护板(1)为上下翻转式结构，主要由右侧肩部护板(28)、左侧肩部护板(29)和肩部铰链(30)组成。
10.如权利要求9所述的一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，其特征在于：所述的右侧肩部护板(28)和左侧肩部护板(29)为左右侧的独立结构，可以单独向下或向上翻转；右侧肩部护板(28)和左侧肩部护板(29)分别通过肩部铰链(30)与背部护板(2)背面的角形连接件连接，可上下翻转。 说明书 : 一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置技术领域[0001] 本发明属于核技术应用领域，具体涉及一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置。背景技术[0002] 目前，存在特殊工况的各行各业，如消防、军工、船舶、石油、化工、喷漆、清洗消毒、实验室等，已经推出了适用的防护服，包括消防防护服、工业用防护服、医疗防护服等。但对于核工业而言，由于某些辐射工况情况特殊、所需的射线屏蔽材料要求复杂，辐射屏蔽要面对各种射线如不同能量的中子、γ射线、二次γ射线及其它带电粒子。其中，中子是一种不带电的粒子，中子穿过物质时主要会与靶物质的原子核相互作用，其本身具较电子与γ射线更强的穿透力，对人体造成的伤害比起同等吸收剂量下的电子、γ、X射线更大。目前，国内外在新型中子、γ、X射线的屏蔽材料技术方面取得了积极的进展，但是研发的新型防辐射材料仍然具有相对于应用的厚度和重量的指标要求，将其制成用于个人防护所需的防护服，仍然具有较大的载荷，适用性较差。近年来，国内外在外骨骼技术方面取得了一定的进展，通过将外骨骼穿戴于人体，融合二者为人机耦合系统，在机械、动力和控制系统的协同工作下，可为人体的负重运动提供垂向的支撑力，以帮助人们轻便、快速、有效的完成相关活动。为了解决辐射工况的中子、γ、X射线个人外照射屏蔽防护问题，我们将防辐射材料制成人体上躯干背夹形状，再装配到助力型外骨骼上，使之集成一种可供人员个人在具有中子、γ或X射线辐射场条件下使用的专用防辐射屏蔽装置。[0003] 因此，本发明提出一种装配于助力型外骨骼的人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置的结构设计，其采用辐射屏蔽材料在人体的背部、左右两侧、前胸和会阴部设置防护板；背部护板和人体左右两侧护板形成“U”型结构，将人体上躯干包裹于其中；将前胸板分为左前胸和右前胸护板，两者之间采用搭接结构，防止射线的渗漏；左右前胸护板通过铰链与人体两侧护板分别相连，可实现水平面内的外展或收拢状态；为满足不同身高的人体需求，在前胸护板下方设置加长和延长护板；并在延长护板下方设置了会阴部护板，实现人体正面的全方位防护；肩部护板为上下翻转结构设计，确保肩部位置的防护和防辐射屏蔽装置的穿脱便捷；在人体与防辐射屏蔽装置之间设置了柔性材料的肩带和腰带，实现防辐射屏蔽装置与人体的连接。防辐射屏蔽装置实现了人体背部、两侧、前胸和会阴部的防护，且穿脱便捷，配以助力型外骨骼，有效降低防护服重量在人体长时间工作中产生的疲劳，有效提高工作效率。发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，有效屏蔽中子、γ或X射线，实现了人体背部、两侧、前胸和会阴部的防护，且穿脱便捷，配以助力型外骨骼，有效降低防护服重量在人体长时间工作中产生的疲劳，有效提高工作效率。[0005] 本发明的技术方案如下：[0006] 一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，包括肩部护板、背部护板、左前胸护板、腰带、腰带插扣、人体两侧护板、会阴部护板、左右前加长护板、右前胸护板、肩带和主体连接机构；[0007] 其中，肩部护板为上下翻转式结构，通过铰链与背部护板连接；左前胸护板和右前胸护板为水平面内的展开结构，通过铰链与人体两侧护板分别连接；左前胸护板和右前胸护板之间的接缝为搭接结构，用于防止射线沿缝隙的穿透；[0008] 肩带用于实现人体和背夹防辐射屏蔽装置的连接；腰带为对开结构，用于实现人体和背夹防辐射屏蔽装置之间的绑缚连接；左右前加长护板，用于实现不同身高人体的穿戴需求，人体身高较高时，需加挂前加长护板。