一种防冲击模块、装置及方法与流程

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种防冲击模块、装置及方法。

背景技术：

现有技术中，为了避免产品在移动、运输的过程中遭受冲击，常常会在包装产品时使用缓冲的防冲击、防破裂材料。防冲击、防破裂材料在产品包装、运输领域具有很广泛的应用。但现有技术的防冲击材料，质地比较柔软，难以起到较好的防破裂作用；现有的防破裂材料，比较坚硬，难以起到较好的缓冲作用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种防冲击模块、装置及方法，具有更好的防冲击和防破裂效果。

基于上述目的本发明提供的一种防冲击模块，包括容纳室和设置于容纳室中的防冲击混合物；所述防冲击混合物包括绝缘液体以及分布在所述绝缘液体中的固体粒子；所述固体粒子包括极性分子；所述固体粒子的密度和所述绝缘液体的密度之差小于设定值，使得所述固体粒子能够在电场作用下移动到所述绝缘液体中的任意高度位置，连接成链状。

可选的，所述绝缘液体包括绝缘液和用于提高绝缘液密度的添加剂。

可选的，所述绝缘液至少包括煤油、矿物油、硅油、植物油中的一种。

可选的，所述添加剂至少包括酸、碱、盐类物质。

可选的，所述添加剂还包括表面活性剂。

可选的，所述容纳室外侧还设置有缓冲材料层。

同时，本发明提供一种防冲击装置，包括如权利要求1-5中任意一项所述的防冲击模块，还包括：

压力传感模块：用于检测所述防冲击模块所受的压力值；

电场施加控制模块：用于当所述压力值大于设定阈值时，启动所述电场施加模块；

电场施加模块：用于向所述防冲击模块施加电场，使得所述固体粒子连接成链状。

可选的，所述压力传感模块包括：

设置在所述容纳室至少部分表面的压力传感器。

可选的，所述电场施加模块包括：

设置在所述容纳室相对两侧的第一电极板和第二电极板，在向所述第一电极板和第二电极板施加不同的电压信号后，所述第一电极板和第二电极板之间能够产生覆盖所述容纳室的电场。

可选的，所述电场施加控制模块还用于当所述压力值小于设定阈值时，关闭所述电场施加模块。

进一步，本发明提供一种防冲击装置控制方法，用于控制本发明任意一项实施例所提供的防冲击装置，包括：

检测所述防冲击模块所受的压力值；

当所述压力值大于设定阈值时，启动所述电场施加模块；

向所述防冲击模块施加电场，使得所述固体粒子连接成链状。

可选的，所述向所述防冲击模块施加电场，使得所述固体粒子连接成链状的步骤包括：

向所述第一电极板和第二电极板施加不同的电压信号，使得所述第一电极板和第二电极板之间产生覆盖所述容纳室的电场。

可选的，所述方法还包括：

当所述压力值小于设定阈值时，关闭所述电场施加模块。

从上面所述可以看出，本发明所提供的防冲击模块、装置及方法，能够根据受到的外力大小改变硬度，从而在受到一定量的外力时能够提高硬度，起到防破裂作用；在其他时候保持较低的硬度，从而能够起到防冲击的作用。从而本发明实施例能够应用于产品包装，在产品的运输等过程中起到防冲击和防破裂的作用。

附图说明

图1为本发明实施例的防冲击装置结构示意图；

图2为本发明实施例的防冲击装置在连成链状示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明首先提供一种防冲击模块，如图1所示，包括容纳室101和设置于容纳室101中的防冲击混合物102；所述防冲击混合物102包括绝缘液体以及分布在所述绝缘液体中的固体粒子；所述固体粒子包括极性分子；所述固体粒子的密度和所述绝缘液体的密度之差小于设定值，使得所述固体粒子能够在电场作用下移动到所述绝缘液体中的任意高度位置，连接成链状，如图2所示。

从上面所述可以看出，本发明提供的防冲击模块，采用的防冲击混合物包含有带有极性分子的固体粒子，所述固体粒子能够在电场作用下连接成链状，使得防冲击模块的硬度提高，能够起到防破裂的作用；从而该防冲击模块能够在使用过程中需要的时刻通过电场提高自身的硬度，起到防破裂的作用，在其他时刻降低硬度起到防冲击的作用。

