CN111152480B - 一种无人机机身骨架制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机机身骨架制造方法，机身骨架的大部分机身零件采用碳纤维板和复合材料板雕刻形成，由于第一承力框和第二承力框之间为主承力部分，因此采用金属肋固定连接，其余机身零件采用插槽、结构胶等方式组装，组装完成后作固化处理。该无人机机身骨架制造方法具有制造周期快、制造成本低等优点，通过该方法制造的机身骨架形式稳定、维修方便，与其他通过金属加工的骨架相比结构强度良好的同时，成本是其五分之一到三分之一之间，使产品有非常大的竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机机身骨架制造方法。
背景技术
近年来，无人机的发展速度极为迅猛，在许多行业都得到了广泛的应用。目前在无人机的制造过程中，大多通过开模具、或者铣削加工的方式加工机身全部的框和肋，不但时间无法保证，制造成本又非常高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无人机机身骨架制造方法，其具有制造周期快、制造成本低的优点。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种无人机机身骨架制造方法，包括以下步骤：
S1、复合材料板制造步骤：在平整的加工板上先涂刷一层脱模剂，再铺设上用于形成待烘制材料板的制造材料，其中包括：
S11、平铺碳纤维织物，并用毛涮浸入环氧树脂溶液，使树脂基体充分浸入碳纤维织物中，待环氧树脂浸入均匀后在碳纤维织物上放入2mmPMI泡沫，在PMI泡沫上再放入碳纤维织物，并用毛涮浸入环氧树脂溶液，使树脂基体充分浸入碳纤维织物中，使得PMI泡沫的两侧形成均匀胶层，以获得待烘制材料板；
S12、在待烘制材料板上铺设脱模布和透气毡后放入真空袋，周围采用密封胶条密封，从而形成一整体，该整体上留出有抽气孔，用真空泵连接抽气孔，抽真空至0.3Mpa，抽真空过程中调整真空袋，以防止出现褶皱；
S13、将整体放进高温箱中烘制，使得环氧树脂在高温作用下充分与碳纤维织物和PMI泡沫形成复合材料板，烘制完成后将真空袋拆下，并在室温下将复合材料板时效至室温状态；
S2、碳纤维板制造步骤：在平整的加工板上先涂刷一层脱模剂，然后铺设若干层用于制造碳纤维板的碳纤维预浸料，铺设好碳纤维预浸料后再铺上透气毡和真空袋，周围采用密封胶条密封，从而形成一整体，该整体上留出有抽气孔，将该整体放入热压罐中，并作加压加热处理，处理完成后拆下真空袋，在室温下时效至室温状态，以形成碳纤维板；
S3、雕刻步骤：将复合材料板和碳纤维板分别放入雕刻机中，并雕刻出所需要的机身零件，包括机身框、机身底板、前橼肋、后橼肋和橼条，所述机身框包括有第一承力框和第二承力框；
S4、组装步骤：将雕刻出来的机身零件与另外提供的金属肋组装成机身骨架，机身框、机身底板、前橼肋、后橼肋之间以插槽形式组装，且所选用的插槽涂有结构胶，金属肋通过螺栓与第一承力框和第二承力框固定连接，橼条设置在第一承力框和第二承力框的前后两侧以形成工字梁；
S5、固化步骤：将机身骨架放入高温固化炉使结构胶固化，或者以常温固化的方式使结构胶固化。
进一步地，在步骤S1中，所选用的加工板为铁板或者铝板；在步骤S11中，所选用的碳纤维织物为3K碳纤维织物，且为正向编织纹织物；在步骤S2中，所选用的加工板为铝板或者铁板，所选用的碳纤维预浸料为1K碳纤维预浸料；在步骤S4中，所选用的结构胶为J133结构胶。
进一步地，在步骤S3中，所述机身框和所述机身底板由碳纤维板雕刻形成，所述前橼肋和所述后橼肋由复合材料板雕刻形成。
