一种辅助持盾机构及新型战术背心系统的制作方法

本发明涉及消防技术领域，具体涉及一种辅助持盾机构及新型战术背心系统。

背景技术：

在一些安保、维稳现场，在双方长期僵持过程中，安保人员长时间的单手持盾不仅存在防护能力差、抗冲撞能力差等问题影响安保防暴队形的防御力，而且手臂极易疲累，影响团队战斗的持续性，加上时而的奔袭、撤退更是加重安保人员的身体负荷。尤其在夏日时不仅需要克服炎热天气带来不良影响，还需要穿上严实的防暴服极大增加了穿戴者的不适。

为进一步提高安保维稳工作人员的防御能力，有效保障公众人生财产安全、维持社会秩序稳定，新型战术背心的研制势在必行。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：单手持盾的耐久性较差，本发明提供了解决上述问题的一种辅助持盾机构及新型战术背心系统，利于克服安保工作人员携带盾牌不便、单手持盾不稳、持久性较差等不足。

本发明通过下述技术方案实现：

一种辅助持盾机构，包括至少一组机械臂组件，每组机械臂组件包括至少两根机械臂，所有机械臂之间首尾依次转动连接，转动连接后的机械臂整体的两个自由端分别用于与背心本体和盾牌转动连接；在未使用状态下：转动各机械臂折叠于背心本体背部，同步带动盾牌置于背心本体背部；在使用状体下，通过转动各机械臂，使各机械臂展开、并带动盾牌由背部经使用者头顶旋转至背心本体前部。

本发明提供的辅助持盾机构，用于固定在使用者背部，如穿在使用者身上的战术背心的背部，可实现辅助持盾与背盾武装奔袭增强装具的便携性。在无须使用盾牌时，通过转动各机械臂，将机械臂组件折叠在使用者背部，带动盾牌背负在使用者背部，这样使用者可稳定背负警用防暴盾牌奔袭，待到达指定地点后迅速由后背部经头顶旋转机械臂取出盾牌至胸前，双手辅以机械臂驾盾牌有效降低人手长时间驾盾疲劳并加强驾盾的稳定性。

进一步地，每组机械臂组件包括两根机械臂：机械臂i和机械臂ii；所述机械臂i的一端用于与背心本体的背部转动连接、另一端与机械臂ii的一端转动连接，机械臂ii的另一端用于与盾牌的内壁转动连接；所述机械臂i和机械臂ii通过自动伸缩杆连接。

通过设置自动伸缩杆连接两个机械臂，保障两个机械臂转动连接的同时，实现固定定位以及辅助抗冲击的作用。在将机械臂折叠在背部背负盾牌时，通过收缩自动伸缩杆，使两个机械臂始终是折叠状态背负在背部；在持盾抗冲击过程中，自动伸缩杆伸缩至适当长度，使机械臂i和机械臂ii以一定角度张开，保障盾牌挡在使用者前面，区别于以往单手持盾抗撞击的情况，使用者受撞击时在双手通过机械臂辅助持盾抗冲击的基础上，自动伸缩杆可有效减小冲击力带来影响。机械臂结构简单耐用，制作成本低，易维修保养，且具有较强的装备现代感。

进一步地，所述自动伸缩杆的固定端与机械臂i连接、且连接点靠近机械臂i和机械臂ii转动连接点处；自动伸缩杆的另一端与机械臂ii连接、且连接点远离机械臂i和机械臂ii转动连接点处。

通过将自动伸缩杆两端连接至两个机械臂上合适的位置处，保障两个机械臂在折叠时能够以最小的夹角折叠，减小盾牌与使用者背部之间的距离；同时，辅助持盾抗冲击时，又能保障两个机械臂以适当角度张开，使自动伸缩杆提供以最大的辅助抗冲击力。

进一步地，所述自动伸缩杆包括液压驱动伸缩杆和电驱动伸缩杆。

自动伸缩杆可采用现有的一些液压驱动或电动驱动伸缩杆，优选液压驱动伸缩杆。

进一步地，还包括定位臂，所述定位臂用于固定在背心本体的背部；所述定位臂的长轴方向沿背心本体高度方向延申，机械臂的自由端与定位臂的顶端转动连接。

定位臂的作用主要用于将机械臂组件整体稳定固定在使用者背部。

一种新型战术背心系统，包括背心本体和上述的辅助持盾机构。

进一步地，所述背心本体包括龙骨架和壳体，所述龙骨架是采用弹性塑料体按胸腔肋骨状排列形成的骨架结构，所述壳体采用凯夫拉防刺纤维包覆在龙骨架外。

通过采用弹性塑料骨骼、凯夫拉防刺面料制成符合力学原理的胸甲设计与轻量型无动力机械臂辅助穿着人员持盾与负盾奔袭，降低了装备的重量，加大了穿着人员上体防护力，提高了工作然元的活动幅度与灵活舒适性。

