一种基于负泊松比结构的护板制造技术

一种基于负泊松比结构的护板，包括外受力层、负泊松比填充层和贴合层；负泊松比填充层设置在外受力层和贴合层之间，且三层之间通过黏贴方式固定，负泊松比填充层为内凹六边形的三维胞元结构层；护板为镂空结构。本实用新型专利技术的填充层采用内凹六边形的负泊松比结构，因为其为网状结构，所以减轻了整体质量，同时由于负泊松比结构优良的力学性能可以提供更好的吸能效果以提高填充层的缓冲能力。同时外部采用碳素纤维材料质量轻强度大再收到外力时不易损坏。贴合层采用硅胶可以增大摩擦力并且柔软不会产生不适感。软不会产生不适感。软不会产生不适感。

【技术实现步骤摘要】
一种基于负泊松比结构的护板


[0001]本技术涉及运动防护
，特别是涉及一种基于负泊松比结构的护板。

技术介绍

[0002]在运动中会频繁产生激烈的身体对抗，如果在对抗中踢到运动员身体将会造成严重的伤害。因此，运动员佩戴合适的防护护板也是比赛明确要求的，防护性能好的护板对运动员的保护是必不可少的。
[0003]目前常用的护板大致分为三种材料，木质、塑料、以及钛素纤维。结构通常为受力外侧，中间填充层，硅胶贴合层。但是普通的材料重量较大，佩戴不不舒适，同时现有的护板吸收撞击能量的能力不足，对运动员的保护是不够的。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种基于负泊松比结构的护板，以解决上述问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种基于负泊松比结构的护板，包括外受力层、负泊松比填充层和贴合层；负泊松比填充层设置在外受力层和贴合层之间，且三层之间通过黏贴方式固定，负泊松比填充层为内凹六边形的三维胞元结构层；护板为镂空结构。
[0007]进一步的，内凹六边形的三维胞元结构层为若干内凹六边形三维胞元结构并排连接而成。
[0008]进一步的，内凹六边形三维胞元结构为两个内凹六边形呈十字型交叉形成的结构，且在内凹六边形的腰部设置延伸件。
[0009]进一步的，若干内凹六边形三维胞元结构并排连接时，相邻的内凹六边形三维胞元结构的延伸件固定连接。
[0010]进一步的，内凹六边形三维胞元结构由PC聚碳酸脂材料制作而成。
[0011]进一步的，三层结构能够贴合待保护的身体部位。
[0012]进一步的，外受力层采用碳素纤维材料制成。
[0013]进一步的，贴合层为橡胶贴合层；橡胶贴合层上附有内衬布。
[0014]与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：
[0015]本技术的填充层采用内凹六边形的负泊松比结构，因为其为网状结构，所以减轻了整体质量，同时由于负泊松比结构优良的力学性能可以提供更好的吸能效果以提高填充层的缓冲能力。同时外部采用碳素纤维材料质量轻强度大再收到外力时不易损坏。贴合层采用硅胶可以增大摩擦力并且柔软不会产生不适感。
[0016]本技术所采用的负泊松比结构在收到外力时会产生三个变形阶段，首先受力会被压缩吸能，当外力足够大时进入第二阶段，内部结构被压缩密实，最后密实化后会有更强的抵抗外力能力。
[0017]本技术采用的PC聚碳酸酯材料是一种强韧的热塑性树脂，具高强度及弹性系
数、高冲击强度、耐疲劳性佳、尺寸稳定性良好。
[0018]本技术采用三层结构，外层高强度受力材料不易损坏，中间填充层有良好的缓冲吸能效果，第三层硅胶贴合层可以很好贴合运动员的腿部。不但质量轻而且防护性能大大加强，很适合在激烈对抗中推广使用。
附图说明
[0019]图1为本技术的剖面图；
[0020]图2为本技术的三维模型图；
[0021]图3为本技术采用的负泊松比结构胞元结构示意图；
[0022]图4为本技术采用的负泊松比填充结构，由胞元平铺排列连接而成；
[0023]图5为本技术采用的负泊松比胞元结构受力收缩示意图；
[0024]外受力层1、负泊松比填充层2、贴合层3。
具体实施方式
[0025]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]在本技术的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0027]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0028]本技术设计提供了一种基于负泊松比结构的护板，包括：由外至内设计的外受力层，负泊松比结构层，硅胶贴合层以及内衬。
[0029]外受力层选用碳素纤维材料制成。
[0030]表面设计有透气孔，同时可以减轻质量。
[0031]中间填充层采用负泊松比结构填充，不但增强缓冲吸能，还能提升防护程度。
[0032]所属负泊松比胞元结构为两个内凹六边形在轴向相互垂直排布。所述负泊松比结构采用PC材料。
[0033]护板第三次贴合层采用硅胶材料外附一层柔软内衬布。
[0034]参见图1，本技术实施例提供的一种负泊松比结构护板，包括：由外至内依次贴合的外受力层1、负泊松比填充层2、硅胶贴合层3；
[0035]在实施中，第一层受力保护层采用碳素纤维材料，碳纤维具有优良的耐高温、抗摩擦能力，具有很高的强度和模量。碳纤维直径只有5微米，相当于一根头发丝的十到十二分之一，强度却在铝合金4倍以上。可以保证良好的强度同时材料质量轻盈。
[0036]在实施中，第二层负泊松比结构填充层，所选用的负泊松比结构为内凹六边形的三维胞元结构参见图3，这种负泊松比胞元结构通过组合的方式填充在第二层填充层，可以根据不同的外形结构来填充。
[0037]请参阅图4所示，当多个三维内凹六边形结构紧密连接在一起，就在宏观上组成了负泊松比结构。
[0038]在实施中，第三层硅胶贴合层，采用硅胶材料，不但可以很好的贴合运动员腿部，还可以增大摩擦力，起到很好的防滑防脱落作用，并且由于硅胶材料比较柔软，还可以起到缓冲的作用。
[0039]在实施中，比赛中由于剧烈奔跑运动员体温上升易出汗，为了增强护板的透气性，提供护板的三维模型参见图2，在正面设置有多个椭圆形透气孔。
[0040]本技术所提到的负泊松比结构不仅限于本文所提到的内凹六边形结构，而是涵盖所有具有负泊松比性能的结构。
[0041]以上所述仅为本技术的较佳实例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内做任何修改、等同替换、改进等，均包含在本技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于负泊松比结构的护板，其特征在于，包括外受力层(1)、负泊松比填充层(2)和贴合层(3)；负泊松比填充层(2)设置在外受力层(1)和贴合层(3)之间，且三层之间通过黏贴方式固定，负泊松比填充层(2)为内凹六边形的三维胞元结构层；护板为镂空结构。2.根据权利要求1所述的一种基于负泊松比结构的护板，其特征在于，内凹六边形的三维胞元结构层为若干内凹六边形三维胞元结构并排连接而成。3.根据权利要求2所述的一种基于负泊松比结构的护板，其特征在于，内凹六边形三维胞元结构为两个内凹六边形呈十字型交叉形成的结构，且在内凹六边形的腰部设置延伸件。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田豪，李鹏举，刘璎汉，陈锋，赵喆，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：新型
国别省市：