CN113423296A - 具有被增材制造以管理撞击力的部件的保护性娱乐运动头盔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有多个过程和子过程的多步骤方法，这些过程和子过程相互作用，以允许为佩戴头盔的特定人选择、设计和/或制造娱乐运动头盔。一旦选择了期望的娱乐运动头盔，就从单个佩戴者收集关于他/她的头部形状的信息以及关于他/她在参与活动时所受到的撞击的信息。收集的信息被处理以开发用于娱乐运动头盔的定制能量衰减组件。能量衰减组件包括具有独特结构构成和/或化学成分的至少一个能量衰减构件。能量衰减组件被特意设计成提高舒适性和贴合性，以及当娱乐运动头盔受到一撞击或一系列撞击时头盔如何响应。
Description
相关申请的交叉引用
2018年11月21日提交的题为“具有被增材制造以优化撞击力能量管理的部件的足球头盔”的美国临时专利申请序列号62/770453，其公开内容出于所有目的通过引用整体结合于此。
2018年11月22日提交的题为“保护性运动头盔的内部衬垫组件”的美国设计专利申请序列号29/671111，其公开内容出于所有目的通过引用整体结合于此。
2019年8月16日提交的题为“用于设计和制造适合特定头盔佩戴者群体的保护性头盔的***和方法”的美国专利申请系列号16/543371以及2018年8月16日提交的题为“基于对运动员头部形状的统计分析来设计和制造保护性运动头盔的***和方法”的美国临时专利申请系列号62/719130，这些的公开内容出于所有目的通过引用整体结合于此。
2018年12月12日提交的题为“基于从监测从事身体活动的人的生理参数收集的数据来提供训练机会的***和方法”的美国临时专利申请序列号62/778559，其公开内容出于所有目的通过引用整体结合于此。
2017年7月20日提交的题为“用于设计和制造定制保护性运动头盔的***和方法”的美国专利申请系列号15/655490以及2016年7月20日提交的题为“用于设计和制造为佩戴头盔的运动员提供改善的舒适性和贴合性的定制保护性运动头盔的***和方法”的美国临时专利申请系列号62/364629，这些的公开内容出于所有目的通过引用整体结合于此。
2014年1月15日提交的题为“为顾客头部定制形成保护性头盔的***和方法”的美国专利号10159296、2013年1月18日提交的题为“为使用者的身体部位定制形成运动装备的***和方法”的美国临时专利申请序列号61/754469、2013年4月16日提交的题为“为使用者的头部定制形成保护性头盔的***和方法”的美国临时专利申请序列号61/812666、2013年9月9日提交的题为“用于在具有可变定制头型的当前标准内创建一致测试线的方法和***”的美国临时专利申请序列号61/875603以及2013年9月26日提交的题为“用于为佩戴者的头部定制形成保护性头盔的***和方法”的美国临时专利申请序列号61/883087，这些的公开内容出于所有目的通过引用整体结合于此。
2014年2月12日提交的题为“具有撞击衰减***的足球头盔”的美国专利号9314063以及2013年2月12日提交的题为“具有工程能量分散***的保护性运动头盔”的美国临时专利申请序列号61/763802，这些的公开内容出于所有目的通过引用整体结合于此。
2017年7月20日提交的题为“保护性运动头盔的内部衬垫组件”的美国设计专利D850011、2017年7月20日提交的题为“保护性运动头盔的内部衬垫组件”的美国设计专利D850012以及2017年7月20日提交的题为“保护性运动头盔的内部衬垫组件”的美国设计专利D850013，这些的公开内容出于所有目的通过引用整体结合于此。
2008年10月8日提交的题为“运动头盔”的美国设计专利D603099、2014年2月12日提交的题为“足球头盔”的美国设计专利D764716以及2011年5月2日提交的题为“保护性运动头盔”的美国专利号9289024，这些的公开内容出于所有目的通过引用整体结合于此。
技术领域
本发明涉及一种保护性运动头盔，其被特意设计成提高舒适性和贴合性，以及当运动员佩戴头盔时头盔在受到一撞击或一系列撞击时头盔如何响应。具体地，本发明涉及一种足球头盔，其中至少一个能量衰减部件是使用增材制造过程专门设计和制造的，以调节当头盔被运动员佩戴时头盔如何配合和响应头盔受到的撞击力。
背景技术
保护性运动头盔(包括在诸如足球、曲棍球和长曲棍球的接触运动中佩戴的头盔)通常包括外壳体、联接到壳体的内部表面的内部衬垫组件、面罩或面护罩以及可释放地将头盔固定在佩戴者头部的下巴保护器或带。然而，大多数传统头盔不使用先进技术来制造被专门设计成当头盔受到一撞击或一系列撞击时以某种方式响应的头盔。此外，大多数传统头盔不包含专门为特定运动员的比赛水平、位置、病史和/或至少一个运动员的解剖特征选择或定制的部件。
因此，存在对头盔的未满足的需求，该头盔使用先进结构(例如晶格单元类型)、具有定制化学成分的先进材料(例如特定的光敏聚合物)以及先进头盔设计/制造技术(例如有限元分析、神经网络、增材制造)来创建专门为特定运动员的比赛水平、位置、病史和/或至少一个运动员的解剖特征(比如运动员的头部形貌)定制的头盔。此外，还存在未满足的需求，即需要制造包含专门为特定运动员的比赛水平、位置和/或至少一个运动员的解剖特征(比如运动员的头部形貌)定制的部件的头盔。
背景技术部分中提供的描述不应仅仅因为在背景技术部分中被提及或与背景技术部分相关而被认为是现有技术。背景部分可以包括描述技术主题的一个或多个方面的信息。
发明内容
本公开总体提供了一种具有多个过程和子过程的多步骤方法，这些过程和子过程相互作用，以允许选择、设计和/或制造(i)用于特定运动员的保护性接触运动头盔，或(ii)用于佩戴头盔的特定人的保护性娱乐运动头盔。
在保护性接触运动头盔的情况下，本发明的多步骤方法从选择期望的运动头盔开始，然后从单个运动员收集信息。在保护性娱乐运动头盔的情况下，本发明的多步骤方法从选择期望的娱乐运动头盔开始，然后从单个佩戴者收集信息。该信息收集可以包括关于运动员头部形状的信息和关于运动员在参与运动或活动时受到的撞击的信息。一旦收集了该信息，它可以用于：(i)推荐与运动员或佩戴者收集和处理的信息最匹配的常备头盔或常备头盔部件，或者(ii)分别基于运动员或佩戴者收集和处理的信息来开发用于接触运动头盔或娱乐运动头盔的定制能量衰减组件。
接触运动头盔和娱乐运动头盔各自包括具有一个或多个定制能量衰减构件的能量衰减组件，其中能量衰减构件包括具有不同于同一构件的其他区域的结构构成和/或化学成分的区域。可替代地，能量衰减组件包括衰减组件的第一构件和第二构件，其中第一构件的第一结构构成和/或化学成分不同于第二构件的第二结构构成和/或化学成分。能量衰减组件可以包括具有第一区域和第二区域的第一构件以及具有第一区域和第二区域的第二构件，第一构件的第一区域的结构构成和/或化学成分不同于第一构件的第二区域，第二构件的第一区域的结构构成和/或化学成分不同于第二构件的第二区域以及第一构件的第一和第二区域。
为了有效地制造具有不同结构构成和/或化学成分的能量衰减组件的构件，开发过程包括使用先进结构(例如晶格单元类型)、具有定制化学成分的先进材料(例如特定的光敏聚合物)和先进头盔设计/制造技术(例如有限元分析、神经网络、增材制造)，同时考虑到运动员的特定比赛水平、位置、病史和/或至少一个运动员的解剖特征。能量衰减组件位于保护性接触运动头盔或保护性娱乐运动头盔的外壳体内。当接触运动头盔配置为在玩美式足球、曲棍球或长曲棍球时使用时，头盔包括面罩或面护罩和下巴带。
应当理解，从以下详细描述中，本领域技术人员将很容易明白本主题技术的其他配置，其中本主题技术的各种配置通过说明的方式被示出和描述。如将认识到的，本主题技术能够具有其他和不同的配置，并且其若干细节能够在各种其他方面进行修改，所有这些都不脱离本主题技术的范围。因此，附图和详细描述本质上被认为是说明性的，而不是限制性的。
附图说明
附图描述了根据本教导的一个或多个实施方式，仅作为示例，而非限制。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
图1是示出选择、设计和制造包括增材制造的部件的保护性运动头盔的方法的流程图；
图2是示出选择保护性运动头盔的过程的流程图；
图3A-3B是示出用于收集运动员撞击信息的过程的流程图；
图4是利用图3A-3B所示的过程来收集和存储运动员撞击信息的示例性***的示意图；
图5是示例性撞击感测装置的示意图，该装置配置成放置在保护性运动装备内，比如图4的头盔；
图6A是示出用于收集运动员形状信息的过程的流程图；
图6B是示出使用扫描头盔来收集附加运动员形状信息的可选过程的流程图；
图7示出了配置为收集运动员形状信息的第一示例性扫描设备，其中，所述设备示出为从被扫描罩部分覆盖的运动员头部收集形状信息；
图8是可以放置在图7所示的扫描罩上的图案的示例；
图9是第二示例性扫描设备，其配置为利用显示在所述扫描设备上的示例性软件应用来收集运动员形状信息；
图10是显示第一或第二示例性扫描设备在获得运动员形状信息的过程中可能采取的路径的图形表示的电子装置；
图11示出了第一示例性扫描设备，其通过扫描佩戴在运动员头部的头盔来收集附加形状信息；
图12是示出用于创建运动员简档的过程的流程图；
图13是示出显示多个运动员撞击信息源和示例性运动员撞击矩阵的电子装置的示意图；
图14示出了显示多个运动员形状信息源的电子装置；
图15示出了显示三维(3D)身体部位模型的多个视图的电子装置，即根据运动员形状信息创建的运动员头部区域，其具有位于其上的多个人体测量点；
图16A-16C示出了显示从形状信息创建的3D头部模型的电子装置，其中3D头部模型包括头部模型的拟合表面；
图17示出了选择常备头盔或常备头盔部件的过程；
图18是示出显示四个示例性完整常备头盔模型和与完整常备头盔模型相关的信息的电子装置的示意图，该信息包括形状信息和撞击信息；
图19是示出电子装置的示意图，该电子装置在横截面中显示与图18所示的完整常备头盔模型相关的四个示例性3D头部形状；
图20是示出电子装置的示意图，该电子装置显示了沿着图20中的1-1线的示例性3D完整常备头盔模型的截面图；
图21-23示出了基于运动员简档和运动员选择推荐确定的完整常备头盔模型的过程；
图24是示出电子装置的示意图，该电子装置在横截面中显示运动员头部模型的图形渲染和运动员头部模型的修改表面；
图25是示出电子装置的示意图，该电子装置相对于大尺寸完整常备头盔模型以图形描绘了运动员头部模型的横截面图像；
图26是示出电子装置的示意图，该电子装置相对于小尺寸完整常备头盔模型以图形描绘了运动员头部模型的横截面图像；
图27是示出电子装置的示意图，该电子装置相对于中等尺寸完整常备头盔模型以图形描绘了运动员头部模型的横截面图像；
图28示出了用于选择常备头盔部件的过程；
图29示出了用于生成定制形状头盔模型的过程；
图30是示出电子装置的示意图，该电子装置相对于完整常备头盔模型以图形描绘了运动员头部模型的横截面图像；
图31是示出电子装置的示意图，该电子装置以图形描绘了运动员头部模型和定制形状能量衰减组件的横截面图像；
图32示出了用于生成定制形状头盔模型的过程；
图33示出了从能量衰减构件的模型(在图32中创建)到3D打印的定制能量衰减构件的转变；
图34A-34B是示出使用响应表面方法生成优化头盔原型模型的过程的流程图；
图35是示出显示优化过程的自变量图的电子装置的示意图；
图36是示出电子装置的示意图，该电子装置显示使用在图34A-34B中描述的过程创建的示例性3D图形和通过将这些三维图形中的每个相互重叠而创建的图形；
图37是示出使用暴力方法生成优化头盔原型模型的过程的流程图；
图38是示出使用混合方法生成优化头盔原型模型的过程的流程图；
图39是示出使用晶格引擎生成能量衰减构件模型的过程的流程图；
图40是示出显示七个示例性能量衰减构件模型的电子装置的示意图；
图41是示出显示能量衰减构件模型的示例性数字测试的电子装置的示意图，其中能量衰减构件模型已经基于数字测试被划分成各种段；
图42是示出显示六个示例性能量衰减构件模型的电子装置的示意图，其示出了延伸穿过能量衰减构件的划分段；
图43是示出显示六个示例性能量衰减构件模型的电子装置的示意图，其示出了延伸穿过能量衰减构件的划分段；
图44是示出生成运动员专用头盔模型的过程的流程图；
图45A-45B是示出显示组装的能量衰减构件模型的电子装置的示意图；
图46示出了显示完整常备头盔模型测试的电子装置；
图47是示出制造CS、CP或CS+CP头盔模型的过程的流程图；
图48是示出显示用于制造的能量衰减构件模型的准备的电子装置的示意图；
图49A-49C示出了能量衰减构件的制造；
图50A示出了能够接收常备能量衰减构件或定制能量衰减构件的保护性运动头盔的透视图；
图50B是图50A的头盔的透视图，其中能量衰减组件包括定制能量衰减构件；
图51A示出了能够接收常备能量衰减构件或定制能量衰减构件的保护性运动头盔的侧视图；
图51B是图51A的头盔的侧视图，其中能量衰减组件包括定制能量衰减构件；
图52A示出了能够接收常备能量衰减构件或定制能量衰减构件的保护性运动头盔的俯视图；
图52B是图52A的头盔的俯视图，其中能量衰减组件包括定制能量衰减构件；
图53A示出了能够接收常备能量衰减构件或定制能量衰减构件的保护性运动头盔的后视图；
图53B是图53A的头盔的后视图，其中能量衰减组件包括定制能量衰减构件；
图54A示出了能够接收常备能量衰减构件或定制能量衰减构件的保护性运动头盔的仰视图；
图54B是图54A的头盔的仰视图，其中能量衰减组件包括定制能量衰减构件；
图55A-55E是适于安装在保护性运动头盔内的常备能量衰减组件的各种视图；
图56A-B是图55A-55E所示的能量衰减组件的常备前能量衰减构件的各种视图；
图57A-B是图55A-55E所示的能量衰减组件的常备前能量衰减构件的各种视图；
图57C是沿着图57A所示的57-57线截取的常备前能量衰减构件的剖视图；
图58A-58B是与图55A-55E所示的能量衰减组件的常备前能量衰减构件相关的压缩曲线；
图59A-59C示出了包含在常备前能量衰减构件内的不同区域以及与这些区域中的每个相关的压缩曲线；
图60A-C是图55A-55E所示的能量衰减组件的常备冠能量衰减构件的各种视图；
图61A-B是图55A-55E所示的能量衰减组件的常备左侧和右侧能量衰减构件的各种视图；
图62A-62B是与图55A-55E所示的能量衰减组件的常备左侧和右侧能量衰减构件相关的压缩曲线；
图63A-63B是图55A-55E所示的能量衰减组件的常备左右鄂能量衰减构件的各种视图；
图64A-64C是图55A-55E所示的能量衰减组件的常备后能量衰减构件的各种视图；
图65A-65C是图55A-55E所示的能量衰减组件的常备枕部能量衰减构件的各种视图；
图66A-66C是包含在常备枕部能量衰减构件内的不同区域以及与这些区域中的每个相关的压缩曲线；
图67是适于安装在保护性运动头盔内的定制能量衰减组件的分解图，示出了组件的各种衰减构件；
图68A-C是图67所示的能量衰减组件的定制前能量衰减构件的各种视图；
图69A-C是图67所示的能量衰减组件的定制冠能量衰减构件的各种视图；
图70A-B是图67所示的能量衰减组件的定制左侧和右侧能量衰减构件的各种视图；
图71A-D是图67所示的能量衰减组件的定制左右鄂能量衰减构件的各种视图；
图72A-B是图67所示的能量衰减组件的定制后能量衰减构件的各种视图；
图73是图67所示的能量衰减组件的定制后能量衰减构件的区域的放大视图；
图74A-74C示出了定制后能量衰减构件的第二实施例，其包括第一区域和第二区域以及与第一区域相关的压缩曲线；
图75A-75C示出了定制后能量衰减构件的第二实施例，其包括第一区域和第二区域以及与第二区域相关的压缩曲线；以及
图76示出了包括常备能量衰减构件或定制能量衰减构件的保护性娱乐运动头盔的透视图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，为了提供对相关教导的透彻理解，通过示例阐述了许多具体细节。然而，对于本领域的技术人员来说，显然可以在没有这些细节的情况下实践本教导。在其他情况下，为了避免不必要地模糊本公开的各个方面，已经在相对高的层次上描述了公知的方法、过程、部件和/或电路，而没有详细描述。
虽然本公开包括许多不同形式的多个实施例，但在附图中示出了并且在此将详细描述特定的实施例，应当理解，本公开被认为是所公开的方法和***的原理的示例，并且不旨在将所公开的概念的广泛方面限制于所示的实施例。如将认识到，所公开的方法和***能够具有其他和不同的配置，并且多个细节能够被修改，而不脱离所公开的方法和***的范围。例如，以下实施例中的一个或多个可以部分或全部与所公开的方法和***相一致地组合。这样，根据所公开的方法和***，可以选择性地省略和/或组合流程图中的一个或多个步骤或附图中的部件。因此，附图、流程图和详细描述本质上被认为是说明性的，而不是约束性或限制性的。
A.定义
本节确定了整个本申请中使用的许多术语和定义。术语“运动员”是指在从事这项运动的练习或游戏比赛时佩戴保护性运动头盔的人。术语“头盔佩戴者”或“佩戴者”是佩戴头盔的运动员。术语“设计者”是指设计、测试或制造头盔的人。
“保护性运动头盔”是一种运动员或参与者在从事活动(比如运动或活动比赛)时佩戴在他/她头上的保护性装备。
“保护性接触运动头盔”或“接触运动头盔”是一种运动员在从事通常需要一队运动员的运动比赛比如美式足球、曲棍球或长曲棍球时佩戴的保护性运动头盔。特定接触运动的规则和规定通常要求运动员在从事这项运动时佩戴接触运动头盔。接触运动头盔通常必须符合管理机构颁布的安全规定，比如足球头盔的NOCSAE。
“保护性娱乐运动头盔”或“娱乐运动头盔”是一种由佩戴者在他/她参与通常可由单个佩戴者完成的娱乐活动比如自行车运动、攀岩运动、滑雪、单板滑雪、赛车运动或摩托车运动时佩戴的保护性运动头盔。娱乐运动头盔通常还必须符合管理机构颁布的安全规定，比如ASTM/ANSI自行车头盔规定和交通部(DOT)赛车运动头盔和摩托车运动头盔规定。
“能量衰减组件”是能量衰减构件的内部组件，其设计成共同相互作用，以使保护性运动装备比如接触运动头盔或娱乐运动头盔能够从运动头盔受到的撞击中衰减能量，比如线性加速度和/或旋转加速度。如下文详述，能量衰减组件可以包括多个衰减构件，其设计成优化头盔的能量衰减组件的性能。
“能量衰减构件”是安装在头盔内的能量衰减组件的部件。能量衰减构件是具有体积和外周的三维(3D)部件。体积和外周由X、Y和Z笛卡尔坐标系限定，其中Z方向被限定在平面外，以向能量衰减构件提供高度或厚度。当能量衰减构件是安装在接触运动头盔内的组件的一部分时，Z方向厚度表示当运动头盔实际佩戴在运动员头部时，运动员头部和运动头盔壳体的内表面之间的能量衰减构件的尺寸。
术语“构件区域”是能量衰减构件的区域或体积，其中构件区域具有各种属性，包括(i)晶格单元、(ii)晶格密度、(iii)晶格角、(iv)机械属性和/或(v)化学属性。单个能量衰减构件可以包括一个或多个构件区域，其中区域A具有不同的第一组属性(i)-(v)，区域B具有不同的第二组属性(i)-(v)。应该理解，如果在属性(i)-(v)中有超过微小的变化，则有两个不同的构件区域。例如，如果晶格单元的几何形状存在差异，那么这些晶格单元确定两个不同的构件区域。
术语“晶格单元”是包含在能量衰减构件的构件区域内的最简单的重复单元。晶格单元的几何形状取决于单元的类型。应当理解，本公开考虑了各种类型的晶格单元，其中一些在图39中示出。在该图中，一些晶格单元类型由许多晶格“支柱”构成，这些支柱是彼此相交的细长结构，以形成晶格单元的特定几何形状。根据设计参数，晶格支柱的厚度和/或长度可以在特定的晶格单元中改变。然而，这种改变不应更改晶格单元的名称(例如增加基于支柱的晶格的支柱厚度不应改变其名称)。还应该理解，由于制造过程或公差导致的晶格单元几何形状的微小变化不会导致晶格单元的新分类。
术语“晶格密度”是特定晶格单元的密度。晶格密度可以基于许多设计参数而变化，包括但不限于形成晶格单元的支柱的配置。应当理解，由于制造过程或公差制造过程或公差导致的晶格密度的微小变化不会导致晶格密度的新分类。
术语“晶格角”是晶格单元垂直于构件参考表面定位的角度。应当理解，由于制造过程或公差制造过程或公差导致的晶格角的微小变化不会导致晶格角的新分类。
术语“解剖特征”可以包括以下任何一个或任何组合：(i)尺寸，(ii)形貌和/或(iii)运动员身体部位的轮廓，包括但不限于运动员的头骨、面部区域、眼睛区域和颚区域。因为所公开的头盔戴在运动员头上且能量衰减组件与运动员头发接触，所以“解剖学特征”术语还包括运动员头发的类型、数量和体积或缺少头发。比如有的运动员头发长，有的运动员没有头发(即秃顶)。如下面将详细讨论，虽然本发明能够应用于个人的任何身体部位，但它特别适用于人的头部。因此，对身体部位的任何引用都被理解为包括头部，并且对头部的任何引用都旨在包括对任何身体部位的适用性。为了便于讨论和说明，对现有技术和本公开的讨论是以举例的方式针对人头部的，并且不旨在将讨论范围限制于人头部。
术语“定制形状能量衰减组件模型”或“CS模型”是能量衰减组件的数字或计算机化模型，其基于从包括头部模型的运动员简档220.99(见下文)收集和处理的信息而被改变。
术语“定制性能能量衰减组件模型”或“CP模型”是能量衰减组件的数字或计算机化模型，其基于从包括撞击矩阵的运动员简档320.99(见下文)收集和处理的信息而被改变。
术语“定制性能和定制形状能量衰减组件模型”或“CP+CS模型”是能量衰减组件的数字或计算机化模型，其基于从包括头部模型和撞击矩阵的运动员简档120.99(见下文)收集和处理的信息而被改变或创建。
术语“运动员专用头盔模型”是从CP+CS模型、CP模型或CS模型之一导出的保护性运动头盔的数字或计算机化模型。与非设计成要被制造的CP+CS模型、CP模型和CS模型对比，运动员专用头盔模型设计成被制造以创建供运动员或佩戴者佩戴的头盔。
术语“完整常备头盔模型”是已经结合美国专利申请16/543371设计和开发的保护性运动头盔的数字或计算机化模型。具体地，在美国专利申请16/543371中，完整常备头盔模型被称为“完整头盔模型”。
术语“常备头盔”是为从大量头盔佩戴者中选择的“运动员群体”预先制造和设计的头盔。常备头盔不是专门为一个运动员或佩戴者设计或定制的。常备头盔为头盔制造商提供了许多好处，包括但不限于提高制造效率、原材料使用和库存管理。
术语“运动员群体”是指作为参与体育活动的大量运动员或佩戴者的一部分的运动员或佩戴者的群体或子集。在接触运动头盔的情况下，运动员群体是在进行接触运动期间佩戴头盔的更广泛运动员群体中佩戴头盔的运动员的子集。
术语“常备头盔部件”是用于保护性运动头盔的预制造部件，其不是专门为一个运动员或佩戴者设计的，而是为从大量运动员或佩戴者中选择的运动员群体设计的。
术语“运动员专用头盔”是具有能量衰减组件的定制保护性运动头盔，其被特意设计、配置和制造成匹配运动员或佩戴者的特征，包括他/她的：(i)头部的解剖特征，(ii)撞击史，或(iii)头部的解剖特征和撞击史。
术语“运动员专用头盔”是具有能量衰减组件的定制保护性运动头盔，其被特意设计、配置和制造成匹配运动员或佩戴者的特征，包括他/她的：(i)头部的解剖特征，(ii)撞击史，或(iii)头部的解剖特征和撞击史。
B.保护性运动头盔的选择
多步骤方法1包括多个过程和子过程，其相互作用以允许选择、设计和/或制造(i)用于特定运动员的保护性接触运动头盔，或(ii)用于佩戴头盔的特定人的保护性娱乐运动头盔。多步骤方法1开始于步骤50：运动员使用支持互联网设备从多个保护性运动头盔中选择保护性运动头盔。关于选择的保护性运动头盔的信息：(i)用来确定需要来自运动员的什么信息或数据，以及(ii)将告知头盔的各种参数，包括但不限于能量衰减组件的形貌或内部表面、能量衰减组件是如何制造的、或者能量衰减组件的结构和/或化学成分。应当理解，如果方法1包括与接触运动头盔或娱乐运动的选择、设计和/或制造无关的步骤或过程，则可以省略该步骤或过程，而不会对方法1的功能产生负面影响。
如图2所示，该过程由操作者或运动员打开软件应用或浏览器来选择或配置保护性运动头盔而开始50.1。如果操作者或运动员没有在他们的设备上下载软件应用，他们可以从互联网数据库(例如iTunes、Google Play等)下载。可替代地，操作者或运动员可以使用支持互联网设备(例如计算机或手机)去到保护性运动头盔配置器URL。在打开保护性运动头盔配置器时，可以要求操作者输入关于运动员的信息(例如运动员的姓名、年龄、比赛水平、位置和/或受伤史)。一旦该信息被输入到***中，运动员P可以让***找到先前创建的简档，该信息与运动员相关，或者运动员可以创建新的简档。在用当前可用的信息填充运动员简档之后，保护性运动头盔配置器提示操作者或运动员P从多个保护性运动头盔中选择期望的保护性运动头盔。应当理解，在选择保护性运动头盔的过程中，可以将附加信息添加到运动员简档中，例如来自运动员扫描的形状信息。
接下来，保护性运动头盔配置器允许操作者或运动员：(i)通过选择50.10为先前获得的头盔选择新的能量衰减组件2000、3000，或者(ii)通过选择50.50选择新的头盔1000。如果操作者或运动员通过选择50.10为先前获得的头盔选择新的能量衰减组件2000、3000，操作者或运动员将被要求验证先前获得的头盔50.12的状况。这可以通过要求操作者或运动员输入头盔的型号、输入购买头盔的年份、上传头盔的照片(包括所有标签)和/或证实头盔的状况来完成。如果保护性运动头盔配置器确定头盔不处于可接受状况，则保护性运动头盔配置器可以向操作者或运动员建议他们购买新头盔50.14。
如果保护性运动头盔配置器在步骤50.16确定头盔处于可接受状况并且能够接收新的能量衰减组件2000、3000，则保护性运动头盔配置器允许操作者或运动员选择能量衰减组件2000、3000的内表面的形貌或形状。特别地，运动员可以：(i)通过选择50.18来选择常备形状能量衰减组件2000，或者(ii)通过选择50.22来选择定制形状能量衰减组件3000。如果操作者或运动员通过选择50.18来选择常备形状能量衰减组件2000，则***将要求用户输入/获取/收集关于运动员身体部位且特别是运动员头部区域的形状信息。该形状信息将被***在以下步骤中用来建议最适合运动员头部的常备能量衰减组件2000。接下来，操作者或运动员可以选择如何制造能量衰减组件2000。例如，操作者或运动员可以：(i)通过选择50.20来选择制造能量衰减组件的标准方法，包括泡沫模制，或者(ii)通过选择50.26来选择制造能量衰减组件2000的最新方法，包括增材制造过程。
可替代地，如果操作者或运动员在步骤50.22选择定制形状能量衰减组件3000，则***将要求用户输入/获取/收集关于运动员身体部位且特别是运动员头部区域的形状信息。***将在以下步骤利用该形状信息来选择最适合运动员头部的能量衰减组件2000，然后修改选择的能量衰减组件2000以创建定制能量衰减组件3000。接下来，操作者或运动员可以选择如何制造能量衰减组件3000。例如，操作者或运动员可以：(i)通过选择50.24来选择制造能量衰减组件的先进方法，包括定制模制过程(例如美国专利申请序列号15/655490中公开的过程)，或者(ii)通过选择50.26来选择制造能量衰减组件3000的最新方法，包括增材制造过程。
接下来，如果操作者或运动员通过选择50.24、50.26选择了增材制造能量衰减组件2000、3000或定制模制能量衰减组件，则操作者或运动员可以在步骤50.28、50.30、50.32、50.34、50.36中选择能量衰减组件性能类型。具体地，操作者或运动员可以选自以下性能类型之一：(i)标准50.28，(ii)类型1(例如特定位置)50.30，(iii)类型2(例如特定比赛水平)50.32，(iv)类型3(例如特定位置和比赛水平)50.34，或者(v)定制(例如基于特定运动员的比赛水平、位置和比赛风格的定制)50.36。如果操作者或运动员选择类型定制50.36，则***1将要求用户输入/获取/收集关于运动员的撞击信息。该撞击信息将由***在以下步骤中用于：(i)选择最匹配运动员比赛风格的能量衰减组件2000，或者(ii)选择最匹配运动员比赛风格的能量衰减组件2000，然后修改选择的能量衰减组件2000以创建定制能量衰减组件3000。
如下文将更详细讨论，与为前锋设计的特定位置能量衰减组件2000、3000相比，为四分卫设计的特定位置能量衰减组件2000、3000可以在能量衰减组件2000、3000的后部具有附加材料。同样，与为四分卫设计的特定位置能量衰减组件2000、3000相比，为前锋设计的特定位置能量衰减组件2000、3000可以包括在能量衰减组件2000、3000的前部更软或密度更小的材料。此外，为青少年运动员设计的特定比赛水平能量衰减组件2000、3000可以包括附加材料和/或可以由比为NFL运动员设计的能量衰减组件2000、3000更软或密度更小的材料制成。
可替代地，如果操作者或运动员通过选择50.50来挑选新的头盔1000，操作者或运动员将被要求选择头盔类型50.52。具体来说，将要求操作者或运动员从可用头盔中进行选择，其中一种类型可能是Riddell的Speed头盔50.54，第二种类型可能是Riddell的SpeedFlex头盔50.56，第三种类型可能是另一种类型的头盔50.58。应当理解，可以向操作者或运动员提供更多或更少的头盔壳体设计。接下来，能量衰减组件通过选择50.60来允许操作者或运动员选择能量衰减组件2000、3000的内表面的形貌或形状。特别地，运动员可以：(i)通过选择50.62来选择常备形状能量衰减组件2000，或者(ii)通过选择50.66来选择定制形状能量衰减组件3000。如果操作者或运动员通过选择50.62来挑选常备形状能量衰减组件2000，则***将要求用户输入/获取/收集关于运动员身体部位且特别是运动员头部区域的形状信息。接下来，操作者或运动员可以选择如何制造能量衰减组件2000。例如，操作者或运动员可以：(i)通过选择50.64来选择制造能量衰减组件的标准方法，包括泡沫模制，或者(ii)通过选择50.70来选择制造能量衰减组件2000的最新方法，包括增材制造过程。
可替代地，如果操作者或运动员在步骤50.66选择定制形状能量衰减组件3000，则***将要求用户输入/获取/收集关于运动员身体部位且特别是运动员头部区域的形状信息。接下来，操作者或运动员可以选择如何制造能量衰减组件3000。例如，操作者或运动员可以：(i)通过选择50.68来选择制造能量衰减组件的先进方法，包括定制模制过程(例如美国专利申请序列号15/655490中公开的过程)，或者(ii)通过选择50.70来选择制造能量衰减组件3000的最新方法，包括增材制造过程。
