CN115876035B - 一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，属于防护装备技术领域。本发明包括防护板、柔性外层、握把、金属合页、插销、锁扣、连接杆。利用复合材的高料韧性形成折纸双稳态整体结构。防护板按设定规律排放在柔性外层内部，与所述柔性外层连接形成一个整体，同时通过刚性连接部件施加必要约束；相邻防护板之间均具有作为折缝的缝隙，使所述防护盾牌能够沿所述折缝折叠后收纳；所述插销位于盾牌两折叠单元之间的接缝两端，在盾牌展开时锁定，使整体结构固定。本发明能够实现锁定机构数量减少、体积减小效果同时，将盾牌整体结构稳定性最大化，能够在满足子弹防护要求的同时，解决防护盾牌防护面积小、不便携带和不能多方位防护的问题。

Description

一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌

技术领域

本发明涉及一种单兵手持式防护盾牌，尤其涉及一种折纸双稳态结构折叠式可拼接手持防护盾牌，属于防护装备技术领域。

背景技术

盾牌可用于防御暴徒的石块、棍棒、利器、枪弹或爆炸物的袭击，保护警务人员的人身安全。

目前，国内传统的防弹盾牌一般为手持式或轮式。手持式防弹盾牌只能提供单人防护，且面积较大，非使用状态下不便于携带；轮式防弹盾牌笨重，运输、机动均较为不便。基于上述原因，警务人员在执行任务时，或无法提供协同保护，或无法快速机动，应急响应特殊安全情况。

目前，国内传统的盾牌一般只提供单方向的防弹功能。在实际作战的复杂环境下，执勤人员可能面临来自侧方、上方等多方位安全威胁，对此，传统盾牌需要使用人员旋转身体改变朝向，易顾此失彼。

发明内容

本发明主要目的是提供一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，能够在满足子弹防护要求的同时，解决现有防护盾牌防护面积小、不便携带和不能多方位防护的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，包括防护板、柔性外层、握把、金属合页、插销、锁扣、连接杆。

所述防护板按设定规律排放在柔性外层内部，与所述柔性外层连接形成一个整体，同时通过刚性连接部件施加必要约束；相邻防护板之间均具有作为折缝的缝隙，使所述防护盾牌能够沿所述折缝折叠后收纳。所述刚性连接部件包括合页。

所述防护板采用超高分子量聚乙烯纤维，以高弹性热塑性树脂为基体，采用正交UD结构层压成型，厚度范围为5mm-22mm。柔性外层采用尼龙高强布料作为隔热阻燃和防水层。

盾牌在部分防护板迎弹面设有固定于防护板的细长状接缝防护板，通过接缝防护板对接缝进行防护。对于不便在防护板迎弹面固定安装接缝防护板的接缝，在其背侧使用柔性结构安装非固定接缝防护板。在结构中接缝防护板接缝的交点处，于迎弹面固定安装小型防护板以防护该交点。所有接缝之间采用交错结构拼接，且交错方向与防护板安装位置相反，在接缝某侧形成“凹”字形卡槽。

所述防护板以三块所述硬质防护板为一个折叠单元；所述防护盾牌包括两个所述折叠单元；两个所述折叠单元沿长度方向对称延伸后形成所述防护盾牌。每个折叠单元中的三块所述硬质防护板包括两个相同的直角梯形与一个等腰梯形。三个梯形腰长均相等，且接缝两侧均为等腰梯形的腰与直角梯形的腰。拼接形成的折叠单元以等腰梯形的对称轴为轴，形成轴对称。每个折叠单元间的三块防护板两两之间均采用金属全包边合页进行连接，且保证两块直角梯形防护板折叠与打开方向相同；折叠单元之间，在等腰梯形防护板上底处采用金属合页进行连接，其余两条接缝采用高强柔性结构进行柔性固定。

所述金属合页用于连接盾牌两折叠单元之间的接缝。

所述插销位于盾牌两折叠单元之间的接缝两端，在盾牌展开时锁定，使整体结构固定。

所述锁扣与连接杆安装在盾牌两条长边中点处以及盾牌两条短边每个直角梯形高的中点处，使得两块盾牌能够在水平或垂直方向进行拼接。

盾牌防护板的间隙形成折痕，使防护板能够沿折痕进行折叠。加装在防护板上的锁扣能够在盾牌展开状态下与另一同样处于展开状态的盾牌在水平或垂直方向进行拼接，形成一整块面积更大的盾牌，提供协同防护，满足更多战术需求。同时相互拼接的盾牌通过旋转一定角度，以提供多角度、多方位防护。

所述握把安装于盾牌背弹面，方便使用人员手持该盾牌进行使用。

本发明公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌的工作方法为：

步骤1)，以盾牌折叠情况为第一稳态，以盾牌完全展开状态为第二稳态，盾牌半展开状态为非稳态。

步骤2)，该双稳态结构在盾牌完全展开过程，即非稳态与第二稳态互相切换过程中具有一定阻力。所述切换过程中具有的阻力作用基于盾牌所使用材料韧性高的特点而得以实现。

步骤3)，在盾牌展开状态下，使用机械结构锁定稳态切换关键点，能够阻碍稳态切换，即保证该折叠盾牌在展开状态下受到子弹等冲击时不易坍塌。进而使可拼接折叠盾牌实现锁定机构数量减少、体积减小效果同时，将盾牌整体结构稳定性最大化，保证该折叠盾牌结构在展开状态下受到子弹等冲击时的稳定性。

