一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料专利检索-光子物理专利检索查询-专利查询网

一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料

阅读：916发布：2023-02-10

专利汇可以提供一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料属抗冲击材料技术领域，本发明是基于甲虫鞘翅中光子晶体结构和多层结构所形成“最硬—软—较硬—最硬”的刚柔耦合结构对外界力的作用具有优良的抗冲击性能原理所设计的；本发明由自下而上顺序排列底层、层组Ⅰ、层组Ⅱ、层组Ⅲ、三层、光子晶体结构层、四层和顶层组成，顶层和底层比其他层厚，为材料中最硬部分，可保护材料不被破坏；光子晶体结构属仿甲虫鞘翅抗冲击材料中软部分，可比多层结构更好抵抗来自其上方的冲击力，利用其结构特点和材料韧性吸收能量再释放能量，保护其下方的结构；软硬结合的多层结构可抵抗来自侧面的拉力及冲击力，将光子晶体结构和多层结构结合，可抵抗来自不同方向的冲击力。，下面是一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料，其特征在于：由底层(1)、层组Ⅰ(A)、层组Ⅱ(B)、层组Ⅲ(C)、三层(2)、光子晶体结构层(D)、四层(3)和顶层(4)组成，底层(1)、层组Ⅰ(A)、层组Ⅱ(B)、层组Ⅲ(C)、三层(2)、光子晶体结构层(D)、四层(3)和顶层(4)自下而上顺序排列；底层(1)和顶层(4)的材料为聚碳酸酯，聚碳酸酯的洛氏硬度为80-90；层组Ⅰ(A)、层组Ⅱ(B)和层组Ⅲ(C)的材料均为聚丙烯，聚丙烯的洛氏硬度为45-50；三层(2)、光子晶体结构层(D)和四层(3)的材料均为软胶，软胶的洛氏硬度为20-30；冲击材料中各层表面包括三种类型：平面(F)、凹坑面(H)和凸包面(G)；凹坑面(H)上设有纵横排列的凹坑(e)，凹坑(e)由模板压印而成，凹坑(e)为半椭圆体，椭圆长轴l5为20-30μm，短轴l6为10-20μm；横排各相邻凹坑(e)的中心距d4均为10-20μm；纵排各凹坑(e)无间隙排列；凸包面(G)上设有纵横排列的凸包(c)，且凸包(c)的形状、大小和排列方式，与凹坑面(G)上凹坑(e)的形状、大小和排列方式完全对应、匹配；底层(1)上表面与层组Ⅰ(A)下表面、层组Ⅰ(A)各层上下表面间、层组Ⅰ(A)上表面与层组Ⅱ(B)下表面、层组Ⅱ(B)各层上下表面间、层组Ⅱ(B)上表面与层组Ⅲ(C)下表面、层组Ⅲ(C)各层上下表面间、层组Ⅲ(C)上表面与三层(2)下表面均通过旋涂方式紧密连接；三层(2)、光子晶体结构层(D)和四层(3)采用3D打印方式形成一体；顶层(4)与四层(3)经聚氨酯胶粘剂粘接。
2.按权利要求1所述的仿甲虫鞘翅抗冲击材料，其特征在于：所述的底层(1)的下表面为平面(F)，底层(1)的上表面为凹坑面(H)，底层(1)的厚度h1为120-140μm。
3.按权利要求1所述的仿甲虫鞘翅抗冲击材料，其特征在于：所述的层组Ⅰ(A)由四层组成，四层均由聚丙烯液体材料旋涂形成，第一层通过聚丙烯液体材料在底层(1)的上表面旋涂形成，然后第一层的上表面由模板压印形成凹坑面(H)，同理，后一层在前一层的上表面旋涂形成，四层厚度h2均为100-120μm。
4.按权利要求1所述的仿甲虫鞘翅抗冲击材料，其特征在于：所述的层组Ⅱ(B)由四层组成，四层均由聚丙烯液体材料旋涂形成，第一层通过聚丙烯液体材料在底层(1)的上表面旋涂形成，然后第一层的上表面由模板压印形成凹坑面(H)，同理，后一层在前一层的上表面旋涂形成，四层厚度h3均为90-110μm。
5.按权利要求1所述的仿甲虫鞘翅抗冲击材料，其特征在于：所述的层组Ⅲ(C)由三层组成，四层均由聚丙烯液体材料旋涂形成，第一层通过聚丙烯液体材料在底层(1)的上表面旋涂形成，然后第一层的上表面由模板压印形成凹坑面(H)，同理，后一层在前一层的上表面旋涂形成，三层厚度h4均为70-90μm的层。
6.按权利要求1所述的仿甲虫鞘翅抗冲击材料，其特征在于：所述的光子晶体结构层(D)的由按纵横排列的单元体(E)组成，单元体(E)的高度h6为190-230μm；单元体(E)的长度l3为52-76μm；单元体(E)的宽度l1为40-50μm；横排各相邻单元体(E)的间距d2均为55-60μm；
纵排各个单元体(E)的间距d3均为55-60μm；单元体(E)由横板组Ⅰ(5)、立板(6)和横板组Ⅱ(7)组成，其中横板组Ⅰ(5)和横板组Ⅱ(7)均由12-16个横板组成，横板组Ⅰ(5)的12-16个横板固接于立板(6)一面，横板组Ⅱ(7)的12-16个横板固接于立板(6)另一面；立板(6)的高度h6为190-230μm,横板组Ⅰ(5)的横板、横板组Ⅱ(7)的横板的厚度h9和立板(6)的厚度l4均为
10-20μm，横板组Ⅰ(5)和横板组Ⅱ(7)的横板的长l2均为20-30μm，横板组Ⅰ(5)和横板组Ⅱ(7)的各横板之间间隙d1均为8-15μm。
7.按权利要求1所述的仿甲虫鞘翅抗冲击材料，其特征在于：所述的三层(2)的上表面为平面(F)，三层(2)的下表面为凸包面(G)，凸包面(G)通过3D打印形成，三层(2)的下表面通过聚氨酯胶粘剂与层组Ⅲ(C)上表面紧密连接，三层(2)的厚度h5为70-90μm。
8.按权利要求1所述的仿甲虫鞘翅抗冲击材料，其特征在于：所述的四层(3)和顶层(4)的上下表面均为平面(F)，四层(3)上表面通过聚氨酯胶粘剂与顶层(4)的下表面紧密连接，四层(3)的厚度h7为70-90μm；顶层(4)的厚度h8为120-140μm。