进一步地，在步骤S3中，所述机身框还包括有第一机身前框、第二机身前框和机身后框，所述机身底板包括载荷安装板、油箱安装板和发动机安装板，所述前橼肋包括第一前橼肋、第二前橼肋和前边肋，所述后橼肋包括第一后橼肋、第二后橼肋；在步骤S4中，所述金属肋包括有第一金属主肋和第二金属主肋。
进一步地，在步骤S4中，组装顺序为：第一机身前框、第二机身前框与载荷安装板组装在一起后再与前边肋组装，然后插接第一承力框、油箱安装板、第二承力框，在第一承力框和第二承力框之间连接金属肋，第二承力框后侧插接发动机安装板，发动机安装板后侧插接机身后框，然后再将第一前橼肋和第二前橼肋插接在第一承力框前侧，将第一后橼肋和第二后橼肋插接在第二承力框的后侧，最后将橼条组装在第一承力框和第二承力框上。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明所提供的无人机机身骨架制造方法，机身骨架的大部分机身零件采用碳纤维板和复合材料板雕刻形成，由于第一承力框和第二承力框之间为主承力部分，因此采用金属肋固定连接，其余机身零件采用插槽、结构胶等方式组装，组装完成后作固化处理。该无人机机身骨架制造方法具有制造周期快、制造成本低等优点，通过该方法制造的机身骨架形式稳定、维修方便，与其他通过金属加工的骨架相比结构强度良好的同时，成本是其五分之一到三分之一之间，使产品有非常大的竞争力。
附图说明
图1为本发明实施例的无人机机身骨架制造方法的流程图；
图2为经过本发明实施例的无人机机身骨架制造方法的制造出的无人机机身骨架的结构示意图；
图3为本发明实施例的待烘制材料板的结构示意图；
图4为本发明实施例的第一承力框与橼条的组装示意图。
图中：1、第二后橼肋；2、第一后橼肋；3、第三后橼肋；4、第一金属主肋；5、第二金属主肋；6、第一内主肋；7、第一承力框；8、第二内主肋；9、第一前橼肋；10、第二前橼肋；11、设备安装板；12、前边肋；13、第三机身前框；14、载荷安装板；15、第二机身前框；16、第一机身前框；17、油箱安装板；18、第二承力框；19、发动机安装板；20、机身后框；21、橼条；22、碳纤维织物；23、PMI泡沫。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
参考图1、图2、图3和图4。本发明实施例提供一种无人机机身骨架制造方法，包括以下步骤：
S1、复合材料板制造步骤：在平整的加工板上先涂刷一层脱模剂，再铺设上用于形成待烘制材料板的制造材料，其中包括：
S11、平铺碳纤维织物22，并用毛涮浸入环氧树脂溶液(A/B组分为树脂混合液加人固化剂得到的树脂基体)，使树脂基体充分浸入碳纤维织物22中，待环氧树脂浸入均匀后在碳纤维织物22上放入2mmPMI泡沫23，在PMI泡沫23上再放入碳纤维织物22，并用毛涮浸入环氧树脂溶液，使树脂基体充分浸入碳纤维织物22中，从而使PMI泡沫23的两侧形成均匀胶层，再用刮胶板刮去多余树脂，获得待烘制材料板(参考图3)；
S12、在待烘制材料板上铺设脱模布和透气毡后放入真空袋，周围采用密封胶条密封，从而形成一整体，该整体上留出有抽气孔，用真空泵连接抽气孔，抽真空至0.3Mpa，抽15min，抽真空过程中调整真空袋，以防止出现褶皱；
S13、将整体放进高温箱(温度调至40℃)中烘制，使得环氧树脂能够在高温作用下充分与碳纤维织物和PMI泡沫形成复合材料板，烘制完成后将真空袋拆下，并在室温下将复合材料板时效至室温状态5-7小时；
