CN106091820B

CN106091820B - 一种基于3d打印的防刺服

Info

Publication number: CN106091820B
Application number: CN201610609358.3A
Authority: CN
Inventors: 袁梦琦; 钱新明; 蒋锦辉; 纪庭超; 宫政
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2018-04-03
Anticipated expiration: 2036-07-28
Also published as: CN106091820A

Abstract

本发明涉及防护工具技术领域，公开了一种基于3D打印的防刺服，包括：多个防刺片组，各所述防刺片组包括分别采用塑性材料并经3D打印制成的第一防刺片和与所述第一防刺片相连接的第二防刺片，其中，各所述防刺片组中的第一防刺片均与相邻的所述防刺片组中的第二防刺片相连接。该防刺服具有质量轻、制作工艺简单以及透气性好的优点。

Description

一种基于3D打印的防刺服

技术领域

本发明涉及防护工具技术领域，特别是涉及一种基于3D打印的防刺服。

背景技术

随着恐怖和暴力事件的不断发生，个体防护装甲产品的研制与开发越来越受到研究者的重视。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，防刺服的需求总量稳定增长，尤其是涉及社会公共安全的公安、武警、海关、金融、民航等行业的需求很大。

防刺服分为硬质、半硬质以及软质三种，对应的防刺片结构大体上分别为：金属材料、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。然而，现有的防刺服普遍存在重量过重和透气性不好的问题。因而，可将3D打印技术应用在防刺服的制造上，从而生产出质量轻和灵活性好的防刺服。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种基于3D打印的防刺服，以解决现有技术中的防刺服存在的重量过重、透气性不好以及生产工艺复杂的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于3D打印的防刺服，包括：多个防刺片组，各所述防刺片组包括分别采用塑性材料并经3D打印制成的第一防刺片和与所述第一防刺片相连接的第二防刺片，其中，各所述防刺片组中的第一防刺片均与相邻的所述防刺片组中的第二防刺片相连接。

其中，所述第一防刺片包括第一防刺片体和设置在所述第一防刺片体的边缘的第一防刺边框。

其中，所述第一防刺片体包括多个彼此拼接的第一防刺块，各所述第一防刺块的外表面均构造为凸面，所述第一防刺边框的外表面构造为外凸的圆弧面。

其中，所述第二防刺片包括第二防刺片体和设置在所述第二防刺片体的边缘的第二防刺边框。

其中，所述第二防刺片体包括多个彼此拼接的第二防刺块，各所述第二防刺块的外表面均构造为凸面，在所述第二防刺边框的上端面呈间隔式设有多个第一凸起，相邻的两个所述第一凸起之间构造有一个凹槽。

其中，在所述第一防刺边框的下端面呈间隔式设有多个第二凸起，其中，位于所述第一防刺边框的一侧边的下端面的各所述第二凸起均与其相对应的且位于所述第二防刺边框的一侧边的上端面的所述凹槽相匹配。

其中，所述第一凸起构造为尖端朝上且内部为中空的三棱锥，所述第二凸起构造为尖端朝下的三棱锥。

其中，所述防刺服还包括连接构件，所述第一防刺边框的一侧边通过所述连接构件与所述第二防刺边框的一侧边相连接。

其中，所述连接构件包括连接杆、第一连接帽和第二连接帽，其中，所述第一连接帽设置在所述连接杆的上端，所述第二连接帽设置在所述连接杆的下端。

其中，所述第二连接帽所在的平面与所述连接杆的中心轴线之间形成尖端朝向下游的第一夹角。

其中，所述塑性料材为尼龙。

(三)有益效果

本发明提供的防刺服，与现有技术相比，具有如下优点：

本申请的防刺服由于通过3D打印制成，因而，具有生产工艺简单、一体成型和成型速度快的优点。同时，通过获取每个使用者身上的3D数据，以制成符合要求的防刺服，这样，相当于针对不同使用者的身型进行设计符合尺寸要求的防刺服，因而能够使得使用者穿上该防刺服后比较舒服。