说明书全文

一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料

技术领域

[0001] 本发明属抗冲击材料技术领域，具体涉及一种用于可折叠微型飞行器的仿甲虫鞘翅抗冲击材料。

背景技术

[0002] 亿万年的进化赋予了甲虫优异的生存适应能力，其鞘翅具有轻质高强特性，对于体色变化可逆的美东白兜甲虫来说，鞘翅内部的光子晶体结构不仅对其颜色变化起决定性作用，同时可以保护鞘翅下方的膜翅和柔软的腹部而抵抗外界环境的冲击，美东白兜鞘翅的颜色可以随环境湿度的变化发生可逆变化，其鞘翅的光子晶体结构对加于鞘翅表面的力有抗冲击作用，而鞘翅中的多层结构对拉伸力等侧面的力有抗拉抗冲击作用。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料，抗冲击材料可对微型飞行器的折叠翼起到保护作用。

[0004] 本发明由底层1、层组ⅠA、层组ⅡB、层组ⅢC、三层2、光子晶体结构层D、四层3和顶层4组成，底层1、层组ⅠA、层组ⅡB、层组ⅢC、三层2、光子晶体结构层D、四层3和顶层4自下而上顺序排列；底层1和顶层4的材料为聚碳酸酯，聚碳酸酯的洛氏硬度为80-90；层组ⅠA、层组ⅡB和层组ⅢC的材料均为聚丙烯，聚丙烯的洛氏硬度为45-50；三层2、光子晶体结构层D和四层3的材料均为软胶，软胶的洛氏硬度为20-30；冲击材料中各层表面包括三种类型：平面F、凹坑面H和凸包面G；凹坑面H上设有纵横排列的凹坑e，凹坑e由模板压印而成，凹坑e为半椭圆体，椭圆长轴l5为20-30μm，短轴l6为10-20μm；横排各相邻凹坑e的中心距d4均为10-20μm；纵排各凹坑e无间隙排列；凸包面G上设有纵横排列的凸包c，且凸包c的形状、大小和排列方式，与凹坑面G上凹坑e的形状、大小和排列方式完全对应、匹配；底层1上表面与层组ⅠA下表面、层组ⅠA各层上下表面间、层组ⅠA上表面与层组ⅡB下表面、层组ⅡB各层上下表面间、层组ⅡB上表面与层组ⅢC下表面、层组ⅢC各层上下表面间、层组ⅢC上表面与三层2下表面均通过旋涂方式紧密连接；三层2、光子晶体结构层D和四层3采用3D打印方式形成一体；顶层4与四层3经聚氨酯胶粘剂粘接。

[0005] 所述的底层1的下表面为平面F，底层1的上表面为凹坑面H，底层1的厚度h1为120-140μm。

[0006] 所述的层组ⅠA由四层组成，四层均由聚丙烯液体材料旋涂形成，第一层通过聚丙烯液体材料在底层1的上表面旋涂形成，然后第一层的上表面由模板压印形成凹坑面H，同理，后一层在前一层的上表面旋涂形成，四层厚度h2均为100-120μm。