在本发明具体实施例中，固体粒子是一种由纳米至微米尺度大小的、具有较高的介电常数和较强极性的微细物体组成。极性分子：是在以极性共价键结合的分子中，正、负电荷中心不重合而形成偶极；这种固体粒子沿着外电场取向，带负电的一端朝向电场正极，带正电的一端朝向电场负极；能够悬浮于绝缘液体中，在存在电场的环境中连接成链状，并随着电场加强固体粒子由链变成柱从而改变液体的密度，提高抗冲击力。固体粒子可采用常用的有无机材料(如硅胶、硅铝酸盐、复合金属氧化物、复合金属氢氧化物)、高分子材料(如高分子半导体粒子)。

在本发明一些实施例中，所述绝缘液体包括绝缘液和用于提高绝缘液密度的添加剂。通过提高绝缘液体密度，能够减少绝缘液体和固体粒子之间的密度差，便于固体粒子移动到绝缘液体中的任意位置。

具体的，所述添加剂为分子量较大的物质构成。

在本发明一些实施例中，所述绝缘液至少包括煤油、矿物油、硅油、植物油中的一种。

在本发明一些实施例中，所述添加剂至少包括酸、碱、盐类物质。

在本发明一些实施例中，所述添加剂还包括表面活性剂。具体的，所述添加剂的作用是增强悬浮液的稳定性和电流变效应。

同时，本发明还提供一种防冲击装置，仍然参照图1、图2，包括本发明任意一项实施例所提供的防冲击模块，还包括：

压力传感模块103：用于检测所述防冲击模块所受的压力值；

电场施加控制模块104：用于当所述压力值大于设定阈值时，启动所述电场施加模块；

电场施加模块105：用于向所述防冲击模块施加电场，使得所述固体粒子连接成链状。

通过上述防冲击装置，能够通过压力传感模块检测外界压力，当压力大于所述设定阈值时，对防冲击模块施加电场，使得防冲击模块中的固体粒子连接为链状，起到防破裂的作用。从而当所述防冲击装置应用于产品包装时，既能够起到对压力的缓冲作用，也能够防止产品在受到外力时破裂。

在具体实施例中，电场施加模块为设置于所述容纳室两侧的电极。

在本发明具体实施例中，仍然参照图1，在所述容纳室101远离所述防冲击混合物102的外侧，还设置有缓冲材料层106。

具体的，所述缓冲材料层可以设置在所述电极远离所述防冲击混合物的外侧。

更进一步，所述缓冲材料层设置在所述容纳室的一侧或两侧。

在本发明一些实施例中，所述电场施加控制模块还用于当所述压力值小于设定阈值时，关闭所述电场施加模块。

在本发明一些实施例中，所述压力传感模块包括：

设置在所述容纳室至少部分表面的压力传感器。所述压力传感器表面受力时产生形变，形变导致检测电阻的阻值改变，从而通过电流、电压等与阻值相关的电学参数的检测，可以检测外界压力。

所述防冲击混合物在正常状态下为较软的缓冲材料，当受到瞬间的高强度撞击时，所述压力传感器将信号传给电场施加控制模块，电场施加控制模块根据压力启动电场施加模块，产生电场，此时防冲击混合物中的固体粒子受电场作用连成链，防冲击混合物的粘稠度增加，增加硬度，达到保护作用。当撞击结束，电场消失，固体粒子在无电场环境下恢复液态和固体粒子混合物的状态，硬度降低，能够对力度较小的外力起到防冲击作用。

在本发明一些实施例中，所述电场施加模块包括：

设置在所述容纳室相对两侧的第一电极板和第二电极板，在向所述第一电极板和第二电极板施加不同的电压信号后，所述第一电极板和第二电极板之间能够产生覆盖所述容纳室的电场。

同时，本发明还提供一种防冲击装置控制方法，用于控制本发明任意实施例所提供的防冲击装置，包括：

检测所述防冲击模块所受的压力值；

当所述压力值大于设定阈值时，启动所述电场施加模块；

向所述防冲击模块施加电场，使得所述固体粒子连接成链状。

在本发明一些实施例中，所述向所述防冲击模块施加电场，使得所述固体粒子连接成链状的步骤包括：

向所述第一电极板和第二电极板施加不同的电压信号，使得所述第一电极板和第二电极板之间产生覆盖所述容纳室的电场。

在本发明一些实施例中，所述方法还包括：当所述压力值小于设定阈值时，关闭所述电场施加模块。

从上面所述可以看出，本发明所提供的防冲击模块、装置及方法，能够根据受到的外力大小改变硬度，从而在受到一定量的外力时能够提高硬度，起到防破裂作用；在其他时候保持较低的硬度，从而能够起到防冲击的作用。从而本发明实施例能够应用于产品包装，在产品的运输等过程中起到防冲击和防破裂的作用。

应当理解，本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。