此外，本申请中的防刺服的制作材料均为塑性材料，然而，由于塑性材料普遍具有密度小的特性，因而，由塑性材料制造而成的防刺服相对于现有的防刺服而言，具有质量轻的优点，这样，就不会给使用者带来穿着笨重以及不舒服的感觉。

另外，通过将第一防刺块和第二防刺块的外表面均构造为凸面，因而，当刀刺到该第二防刺块上时，能够分散一定的刀刺冲击力，从而增强了该第二防刺块的抗刀刺力的能力，进一步地，提升了该第二防刺块的结构强度，因而，无需再增厚该第二防刺块的厚度。这样便相对式地减轻了该第二防刺块的重量。

附图说明

图1为本申请的实施例的基于3D打印的防刺服的整体结构示意图；

图2为本申请的实施例的基于3D打印的防刺服的第一防刺片上端面的整体结构示意图；

图3为本申请的实施例的基于3D打印的防刺服的第一防刺片的下端面的整体结构示意图；

图4为本申请的实施例的基于3D打印的防刺服的第二防刺片的整体结构示意图；

图5为本申请的实施例的第一防刺片与第二防刺片相连接的结构示意图；

图6为本申请的实施例的基于3D打印的防刺服的连接构件的结构示意图；

图7为本申请的实施例的第一防刺片与第二防刺片相连接的部位的内部结构剖视图(A-A剖面)。

图中，100：防刺服；1：防刺片组；2：第一防刺片；3：第二防刺片；21：第一防刺片体；22：第一防刺边框；211：第一防刺块；212：第一防刺片的凸面；221：圆弧面；222：第二凸起；31：第二防刺片体；311：第二防刺块；312：第二防刺块的凸面；32：第二防刺边框；321：第一凸起；322：凹口；4：连接构件；41：连接杆；42：第一连接帽；43：第二连接帽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，图1示意性地显示了该防刺服100包括多个防刺片组1。由多个防刺片组1构成的防刺服100的外形可以根据实际的使用需求进行适当地更改。在本申请中，该防刺服100通过采用仿生学原理并借鉴动物的鳞甲的结构来进行设计。这样，便可设计出防刺强度高、穿着舒适并且轻盈的防刺服100。容易理解，仿生学是本领域的技术人员所熟知的，为了节约篇幅起见，此处不做详述。

各防刺片组1包括第一防刺片2和与该第一防刺片2相连接的第二防刺片3，其中，该第一防刺片2和第二防刺片3均采用具有粘性的塑性材料并经3D打印制成。这样，由于本申请的防刺服100通过3D打印制成，因而，具有生产工艺简单、一体成型和成型速度快的优点。同时，通过获取每个使用者身上的3D数据，以制成符合要求的防刺服100，这样，相当于针对不同使用者的身型进行设计符合尺寸要求的防刺服100，因而能够使得使用者穿上该防刺服100后比较舒服。另外，本申请中的防刺服100的制作材料均为塑性材料，然而，由于塑性材料普遍具有密度小的特性，因而，由塑性材料制造而成的防刺服100相对于现有的防刺服而言，具有质量轻的优点，这样，就不会给使用者带来穿着笨重以及不舒服的感觉。

在一个实施例中，上述塑性材料的本身应当具有一定的粘性，这样，在对防刺服100进行3D打印的过程中，首先以数字模型文件为基础(即通过计算机进行三维建模，然后将建模的信息拷贝到3D打印机中，该3D打印机会按照事先设定好的程序开始逐层打印)，运用具有粘性的塑性材料来逐层打印，由于每层都具有粘性，因而，层层粘合在一起便构成了三维的物体，即，构成了本申请的防刺服100。