接下来，如果操作者或运动员通过选择50.68、50.70选择了增材制造能量衰减组件2000、3000或定制模制能量衰减组件，则操作者或运动员可以在步骤50.72、50.74、50.76、50.78、50.80中选择能量衰减组件性能类型。具体地，操作者或运动员可以选自以下性能类型之一：(i)标准50.72，(ii)类型1(例如特定位置)50.74，(iii)类型2(例如特定比赛水平)50.76，(iv)类型3(例如特定位置和比赛水平)50.78，或者(v)定制(例如基于特定运动员的比赛水平、位置和比赛风格的定制)50.80。如果操作者或运动员选择类型定制50.80，则***1将要求用户输入/获取/收集关于运动员的撞击信息。该撞击信息将由***在以下步骤中用于：(i)选择最匹配运动员比赛风格的能量衰减组件2000，或者(ii)选择最匹配运动员比赛风格的能量衰减组件2000，然后修改选择的能量衰减组件2000以创建定制能量衰减组件3000。
接下来，保护性运动头盔配置器允许操作者或运动员在50.82选择面罩的配置或形状，这可以包括竖直构件和横向构件的数量和位置。在一实施例中，操作者或运动员可以从预定的多个面罩形状中选择面罩的形状。在替代实施例中，操作者或运动员可以通过选择面罩200的特定构件的放置来设计他们自己的面罩200。一旦操作者或运动员完成他们定制设计的面罩，保护性运动头盔配置器将测试设计并确认设计满足头盔标准。如果设计不满足头盔标准，将向操作者或运动员建议定制面罩的替代设计。
接下来，保护性运动头盔配置器允许操作者或运动员在50.84选择下巴带类型。在50.84选择下巴带类型后，保护性运动头盔配置器允许操作者或运动员选择壳体、面罩、下巴带和能量衰减组件2000、3000的颜色。一旦操作者或运动员已经从保护性运动头盔配置器中选择了保护性运动头盔，保护性运动头盔配置器就将选择的保护性运动头盔发送或加载到扫描设备110.4.2、210.4.2上。扫描设备110.4.2、210.4.2将使用关于选择的保护性运动头盔的信息，以便确定需要什么类型的扫描。例如，如果操作者或运动员选择了具有非定制或预设内形貌的能量衰减组件2000，则扫描设备110.4.2、210.4.2可以确定扫描的质量与制造具有定制内表面的能量衰减组件所需的扫描相比不必那么高。可替代地，如果操作者或运动员选择了具有定制性能类型的能量衰减组件2000、3000，则保护性运动头盔配置器将检查以确保***具有足够的关于运动员比赛风格的数据来设计该能量衰减组件2000、3000。
C.收集信息
在步骤50选择了期望的保护性运动头盔之后，多步骤方法通过在步骤100、110、210、300收集关于运动员的信息而继续，该信息可以包括关于运动员的头部形状和运动员在参与运动时受到的撞击的信息。
1.收集撞击信息
参考图1，步骤100、300描述获取关于运动员在参与活动(例如玩足球游戏)时经历的撞击的信息。收集该撞击信息的方法的一个示例在图3A-3B中描述。在步骤100.2、200.2，利用撞击传感器***来执行图3A-3B所示方法中的步骤。图4示出了示例性***100.2、300.2，其包括：(i)头盔1000，每个头盔具有头盔内单元(IHU)100.2.4、300.2.4，(ii)接收设备100.2.6、300.2.6，其在该实施例中可以是警报单元100.2.6.2、300.2.6.2，(iii)远程终端100.2.8、300.2.8，(iv)团队数据库100.2.10、300.2.10，以及(iv)国家数据库100.2.12、300.2.12。IHU100.2.4、300.2.4可被特别设计和编程为：(i)测量和记录撞击信息，(ii)使用图3A-3B所示的算法分析记录的信息，以及(iii)根据图3A-3B所示的算法的结果，将记录的信息传输到远离IHU100.2.4、300.2.4的接收设备100.2.6、300.2.6。
图5示出了IHU100.2.4、300.2.4的示例性示意图。如图所示，控制模块100.2.4.2、300.2.4.2通过单独的引线100.2.4.6a-e、300.2.4.6a-e连接到每个传感器100.2.4.4a-e、300.2.4.4a-e。五个不同的传感器100.2.4.4a-e、300.2.4.4a-e可以放置在运动员头部的以下位置：顶部、左侧、右侧、前部和后部。控制模块100.2.4.2、300.2.4.2包括信号调节器100.2.4.8、300.2.4.8、滤波器100.2.4.10、300.2.4.10、微控制器或微处理器100.2.4.12、300.2.4.12、遥测元件100.2.4.14、300.2.4.14、编码器100.2.4.16、300.2.4.16和电源100.2.4.18、300.2.4.18。控制模块100.2.4.2、300.2.4.2包括抖动传感器100.2.4.20、300.2.4.20，其可用于基于运动员头盔20的特定抖动模式打开或关闭IHU100.2.4、300.2.4。可替代地，IHU100.2.4、300.2.4可以具有控制按钮，例如电源按钮和配置按钮。关于IHU100.2.4、300.2.4的定位和配置的附加信息在美国专利号10105076和美国临时申请62/364629中描述，二者在此全部引入作为参考。
回到图3A，IHU100.2.4、300.2.4持续监测来自任何传感器100.2.4.4a-e、300.2.4.4a-e的超过预定噪声阈值的值，该预定噪声阈值被编程到IHU100.2.4、300.2.4中。如步骤100.4、300.4所示，一旦IHU100.2.4、300.2.4确定传感器100.2.4.4a-e、300.2.4.4a-e已经记录了大于预定噪声阈值的值，则已经检测到撞击。微控制器100.2.4.12、300.2.4.12醒来记录来自所有传感器100.2.4.4a-e、300.2.4.4a-e的信息，并执行图3A-3B所示的两种算法。第一算法或头部撞击暴露(HIE)算法100.10、300.10不基于撞击的位置对撞击幅度值进行加权，而第二算法或警报算法100.50、300.50基于撞击的位置对撞击幅度值进行加权。第一算法或HIE算法100.10、300.10在步骤100.10.2、300.10.2中将撞击幅度值与第一阈值或撞击矩阵阈值进行比较。第一阈值或撞击矩阵阈值设置在1g和80g之间，优选在5g和30g之间。如果撞击幅度值小于撞击矩阵阈值，则微控制器100.2.4.12、300.2.4.12将忽略步骤100.10.10、300.10.10中所示的撞击幅度值。然而，如果撞击幅度值大于撞击矩阵阈值，则微控制器100.2.4.12、300.2.4.12将在步骤100.10.4、300.10.4中将撞击幅度值添加到撞击矩阵。
图13示出了示例性运动员撞击矩阵120.2.75、320.2.75。具体地，示例性撞击矩阵120.2.75、320.2.75由5列和7行构成，其中5列对应于运动员头部的撞击位置(例如前、后、左、右和顶部)，7行对应于撞击的严重性(例如第1、第2、第3、第4、第5严重性、单次撞击警报或累积撞击警报)。这些严重度值中的每个(例如第1、第2、第3、第4或第5)对应于一系列撞击幅度值。例如，第一范围可以包括对于相似位置和比赛水平的运动员的撞击矩阵阈值和历史撞击幅度值的第50百分位之间的撞击幅度值。第二范围可以包括对于相似位置和比赛水平的运动员的历史撞击幅度值的第51百分位和第65百分位之间的撞击幅度值。第三范围可以包括对于相似位置和比赛水平的运动员的历史撞击幅度值的第66百分位和第85百分位之间的撞击幅度值。第四范围可以包括对于相似位置和比赛水平的运动员的历史撞击幅度值的第86百分位和第95百分位之间的撞击幅度值。第五范围可以包括对于相似位置和比赛水平的运动员的超过历史撞击幅度值的第95百分位的撞击幅度值。单次撞击警报和累积撞击警报基于第二算法或警报算法100.50、300.50。应当理解，这些百分位范围是基于使用本申请受让人拥有的专有技术收集的历史撞击幅度值，并且公开在美国专利号10105076、9622661、8797165和8548768中，这些中的每个都通过引用完全结合于此。应当理解，这些值可以根据该***或其他类似***收集的附加撞击信息进行更新。
回到图3A，一旦微控制器100.2.4.12、300.2.4.12在步骤100.10.4、300.10.4中将撞击幅度值添加到撞击矩阵，微控制器100.2.4.12、300.2.4.12确定从IHU100.2.4、300.2.4最后一次向接收设备100.2.6、300.2.6发送撞击矩阵的时间起是否已经过去了第一预定时间量或撞击矩阵发送时间段。撞击矩阵发送时间段可被设置为任何时间，优选地，它被设置在1秒到90天之间，最优选地在30秒到1小时之间。如果自该单元最后一次向接收设备100.2.6、300.2.6发送撞击矩阵以来经过的时间量小于撞击矩阵发送时间段，则微控制器100.2.4.12、300.2.4.12将不执行附加步骤，如步骤100.10.10、300.10.10所示。然而，如果自该单元最后一次向接收设备100.2.6、300.2.6发送撞击矩阵以来经过的时间量大于撞击矩阵发送时间段，则IHU100.2.4、300.2.4的控制模块100.2.4.2、300.2.4.2将在步骤536从IHU100.2.4、300.2.4向接收设备100.2.6、300.2.6(例如警报单元100.2.6.2、300.2.6.2)发送撞击矩阵。在完成该决定后，IHU100.2.4、300.2.4已经完成执行HIE算法100.10、300.10。
当IHU100.2.4、300.2.4正在执行HIE算法100.10、300.10时，IHU100.2.4、300.2.4也正在执行图3B所示的警报算法100.50、300.50。参考图3B，微控制器100.2.4.12、300.2.4.12将在步骤100.50.2、300.50.2中计算撞击值。在一实施例中，这是通过首先确定给定撞击的线性加速度、旋转加速度、头部损伤标准(HIC)和Gadd严重性指数(GSI)来完成的。用于计算这些值的算法在Crisco JJ等人的An Algorithm for EstimatingAcceleration Magnitude and Impact Location Using Multiple NonorthogonalSingle-Axis Accelerometers.J BioMech Eng.2004；126(1)、Duma SM等人的Analysis ofReal-time Head Accelerations in Collegiate Football Players.Clin J SportMed.2005；15(l):3-8、Brolinson,P.G.等人的Analysis of Linear Head Accelerationsfrom Collegiate Football Impacts.Current Sports Medicine Reports,vol.5,no.1,2006,pp.23-28以及Greenwald RM等人的Head impact severity measures forevaluating mild traumatic brain injury risk exposure.Neurosurgery.2008；62(4):789-798中描述，其公开内容出于所有目的在此全文引入作为参考。一旦为给定的撞击计算了线性加速度、旋转加速度、头部损伤标准(HIC)和Gadd严重性指数(GSI)，这些分数就根据Greenwald RM等人的Head impact severity measures for evaluating mild traumaticbrain injury risk exposure.Neurosurgery.2008；62(4):789-798中提出的算法进行加权，其公开内容出于所有目的在此全文引入作为参考。该得到的加权值是给定撞击的HITsp值，其将是在该第一实施例中计算的撞击值。虽然不能诊断损伤，但HITsp对诊断脑震荡比任何单独的成分测量都更敏感和特异。具体来说，HITsp对预测随后诊断的脑震荡比单独使用任何个体测量(比如线性加速度)更敏感50％。
在另一实施例中，计算的撞击值可以等于给定撞击的线性加速度。在另一实施例中，计算的撞击值可以等于给定撞击的HIC分数。在另一实施例中，计算的撞击值可以等于给定撞击的旋转加速度。在另一实施例中，撞击值可以等于由撞击位置和撞击持续时间的组合加权的线性加速度。在另一实施例中，撞击值可以等于线性加速度、旋转加速度、HIC、GSI、撞击位置、撞击持续时间、撞击方向的加权组合。在另一实施例中，撞击值可以等于由学习算法确定的值，该学习算法使用历史信息和诊断的损伤来教授。在甚至进一步的实施例中，撞击值可以等于上述的任意组合。
参考图3B，一旦微控制器100.2.4.12、300.2.4.12在步骤100.50.2、300.50.2中计算出撞击值，则在步骤100.50.4、300.50.4中将撞击值与第二阈值或高幅度撞击阈值进行比较。对于由相似比赛水平(例如青少年、高中、大学和职业球员)和相似位置(例如进攻线、跑位、四分卫、宽接球员、防守线球员、线后卫、防守背和特殊球队)的运动员记录的撞击，该高幅度撞击阈值可被设置为第95百分位。如果撞击值小于高幅度撞击阈值，则微控制器100.2.4.12、300.2.4.12将不执行任何附加操作，如步骤100.50.6、300.50.6所示。然而，如果撞击值大于高幅度撞击阈值，则在步骤100.50.6、300.50.6中撞击值将被添加到累积撞击值，并在步骤100.50.18、300.50.18中与第三阈值或单次撞击警报阈值进行比较。对于相似水平和位置的运动员记录的撞击，该单次撞击警报阈值可被设置为第99百分位。应当理解，本申请中包含的所有百分位数(例如第95和第99)都是基于使用本申请受让人拥有的专有技术收集的历史撞击幅度值，并且公开在美国专利号10105076、9622661、8797165和8548768中，这些中的每个都通过引用完全结合于此。然而，应该理解的是，这些百分位数可以根据该***或其他***收集的附加撞击信息进行更新。
参考图3B，如果撞击值大于单次撞击警报阈值，则控制模块100.2.4.2、300.2.4.2在步骤100.50.22、300.50.22中将与单次撞击警报相关的警报信息发送到接收设备100.2.6、300.2.6(例如警报单元100.2.6.2、300.2.6.2)。警报信息可以包括但不限于：(i)撞击值(例如撞击幅度的图形或非图形显示)，(ii)撞击位置(例如图形或非图形)，(iii)撞击时间，(iv)撞击方向，(v)运动员的唯一标识符，(vi)警报类型，(vii)运动员的心率，(viii)运动员的体温和(ix)其他相关信息。如果撞击值小于单次撞击警报阈值，则微控制器100.2.4.12、300.2.4.12将不会沿着算法100.50、300.50的路径执行任何附加步骤100.50.20、300.50.20。
当微控制器100.2.4.12、300.2.4.12在步骤100.50.18、300.50.18中确定撞击值是否大于单次撞击警报阈值时，微控制器100.2.4.12、300.2.4.12也在图3B所示的步骤100.50.10、300.50.10中计算包括该新撞击值的加权累积撞击值。具体地，加权累积撞击值是基于超过第二阈值或高幅度撞击阈值的每个相关撞击值的加权平均值计算的。为了确定该加权平均，超过第二阈值的每个撞击值都用衰减因子进行加权。例如，4天前记录的撞击可能乘以0.4衰减因子，从而降低该撞击的大小。确定加权撞击值后，将这些值相加在一起，生成加权累积撞击值。应当理解，微控制器100.2.4.12、300.2.4.12将排除不相关的撞击值，它们足够旧，以至于由于衰减因子而使它们的加权撞击值为零。例如，如果超过7天的撞击的衰减因子为0；那么不管撞击值如何，该撞击与该计算无关，并且将不包括在该计算中。本领域技术人员认识到，加权变量(例如时间窗口、衰减函数、输入阈值)是可调的。
一旦在图3B的步骤100.50.10、300.50.10中计算出加权累积撞击值，则在步骤100.50.12、300.50.12中将该值与第四阈值或累积撞击警报阈值进行比较。该累积撞击警报阈值可被设置为由相似比赛水平和位置的运动员记录的加权累积撞击值的第95百分位。如果加权累积撞击值小于累积撞击警报阈值，则微控制器100.2.4.12、300.2.4.12将不执行任何附加步骤100.50.16、300.50.16。然而，如果加权累积撞击值大于累积撞击值阈值，则IHU100.2.4、300.2.4的控制模块100.2.4.2、300.2.4.2在步骤100.50.14、300.50.14中向接收设备100.2.6、300.2.6(例如警报单元100.2.6.2、300.2.6.2)发送与累积撞击警报相关的警报信息。如上所述，警报信息可以包括但不限于：(i)撞击值(例如撞击幅度的图形或非图形显示)，(ii)撞击位置(例如图形或非图形)，(iii)撞击时间，(iv)撞击方向，(v)运动员的唯一标识符，(vi)警报类型，(vii)运动员的心率，(viii)运动员的温度和(ix)其他相关信息。在完成该决定后，IHU100.2.4、300.2.4已经完成执行警报算法100.50、300.50。
参考图4，一旦HIE算法100.10、300.10和警报算法100.50、300.50被执行，IHU100.2.4使用遥测模块100.2.4.14、300.2.4.14经由通信链路100.2.5、300.2.5将撞击信息无线传输到接收单元100.2.6、300.2.6。具体地，通信链路100.2.5、300.2.5可以基于任何类型的无线通信技术。这些无线通信技术可以在非许可频带(例如433.05MHz-434.79MHz、902MHz-928MHz、2.4GHz-2.5GHz、5.725GHz-5.875GHz)或许可频带中工作。可以使用无线通信技术的一些示例，包括但不限于蓝牙、ZigBee、Wi-Fi(例如802.11a、b、g、n)、Wi-Fi Max(例如802.16e)、数字增强无绳电信(DECT)、蜂窝通信技术(例如CDMA-1X,UMTS/HSDPA,GSM/GPRS,TDMA/EDGE,EV/DO或LTE)、近场通信(NFC)或定制设计的无线通信技术。在未示出的其他实施例中，遥测模块100.2.4.14、300.2.4.14可以包括有线和无线通信技术。可以使用有线通信技术的一些示例，包括但不限于任何基于USB的通信链路、以太网(例如802.3)、FireWire或任何其他类型的基于分组的有线通信技术。
如图4所示，接收设备100.2.6、300.2.6包括遥测模块(未示出)，其配置为与遥测模块100.2.4.14、300.2.4.14通信，以使得由HIE算法100.10、300.10和警报算法100.50、300.50生成的撞击信息能够被传送到接收设备100.2.6、300.2.6。为了实现这种通信，包含在接收设备100.2.6、300.2.6中的遥测模块可以利用结合遥测模块100.2.4.14、300.2.4.14描述的任何上述技术。一旦接收设备100.2.6、300.2.6接收到撞击信息，它就可以处理该信息以向边线人员(例如教练)显示相关数据。该相关数据可以包括：(i)撞击值(例如撞击幅度的图形或非图形显示)，(ii)撞击位置(例如图形或非图形)，(iii)撞击时间，(iv)撞击方向(例如图形或非图形)，(v)运动员的唯一标识符(例如姓名或球衣号码)，(vi)警报类型，(vii)运动员的心率，(viii)运动员的温度，(ix)来自撞击矩阵的撞击幅度，和/或(x)其他相关信息。应当理解，接收设备100.2.6、300.2.6可以是便携式手持单元，其通常由以下人员携带：(i)位于靠近(例如在50码内)正在进行身体活动的场地或位置，以及(ii)不从事身体活动(例如边线人员，其可以是教练)。接收设备100.2.6、300.2.6的非限制性示例包括：PDA、蜂窝电话、手表、平板电脑或定制设计的报警单元100.2.6.2、300.2.6.2。
参考图4，一旦接收设备100.2.6、300.2.6已经接收到撞击信息，该撞击信息可以经由链路100.2.7、300.2.7传送到远程终端100.2.8、300.2.8用于附加分析。接收设备100.2.6、300.2.6和远程终端100.2.8、300.2.8之间的该通信链路100.2.7、300.2.7可以是无线的或有线的，并且可以利用任何上述技术。远程终端100.2.6、300.2.6通常不靠近场地，在活动期间也不是由教练携带的。相反，远程终端100.2.6、300.2.6通常被留在活动完成后不久可访问的安全位置。一旦撞击信息从接收设备100.2.6、300.2.6传送到远程终端100.2.8、300.2.8，远程终端100.2.8、100.2.8可以将信息经由通信链路100.2.9、300.2.9上传到团队数据库100.2.10、300.2.10或者经由通信链路100.2.14、300.2.14上传到国家数据库100.2.12、300.2.12。团队数据库100.2.10、300.2.10用于存储与团队相关的信息。除了撞击信息之外，该相关信息可以包括：(i)练习日历/时间表，(ii)装备分配和概况(例如相关尺寸、鞋的类型、头盔的类型、能量衰减组件的类型、下巴带的类型、面罩的类型等)，(iii)每个运动员的医疗数据(例如病史、受伤、身高、体重、紧急信息等)，(iv)每个运动员的统计数据(如举重记录、40码短跑次数等)、(v)每个运动员的训练团、(vi)关于运动员身体部位(例如头部)形状的信息以及(vii)其他运动员数据(例如联系信息)。
国家数据库100.2.12、300.2.12存储了存储在全国或世界各地的每个团队数据库100.2.10、300.2.10中的所有信息或数据子集。具体地，在自团队数据库100.2.10、300.2.10最后一次上传到国家数据库100.2.12、300.2.12起经过预定时间量之后，团队数据库100.2.10、300.2.10通过通信链路100.2.13、300.2.13将信息的副本上传到国家数据库100.2.12、300.2.12。此外，在来自团队数据库100.2.10、300.2.10的新数据上传到国家数据库100.2.12、300.2.12之后，团队数据库100.2.10、300.2.10可以经由通信链路100.2.14、300.2.14从国家数据库100.2.12、300.2.12下载新阈值。可以包含在国家数据库100.2.12、300.2.12中的数据可以包括但不限于：(i)全国/世界范围内每个运动员的单次和累积警报，(ii)全国/世界范围内每个运动员的撞击矩阵，(iii)与全国/世界范围内每个运动员的记录生理参数相关的其他数据，(iv)全国/世界范围内每个运动员的装备分配和概况(例如相关尺寸、鞋的类型、头盔的类型、能量衰减组件的类型、下巴带的类型、面罩的类型)，(v)全国/世界范围内每个运动员的医疗数据(例如病史、受伤、身高、体重、紧急信息等)，(vi)全国/世界范围内每个运动员的统计数据(例如举重记录、40码短跑次数等)，(vii)全国/世界范围内每个运动员的训练团，(viii)关于运动员身体部位(例如头部)的形状的信息，以及(ix)全国/世界范围内的其他运动员数据(例如联系信息)。还应当理解，国家数据库100.2.12、300.2.12包含多年来收集的数据，并且它至少包括使用本申请受让人拥有的专有技术收集的数据，其公开在美国专利号10105076、9622661、8797165和8548768中，这些中的每个在此全部引入作为参考。例如，该国家数据库100.2.12、300.2.12目前包括与近600万个撞击相关的数据。虽然图4示出远程终端100.2.8、100.2.8与(i)接收设备100.2.6、300.2.6、团队数据库100.2.10、300.2.10和国家数据库100.2.12、300.2.12分离，但应当理解，在替代实施例中，这些可以全部组合在一起或者部分组合在一起。
2.收集形状信息
除了撞击信息之外，可能希望收集关于运动员头部形状的信息，以帮助设计保护性运动头盔1000。参考图1，步骤110、210描述了关于运动员身体部位(例如头部)形状的信息的获取。在图6A-6B中描述了收集该形状信息的示例性方法。该方法从步骤110.2、210.2开始，在步骤110.4、210.4中，在扫描设备110.4.2、210.4.2(图7、9和11中所示的示例性实施例)上或与之通信时，打开软件应用110.4.4、210.4.4(图9中所示的示例性实施例)。返回参考图6A，在打开软件应用110.4.4、210.4.4时，在步骤110.6、210.6中提示操作者从运动员列表中选择运动员或输入关于运动员的信息(例如姓名、年龄、比赛水平、位置等)。
在步骤110.6、210.6中输入运动员信息之后，软件应用110.4.4、210.4.4提示操作者指示且然后检查运动员P是否已经在步骤110.8、210.8中将扫描罩110.8.2、210.8.2(图7所示的示例性实施例)正确地放置在运动员P的头部H上或上方。扫描罩110.8.2、210.8.2可以是柔性设备，由于扫描罩110.8.2、210.8.2的弹性和尺寸，柔性设备的尺寸适于套在运动员头部H上并实现围绕运动员头部H的紧密或紧贴配合，如图7所示。扫描罩110.8.2、210.8.2通过符合运动员头部H和面部区域F的解剖特征，即头部H和面部区域F的形貌和轮廓，同时减少毛发的撞击，在执行信息获取过程时提供了增加的准确性。扫描罩110.8.2、210.8.2可以由氯丁橡胶、莱卡或本领域技术人员已知的任何其他合适的弹性材料制成。应当理解，术语扫描罩110.8.2、210.8.2不仅仅指放置在运动员P的头部H上的罩；相反，它指的是贴身物品(例如衬衫、臂章、腿带等)，其具有最小的厚度并与运动员的身体部位直接接触，以帮助收集形状信息。
如图7-8所示，一个或多个参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2可以放置在扫描罩110.8.2、210.8.2上。参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2可用于帮助扫描罩110.8.2、210.8.2的图像或视频的定向和定位，如下所述。参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2可以是：(i)彩色的，(ii)从扫描罩110.8.2、210.8.2的其他部分偏移(例如凸起或凹陷)，(iii)包括图案或纹理，(iv)或包括有助于扫描设备110.4.2、210.4.2收集形状信息的电子特性或特征。这些参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2可以印刷在扫描罩110.8.2、210.8.2上，或者可以是使用粘合剂或使用任何其他机械或化学附接方式附接到扫描罩110.8.2、210.8.2上的单独物品。所使用的参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2的数量应一方面平衡准确收集形状信息的需要，另一方面平衡处理时间。在一示例性实施例中，可以使用每平方英寸12个参考标记110.8.2.2、210.8.2.2。本领域技术人员认识到，可以使用更多或更少的参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2来改变处理时间和形状信息的准确性。在进一步的实施例中，应当理解，扫描罩110.8.2、210.8.2可以不具有任何参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2。
在替代实施例中，当在某些情况下收集形状信息时，可以不使用扫描罩110.8.2、210.8.2。例如，当捕捉关于运动员的脚、手臂或躯干的形状信息时，可能不需要扫描头罩110.8.2、210.8.2来减少毛发的撞击。在不使用扫描罩110.8.2、210.8.2的实施例中，一个或多个参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2可以直接放置在运动员的身体部位。例如，一个或多个参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2可以具有可移除的联接装置(例如粘合剂)，其允许它们可移除地联接到运动员的身体部位，以帮助收集形状信息。
参考图6A，在步骤110.8、210.8中运动员P和/或操作者确定扫描罩502正确定位在运动员的头部H上之后，在步骤110.10、201.10中提示操作者开始信息获取过程。根据扫描设备110.4.2、210.4.2的配置和扫描设备110.4.2、210.4.2所使用的技术，信息获取过程可能需要不同的步骤。在一示例性实施例中，扫描设备110.4.2、210.4.2可以是包括基于非接触式相机的扫描仪的手持单元(例如个人计算机、平板电脑或手机)。在该实施例中，操作者将带着扫描设备110.4.2、210.4.2在运动员周围走动，以收集运动员的图像或视频帧。扫描设备110.4.2、210.4.2或单独的设备将用于使用摄影测量技术和/或算法来处理所获取的形状信息。应当理解，形状信息可以以多种格式存储、操作、改变和显示，包括包含在表格内的数值、布置在3D空间中的点、部分表面或完整表面。
在替代实施例中，扫描设备110.4.2、210.4.2可以是包括非接触式LiDAR或飞行时间传感器的手持单元(例如个人计算机、平板电脑或手机)。在该实施例中，操作者将使用非接触式LiDAR或飞行时间传感器在运动员周围走动。特别是，LiDAR或飞行时间传感器发送和接收光脉冲，以创建包含形状信息的点云。在未示出的替代实施例中，扫描设备110.4.2、210.4.2可以是包含基于非接触光或声音的扫描仪(例如相机、LiDAR等)的固定单元。在该实施例中，光/声音传感器可以在单个瞬间捕获形状信息(例如位于人周围的多个相机可以同时工作)，或者光/声音传感器可以通过固定单元围绕运动员p移动其传感器的能力在预定时间段内捕获形状信息。在未示出的另一实施例中，扫描设备可以是基于固定接触的扫描仪组件。在该实施例中，一旦接触传感器被放置成与运动员的身体部位接触，它们就可以在单个瞬间捕获形状信息(例如多个压力传感器可以定位成与运动员的身体部位接触，从而能够一次收集形状信息)。在另一实施例中，扫描设备可以是基于非静止接触的扫描仪。在该实施例中，扫描设备可以包括至少一个压力传感器，其可以通过在运动员的身体部位上移动压力传感器来在预定时间段内捕获形状信息。在其他实施例中，可以使用以下来收集形状信息：(i)计算机断层摄影或磁共振成像，(ii)结构光扫描仪，(iii)基于三角测量的扫描仪，(iv)基于锥光的扫描仪，(v)调制光扫描仪，(vi)上述技术和/或技法的任何组合，或者(vii)配置为捕获形状信息的任何技术或***。例如，手持扫描仪可以利用相机和飞行时间传感器来收集形状信息。