[0009] 优选的，通过主体连接机构形成背夹防辐射屏蔽装置的主体结构，其包括角形固定板、侧部连接板、侧部铰链、侧部铰链轴、增厚连接板和插扣。[0010] 优选的，首先，通过螺栓连接将人体两侧护板与背部护板固定，形成U字形结构，实现对人体的背部和两侧的防护；其次，通过螺栓连接将角形固定板固定于背部护板的后端面，将侧部连接板与角形固定板通过螺栓固定，将侧部铰链和侧部铰链轴通过螺栓固定于侧部连接板的前端，在侧部铰链和前胸护板之间设置增厚连接板，并通过螺栓将三者连接；主体连接机构为左右对称结构，即人体左右两侧各一套，分别与左前胸护板和右前胸护板连接，左前胸护板和右前胸护板可通过侧部铰链绕侧部铰链轴在水平面内向外展开，或是向内收拢；收拢时，左前胸护板和右前胸护板之间通过插扣实现固定。[0011] 优选的，在左前胸护板和右前胸护板下方分别设置加长护板和延长护板，其主要由右加长护板、右延长护板、右铰链、左铰链、左延长护板、左加长护板和铝合金螺纹连接套组成。[0012] 优选的，所述的铝合金螺纹连接套分别镶嵌于右加长护板和左加长护板里面，通过螺栓与左前胸护板和右前胸护板相连。[0013] 优选的，所述的右加长护板和左加长护板与左前胸护板和右前胸护板之间为搭接结构；右延长护板通过右铰链与右加长护板相连，且可绕铰链轴上下翻转；左延长护板通过左铰链与左加长护板相连，也可绕铰链轴上下翻转；左右延长护板与左右加长护板之间为搭接结构；右加长护板和右延长护板可与右前胸护板同时围绕人体右侧的铰链轴旋转，并向外展开和向内收拢；左延长护板和左加长护板可与左前胸护板同时围绕人体左侧的铰链轴旋转，并向外展开和向内收拢。[0014] 优选的，在右延长护板的下方设置会阴部护板，其主要由会阴护板铰链、会阴护板和会阴护板铝合金螺纹连接套组成。[0015] 优选的，所述的会阴护板通过会阴护板铰链与右加长护板连接，可绕右加长护板上下翻转；在会阴护板的含硼聚乙烯基体材料中镶嵌了会阴护板铝合金螺纹连接套；会阴护板与右延长护板之间为搭接结构；会阴部护板仅跟随右前胸护板和右加长护板围绕人体右侧的铰链旋转，向外展开或向内收拢。[0016] 优选的，所述的肩部护板为上下翻转式结构，主要由右侧肩部护板、左侧肩部护板和肩部铰链组成。[0017] 优选的，所述的右侧肩部护板和左侧肩部护板为左右侧的独立结构，可以单独向下或向上翻转；右侧肩部护板和左侧肩部护板分别通过肩部铰链与背部护板背面的角形连接件连接，可上下翻转。[0018] 本发明的显著效果在于：[0019] (1)采用中子、γ或x射线辐射屏蔽材料，通过在人体的背部和左右两侧设置防护板，构成“U”型结构，通过在人体的前端面设置前胸护板，形成“口”型结构，以及上下翻转式的肩部防护板设置，通过各零部件之间的连接机构，形成完整的背夹式的框架结构，将人体上躯干包裹于其中；通过设置前胸加长护板、延长护板和会阴部护板，以适应不同身高人体的需求，以及实现人体前端面的上至锁骨下肢会阴部的整体辐射屏蔽防护。在背夹式的整体防护框架结构的内表面、与人体外表面接触之间，设置柔性肩带和腰带，实现人体与防辐射屏蔽装置的连接；腰带和肩带的长度可调整，以适应不同尺寸参数的人体需求；[0020] (2)通过各组成零部件之间的连接机构，实现防辐射屏蔽装置的展开和闭合功能，利于人体的穿脱；并在助力型外骨骼的配合使用下，增强人体穿着防辐射屏蔽装置工作时的稳定性，减低由防辐射材料制成的人体上躯干模块化背夹件在人体工作期间对人造成的重量压迫而形成的疲劳伤害，提高人体的有效工作时间和工作效率。附图说明[0021] 图1为体上躯干背夹防辐射屏蔽装置展开轴测图；[0022] 图2为人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置合拢轴测图；[0023] 图3为左、右前胸护板与主体连接机构装配收拢后的正视图；[0024] 图4为背部护板、两侧护板与主体连接机构装配左视图；[0025] 图5为背部护板、两侧护板和左、右前胸护板与主体连接机构装配俯视图；[0026] 图6为左、右加长护板和左、右延长护板的正视图；[0027] 图7为左、右加长护板和左、右延长护板的A‑A剖视图；[0028] 图8为左、右加长护板和左、右延长护板的俯视图；[0029] 图9为会阴护板的正视图；[0030] 图10为会阴护板的A‑A剖视图；[0031] 图11为肩部护板的正视图；[0032] 图12为肩部护板的左视图。