仿生柔性防护装备制造技术

本发明专利技术公开了一种仿生柔性防护装备，它包括防弹纤维布，防弹纤维口袋，缝合在所述防弹纤维口袋内的复合鳞片，所述防弹纤维口袋内的复合鳞片通过所述防弹纤维口袋逐排交错叠加的缝制在上下两层所述防弹纤维布之间，所述复合鳞片逐排交错叠加时具有一定的倾斜角度；采用上述结构，实现了可以有效抵挡高速子弹或爆炸碎片的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种仿生柔性防护装备。
技术介绍
冷战结束后，传统的大规模、高强度战场攻防作战相对减少。但是应地域争端、反恐、维和需求，持久的小规模作战无法避免。由于时间持久，士兵遭受步兵轻武器弹丸及破片袭击的风险日益增大，其危险性有时甚至要高于大规模战场军事行动，美国在伊拉克主要军事行动结束后，士兵遭受袭击导致的伤亡人数要大大高于主要战争行动期间，无疑就说明了这一点。为了保护士兵生命安全，维持部队士气与战斗力和保证行动成功，制备具有多功能的单兵弹道防护装备尤为重要。 对于单兵防弹衣，不仅需要具备防弹、防破片、防刺、防火、抗冲击得能力，还需避免防弹衣发生较大变形而导致非贯穿损伤，保证柔性也是提高士兵机动性的重要因素。目前的单兵防护装备主要可分为三类：软质防护装备，硬质防护装备以及复合防护装备。硬质防护装备主要用特种钢、铝合金等金属作防弹材料，这类防护装备尽管可以有效抵挡子弹，但着装笨重，不舒适，而且采用硬质陶瓷，将会产生大量碎片，可能产出二次伤害；软质防护装备，轻巧隐蔽，适体性好，但被子弹击中后变形大，易产生非贯穿性损伤，且对刀具的穿刺不能起到有效防护作用。第三种复合防护装备是当今各国主要研制的方向，即利用变形模量大的硬质钢板、陶瓷和软质、舒适度更好地纤维织物组合，但目前的复合防护装备多为整块防弹插板，不符合人体设计，即不便于行动作战，而且无法应用四肢防护。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种有效抵挡高速子弹或爆炸碎片的仿生柔性防护装备。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是一种仿生柔性防护装备，其特征在于：它包括防弹纤维布，防弹纤维口袋，缝合在所述防弹纤维口袋内的复合鳞片，所述防弹纤维口袋内的复合鳞片通过所述防弹纤维口袋逐排交错叠加的缝制在上下两层所述防弹纤维布之间，所述复合鳞片逐排交错叠加时具有一定的倾斜角度。优选为本专利技术的技术方案还可以是所述复合鳞片为内外两层结构，所述复合鳞片外层为高性能陶瓷层或轻型防弹性能合金层，所述复合鳞片内层为高性能防弹纤维层，所述复合鳞片外层和复合鳞片内层通过粘稠性较大的防弹胶粘结，所述复合鳞片的外壁上涂覆有防弹胶。优选为本专利技术的技术方案还可以是所述复合鳞片为双向拱起的圆饼，复合鳞片外层与复合鳞片内层厚度比为3：2，所述复合鳞片圆饼的直径为50-52 mm，中间厚度为6.2-6.6 mm，两侧厚度为3.3-3.5 mm，复合鳞片外层中所述高性能陶瓷层为碳化硅(SiC)层或者碳化硼(B4C)层，所述轻型防弹性能合金层为钛合金层，复合鳞片内层中所述高性能防弹纤维层为设置在最内层的高分子量聚乙烯无纺布和设置在所述高分子量聚乙烯无纺布外层的凯夫拉纤维织物，所述高分子量聚乙烯无纺布的厚度为4 mm，所述高分子量聚乙烯无纺布与凯夫拉纤维织物的厚度为5 mm。优选为本专利技术的技术方案还可以是每个所述复合鳞片与周边六个复合鳞片交错叠加，六个所述复合鳞片覆盖中心位置的复合鳞片的覆盖率为0.34％，所述复合鳞片相互叠加时的倾斜角度为15?。本专利技术的有益效果是该仿生柔性防护装备，它包括防弹纤维布，防弹纤维口袋，缝合在所述防弹纤维口袋内的复合鳞片，所述防弹纤维口袋内的复合鳞片通过所述防弹纤维口袋逐排交错叠加的缝制在上下两层所述防弹纤维布之间，所述复合鳞片逐排交错叠加时具有一定的倾斜角度；采用尺寸相同的复合鳞片进行叠加设计，复合鳞片根据防护等级设计为两层或三层，外面一层（或两层）采用硬度高的高性能防弹陶瓷或轻型防弹合金，最里层则采用柔性高性能防弹纤维布(织物)，复合鳞片内外层用粘稠性较大的防弹胶进行粘结，复合鳞片侧面也涂有一层防弹胶，以防止陶瓷破裂后产生分散的碎片，然后将复合鳞片缝合在防弹纤维口袋中，并按鱼鳞覆盖方式逐排交错叠加，最后将其缝制到上下两层防弹纤维布（织物）之间，保证复合鳞片之间力的有效传递；由于防弹纤维布（织物）具有很好的变形能力，同时复合鳞片之间可以局部移动，保证整个防护装备可以灵活变形。