图10示出了电子装置10，其显示扫描设备110.4.2、210.4.2在获取形状信息期间可以遵循的示例性路径。电子装置10是具有输入设备12和显示设备14的计算机化设备。电子装置10可以是通用计算机，或者可以是专门设计来执行进行本文公开的过程所需的计算的专用计算机。应当理解，电子装置10可以不包含在单个位置内，而是可以位于多个位置处。例如，电子装置的计算范围可以在云服务器中，而显示器14和输入设备12位于设计者的办公室中，并且可以通过互联网连接来访问。
返回参考图10，手持扫描设备110.4.2、210.4.2示出在运动员头部H周围的约40个不同位置。当相互比较时，这约40个不同位置处于不同的角度和高度。在获取形状信息的过程中，将扫描设备110.4.2、210.4.2放置在这些不同的位置有助于确保稍后将从该获取过程中获得的信息不具有包含在其中的间隙或孔。应当理解，图10中所示的离散位置是示例性的，并且在此被简单地包括以示出扫描设备110.4.2、210.4.2在获取形状信息期间可以遵循的路径。在获取过程中，不需要扫描设备110.4.2、210.4.2通过这些点或暂停来收集这些点处的形状信息。
返回参考图6A，在获取形状信息期间，软件应用110.4.4、210.4.4可以指示操作者：(i)改变他们在运动员周围移动的速度(例如减慢步伐)以确保在步骤110.12、210.12中捕获适当的细节水平，(ii)在步骤110.14、210.14中改变扫描设备110.4.2、210.4.2的竖直位置和/或角度，和/或(iii)在步骤110.14、210.14中改变操作者相对于运动员P的位置(例如从运动员向前或向后移动)。一旦形状信息的获取完成，软件应用110.4.4、210.4.4分析该信息以确定质量是否足以满足软件应用110.4.4、210.4.4内预编程的质量要求。如果在步骤110.18中确定形状信息的质量足够，则软件应用110.4.4、210.4.4询问操作者是否需要头盔扫描。头盔扫描可能有用的一个示例是当运动员P想要独特的头盔配置时，比如如果运动员决定将头盔1000放置在他们头上的较低位置，那么佩戴者传统上将头盔1000放置在那里。如果在步骤110.30、210.30中确定需要头盔扫描，则操作者将开始获取形状信息的下一阶段。结合图6B描述获取头盔扫描的过程。如果在步骤110.18、210.18中确定不需要头盔扫描，则软件应用110.4.4、210.4.4将在步骤110.32、210.32中通过有线或无线方式向本地或远程计算机/数据库(例如团队数据库100.2.10、300.2.10)发送形状信息。然后，在设计和制造头盔1000中执行下一步的技术人员/设计人员可以本地或远程访问该本地或远程计算机/数据库。
可替代地，如果软件应用110.4.4、210.4.4确定形状信息的质量缺乏足够的质量来满足在软件应用110.4.4、210.4.4内预编程的质量要求，则软件应用110.4.4、210.4.4可以在步骤110.24、210.24、110.26、210.26中提示操作者获得附加信息。具体地，在步骤110.24、210.24中，软件应用110.4.4、210.4.4可以以图形向操作者显示：(i)站立的位置，(ii)放置扫描设备110.4.2、210.4.2的高度，和/或(iii)放置扫描设备110.4.2、210.4.2的角度。一旦操作者在该特定位置获得附加信息，软件应用110.4.4、210.4.4然后分析原始信息集合以及该附加信息，以确定组合信息集合的质量是否足以满足软件应用110.4.4、210.4.4内预编程的质量要求。然后重复该过程，直到信息的质量足够。可替代地，软件应用110.4.4、210.4.4可以请求操作者重启形状信息获取过程。然后，软件应用110.4.4、210.4.4分析第一形状信息集合以及第二形状信息集合，以查看信息的组合是否足以满足软件应用110.4.4、210.4.4内预编程的质量要求。然后重复该过程，直到信息的质量足够。在确定形状信息足够之后，软件应用110.4.4、210.4.4执行步骤110.30、210.30，提示操作者确定是否需要头盔扫描。
图6B描述了使用扫描头盔110.36.2、210.36.2获取附加形状信息。该过程的第一步骤是110.36、210.36，这是通过识别正确的扫描头盔110.36.2、210.36.2来完成的。作为运动员P的示例，扫描头盔110.36.2、210.36.2壳体尺寸可以包括中型、大型和特大型，尽管额外或中间的尺寸肯定在本公开的范围内。扫描头盔110.36.2、210.36.2壳体尺寸的选择可以由运动员玩的位置、先前的运动员经历或者在获取形状信息期间或之前进行的估计或测量来确定。应当理解，术语扫描头盔110.36.2、210.36.2不仅仅指放置在运动员头上的头盔；相反，它指的是根据本文公开的方法设计和制造的最终产品的改进版本，这有助于收集附加形状信息。
一旦在步骤110.36、210.36中选择了扫描头盔110.36.2、210.36.2的尺寸，在步骤110.40、210.40中，当运动员P戴着扫描头罩110.8.2、210.8.2时，将扫描头盔110.36.2、210.36.2放置在运动员头部H上。在步骤110.40、210.40中将扫描头盔110.36.2、210.36.2放置在运动员头部H上后，运动员将扫描头盔110.36.2、210.36.2调整到优选的佩戴位置或配置，这包括通过收紧或放松下巴带组件来调整其。运动员P反复调整扫描头盔110.36.2、210.36.2以获得他或她优选的佩戴位置并不罕见，因为该位置是个人偏好问题。例如，一些运动员相对于他们的眉线更喜欢将其头盔戴在他们头部H上更低，而其他运动员相对于他们的眉线更喜欢将其头盔戴在他们头部H上更高。
如图11所示，扫描头盔110.36.2、210.36.2包括下巴带110.36.2.1、210.36.1、形成在头盔110.36.2、210.36.2的壳体110.36.2.3、210.36.3中的一个或多个孔110.36.2.2、210.36.2和内部扫描能量衰减组件110.36.2.4、210.36.4。扫描头盔110.36.2、210.36.2中的孔110.36.2.2、210.36.2.2的位置、数量和形状不受本公开限制。例如，扫描头盔110.36.2、210.36.2可以具有比图11所示的孔110.36.2.2、210.36.2.2小的一个孔110.36.2.2、210.36.2.2，扫描头盔110.36.2、210.36.2可以具有二十个孔，这些孔位于整个壳体的不同位置，或者扫描头盔110.36.2、210.36.2可以具有三个孔。当扫描头盔110.36.2、210.36.2戴在运动员头部H上的扫描罩110.8.2、210.8.2上时，这些孔110.36.2.2、210.36.2允许看到扫描罩110.8.2、210.8.2的某些部分被看到。如上所述，扫描头盔110.36.2、210.36.2包括面罩，其可拆卸地附接到扫描头盔110.36.2、210.36.2的前部。当佩戴扫描头盔110.36.2、210.36.2时，运动员可以使用面罩来帮助运动员确定优选的头盔佩戴位置。一旦运动员将扫描头盔110.36.2、210.36.2定位成使得实现优选的头盔佩戴位置，通过允许扫描设备110.4.2、210.4.2捕捉运动员面部的更大且不太模糊的部分，移除面罩以增加头盔扫描的准确性。为了有助于面罩的附接和移除，可以使用容易打开和关闭的夹子。尽管面罩被移除，下巴带组件仍然固定在运动员的下巴和颚周围，从而将扫描头盔110.36.2、210.36.2固定在优选的头盔佩戴位置。
返回参考图6B，在步骤110.42、210.42、110.44、210.42中扫描头盔110.36.2、210.36.2正确定位在运动员头部上之后，软件应用110.4.4、210.4.4提示操作者开始信息获取过程。类似于上述过程，软件应用110.4.4、210.4.4可以指示操作者：(i)改变他们在运动员周围移动的速度(例如减慢步伐)以确保在步骤110.48、210.48中捕捉到适当的细节水平，(ii)在步骤110.50、210.50中改变扫描设备110.4.2、210.4.2的竖直位置和/或角度，和/或(iii)在步骤110.50、210.50中改变操作者相对于运动员P的位置(例如从运动员向前或向后移动)。一旦操作者在步骤110.52、210.52中完成附加形状信息的获取，软件应用110.4.4、210.4.4分析该信息以确定该信息的质量是否足以满足在步骤110.54、210.54中在软件应用110.4.4、210.4.4内预编程的质量要求。如果软件应用110.4.4、210.4.4确定信息的质量足够110.54、210.54，则扫描设备110.4.2、210.4.2将通过有线或无线方式向本地或远程计算机/数据库(例如团队数据库100.2.10、300.2.10)发送形状信息。然后，在设计和制造头盔1000中执行下一步骤的技术人员可以本地或远程访问该本地或远程计算机/数据库。
可替代地，如果软件应用110.4.4、210.4.4确定形状信息的质量缺乏足够的质量来满足在软件应用110.4.4、210.4.4内预编程的质量要求，则软件应用110.4.4、210.4.4可以在步骤110.56、210.56、110.58、210.58中提示操作者获得附加信息。具体地，在步骤110.56、210.56中，软件应用110.4.4、210.4.4可以以图形向操作者示出：(i)站立的位置，(ii)放置扫描设备504的高度，和/或(iii)放置扫描设备110.4.2、210.4.2的角度。一旦操作者在该特定位置获得附加形状信息，软件应用110.4.4、210.4.4则将分析原始形状信息集合以及该附加形状信息，以确定组合形状信息集合的质量是否足以满足软件应用110.4.4、210.4.4内预编程的质量要求。然后重复该过程，直到信息的质量足够。可替代地，软件应用110.4.4、210.4.4可以在步骤110.58、210.58中请求操作者重新开始信息获取过程。然后，软件应用110.4.4、210.4.4分析第一形状信息集合以及第二形状信息集合，以查看信息的组合是否足以满足软件应用110.4.4、210.4.4内预编程的质量要求。然后重复该过程，直到信息的质量足够。在确定信息足够之后，软件应用110.4.4、210.4.4执行步骤110.62、210.62。应当理解，获取形状信息的过程中的一些步骤可以以不同的顺序执行。例如，与扫描罩110.8.2、210.8.2相关的信息获取可以在与扫描头盔110.36.2、210.36.2相关的信息获取之后执行。
D.创建特定运动员简档
该多步骤方法1的下一步骤继续创建运动员简档120.99、220.99、320.99。该运动员简档120.99、220.99、320.99可以包括在步骤120.1、320.1中识别的撞击信息、在步骤120.50、320.50中识别的形状信息、在步骤120.1、120.50、320.1、320.50中识别的撞击信息和形状信息，或者关于运动员属性的信息的一些其他组合。
1.特定运动员的撞击信息
特定运动员的撞击信息可用于通过图12中描述的过程生成完整撞击矩阵120.8.99、320.8.99或撞击分数。该过程从步骤120.1、320.1中收集撞击信息开始。参考图13，可以从/使用以下来收集撞击信息：(i)120.2.2、320.2.2，其是上面结合图3A-3B描述的***，(ii)120.2.4、320.2.4，其是结合美国专利号6826509；7526389；8548768；8554509；8797165；9622661和10292650公开的边线响应***(SRS)，所有这些专利在此全部引入作为参考，(iii)120.2.6、320.2.6，其是结合美国专利号10105076公开的InSite响应***，其在此全部引入作为参考，(iv)120.2.8、320.2.8，其是替代***(例如NFL的撞击***)。
返回参考图12，一旦在步骤120.1、320.1中收集了该撞击信息，则在步骤120.2、320.2中，该撞击信息可用于生成运动员撞击矩阵120.2.99、320.2.99。具体地，撞击矩阵120.2.99、320.2.99可以包括5列和7行，其中5列对应于运动员头部的撞击位置(例如前、后、左、右和顶部)，7行对应于撞击的严重性(例如第1、第2、第3、第4、第5严重性、单次撞击警报或累积撞击警报)。图13中示出了这种撞击矩阵120.2.99、320.2.99的示例120.2.75、320.2.75。可以用于创建该矩阵120.2.99、320.2.99的撞击信息可以从运动员已经接收的所有撞击或撞击的子集来编译。例如，撞击的子集可以包括超过以下的撞击：(i)预定噪声阈值，(ii)第一撞击阈值或撞击矩阵阈值，或(iii)第二撞击阈值或高幅度撞击阈值。关于该运动员撞击矩阵120.2.99、320.2.99的附加信息在上文中公开，并且可以在美国临时专利申请序列号62/778559中公开，该申请通过引用结合于此。
可替代地，在步骤120.2、320.2中，可以使用撞击信息来生成运动员撞击分数。可以用于创建该撞击分数的撞击信息可以从运动员已经接收的所有撞击或撞击的子集来编译。例如，撞击的子集可以包括超过以下的撞击：(i)预定噪声阈值，(ii)第一撞击阈值或撞击矩阵阈值，或(iii)第二撞击阈值或高幅度撞击阈值。一旦确定了撞击信息集，就可以计算撞击分数。具体地，该撞击分数可以通过平均包含在所选撞击信息中的撞击的幅度来计算。可替代地，可以通过对包含在所选撞击信息中的每个撞击的加权幅度进行平均来计算撞击分数，其中幅度通过以下被加权：(i)撞击的位置(例如头部的侧面或背面比头部的前面具有更大的权重)，(ii)频率(例如在一小时内经历的超过预定阈值的十次撞击比在两周内超过预定阈值的十次撞击具有更大的权重)，(iii)数量(例如基于增加的撞击幅度应用增加的乘数，这给出了更高幅度的撞击更大的权重)，(iv)撞击的持续时间，(v)其他头部损伤标准值或计算，(vi)运动员的特定属性(例如位置、体重、身高、年龄、水平)，或(vii)这些加权方法的组合。
一旦在步骤120.2、320.2内生成了运动员的撞击矩阵120.2.99、320.2.99或撞击分数，则审查撞击矩阵120.2.99、320.2.99或撞击分数以确保其准确和完整。如果用于生成撞击矩阵120.2.99、320.2.99或撞击分数的数据太不完整(例如不包含足够的数据来精确计算撞击矩阵或撞击分数)，则从该过程1中移除该撞击矩阵120.2.99、320.2.99或撞击分数，并在步骤120.4、320.4中进一步分析。接下来，如果缺少与撞击矩阵或撞击分数相关的其他信息(例如运动员的位置或水平)，则从该过程中移除该撞击矩阵120.2.99、320.2.99或撞击分数，并在步骤120.6、320.6中进一步分析。如果撞击矩阵120.2.99、320.2.99或撞击分数由于任何原因被移除，包括上述原因，则***将通过搜索团队数据库、向教练发送查询、向单个运动员发送查询或试图从另一个来源获得该信息来尝试并获得该信息。一旦获得了该缺失信息，运动员特定头盔的头盔选择和/或设计可以继续。如果无法获得该信息，则某些保护性运动头盔可能不可用，或者所选保护性运动头盔可能不是基于运动员的撞击信息。在完成以下步骤120.6、320.6中的任何一个之后，在步骤120.8、220.8中输出运动员的撞击矩阵/运动员的撞击分数120.8.99、320.8.99。这些输出形成运动员简档120.99、320.99的至少一部分，该简档被上传到执行选择、设计和/或制造头盔1000的下一步骤的技术人员可以访问的本地或远程的数据库。
2.特定运动员的形状信息
特定运动员的形状信息可用于通过图12中描述的过程创建完整身体部位模型120.70.99、220.70.99。创建该身体部位模型120.70.99、220.70.99的过程从在步骤120.50、220.50中收集该信息开始。参考图14，该信息可以结合以下被生成和存储：(i)120.50.2、220.50.2，其在上文中结合图6A-6B进行了描述，(ii)120.50.4、220.50.4，其是在被本申请的受让人拥有或许可的美国专利号10159296和美国专利申请号15/655490中描述的***，或(iii)120.50.6、220.50.6，其是替代***。返回参考图12，一旦识别了运动员形状信息120.50.99、220.50.99集合，就审查其准确性和完整性。首先，在步骤120.52、220.52中，如果运动员形状信息集合不完整(例如包含大孔)，则从该过程1和进一步分析中移除其。接下来，在步骤120.54、220.54中，如果缺少关于运动员的其他信息(例如缺少运动员的位置或水平)，则从该过程1和进一步分析中移除运动员形状信息集合。如果由于任何原因(包括上述原因)移除了运动员形状信息集合，则***将通过搜索团队数据库、向教练发送查询或向单个运动员发送查询来尝试并获得该信息。一旦获得这种缺失信息，该头盔选择和/或制造可以继续。如果无法获得该信息，则某些保护性运动头盔可能不可用，或者所选保护性运动头盔可能不基于运动员的形状信息。
接下来，在步骤120.58、220.58中，基于收集的形状信息120.50.99、220.50.99，为运动员创建身体部位模型120.58.99、220.58.99。创建身体部位模型120.58.99、220.58.99的一种方法是使用基于摄影测量的方法。特别地，摄影测量是一种通过电子组合视频的图像或帧来创建模型优选3D模型的方法。来自视频的这些图像或帧的电子组合可以以多种不同的方式实现。例如，可以使用Sobel边缘检测或Canny边缘检测来粗略地找到感兴趣对象的边缘(例如扫描罩110.8.2、210.8.2或扫描头盔110.36.2、210.36.2)。然后，计算机化建模***可以移除每个图像或帧中已知不包含感兴趣对象的部分。这减少了在随后步骤中需要由计算机化建模***处理的数据量。此外，移除图像或帧中已知不包含感兴趣对象的部分减少了随后步骤中出错的机会，比如包含在感兴趣对象内的参考点与图像背景的相关或匹配。
仍在步骤120.58、220.58中，计算机化建模***处理视频的每个图像或帧，以细化边缘的检测或检测参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2。在细化边缘的检测或检测参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2之后，计算机化建模***将每个图像中的边缘或参考标记110.8.2.2、210.8.2.2.2与其他图像或帧中的其他边缘或参考标记110.8.2.2、210.8.2.2相关或对齐。计算机化建模***可以使用以下技术中的任何一种来将图像或帧彼此对齐：(i)期望最大化，(ii)迭代最近点分析，(iii)迭代最近点变体，(iv)Procrustes对齐，(v)流形对齐，(vi)Allen B、Curless B、Popovic Z的The space of human body shapes:reconstruction and parameterization from range scans.In:Proceedings of ACMSIGGRAPH 2003中讨论的对齐技术，或(vii)其他已知的对齐技术。这种对齐将每个图像或视频帧的位置通知给计算机化建模***，其用于基于所获取的形状信息重建身体部位模型120.58.99、220.58.99。
身体部位模型120.58.99、220.58.99也可以由计算机化建模***使用由上述非接触式LiDAR或基于飞行时间的扫描仪获得的形状信息来创建。在该示例中，计算机化建模***将对包含在由扫描仪生成的点云中的点应用光滑算法。该光滑算法将从点云创建完整表面，点云又将是身体部位模型120.58.99、220.58.99。此外，身体部位模型120.58.99、220.58.99可以由计算机化建模***使用由接触扫描仪获取的压力测量值集合来创建。具体地，每个测量都允许在空间内创建点。这些点然后可以以类似于点云的点如何被连接的方式被连接(例如使用光滑算法)。如上所述，计算机化建模***对光滑算法的应用将创建完整表面，该表面又将是身体部位模型120.58.99、220.58.99。可替代地，身体部位模型120.58.99、220.58.99可以由计算机化建模***基于使用上述任何设备或方法收集的形状信息来创建。
可以利用上述技术/方法的组合来生成身体部位模型120.58.99、220.58.99。例如，可以使用摄影测量方法创建身体部位模型120.58.99、220.58.99，并且可以基于接触扫描方法向模型120.99、220.99添加附加信息。在另一示例中，身体部位模型120.58.99、220.58.99可以由计算机化建模***基于由LiDAR传感器生成的点云来创建，并且附加信息可以使用摄影测量技术添加到身体部位模型120.58.99、220.58.99。还应当理解，身体部位模型120.58.99、220.58.99可以以任何格式进行分析、显示、操纵或更改，包括非图形格式(例如包含在电子表格中的值)或图形格式(例如CAD程序中的3D模型)。通常，3D身体部位模型120.58.99、220.58.99由具有线框形式的外表面的薄壳体(例如其中表面上的相邻点由线段连接的模型)或作为实体对象来示出，所有这些都可以由本文公开的***和方法使用。
一旦身体部位模型120.58.99、220.58.99被创建，计算机化建模***确定比例因子。这是可能的，因为参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2或其他物体(例如硬币、尺子等)的尺寸是已知且固定的。因此，计算机化建模***通过将参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2的已知尺寸与模型120.99、220.99中的参考标记的尺寸进行比较来确定模型的比例因子。一旦该比例因子被确定，身体部位模型的最外表面120.58.99、220.58.99与扫描罩110.8.2、210.8.2的最外表面一起紧密地代表了运动员身体部位的最外表面。虽然扫描罩110.8.2、210.8.2的厚度通常是最小的，但可能希望在模型被适当缩放后，从身体部位模型120.58.99、220.58.99中减去扫描罩110.8.2、210.8.2的厚度，以确保身体部位模型120.58.99、220.58.99紧密地代表运动员身体部位的最外表面。可替代地，扫描罩110.8.2、210.8.2的厚度可以不从身体部位模型120.58.99、220.58.99中减去。
一旦身体部位模型120.58.99、220.58.99在步骤120.58、220.58中被创建和缩放，人体测量界标120.60.2、220.60.2可以在步骤120.60、220.60中由计算机化建模***放置在身体部位模型120.58.99、220.58.99的已知区域上。具体地，图15示出了示例性身体部位模型120.58.99、220.58.99的多个视图，其包括定位在其上的预设数量的人体测量点120.60.2、220.60.2。这些人体测量点120.60.2、220.60.2通常放置在可以在大多数身体部位模型120.58.99、220.58.99中识别的位置。如图15所示，点120.60.2、220.60.2位于鼻尖、眼睛边缘、眼睛之间、下巴最前边缘、嘴唇边缘和其他位置。应当理解，身体部位模型120.58.99、220.58.99可以是运动员/头盔佩戴者的任何身体部位的模型，包括头部、足部、肘部、躯干、颈部和膝盖。以下公开集中于设计和制造保护性运动头盔1000，其设计成容纳和保护运动员的头部。因此，在该方法的下一阶段中讨论的身体部位模型120.58.99、220.58.99是运动员头部的模型或“头部模型”。然而，应当理解，以下涉及多步骤方法1中的头部模型的讨论仅是用于选择和/或设计防护头盔1000的方法1的示例性实施例，并且该实施例不应被解释为限制性的。
返回参考图12，在步骤120.62、220.62中，头部模型120.99、220.99使用计算机化***在特定位置配准或对齐。这样做是为了确保头部模型120.99、220.99处于已知的位置，从而能够将运动员的头部模型120.99、220.99与以下进行比较：(i)源自其他运动员的身体部位模型，(ii)与常备能量衰减组件相关的参考表面，(iii)与常备头盔相关的参考表面或(iv)其他相关信息。具体地，这种配准或对齐消除了模型120.99、220.99之间的头部旋转、对齐偏移和尺寸问题。这可以通过多种方式来实现，其中一些将在下面讨论。例如，对齐头部模型120.99、220.99的一种方法可以利用基于人体测量点120.60.2、220.60.2的放置的旋转方法。该方法通过首先将整个头部模型移动到新位置来执行，其中在该新位置，人体测量点120.60.2、220.60.2中的一个位于零。接下来，沿着Z轴和Y轴执行两次旋转，使得左右耳屏沿着X轴。最后，沿着X轴进行最后一次旋转，使左眶下肌位于XY平面上。将对每个头部模型、头盔模型和头盔部件模型重复该方法，以确保相关数据在同一空间中对齐。
对齐相关数据(例如头部模型120.99、220.99和头盔模型)的替代方法可以包括将位于头部模型120.99、220.99上的人体测量点120.60.2、220.60.2与位于通用头部模型上的人体测量点对齐。人体测量点的对齐可以使用上面公开的方法(例如期望最大化、迭代最近点分析、迭代最近点变体、Procrustes对齐、流形对齐等)和本领域中已知的方法中的任何一种来完成。对齐相关数据的另一种方法可以包括确定头部模型120.99、220.99的中心并将该中心放置在0、0、0。应当理解，可以利用上述方法中的一种或组合来将头部模型120.99、220.99彼此对齐或配准。此外，应当理解，本领域技术人员已知的其他对齐技术也可以用于将头部模型120.99、220.99彼此对齐。这些技术包括美国临时申请号62/364629所附的所有文章中公开的技术，它们通过引用结合到本申请中。
在头部模型120.99、220.99在空间中对齐和配准之后，计算机化建模***可以在步骤120.64、220.64中将光滑算法应用于头部模型120.58.99、220.58.99。具体地，头部模型120.58.99、220.58.99可能具有在获得形状信息或使用低分辨率扫描仪时由运动员头部H的移动引入的噪声。可以应用的示例性光滑算法包括：(i)插值函数，(ii)Allen B,Curless B,Popovic Z的The space of human body shapes:reconstruction andparameterization from range scans.In:Proceedings of ACM SIGGRAPH 2003中描述的光滑函数，或(iii)本领域技术人员已知的其他光滑算法(例如在其他文章中描述的其他方法附于美国临时专利申请号62/364629或通过引用结合在其中，每个文章通过引用结合于此)。
如果***或设计者确定头部模型120.58.99、220.58.99太不完整而不能仅使用光滑算法，则在步骤120.66、220.66中，头部模型120.58.99、220.58.99可以覆盖在通用模型上。例如，当头部模型120.58.99、220.58.99缺少运动员头部的大部分冠区域时，与尝试使用光滑算法相比，使用这种通用模型拟合是合乎需要的。为了完成这种通用模型拟合，放置在头部模型120.99、220.99上的人体测量界标120.60.2、220.60.2然后使用上面公开的任何对齐方法(例如期望最大化、迭代最近点分析、迭代最近点变型、Procrustes对齐、流形对齐等)与通用模型的人体测量界标120.60.2、220.60.2对齐。在头部模型120.99、220.99和通用模型对齐之后，计算机化建模***创建基于通用模型的间隙填充器。类似的间隙填充技术在P.Xi,C.Shu的Consistent parameterization and statistical analysis ofhuman head scans.The Visual Computer,25(9)(2009),pp.863-871中讨论，其通过引用并入本文。应当理解，在步骤120.62、220.62中填充头部模型120.99、220.99中的间隙之后，可以利用来自步骤120.60、220.60的光滑算法。另外，应当理解，头部模型120.99、220.99可能不需要光滑或填充；因此，跳过步骤120.64、220.64、120.66、220.66。
在头部模型120.99、220.99在步骤120.66、220.66中对齐或配准且头部模型120.99、220.99的表面已被调整之后，在步骤120.68、220.68中，可以从头部模型120.99、220.99移除与头盔的拟合或非拟合表面120.68.2、220.68.2不相关的表面数据。移除非拟合表面区域120.68.2、220.68.2的该步骤可以以多种不同的方式完成。例如，可以利用算法来估计非拟合表面120.68.2、220.68.2和拟合表面120.68.4、220.68.4。该算法可以基于：(i)商业头盔覆盖标准，比如国家运动装备标准操作委员会提出的标准，(ii)扫描罩110.8.2、210.8.2覆盖的表面积，(iii)历史知识或(iv)其他类似方法。图16A-16C示出了示出拟合表面120.68.4、220.68.4和非拟合表面120.68.2、220.68.2的示例性实施例。一旦该拟合表面120.68.4、220.68.4被确定，则所有非拟合表面120.68.2、220.68.2可以从头部模型120.99、220.99中移除。
可替代地，可以使用头盔扫描从头部模型120.99、220.99中移除非拟合表面或不相关表面120.68.2、220.68.2。这可以通过使用上面公开的方法(例如期望最大化、迭代最近点分析、迭代最近点变体、Procrustes对齐、流形对齐等)和本领域中已知的其他方法中的任何一种将头盔扫描与头部模型120.99、220.99对齐来实现。例如，通过在扫描头盔110.36.2、210.36.2的壳体110.36.2.3、210.36.3中形成的一个或多个孔110.36.2.2、210.36.2检测到的头盔扫描的参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2可以与包含在头部模型120.99、220.99上的相同参考标记110.8.2.2.2、210.8.2.2.2对齐。可替代地，包含在头盔扫描和头部模型120.99、220.99中的运动员的人体测量特征(例如眉毛区域、上唇区域、鼻梁或鼻尖)可被对齐。一旦使用了这些对齐方法，就可以通过人或计算机软件对多个轴上的对齐进行视觉和/或手动检查。一旦头盔扫描和头部模型的对齐被确认，则在步骤120.68、220.68中，可以从头部模型中移除非拟合表面120.68.2、220.68.2。