进一步地，所述背心本体的壳体胸部内还填充有海绵垫。

通过将海绵垫填充在背心本体胸部，刚好位于穿着者胸部，增加穿戴舒适性，穿着者胸部受打击时可有效将打击力吸收并分散。

进一步地，所述背心本体内还设有制冷模块，所述制冷模块包括制冷片，所述制冷片上覆盖有铝箔、并嵌入战术背心内；制冷片的散热端与散热风扇连接，所述散热风扇设于背心本体的背部外侧。

通过嵌入体积重量小、耗电量小、制冷效果优异的制冷片，可实现温控的半导体制冷片与铝箔对接，利用热量传导原理，实现防暴装具制冷与制热功能，克服执行任务过程中炎热、寒冷天气的不良影响，同时铝箔在一定程度上具有一定防火能力，减小具有燃烧作用等武器的伤害。

进一步地，所述制冷片采用tec1-12706半导体制冷片，单片机采用stc公司的stc15系列单片机；所述制冷模块采用外接电源或石墨烯磷酸铁锂12v8ah可充电电池供电，并通过降压模块提供恒定的5v电压。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明提供的辅助持盾机构，用于固定在使用者背部，如穿在使用者身上的战术背心的背部，可实现辅助持盾与背盾武装奔袭增强装具的便携性。在无须使用盾牌时，通过转动各机械臂，将机械臂组件折叠在使用者背部，带动盾牌背负在使用者背部，这样使用者可稳定背负警用防暴盾牌奔袭，待到达指定地点后迅速由后背部经头顶旋转机械臂取出盾牌至胸前，双手辅以机械臂驾盾牌有效降低人手长时间驾盾疲劳并加强驾盾的稳定性。

2、本发明取消原防爆服胸部板甲设计，使用高强度低重量的弹性塑料龙骨形如肋骨，内嵌于战术背心，外采用凯夫拉防刺防火纤维为面料，以胸部肉厚部位为支点架空于穿着者胸腔，胸口处加垫海绵，达到受击打时的防穿刺、减震与减重、增加灵活性与透气性的效果。

3、本发明用tec1-12706半导体制冷片与散热风扇，铝合金散热片，防火铝箔纸构成半导体制冷单元。温控单元部分，采用超低功耗stc15单片机最小系统与ds18b20温度传感器组为温度控制单元组成制冷核心控制单元。整个制冷单元体积小、重量轻，能起到制冷和制热功能，排除天气炎热或寒冷带来的不利影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的辅助持盾机构结构示意图；

图2为本发明的机械臂折叠状态结构示意图；

图3为本发明的机械臂辅助持盾对抗状态结构示意图；

图4为本发明的背心本体龙骨结构示意图；

图5为本发明的背心本体背部结构示意图；

图6为本发明的新型背心系统效果图。

附图中标记及对应的零部件名称：11-龙骨架，12-制冷片，13-散热风扇，21-机械臂i，22-机械臂ii，23-自动伸缩杆，24-定位臂，25-连接板，3-盾牌。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例提供了一种新型战术背心，将辅助持盾机构在战术背心中的引用，具体地：包括背心本体、机械臂组件和盾牌3，包括至少一组机械臂组件，机械臂组件主要用于安装、收藏和辅助操作盾牌3，机械臂组件的数量依据实际需求设计。每组机械臂组件包括至少两根机械臂，所有机械臂之间首尾依次转动连接，转动连接后的机械臂整体的两个自由端分别与背心本体和盾牌3转动连接。在未使用状态下：转动各机械臂折叠于背心本体背部，同步带动盾牌3置于背心本体背部；在使用状体下，通过转动各机械臂，使各机械臂展开、并带动盾牌3由背部经使用者头顶旋转至背心本体前部。