各防刺片组1中的第一防刺片2均与相邻的防刺片组1中的第二防刺片3相连接。这样，本申请的防刺服100采用拼接技术完成，因而，使得相邻的防刺片组1以及第一防刺片2和第二防刺片3之间能够进行相对的转动，从而大大地提高了防刺服100整体的灵活性，进一步地，在使用者进行一些动作时，会比较方便、不会因受防刺服100的限制而发生活动受限的情况。

如图2和图3所示，在一个实施例中，该第一防刺片2包括第一防刺片体21和设置在该第一防刺片体21的边缘的第一防刺边框22。其中，该第一防刺片体21的外形大致呈矩形或方形，容易理解，该第一防刺边框22的外形由第一防刺片体21的外形来确定，即，当该第一防刺片体21的外形为方形时，该第一防刺边框22的外形也为方形，当该第一防刺片体21的外形为矩形时，该第一防刺边框22的外形也为矩形。

如图2所示，在一个实施例中，图2还示意性地显示了该第一防刺片体21包括多个彼此拼接的第一防刺块211。各第一防刺块211的表面均构造为凸面212。这样，当刀刺到该第一防刺块211上时，由于各第一防刺块211的表面为凸面，根据力学分析原理，这样设计的目的能够分散一定的刀刺冲击力，从而增强了该第一防刺块211的抗刀刺冲击力的能力，进一步地，提升了该第一防刺块211的结构强度，因而，无需再增加该第一防刺块211的厚度。这样相对于表面为平面的防刺块便相对地减轻了该第一防刺块211的重量。

该第一防刺边框22的外表面构造为外凸的圆弧面221。这样，当刀刺到该圆弧面221上时，能够促使刀在刺入的过程中产生一定的滑移，从而将刀刺冲击力进行分散，以减小对第一防刺边框22的刀刺的损伤程度。

在一个实施例中，该第一防刺块211的外形大致为方向或矩形，多个第一防刺块211呈矩阵式排列便可形成该第一防刺片体21。

如图4所示，在一个实施例中，图4还示意性地显示了该第二防刺片3包括第二防刺片体31和设置在该第二防刺片体31的边缘的第二防刺边框32。其中，该第二防刺片体31的外形大致呈矩形或方形，容易理解，该第二防刺边框32的外形由第二防刺片体31的外形来确定，即，当该第二防刺片体31的外形为方形时，该第二防刺边框32的外形也为方形，当该第二防刺片体31的外形为矩形时，该第二防刺边框32的外形也为矩形。

在一个实施例中，该第二防刺片体31包括多个彼此拼接的第二防刺块311，各第二防刺块311的外表面均构造为凸面312。这样，当刀刺到该第二防刺块311上时，由于各第二防刺块311的表面为凸面，根据力学分析原理，这样设计的目的能够分散一定的刀刺冲击力，从而增强了该第二防刺块311的抗刀刺冲击力的能力。进一步地，提升了该第二防刺块311的结构强度，因而，无需再增加该第二防刺块311的厚度。这样相对于表面为平面的防刺块便相对地减轻了该第二防刺块311的重量。

在第二防刺边框32的上端面呈间隔式设有多个第一凸起321，相邻的两个所述第一凸起321之间构造有一个凹槽322。

如图5和图7所示，在另一个实施例中，图5还示意性地显示了在该第一防刺边框22的下端面呈间隔式设有多个第二凸起222，其中，位于第一防刺边框22的一侧边的下端面的各第二凸起222均与其相对应的且位于第二防刺边框32的一侧边的上端面的凹槽322相匹配。这样，通过第一防刺边框22的一侧边与第二防刺边框32的一侧边的相互连接，从而实现了第一防刺片2与第二防刺片3的连接。