在另一替代方案中，可以不从头部模型120.99、220.99中移除非拟合表面120.68.2、220.68.2，但可以不移除人体测量界标120.60.2、220.60.2，即使它们位于非拟合表面120.68.2、220.68.2的区域内。这可能是所希望的，因为这些界标120.60.2、220.60.2可以在该过程1的后期阶段使用，以确保头部模型120.99、220.99和数字头盔之间的正确对齐。在甚至进一步的替代方案中，非拟合表面120.68.2、220.68.2可以不从头部模型120.99、220.99移除。这些非拟合表面120.68.2、220.68.2可能不需要被移除，因为被利用的扫描技术(例如接触扫描仪或压力扫描仪)仅识别拟合表面120.68.4、220.68.4。另外，设计者不希望这些非拟合表面120.68.2、220.68.2，因为它们可能有助于头部模型120.99、220.99在该过程1的后期阶段的操纵或对齐。
一旦完成以下步骤120.62、220.62、120.64、220.64、120.66、220.66、120.68、220.68中的任何一个，在步骤120.70、220.70中输出完整头部模型120.70.99。这些输出：(i)形成运动员简档120.99、220.99的至少一部分，以及(ii)可被上传到可以被在选择、设计和/或制造头盔1000中执行下一步骤的技术人员访问的本地或远程的数据库。此外，***可以将完整头部模型120.70.99与完整撞击矩阵/撞击分数120.8.99相结合，以创建包括撞击和形状信息的运动员简档120.99、220.99、320.99。类似于上面所描述的，该版本的运动员简档120.99、220.99、320.99可被上传到可以被在选择、设计和/或制造头盔1000中执行下一步骤的技术人员访问的本地或远程的数据库。
应当理解，在准备信息120、220、320的方法中描述的步骤可以以不同的顺序执行。例如，在步骤120.4、320.4、120.52、220.52中不完整的信息的移除和缺少其他相关信息120.6、320.6、120.54、220.54的信息的移除可以不执行，或者可以分别在步骤120.2、320.2、120.50、220.50之后的任何时间执行。此外，应当理解，如果设计和制造头盔1000的过程集中于仅使用形状信息，则可以不分析撞击信息。同样，应当理解，如果设计和制造头盔1000的过程集中于仅使用撞击信息，则可以不分析形状信息。
E.常备头盔或常备头盔部件的选择
在创建了运动员简档120.99、220.99、320.99之后，即：(i)完整头部模型120.70.99和完整撞击矩阵/分数120.8.99的组合，(ii)仅完整头部模型220.70.99，或(iii)仅完整撞击矩阵/分数320.8.99，将运动员简档120.99、220.99、320.99与与常备头盔或常备头盔部件相关的数字信息170.2进行比较，以确定哪个常备头盔或常备头盔部件最适合运动员简档120.99、220.99、320.99。
1.导入与常备头盔或常备头盔部件相关的信息
参考图17，在步骤170.1、270.1、370.1中，关于常备头盔或常备头盔部件的数字信息170.2(例如头盔、头部、撞击矩阵/分数或其他参数的数字模型)被导入到***中，这些信息从以下获得或导出：(i)历史知识、(ii)公共数据库、(iii)组织机构(例如NFL、NCAA)、(iv)研究公司或机构(例如Virginia Tech)或(v)美国专利申请16/543371中公开的过程。在一实施例中，本文公开的过程1可以导入在美国专利申请16/543371中创建的完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4。通常，这些完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4是通过从多个运动员中选择一组运动员并分析与所选组相关的形状信息和撞击信息来创建的，以便生成完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4。如在美国专利申请16/543371中讨论，特定运动员群体的选择可以基于：(i)运动员位置，(ii)运动员水平，或(iii)运动员位置和水平的组合。这里，完整常备头盔模型170.4的示例如图18所示。特别地，图18示出了完整常备头盔模型170.4和从中导出其的支持信息170.6(例如形状信息170.6.2和撞击信息170.6.4)。在该示例性实施例中，有四个完整常备头盔模型170.4.2、170.4.4、170.4.6、170.4.8，它们可以表示为小尺寸、中等尺寸、大尺寸和超大尺寸。同样，有四个形状信息集合170.6.2.2、170.6.2.4、170.6.2.6、170.6.2.8和四个撞击信息集合170.6.4.2、170.6.4.4、170.6.4.6、170.6.4.8。为了更好地理解四个形状信息集合170.6.2.2、170.6.2.4、170.6.2.6、170.6.2.8彼此如何不同，图19比较了这些集合170.6.2.2、170.6.2.4、170.6.2.6、170.6.2.8的外表面170.6.2.1。总的来说，在截面图的该示例性实施例中，可以看出，在2-2所示的总周长没有在1-1和3-3所示的头部的冠的高度变化大。
除了上述支持信息170.6之外，每个完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4包括参考表面170.20、270.20。图20示出了这些参考表面170.20、270.20的示例性图形实施例。图20中所示的参考表面170.20之一是最小认证表面(MCS)170.20.2。该MCS170.20.2由从头盔壳体170.30的内表面170.30.2向内延伸的最小距离值170.20.2.2的集合来定义。当完整常备头盔模型170.4正确放置在完整头部模型120.70.99上时，完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2不应延伸超出MCS170.20.2。这样，如果完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2延伸穿过MCS170.20.2，则需要为运动员选择和利用更大的头盔壳体170.30。可替代地，如果完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2没有延伸通过MCS170.20.2，则MCS170.20.2满足，并且所选头盔壳体170.30可以用于运动员。换句话说，当头盔壳体170.30的内表面170.30.2和运动员头部的外表面120.70.99.2之间的距离大于或等于特定壳体尺寸的最小距离值170.20.2.2时，MCS170.20.2满足。应该理解，使MCS170.20.2满足并不意味着头盔的尺寸适合运动员的头部。例如，对运动员来说太大的头盔会不合适，但MCS170.20.2将满足。因此，MCS170.20.2用于确保运动员不会得到太小的头盔。
除了MCS170.20.2，完整常备头盔模型170.4可能包括最大表面170.20.4。该最大表面170.20.4是通过分析与所选运动员群体相关的形状信息导出的，并且可以包括在基于运动员群体形状的标准和/或基于运动员群体形状+撞击的标准中。参见美国专利申请16/543371。像MCS170.20.2一样，当完整常备头盔模型170.4与完整头部模型120.70.99正确对齐时，使用上面讨论的技术，完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2不应延伸超过最大表面170.20.4。这样，如果完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2延伸穿过或超过最大表面170.20.4，则通常需要更大的头盔壳体170.30。在某些实施例中，完整头部模型120.70.99可以延伸超过最大表面170.20.4，因为最大表面170.20.4仅是建议的参考表面，其设计成帮助确保能量衰减组件170.40施加在运动员头部上的压力不超过最大预撞击压力(例如10psi)。可替代地，如果完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2没有延伸通过最大表面170.20.4，则最大表面170.20.4满足且所选完整常备头盔模型170.4可用于运动员。应当理解，使最大表面170.20.4满足并不意味着头盔的尺寸适合运动员的头部。例如，对运动员来说太大的头盔会不合适，但最大表面170.20.4将满足。在完整常备头盔模型170.4.6的非限制性示例性实施例中，最大表面170.20.4可以从能量衰减组件170.40的内表面嵌入约4毫米。
除了MCS170.20.2和最大表面170.20.4之外，完整常备头盔模型170.4可以包括最小表面170.20.6。该最小表面170.20.6是通过分析与所选运动员群体相关的形状信息导出的，并且可以包括在基于运动员群体形状的标准和/或基于运动员群体形状+撞击的标准中。参见美国专利申请16/543371。与MCS170.20.2不同，当完整常备头盔模型170.4与完整头部模型120.70.99正确对齐时，使用上面讨论的技术，完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2应延伸超过最小表面170.20.6。这样，如果完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2没有延伸通过最小表面170.20.6，那么通常需要更小的头盔壳体170.30。在某些实施例中，完整头部模型120.70.99可以不延伸超过最小表面170.20.6，因为最小表面170.20.6仅仅是建议的参考表面，其设计成有助于确保能量衰减组件170.40施加在运动员头部上的压力不低于最小预撞击压力(例如1psi)。可替代地，如果完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2延伸穿过最小表面170.20.6，则最小表面170.20.6满足且所选完整常备头盔模型170.4可以用于运动员。在完整常备头盔模型170.4.6的非限制性示例性实施例中，最小表面170.20.6可以从能量衰减组件170.40的内表面嵌入约一毫米。
虽然参考表面170.20仅针对一个完整常备头盔模型170.4示出，但应当理解，每个完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4都包括这样的参考表面170.20、270.20。另外，应当理解，在每个完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4中可以包括更少的参考表面170.20、270.20。例如，完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4可能只包括MCS170.20.2、270.20.2。此外，应当理解，完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4可以包括附加参考表面170.20、270.20。还应该理解，虽然该示例示出了四个完整常备头盔170.4、270.4、370.4，但美国专利申请16/543371设想了包括附加完整常备头盔170.4、270.4、370.4。例如，可能有基于所有运动员分析的27个完整常备头盔170.4、基于运动员位置的40个完整常备头盔170.4、基于运动员水平的19个完整常备头盔170.4以及基于运动员位置和水平的46个完整常备头盔170.4。可替代地，完整常备头盔170.4可以少于4个，或者完整常备头盔170.4可以多于46个。
在替代实施例中，本文公开的过程1可以基于对所选运动员群体的形状信息分析导入在美国专利申请16/543371中创建的完整常备头盔模型270.4。在该实施例中，这些完整常备头盔模型270.4不考虑碰撞信息，因此不包括该信息。类似于上面的公开，可能有基于所有运动员分析的7个完整常备头盔270.4、基于运动员位置的18个完整常备头盔270.4、基于运动员水平的11个完整常备头盔270.4以及基于运动员位置和水平的24个完整常备头盔270.4。可替代地，完整常备头盔270.4可以少于7个，或者完整常备头盔270.4可以多于24个。在另一替代实施例中，本文公开的过程1可以基于对所选运动员群体的撞击信息分析导入在美国专利申请16/543371中创建的完整常备头盔模型370.4。在该实施例中，这些完整常备头盔模型370.4不考虑形状信息，因此不包括该信息。类似于上面的公开，可能有基于所有运动员分析的14个完整常备头盔370.4、基于运动员位置的12个完整常备头盔370.4、基于运动员水平的21个完整常备头盔370.4以及基于运动员位置和水平的35个完整常备头盔370.4。可替代地，完整常备头盔370.4可以少于14个，或者完整常备头盔370.4可以多于35个。
在另一实施例中，可以仅导入常备头盔部件之间的相关性。例如，头盔壳体可以用MCS170.20.2、270.20.2导入，其可用于告知设计者头盔壳体可容纳的最大运动员头部尺寸。类似地，能量衰减组件170.40、270.40、370.40的构件可以仅包括关于它们适合于哪些壳体、它们的厚度分布、它们被优化用于的比赛水平(例如青年、大学代表、NCAA、NFL)和/或它们被优化用于的比赛位置(例如内线队员、四分卫、接应、跑位等)的信息。总的来说，该实施例不包括完整常备头盔模型，而是包括单独常备头盔部件。
在另一实施例中，可以利用完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4和常备头盔部件之间的相关性之间的混合。例如，美国专利申请16/543371中公开的完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4可以与当前数量的不同能量衰减组件一起导入。该实施例简化了常备头盔部件的选择，并有助于确保过程1仅提供期望的结果。例如，如果过程1被允许基于运动员简档选择每个部件，那么过程1可能花费太长时间来分析头盔部件的所有组合或者建议一些不期望的匹配。此外，这种混合方法有助于确保过程1可以利用足够数量的头盔部件组合来最佳匹配运动员简档120.99、220.99、320.99。
2.常备头盔或常备头盔部件的数字选择
在步骤170.1、270.1、370.1中，关于完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4或常备头盔部件的数字信息170.2(例如头盔、头部、撞击矩阵/分数或其他参数的数字模型)被导入***。在步骤170.50、270.50、370.50中，将该导入信息与运动员简档120.99、220.99、320.99进行比较，以确定哪个完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4或常备头盔部件最适合运动员简档120.99、220.99、320.99。这种比较和选择可以根据导入***的数字信息以多种不同的方式进行，如下所述。
i.从多个完整常备头盔模型中选择完整常备头盔模型
参考图17，可以基于以下来选择最匹配运动员的完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4：(i)运动员简档120.99，其包含运动员的完整头部模型120.70.99和运动员的完整撞击矩阵/分数120.8.99，(ii)运动员简档220.99，其仅包含运动员的完整头部模型220.70.99，或(iii)运动员简档320.99，其仅包含运动员的完整撞击矩阵/分数320.8.99。如图1所示，一旦在步骤170、270、370中选择完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4或常备头盔部件，则在步骤199A、299A、399A中可以将对应于这些模型的零件运送给运动员。
1.基于运动员头部模型和撞击矩阵/分数的选择
参考图21，在步骤170.60.2.2中，选择最匹配运动员简档120.99的完整常备头盔170.4的过程170.60.2从导入开始并确认运动员简档120.99包含运动员的完整头部模型120.70.99和运动员的完整撞击矩阵/分数120.8.99。在步骤170.60.2.2中导入并确认该数据之后，设计者在步骤170.60.2.4中输入预定距离170.60.2.4.2，该距离用于修改完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2。图24示出了这种修改的图形示例，其中完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2向内预定距离170.60.2.4.2，以形成嵌入的修改表面120.70.99.4。换句话说，设计者通过将外表面120.70.99.2“嵌入”或向内移动预定距离170.60.2.4.2来创建修改表面120.70.99.2，其中该嵌入提供了可观的益处，包括在运动员头部(即完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2)和能量衰减组件170.40的内表面170.40.2之间创建干涉配合。应当理解，预定距离170.60.2.4.2可以是：(i)嵌入外表面的正值，(ii)不改变外表面的零，或(iii)扩展外表面的负值。
返回参考图21，选择完整常备头盔170.4的下一步骤是将完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2与先前在步骤170.60.2.8创建并包含在数据库中的每个完整常备头盔170.4的MCS170.20.2进行比较。参见美国专利申请16/543371。如上所述，当外表面120.70.99.2没有延伸通过MCS170.20.2时，MCS170.20.2满足。如果在步骤170.60.2.8与完整常备头盔170.4相关的MCS170.20.2不满足，则在步骤170.60.2.10从进一步分析中移除该完整常备头盔170.4。完整常备头盔170.4的三个图形示例在图25-27中示出，并与完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2进行比较。特别地，图25示出了大尺寸完整常备头盔170.4.6的图形图像，而图26示出了小尺寸完整常备头盔170.4.2的图形图像，图27示出了中等尺寸完整常备头盔170.4.4的图形图像。如图26所示，MCS170.20.2.2不满足，因为完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2.2延伸穿过或超出MCS170.20.2.2。换句话说，根据运动员头部的大小，小尺寸完整常备头盔170.4.2对运动员来说太小了。可替代地，如果在步骤170.60.2.8与完整常备头盔170.4相关的MCS170.20.2满足，则在步骤170.60.2.12中该完整常备头盔170.4仍然可供选择。如图25和27所示，MCS170.20.2.6、170.20.2.4满足，因为完整头部模型120.70.99.6、120.70.99.4的外表面120.70.99.2.6、120.70.99.2.4没有延伸穿过MCS170.20.2.6、170.20.2.4。换句话说，大尺寸完整常备头盔170.4.6和中等尺寸完整常备头盔170.4.4可以适合运动员。也就是说，将执行附加步骤来确保选择最适合运动员简档120.99的完整常备头盔170.4。
接下来，在步骤170.60.2.14中，将完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2与在步骤170.60.2.12中仍然可供选择的每个完整常备头盔170.4的最大表面170.20.4进行比较。如上所述，当外表面120.70.99.2没有延伸通过最大表面170.20.4时，最大表面170.20.4满足。如果在步骤170.60.2.14与完整常备头盔170.4相关的最大表面170.20.4不满足，则在步骤170.60.2.16从进一步分析中移除该完整常备头盔170.4。尽管图26中所示的完整常备头盔170.4.2由于MCS170.20.2.2不满足的事实而在步骤170.60.2.10中被先前从分析中移除，但该完整常备头盔170.4.2也将在步骤170.60.2.16中被移除，因为最大表面170.20.4.2不满足。如上所述，基于运动员头部的尺寸，小尺寸完整常备头盔170.4.2对于运动员来说太小了。可替代地，如果在步骤170.60.2.14中与完整常备头盔170.4相关的最大表面170.20.4满足，则在步骤170.60.2.18中该完整常备头盔170.4仍然可供选择。图25和27示出了满足的最大表面170.20.4.6、170.20.4.4的图形示例。如上所述，最大表面170.20.4.6、170.20.4.4满足，因为完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2没有延伸穿过或超出最大表面170.20.4.6、170.20.4.4。同样，如上所述，大尺寸完整常备头盔170.4.6和中等尺寸完整常备头盔170.4.4可以适合运动员。也就是说，将执行附加步骤来确保选择最适合运动员简档120.99的完整常备头盔170.4。
接下来，在步骤170.60.2.20中，将完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2与在步骤170.60.2.18中仍然可供选择的每个完整常备头盔170.4的最小表面170.20.6进行比较。如上所述，当外表面120.70.99.2延伸通过或超过最小表面170.20.6时，最小表面170.20.6满足。如果在步骤170.60.2.20与完整常备头盔170.4相关的最小表面170.20.6不满足，则在步骤170.60.2.22从进一步分析中移除该完整常备头盔170.4。不满足的最小表面170.20.6.6的图形示例如图25所示，因为完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2没有延伸穿过最小表面170.20.6.6。换句话说，基于运动员头部的大小，大尺寸完整常备头盔170.4.6对于运动员来说太大了。可替代地，如果在步骤170.60.2.20中与完整常备头盔170.4相关的最小表面170.20.6满足，则在步骤170.60.2.24中该完整常备头盔170.4仍然可供选择。图26-27示出了满足的最小表面170.20.6.2、170.20.6.4的图形示例。如上所述，最小表面170.20.6.2、170.20.6.4满足，因为完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2延伸穿过最小表面170.20.6.2、170.20.6.4。换句话说，完整常备头盔170.4.2、170.4足够小，以确保当运动员将头盔放在他们的头上时，运动员的头将至少与能量衰减组件2000、3000进行最小量的接触。
基于以上分析，图27中示出了通过这些测试中的每个的完整常备头盔模型170.4的唯一图形表示。换句话说，图27所示的完整常备头盔模型170.4.4满足：(i)MCS170.20.2.4和最大表面170.20.4.4，因为完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2没有延伸穿过或超出这些表面170.20.2.4、170.20.4.4和(ii)最小表面170.20.6.4，因为完整头部模型120.70.99的外表面120.70.99.2确实延伸穿过该表面170.20.6.4。因为完整常备头盔模型170.4.4通过了上述每个测试，所以在步骤170.60.2.24中该完整常备头盔模型170.4.4将传递给图22中包含的分析。
取决于完整常备头盔模型170.4是如何生成的，可能只有一个适合运动员的完整常备头盔模型170.4，或者可能有多个适合运动员的完整常备头盔模型170.4。如170.60.2.26所示，将识别单个完整常备头盔模型170.4，因为完整常备头盔模型170.4是基于所有运动员创建的。换句话说，运动员不是根据属性(比如位置、水平或位置和水平)分成组的。在这种情况下，***不需要分析运动员的撞击矩阵/分数120.8.99、320.8.99，因为这种分析不会撞击完整常备头盔模型170.4的选择，由于完整常备头盔模型170.4不是为了区分具有不同撞击矩阵/分数的运动员而创建的。
可替代地，如170.60.2.28-170.60.2.32所示，多个完整常备头盔模型170.4被识别，因为完整常备头盔模型170.4是在基于特定属性(比如位置、水平或位置和水平)对运动员进行分类之后创建的。在这种情况下，***执行步骤170.60.2.34，该步骤将运动员的撞击矩阵/分数120.8.99、320.8.99与与仍可用于分析的完整常备头盔模型170.4相关的撞击矩阵/分数170.6.4进行比较。基于该比较和运动员在与步骤50相关的步骤中选择的保护性运动头盔，***在步骤17.60.2.36推荐识别的完整常备头盔模型170.4之一。换句话说，该过程将运动员的完整头部模型120.70.99与不同尺寸的完整常备头盔模型170.4进行比较，以确定最适合运动员的完整常备头盔模型170.4的尺寸。在识别出最适合的完整常备头盔模型170.4之后，将运动员的撞击矩阵/得分120.8.99与每个最适合的完整常备头盔模型170.4的撞击矩阵/得分进行比较。基于该比较和在步骤50中运动员的保护性运动头盔选择，***推荐最匹配运动员头部形状和运动员在步骤17.60.2.36中进行运动时受到的撞击的完整常备头盔模型。
应该理解的是，上面的分析将试图建议完整常备头盔模型170.4，其由以下导出：(i)只有与运动员处于相似水平的运动员，(ii)只有与运动员处于相似位置的运动员，或者(iii)只有与运动员处于相似位置和相似水平的运动员。然而，应该理解的是，上述分析可以建议完整常备头盔模型170.4，其由以下导出：(i)在不同于运动员的水平上玩的运动员，(ii)在不同于运动员的位置上玩的运动员，或者(iii)在不同于运动员的位置和水平上玩的运动员。例如，基于运动员简档120.99，***可以建议通常在大学代表队水平上玩跑背的运动员应该佩戴为在NCAA水平上玩的运动员设计的头盔。此外，基于运动员简档120.99，***可以建议通常在NCAA水平玩边锋的运动员应该佩戴为在NCAA水平玩的前锋设计的头盔。此外，基于运动员档案120.99，***可以建议在NCAA水平玩的四分卫应该佩戴为在大学代表队水平玩的四分卫设计的头盔。此外，基于运动员简档120.99，***可以建议在青少年水平玩的宽接收器应该佩戴为在大学代表队水平玩的运动员设计的头盔。最后，基于运动员简档120.99，***可以建议在NCAA水平玩的前锋应该佩戴为在NCAA水平玩的前锋设计的头盔。最后，应该理解的是，如果选择由于没有基于足够的信息而显得倾斜，设计者可以覆盖选择。
2.仅基于运动员头部模型的选择
选择完整常备头盔模型270.4的该方法270.60.2类似于完整常备头盔模型170.4的上述过程170.60.2。然而，该方法270.60.2不同于上述方法170.60.2，因为该方法270.60.2不执行步骤170.60.2.26-170.60.2.36，这是因为运动员简档220.99不包含撞击矩阵/分数。如上所述，通过这些测试中的每个的完整常备头盔模型270.4的唯一图形表示在图27中示出。换句话说，图27所示的完整常备头盔模型270.4.4满足：(i)MCS270.20.2.4和最大表面270.20.4.4，因为完整头部模型220.70.99的外表面220.70.99.2没有延伸穿过这些表面270.20.2.4、270.20.4.4，以及(ii)最小表面70.20.6.4，因为完整头部模型220.70.99的外表面220.70.99.2确实延伸穿过该表面270.20.6.4。因为完整常备头盔模型270.4.4通过了上述每一项测试，所以该完整常备头盔模型270.4.4将在步骤270.60.2.24中进行图23中包含的分析。
同样，类似于上述公开，可能只有一个适合运动员的完整常备头盔模型270.4，或者可能有多个适合运动员的完整常备头盔模型270.4。如270.60.2.26所示，将确定单个完整常备头盔模型270.4，因为完整常备头盔模型170.4是基于所有运动员创建的。在这种情况下，设计者不需要分析或参考运动员结合步骤50选择的保护性运动头盔，因为只有一个完整常备头盔模型170.4可供选择。可替代地，如270.60.2.28-270.60.2.28.32所示，将确定多个完整常备头盔模型270.4，因为完整常备头盔模型270.4是在基于位置、水平或位置和水平对运动员的进行分类之后创建的。因此，在这种情况下，设计者分析运动员结合步骤50选择的保护性运动头盔，并基于步骤270.60.2.34-270.60.2.40中的选择推荐完整常备头盔模型270.4。例如，如果运动员在步骤50.78中选择了特定位置和水平的头盔，设计者将选择最匹配运动员头部模型220.70.99的完整常备头盔模型270.4，然后设计者可以选择四分卫大学代表队头盔。可替代地，如果运动员在步骤50.76中选择了特定水平的头盔，则设计者可以选择最匹配运动员头部模型220.70.99的完整常备头盔模型270.4，然后设计者可以选择青年头盔。应当理解，基于运动员头部的大小，位置和水平特定的完整常备头盔模型270.4可能不可用。在这种情况下，***将为设计者提供最接近的可用选项，即使这些选项不在所选位置或水平内，也能为运动员提供最适合的选项。
3.仅基于运动员撞击矩阵/分数的选择
