[發明專利]一種盾狀尾節式仿生變向防彈插板

在審

• 申請號: 202010973578.0
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112066803A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 李因武;韓志武;張俊秋;秦曉靜;韓奇鋼;張斌杰;李玉姣;穆正知;孟憲存;張昌超;孫濤;陳豫
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F41H1/02
• 分類號: F41H1/02;F41H5/04
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

一種盾狀尾節式仿生變向防彈插板，包括盾狀尾節表層、仿生變向層、中間吸能層和內層，盾狀尾節表層、仿生變向層、中間吸能層和內層通過熱壓罐成型法壓制成型，盾狀尾節表層為通過3D打印技術中的激光選區燒結技術將氧化鋁陶瓷打印成兩個盾狀尾節對稱拼接結構，仿生變向層與中間吸能層接觸側為波紋狀結構，中間吸能層為超高分子量聚乙烯纖維板；內層為凱芙拉機織布，抑制背凸，本發明借鑒了雀尾螳螂蝦的鰲棒結構和盾狀尾節結構，盾狀尾節表層在與彈丸撞擊中盾狀尾節龍骨狀突起向內彎曲吸收大量能量，同時仿生變向層起到改變彈丸方向、降低沖擊動能的作用，極大的增加了防彈插板抗穿透能力。

技術領域

本發明涉及防彈裝備技術領域，特別涉及一種盾狀尾節式仿生變向防彈插板。

背景技術

防彈插板作為一種防護裝備，為單兵的生命安全提供了重要保障。為了提高防彈衣的防護等級，防彈插板的應用越來越廣泛。武器裝備的迅速發展，對單兵的生命安全威脅也逐步增加。為了保障單兵的生命安全和提高單兵作戰靈活性，發展輕質高防彈效能的防彈裝備尤為必要。

螳螂蝦尾部向上卷起的盾狀結構被稱為“尾節”，可以保護其免受競爭對手強有力的“肘擊”。

微型甲殼類動物螳螂蝦是海洋中最活躍的動物之一，它們總是在棲息地互相攻擊。然而，這種生物卻擁有動物王國中最致命的武器之一，即被稱為“dactyl club”(類似胳膊肘)的附體，它可以輕易敲碎蛤殼，因此非常危險。

不過萬物總是相生相克，當你遭到完美武器攻擊時該如何保護自己？答案就是使用完美盾牌，螳螂蝦就是如此。它們的尾部進化出特殊的盾牌，叫做“尾節”(telson)，可以應對同類的攻擊。

螳螂蝦的盾狀尾節是個多尺度結構，外部有脊，內部則像螺旋樓梯。研究人員已經解開了尾節的秘密，并基于這種特殊構造開發出一種新型輕質、耐沖擊材料，可用于體育、航天和許多其他領域。

研究人員稱，有些種類的螳螂蝦棲息在珊瑚礁洞穴中，因其擁有強有力的“dactylclub”，為此又被送綽號“錘擊者”。由于適合居住的洞穴數量有限，為此螳螂蝦之間的爭奪非常激烈。在此過程中，螳螂蝦利用它們的尾節來保護自己免受毀滅性打擊。

研究人員對兩種類型的尾節型建筑及其內部結構進行研究，并對每種類型的結構進行了機械測試。他們在特殊的屏蔽層中發現了一種螺旋狀結構，它可以防止裂縫擴大，并最終吸收撞擊產生的大量能量，以避免建筑受到災難性的破壞。

這種螺旋狀或扭曲的膠合板狀結構，與研究人員之前在“錘擊者”的dactyl club中發現的結構也十分相似，這種結構可以讓螳螂蝦在不傷害自身的情況下擊穿蛤殼。

研究人員表示：“十多年來，我們始終在研究螳螂蝦的這種致命武器。我們意識到，如果這些生物以如此驚人的力量相互攻擊，尾節就必須充當起完美盾牌的角色。最有效的材料結構(螺旋狀)再加上巧妙的幾何結構，這是大自然發現的另一個成功的解決方案。”

研究人員還通過對尾節進行機械測試，以及對其結構進行3D打印復制，揭示了一種名為“龍骨狀突起”的高度彎曲脊功能。他們表示:“當我們觀察龍骨狀突起時，很明顯，它們會使尾節沿著長軸變硬。然而，我們發現，當外力垂直于長軸施加壓力時，龍骨狀突起也允許尾節向內彎曲。這使我們能夠發現這些脊狀結構的隱藏功能，即在撞擊中吸收大量能量。

發明內容

本發明的目的是針對背景技術中所述的問題和不足，提供一種盾狀尾節式仿生變向防彈插板。

一種盾狀尾節式仿生變向防彈插板，包括盾狀尾節表層、仿生變向層、中間吸能層和內層，盾狀尾節表層、仿生變向層、中間吸能層和內層通過熱壓罐成型法壓制成型；盾狀尾節表層、仿生變向層、中間吸能層和內層按序鋪放在熱壓罐中，采用的是360°等靜壓成型，避免填充材料的滑移，保證抗彈性能的均一性；