一种基于负泊松比元胞结构的壳体结构及行李箱

1.本实用新型属于防撞防冲击壳体技术领域，具体涉及一种基于负泊松比元胞结构的壳体结构及行李箱。


背景技术：

2.防撞防冲击壳体在设备制造上是非常重要的指标，以行李箱为例，目前市面上的行李箱多为长方体状，材质有航空铝合金、abs塑料凳，在撞击后会发生变形，或者破损的情况，这类壳体在吸能与耐冲击方面，多注重设计、借助外部装置与结构，这就增加了设计难度，以及设计成本，且无法有效的吸收撞击能量，导致壳体破损或变形。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于负泊松比元胞结构的壳体结构及行李箱，以解决上述问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种基于负泊松比元胞结构的壳体结构，包括缓冲层、内衬和外层保护层；缓冲层设置在内衬和外层保护层之间；
6.缓冲层包括若干层负泊松比元胞结构层，负泊松比元胞结构层包括若干个并排排列的负泊松比元胞结构。
7.进一步的，负泊松比元胞结构包括空心圆柱和空心圆锥；空心圆锥同轴设置在空心圆柱上形成半个负泊松比元胞结构，半个负泊松比元胞结构的圆锥端互相同轴连接，形成负泊松比元胞结构。
8.进一步的，相邻的负泊松比元胞结构之间交错阵列分布，具备蜂窝状结构，牢固连接。
9.进一步的，缓冲层和内衬，以及外层保护层之间通过胶粘接。
10.进一步的，外层保护层为abs壳体。
11.进一步的，内衬为六角网眼空心结构层。
12.进一步的，一种行李箱，行李箱的壳体为基于负泊松比元胞结构的壳体结构。
13.进一步的，行李箱上设置有万向轮、拉链、手拉杆和手提带。
14.与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：
15.本实用新型的缓冲层设置有负泊松比元胞结构，可以充分抵抗外力冲击，提高行李箱的吸能效率，使外力作用更加分散、平稳、缓和，大大增加了冲击时的安全性，降低了外力冲击对行李箱自身及其内部所携带物品的伤害。
16.本实用新型的负泊松比元胞结构在受到外力冲击时，所述空心圆柱受外力纵向收缩时，所述圆台侧面薄壁同步纵向收缩和横向收缩，结构会进入一个密实阶段，相比于普通正泊松比结构会产生更好的缓冲吸震效果。在碰撞变形过程中，冲击的变化将会变得非常平缓，大大增加了冲击时的安全性，减少对行李箱自身及其内部所携带物品的伤害。
17.本实用新型的多个负泊松比元胞结构交错分布、牢固连接成蜂窝状，进一步构成长方体状的整个缓冲层，使缓冲层承受力强，构造精巧、适用而且节省材料。
18.本实用新型的缓冲层的多个负泊松比元胞结构采用多层阵列排布，当行李箱收到外力冲击时，缓冲层的多层负泊松比结构会层层吸收、弱化、抵抗外力作用，外力的冲击效果传递到行李箱内部时，冲击效果大大减弱，可有效的保护行李箱及其内部物品。
19.本实用新型的箱体外壳所用材质为abs。abs材质硬，强度高，不受水、无机盐、碱和多种酸的影响，不易破损，能够有效保护内装物品。
20.本实用新型的负泊松比元胞结构多层紧密排列，保证了吸能结构轻量化，也可以阻碍负泊松比元胞结构在受到外力冲击时由于严重的剪切变形受损，一定程度上提高负泊松比元胞结构的稳定性。
21.本实用新型的箱体外壳自身材质决定了其具备一定的耐冲击效果，行李箱内部由于采用了多种缓冲吸能结构，所以它的变形模式会更加稳定，冲击力大大的减小，与此同时，所用的材料质量轻，价格合理，行李箱的加工难度不大，适用于广泛推广使用。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例基于负泊松比元胞结构的吸能耐冲击行李箱的局部剖视放大示意图；
23.图2是本实用新型实施例基于负泊松比元胞结构的吸能耐冲击行李箱的外观示意图；
24.图3是本实用新型中单个负泊松比元胞结构示意图；
25.图4为3层负泊松比元胞结构排列示意图；
26.图5为4层负泊松比元胞结构排列示意图；
27.其中1、箱体外壳，2、缓冲层，3、内衬，4、万向轮，5、拉链，6、手拉杆，7、手提带，21、负泊松比元胞结构，211、空心圆柱，212、空心圆锥。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合附图和实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明，附图中的示意图仅表示技术方案示意，附图中的尺寸并不表示实际的尺寸及比例。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限制本实用新型。