与上述方法170.60.2、270.60.2相反，完整常备头盔模型370.4可以通过考虑完整常备头盔模型370.4如何适合来选择，但在370.60.2中描述的过程中优先考虑运动员撞击矩阵/得分320.8.99与适合之间的匹配。该过程的第一设置是接收关于运动员的基本头部测量。通常，这些头部测量是用卷尺测量的且用于粗略确定(例如+/-1/4英寸)运动员头部的周长。这些粗略的头部测量允许***选择头盔壳体和能量衰减组件，能量衰减组件设计成装配在该头盔壳体内。然后将运动员撞击矩阵/分数320.8.99与关联于每个能量衰减组件370.40的撞击矩阵/分数进行比较。基于这种比较，***推荐完整常备头盔模型370.4，它适合运动员的头部，但优先考虑运动员撞击矩阵/分数320.8.99。例如，***可能推荐比上述方法中推荐的头盔稍大的头盔，因为稍大的壳体可以容纳更好地匹配运动员撞击矩阵/分数320.8.99的能量衰减组件370.40。可替代地，***可以推荐比上述方法中推荐的头盔稍小的头盔(例如可以将运动员头部的外表面穿过最大表面，但不超过MCS)，因为稍小的壳体可以容纳更好地匹配运动员撞击矩阵/分数320.8.99的能量衰减组件370.40。
在完成选择完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4的上述方法中的至少一种后，在步骤199B、299B、399B中，可以确定与完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4相关的物理部件并将其运送给运动员。可替代地，完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4可以在下面结合开发定制的能量衰减组件来使用。
ii.从多个常备头盔部件组合中选择常备头盔部件组合
与选择完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4、370.4的上述方法170.60.2、270.60.2相反，以下方法公开了选择最匹配运动员简档120.99、220.99、320.99的单个常备头盔部件。该方法170.70.2、270.70.2、370.70.2可能是有益的，因为它为设计者提供了头盔壳体和能量衰减组件的额外组合，这些组合可能没有作为完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4提供。然而，这些组合并不是基于所选运动员群体而专门设计的，因此这些组合不包括关于最小表面、最大表面或撞击矩阵/分数的具体数据。然而，这些头盔部件包括其他信息(例如厚度、压缩和偏转(CD)曲线等)，其可以为设计者提供有关头盔部件功能的建议。
参考图28，该过程170.70.2、270.70.2、370.70.2中的第一步骤是在步骤170.70.2.2、270.70.2.2、370.70.2.2中从多个头盔壳体中选择头盔壳体。如果完整头部模型120.70.99、220.70.99可用，则该模型120.70.99、220.70.99可以用来选择头盔壳体。特别是，第一头盔壳体的MCS170.20.2、270.20.2可以在步骤170.70.2.2、270.70.2.2.2中与完整头部模型120.70.99、220.70.99进行比较。如果MCS170.20.2、270.20.2满足，则在步骤170.70.2.2.4、270.70.2.2.4中选择较小头盔壳体尺寸。该过程从该较小头盔壳体重新开始，并将持续到MCS不满足为止。一旦MCS不满足，则在步骤170.70.2.2.6、270.70.2.2.6中选择较大头盔尺寸。然后将与该较大头盔壳体相关的MCS170.20.2、270.20.2与完整头部模型120.70.99、220.70.99进行比较。如果MCS170.20.2、270.20.2满足，则在步骤170.70.2.2.8、270.70.2.2.8中选择头盔壳体。可替代地，如果MCS170.20.2、270.20.2不满足该较大头盔壳体，则重复上述过程，直到MCS170.20.2、270.20.2满足。该过程有助于确保选择适合运动员的最小尺寸头盔壳体(例如运动员头部不会延伸穿过或超出MCS170.20.2、270.20.2)。可替代地，如果完整头部模型120.70.99、220.70.99不可用(例如不包含该信息的运动员简档320.99)，则应该使用卷尺进行粗略测量，并且应该在步骤370.70.2.2.2中利用这些测量来选择壳体尺寸。
在步骤170.70.2.2、270.70.2.2、370.2.2中选择了头盔壳体尺寸之后，在步骤170.70.2.4、270.70.2.4、370.70.2.4中从多个能量衰减组件中选择能量衰减组件170.40、270.40、370.40。首先，应在步骤170.70.2.4.2、270.70.2.4.2、370.70.2.4.2中确定装配在该头盔壳体内的所有能量衰减构件。接下来，在步骤170.70.2.4.4、270.70.2.4.4、370.70.2.4.4中，通过将能量衰减构件的内表面与嵌入修改表面120.70.99.4、220.70.99.4对齐来选择能量衰减构件的厚度。对齐这些表面将有助于确保能量衰减构件在运动员受到撞击之前被稍微压缩。当运动员佩戴头盔时，能量衰减构件在运动员受到撞击或预压缩之前的这种压缩导致压力施加在运动员的头部。换句话说，当运动员佩戴头盔时，在能量衰减组件2000、3000和运动员头部之间形成干涉配合。这种干涉配合有助于确保头盔在比赛中保持就位。否则，如果没有这种干涉配合，头盔将不能提供期望的配合(例如它将在运动员的头上松动)。通常，由能量衰减组件2000、3000施加在运动员头部上以产生这种干涉配合的压力应该在1psi和10psi之间。
一旦在步骤170.70.2.4.4、270.70.2.4.4、370.70.2.4.4中选择了能量衰减构件的厚度，该过程的下一步骤是在步骤170.70.2.4.6、270.70.2.4.6、370.70.2.4.6中选择能量衰减构件的性能类型。选择能量衰减构件的性能类型可以基于运动员水平、运动员位置、运动员位置和水平，或者基于运动员撞击矩阵/分数。假设，对于经历高速撞击的运动员，可能希望选择具有较高CD的能量衰减构件。这可能是所希望的，因为较高CD能量衰减构件可以在其触底之前吸收更多的能量。可替代地，对于经历多次低速撞击的运动员，可能希望具有具有较低CD的能量衰减构件。在完成步骤170.70.2.4.4、270.70.2.4.4、370.70.2.4.4之后，在步骤199A、299A、399A中，可以确定与所选常备头盔部件相关的物理部件并将其运送给运动员。可替代地，所选常备头盔部件可以在下面结合开发定制能量衰减组件来使用。
iii.选择与完整常备头盔相关的部件
在另一替代实施例中，上述方法可以被组合，其中设计者首先在步骤170.80、270.80、370.80中从多个常备头盔170.4、270.4、370.4中选择最适合运动员头部模型120.70.99的完整常备头盔170.4、270.4、370.4。在选择完整常备头盔170.4、270.4、370.4之后，设计者则可被提供多个常备头盔部件(例如能量衰减构件)，其在所选完整常备头盔内起作用并且提供稍微不同的属性。然后，设计者可以选择最适合运动员简档120.99、220.99、320.99的常备头盔部件。在完成该步骤后，在步骤199A、299A、399A中，可以确定与所选常备头盔部件相关的物理部件并将其运送给运动员。可替代地，所选常备头盔部件可以在下面结合开发定制能量衰减组件来使用。应当理解，上述选择完整常备头盔模型170.4、270.4、370.4和常备头盔部件的方法仅仅是示例性的，因此可以以不同的顺序组合或执行。此外，可以省略上述方法中的步骤，或者可以添加额外的步骤。
F.定制能量衰减组件的生成
1.定制形状能量衰减组件
最匹配运动员头部模型120.70.99、220.70.99的定制形状(CS)能量衰减组件3000可以通过以下创建：(i)修改所选完整常备头盔模型170.4、370.4或所选常备头盔部件，(ii)从所选头盔壳体开发它，或(iii)从合适头盔开发它。CS能量衰减组件3000可能是理想的，因为优化的配合可以改善撞击能量(例如线性和旋转能量)的管理。下面讨论的是创建CS头盔模型280.50的多种方法。
i.由所选常备头盔或常备头盔部件创建的定制形状能量衰减组件
如上结合步骤170.50、270.50所述，所选完整常备头盔模型170.4、270.4或所选常备头盔部件是常备头盔模型170.4、370.4或与运动员简档120.99、20.99最匹配的所选常备头盔部件。取决于运动员在步骤50中的选择和上述分析，所选常备头盔模型170.4、370.4或所选常备头盔部件可以从以下导出：(i)所有运动员，(ii)仅与运动员玩相似水平的运动员，(iii)仅与运动员玩相似位置的运动员，或(iv)仅与运动员玩相似位置和相似水平的运动员。因此，在一些情况下，可以对完整常备头盔模型170.4、370.4或已经为具有与运动员相似属性的运动员优化的常备头盔部件执行以下分析。在这些情况下，通过以下分析进行的更改数量可能会减少。在其他情况下，所选常备头盔模型170.4、370.4或所选常备头盔部件可能没有针对具有与运动员相似属性的运动员进行优化。
CS能量衰减组件3000的形成始于结合180.10、280.10生成CS能量衰减组件3000的CS头盔模型280.50。参考图29，创建CS头盔模型280.50的第一步骤是在步骤180.10.2、280.10.2中导入来自步骤170.60、270.60、170.70、270.70、170.80、270.80的与所选完整常备头盔模型170.4、270.4或所选常备头盔部件相关的数字文件。接下来，在步骤180.10.4、280.10.4中，使用上述任何方法导入运动员完整头部模型120.70.99、220.70.99，并与与所选完整常备头盔模型170.4、270.4或所选常备头盔部件相关的导入数字文件对齐。这种情况的示例性图形表示在图30中示出。
一旦文件被导入并对齐，在步骤180.10.6、280.10.6中，能量衰减组件170.40、270.40的内表面170.40.2、270.40.2被修改以匹配运动员头部模型120.70.99、220.70.99的修改表面120.70.99.4、220.70.99.4。换句话说，能量衰减组件170.40、270.40的前壁或内表面170.40.2、270.40.2的形貌基本匹配运动员头部模型120.70.99、220.70.99的修改表面120.70.99.4、220.70.99.4。能量衰减组件170.40、270.40的内表面170.40.2、270.40.2不与运动员头部/完整头部模型170.99、270.99的外表面对齐，因为当运动员佩戴头盔1000时，这不会在运动员头部和能量衰减组件3000之间产生干涉配合。对齐这些表面的图形表示如图31所示。
一旦能量衰减组件170.40、270.40的内表面170.40.2、270.40.2被修改以匹配运动员完整头部模型120.70.99、220.70.99的外表面，***检查以确保在步骤180.10.8、280.10.8中所选完整常备头盔模型170.99、270.99或所选常备头盔部件的改变没有负面影响所选完整常备头盔模型170.99、270.99或所选常备头盔部件的性能。通常，对能量衰减组件170.40、270.40的上述修改仅需要修改能量衰减组件170.40、270.40的装配区域。因此，这些修改通常不会影响能量衰减组件170.40、270.40的能量衰减区域，因此不会对头盔的性能做出显著改变。然而，如果装配区域增加了预定距离(例如运动员头部明显小于所选头盔模型/部件)或者能量衰减区域改变了(例如运动员头部明显大于所选头盔模型/部件)，则能量衰减组件170.40、270.40的性能可能会受到影响。为了确定这种影响是否是负面影响，使用数字测试方法(例如动态FE测试)对CS头盔模型280.50进行测试，这些方法将在下面的步骤180.10.8、280.10.8中更详细地描述。如果对能量衰减组件170.40、270.40的改变或修改确实对头盔的性能产生了负面影响，则在步骤180.10.10、280.10.10中改变所选完整常备头盔模型或头盔部件的机械性能。下面结合CP能量衰减组件的产生讨论如何改变这些机械性能的示例。可替代地，如果对能量衰减组件170.40、270.40的改变或修改没有负面影响头盔的性能，则在步骤180.10.12、280.10.12中输出CS头盔模型280.50。
ii.从头盔壳体创建的定制形状能量衰减组件
代替如上所述修改预选能量衰减组件以形成CS头盔模型280.50，CS头盔模型280.50可以从头开始开发。在该实施例中，该过程是在步骤180.15中从多个尺寸中选择头盔壳体的尺寸。参考图32，在步骤180.15.2、280.15.2中，可以将第一头盔壳体的MCS170.20.2、270.20.2与该完整头部模型120.70.99、220.70.99进行比较。如果MCS170.20.2、270.20.2满足，则在步骤180.15.4、280.15.4中选择较小头盔壳体尺寸。该过程从该较小头盔壳体重新开始，并将持续到MCS不满足为止。一旦MCS不满足，则在步骤180.15.4、280.15.4中选择较大头盔尺寸。然后将与该较大头盔壳体相关的MCS170.20.2、270.20.2与完整头部模型120.70.99、220.70.99进行比较。如果MCS170.20.2、270.20.2满足，则在步骤180.15.8、280.15.8中选择头盔壳体180.15.8.99、280.15.8.99。可替代地，如果MCS170.20.2、270.20.2不满足该较大头盔壳体，则重复上述过程，直到MCS170.20.2、270.20.2满足。该过程有助于确保选择适合运动员的最小尺寸头盔壳体(例如运动员头部不会延伸穿过或超出MCS170.20.2、270.20.2)。
接下来，将所选头盔壳体180.15.8.99、280.15.8.99与完整头部模型120.70.99、220.70.99进行比较。基于该比较，在步骤180.15.10、280.15.10中，生成在运动员头部模型120.70.99、220.70.99的修改表面120.70.99.4、220.70.99.4和头盔壳体170.30的内表面170.30.2之间延伸的固体。然后，在步骤180.15.12、280.15.12中，将能量衰减模板应用于固体。在该步骤180.15.12、280.15.12中，能量衰减模板的应用形成侧壁的布置。具体地，这些侧壁在运动员头部模型120.70.99、220.70.99的修改表面120.70.99.4、220.70.99.4和头盔壳体170.30的内表面170.30.2之间延伸。换句话说，侧壁在Z方向延伸并远离运动员头部模型120.70.99、220.70.99的外表面。在本文所示的实施例中，形成侧壁布置的侧壁以不同的角度彼此定位，这有助于能量衰减构件如何彼此相互作用。
在180.15.12、280.15.12中定义了侧壁布置之后，在步骤180.15.14、280.15.14中，圆角被应用于邻近完整头部模型120.70.99、220.70.99定位的侧壁的边缘。这些圆角形成能量衰减构件170.40的肩部170.40.20、270.40.20。这些圆角应用的图形表示如图33所示。具体地，在图33中，页面左侧所示的图像是来自步骤180.15.10、280.15.12的结果，其包括侧壁180.15.10.2、280.15.10.2、与运动员头部模型120.70.99、220.70.99的修改表面120.70.99.4、220.70.99.4的前壁180.15.10.4、280.15.10.4以及匹配头盔壳体170.30的内表面170.30.2的后壁180.15.10.6、280.15.10.6的布置。页面右侧的图像是步骤180.15.12、280.15.12的结果，其中位于完整头部模型120.70.99、220.70.99附近的侧壁180.15.10.2、280.15.10.2的边缘180.15.10.8、180.15.10.8被倒圆。这些肩部170.40.20、270.40.20的形成期望的，因为其提供了从能量衰减组件170.40移除可能与运动员头部相互作用的硬边缘，这增加了头盔的舒适性。
CS头盔模型280.50通过在步骤180.15.16、280.15.16中为能量衰减组件170.40内的每个能量衰减构件提供期望的能量衰减规格来最终确定。这些性能规格可包括但不限于(i)力吸收或负载-压缩曲线/测量，(ii)压缩挠曲曲线/测量，(iii)压缩曲线/测量，(iv)抗拉强度曲线/测量，和/或(v)伸长曲线/测量。为了创建这些性能规范中的一个或多个，设计者可以使用方法或技术收集数据，这些方法或技术包括但不限于：(i)历史知识，(ii)通过将传感器放置在头型中并使用以下测试头盔而收集的数据：(A)线性撞击器，(B)跌落测试仪，(C)摆锤测试仪，或(D)其他类似类型的头盔测试设备，(iii)通过将传感器放置在头型和能量衰减组件之间并使用上述设备测试头盔而收集的数据，(iv)通过将传感器放置在能量衰减组件和头盔壳体之间并使用上述设备测试头盔而收集的数据，(v)通过将传感器放置在壳体的外部表面并使用上述设备测试头盔而收集的数据，(vi)头盔标准(例如NOCSAE)，(vii)从使用头盔、面罩和/或能量衰减组件的数学模型(例如有限元分析、神经网络等)的软件程序收集的数据，(viii)由本申请受让人拥有的专有技术收集的HIE数据，其包括在美国专利申请号13/603319和美国专利号6826509、7526389、8797165和8548768中公开的***，(viii)使用ASTM D3574测试协议收集的数据，包括但不限于测试B1、C、E、F、X6、13、M，(ix)使用ISO3386测试协议收集的数据，(x)使用ISO2439测试协议收集的数据，(xi)使用ISO1798测试协议收集的数据，(xii)使用ISO8067测试协议收集的数据，(xiii)使用ASTM D638测试协议收集的数据，(ixx)使用ISO37测试协议收集的数据，(xx)使用ASTMD395测试协议收集的数据，或(xxi)可用于收集关于材料的机械响应的数据的其他类似技术。一旦CS头盔模型280.50被最终确定，它可被输出用于头盔1000的设计和制造的下一步骤。
iii.从拟合头盔模型创建的定制形状能量衰减组件
在替代实施例中，CS头盔模型280.50可以从拟合头盔模型发展而来。具体地，拟合头盔模型是包括能量衰减组件的标准头盔，该能量衰减组件具有侧壁180.15.10.2、280.15.10.2和后壁180.15.10.6、280.15.10.6的布置，其与头盔壳体170.30的内表面170.30.2匹配。能量衰减组件的前壁设计成延伸超过任何合理的位置，甚至可以穿过头盔壳体的一部分。换句话说，头盔的整个内腔被能量衰减组件占据。下面将更详细地讨论该配置的原因。该替代实施例的第一步骤是选择适合运动员的头盔壳体。这可以以与上面结合图32描述的相同方式来完成。
一旦头盔壳体被选择，运动员头部模型120.70.99、220.70.99然后被放置在该腔内，并使用上述技术与所选头盔壳体180.15.8.99、280.15.8.99对齐。然后***确定运动员头部模型120.70.99、220.70.99的修改表面120.70.99.4、220.70.99.4和能量衰减构件之间的相交。该相交表面成为能量衰减组件的与运动员头部模型120.70.99、220.70.99的修改表面120.70.99.4、220.70.99.4相匹配的前壁180.15.10.4、280.15.10.4。换句话说，能量衰减组件的前壁或内表面的形貌基本匹配运动员头部模型120.70.99、220.70.99的修改表面120.70.99.4、220.70.99.4。
在确定能量衰减组件的内表面之后，圆角被应用于邻近完整头部模型120.70.99、220.70.99的侧壁的边缘。如上结合图33所述，这些圆角形成能量衰减构件170.40的肩部170.40.20、270.40.20。CS头盔模型280.50然后通过从拟合头盔模型提供所需的能量衰减规格来最终确定。应该理解的是，这些能量衰减规格可以从本文公开的任何技术中导出。
2.定制性能能量衰减组件
考虑到运动员的撞击矩阵/分数320.8.99的定制性能(CP)能量衰减组件可以通过以下创建：(i)修改所选完整常备头盔模型170.4、370.4或所选常备头盔部件，或者(ii)从头生成它。CP能量衰减组件可能是理想的，因为它可以提供改进的撞击能量(例如线性和旋转能量)管理。如下文更详细描述，CP能量衰减组件可以使用各种不同的方法来设计和开发，比如：(i)响应表面方法180.28.2、380.28.2，(ii)暴力方法180.28.4、380.28.2，(iii)混合方法180.28.6、380.28.6，或(iv)其他优化方法。
i.从所选常备头盔或常备头盔部件创建的定制性能能量衰减组件
如上结合步骤170.50、370.50所述，所选完整常备头盔模型170.4、370.4或所选常备头盔部件是常备头盔模型170.4、370.4或与运动员简档120.99、20.99最匹配的所选常备头盔部件。取决于运动员在步骤50中的选择和上述分析，所选常备头盔模型170.4、370.4或所选常备头盔部件可以从以下导出：(i)所有运动员，(ii)仅与运动员玩相似水平的运动员，(iii)仅与运动员玩相似位置的运动员，或(iv)仅与运动员玩相似位置和相似水平的运动员。因此，在一些情况下，可以对完整常备头盔模型170.4、370.4或已经为具有与运动员相似属性的运动员优化的常备头盔部件执行以下分析。在这些情况下，通过以下分析进行的更改数量可能会减少。在其他情况下，所选常备头盔模型170.4、370.4或所选常备头盔部件可能没有针对具有与运动员相似属性的运动员进行优化。
1.响应表面方法
现在参考图34A-B，使用响应表面方法180.28.2、380.28.2创建该CP头盔模型180.28.99、380.28.99的第一步骤是在步骤180.28.2.1、380.28.2.1中确定能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99。为了开发能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99，设计者可以导入各种测试协议，比如：(i)NFL线性撞击器头盔测试协议，其由James Funk、Jeff Crandall、Michael Wonnacott和Chris Withnall撰写并于2017年2月1日出版，该协议通过引用并入本文，(ii)成人足球STAR法，该协议由Abigail Tyson和Steven Rowson撰写并于2017年3月30日出版，其通过引用并入本文，(iii)历史知识，或(iv)这些测试协议中的每个的组合。
在导入这些协议之后，设计者然后可以将这些协议与运动员简档120.99、320.99进行比较，以确保能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99适当地说明运动员的撞击历史、比赛风格、病史等。如果协议不同于运动员简档120.99、320.99，则设计者可以改变协议以更好地匹配运动员简档120.99、320.99。例如，Virginia Tech假设运动员在赛季中会经历83次3.0m/s状况的撞击、18次4.6m/s的撞击和4次6.1m/s的撞击。然后，基于撞击位置(例如前、前凸台、侧、后)，对撞击进行平均加权(例如25％)。与这些假设的撞击不同，运动员简档120.99、320.99可以包括：(i)在赛季中53次3.0m/s状况的撞击、35次4.6m/s的撞击和17次6.1m/s的撞击。因此，设计者将通过改变给予每个位置的权重来改变测试协议(例如32％用于后，23％用于侧，26％用于前，19％用于前凸台)。通过在开发180.28.2.1.99、380.28.2.1.99时考虑运动员简档120.99、320.99，能量衰减组件的性能将为运动员量身定制。应当理解，开发能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99的该相同过程将与开发CP能量衰减组件的其他方法结合使用，例如暴力方法180.28.4、380.28.2、混合方法180.28.6、380.28.6或其他类型的优化方法。
接下来的步骤设计成测试所选完整常备头盔模型170.4、370.4或所选常备头盔部件及其当前配置以及这些部件的变化，以根据运动员简档120.99、320.99来确定能量衰减组件的最佳配置。该测试的第一步骤是从所选完整常备头盔模型170.4、370.4和与所选完整常备头盔模型170.4、370.4相关的头型中提取步骤180.28.2.4、380.28.2.4中的因变量。接下来，设计者在步骤180.28.2.4.2、380.28.2.4.2中基于所选完整常备头盔模型170.4、370.4确定自变量180.28.2.4.2.99、380.28.2.4.2.99(见图35)的范围。确定这些范围的一种示例性方式是通过对包含在所选完整常备头盔模型170.4、370.4中的值进行加减25％。应当理解，本公开考虑了确定这些范围的其他方式，包括利用历史知识。图35示出了可以结合自变量使用的范围的示例。
接下来，进行Plackett-Burman设计，在步骤180.28.2.4.6、380.28.2.4.6中选择自变量的值。这些值将在整个范围内隔开。接下来，基于以下创建粗略测试头盔：(i)与所选完整常备头盔模型170.4、370.4相关的数字头型原型，(ii)完整常备头盔模型170.4、370.4，以及(iii)在步骤180.28.2.4.2、380.28.2.4.2中确定的自变量。应当理解，粗略测试头盔可以以有限元模型或包含机械特性和形状信息的任何其他数字模型的形式创建。还应该理解的是，当自变量从包含在完整常备头盔模型170.4、370.4中的值改变时，这种改变可能引起涟漪效应，其需要改***略测试头盔的其他方面。例如，如果侧构件的压缩比改变，则最大表面170.20.4、270.20.4可以改变，以确保施加在运动员头上的压力不会太大(例如大于10psi)。这些粗略测试头盔然后经受能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99，其中对于能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99内的每个测试记录以下值：(i)峰值线性加速度，(ii)峰值旋转加速度，(iii)峰值HITsp，以及(iv)如果能量衰减组件触底(例如不能吸收任何附加力)或者如果能量衰减组件没有触底则在步骤180.28.2.4.10、380.28.2.4.10中能量衰减组件在其触底之前的距离。应该理解，其中一个粗略测试头盔将直接基于所选完整常备头盔模型170.4、370.4。
接下来，在步骤180.28.2.4.12、380.28.2.4.12中，基于结合每个粗略测试头盔应用能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、280.28.2.1.99，确定最重要的自变量。一旦确定最重要的自变量，就可以在步骤180.28.2.4.14、380.28.2.4.14中进行精细的实验设计。更精细设计的示例包括：(i)全因子设计，(ii)盒Behnken设计，(iii)中心复合设计，或(iv)Doehlert Matrix设计。接下来，基于以下创建精细的测试头盔：(i)与所选完整常备头盔模型170.4、370.4相关的数字头型原型，(ii)所选完整常备头盔模型170.4、370.4，以及(iii)在步骤180.28.2.4.12、380.28.2.4.12中确定的自变量。应当理解，可以以有限元模型或包含机械特性和形状信息的任何其他数字模型的形式来创建精细的测试头盔。同样，如上所述，还应该理解的是，当自变量从包含在所选完整常备头盔模型170.4、370.4中的值改变时，这种改变可能引起涟漪效应，这需要改变精细测试头盔的其他方面。这些精细测试头盔然后经受能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99，其中对于能量衰减层测试协议180.8.2.1.99、380.28.2.1.99内的每个测试记录以下值：(i)峰值线性加速度，(ii)峰值旋转加速度，(iii)峰值HITsp，以及(iv)如果能量衰减组件触底(例如不能吸收任何附加力)或者如果能量衰减组件没有触底则在步骤180.28.2.4.18、280.28.2.4.18中能量衰减组件在其触底之前的距离。
使用数学函数，比如多项式函数或高级表面拟合函数(例如Kigring，或径向基函数，或高级表面拟合函数的组合)，拟合来自测试精细测试头盔的数据。几个不同精细测试头盔的示例性拟合表面180.28.2.4.20.99、380.28.2.4.20.99在图36中示出。在步骤180.28.2.6、380.28.2.6中为每个精细测试头盔确定表面后，表面180.28.2.4.20.99、380.28.2.4.20.99在步骤180.28.2.8、380.28.2.8中相互重叠。覆盖这些表面180.28.2.4.20.99、380.28.2.4.20.99将允许设计者通过在步骤180.28.2.10、380.28.2.10中定位与每个表面相关的最大值彼此重叠的位置来识别优化区域180.28.2.4.20.99.2、380.28.2.4.20.99.2。如果最大值不彼此重叠，则设计者可以确定这些最大值之间的平均，或者可以结合最大值使用历史知识来选择优化区域。一旦选择优化区域，设计者就可以确定与该区域相关的独立值，这些值可以组合以创建响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99。
一旦从优化区域180.28.2.4.20.99.2、380.28.2.4.20.99.2导出独立值，则设计者需要验证响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99满足所有头盔标准(例如运动员群体-形状+基于撞击的头盔标准、NOCSAE等)。一旦验证响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99满足所有头盔标准，响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99可进行目视检查，以确保其满足所有制造、营销和销售要求。如果响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99不满足任何这些要求中，则响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99可以进行更改以满足这些要求。一旦响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99满足这些要求，则该响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99被添加到响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99集合，这些头盔将在以下步骤中相互比较。