有益效果：

1、本发明公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，盾牌防护板的间隙形成折痕，使防护板可沿折痕进行折叠，便于携带与运输，满足更多实际需求。

2、本发明公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，加装在防护板上的锁扣与连接杆可在盾牌展开状态下与另一同样处于展开状态的盾牌在水平或垂直方向进行拼接，形成一整块面积更大的盾牌，且相互拼接的盾牌能够旋转一定角度，以提供多角度、多方位防护，更大程度保障作战人员人身安全。

3、本发明公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，盾牌在部分防护板迎弹面设有固定于防护板的细长状接缝防护板，通过接缝防护板对接缝进行防护。对于不便在防护板迎弹面固定安装接缝防护板的接缝，在其背侧使用柔性结构安装非固定接缝防护板。在结构中接缝防护板接缝的交点处，于迎弹面固定安装小型防护板以防护该交点。所有接缝之间采用交错结构拼接，且交错方向与防护板安装位置相反，在接缝某侧形成“凹”字形卡槽。通过上述技术措施提高可拼接折叠盾牌使用状态下的迎弹面全方位防护能力。

4、本发明公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，利用复合材料韧性高的特性形成折纸双稳态整体结构，该结构按设定规律在柔性外层内部排放六块防护板，所述防护板与所述柔性外层连接形成一个整体，同时通过合页等刚性连接部件施加必要约束；所述结构双稳态特性，能够提高结构强度，在尽可能减少锁扣等约束件使用的情况下，保证该折叠盾牌展开状态下受到子弹等冲击时不易坍塌。

附图说明

图1为折叠式盾牌收纳后的示意图；

图2为折叠式盾牌展开后的示意图以及迎弹面折缝处的加强结构示意图；

图3为折叠式防护盾牌背弹面折缝处的加强结构示意图；

图4为盾牌在水平、垂直方向连接效果以及连接装置示意图；

图5为防护板接缝交错结构示意图；

图6为两块等腰梯形防护板连接及固定结构示意图。

其中：1-防护板、2-接缝防护板、3-角点防护板、4-背侧接缝防护板、5-连接杆件、6-锁扣、7-锁扣、8-连接杆件、9-握把、10—按键、11—背侧接缝防护板、12—防护板、13—防护板、14—金属合页、15—插销/锁扣装置。

具体实施方式

为了更好地说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。

实施例1：

本实施例公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，能够在满足子弹防护要求的同时，解决现有防护盾牌防护面积小、不便携带和不能多方位防护的问题。如图1、图2所示，本实施例公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌包括：按设定规律排放在柔性外层内部的六块防护板，所述防护板与所述柔性外层连接形成一个整体，同时通过合页等刚性连接部件施加必要约束；相邻防护板之间均具有缝隙，作为折缝，使所述防护盾牌能够沿所述折缝折叠后收纳。

如图2所示：防护板1以三块所述硬质防护板为一个折叠单元；所述防护盾牌包括两个所述折叠单元；两个所述折叠单元沿长度方向对称延伸后形成所述防护盾牌。具体为：每个折叠单元中的三块所述硬质防护板包括两个相同的直角梯形与一个等腰梯形。三个梯形腰长均相等，且接缝两侧均为等腰梯形的腰与直角梯形的腰。拼接形成的折叠单元以等腰梯形的对称轴为轴，形成轴对称。

实施例2：

如图2、图3所示，本实施例公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，在部分防护板迎弹面有固定于防护板的细长状接缝防护板2对接缝进行防护。对于不便在防护板迎弹面固定安装接缝防护板的接缝，在其背侧使用柔性结构安装非固定背侧接缝防护板4。在结构中接缝防护板接缝的交点处，于迎弹面固定安装小型角点防护板3以防护该角点。

实施例3：

如图3所示：本实施例公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，在盾牌两条长边中点处分别固定安装有锁扣6以及与之配合的连接杆件5，在盾牌两条短边每个直角梯形高的中点处分别固定安装有有锁扣7以及与之配合的连接杆件8，使得两块盾牌可以在水平或垂直方向进行拼接，如图4所示。拼接时只需将杆件压向锁扣即可快速接入，拆卸时按下按键10并将盾牌相互拉开，即可快速解扣。

加装在防护板上的锁扣可在盾牌展开状态下与另一同样处于展开状态的盾牌在水平或垂直方向进行拼接，形成一整块面积更大的盾牌，提供协同防护，满足更多战术需求。同时相互拼接的盾牌可以旋转一定角度，以提供多角度、多方位防护。

如图3所示，盾牌背弹面安装有握把9，方便使用人员手持该盾牌进行使用。

实施例4：

如图5所示，本实施例公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，所有接缝之间采用交错结构拼接。例如，12、13为两块防护板，二者之间形成交错接缝，盾牌展开以后，交错接缝与背侧防护板11配合，可有效防止斜向而来的子弹穿过接缝。