[0007] 所述的层组ⅡB由四层组成，四层均由聚丙烯液体材料旋涂形成，第一层通过聚丙烯液体材料在底层1的上表面旋涂形成，然后第一层的上表面由模板压印形成凹坑面H，同理，后一层在前一层的上表面旋涂形成，四层厚度h3均为90-110μm。

[0008] 所述的层组ⅢC由三层组成，四层均由聚丙烯液体材料旋涂形成，第一层通过聚丙烯液体材料在底层1的上表面旋涂形成，然后第一层的上表面由模板压印形成凹坑面H，同理，后一层在前一层的上表面旋涂形成，三层厚度h4均为70-90μm的层。

[0009] 所述的光子晶体结构层D的由按纵横排列的单元体E组成，单元体E的高度h6为190-230μm；单元体E的长度l3为52-76μm；单元体E的宽度l1为40-50μm；横排各相邻单元体E的间距d2均为55-60μm；纵排各个单元体E的间距d3均为55-60μm；单元体E由横板组Ⅰ5、立板6和横板组Ⅱ7组成，其中横板组Ⅰ5和横板组Ⅱ7均由12-16个横板组成，横板组Ⅰ5的12-16个横板固接于立板6一面，横板组Ⅱ7的12-16个横板固接于立板6另一面；立板6的高度h6为
190-230μm,横板组Ⅰ5的横板、横板组Ⅱ7的横板的厚度h9和立板6的厚度l4均为10-20μm，横板组Ⅰ5和横板组Ⅱ7的横板的长l2均为20-30μm，横板组Ⅰ5和横板组Ⅱ7的各横板之间间隙d1均为8-15μm。

[0010] 所述的三层2的上表面为平面F，三层2的下表面为凸包面G，凸包面G通过3D打印形成，三层2的下表面通过聚氨酯胶粘剂与层组ⅢC上表面紧密连接，三层2的厚度h5为70-90μm。

[0011] 所述的四层3和顶层4的上下表面均为平面F，四层3上表面通过聚氨酯胶粘剂与顶层4的下表面紧密连接，四层3的厚度h7为70-90μm；顶层4的厚度h8为120-140μm。

[0012] 本发明的有益效果在于：

[0013] 1.本发明是基于甲虫鞘翅中光子晶体结构和多层结构所形成“最硬—软—较硬—最硬”的刚柔耦合结构对外界力的作用具有优良的抗冲击性能原理，设计出仿甲虫鞘翅抗冲击材料。

[0014] 2.顶层(4)和底层(1)比其他层厚，且属于整个材料中最硬部分，如此设计是为了保护材料不被破坏。

[0015] 3.光子晶体结构属于仿甲虫鞘翅抗冲击材料中软部分，该结构比多层结构可以更好抵抗来自其上方的冲击力，利用其结构特点和材料韧性吸收能量再释放能量，保护其下方的结构；而材料中软硬结合的多层结构可以抵抗来自侧面的拉力及冲击力。

[0016] 4.本发明将光子晶体结构和多层结构结合设计出可以抵抗来自不同方向冲击力的抗冲击材料。附图说明

[0017] 图1为仿甲虫鞘翅抗冲击材料的立体图

[0018] 图2为单元体E的立体图

[0019] 图3为单元体E正视图

[0020] 图4为仿甲虫鞘翅抗冲击材料的剖视图

[0021] 图5为图1中a所指的放大图

[0022] 图6为图1中b所指的放大图

[0023] 图7为凹坑面H的示意图

[0024] 图8为凹坑e排列和尺寸的示意图

[0025] 图9为凹坑面H和凸包面G的截面视图

[0026] 其中:A.层组Ⅰ B.层组Ⅱ C.层组Ⅲ D.光子晶体结构层 E.单元体 F.平面 G.凸包面 H.凹坑面 1.底层 2.三层 3.四层 4.顶层 5.横板组Ⅰ 6.立板 7.横板组Ⅱ c.凸包 e.凹坑