然后，对于步骤180.28.2.14、380.28.2.14中的每种制造方法(例如泡沫、精密配合和增材制造)，可选地重复上述每个步骤。这些方法必须单独执行，因为每种制造方法都有固有的局限性，在选择自变量180.28.2.4.2.99、380.28.2.4.2.99的范围时需要加以考虑。一旦响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99在步骤180.28.2.14、380.28.2.14中为每种类型制造过程创建，响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99可以相互比较以确定结合能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99，它们的性能在步骤180.28.2.16、380.28.2.16中是否基本相似。如果响应表面测试头盔180.28.4.12.99、380.28.4.12.99性能基本相似，则设计者可以通过组合这些制造方法来优化步骤180.28.2.18、380.28.2.18中的制造方法。例如，设计者可以确定使用泡沫过程制造的能量衰减组件的侧构件与使用增材过程制造的能量衰减组件的侧构件基本相似。
此外，设计者可以确定使用泡沫过程制造的能量衰减组件的前构件与使用增材过程制造的能量衰减组件的前构件完全不同地表现。基于这些示例，设计者可以在创建定制性能头盔模型380.28.99时结合这些制造方法。可替代地，设计者可以确定使用增材制造过程制造的构件比用其他方法制造的构件表现得更好。在本示例中，设计者将仅使用增材制造构件来创建定制性能头盔模型380.28.99。一旦设计者在步骤180.28.2.18、380.28.2.18中优化了制造，定制性能头盔模型380.28.99就被输出用于设计和制造头盔1000的后续步骤。应该理解，CP头盔模型380.28.99可以采取有限元模型或包含可以稍后在数字测试中使用的机械特性和形状信息的任何其他数字模型的形式。
2.暴力方法
可以使用暴力方法180.28.4、380.28.4来代替使用响应表面方法来创建CP头盔模型380.28.99。具体地，这种暴力方法在图37中公开。使用暴力方法180.28.4，380.28.4创建CP头盔模型380.28.99的第一步是在步骤180.28.2.1，380.28.2.1中确定能量衰减层测试协议。这是以与上面结合图34A-34B所述相同的方式完成的。接下来的步骤设计成测试所选完整常备头盔模型170.4、370.4的当前配置以及所选完整常备头盔模型170.4、370.4的变化，以根据运动员简档120.99、320.99来确定能量衰减组件的最佳配置。这些测试中的第一步骤是从所选完整常备头盔模型170.4、370.4、与常备头盔模型170.4相关的数字头型中提取步骤180.28.4.2.4、380.28.4.2.4中的因变量，并在步骤180.28.4.2.2、380.10.4.2.2中基于所选完整常备头盔模型170.4、370.4提取自变量180.28.4.2.2.99、380.28.4.2.2.99。
接下来，设计者将选择一些自变量组合。这些组合可以基于：(i)历史知识，(ii)挑选一组变量、测试该组变量、基于测试结果选择新的一组变量的重复暴力过程，(iii)上述方法的组合。不管自变量是如何选择的，它们都将被用来创建粗略测试头盔。这些粗略测试头盔然后经受能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99，其中对于能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99内的每个测试记录以下值：(i)峰值线性加速度，(ii)峰值旋转加速度，(iii)峰值HITsp，以及(iv)如果能量衰减组件触底(例如不能吸收任何附加力)或者如果能量衰减组件没有触底则在步骤180.28.4.2.8、380.10.4.2.8中能量衰减组件在其触底之前的距离。应该理解，测试头盔之一将直接基于所选完整常备头盔模型170.4、370.4。
在步骤180.28.4.4、380.28.4.4中为每组变量确定粗略测试头盔之后，设计者在步骤180.28.4.6、380.28.4.6中选择最佳表现粗略测试头盔，以在步骤180.28.4.8.99、380.28.4.8.99中创建暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99。接下来，设计者需要验证暴力测试头盔180.28.4.8.99、280.28.4.8.99满足所有头盔标准(例如运动员群体-形状+基于撞击的头盔标准、NOCSAE等)。一旦验证暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99满足所有头盔标准，暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99可进行目视检查，以确保其满足所有制造、营销和销售要求。如果暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99不满足任何这些要求，则可以更改暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99以满足这些要求。一旦暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99满足这些要求，则暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99被添加到暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99集合，其将在以下步骤中相互比较。
然后，对于步骤180.28.4.10，380.28.4.10中的每种制造方法(例如泡沫、精密配合和增材制造)，可选地重复每个上述步骤。这些方法必须单独执行，因为每种制造方法都有固有的局限性，在选择自变量180.28.4.2.2.99、380.28.4.2.2.99的范围时需要加以考虑。一旦在步骤180.28.4.10、380.28.4.10中为每种类型制造过程创建暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99，就可以将暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99相互比较以确定结合能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99，它们的性能在步骤180.28.2.12、380.28.2.12中是否基本相似。如果暴力测试头盔180.28.4.8.99、380.28.4.8.99性能基本相似，那么设计者可以通过组合这些制造方法来优化步骤180.28.4.14、380.28.4.14中的制造方法。一旦设计者在步骤180.28.4.14、380.28.4.14中优化了制造，CP头盔模型380.28.99被输出用于设计和制造头盔1000的下一步骤。应当理解，定制性能头盔模型380.28.99可以采用有限元模型或包含可以稍后在数字测试中使用的机械特性和形状信息的任何其他数字模型的形式。
3.混合方法
设计者可能希望使用这些方法180.28.6的混合，而不是仅仅使用响应方法或暴力方法。在步骤180.28.6.4、380.28.6.4中，确定包含在所选完整常备头盔模型170.4、370.4的能量衰减组件内的每个能量衰减构件的周长。接下来，使用能量衰减引擎创建能量衰减构件模型180.28.6.6.99、380.28.6.6.99，以在步骤180.28.6.6、380.28.6.6中为每个能量衰减构件开发内部结构。关于创建这些能量衰减构件模型180.28.6.6.99、380.28.6.6.99的附加细节将结合图39进行描述。参考图39，该特定方法开始于输入所选完整常备头盔模型170.4、370.4以及每个能量衰减构件的周长。能量衰减引擎利用该信息来提取与每个能量衰减构件相关的机械特性。基于该提取信息，能量衰减引擎确定构件区域的数量和位置。接下来，能量衰减引擎处理这些区域以确定这些构件区域的属性(例如单元类型、密度和角度)。
能量衰减引擎基于包含在其数据库中的信息或者可以从包含在其数据库中的信息中导出的信息来选择这些构件区域变量。能量衰减引擎数据库中可能包含的信息包括：(i)机械特性，(ii)热特性，(iii)制造特性，以及(iv)构件区域变量组合的其他相关特性。这些特性可以基于以下确定：(i)从物理测量中收集的实际数据或(ii)由预测算法或学习算法生成的理论数据。可用于生成实际数据的测试示例包括但不限于：(i)ASTM D3574测试协议，包括但不限于测试B1、C、E、F、X6、13、M，(ii)ISO 3386测试协议，(iii)ISO 2439测试协议，(iv)ISO 1798测试协议，(v)ISO 8067测试协议，(vi)ASTM D638测试协议，(vii)ISO37测试协议，(viii)ASTM D395测试协议，(ix)其他类型压缩分析，(x)其他类型伸长分析，(xi)拉伸强度分析，或(xii)其他类似技术。
参考构件区域变量，图39中示出了示例性晶格单元类型，晶格角可以在0度和180度之间变化。此外，化学成分可以包括但不限于：聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、尼龙、聚乳酸(PFA)、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯(ASA)、聚甲醛(POM)、刚性聚氨酯、弹性聚氨酯、柔性聚氨酯、硅酮、热塑性聚氨酯(TPU)、
30、
其它类似热塑性塑料、其它光敏塑料或聚合物(例如在暴露于某些波长光比如UV光时固化的塑料)、上述材料彼此的任何组合，其中材料在形成保护性运动头盔的范围之前没有混合在一起；上述材料彼此的任何组合，其中材料在形成保护性运动头盔的范围之前混合在一起；一种或多种上述材料和强度增加材料(例如凯夫拉尔或碳纤维)，其中材料在形成保护性运动头盔的范围之前没有混合在一起；一种或多种上述材料和强度增加材料(例如凯夫拉尔纤维或碳纤维)，其中材料在形成保护性运动头盔的范围之前混合在一起；任何公开材料的混合；或专门设计用于吸收头盔内撞击力的任何其他材料。
一旦选择了构件区域变量，则基于这些所选变量创建能量衰减构件模型180.28.6.6.99、380.28.6.6.99。图40示出了示例性能量衰减构件模型180.28.6.6.75、380.28.6.6.75。在这些示例中，能量衰减引擎为能量衰减组件的前构件创建单个构件区域。能量衰减引擎然后分析构件区域变量的各种组合，这些组合中的一些在图40中以图形示出，以便找到创建能量衰减构件模型180.28.6.6.99、380.28.6.6.99的构件区域变量的组合，这些构件区域变量具有与来自所选完整常备头盔模型170.4、370.4的能量衰减构件相似的机械特性。然后对包含在能量衰减组件内的每个能量衰减构件重复该过程。
应该理解的是，能量衰减构件模型180.28.6.6.99、380.28.6.6.99可以以有限元模型或包含可以稍后在数字测试中使用的机械特性和形状信息的任何其他数字模型的形式创建。还应当理解，构件区域及其相关构件区域变量的选择不限于只能使用增材制造技术制造的结构。相反，能量衰减引擎可以考虑并利用以下材料中的任何一种：膨胀聚苯乙烯(EPS)、膨胀聚丙烯(EPP)、塑料、泡沫、膨胀聚乙烯(PET)、乙烯基腈(VN)、聚氨酯、聚氨酯(PU)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、软木、橡胶、orbathane、EPP/EPS混合物(Zorbium)、布鲁克泡沫或其他合适的材料或材料的混合组合或混杂。在使用这些材料中的一种时，可以稍微改变构件区域，以更好地表示所选材料的结构和性质。
返回参考图38，所选完整常备头盔模型170.4、370.4的能量衰减组件被从能量衰减构件模型180.28.6.6.99、380.28.6.6.99产生的能量衰减组件所替代。然后使用能量衰减层测试协议180.28.2.1，380.28.2.1来测试该组合，该协议在步骤180.28.6.8、380.28.6.8中考虑运动员简档120.99、320.99。在步骤180.28.6.10、380.28.6.10中分析这些测试的结果，以划分每个能量衰减构件。图41示出了如何动态测试能量衰减构件模型180.28.6.6.99、380.28.6.6.99以及如何利用该动态测试来划分能量衰减构件的示例。特别地，该动态测试建议将能量衰减构件划分成四个不同段。其中第一段显示为灰色180.28.6.10A、380.28.6.10A，第二段显示为灰色至浅黄色180.28.6.10B、380.28.6.10B，第三段显示为黄色180.28.6.10C、380.28.6.10C且第四段显示为绿色180.28.6.10D、380.28.6.10D。应当理解，这仅仅是实施例的示例，结合其他所选完整常备头盔模型170.4、370.4的其他能量衰减构件的动态测试可以创建不同数量和位置的构件区域。
返回参考图38，一旦在步骤180.28.6.10、380.28.6.10中能量衰减构件被划分，则使用上述优化方法中的一种来优化每个划分段的机械性能，包括响应表面方法180.28.2、380.28.2、暴力方法180.28.4、380.28.4或在步骤180.2.6.12、380.2.6.12中的另一优化方法。在执行步骤180.28.6.12、380.28.6.12之后，生成CP头盔模型180.28.99、380.28.99，并为设计和制造头盔1000的下一步骤做准备。应该理解的是，CP头盔模型380.28.99可以采取有限元模型或包含可以稍后在数字测试中使用的机械特性和形状信息的任何其他数字模型的形式。
代替执行步骤180.28.6.6-180.28.6.10、380.28.6.6-380.28.6.10，设计者可以选择在步骤380.28.6.30中使用暴力划分方法。此方法允许设计者选择构件区域的数量和位置。该选择可以基于历史知识或可以基于头盔的物理测试或头盔部件的物理测试。例如，设计者可以独立地从以下之一或其组合收集数据：(i)将传感器放置在头型中，并使用以下测试头盔：(a)线性撞击器，(b)跌落测试仪，(c)摆锤测试仪，或(d)其他类似类型的头盔测试设备，(ii)将传感器放置在头型和能量衰减组件之间，并使用上述设备测试头盔，(iii)将传感器放置在能量衰减组件和头盔壳体之间，并使用上述设备测试头盔，(iv)将传感器放置在壳体的外部表面上，并使用上述设备测试头盔，(v)使用线性撞击器、抗拉强度机器或测试单个头盔部件的另一类似设备，(vi)使用ASTM D3574测试协议，包括但不限于测试B1、C、E、F、X6、13、M，(vii)使用ISO 3386测试协议，(viii)使用ISO 2439测试协议，(ix)使用ISO 1798测试协议收集的数据，(x)使用ISO 8067测试协议，(xi)使用ASTM D638测试协议，(xii)使用ISO 37测试协议，(xiii)使用ASTM D395测试协议，或(xiv)其他类似技术。
图42-43示出了使用暴力方法创建的示例性部件区域。具体地，图42示出了后组合构件的六个不同实施例，该后组合构件使用暴力方法纵向分成多个分区。被标记为A并且位于右上角的包含在图42中的第一示例性实施例包含两个构成区域。第一个区域显示为绿色180.28.6.30.2.2、380.28.6.30.2.2，而第二区域显示为蓝色180.28.6.30.2.4、380.28.6.30.2.4。标记为B和D的第二和第四示例性实施例包含三个构成区域，其中一个是绿色180.28.6.30.2.2、380.28.6.30.2.2、一个是蓝色180.28.6.30.2.4、380.28.6.30.2.4，一个在绿色和蓝色180.28.6.30.2.6、380.28.6.30.2.6之间。第三示例性实施例被标记为C并包含四个构成区域，其中一个是绿色180.28.6.30.2.2、380.28.6.30.2.2，一个是蓝色180.28.6.30.2.4、380.28.6.30.2.4，一个是红色180.28.6.30.2.8、380.28.6.30.2.8，一个在绿色和红色180.28.6.30.2.10、380.28.6.30.2.10之间。第五示例性实施例被标记为E，并且包含七个构成区域，其中一个是绿色180.28.6.30.2.2、380.28.6.30.2.2，一个是蓝色180.28.6.30.2.4、380.28.6.30.2.4、一个是红色180.28.6.30.2.8、380.28.6.30.2.8，一个在绿色和红色180.28.6.30.2.10,380.28.6.30.2.10之间，在绿色和蓝色180.28.6.30.2.6,380.28.6.30.2.6之间，且一个是黄色180.28.6.30.2.12、380.28.6.30.2.12。最后，第六示例性实施例被标记为F，并且包含四个构成区域，其中一个是绿色180.28.6.30.2.2、380.28.6.30.2.2，一个是蓝色180.28.6.30.2.4、380.28.6.30.2.4，一个是红色180.28.6.30.2.8、380.28.6.30.2.8，以及在绿色和蓝色180.28.6.30.2.6,380.28.6.30.2.6之间。
图43示出了能量衰减构件的六个不同实施例，该能量衰减构件使用暴力方法纵向分成多个分区。标记为A和C的包含在图43中的第一和第三示例性实施例包含两个构成区域。第一区域显示为绿色180.28.6.30.4.2、380.28.6.30.4.2，而第二区域显示为蓝色180.28.6.30.4.4、380.28.6.30.4.4。在该示例中，第一区域可以具有设计成增加贴合舒适性的机械性能，而第二区域可以具有设计成吸收撞击的机械性能。标记为B的第二示例性实施例包含三个构成区域，其中一个是绿色180.28.6.30.4.2、380.28.6.30.4.2，一个是蓝色180.28.6.30.4、380.28.6.30.4.4，一个是红色180.28.6.30.4.8、380.28.6.30.4.8。第四示例性实施例标记为D并且包含五个构成区域，其中一个是绿色180.28.6.30.4.2、380.28.6.30.4.2，一个是蓝色180.28.6.30.4、380.28.6.30.4.4，一个是红色180.28.6.30.4.8、380.28.6.30.4.8，一个在绿色和绿色180.28.6.30.4.6、380.28.6.30.4.6之间，一个是蓝色到黄色180.28.6.30.4.16、380.28.6.30.4.16。标记为F的第五示例性实施例包含五个构成区域，其中一个是绿色180.28.6.30.4.2、380.28.6.30.4.2，一个是蓝色180.28.6.30.4、380.28.6.30.4.4，一个是红色180.28.6.30.4.8、380.28.6.30.4.8、一个在蓝色和绿色180.28.6.30.4.6、380.28.6.30.4.6之间，一个在红色和绿色180.28.6.30.4.10,380.28.6.30.4.10之间。最后的示例性实施例被标记为E，包含六个构成区域，其中一个是绿色180.28.6.30.4.2、380.28.6.30.4.2，一个是蓝色180.28.6.30.4、380.28.6.30.4.4，一个是红色180.28.6.30.4.8、380.28.6.30.4.8、一个是黄色180.28.6.30.4.12、380.28.6.30.4.12，一个是橙色180.28.6.4.18、380.28.6.30.4.18，一个是棕色180.28.6.30.4.20、380.28.6.30.4.20。
返回参考图38，一旦能量衰减构件在步骤180.28.6.30、380.28.6.30中被划分，则使用上述优化方法之一来优化每个划分段的机械性能，包括响应表面方法180.28.2、380.28.2、暴力方法180.28.4、380.28.4，或者在步骤380.2.6.12中的另一优化方法。在执行步骤180.28.6.30、380.28.6.30之后，生成CP头盔模型380.28.99，并为设计和制造运动员专用头盔的后续步骤做准备。
ii.从头开始创建的定制性能能量衰减组件
在替代实施例中，CS头盔模型280.50可以从头开始创建。在该实施例中，设计者可以输入上面结合步骤180.28.2.1、380.28.2.1描述的能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99。在该能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99之后，***可以利用暴力方法(例如类似于上面讨论的方法)、动态FE引擎、学习算法、基于神经网络的算法或这些的组合来根据能量衰减层测试协议180.28.2.1.99、380.28.2.1.99生成最佳表现CS头盔模型280.50。
3.定制性能和定制形状能量衰减组件
定制性能和定制形状(CP+CS)能量衰减组件可以使用上面结合CS能量衰减组件和CP能量衰减组件的创建所讨论的技术和方法的组合来创建。为了简洁起见，不再公开这些过程的组合。然而，CP+CS能量衰减组件的创建是从创建与180.10相关的CP+CS能量衰减组件的数字模型开始的。一旦在步骤180.10中创建了数字模型，则通过结合形成CP能量衰减组件所公开的过程来修改数字模型。此次修改创建了CP+CS头盔模型180.28.99，这为设计和制造运动员专用头盔的后续步骤做准备。
G.生成运动员专用头盔模型
该方法的下一步骤是从以下创建运动员专用头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99：(i)CS+CP头盔模型180.28.99、(ii)CS头盔模型280.50或(iii)CP头盔模型380.28.99。完整常备头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99的创建细节在图44中更详细地描述。现在参考图44，该方法的第一步骤是输入CS+CP、CS或CP头盔模型180.28.99、280.50、380.28.99，并在步骤190.2、290.2、390.2中确定：(i)每个能量衰减构件或(ii)每个能量衰减段的周长。接下来，在步骤190.8、290.8、390.8中，将CS+CP、CS和CP头盔模型180.28.99、280.50、380.28.99以及(i)每个能量衰减构件或(ii)每个能量衰减段的周长输入能量衰减引擎，以开发能量衰减构件模型190.8.99、290.8.99、390.8.99。能量衰减构件模型190.8.99、290.8.99、390.8.99使用以上结合图39描述的相同步骤创建，并且为了简洁起见，本文不再重复。
以下是可以在步骤190.8、290.8、390.8中创建的前能量衰减构件模型的多个示例性实施例。在第一示例性实施例中，前能量衰减构件2010、3010的化学成分和结构构成在整个模型中可以是一致的。具体地，前能量衰减构件模型可包括：(i)两种类型的聚氨酯的一致混合和(ii)单一晶格单元类型。在第二实施例中，前能量衰减构件模型的化学成分在整个模型中可以是一致的，而结构构成可以在构件区域之间变化。具体地，模型可以具有：(i)两种类型的聚氨酯的一致混合，(ii)具有第一晶格单元类型和第一密度的第一区域，以及(iii)具有第一晶格单元类型和第二密度的第二区域。在该示例中，第二晶格密度可以大于或浓于第一晶格密度。增加晶格密度，同时保持所有其他变量(例如晶格单元类型、材料类型等)一致会让模型变得更难。换句话说，压缩模型需要更大的力；因此，允许模型吸收更大的撞击力，而不会被完全压缩(也称为触底)。
在第三实施例中，前能量衰减构件模型的化学成分在整个模型中可以是一致的，而结构构成在模型的各个区域中变化。具体地，前能量衰减构件模型可以具有：(i)1至X个不同晶格单元类型，其中X是模型中包含的晶格单元数量，(ii)优选1至20个不同晶格单元类型，以及(iii)最优选1至10个不同晶格单元类型。此外，前能量衰减构件模型还可以具有：1至X个不同晶格密度，其中X是模型中包含的晶格单元数量，(ii)优选1至30个不同晶格密度，以及(iii)最优选1至15个不同晶格密度。此外，前能量衰减构件还可以具有：1至X个不同晶格角，其中X是模型中包含的晶格单元数量，(ii)优选1至30个不同晶格角，以及(iii)最优选1至15个不同晶格角。具体地，该实施方案可以具有：(i)两种类型聚氨酯的一致混合，(ii)具有第一晶格单元类型和第一密度的第一区域，(iii)具有第一晶格单元类型和第二密度的第二区域，以及(iv)具有第二晶格单元类型和第一密度的第三区域。
在第四实施例中，前能量衰减构件模型的化学成分可以在模型的各个区域中变化，而结构构成在整个模型中是一致的。具体地，前能量衰减构件模型可以具有：(i)1至X个不同化学成分，其中X是模型中包含的晶格单元数量，(ii)优选1至3个不同化学成分，并且(iii)最优选1至2个不同化学成分。在该示例性实施例中，前能量衰减构件模型可以具有：(i)由第一比例两种聚氨酯制成的第一区域，(ii)由第二比例的一种类型的两种聚氨酯制成的第二区域，以及(iii)单一晶格单元类型的一致结构构成。
在第五实施例中，结构构成和化学成分都可以在前能量衰减构件模型内变化。在该示例性实施例中，模型具有：(i)由第一比例两种聚氨酯制成的第一区域，(ii)由第二比例不同聚氨酯制成的第二区域，(iii)具有第一晶格单元类型和第一密度的第三区域，(iv)具有第一晶格单元类型和第二密度的第四区域，(v)具有第二晶格单元类型和第三密度的第五区域，以及(vi)具有第三晶格单元类型和第一密度的第六区域。应当理解，虽然前面结合五个示例性实施例讨论了能量衰减构件模型，但这五个示例性实施例的结构和化学成分可以应用于包含在能量衰减组件内的任何一个能量衰减构件。此外，应当理解，所选完整常备头盔170.4、270.4、370.4或所选常备头盔部件可以包括上述公开的这些结构和化学成分的组合。参见美国专利申请16/543371。
一旦在步骤190.8、290.8、390.8中创建了能量衰减构件模型，在步骤190.12、290.12、390.12中基于CS+CP、CS和CP头盔模型180.28.99、280.10.99、380.28.99及其相关能量衰减构件模型190.8.99、290.8.9、390.8.99创建运动员专用头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99。应该理解的是，完整常备头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99可以采用有限元模型或包含可以稍后在数字测试中使用的机械特性和形状信息的任何其他数字模型的形式。图45A-45B示出了示例性3D能量衰减构件模型190.8.99、290.8.99、390.8.99的组装版本，其包含在完整常备头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99中。
返回参考图44，在步骤190.14、290.14、390.14中，对完整常备头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99进行数字测试，以确定撞击响应是否与CS+CP、CS和CP头盔模型180.28.99、280.10.99、380.28.99的撞击响应基本匹配。计算机化测试***执行此检查，因为能量衰减构件模型可能无法精确匹配包含在CS+CP、CS和CP头盔模型180.28.99、280.10.99、380.28.99中的能量衰减构件的机械特性。因此，该步骤有助于确保能量衰减构件的任何变化不会显著改变头盔的性能。为了执行此检查，对CS+CP、CS和CP头盔型号180.28.99、280.10.99、380.28.99和完整常备头盔型号190.12.99、290.12.99、390.12.99进行数字测试。图46示出了完整常备头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99的数字测试。
返回参考图44，如果在步骤190.14、290.14、390.14中完整常备头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99的撞击响应与CS+CP、CS和CP头盔模型180.28.99、280.10.99、380.28.99基本不匹配，则电子装置10确定是否有可能如果在步骤190.16、290.16、390.16中物理地制造CS+CP、CS和CP头盔模型180.28.99、280.10.99、380.28.99。如果在步骤190.16、290.16、390.16中似乎有可能，则在步骤190.10、290.10、390.10中修改能量衰减构件模型，以更好地匹配包含在CS+CP、CS和CP头盔模型180.28.99、280.10.99、380.28.9中的能量衰减构件的性能。可替代地，如果确定不能制造CS+CP、CS和CP头盔模型180.28.99、280.10.99、380.28.9，则在步骤190.18、290.18、390.18中改变变量的范围，并重新运行这些优化步骤。在另一替代方案中，如果在步骤190.14、290.14、390.12.14中完整常备头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99的撞击响应基本匹配CS+CP、CS和CP头盔模型180.28.99、280.10.99、380.28.99，则生成并输出完整常备头盔模型，用于设计和制造头盔1000的后续步骤。
H.制造带有能量衰减组件的运动员专用头盔模型
