便携式电器的耐冲击保护壳制造技术

本发明专利技术涉及便携式电器的耐冲击保护壳。其包括附加设置在便携式电器表面与便携式电器外形相适应的保护外壳，特征是保护外壳的角部或/和角部附近设置向保护外壳外部凸起的缓冲体。本发明专利技术克服了现有技术保护外壳提供的缓冲受厚度的限制十分有限的缺陷，通过在外壳的角部及其附近设置缓冲体，大幅提高缓冲行程，降低便携式电器意外落地时的冲击力，提高局部的耐冲击性能，可以有效保证电器机壳的角部在承受外部冲击时免受损伤；其结构简单，形式多样，生动有趣，实用性强，可以广泛应用于手机、随身听、电子词典、ipad、数码相机、移动硬盘、GPS导航仪、笔记本电脑、计算器等便携式电器，市场应用前景十分广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于手机等便携式电器的配套产品
，涉及一种置于便携式电器表面的保护壳，特别是一种耐冲击性能更好的保护壳。
技术介绍
随着社会的进步，手机等便携式电器已日益成为人们生活中不可或缺的工具。以手机为例，当前各种功能全面、外形华丽的手机层出不穷，许多手机价格不菲，为了避免在日常使用过程中手机表面发生磨损或刮伤，很多人选择给手机配备一个保护外壳。目前，市面上的手机产品保护外壳一般采用橡塑注塑工艺制作，使用后，可以实现对手机表面的保护，而且还具有一定的防尘效果。但是，现有的手机保护外壳一般采用同一厚度的壳体结构，根据常识我们可以知道，当手机从高处意外跌落时，往往是角部先着地，而均一厚度的保护外壳在其八个角处结构强度明显不足，因此，手机一旦跌落后，经常会出现手机内部零件损坏、机身和保护外壳在角处发生变形破损、或触屏破裂等现象，无法再继续使用，只能更换。尤其是目前市面上苹果公司的iPhone等品牌手机的触屏的更换价格同一部普通手机差不多，作为配件的保护外壳同样价格昂贵，更换保护外壳成本较高，不仅给消费者带来经济负担，同时也造成资源浪费。对于iPAD、数码相机、移动硬盘、GPS导航仪、笔记本电脑、计算器等便携式电器也存在同样的问题。综上所述，现有便携式电器保护外壳的缓冲能力不足，保护效果不佳的问题急需改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种缓冲性能更好的便携式电器的耐冲击保护壳。本专利技术便携式电器的耐冲击保护壳是这样实现的，包括附加设置在便携式电器表面与便携式电器外形相适应的保护外壳，其特征在于保护外壳的角部或/和角部附近设置向保护外壳外部凸起的缓冲体。本专利技术便携式电器的耐冲击保护壳提高缓冲性能的核心技术原理，在于利用缓冲体增大了缓冲行程。以Iphone4手机为例，Iphone4手机重量为O. 13kg，从I米高度落下时，落地速度为V = =4. 假设冲击后速度为零，保护外壳和缓冲体的受冲击变形时的刚度曲线均为线性，则根据能量守恒定律可知，手机所受的最大冲击力为Fmax = mv2/s，其中s为冲击缓冲行程，此公式在本专利技术中简称缓冲力公式。由缓冲力公式可知，冲击力与质量、落地速度成正比，与缓冲行程成反比。假设普通均匀厚度的保护外壳为I. 2mm，保护外壳缓冲行程为O. 8mm，地面为大理石或水泥等刚性地面，则最大冲击力为3189N，折合为325千克，最大冲击加速度为2500g，即2500个重力加速度。这就是为什么摔落后手机特别容易损坏的原因。如果没有保护外壳，缓冲行程更短，手机更容易损坏。如果将缓冲行程提高20倍，即缓冲行程为16mm，则最大冲击力变为仅16千克，冲击加速度仅为125g，由此可见，增大缓冲行程，可以有效降低便携式电器落地时的最大冲击力和冲击加速度，从而显著降低对手机的损害。为了达到理想的缓冲效果，在设计缓冲体时需注意，优选的，缓冲体应满足如下要求缓冲体的最大缓冲行程大于落地速度设计值的平方与冲击加速度最大容许值之比；缓冲体沿主缓冲轴方向的刚度为落地动能设计值与最大缓冲行程的平方之比的2倍；缓冲体沿副缓冲轴方向的刚度为其沿主缓冲轴方向的刚度的O. 3 O. 5倍。其中，缓冲体的主缓冲轴指向便携式电器的质心，或主缓冲轴在电器主平面内的投影沿相邻两边的角平分线延伸；缓冲体的副缓冲轴垂直 于主缓冲轴向设置，或垂直于便携式电器主平面设置。