另外，通过使得第一防刺边框22的一侧边的下端面的各第二凸起222均与其相对应的且位于第二防刺边框32的一侧边的上端面的凹槽322相匹配，从而使得该第一防刺片2与第二防刺片3的连接部位的连接比较紧凑、增强了连接部位紧密性。进一步地，大大地提高了该第一防刺片2与第二防刺片3之间的连接强度，避免第一防刺片2和第二防刺片3发生损坏，从而延长了第一防刺片2和第二防刺片3的使用寿命。

如图2、图3、图4以及图5所示，该第一凸起321的内部均构造为空心结构。这样，便大大地减轻了该第二防刺片3整体的重量，从而达到制作出的防刺服100具有质地轻盈的优点。

在一个实施例中，该第一凸起321构造为尖端朝上且内部为中空的三棱锥，该第二凸起222构造为尖端朝下的三棱锥。这样，通过将第一凸起321的顶端构造为尖端，将该第二凸起222的底端构造为尖端，从而方便引导第二凸起222插入到相应的凹槽322内，以使得第二凸起222与凹槽322能够无缝配合。容易理解，只需将该第一凸起321的顶端以及第二凸起222的底端均构造为尖端即可，因而，该第一凸起321的以及第二凸起222还可为四棱锥或五棱锥等，然而，该第一凸起321和第二凸起222的结构具体为几棱锥则可根据实际的工艺难易程度进行具体确定。

如图5、图6和图7所示，在一个实施例中，该防刺服100还包括连接构件4，该第一防刺边框22的一侧边通过该连接构件4与第二防刺边框32的一侧边相连接。具体地，在上述位于第一防刺边框22的一侧边的下端面的各第二凸起222均与其相对应的且位于第二防刺边框32的一侧边的上端面的凹槽322相匹配后，为了进一步增强该第一防刺片2与第二防刺片3之间的连接强度，则可通过连接构件4穿过第一防刺边框22的一侧边以及第二防刺边框32的一侧边，从而实现该第一防刺片2与第二防刺片3的彻底连接。

在一个实施例中，该连接构件4可为铆钉。

如图6所示，在一个实施例中，图6还示意性地显示了该连接构件4包括连接杆41、第一连接帽42以及第二连接帽43，其中，该第一连接帽42设置在连接杆41的上端，第二连接帽43设置在连接杆41的下端。具体地，该第一连接帽42以及第二连接帽43均与连接杆41为一体成型。当该连接构件4穿过第一防刺边框22的一侧边以及第二防刺边框32的一侧边后，由于第一连接帽42和第二连接帽43的作用，会使得第一防刺边框22的一侧边受到第一连接帽42的抵接，该第二防刺边框32的一侧边会受到第二连接帽43的抵接。这样，便实现了该第一防刺片2与第二防刺片3之间的固定连接。

在一个实施例中，由于第一防刺片2和第二防刺片3是通过铆钉来实现两者的铰接的，因而，第一防刺片2和第二防刺片3之间能够进行适应性的相对转动，从而大大地提高了防刺片组1的灵活性，从而不会使得使用者活动受限。同时，在连接杆41穿过第一防刺边框22的一侧边以及第二防刺边框32的一侧边后，必然会在该第一防刺边框22的一侧边以及第二防刺边框32的一侧边上构造有通孔。这样，便大大地提升了防刺服100的透气性，避免给使用者带来不适。

如图6所示，在一个实施例中，该第二连接帽43所在的平面与连接杆41的中心轴线之间形成尖端朝向下游的第一夹角θ。容易理解，此处定义的“下游”为图6所示的连接杆41的下方。这样，通过第二连接帽43所在的平面与连接杆41的中心轴线之间形成该第一夹角θ。该第一夹角θ的作用在于为了更好的与第一凸起321的底端面的空心位置形成更好的配合(见图7所示)。

在一个具体的实施例中，该第一夹角θ的具体大小为大于等于20度且小于等于30度。在一个实施例中，该塑性材料可为尼龙。具体地，由于尼龙具有密度小的优点，因而，由尼龙材料制造而成的防刺服100便会具有质量轻和穿着舒服的优点。容易理解，该塑性材料也可为具有低密度的特性的其他材料，例如为尼龙或碳纤复合材料等。