参考图1，下一步骤是基于运动员专用头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99制造运动员专用头盔。关于运动员专用头盔195.30.99、295.30.99、395.30.99的制造细节在图47中更详细地描述。现在参考图47，该过程的第一步骤是输入运动员专用头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99。接下来，在步骤195.2、295.2、395.2中选择制造外壳体的方法。所选制造方法可以包括：注射成型、热成型、气体辅助成型、反应注射成型或其他类似制造类型。应该理解，所选制造类型应该能够为原型头盔195.30.99、295.30.99、395.30.99精确地生产外壳体195.2.99、295.2.99、395.2.99，其机械和物理性能类似于包含在完整常备头盔模型190.12.99、290.12.99、390.12.99中的外壳体。
一旦外壳体195.2.99、295.2.99、395.2.99在步骤195.2、295.2、395.2中被生产，设计者在步骤195.4、295.4、395.4中选择制造能量衰减构件模型的方法，该方法先前在能量衰减构件模型的设计期间被选择。可以选择的一种方法是增材制造方法，其包括：(i)VAT光聚合195.4.2.2、295.4.2.2、395.4.2.2，(ii)材料喷射195.4.2.4、295.4.2.4、395.4.2.4，(iii)材料挤出195.4.2.6、295.4.2.6、395.4.2.6，(iv)粘合剂喷射195.4.2.8、295.4.2.8、395.4.2.8，或(v)动力床熔合195.4.2.10、295.4.2.10、395.4.2.10。特别是，VAT光聚合195.4.2.2、295.4.2.2、395.4.2.2制造技术包括：立体光刻(“SLA”)、数字光处理(“DLP”)、直接UV处理(“DUP”)或连续液体界面生产(“CLIP”)。具体地，SLA可以通过颠倒方法或右侧向上方法来完成。在这两种方法中，UV激光被至少一个镜子导向一桶液体光聚合物树脂。UV激光一次跟踪一层对象(例如能量衰减构件模型)。该跟踪导致树脂选择性固化。在UV激光跟踪一层之后，构建平台移动到新的位置，UV激光跟踪下一层。例如，如果能量衰减构件模型由刚性聚氨酯、柔性聚氨酯、弹性聚氨酯、任何这些聚氨酯的混合物或任何类似材料制成，则该方法可用于制造能量衰减构件模型。
可替代地，DLP过程使用DLP芯片以及UV光源，以通过透明窗口将整个层的图像投射到一桶液体光聚合物树脂底部。类似于SLA，暴露于UV光的区域被固化。一旦树脂固化，该桶树脂倾斜以将固化的树脂从桶底部松开。然后，步进电机重新定位构建平台，为暴露下一层做准备。下一层暴露于UV光，其固化下一层树脂。重复该过程，直到整个模型完成。DUP使用与DLP几乎相同的过程，唯一的区别是DLP投影仪在DUP被替换为：(i)UV发光二极管(“LED”)阵列和液晶显示器(“LCD”)，其中LCD充当掩模以选择性地允许来自LED的光传播通过LCD，以选择性地暴露树脂，或者(ii)UV发光有机液晶显示器(“OLED”)，其中OLED充当光源和掩模。像SLA一样，如果能量衰减构件模型由刚性聚氨酯、柔性聚氨酯、弹性聚氨酯、这些聚氨酯中的任何一种的混合物或任何类似材料制成，则该过程可用于制造其。
与DLP和DUP类似，CLIP使用UV光源来设置对象的形状(例如能量衰减构件模型)。与DLP和DUP不同，CLIP使用透氧窗口，在窗口和对象的最低固化层之间形成死区。该死区有助于确保对象不会粘在窗口上，因此桶不需要倾斜来将对象从窗口松开。一旦对象的形状被UV光设定，对象就被外部热源或UV光完全固化。在J.R.Tumbleston等人的Additivemanufacturing.Continuous liquid interface production of 3Dobjects.Science347,1349-1352(2015)中讨论了关于CLIP的信息、可与CLIP结合使用的材料以及其他增材制造信息，该文章出于任何目的通过引用全部并入本文。与SLA和DLP一样，如果能量衰减构件模型由刚性聚氨酯、柔性聚氨酯、弹性聚氨酯、这些聚氨酯中的任何一种的混合物或任何类似材料制成，则该过程可用于制造其。
材料喷射195.4.2.4、295.4.2.4、395.4.2.4制造技术包括：聚射流、光滑曲率印刷或多射流建模。具体地，材料液滴被一层一层地沉积以制造对象(例如能量衰减构件模型)，然后这些液滴或被光源(例如UV光)固化或是热熔融材料，其然后在环境温度下固化。该方法的优点是能够在对象内打印颜色；因此，团队的图形或运动员的名字可被打印到能量衰减组件中。材料挤出195.4.2.6、295.4.2.6、395.4.2.6制造技术包括：熔融丝制造(“FFF”)或熔融沉积建模(“FDM”)。具体地，材料通过轨道或卷边中的喷嘴或孔挤出，然后组合成多层模型。FFF方法允许对象内(例如能量衰减构件模型)不同材料的选择性定位。例如，能量衰减构件模型的一个区域可以仅包含半刚性聚氨酯，其中能量衰减构件模型的另一区域包含刚性聚氨酯和柔性聚氨酯的交替层。
粘合剂喷射195.4.2.8、295.4.2.8、395.4.2.8制造技术包括：3DP、ExOne或Voxeljet。具体地，液体粘合剂被选择性地施加到粉末材料的薄层上，以一层一层地构建部件。此外，动力床熔合195.4.2.10、295.4.2.10、395.4.2.10制造技术/产品包括：选择性激光烧结(“SLS”)、直接选择性激光熔化(“SLM”)、选择性热烧结(“SHS”)或多射流熔合(“MJF”)。具体地，通过使用诸如激光或电子束的热源将粉末材料熔化在一起来选择性地固结粉末材料。设计者可以选择的另一种方法是在195.4.4、295.4.4、395.4.4中在美国专利申请15/655490中描述的制造方法，或者在195.4.6、295.4.6、395.4.6中用于制造能量衰减构件模型的任何其他方法。
接下来在步骤195.6、295.6、395.6中，基于在步骤195.4、295.4、395.4中选择的制造方法，准备能量衰减构件模型用于制造。与CLIP相关的这种准备的示例可以包括：(i)在对象文件(.obj)、立体平版印刷术(stl)、STEP文件(.step)或任何其他类似文件类型中提供能量衰减构件模型，(ii)选择模型的基本平坦的范围，并将其放置成与最下面的印刷表面接触，(iii)将其他模型布置在印刷区域内，(iv)切片所有模型，以及(v)检查模型的切片，以确保它们正确地制造能量衰减构件模型。图48示出了准备用于制造的能量衰减构件模型的示例。
在步骤195.6、295.6、395.6中准备制造能量衰减构件模型之后，设计者在步骤195.8、295.8、395.8中物理地制造能量衰减构件模型。图49A-49C示出了使用CLIP技术制造能量衰减构件模型的示例。还应当理解，所选完整常备头盔170.4可以使用任何上述方法来制造，因为这些制造方法在这些常备头盔170.4的形成过程中已被讨论。参见美国专利申请16/543371，其通过引用结合于此。事实上，图55A-57B、60A-61B、63A-66B示出了使用CLIP技术制造的所选完整常备头盔170.4的能量衰减组件2000的示例性实施例。
I.保护性接触运动头盔的示例性实施例
图50A-54B是基于运动员简档120.99、220.99、320.99为运动员选择的头盔1000的图像。头盔1000包括壳体1012、面罩或面护罩1200、下巴带组件1300和能量衰减组件2000、3000。面罩或面护罩1200通过连接器1210附接在壳体1012的上部和下部前区域，连接器1210通过细长紧固件1215可拆卸地联接到壳体。面罩1200包括细长和交叉构件的布置，并且设计成横跨壳体中的前开口，以保护运动员的面部区域和下巴。
如图50A-54B所示，壳体1012包括外壳体表面1016，其特征在于复杂的轮廓和小面。壳体1012还包括限定头盔1000的顶部区域的冠部1018、从冠部1018大致向前和向下延伸的前部1020、从冠部1018大致向下和横向延伸的左侧部1024和右侧部1024以及从冠部1018大致向后和向下延伸的后部1022。左侧部1024和右侧部1024各自包括耳翼1026，其通常定位成在佩戴头盔1000时覆盖和保护运动员P的耳朵区域。每个耳翼1026可以设置有耳孔1030，以改善佩戴者的听力。壳体1012沿着将壳体1012分成左右两半的竖直平面对称。当运动员P佩戴头盔1000时，该竖直平面与将运动员P(包括其头部)分成对称的左右两半的中矢面对齐，其中中矢面在新制造的足球头盔的NOCSAE标准ND002中示出。因此，图中所示的出现在壳体1012的一半中的特征也出现在壳体1012的另一半中。
壳体1012还包括一对颚翼1034，每个颚翼1034通常从耳翼1026之一向前延伸，用于保护运动员p的下颌骨区域。在图示配置中，颚翼1034还包括下面罩附接区域1035。上面罩附接区域1036设置在壳体1012的***前边缘1013a附近和耳孔1030上方。每个附接区域1035、1036包括孔1033，其容纳延伸穿过面罩连接器1210的紧固件，以将面罩1200固定到壳体1012。优选地，下面罩附接区域1035与颚翼1034的相邻外表面1034a相比向内凹陷，上面罩附接区域1036与耳翼1026的相邻外表面1026a相比向内凹陷。如图51A-51B所示，有成角度过渡壁1038从耳翼外表面1026a和颚翼外表面1034a向内延伸到凹陷附接区域1035、1036。成角度过渡壁1038从前部1020中的中央前边缘1013b向后延伸，然后向下延伸到颚翼1034的下边缘1037。下巴带固定构件1310位于上面罩附接区域1036的后方并且配置成接收下巴带组件1300的带构件。
头盔1000还包括整体凸起中心带1062，其从前壳部1020延伸穿过冠部1018到达后壳体部1022。带1062由一对从外壳体表面1016以一定角度向上延伸的基本对称的凸起侧壁或脊1066限定。当从侧面观察时，侧壁1066限定曲线路径，因为它们延伸穿过冠部1018到达后壳体部1022。如下文详细解释，带1062的前部1064与撞击衰减构件1042重合，并且位于中央前边缘1013b上方一定距离处。参考图52A，带1062的宽度随着带1062从前壳体部1020延伸穿过冠部1018到达后壳体部1022而增加。如图53A所示，带1062的后部1068与后凸起带1070重合并合并，后凸起带1070在壳体1012的左侧部1024和右侧部1024之间横向延伸。参考图51A，左侧壁1066a与横向带1070的左上侧壁1072a相交，右侧壁1066b与横向带1070的右上侧壁1072b相交，其中这些相交中的每个限定了大致直角。下横向侧壁1074从外壳体表面1016沿着横向后带1070的长度延伸。类似于侧壁1066，后带侧壁1072、1074是倾斜的，意味着它们从外壳体表面1016以一定角度向外和向上延伸。参考图51A，下通道1080在凸起后带1070下方和下后壳体边缘1081上方横向延伸。
如图所示，头盔1000还包括多个通风口，其配置成成当由运动员P佩戴时有助于头盔1000内的流通。第一对通风口1084形成在冠部1018中，其中左通风口1084a基本邻近左侧壁1066a，右通风口1084b基本邻近右侧壁1066b。左通风口1084a和右通风口1084b具有纵向中心线，其通常与相应侧壁1066a、b的相邻范围对齐。第二对通风口1086形成在后壳体部1022中，其中左通风口1086a基本邻近左侧壁1066a和左带侧壁1072a，右通风口1086b基本邻近右侧壁1066b和右带侧壁1072b。左通风口1086a和右通风口1086b具有大致与相应侧壁1066a、b对齐的纵向中心线。以这种方式，左第一和第二通风口1084a、1086a基本沿着左侧壁1066a对齐，并且右第一和第二通风口1084a、1086a基本沿着右侧壁1066b对齐。
参考图53A，第三对通风口1088形成在后凸起带1070下方的后壳体部1022中，其中左通风口1088a定位在由倾斜侧壁1085a形成的左脊1087a附近，右通风口1088b定位在由倾斜侧壁1085b形成的右脊1087b附近。第三通风口1088a、b具有纵向中心线，其基本垂直于凸起中心带1062定向，并且如果延伸则将与耳开口1030相交。第四对通风口1090形成在前壳体部1020中，其中左通风口1090a邻近左前脊1092a定位，右通风口1092a邻近右前脊1092b定位。前脊1092a、b位于前壳体部1020和侧部1024之间，因此当佩戴头盔1000时通常覆盖运动员P的太阳穴区域。参考图63A-63B，前脊1092a、b也由倾斜侧壁形成，并且包括上倾斜段1089a、b、倾斜中间段1091a、b和以微小角度朝向侧壳体部1024向后延伸的下段1093a、b。第四通风口1090a、b具有主要部件1095a、b和次要部件1097a、b，其中主要部件1095a、b与上段1089a、b和中间段1091a、b对齐，次要部件1097a、b具有随着其沿着下段1093a、b延伸而逐渐变细的宽度。邻近和位于通风口1090a、b后方的外壳体表面1016相对于邻近和位于前脊92a、b前方的外壳体表面16凹陷。第一、第二、第三和第四通风口1084a、b、1086a、b、1088a、b和1090a、b与能量衰减组件2000中的空隙协同定位，以便于空气流过头盔1000。
头盔1000的前部1064、中心带1062的宽度至少为2.0英寸，优选至少为2.25英寸，最优选至少为2.5英寸且小于3.5英寸。靠近凸起中心带1062和凸起后带1070的接合处，凸起中心带1062的宽度至少为4.0英寸，优选至少为4.25英寸，最优选至少为4.5英寸且小于5.0英寸。在同一接合处，凸起带1070的高度至少为1.25英寸，优选至少为1.5英寸，最优选至少为1.5英寸且小于2.0英寸。在后凸起带1070的末端1070a与外壳体表面16齐平合并的区域，在耳开口1030的稍微后方(见图51A)，凸起带1070的末端1070a的高度为至少0.75英寸，优选至少1.0英寸且小于1.75英寸。因此，当每个侧带段1070b从凸起中心带1062向前朝向相应耳翼1026延伸时，凸起后带1070的高度逐渐变细。因为凸起中心带1062和凸起后带1070形成为壳体1012中的波纹，前述尺寸有助于增加冠部1018和后壳体部1022的机械性能，即这些部分1018、1022的结构模量(Es)。结构模量基于其几何形状提供头盔1000的相应部分的刚度值。较高的结构模量值对应于头盔1000的该部分刚度的增加。
头盔壳体1012还包括撞击衰减***1014，其由撞击衰减构件1042构成，该撞击衰减构件1042调节头盔1000的包括构件42的部分与头盔1000的没有构件1042的相邻部分相比如何响应撞击力。撞击衰减构件1042通过改变壳体1012的至少一部分而形成，其中该改变更改了壳体1012的构造及其对撞击力的局部响应。例如，在图示配置中，撞击衰减构件1042包括形成在前壳体部1020中的内部悬臂段或翼1044。与缺少悬臂段1044的壳体1012的相邻部分相比，前壳体部1020具有较低的结构模量(Es)，这改善了与撞击相关的能量对至少前壳体部20的衰减。因此，头盔1000的构造为头盔1000的不同部分提供了局部结构模量值。
如图所示，所示的悬臂段1044通过从壳体1012移除材料来形成，以限定多段间隙或开口1046，其部分限定悬臂段1044的边界。与涉及向头盔添加材料的常规撞击力管理技术不同，撞击衰减***1014涉及从头盔1000战略性地移除材料，以在壳体1012中整体形成悬臂段1044。悬臂段1044从前壳体部1020的上部范围向下悬垂，靠近前部1020和冠部1018之间的界面。悬臂段1044包括基部1054和远端自由端58，并且当前壳体部20接收到基本正面撞击时接近活动铰链的行为。自由端1058的最下边缘位于距中央前边缘13b约1.5-2.5英寸优选2.0英寸的位置，其中前壳体部1020的下壳体部1020a位于其间。
如图50B、52A所示，开口1046和悬臂段1044通常为向上定向的U形，这意味着它们朝向冠部1018向上定向。开口1046具有带有多个不同段的复杂几何形状。第一大致竖直右段1046a朝向前壳体部1020的右侧从右端点1048a向下向外延伸。第二大致竖直右段1046b从第一右段1046a向下向内延伸至大致横向段1049。类似地，第一大致竖直左段1047a朝向前壳体部1020的左侧从左端点1048b向下向外延伸。第二大致竖直左段1047b从第一左段1047a向下向内延伸至横向段49。横向段49在第二左右段1046b、1047b之间延伸。下第二右左段1046b、1047b的最下范围位于距离中央前边缘1013b约1.5-2.5英寸，优选2.0英寸。在所示实施例中，横向段49与相应的第二右左段1046b、1047b形成钝角，第一右左段1046a、1047a与相应的第二右左段1046b、1047b形成钝角。此外，左右端点1048a、b具有基本圆形构造，其宽度超过开口46的宽度。尽管所示的第一和第二段1046a、b、1047a、b以及横向段1049基本是线性的，但这些段可以配置为曲线段或者曲线段和直线段的组合。此外，开口1046可以由多于或少于五段1046a、b、1047a、b和1049形成，例如，如下面讨论的替代实施例所示。
在实施例附图中，凸起中心带1062及其侧壁1066a、b从远端1058向上延伸穿过中间部1059，然后超出悬臂段1044的基部1054。以这种方式，凸起中心带1062的前缘和侧壁1066a、b逐渐变细并与靠近横向段1049的远端1058齐平。可替代地，凸起中心带1062的前缘和侧壁1066a、b位于1058的远端上方并且更靠近基部1054。在另一替代方案中，凸起中心带1062的前缘和侧壁1066a、b位于基部1054上方，由此凸起中心带1062在悬臂段44的外部。如图54A所示，壳体1012还包括由添加到壳体1012的材料形成的内中心卷边1019，其中卷边1019沿着内壳体表面1017从冠部1018延伸到悬臂段1044。卷边1019具有圆形鼻部1019a，其向下延伸穿过基部1054至中间部1059并朝向远端1058。优选地，悬臂段1044的大部分范围具有与前壳体部1020和冠部1018的其他部分相同的壁厚。例如，悬臂段1044的中间部1059和远端1058、前壳体部1020和冠部1018具有0.125英寸±0.005英寸的标称壁厚。此外，凸台1053a、b围绕孔眼1048a、b形成在内壳体表面1017上，以增加壳体1012和悬臂段1044的该区域的耐用性。
如图51A所示，下巴带固定构件1310位于上面罩附接区域1036的后方，并配置成接收下巴带组件1300的上带构件1312。定位在下面罩附接区域1035后方并沿着下侧壳体边缘1013c的多可调下巴带固定构件1320配置成接收下巴带组件1300的下带构件1314。多可调下巴带固定构件1320由形成在壳体1012下部的容纳部1325接收。在图1所示的使用位置，上带构件1312在面罩1200的上周边部1220和上附接区域1036之间延伸。更具体地，上带构件1312延伸穿过在上附接区域1036的外表面和上周边面罩部1220的内表面之间形成的间隙或空隙。上带构件1312可以接合过渡壁58的第二向下段1058c。
J.用于保护性接触运动头盔的常备能量衰减组件的示例性实施例
图55A-57B、60A-61B、63A-66B示出了用于保护性接触运动头盔比如足球头盔1000或曲棍球头盔或长曲棍球头盔的组装的常备能量衰减组件2000。常备能量衰减组件2000包括：(i)前能量衰减构件2010，(ii)冠能量衰减构件2050，(iii)左右能量衰减构件2100A、B，(iv)左右颚能量衰减构件2150A、B，(v)后能量衰减构件2200，以及(vi)枕骨能量衰减构件2250。如这些图所示和下文所述，包含在常备能量衰减组件2000内的能量衰减构件使用不同晶格单元、不同晶格密度、不同晶格角和不同材料。这些变化的结构设计和化学成分的使用允许设计者调整晶格成分，以便管理撞击能量和力，比如线性和旋转力。
虽然下面将提供额外的细节，但常备能量衰减组件2000的示例性实施例包含至少十个不同构件区域。构件区域在能量衰减组件2000中划分如下：(i)前能量衰减构件2010内的两个区域，(ii)冠能量衰减构件2050内的一个区域，(iii)左右能量衰减构件2100A、B内的两个区域，(iv)左右鄂能量衰减构件2150A、B内的两个区域，(v)后能量衰减构件2200内的一个区域，以及(vi)枕骨能量衰减构件2250内的两个区域。常备能量衰减组件2000的示例性实施例还包括至少五种不同的基于支柱的晶格单元类型和至少三种不同的基于表面的晶格单元类型。例如，前能量衰减构件2010包括回转晶格单元，而左右能量衰减构件2100A、B包括FRD晶格单元。此外，常备能量衰减组件2000的示例性实施例包括多个不同晶格密度。通过视觉比较冠能量衰减构件2050和后能量衰减构件2200可以看出这些差异。应当理解，在不同实施例中，能量衰减组件2000可以具有不同数量的构件区域、晶格单元类型和晶格密度值。例如，能量衰减组件2000可以具有：(i)1至X个不同晶格单元类型，其中X是包含在组件2000内的晶格单元数量，(ii)1至Y个不同晶格构件厚度，其中Y是包含在组件2000内的晶格单元数量，(iii)1至Z个不同晶格密度，其中Z是包含在组件2000内的晶格单元数量，以及(iv)1至U个不同构件区域，其中U是包含在组件2000内的晶格单元数量。在一示例性实施例中，前能量衰减构件的晶格密度可以在4至17磅每立方英尺之间，并且优选在4至9磅每立方英尺之间。
除了上述结构差异之外，能量衰减组件2000还包括不同化学成分。特别地，常备能量衰减组件2000的示例性实施例由两种不同材料制成。前能量衰减构件2010由刚性聚氨酯和柔性聚氨酯的第一混合或比率制成，而所有其他能量衰减构件2050、2100A、B、2150A、B、2200、2250由刚性聚氨酯和柔性聚氨酯的第二混合或比率制成。应当理解，在不同实施例中，能量衰减组件2000可以由以下制成：(i)1至X种不同化学成分，其中X是包含在组件2000内的晶格单元数量，(ii)优选1至20种不同化学成分，以及(iii)最优选1至3种不同化学成分。
如图55A-57B和56A-57B所示，前能量衰减构件2010具有对应于壳体1012的内表面1017和悬臂段1044的曲率的曲线构造。前能量衰减构件2010还具有：(i)凹陷中心区域2421，其有助于冠状能量衰减构件2050的接合。当运动员佩戴头盔1000时，前能量衰减构件2010接合运动员的额骨或前额，同时在运动员的太阳穴区域之间横向延伸，并从运动员的眉线BL跨过运动员的前额竖直延伸。前能量衰减构件2010还包括用于将能量衰减构件2010固定或联接到内壳体表面1017的装置2006，例如
或卡扣连接器。如图56A所示，前能量衰减构件2010还包括允许标记2012的表面或面板，比如头盔1000的制造商、团队名称、运动员姓名和/或构件制造的年月。此外，前能量衰减构件2010包括允许跟踪装置2014的表面或面板，比如条形码或QR码。在其他实施例中，跟踪装置2014可以是RFID芯片或其他电子芯片，其可以从头盔外部扫描并用于跟踪目的。
在该示例性实施例中，前能量衰减构件2010是非均匀构件，因为它包括约五个不同的层或区域。邻近头盔壳体的内表面1017的曲率定位的第一层2028是外部开放皮肤2020。首先，该外部皮肤2020是开放的而不是封闭的，因为有穿过其形成的孔2022。使用该外部开放皮肤2020是合乎需要的，因为它提供基本光滑表面，这是基于相邻表面的晶格单元所不能提供的。在该示例性实施例中，该外部皮肤的厚度可以在0.5mm和3mm之间，优选为1mm。邻近外部开放皮肤2020的是前能量衰减构件2010的能量管理区域2024、2030(如图59A所示)。总的来说，该能量管理区域2024设计成吸收通过头盔壳体传递到前能量衰减构件2010的大部分线性和旋转能量。该能量管理区域2024包括基于表面的晶格单元，其在该示例性实施例中是回旋体。基于安全规定(例如由NOCSAE颁布)和第三方测试机构(例如NFL、Virginia Tech等)使用的测试，对于能量管理区域2024，期望在基于支柱的晶格单元类型之上利用基于表面的晶格单元类型。换句话说，在能量管理区域2024中，根据当前要求，基于表面的晶格单元类型比基于支柱的晶格单元类型表现得更好。具体地，在该能量管理区域2024内使用回转晶格单元。应当理解，在不同实施例中，结合不同测试要求，或者如果使用不同材料，基于支柱的晶格单元类型或不同表面晶格单元可能优于回转晶格单元。因此，本公开考虑使用任何类型的晶格单元、任何密度、任何角度。
内部开放皮肤2032邻近能量管理区域2024定位。因此，2024中的能量管理区域位于外部开放皮肤2020和内部开放皮肤之间。内部开放皮肤2032也邻近装配区域2026定位(如图59A所示)。该内部开放皮肤2032用作装配区域2026和能量管理区域2024之间的分隔件，这可以允许存在期望的边界条件。该装配区域2026、2034包括基于支柱的晶格单元，其提供了期望的装配特性。应当理解，在不同实施例中，或者如果使用不同材料，基于表面的晶格单元类型或者不同基于支柱的晶格单元可以优于当前基于支柱的晶格单元。因此，本公开考虑使用任何类型的晶格单元、任何密度、任何角度。
最后，封闭皮肤2202邻近装配区域2026定位(见图57A-57B)。封闭皮肤2202产生设计成与运动员前额接触的基本光滑表面。皮肤2202整体形成为构件2010的一部分，因此当晶格单元接近构件2010的内表面时，构件2200侧面上的晶格单元混合到皮肤2202中。晶格单元到皮肤2202中的这种混合在构件2010的肩部2018之前开始发生。利用皮肤并在该位置启动皮肤2202有助于防止晶格单元将它们的图案印在运动员的头上。在一实施例中，皮肤2202的厚度大于0.1mm；然而，应该理解，该皮肤2202的厚度可以改变。还应当理解，皮肤2202可以围绕构件2010的侧区域延伸，或者可以完全包住构件2010(例如构件在构件2010的所有侧面的外侧上具有基本光滑表面)。
图58A-58B示出了前能量衰减构件2010的压缩曲线，其中构件2010被压缩的百分比示出在X轴上，将构件2010压缩到该程度所需的压力(psi)示出在Y轴上。换句话说，该图示出了必须在该构件2010上施加多少压力来将构件2010从0％压缩到其原始厚度的80％。基于该图，将构件压缩到其总厚度的15％需要约10psi，将构件压缩到其总厚度的25％需要约21psi，将构件压缩到其总厚度的60％需要约80psi。从以上公开中，应当理解，结构构成(例如晶格单元类型、晶格密度、晶格角度)和化学成分可以根据前能量衰减构件2010是否设计用于以下而改变：(i)所有球员，(ii)特定位置(例如内线球员)，(iii)特定比赛水平(例如NCAA运动员)，或者(iv)位置和比赛水平设计(例如大学四分卫)。
如图55A-55E和60A-60C所示，冠能量衰减构件2050具有对应于头盔壳体的内表面1017的曲率的曲线构造。冠能量衰减构件2050具有设计成与前能量衰减构件2010接合的区域。像前能量衰减构件2010一样，冠能量衰减构件2050包括：(i)用于将构件2050固定或联接到内壳体表面1017的装置2006，例如
或卡扣连接器，(ii)标记2012，以及(iii)跟踪装置2014。冠能量衰减构件2050包括基于支柱的晶格单元，其延伸贯穿整个构件并形成基本均匀的构件。该构件2050可以在整个构件2050中利用单个基于支柱的晶格单元，因为能量管理区域的压缩曲线变化不足以保证包括附加晶格单元类型。类似地，该构件2050不包括外部开放皮肤，因为与表面晶格单元不同，基于支柱的晶格单元可以终止于表面，而不提供不光滑外表面。在一示例性实施例中，冠能量衰减构件2050的晶格密度可以在3至7磅每立方英尺的范围内。应当理解，冠能量衰减构件2050在其结构构成和化学成分方面具有与上述相同的柔性，因此其结构构成和/或化学成分可以不同于：(i)能量衰减组件2000内的所有其他构件，(ii)能量衰减组件2000内的一定百分比的构件，或者(iii)不是能量衰减组件2000内的任何构件。
如图55A-57B、61A-61B所示，左右能量衰减构件2100A、B具有对应于侧壳体部1024的范围的内表面1017的曲率的曲线构造。左右能量衰减构件2100A、B具有设计成与前能量衰减构件2010接合的区域。像前能量衰减构件2010一样，左右能量衰减构件2100A、B包括：(i)用于将构件2150a、B固定或联接到内壳体表面1017的装置2006，比如
或卡扣连接器，(ii)标记2012，以及(iii)跟踪装置2014。此外，在该示例性实施例中，左右能量衰减构件2100A、B是非均匀的，因为它们包括约五个不同层。邻近头盔壳体的内表面1017的曲率定位的第一层是外部开放皮肤2020。使用这种外部开放皮肤2104A、B是理想的，因为它提供了基本光滑表面，这是相邻的基于表面的晶格单元所不能提供的。在该示例性实施例中，该外部皮肤的厚度可以在0.5mm和3mm之间，优选为1mm。
邻近外部开放皮肤2104A、B的是左右能量衰减构件2100A、B的能量管理区域。总的来说，该能量管理区域2024设计成吸收通过头盔壳体传递的大部分线性和旋转能量。该能量管理区域包括基于表面的晶格单元，其在该示例性实施例中是FRD。内部开放皮肤邻近能量管理区域定位。因此，能量管理区域位于外部开放皮肤2020和内部开放皮肤之间。内部开放皮肤也位于装配区域附近。该内部开放皮肤可以用作装配区域和能量管理区域之间的分隔件，这可以允许存在期望的边界条件。该装配区域包括基于支柱的晶格单元，其提供了期望的装配特性。应当理解，在不同实施例中，或者如果使用不同材料，基于表面的晶格单元类型或者不同基于支柱的晶格单元可以优于当前基于支柱的晶格单元。因此，本公开考虑使用任何类型的晶格单元、任何密度、任何角度。在一示例性实施例中，左右能量衰减构件2100a、b的晶格密度可以在3至7磅每立方英尺的范围内。此外，应当理解，左右能量衰减构件2100a、b的结构构成和/或化学成分可以不同于：(i)能量衰减组件2000内的所有其他构件，(ii)能量衰减组件2000内的一定百分比的构件，或者(iii)不是能量衰减组件2000内的任何构件。
最后，封闭皮肤2202邻近装配区域2026定位(见图61A)。封闭皮肤2202产生设计成与运动员前额接触的基本光滑表面。皮肤2202整体形成为构件2010的一部分，因此当晶格单元接近构件2010的内表面时，构件2200的侧面上的晶格单元混合到皮肤2202中。晶格单元到皮肤2202中的这种混合在构件2010的肩部2018之前开始发生。利用皮肤并在该位置启动皮肤2202有助于防止晶格单元将它们的图案印在运动员的头上。在一实施例中，皮肤2202在0.1mm和10mm之间；然而，应该理解，该皮肤2202的厚度可以改变。还应当理解，皮肤2202可以围绕构件2010的侧面区域延伸，或者可以完全包住构件2010(例如构件在构件2010的所有侧面的外侧上具有基本光滑表面)。