具体实施方式

[0027] 下面结合附图对本发明进行描述

[0028] 如图1、图4、图7至图9所示，本发明由底层1、层组ⅠA、层组ⅡB、层组ⅢC、三层2、光子晶体结构层D、四层3和顶层4组成，底层1、层组ⅠA、层组ⅡB、层组ⅢC、三层2、光子晶体结构层D、四层3和顶层4自下而上顺序排列；底层1和顶层4的材料为聚碳酸酯，聚碳酸酯的洛氏硬度为80-90；层组ⅠA、层组ⅡB和层组ⅢC的材料均为聚丙烯，聚丙烯的洛氏硬度为45-50；三层2、光子晶体结构层D和四层3的材料均为软胶，软胶的洛氏硬度为20-30；冲击材料中各层表面包括三种类型：平面F、凹坑面H和凸包面G；凹坑面H上设有纵横排列的凹坑e，凹坑e由模板压印而成，凹坑e为半椭圆体，椭圆长轴l5为20-30μm，短轴l6为10-20μm；横排各相邻凹坑e的中心距d4均为10-20μm；纵排各凹坑e无间隙排列；凸包面G上设有纵横排列的凸包c，且凸包c的形状、大小和排列方式，与凹坑面G上凹坑e的形状、大小和排列方式完全对应、匹配；底层1上表面与层组ⅠA下表面、层组ⅠA各层上下表面间、层组ⅠA上表面与层组ⅡB下表面、层组ⅡB各层上下表面间、层组ⅡB上表面与层组ⅢC下表面、层组ⅢC各层上下表面间、层组ⅢC上表面与三层2下表面均通过旋涂方式紧密连接；三层2、光子晶体结构层D和四层3采用3D打印方式形成一体；顶层4与四层3经聚氨酯胶粘剂粘接。

[0029] 所述的底层1的下表面为平面F，底层1的上表面为凹坑面H，底层1的厚度h1为120-140μm。

[0030] 所述的层组ⅠA由四层组成，四层均由聚丙烯液体材料旋涂形成，第一层通过聚丙烯液体材料在底层1的上表面旋涂形成，然后第一层的上表面由模板压印形成凹坑面H，同理，后一层在前一层的上表面旋涂形成，四层厚度h2均为100-120μm。

[0031] 所述的层组ⅡB由四层组成，四层均由聚丙烯液体材料旋涂形成，第一层通过聚丙烯液体材料在底层1的上表面旋涂形成，然后第一层的上表面由模板压印形成凹坑面H，同理，后一层在前一层的上表面旋涂形成，四层厚度h3均为90-110μm。

[0032] 所述的层组ⅢC由三层组成，四层均由聚丙烯液体材料旋涂形成，第一层通过聚丙烯液体材料在底层1的上表面旋涂形成，然后第一层的上表面由模板压印形成凹坑面H，同理，后一层在前一层的上表面旋涂形成，三层厚度h4均为70-90μm的层。

[0033] 如图2、图3、图5和图6所示，所述的光子晶体结构层D的由按纵横排列的单元体E组成，单元体E的高度h6为190-230μm；单元体E的长度l3为52-76μm；单元体E的宽度l1为40-50μm；横排各相邻单元体E的间距d2均为55-60μm；纵排各个单元体E的间距d3均为55-60μm；单元体E由横板组Ⅰ5、立板6和横板组Ⅱ7组成，其中横板组Ⅰ5和横板组Ⅱ7均由12-16个横板组成，横板组Ⅰ5的12-16个横板固接于立板6一面，横板组Ⅱ7的12-16个横板固接于立板6另一面；立板6的高度h6为190-230μm,横板组Ⅰ5的横板、横板组Ⅱ7的横板的厚度h9和立板6的厚度l4均为10-20μm，横板组Ⅰ5和横板组Ⅱ7的横板的长l2均为20-30μm，横板组Ⅰ5和横板组Ⅱ7的各横板之间间隙d1均为8-15μm。

[0034] 如图1、图4、图7至图9所示，，所述的三层2的上表面为平面F，三层2的下表面为凸包面G，凸包面G通过3D打印形成，三层2的下表面通过聚氨酯胶粘剂与层组ⅢC上表面紧密连接，三层2的厚度h5为70-90μm。

[0035] 所述的四层3和顶层4的上下表面均为平面F，四层3上表面通过聚氨酯胶粘剂与顶层4的下表面紧密连接，四层3的厚度h7为70-90μm；顶层4的厚度h8为120-140μm。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种基于微波光子循环频移的射频信号任意延时方法	2021-07-10	4
一种无外部电本振可调谐的全光微波光子变频装置	2021-08-10	1
一种利用网格丝线及回馈跟踪算法实现密闭腔体内流场状态观测的方法	2022-08-22	0
一种基于光学微腔调控的光束转换装置	2022-06-23	3
一种具有光子晶体结构的低成本大面积纳米压印模版制备技术	2021-11-14	3
大口径空气芯光子晶体光纤导光管照明装置	2021-03-05	1
光子晶体波导分布反馈激光器及制作方法	2020-11-23	0
一种基于布里渊散射效应的全光微波光子变频方法及装置	2021-07-05	0
光子晶体全光学抗干扰自锁触发开关	2020-08-23	2
制冷型光子探测器	2020-05-13	4

一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料

一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：