CN105403106B - 鳞甲式防刺芯片及用其制成的防刺装备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种鳞甲式防刺芯片及用其制成的防刺装备，利用所述鳞甲式防刺芯片制成的防刺装备如防刺服能够克服现有防护装备整体偏重，透气性差，防护层结构复杂，生产工艺繁琐，成本高的问题。基于仿生学原理，借鉴鳄鱼的鳞甲，设计防刺芯片结构，包含“金字塔”和截面为扇形的柱状构件。“金字塔”有序排列，四条侧边进行圆角处理，相邻“金字塔”间添加柱状构件，“金字塔”的底面边长和倾角角度存在多种变化。本发明所述的防刺芯片结构能够很好地分散刀具等锐器的穿刺、切割作用，能够抵御刺入角0°时24J的重锤冲击，拥有良好的防刺性能。同时，本发明所诉的防刺芯片结构面密度小于7.5kg/m2，装备于防刺服中能极大地降低现有防刺服的重量。
Description
技术领域
本发明涉及防刺芯片技术领域，具体涉及一种鳞甲式防刺芯片及用其制成的防刺装备。
背景技术
在中国，虽然枪械的使用受到严格控制，可是来自匕首、刺刀等锐器的威胁却无处不在，特别是近几年来，国内暴力恐怖事件明显增多，且大部分为刀具砍杀事件。由于防弹衣并不能很好地防刺，因此，为高危职业人群提供阻碍锐器刺伤的防刺服越来越受到政府和公众的关注。近年来，国内防刺服的需求总量稳定增长，防刺服的使用不再局限于军队，警察等国家政府人员，安保人员、新闻记者以及暴力事件频发区域的普通人员等都可能需要配备防刺服。
防刺服分硬质，半硬质，软质三种，对应的防刺芯片结构大体上分别为：金属材料(搭接、插板等)、金属与高性能纤维材料的复合、多层高性能纤维材料的叠合。现有防刺服的整体质量一般在3.5kg左右。金属材料制作而成的硬质防刺服虽然防刺性能优越，但其重量和刚性对人体活动有较大影响且舒适性差，搭接和插板等工艺要求高，加工成本高；多层高性能纤维材料叠加的软质防刺服，往往达到四五十层，厚度偏厚，穿着也不灵活，湿热传递性能差，容易使人产生生理疲劳，严重时可能产生中暑，体温过高等危险；金属与高性能纤维材料复合的半硬质防刺服，能提高舒适性和灵活性，但是制作工艺复杂，生产效率低，成本偏高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种鳞甲式防刺芯片及用其制成的防刺装备，利用所述鳞甲式防刺芯片制成的防刺装备如防刺服能够克服现有防护装备整体偏重，舒适性、灵活性以及透气性差，防护层结构复杂，生产工艺繁琐，成本高的问题。
为此目的，本发明提出一种鳞甲式防刺芯片，所述芯片使用机械制图软件绘制，采用尼龙材料，通过3D打印技术一次制造成型，包括：
实体、截面为扇形的柱状构件、呈方阵排列的第一构件和呈方阵排列的第二构件；其中，
所述呈方阵排列的第一构件为第一结构，所述实体为第二结构，所述呈方阵排列的第二构件为第三结构，所述第一结构、第二结构和第三结构呈上下排列，且紧密接合成一体，所述第二结构位于所述第一结构和第三结构之间，所述第一结构为外侧结构，所述第三结构为内侧结构，所述第一构件为金字塔型结构，所述金字塔型结构的底面为正方形，相邻的两个第一构件的底面拼接成长方形，每两个相邻的第一构件之间固定有一个柱状构件，每一个柱状构件贴合在相应的第一构件的侧面上，所述金字塔型结构的侧边经等半径圆角处理，所述第二构件是底面为正方形的四棱锥，所述四棱锥的底面与所述实体贴合。