图62A-62B示出了左右能量衰减构件2100A、B的压缩曲线，其中构件2100A、B被压缩的百分比示出在X轴上，将构件2100A、B压缩到该程度所需的压力(psi)示出在Y轴上。换句话说，该图示出了必须在该构件2100A、B上施加多少压力来将构件2010从0％压缩到其原始厚度的80％。基于该图，将构件2100A、B压缩到其总厚度的25％需要约12psi，将构件压缩到其总厚度的50％需要约56psi。在该示例性实施例中，与前能量衰减构件2010相比，左右能量衰减构件2100a、b需要几乎少50％的力来将构件压缩至其厚度的25％。从以上公开中，应当理解，结构构成(例如晶格单元类型、晶格密度、晶格角度)和化学成分可以根据前能量衰减构件2010是否设计用于以下而变化：(i)所有球员，(ii)特定位置(例如内线球员)，(iii)特定比赛水平(例如NCAA运动员)，或者(iv)位置和比赛水平设计(例如大学四分卫)。
如图55A-57B、63A-63B所示，左右鄂能量衰减构件2150a、b具有对应于壳体1012的耳翼1026部分的范围的内表面1017的曲率的曲线构造。左右鄂能量衰减构件2150a、b配置成与左右能量衰减构件2100a、b接合。与前能量衰减构件2010类似，左右鄂能量衰减构件2150a、b还包括：(i)用于将能量衰减构件2150a、b固定或联接到内壳体表面1017的装置2006，比如
或卡扣连接器，(ii)标记2012，以及(iii)跟踪装置2014。此外，在该示例性实施例中，左右鄂能量衰减构件2150a、b是非均匀构件，其包括约四个不同层。第一层是左右鄂能量衰减构件2150a、b的能量管理区域。总的来说，该能量管理区域设计成吸收通过头盔壳体传递的大部分线性和旋转能量。该能量管理区域包括基于支柱的晶格单元。内部开放皮肤邻近能量管理区域和装配区域定位。该内部开放皮肤可以用作装配区域和能量管理区域之间的分隔件，这可以允许存在期望的边界条件。该装配区域包括基于支柱的晶格单元，其提供了期望的装配特性。应当理解，在不同的实施例中，或者如果使用不同材料，基于表面的晶格单元类型或者不同基于支柱的晶格单元可以优于当前基于支柱的晶格单元。因此，本公开考虑使用任何类型的晶格单元、任何密度、任何角度。在一示例性实施例中，左右鄂能量衰减构件2150a、b的晶格密度可以在3至7磅每立方英尺的范围内。此外，应当理解，左右鄂能量衰减构件2150a、b的结构构成和/或化学成分可以不同于：(i)能量衰减组件2000内的所有其他构件，(ii)能量衰减组件2000内的一定百分比的构件，或者(iii)不是能量衰减组件2000内的任何构件。
最后，封闭皮肤2202邻近装配区域定位(见图63A-63B)。封闭皮肤2202产生设计成与运动员前额接触的基本光滑表面。皮肤2202整体形成为构件2010的一部分，因此当晶格单元接近构件2010的内表面时，构件2200的侧面上的晶格单元混合到皮肤2202中。晶格单元到皮肤2202中的这种混合在构件2010的肩部2018之前开始发生。利用皮肤并在该位置启动皮肤2202有助于防止晶格单元将它们的图案印在运动员的头上。在一实施例中，皮肤2202在0.1mm和5mm之间；然而，应该理解，该皮肤2202的厚度可以改变。还应当理解，皮肤2202可以围绕构件2010的侧面区域延伸，或者可以完全包住构件2010(例如构件在构件2010的所有侧面的外侧上具有基本光滑表面)。
如图55A-55E和64A-64C所示，后能量衰减构件2200具有对应于头盔壳体的内表面1017的曲率的曲线构造。像前能量衰减构件2010一样，后能量衰减构件2200包括：(i)用于将构件2050固定或联接到内壳体表面1017的装置2006，比如
或卡扣连接器，(ii)标记2012，以及(iii)跟踪装置2014。后能量衰减构件2200包括基于支柱的晶格单元，其延伸穿过整个构件并形成基本均匀的构件。该构件2200可以在整个构件2200中利用基于单个支柱的晶格单元，因为能量管理区域的压缩曲线变化不足以保证包括附加晶格单元类型。尽管冠能量衰减构件2050和后能量衰减构件2200都包括基于单个支柱的晶格，但这些晶格单元类型不同，并且这些单元类型的密度不同。类似地，该构件2200不包括外部开放皮肤，因为与表面晶格单元不同，基于支柱的晶格单元可以终止于表面，而不提供不光滑外表面。在一示例性实施例中，后能量衰减构件2200的晶格密度可以在3至7磅每立方英尺的范围内。应当理解，后能量衰减构件2200在其结构构成和化学成分方面具有与上述相同的柔性，因此其结构构成和/或化学成分可以不同于：(i)能量衰减组件2000内的所有其他构件，(ii)能量衰减组件2000内的一定百分比的构件，或者(iii)不是能量衰减组件2000内的任何构件。
如图55A-57B和65A-65C所示，枕骨能量衰减构件2250具有对应于壳体1012的后部的范围的内表面1017的曲率的曲线构造。类似于前能量衰减构件2010，枕骨能量衰减构件2250还包括：(i)用于将能量衰减构件2200固定或联接到内壳体表面1017的装置2006，比如
或卡扣连接器，(ii)标记2012，以及(iii)跟踪装置2014。此外，在该示例性实施例中，枕骨能量衰减构件2250是非均匀的，因为它们包括约四个不同层。邻近头盔壳体的内表面1017的曲率定位的第一层是枕骨能量衰减构件2250的能量管理区域2252。总的来说，该能量管理区域2252设计成吸收通过头盔壳体传递的大部分线性和旋转能量。该能量管理区域包括基于支柱的晶格单元。内部开放皮肤邻近能量管理区域2252和装配区域2254定位。该内部开放皮肤可以充当装配区域2254和能量管理区域2252之间的分隔件，这可以允许存在期望的边界条件。该装配区域2252包括基于表面的晶格单元，其提供了期望的装配特性。应当理解，在不同实施例中，或者如果使用不同材料，基于表面的晶格单元类型或者不同基于支柱的晶格单元可以优于当前基于支柱的晶格单元。因此，本公开考虑使用任何类型的晶格单元、任何密度、任何角度。在一示例性实施例中，枕骨能量衰减构件2250的晶格密度可以在3至7磅每立方英尺的范围内。此外，应当理解，枕骨能量衰减构件2250的结构构成和/或化学成分可以不同于：(i)能量衰减组件2000内的所有其他构件，(ii)能量衰减组件2000内的一定百分比的构件，或者(iii)不是能量衰减组件2000内的任何构件。
最后，封闭皮肤2202邻近装配区域2254定位(见图65A)。封闭皮肤2202产生设计成与运动员前额接触的基本光滑表面。皮肤2202整体形成为构件2010的一部分，因此当晶格单元接近构件2010的内表面时，构件2200的侧面上的晶格单元混合到皮肤2202中。晶格单元到皮肤2202中的这种混合在构件2010的肩部2018之前开始发生。利用皮肤并在该位置启动皮肤2202有助于防止晶格单元将其图案印在运动员的头上。在一实施例中，皮肤2202的厚度大于0.1mm。还应当理解，皮肤2202可以围绕构件2010的侧面区域延伸，或者可以完全包住构件2010(例如构件在构件2010的所有侧面的外侧具有基本光滑表面)。
K.用于保护性接触运动头盔的定制能量衰减组件的示例性实施例
图67-73、74A、75A示出了用于保护性接触运动头盔比如足球头盔1000或曲棍球头盔或长曲棍球头盔的组装的常备能量衰减组件3000。定制能量衰减组件3000包括：(i)前能量衰减构件3010，(ii)冠能量衰减构件3050，(iii)左右能量衰减构件3100a、b，(iv)左右颚能量衰减构件3150a、b，以及(v)后组合能量衰减构件3200。如图72B所示，定制能量衰减组件3000可以包括至少一个徽章，其可以具有诸如运动员姓名、球衣号码和/或签名的标记，和/或诸如公司的实体的名称、口号或图像。特别地，运动员识别徽章3002可以设置在后组合能量衰减构件3200上，而识别头盔型号和/或制造商的保护性运动头盔识别徽章3004可以放置在冠能量衰减构件3050上。识别徽章3002还可以包括运动员实际签名的再现。除了增强美学吸引力和合意性之外，识别徽章3002在帮助运动员从一组外观相似的头盔中快速确定他或她的头盔方面是有用的。
前能量衰减构件3010、冠能量衰减构件3050、左右能量衰减构件3100a、b、左右颚能量衰减构件3150a、b以及后组合能量衰减构件3200的形状、结构设计和材料成分将在下面更详细地讨论。然而，至少应该理解，当与能量衰减组件3000内的其他构件相比时，包含在能量衰减组件3000内的每个构件可以具有不同的撞击响应。事实上，当相互比较时，即使同一构件内的不同区域也可能具有不同的撞击响应。设计者可以利用这些不同的撞击响应来调整能量衰减组件3000以及头盔1000如何响应撞击力。如下文更详细讨论，这些不同的撞击响应可以通过改变能量衰减组件3000的结构构成和/或化学成分来获得。
虽然下面将提供额外细节，但常备能量衰减组件3000的示例性实施例包含至少九个不同构件区域。构件区域在能量衰减组件2000中划分如下：(i)前能量衰减构件3010内的两个区域，(ii)冠能量衰减构件3050内的一个区域，(iii)左右能量衰减构件3100A、B内的两个区域，(iv)左右鄂能量衰减构件3150A、B内的两个区域，以及(v)后组合能量衰减构件3200内的两个区域。定制能量衰减组件3000的示例性实施例还包括至少六种不同基于支柱的晶格单元类型。例如，前能量衰减构件2010晶格单元类型不同于包含在冠能量衰减构件3050内的晶格单元类型。此外，定制能量衰减组件2000的示例性实施例包括多个不同晶格密度。通过视觉比较冠能量衰减构件2050和后能量衰减构件2200可以看出这些差异。应当理解，在不同实施例中，能量衰减组件2000可以具有不同数量的构件区域、晶格单元类型和晶格密度值。例如，能量衰减组件2000可以具有：(i)1至X个不同晶格单元类型，其中X是包含在组件2000内的晶格单元数量，(ii)1至Y个不同晶格构件厚度，其中Y是包含在组件2000内的晶格单元数量，(iii)1至Z个不同晶格密度，其中Z是包含在组件2000内的晶格单元数量，以及(iv)1至U个不同构件区域，其中U是包含在组件2000内的晶格单元数量。在一示例性实施例中，前能量衰减构件的晶格密度可以在3至17磅/立方英尺之间，并且优选在4至9磅/立方英尺之间。
如图67-68C所示，前能量衰减构件3010具有对应于壳体1012的内表面1017和悬臂段1044的曲率的曲线构造。前能量衰减构件3010还具有：(i)凹陷中心区域3421，其有助于冠能量衰减构件3050的接合，以及(ii)周边凹陷3422，其有助于能量衰减构件3010与左右能量衰减构件3100a、b的接合。当运动员佩戴头盔1000时，前能量衰减构件3010接合运动员的额骨或前额，同时在运动员的太阳穴区域之间横向延伸，并从运动员的眉线竖直延伸穿过运动员的前额。前能量衰减构件3010还包括用于将能量衰减构件3010固定或联接到内壳体表面1017的装置3006，比如
或卡扣连接器。如图68A所示，前能量衰减构件3010还包括允许标记3012的表面或面板，比如头盔1000的制造商、团体名称、运动员姓名和/或构件制造的年月。此外，前能量衰减构件3010包括允许跟踪装置3014的表面或面板，比如条形码或QR码。在其他实施例中，跟踪装置3014可以是RFID芯片或其他电子芯片，其可以从头盔外部扫描并用于跟踪目的。
前能量衰减构件3010包括两个不同区域，即装配区域和能量管理区域。这两个区域都包括基于支柱的晶格；然而，这些基于支柱的晶格彼此不同。从上面公开中，应该理解，结构构成(例如晶格单元类型、每个晶格单元类型的几何形状、晶格密度、晶格角度)和化学成分可以根据前能量衰减构件3010是否设计用于以下而变化：(i)所有运动员群体，(ii)特定位置(例如内线球员)，(iii)特定比赛水平(例如NCAA运动员)，或者(iv)位置和比赛水平设计(例如大学四分卫)。例如，图40示出了前能量衰减构件3010的不同可能设计，其中一种设计可以用于青年前锋，而另一种设计用于大学角后卫。
如图67-73所示，每个构件3010、3050、3100、3150、3200具有外部封闭皮肤3202，其产生基本光滑表面。当晶格单元接近构件3010、3050、3100、3150、3200的内表面时，构件3200的侧面上的晶格单元混合到皮肤3202中。该皮肤3202产生基本光滑表面，这有助于防止晶格单元将其图案印在运动员的头上。此外，当向构件3200施加力时，该皮肤3202不阻碍晶格单元的压缩。在一实施例中，皮肤3202可以具有大于0.1mm的厚度；然而，应该理解，该皮肤3202的厚度可以改变。此外，像构件的其他部件一样，该皮肤3202的厚度可以改变构件3200的机械特性(例如撞击吸收)。应当理解，在一些实施例中，皮肤3202可以在构件3200的外部和/或可移除。还应当理解，皮肤3202可以围绕构件3200的侧面区域延伸，或者可以完全包住构件3200(例如当晶格单元位于皮肤3202内时，构件在构件3010、3050、3100、3150、3200的所有侧面的外侧具有基本光滑表面)。
如图67和70A-70B所示，左右能量衰减构件3100a、b具有对应于侧壳部1024的范围的内表面1017的曲率的曲线构造。左右能量衰减构件3100a、b还具有：(i)第一周边凹部3424，其有助于能量衰减构件3100a、b与前能量衰减构件3010的接合，(ii)第二周边凹部3426，其有助于能量衰减构件3100a、b与左右鄂能量衰减构件3150a、b的接合，以及(iii)第三周边凹部3428，其有助于能量衰减构件3100a、b与后组合能量衰减构件3200的接合。像前能量衰减构件3010一样，左右能量衰减构件3100a、b还包括：(i)用于将构件3150a、3150b固定或联接到内壳体表面1017的装置3006，比如
或卡扣连接器，(ii)标记3012，以及(iii)跟踪装置3014。
左右能量衰减构件3100a、b包括两个不同区域，即装配区域和能量管理区域。这两个区域都包括基于支柱的晶格；然而，这些基于支柱的晶格彼此不同。此外，左右能量衰减构件3100a、b在它们的结构构成和化学成分方面具有与上面结合图68A-68C和前能量衰减构件3010所讨论的相同的柔性。换句话说，结合前能量衰减构件3010讨论的结构构成和化学成分的组合以相等的力施加到左右能量衰减构件3100a、b。在一示例性实施例中，左右能量衰减构件3100a、b的晶格密度可以在3至7磅每立方英尺的范围内。应当理解，左右能量衰减构件3100a、b的结构构成和/或化学成分可以不同于：(i)能量衰减组件3000内的所有其他构件，(ii)能量衰减组件3000内的一定百分比的构件，或者(iii)不是能量衰减组件3000内的任何构件。在一实施例中，左右能量衰减构件3100a、b可以具有比冠能量衰减构件3050更密的晶格。
如图67和71A-71D所示，左右鄂能量衰减构件3150a、b具有对应于壳体1012的耳翼1026部分的范围的内表面1017的曲率的曲线构造。左右鄂能量衰减构件3150a、b构造成与左右能量衰减构件3100a、b接合。与前能量衰减构件3010类似，左右鄂能量衰减构件3150a、b还包括：(i)用于将能量衰减构件3150a、b固定或联接到内壳体表面1017的装置3006，比如
或卡扣连接器，(ii)标记3012，以及(iii)跟踪装置3014。左右鄂能量衰减构件3150a、b包括两个不同区域，即装配区域和能量管理区域。这两个区域都包括基于支柱的晶格；然而，这些基于支柱的晶格彼此不同。像前能量衰减构件3010一样，左右鄂能量衰减构件3150a、b在它们的结构构成和化学成分方面具有与上面结合前能量衰减构件3010所讨论的相同的柔性。换句话说，结合前能量衰减构件3010讨论的结构构成和化学成分的组合以相等的力施加到左右颚能量衰减构件3150a、b。在一示例性实施例中，左右颚能量衰减构件3150a、b的晶格密度可以在3至7磅每立方英尺的范围内。应当理解，左/右构件的结构构成和/或化学成分可以不同于：(i)能量衰减组件3000内的所有其他构件，(ii)能量衰减组件3000内的一定百分比的构件，或者(iii)不是能量衰减组件3000内的任何构件。在一实施例中，左右鄂能量衰减构件3150a、b可以具有比前能量衰减构件3010更少的晶格。
如图67和72A-73所示，后组合能量衰减构件3200具有对应于壳体1012后部的范围的内表面1017的曲率的曲线构造。后组合能量衰减构件3200配置成与左右能量衰减构件3100a、b以及冠能量衰减构件3050接合。类似于前能量衰减构件3010，后组合能量衰减构件3200还包括：(i)用于将能量衰减构件3200固定或联接到内壳体表面1017的装置3006，比如
或卡扣连接器，(ii)标记3012，以及(iii)跟踪装置3014。像前能量衰减构件3010一样，后组合能量衰减构件3200在它们的结构构成和化学成分方面具有与前面结合前能量衰减构件3010所讨论的相同的柔性。
该组合构件3200实际上不能使用美国专利申请序列号15/655490中描述的模制过程来完成，因为构件的机械性能(例如力的吸收)不能被改变到足以优化构件与壳体1012结合时如何对撞击力作出反应。然而，增材制造技术允许产生具有机械性能(例如力的吸收)差异极大的区域的构件。例如，组合构件3200可包括：(i)一种类型的聚氨酯和第二种类型的聚氨酯的一致成分，(ii)具有第一晶格单元类型和第一密度的第一区域3210，(iii)具有第一晶格单元类型和第二密度的第二区域3212，(iv)具有第二晶格单元类型和第三密度的第三区域3214，以及(v)具有第三晶格单元类型和第四密度的第四区域3216。即使该组合构件3200的化学成分是基本均匀的，每个区域(例如第一、第二、第三和第四区域)的机械性能部分地由于每个区域内包含的不同晶格变量而不同。例如，在第三或第四区域触底之前，压缩力将完全压缩或触底第一区域。同样，在第三区域触底之前，压缩力将完全压缩或触底第四区域。
图74A-75C公开了后组合构件3300的另一实施例。特别地，后组合构件3300的该实施例包括两个区域，其中第一区域是3310，第二区域是3320。第一区域3310由装配区域构成。与该区域相关的压缩信息示出在图74B-74C中，其提供了构件2010被压缩的百分比示出在X轴上，将构件2010压缩到该程度所需的压力(psi)示出在Y轴上。第二区域3320包括能量管理区域。与该区域相关的压缩信息示出在图75B-74C中，其提供了构件2010被压缩的百分比示出在X轴上，将构件2010压缩到该程度所需的压力(psi)示出在Y轴上。将第一区域与第二区域进行比较，可以看出在80％的压缩水平下，第一区域需要约40psi，第二区域需要约200psi。这约是这些区域之间的五倍差异。关于这些区域的压缩的附加信息在本文包含的图中公开。
L.保护性娱乐运动头盔的示例性实施例
图76是基于运动员简档120.99、220.99、320.99为运动员选择的头盔5000的图像。具体地，示例性保护性娱乐运动头盔可以设计成供骑车人使用。在该示例性实施例中，头盔5000包括壳体5100、下巴带组件5400和能量衰减组件6000、7000。与上述保护性接触运动头盔1000不同，这种保护性娱乐运动头盔5000不设计成在随时间承受多次撞击后使用。相反，包括壳体1012的保护性娱乐运动头盔5000设计成在接收到单次可感知的撞击之后并且在接收到多次撞击之前被丢弃。由于此功能，该保护性娱乐运动头盔5000的壳体5100比保护性接触运动头盔1000的壳体5100薄，并且在一些实施例中，壳体5100可以具有标称厚度，使得壳体5100是装饰性的。示例性壳体5100公开在2018年1月25日提交的题为“包括分段壳体的头盔”的美国专利申请序列号15/880475、2016年8月16日提交的题为“具有内部通风***的保护性自行车头盔”的美国专利申请序列号15/238507和2016年12月30日提交的题为“包括集成旋转撞击衰减和装配***的头盔”的美国专利申请序列号15/395232中，它们的公开内容全部通过引用结合于此。在替代实施例中，可以省略壳体5100，取而代之的是，外表面可以整体形成为能量衰减组件6000、7000的一部分，以起到壳体5100的作用。
用于保护性娱乐运动头盔5000的能量衰减组件6000、7000可以使用与结合上面讨论的用于保护性接触运动头盔1000的能量衰减组件2000、3000的设计、开发和制造相同的方法来设计和配置。因此，保护性娱乐运动头盔5000可以设计和制造用于以下活动并满足由管理机构颁布的伴随的安全规定：滑雪、单板滑雪、赛车运动、摩托车运动、爬山或自行车运动。
M.工业应用
如在数据处理和通信领域中已知的，通用计算机通常包括中央处理器或其他处理设备、内部通信总线、用于代码和数据存储的各种类型的存储器或存储介质(RAM、ROM、EEPROM、高速缓冲存储器、磁盘驱动器等)以及用于通信目的的一个或多个网络接口卡或端口。软件功能涉及编程，包括可执行代码以及相关的存储数据。软件代码可由通用计算机执行。在操作中，代码存储在通用计算机平台中。然而，在其他时候，软件可以存储在其他位置和/或被运输以装载到适当的通用计算机***中。
例如，服务器包括用于分组数据通信的数据通信接口。服务器还包括用于执行程序指令的一个或多个处理器形式的中央处理器。服务器平台通常包括内部通信总线、用于由服务器处理和/或通信的各种数据文件的程序存储器和数据存储器，尽管服务器经常通过网络通信接收程序和数据。这种服务器的硬件元件、操作***和编程语言本质上是常规的，并且假定本领域的技术人员对此足够熟悉。服务器功能可以在许多类似的平台上以分布式方式实现，以分配处理负载。
因此，上面概述的公开的方法和***的方面可以在编程中体现。该技术的程序方面可被认为是“产品”或“制造品”，通常以可执行代码和/或相关数据的形式，其被承载或包含在一种类型的机器可读介质中。“存储”类型介质包括计算机、处理器等的任何或所有有形存储器或其相关模块，比如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等，它们可以在任何时候为软件编程提供非暂时性存储。软件的全部或部分有时可以通过互联网或各种其他电信网络进行通信。因此，可以承载软件元素的另一种类型的介质包括光、电和电磁波，比如通过有线和光学陆线网络以及各种空中链路在本地设备之间的物理接口上使用的。承载这种波的物理元件比如有线或无线链路、光链路等也可以被认为是承载软件的介质。如本文所用，除非限于非暂时性的、有形的“存储”介质，否则诸如计算机或机器“可读介质”之类的术语指的是参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。
机器可读介质可以采取多种形式，包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括例如光盘或磁盘，诸如任何计算机等中的任何存储设备，比如可用于实现所公开的方法和***。易失性存储介质包括动态存储器，比如这种计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括构成计算机***内的总线的导线。载波传输介质可以采取电信号或电磁信号的形式，或者声波或光波的形式，比如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的那些。因此，计算机可读介质的常见形式包括例如：闪盘、软盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、具有孔图案的任何其他物理存储介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或盒式磁带、传输数据或指令的载波、传输这种载波的电缆或链路、或者计算机可以从中读取编程代码和/或数据的任何其他介质。这些形式的计算机可读介质中的许多可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器以供执行。
应当理解，本发明不限于所示出和描述的结构、操作、确切材料或实施例的确切细节，因为明显的修改和等同物对于本领域技术人员来说是显而易见的。虽然已经示出和描述了具体实施例，但在不明显脱离本发明的精神的情况下，可以想到许多修改，并且保护范围仅由所附权利要求的范围限定。
Claims (28)
1.一种娱乐运动头盔，包括：
一件式外壳体，包括：
限定壳体的上部区域的冠部；
从冠部大致向前和向下延伸的前部；
从冠部大致向后和向下延伸的后部；
从冠部大致向下和侧向延伸的左侧部和右侧部；
下巴带组件，其可释放地将头盔固定到佩戴者；以及
能量衰减组件，其位于壳体内，并包括至少一个能量衰减构件，该能量衰减构件包括(i)具有第一晶格单元类型的第一构件区域和(ii)具有第二晶格单元类型的第二构件区域。
2.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述第一构件区域由第一晶格单元类型、第一晶格密度或第一晶格构件厚度构成。
3.根据权利要求2所述的娱乐运动头盔，其中，所述第二构件区域由第二晶格单元类型、第二晶格密度或第二晶格构件厚度构成。
4.根据权利要求3所述的娱乐运动头盔，其中，所述第一晶格密度大于所述第二晶格密度。
5.根据权利要求3所述的娱乐运动头盔，其中，所述第一晶格构件厚度小于所述第二晶格构件厚度。
6.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述第一构件区域由第一化学成分形成，所述第二区域由第二化学成分形成。
7.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减构件包括皮肤，当所述头盔被运动员佩戴时，所述皮肤位于所述第一和第二构件区域与运动员头部之间。
8.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减组件的能量衰减构件包含1至X个不同的主晶格单元类型，其中X是包含在能量衰减构件内的晶格单元数量。
9.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减组件的能量衰减构件包含1至Y个不同的晶格构件厚度，其中Y是包含在能量衰减构件内的晶格构件数量。
10.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减组件的能量衰减构件包含1至Z个不同的晶格密度，其中Z是包含在能量衰减构件内的晶格单元数量。
11.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减组件的能量衰减构件包含1至W个不同的化学成分，其中W是包含在能量衰减构件内的晶格单元数量。
12.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减构件的第一构件区域具有与能量衰减构件的第二构件区域不同的机械响应。
13.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减组件内的能量衰减构件具有与包含在能量衰减组件内的其他能量衰减构件不同的结构构成。
14.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减组件内的能量衰减构件中的第一构件区域具有与包含在能量衰减组件内的其他能量衰减构件不同的结构构成。
15.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减组件内的能量衰减构件的结构构成在能量衰减构件的至少大部分上变化。
16.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减组件使用增材制造过程制造。
17.根据权利要求16所述的娱乐运动头盔，其中，用于制造所述能量衰减组件的增材制造过程是VAT光聚合类型的增材制造。
18.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述第一构件区域是装配区域，所述第二构件区域是能量吸收区域。
19.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述第一构件区域具有第一压缩曲线，所述第二构件区域具有第二压缩曲线，其中第一压缩曲线不同于第二压缩曲线。
20.根据权利要求19所述的娱乐运动头盔，其中，所述第一和第二压缩曲线由以下中的任何一个确定：(i)历史知识；(ii)通过将传感器放置在头型中并使用以下测试头盔而收集的数据：(A)线性撞击器，(B)跌落测试仪，(C)摆锤测试仪，或(D)其他类似类型的头盔测试设备；(iii)通过将传感器放置在头型和能量衰减组件之间而收集的数据；(iv)通过将传感器放置在能量衰减组件和头盔壳体之间而收集的数据；(v)通过将传感器放置在壳体的外部表面上而收集的数据；(vi)头盔标准；(vii)从使用头盔、面罩或衰减组件的数学模型(例如有限元分析或神经网络)的软件程序收集的数据；或(viii)HIE数据。
21.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述能量衰减组件包括内表面，其具有与从头部扫描导出的修改表面基本匹配的形貌。
22.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述修改表面通过以下从头部扫描导出：(i)从头部扫描生成具有外表面的模型，以及(ii)将所述模型的外表面向内移动预定距离。
23.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述壳体和能量衰减组件配置成确保所述头盔满足滑雪规定。
24.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述壳体和能量衰减组件配置成确保所述头盔满足单板滑雪规定。
25.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述壳体和能量衰减组件配置成确保所述头盔满足赛车运动规定。
26.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述壳体和能量衰减组件配置成确保所述头盔满足摩托车驾驶者规定。
27.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述壳体和能量衰减组件配置成确保所述头盔满足爬山规定。
28.根据权利要求1所述的娱乐运动头盔，其中，所述壳体和能量衰减组件配置成确保所述头盔满足骑车规定。
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