实施例5：

如图6所示，本实施例公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，两折叠单元之间，在等腰梯形防护板上底处采用全包边金属合页14进行连接，该处接缝两端采用插销/锁扣装置15，在盾牌展开时锁定，便可使整体结构固定。

本实施例公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，涉及的关键结构制备安装工艺如下：

防护板采用超高分子量聚乙烯纤维，以高弹性热塑性树脂为基体，采用正交UD结构层压成型，厚度为5mm-22mm不等。

柔性外层采用尼龙高强布料作为隔热阻燃和防水层。

采用水切割机对防护板进行打孔，通过机械连接将合页等金属件安装于其上。

本实施例公开的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，具体实现步骤如下：

步骤1)，以盾牌折叠情况为第一稳态，以盾牌完全展开状态为第二稳态，盾牌半展开状态为非稳态。

步骤2)，该双稳态结构在盾牌完全展开过程，即非稳态与第二稳态互相切换过程中具有一定阻力。该效果基于盾牌所使用材料韧性高的特点而得以实现。

步骤3)，在盾牌展开状态下，使用机械结构锁定稳态切换关键点，可阻碍稳态切换，即保证该折叠盾牌在展开状态下受到子弹等冲击时不易坍塌。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，其特征在于：包括防护板、柔性外层、握把、金属合页、插销、锁扣、连接杆；

所述防护板以三块硬质防护板为一个折叠单元；盾牌包括两个所述折叠单元；两个所述折叠单元沿长度方向对称延伸后形成盾牌；每个折叠单元中的三块所述硬质防护板包括两个相同的直角梯形与一个等腰梯形；三个梯形腰长均相等，且接缝两侧均为等腰梯形的腰与直角梯形的腰；拼接形成的折叠单元以等腰梯形的对称轴为轴，形成轴对称；每个折叠单元间的三块防护板两两之间均采用金属全包边合页进行连接，且保证两块直角梯形防护板折叠与打开方向相同；折叠单元之间，在等腰梯形防护板上底处采用金属合页进行连接，其余两条接缝采用高强柔性结构进行柔性固定；

所述防护板按设定规律排放在柔性外层内部，与所述柔性外层连接形成一个整体，同时通过刚性连接部件施加必要约束；相邻防护板之间均具有作为折缝的缝隙，使盾牌能够沿所述折缝折叠后收纳；所述插销位于盾牌两折叠单元之间的接缝两端，在盾牌展开时锁定，使整体结构固定；

盾牌防护板的间隙形成折痕，使防护板能够沿折痕进行折叠；加装在防护板上的锁扣能够在盾牌展开状态下与另一同样处于展开状态的盾牌在水平或垂直方向进行拼接，形成一整块面积更大的盾牌，提供协同防护，满足更多战术需求；同时相互拼接的盾牌通过旋转一定角度，以提供多角度、多方位防护；

盾牌在部分防护板迎弹面设有固定于防护板的细长状接缝防护板，通过接缝防护板对接缝进行防护；对于不便在防护板迎弹面固定安装接缝防护板的接缝，在其背侧使用柔性结构安装非固定接缝防护板；在结构中接缝防护板接缝的交点处，于迎弹面固定安装小型防护板以防护该交点；所有接缝之间采用交错结构拼接，且交错方向与防护板安装位置相反，在接缝某侧形成“凹”字形卡槽；

所述锁扣与连接杆安装在盾牌两条长边中点处以及盾牌两条短边每个直角梯形高的中点处，使得两块盾牌能够在水平或垂直方向进行拼接；

工作方法为，

步骤1），以盾牌折叠情况为第一稳态，以盾牌完全展开状态为第二稳态，盾牌半展开状态为非稳态；

步骤2），该双稳态结构在盾牌完全展开过程，即非稳态与第二稳态互相切换过程中具有一定阻力；所述切换过程中具有的阻力作用基于盾牌所使用材料韧性高的特点而得以实现；

步骤3），在盾牌展开状态下，使用机械结构锁定稳态切换关键点，能够阻碍稳态切换，即保证该折叠盾牌在展开状态下受到子弹等冲击时不易坍塌；进而使可拼接折叠盾牌实现锁定机构数量减少、体积减小效果同时，将盾牌整体结构稳定性最大化，保证该折叠盾牌结构在展开状态下受到子弹等冲击时的稳定性。

2.如权利要求1所述的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，其特征在于：所述防护板采用超高分子量聚乙烯纤维，以高弹性热塑性树脂为基体，采用正交UD结构层压成型，厚度范围为5mm-22mm；柔性外层采用尼龙高强布料作为隔热阻燃和防水层。

3.如权利要求2所述的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，其特征在于：所述刚性连接部件包括合页；所述金属合页用于连接盾牌两折叠单元之间的接缝。

4.如权利要求1所述的一种折纸双稳态结构手持可拼接折叠盾牌，其特征在于：所述握把安装于盾牌背弹面，方便使用人员手持该盾牌进行使用。