本发明实施例所述的鳞甲式防刺芯片及用其制成的防刺装备，所涉及的鳞甲式防刺芯片基于仿生学原理，借鉴鳄鱼的鳞甲，能够很好地分散刀具等锐器的穿刺、切割作用，具有较好的防刺效果，且结构简单；使用机械设计软件设计，并利用3D打印技术，生产工艺简单，缩短了生产周期；将尼龙材料应用在防刺功能上，具有较好的灵活性及透气性，成本较低，因而应用于防刺装备，能够克服现有防护装备整体偏重，舒适性、灵活性以及透气性差，防护层结构复杂，生产工艺繁琐，成本高的问题。
附图说明
图1为本发明一种鳞甲式防刺芯片以金字塔型结构为主结构的前视图；
图2为图1中的鳞甲式防刺芯片的上视图；
图3为图1中的鳞甲式防刺芯片的上下二等角轴测图；
图4为图1中的鳞甲式防刺芯片的左视图；
图5为本发明一种鳞甲式防刺芯片以第二构件为主结构的结构示意图；
图6为图5中的鳞甲式防刺芯片的上视图；
图7为图5中的鳞甲式防刺芯片的上下二等角轴测图；
图8为图5中的鳞甲式防刺芯片的左视图；
图9为图2中的鳞甲式防刺芯片的剖视图；
图10为本发明一种鳞甲式防刺芯片部分结构的剖视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参看图1至图9，本实施例公开一种鳞甲式防刺芯片，所述芯片使用机械制图软件(可以为SOLIDWORKS)绘制，采用尼龙材料，通过3D打印技术一次制造成型，包括：
实体5、截面为扇形的柱状构件3、呈方阵排列的第一构件1和呈方阵排列的第二构件4；其中，
所述呈方阵排列的第一构件1为第一结构，所述实体5为第二结构，所述呈方阵排列的第二构件4为第三结构，所述第一结构、第二结构和第三结构呈上下排列，且紧密接合成一体(为了便于描述鳞甲式防刺芯片，将其分开描述，其实际为单层结构)，所述第二结构位于所述第一结构和第三结构之间，所述第一结构为外侧结构，所述第三结构为内侧结构，所述第一构件1为金字塔型结构，所述金字塔型结构的底面为正方形，相邻的两个第一构件1的底面拼接成长方形，每两个相邻的第一构件1之间固定有一个柱状构件3，每一个柱状构件3贴合在相应的第一构件1的侧面上，所述金字塔型结构的侧边经等半径圆角处理，所述第二构件4是底面为正方形的四棱锥，所述四棱锥的底面与所述实体5贴合。
图1至图4为以金字塔型结构为主结构的示意图，图1为鳞甲式防刺芯片的前视图，图2为鳞甲式防刺芯片的上视图，图2中2为金字塔型结构的圆角，图3为鳞甲式防刺芯片的上下二等角轴测图，图4为鳞甲式防刺芯片的左视图；图5至图8为以第二构件为主结构的示意图，图5为鳞甲式防刺芯片的前视图，图6为鳞甲式防刺芯片的上视图，图7为鳞甲式防刺芯片的上下二等角轴测图，图8为鳞甲式防刺芯片的左视图；图9为本发明鳞甲式防刺芯片的剖视图。
本发明实施例所述的鳞甲式防刺芯片，所涉及的鳞甲式防刺芯片基于仿生学原理，借鉴鳄鱼的鳞甲，能够很好地分散刀具等锐器的穿刺、切割作用，具有较好的防刺效果，且结构简单；使用机械设计软件设计，并利用3D打印技术，生产工艺简单，缩短了生产周期；将尼龙材料应用在防刺功能上，具有较好的灵活性及透气性，成本较低，因而应用于防刺装备，能够克服现有防护装备整体偏重，舒适性、灵活性以及透气性差，防护层结构复杂，生产工艺繁琐，成本高的问题。
可选地，在本发明鳞甲式防刺芯片的另一实施例中，所述金字塔型结构的侧面倾角为15°-30°。
可选地，在本发明鳞甲式防刺芯片的另一实施例中，所述金字塔型结构的底面边长为5mm，所述圆角半径为1.25mm。
本发明实施例中，实体竖直方向厚度可以为7.0mm，金字塔型结构的底面为边长可以为5mm×5mm的正方形，斜面倾角为25°，四条侧边圆角可以均采用1.25mm等半径圆角，截面为扇形的柱状构件的半径可以为0.5mm。