另外复合鳞片具有一定厚度，因此复合鳞片相互叠加时，复合鳞片会有一定倾斜，当子弹打到倾斜的复合鳞片上，将发生偏转；这样，本专利技术与现有防护装备相比，不仅克服传统刚性防护装备的笨重和柔性防护装备变形大、不耐切割等缺点，而且创新性地改变了传统防护装备中防弹片的单一结构。借鉴自然界鱼鳞片的多级耗能机理，采用了更为有效的分层结构，即外层为硬质陶瓷，内层为轻质防弹纤维布（织物），再以复合鳞片式的周期排列叠加、缝合在上下两层防弹纤维布（织物）中。该设计不仅兼具轻质、适体、耐切割、变形小、无二次碎片伤害的优点，而且复合鳞片状防弹片的叠加方式给予了更大的灵活性、更多样化的组合覆盖形式，保证了良好的变形协调和灵活性。同时，复合鳞片状防弹片呈一定角度倾斜，可有效减小弹体的正面冲击，复合鳞片的相互叠错也可使冲击能量传递到相邻复合鳞片，从而减小由于应力集中造成的冲击破坏；从而实现了可以有效抵挡高速子弹或爆炸碎片的效果。附图说明图1防护装备整体结构示意图图2单个复合鳞片结构示意图图3复合鳞片叠加覆盖图；图4复合鳞片叠加侧面图；图1-4中1-防弹纤维布，2-复合鳞片，3-复合鳞片外层，4-复合鳞片内层，5-子弹模型，6-复合鳞片覆盖角?１，7-复合鳞片倾斜角?２。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明：实施例1：下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施例。根据图1-4所示，本专利技术涉及一种仿生柔性防护装备，它包括防弹纤维布1，防弹纤维口袋，缝合在所述防弹纤维口袋内的复合鳞片2，所述防弹纤维口袋内的复合鳞片2通过所述防弹纤维口袋逐排交错叠加的缝制在上下两层所述防弹纤维布1之间，所述复合鳞片2逐排交错叠加时具有一定的倾斜角度?２７；所述复合鳞片２为双向拱起的圆饼，复合鳞片外层３与复合鳞片内层４厚度比为3：2，所述复合鳞片圆饼的直径为50-52 mm，中间厚度为6.2-6.6 mm，两侧厚度为3.3-3.5 mm，复合鳞片外层３中所述高性能陶瓷层为碳化硅(SiC)层或者碳化硼(B4C)层，所述轻型防弹性能合金层为钛合金层，复合鳞片内层４中所述高性能防弹纤维层为设置在最内层的高分子量聚乙烯无纺布和设置在所述高分子量聚乙烯无纺布外层的凯夫拉纤维织物，所述高分子量聚乙烯无纺布的厚度为4 mm，所述高分子量聚乙烯无纺布与凯夫拉纤维织物的厚度为5 mm；每个所述复合鳞片与周边六个复合鳞片交错叠加，六个所述复合鳞片覆盖中心位置的复合鳞片的覆盖率为0.34％，所述复合鳞片相互叠加时的倾斜角度?２为15?；具体地说：本专利技术提供的防护體系由两部分组成，复合鳞片，鳞片覆盖；复合鳞片采用硬质材料和软质材料按一定厚度比进行设计；对于复合鳞片内外层材料根据防护等级来进行选择；复合鳞片设计为两层，复合鳞片外层与复合鳞片内层厚度比为3：2；为了减少相邻复合鳞片叠加之后产生的缝隙，外层采用双向拱起、硬度高的高性能陶瓷（碳化硅，氧化铝，碳化硼）圆饼，以碳化硅为例，复合鳞片圆饼的直径为50-52 mm，中间厚度为6.2-6.6 mm，两侧厚度为3.3-3.5 mm，优选为复合鳞片圆饼直径为51 mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿生柔性防护装备，其特征在于：它包括防弹纤维布，防弹纤维口袋，缝合在所述防弹纤维口袋内的复合鳞片，所述防弹纤维口袋内的复合鳞片通过所述防弹纤维口袋逐排交错叠加的缝制在上下两层所述防弹纤维布之间，所述复合鳞片逐排交错叠加时具有一定的倾斜角度。

【技术特征摘要】
1. 一种仿生柔性防护装备，其特征在于：它包括防弹纤维布，防弹纤维口袋，缝合在所述防弹纤维口袋内的复合鳞片，所述防弹纤维口袋内的复合鳞片通过所述防弹纤维口袋逐排交错叠加的缝制在上下两层所述防弹纤维布之间，所述复合鳞片逐排交错叠加时具有一定的倾斜角度。
2.根据权利要求1所述的仿生柔性防护装备，其特征在于：所述复合鳞片为内外两层结构，所述复合鳞片外层为高性能陶瓷层或轻型防弹性能合金层，所述复合鳞片内层为高性能防弹纤维层，所述复合鳞片外层和复合鳞片内层通过粘稠性较大的防弹胶粘结，所述复合鳞片的外壁上涂覆有防弹胶。
3.根据权利要求2所述的仿生柔性防护装备，其特征在于：所述复合鳞片为双向拱起的圆饼，复合鳞片外层与复合鳞片内层厚度比为3：2，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱德举，刘洪彬，刘鹏，
申请(专利权)人：山东天意高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37