如图1至3所示，在背心本体上设置两组机械臂组件，两组机械臂组件对称分布在背心本体的背部两侧；每组机械臂组件包括两根机械臂：机械臂i21和机械臂ii22。机械臂i21的一端与背心本体的背部通过铰接件转动连接、另一端与机械臂ii22的一端通过铰接件转动连接，机械臂ii22的另一端与盾牌3的内壁通过铰接件转动连接，具体可将，机械臂ii22的另一端通过铰接件与连接板25转动连接，连接板25与盾牌3可拆卸连接。机械臂i21和机械臂ii22通过自动伸缩杆23连接，自动伸缩杆23采用液压驱动自动伸缩杆，自动伸缩杆23的固定端与机械臂i21铰接连接、且连接点靠近机械臂i21和机械臂ii22转动连接点处；自动伸缩杆23的另一端与机械臂ii22铰接连接、且连接点远离机械臂i21和机械臂ii22转动连接点处。背心本体的背部设有定位臂24，定位臂24的长轴方向沿背心本体高度方向延申，机械臂i21的自由端与定位臂24的顶端转动连接。各机械臂采用304不锈钢制成，如分别选取一段0.4m和一段0.45m方形不锈钢作为机械臂ii22和机械臂i21，两者通过螺母铰接构成大臂与小臂，大臂末端与定位不连接，固定于战术背心本体。

本实施例采用304不锈钢为机械臂基本骨架，螺母、液压杆为连接构成可背负、前后可折叠无动力仿人类机械臂，不锈钢材质强度符合具体任务需求，加装盾牌可实现辅助持盾与背盾武装奔袭增强装具的便携性；此外，区别于以往单手持盾抗撞击，本实施例中执法者受撞击时在双手持盾的基础上，通过液压杆有效减小冲击力带来影响。机械臂结构简单耐用，制作成本低，易维修保养，且具有较强的装备现代感。

实施例2

在实施例1的基础上进一步改进，所述背心本体包括龙骨架11和壳体，龙骨架是采用弹性塑料体按胸腔肋骨状排列形成的骨架结构，壳体采用凯夫拉防刺纤维包覆在龙骨架外，背心本体的壳体胸部内还填充有海绵垫。

借鉴鸡蛋碰撞力学原理，采用凯夫拉防刺纤维为面料，弹性塑料为胸腔肋骨状龙骨竖向排列，取消防暴服胸部板甲设计，与原武警防暴服上衣防护部分设置相反，纤维面料在外，弹性塑料在内，在胸部填充海绵垫，增加穿戴舒适性，穿着者胸部受打击时可有效将打击力吸收并分散，同时采用肋骨结构龙骨增加上半身躯干的灵活性减轻装备重量。

实施例3

在实施例2的基础上进一步改进，所述背心本体内还设有制冷模块，制冷模块包括制冷片12，制冷片12上覆盖有铝箔、并嵌入战术背心1内；制冷片12的散热端与散热风扇13连接，散热风扇13设于背心本体的背部外侧。制冷片12采用tec1-12706半导体制冷片，单片机采用stc公司的stc15系列单片机。制冷模块采用外接电源或石墨烯磷酸铁锂12v8ah可充电电池供电，并通过降压模块提供恒定的5v电压。

本实施例半导体制冷背心采用半导体制冷片tec1-12706单元、stc15系列单片机最小系统的温控单元与铝箔组成制冷系统，制冷片3min内可降温并稳定在10.7℃，9min后制冷端表面凝霜，考虑铝箔导冷带来的影响，制冷性能也能满足降温需求，且需要温控单元(温控单元主要包括上述单片机以及在背心本体内设置温度传感器)来调节温度防止降温过低。整个系统体积约为0.5m³，体积小，重量轻，电压大小为12v，电流大小为4-5a，耗电功率为48w～60w，普通的14.8v15000mah重0.5kg的锂电池可供制冷系统运作2h～3h，满足正常执勤要求，且更换电池方便快捷。

基于实施例3提供的新型战术背心的可行性分析：

(1)龙骨重量控制为2kg以下，加装防暴盾牌重量为4kg，可稳定背负警用防暴盾牌奔袭，到达指定地点后迅速由后背经头顶旋转取出至胸前，双手辅以机械臂驾盾有效降低人手长时间驾盾疲劳并加强驾盾的稳定性，液压杆连接仿人类机械臂关节处可有效缓冲撞击。

(2)半导体制冷模块重量控制为1kg，电池供电180秒后铝箔温度为10℃，当穿着时，温度有效控制在20℃，15000mah电池可供制冷系统稳定运行2.5h～3h。

(3)系统整体符合各项设计要求，并具有无动力外骨骼达到良好的人机合一效果，帮助使用者减轻负担提高抗击打能力的同时，通过半导体制冷调节体温调控体感温度，提高装备穿戴舒适性。

(4)可模块化拆卸与组装并进行电气化改造，如制冷系统换装石墨烯加热片或加装北斗定位模块、防暴高亮度led灯炫目矩阵等。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。