可选地，在本发明鳞甲式防刺芯片的另一实施例中，所述金字塔型结构的底面边长为20mm，所述圆角半径为5mm。
如图10所示为本发明鳞甲式防刺芯片部分结构的剖视图，图中半圆形的半径R为1.3mm，半圆形直径与金字塔型结构的底边的距离为0.5mm，则截面为扇形的柱状构件的半径为0.8mm。
本发明实施例中，实体竖直方向厚度可以为7.0mm，金字塔型结构的底面可以为边长为20mm×20mm的正方形，斜面倾角可以为30°，四条侧边圆角可以均采用5mm等半径圆角，截面为扇形的柱状构件的半径可以为0.8mm。
可选地，在本发明鳞甲式防刺芯片的另一实施例中，所述扇形的半径为0.5-1mm。
可选地，在本发明鳞甲式防刺芯片的另一实施例中，所述实体垂直方向的厚度为6.8mm-7.6mm。
可选地，在本发明鳞甲式防刺芯片的另一实施例中，所述3D打印技术为激光烧结。
可选地，在本发明鳞甲式防刺芯片的另一实施例中，所述尼龙材料为尼龙PA3200(面密度小于7.5kg/m2)。
可选地，在本发明鳞甲式防刺芯片的另一实施例中，所述四棱锥为空心四棱锥。
本发明所述的防刺芯片尼龙材料为尼龙PA3200，通过3D打印技术将鳞甲式防刺芯片打印成型后，面密度小于7.3kg/m2。按照GA68-2008标准防护面积0.3m2计算，防刺芯片重量小于2.2Kg，具有很大优势。
本发明能够满足刺入角0°时，24J的重锤冲击作用。
本实施例公开一种防刺装备，该装备采用前述实施例任一项所述的鳞甲式防刺芯片制成。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种鳞甲式防刺芯片，其特征在于，所述芯片使用机械制图软件绘制，采用尼龙材料，通过3D打印技术一次制造成型，包括：
实体、截面为扇形的柱状构件、呈方阵排列的第一构件和呈方阵排列的第二构件；其中，
所述呈方阵排列的第一构件为第一结构，所述实体为第二结构，所述呈方阵排列的第二构件为第三结构，所述第一结构、第二结构和第三结构呈上下排列，且紧密接合成一体，所述第二结构位于所述第一结构和第三结构之间，所述第一结构为外侧结构，所述第三结构为内侧结构，所述第一构件为金字塔型结构，所述金字塔型结构的底面为正方形，相邻的两个第一构件的底面拼接成长方形，每两个相邻的第一构件之间固定有一个柱状构件，每一个柱状构件贴合在相应的第一构件的侧面上，所述金字塔型结构的侧边经等半径圆角处理，所述第二构件是底面为正方形的四棱锥，所述四棱锥的底面与所述实体贴合。
2.根据权利要求1所述的鳞甲式防刺芯片，其特征在于，所述金字塔型结构的侧面倾角为15°-30°。
3.根据权利要求1所述的鳞甲式防刺芯片，其特征在于，所述金字塔型结构的底面边长为5mm，所述圆角半径为1.25mm。
4.根据权利要求1所述的鳞甲式防刺芯片，其特征在于，所述金字塔型结构的底面边长为20mm，所述圆角半径为5mm。
5.根据权利要求1所述的鳞甲式防刺芯片，其特征在于，所述扇形的半径为0.5-1mm。
6.根据权利要求1所述的鳞甲式防刺芯片，其特征在于，所述实体垂直方向的厚度为6.8mm-7.6mm。
7.根据权利要求1所述的鳞甲式防刺芯片，其特征在于，所述3D打印技术为激光烧结。
8.根据权利要求1所述的鳞甲式防刺芯片，其特征在于，所述尼龙材料为尼龙PA3200。
9.根据权利要求1所述的鳞甲式防刺芯片，其特征在于，所述四棱锥为空心四棱锥。
10.一种防刺装备，其特征在于，该装备采用权利要求1至8任一项所述的鳞甲式防刺芯片制成。
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