29.一种基于负泊松比元胞结构的壳体结构，包括箱体外壳、缓冲层、内衬，缓冲层介于箱体和内衬之间。本实用新型的重点在于箱体外壳、缓冲层、内衬部分，其他结构不作为重点。所述缓冲层设置有2层以上蜂窝状牢固连接的多个负泊松比元胞结构，所述多个负泊松比元胞结构阵列分布后，整个缓冲层呈长方体状，与所述箱体外壳贴合。
30.所述负泊松比元胞结构近似为空竹型结构，由上、下两个空心圆柱及中间两个空心圆锥组成，所述两个空心圆锥的空心小底固定连接、紧密贴合；所述两个空心圆锥的空心大底分别与所述两个空心圆柱的空心圆底固定连接、紧密贴合。
31.所述两个空心圆柱的尺寸完全相同，所述两个空心圆锥的尺寸完全相同。
32.所述两个空心圆柱的空心圆底与所述两个空心圆锥的空心大底具有相同尺寸并
固定连接、紧密贴合。
33.所述多个负泊松比元胞结构的大小相同。
34.优选的，所述箱体外壳材质为abs。
35.所述多个负泊松比元胞结构之间交错阵列分布，具备蜂窝状结构，牢固连接。
36.所述内衬为六角网眼空心结构，所述内衬活动连接于所述行李箱内部。
37.如图1～图2，本实用新型提供一种基于负泊松比元胞结构的吸能耐冲击行李箱，包括箱体外壳1、缓冲层2、内衬3、万向轮4、拉链5、手拉杆6和手提带7，所述箱体外壳1为长方体状，所述缓冲层2设置于所述箱体外壳1和内衬3之间，所述缓冲层设置有2层以上蜂窝状牢固连接的多个负泊松比元胞结构，所述多个负泊松比元胞结构阵列分布后呈蜂窝状，整个缓冲层2为长方体状，与所述箱体外壳1贴合。
38.如图3，所述负泊松比元胞结构21近似为空竹型结构，由上、下两个空心圆柱211及中间两个空心圆锥212组成；所述两个空心圆锥212的空心小底固定连接、紧密贴合；所述两个空心圆锥212的空心大底分别与所述两个空心圆柱211的空心圆底固定连接、紧密贴合；所述上、下两个空心圆柱211具有完全相同的尺寸，中间两个空心圆锥212也具有完全相同的尺寸；所述两个空心圆柱211的空心圆底与所述两个空心圆锥212的空心大底具有相同尺寸并固定连接、紧密贴合。
39.作为优选实施例，图4为3层负泊松比元胞结构排列示意图。缓冲层2可以充分抵抗来自外部的载荷压力，提高行李箱的吸能效率，使外力的冲击效果变得更加平稳，大大增加了外力冲击的安全性，降低了对行李箱及其内部所携带物品的伤害。
40.作为优选实施例，图5为4层负泊松比元胞结构排列示意图。相较于图4所采用的3层负泊松比元胞结构排列示意图，具备更紧凑的结构、更密集的元胞结构，使整个缓冲层2对冲击力的吸能、缓冲效果更强，对箱内所携带物品的保护效果更好。
41.以上描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：
1.一种基于负泊松比元胞结构的壳体结构，其特征在于，包括缓冲层(2)、内衬(3)和外层保护层(1)；缓冲层(2)设置在内衬(3)和外层保护层(1)之间；缓冲层(2)包括若干层负泊松比元胞结构层，负泊松比元胞结构层包括若干个并排排列的负泊松比元胞结构(21)；负泊松比元胞结构(21)包括空心圆柱(211)和空心圆锥(212)；空心圆锥(212)同轴设置在空心圆柱(211)上形成半个负泊松比元胞结构，半个负泊松比元胞结构的圆锥端互相同轴连接，形成负泊松比元胞结构(21)；相邻的负泊松比元胞结构(21)之间交错阵列分布，具备蜂窝状结构，牢固连接。2.根据权利要求1所述的一种基于负泊松比元胞结构的壳体结构，其特征在于，缓冲层(2)和内衬(3)，以及外层保护层(1)之间通过胶粘接。3.根据权利要求1所述的一种基于负泊松比元胞结构的壳体结构，其特征在于，外层保护层(1)为abs壳体。4.根据权利要求1所述的一种基于负泊松比元胞结构的壳体结构，其特征在于，内衬(3)为六角网眼空心结构层。5.一种行李箱，其特征在于，行李箱的壳体为基于负泊松比元胞结构的壳体结构。6.根据权利要求5所述的一种行李箱，其特征在于，行李箱上设置有万向轮(4)、拉链(5)、手拉杆(6)和手提带(7)。

技术总结
一种基于负泊松比元胞结构的壳体结构及行李箱，包括缓冲层、内衬和外层保护层；缓冲层设置在内衬和外层保护层之间；缓冲层包括若干层负泊松比元胞结构层，负泊松比元胞结构层包括若干个并排排列的负泊松比元胞结构。本实用新型的缓冲层设置有负泊松比元胞结构，可以充分抵抗外力冲击，提高行李箱的吸能效率，使外力作用更加分散、平稳、缓和，大大增加了冲击时的安全性，降低了外力冲击对行李箱自身及其内部所携带物品的伤害。部所携带物品的伤害。部所携带物品的伤害。


技术研发人员：李鹏举 田豪 刘璎汉 赵喆 陈锋
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/7/17