[0033] 图中：1‑肩部护板；2‑背部护板；3‑左前胸护板；4‑腰带；5‑腰带插扣；6‑人体两侧护板；7‑会阴部护板；8‑左右前加长护板；9‑右前胸护板；10‑肩带；11‑主体连接机构；12‑角形固定板；13‑侧部连接板；14‑侧部铰链；15‑侧部铰链轴；16‑增厚连接板；17‑插扣；18‑右加长护板；19‑右延长护板；20‑右铰链；21‑左铰链；22‑左延长护板；23‑左加长护板；24‑铝合金螺纹连接套；25‑会阴护板铰链；26‑会阴护板；27‑会阴护板铝合金螺纹连接套；28‑右侧肩部护板；29‑左侧肩部护板；30‑肩部铰链。具体实施方式[0034] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。[0035] 如图1‑12所示，一种人体上躯干背夹防辐射屏蔽装置，包括肩部护板1、背部护板2、左前胸护板3、腰带4、腰带插扣5、人体两侧护板6、会阴部护板7、左右前加长护板8、右前胸护板9、肩带10和主体连接机构11；[0036] 其中，肩部护板1为上下翻转式结构，通过铰链与背部护板2连接；左前胸护板3和右前胸护板9为水平面内的展开结构，通过铰链与人体两侧护板6分别连接；左前胸护板3和右前胸护板9之间的接缝为搭接结构，用于防止射线沿缝隙的穿透；[0037] 肩带10用于实现人体和背夹防辐射屏蔽装置的连接；腰带4为对开结构，用于实现人体和背夹防辐射屏蔽装置之间的绑缚连接；左右前加长护板8，用于实现不同身高人体的穿戴需求，人体身高较高时，需加挂前加长护板8。[0038] 优选的，通过主体连接机构11形成背夹防辐射屏蔽装置的主体结构，其包括角形固定板12、侧部连接板13、侧部铰链14、侧部铰链轴15、增厚连接板16和插扣17。[0039] 优选的，首先，通过螺栓连接将人体两侧护板6与背部护板2固定，形成U字形结构，实现对人体的背部和两侧的防护；其次，通过螺栓连接将角形固定板12固定于背部护板2的后端面，将侧部连接板13与角形固定板12通过螺栓固定，将侧部铰链14和侧部铰链轴15通过螺栓固定于侧部连接板13的前端，在侧部铰链14和前胸护板之间设置增厚连接板16，并通过螺栓将三者连接；主体连接机构11为左右对称结构，即人体左右两侧各一套，分别与左前胸护板3和右前胸护板9连接，左前胸护板3和右前胸护板9可通过侧部铰链14绕侧部铰链轴15在水平面内向外展开，或是向内收拢；收拢时，左前胸护板3和右前胸护板9之间通过插扣17实现固定。[0040] 优选的，在左前胸护板3和右前胸护板9下方分别设置加长护板和延长护板，其主要由右加长护板18、右延长护板19、右铰链20、左铰链21、左延长护板22、左加长护板23和铝合金螺纹连接套24组成。[0041] 优选的，所述的铝合金螺纹连接套24分别镶嵌于右加长护板18和左加长护板23里面，通过螺栓与左前胸护板和右前胸护板相连。[0042] 优选的，所述的右加长护板18和左加长护板23与左前胸护板3和右前胸护板9之间为搭接结构；右延长护板19通过右铰链20与右加长护板18相连，且可绕铰链轴上下翻转；左延长护板22通过左铰链21与左加长护板23相连，也可绕铰链轴上下翻转；左右延长护板与左右加长护板之间为搭接结构；右加长护板18和右延长护板19可与右前胸护板9同时围绕人体右侧的铰链轴旋转，并向外展开和向内收拢；左延长护板22和左加长护板23可与左前胸护板3同时围绕人体左侧的铰链轴旋转，并向外展开和向内收拢。[0043] 优选的，在右延长护板19的下方设置会阴部护板7，其主要由会阴护板铰链25、会阴护板26和会阴护板铝合金螺纹连接套27组成。[0044] 优选的，所述的会阴护板26通过会阴护板铰链25与右加长护板18连接，可绕右加长护板18上下翻转；在会阴护板26的含硼聚乙烯基体材料中镶嵌了会阴护板铝合金螺纹连接套27；会阴护板26与右延长护板19之间为搭接结构；会阴部护板7仅跟随右前胸护板9和右加长护板18围绕人体右侧的铰链旋转，向外展开或向内收拢。[0045] 优选的，所述的肩部护板1为上下翻转式结构，主要由右侧肩部护板28、左侧肩部护板29和肩部铰链30组成。[0046] 优选的，所述的右侧肩部护板28和左侧肩部护板29为左右侧的独立结构，可以单独向下或向上翻转；右侧肩部护板28和左侧肩部护板29分别通过肩部铰链30与背部护板2背面的角形连接件连接，可上下翻转。

专利地区：甘肃

专利申请日期：2020-12-30

专利公开日期：2024-08-09

专利公告号：CN112735620B