一般情况下，缓冲体的最大缓冲行程是保护外壳中除缓冲体外其余部分平均厚度的至少2倍。本专利技术中，由于仅在局部设置缓冲体，并且在缓冲体中采用高弹性材料或高弹性结构，因此缓冲体的缓冲行程很大，可达保护外壳中除缓冲体外其余部分平均厚度5 40倍。另夕卜，为了保证实现必要的缓冲行程，一般情况下，缓冲体的厚度是保护外壳中除缓冲体外其余部分平均厚度的至少3倍，根据实际需要，甚至可以为10 50倍。为了提高缓冲体的弹性，增大缓冲行程，可以在缓冲体中设置高弹性材料或高弹性结构。例如，可以在缓冲体中设置螺旋弹簧结构，螺旋弹簧结构由金属材料、或橡胶材料、或聚氨酯材料、或塑料材料制成，或者由上述材料复合而成；也可以在缓冲体中设置弯曲弹簧结构，弯曲弹簧结构由金属材料、或橡胶材料、或聚氨酯材料、或塑料材料制成，或者由上述材料复合而成；还可以在缓冲体中设置剪切弹簧结构，剪切弹簧结构由底座和动体和以及二者之间的弹性材料组成；此外，还可以在缓冲体中设置伸缩结构，伸缩结构由外套筒和至少一个活动芯组成，当仅设置一个活动芯时，外套筒与唯一的一个活动芯之间设有摩擦副或/和阻尼气孔，当设置有多个活动芯时，外套筒与活动芯之间以及活动芯与其邻近相连的活动芯之间分别设置摩擦副或/和阻尼气孔；也可以在缓冲体上设置局部凸起，用以提升缓冲体的局部弹性；当然，缓冲体也可以直接由弹性高分子材料制成，弹性高分子材料包括橡胶材料、PVC材料或聚氨酯材料。另外，如果缓冲体没有额外设置阻尼或采用高阻尼材料，缓冲体的天然阻尼一般太小，手机落地静止后会反弹，形成再次落地冲击。如果设置阻尼，而且使电器和缓冲体触地时构成的冲击系统的阻尼比接近临界阻尼，电器静止后便不再反弹，此时的阻尼为最优阻尼。设有最优阻尼的另一个好处是，在同样的缓冲行程和同样的冲击力作用下，可以消耗更多的冲击能量，能够吸收更高的落地冲击速度。因此，还可以在缓冲体内增设阻尼结构，例如，在缓冲体内设置密闭的空腔、密闭且设置有液体阻尼材料的空腔、带开放式气孔阻尼结构的空腔、粘着式阻尼结构或小孔节流式阻尼结构。当然，缓冲体还可以至少部分由固体阻尼材料构成，固体阻尼材料包括高阻尼橡胶或高阻尼聚氨酯。优选的，阻尼结构的阻尼大小按照最常见冲击模式下的临界阻尼设计。本专利技术中所述缓冲体的形状可以多种多样，其可以为至少局部球体、或者至少局部椭球体等流线造型形状、或圆柱体；可以是至少局部植物外形，在此所述的植物不仅包括花草树木，还包括蔬菜、水果、种子等物体，具体可以是花朵、圣诞树、花生、豌豆、南瓜、苹果、草莓、桔子、或西瓜等物体的至少部分形状；也可以是至少局部人物外形，所述的人物包括现实和虚拟的人物，例如以爱因斯坦为代表的现实人物、以孙悟空为代表的神话人物、以腊笔小新为代表的漫画人物、或者以喜羊羊为代表的卡通人物等，此外所述的至少局部人物还可以是人物的器官，例如眼、耳、口、鼻、心、手、足等；此外，还可以是至少局部动物外形，例如十二生肖形象、企鹅、狮子或七星瓢虫等，当然也包括了动物的器官，如耳、爪、嘴、壳等。另外，需要指出的是，在实际应用中，本专利技术中缓冲体的具体形状还可以是上述人与物自然形状的艺术演变或抽向。本专利技术便携式电器的耐冲击保护壳中，除了在保护外壳的角部分别设置缓冲体夕卜，还可以在沿保护外壳厚度方向上同一棱边两端的角上设置一体化连续的缓冲体，即一个缓冲体同时保护了保护外壳上的二个角。所述缓冲体可以在制造保护外壳时与保护外壳一体化成形制成，也可以将缓冲体通过锚固件连接、粘接、螺纹件连接、铰接、紧固件连接、卡槽连接或扣件连接的方式固定在保护外壳上。因此，缓冲体的选材范围也十分广泛，例如可以利用塑料材料将缓冲体与保护外壳一次塑化成形；也可以利用金属材料、塑料材料、橡胶材料、聚氨酯材料、棉麻等天然纤维材料、化纤材料或者由上述材料中的至少二种材料先制成缓冲体，再将缓冲体固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹柏婷，尹柏杨，尹学军，孔祥斐，
申请(专利权)人：青岛科而泰环境控制技术有限公司，尹学军，
类型：发明
国别省市：