在一个具体的实施例中，该防刺服100的整体重量为2.35公斤，防护面积不小于0.3平方米，面密度约为7.5千克每平方米，厚度约为7毫米。

综上所述，本申请的防刺服100由于通过3D打印制成，因而，具有生产工艺简单、一体成型和成型速度快的优点。同时，通过获取每个使用者身上的3D数据，以制成符合要求的防刺服100，这样，相当于针对不同使用者的身型进行设计符合尺寸要求的防刺服100，因而能够使得使用者穿上该防刺服100后比较舒服。此外，本申请中的防刺服100的制作材料均为塑性材料，然而，由于塑性材料普遍具有密度小的特性，因而，由塑性材料制造而成的防刺服100相对于现有的防刺服而言，具有质量轻的优点，这样，就不会给使用者带来穿着笨重以及不舒服的感觉。

另外，通过将第一防刺块211和第二防刺块311的外表面均构造为凸面，因而，当刀刺到该第二防刺块311上时，能够分散一定的刀刺冲击力，从而增强了该第二防刺块311的抗刀刺力的能力，进一步地，提升了该第二防刺块311的结构强度，因而，无需再增厚该第二防刺块311的厚度。这样便相对式地减轻了该第二防刺块311的重量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于3D打印的防刺服，其特征在于，包括：

多个防刺片组，各所述防刺片组包括分别采用塑性材料并经3D打印制成的第一防刺片和与所述第一防刺片相连接的第二防刺片，其中，各所述防刺片组中的第一防刺片均与相邻的所述防刺片组中的第二防刺片相连接；

所述第二防刺片包括第二防刺片体和设置在所述第二防刺片体的边缘的第二防刺边框，所述第二防刺片体的外形为矩形；

所述第二防刺片体包括多个彼此拼接的第二防刺块，各所述第二防刺块的外表面均构造为凸面，以增强各所述第二防刺块的抗刀刺冲击力，在所述第二防刺边框的上端面呈间隔式设有多个第一凸起，相邻的两个所述第一凸起之间构造有一个凹槽。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印的防刺服，其特征在于，所述第一防刺片包括第一防刺片体和设置在所述第一防刺片体的边缘的第一防刺边框。

3.根据权利要求2所述的基于3D打印的防刺服，其特征在于，所述第一防刺片体包括多个彼此拼接的第一防刺块，各所述第一防刺块的外表面均构造为凸面，所述第一防刺边框的外表面构造为外凸的圆弧面。

4.根据权利要求2所述的基于3D打印的防刺服，其特征在于，在所述第一防刺边框的下端面呈间隔式设有多个第二凸起，其中，位于所述第一防刺边框的一侧边的下端面的各所述第二凸起均与其相对应的且位于所述第二防刺边框的一侧边的上端面的所述凹槽相匹配。

5.根据权利要求4所述的基于3D打印的防刺服，其特征在于，所述第一凸起构造为尖端朝上且内部为中空的三棱锥，所述第二凸起构造为尖端朝下的三棱锥。

6.根据权利要求2所述的基于3D打印的防刺服，其特征在于，所述防刺服还包括连接构件，所述第一防刺边框的一侧边通过所述连接构件与所述第二防刺边框的一侧边相连接。

7.根据权利要求6所述的基于3D打印的防刺服，其特征在于，所述连接构件包括连接杆、第一连接帽和第二连接帽，其中，所述第一连接帽设置在所述连接杆的上端，所述第二连接帽设置在所述连接杆的下端。

8.根据权利要求7所述的基于3D打印的防刺服，其特征在于，所述第二连接帽所在的平面与所述连接杆的中心轴线之间形成尖端朝向下游的第一夹角。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的基于3D打印的防刺服，其特征在于，所述塑性材料为尼龙。