CN111907877A - 一种基于折纸结构的防冲击包装箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于折纸结构的防冲击包装箱，该包装箱由三部分构成，分别为包装盒四壁、包装盒封装口和包装盒底部，三部分均是由纸板构成；所述纸板为夹芯板，包括外板和折纸夹芯，所述外板固定在折纸夹芯两侧，整体构成纸板；所述折纸夹芯由单元胞体拓扑而成，所述单元胞体具有A、B、C、D、E、F、G、H、O九个节点；节点A，C，E，G，O为与外板接触的节点，节点B、D、F、H为单元胞体之间的连接节点，相邻单元胞体之间通过对应共享边连接，除OB、OD、OF、OH边，其余边均为共享边，本发明通过控制节点坐标来控制折纸夹芯的总体性能，和传统蜂窝夹芯板相比，在同等材料质量下本发明的受压峰值力和冲击吸收能力更强。
Description
技术领域
本发明涉及包装箱领域，尤其涉及一种基于折纸结构的防冲击包装箱。
背景技术
现在的包装箱，绝大多数是由单层纸折叠而成。如果运输易碎物品，需要在箱子内大量塞入泡沫，这使得包装箱的体积远大于货物体积，并且包装箱自身也由于撞击易损环，造成了浪费。
本发明提出的基于折纸结构的防冲击包装箱，使用双层壁作为包装箱的六个面，两层壁之间夹杂有折纸夹芯材料。这种材料具有高度可设计性，可以根据货物的需求，合理控制双层壁的刚度，已达到保护货物的需求。因此，包装时无需塞入泡沫，减小了包装盒的体积，降低了包装盒成本和运输成本。此外，这种包装盒强度远大于传统包装盒，不易损环，可以多次利用。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于折纸结构的防冲击包装箱，该包装箱具有折纸结构夹层，为一种轻量化且吸收能量能力强的结构，并且具有高度可设计性。。
本发明的有益效果：
1.创造性地设计出一种折纸夹芯材料。该种材料可以通过控制节点坐标来控制折纸夹芯的总体性能，甚至可以通过加入圆管的方式，来进一步增强承载力。根据计算机模拟结果显示，和传统蜂窝夹芯板相比，在同等材料质量下这种折纸夹芯材料的受压峰值力和能力吸收能力更强。
2.在包装箱中使用这种折纸夹芯板，可以有效提高包装箱抗冲击能力，也降低了包装箱的体积。这对运输成本有很大的节约。
3.这种折纸夹芯的纸杯可以使用成熟的模压工艺，制备效率高，成本低，性能稳定。
4.这种折纸夹芯的原材料多样化。可以是先进的金属、复合材料，也可以是低成本塑料，甚至是废纸浆。
附图说明
图1为包装盒示意图；
图2为夹芯板示意图；
图3为折纸夹芯示意图；
图4为单元胞体示意图；
图5为嵌入加强圆管的单元胞体示意图；
图6为嵌入加强圆管的2X2夹芯示意图；
图7为单元胞体之间连接方式示意图；
图8为包装箱展开示意图；
图中，1.包装盒四壁；2.包装盒四壁；3.包装盒底部；4.内外板；5.折纸夹芯。
具体实施方式
以下结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
本发明提供的一种基于折纸结构的防冲击包装箱；包装盒如图1，主要由三部分构成。1为包装盒封装口，2为包装盒四壁，3为包装盒底部，三部分都是由纸板构成。本发明中，纸板都是夹芯板，如图2。4为内外板，由纸质材料构成；5为折纸夹芯，由纸质、塑料、复合材料或者金属构成。
折纸夹芯5是由代表性单元胞体拓扑而成的，如图3所示。代表性单元胞体如图4。图4中，a是一个代表性单元胞体的三维图，b,c,d分别是三个方向的视图。每个视图上，均用三轴坐标用以说明。a中，每个节点均有字母标号。实际上，把代表性单元胞体的OF边和OB边向内折，就能折成一个重叠的纸片，因此这种结构称之为折纸结构。A，C，E，G，O，五个点和内外板接触。
为了达到折纸效果，代表性单元胞体的各节点需要遵循一定设计规律。以下通过空间坐标来表示各节点的位置关系：
表1 代表性单元胞体节点坐标
上表中，Xa,Yb,Yg,Yo,Zb,Zo为可以设计的变量。因此，从上表也可以发现，九个节点的总共27个坐标点被6个变量所控制。
该种单元胞体可以根据不同的需求(承载力或者尺寸)，灵活的进行设计。改变夹芯的高度，折开角度，折纸板的厚度等等。
更进一步，如果对承载力要求很高，可以在单元胞体内部嵌入加强圆管，如图5所示。在OA，OC，OE，OG之间用圆管连接，可以极强的增加抵抗力。使用嵌入圆管的2X2单元胞体夹芯如图6所示。
如图7所示，相邻单元胞体之间通过共享边连接，图7中粗实线标记出的为一个代表的共享边。
制备工艺方面，折纸夹芯5可以一次性成型，可以使用工业界成熟的模压工艺来成型。折纸夹芯5和内外板4之间通过粘接来固定。包装箱的展开图如图8所示。3为包装盒底部，2为包装盒四壁，1为包装盒封装口。三个部分均为折纸夹芯板，各部分之间通过铜钉来固定，和传统纸箱类似。将展开图按照常规的纸箱折起来，就能形成图1所示的包装箱。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于折纸结构的防冲击包装箱，其特征在于，该包装箱由三部分构成，分别为包装盒封装口(1)、包装盒四壁(2)和包装盒底部(3)，三部分均是由纸板构成；
所述纸板为夹芯板，包括内外板(4)和折纸夹芯(5)，所述内外板(4)固定在折纸夹芯(5)两侧，整体构成纸板；所述折纸夹芯(5)由单元胞体拓扑而成，所述单元胞体具有A、B、C、D、E、F、G、H、O九个节点，空间坐标分别为A(Xa,0,0)、B(0,Yb,Zb)、C(-Xa,0,0)、D(-Xa,Yo-Yb,Zo-Zb)、E(-Xa,Yg,0)、F(0,Yg+Yb,Zb)、G(Xa,Yg,0)、H(Xa,Yo-Yb,Zo-Zb)、O(0,Yo,Zo)，其中Xa，Yb，Yg，Yo，Zb，Zo为根据折纸结构承载力或者尺寸需求设计的变量，从而改变折纸夹芯(5)的高度、折开角度、纸板的厚度等；节点A，C，E，G，O为与内外板(4)接触的节点，节点B、D、F、H为单元胞体之间的连接节点，相邻单元胞体之间通过对应共享边连接，除OB、OD、OF、OH边，其余边均为共享边。
2.根据权利要求1所述的一种基于折纸结构的防冲击包装箱，其特征在于，所述折纸夹芯(5)由纸质、塑料、复合材料或者金属构成。
3.根据权利要求1所述的一种基于折纸结构的防冲击包装箱，其特征在于，在单元胞体内部OA，OC，OE，OG之间嵌入加强圆管，提高承载力。
4.根据权利要求1所述的一种基于折纸结构的防冲击包装箱，其特征在于，所述折纸夹芯(5)一次性成型或使用模压工艺成型。
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