S2、碳纤维板制造步骤：在平整的加工板上先涂刷一层脱模剂，然后铺设若干层用于制造碳纤维板的碳纤维预浸料，铺设好碳纤维预浸料后再铺上透气毡和真空袋，周围采用密封胶条密封，从而形成一整体，该整体上留出有抽气孔，将该整体放入热压罐中，并作加压加热处理(热压罐调压阀调至若干个气压，加温6小时)，处理完成后拆下真空袋，在室温下时效至室温状态，以形成碳纤维板；根据机身零件所需要的碳纤维板厚度来调整碳纤维预浸料的层数，例如机身框所需要的厚度为2mm，那么碳纤维预浸料的层数为20层；
S3、雕刻步骤：将复合材料板和碳纤维板分别放入雕刻机中，并雕刻出所需要的机身零件，包括机身框、机身底板、前橼肋、后橼肋和橼条21，机身框包括有第一承力框7和第二承力框18；
S4、组装步骤：将雕刻出来的机身零件与另外提供的金属肋组装成机身骨架，机身框、机身底板、前橼肋、后橼肋之间以插槽形式组装，且所选用的插槽涂有结构胶，金属肋通过螺栓与第一承力框7和第二承力框18固定连接，橼条21设置在第一承力框7和第二承力框18的前后两侧以形成工字梁(参考图4)；
S5、固化步骤：将机身骨架放入高温固化炉使结构胶固化，或者以常温固化的方式使结构胶固定。
具体来说，在步骤S1中，所选用的加工板为铁板或者铝板；在步骤S11中，所选用的碳纤维织物为3K碳纤维织物，且为正向编织纹织物；在步骤S2中，所选用的加工板为铝板或者铁板，所选用的碳纤维预浸料为1K碳纤维预浸料；在步骤S4中，所选用的结构胶为J133结构胶。
具体来说，在步骤S3中，机身框和机身底板由碳纤维板雕刻形成，前橼肋和后橼肋由复合材料板雕刻形成。
具体来说，在步骤S3中，机身框还包括有第一机身前框16、第二机身前框15和机身后框20，机身底板包括载荷安装板14、油箱安装板17和发动机安装板19，前橼肋包括第一前橼肋9、第二前橼肋10和前边肋12，后橼肋包括第一后橼肋2、第二后橼肋1；在步骤S4中，金属肋包括有第一金属主肋4和第二金属主肋5。
具体来说，在步骤S4中，组装顺序为：第一机身前框16、第二机身前框15与载荷安装板14组装在一起后再与前边肋12组装，然后插接第一承力框7、油箱安装板17、第二承力框18，在第一承力框7和第二承力框18之间连接第一金属主肋4和第二金属主肋5，第二承力框18后侧插接发动机安装板19，发动机安装板19后侧插接机身后框20，然后再将第一前橼肋9和第二前橼肋10插接在第一承力框7前侧，将第一后橼肋2和第二后橼肋1插接在第二承力框18的后侧，最后将橼条21组装在第一承力框7和第二承力框18上。需要说明的是，图2中机身骨架的其它机身零件的制造和组装方法与上述方法相同，例如第三机身前框13、设备安装板11、第一内主肋6、第二内主肋8、第三后橼肋3等机身零件均可由复合材料板或碳纤维板雕刻形成；总之，在实际应用中，根据无人机实际所需要的机身零件作出对应的调整即可。
本发明实施例所提供的无人机机身骨架制造方法，机身骨架的大部分机身零件采用碳纤维板和复合材料板雕刻形成，由于第一承力框和第二承力框之间为主承力部分，因此采用金属肋固定连接，其余机身零件采用插槽、结构胶等方式组装，组装完成后作固化处理。该无人机机身骨架制造方法具有制造周期快、制造成本低等优点，通过该方法制造的机身骨架形式稳定、维修方便，与其他通过金属加工的骨架相比结构强度良好的同时，成本是其五分之一到三分之一之间，使产品有非常大的竞争力。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (2)
1.一种无人机机身骨架制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、复合材料板制造步骤：在平整的加工板上先涂刷一层脱模剂，再铺设上用于形成待烘制材料板的制造材料，其中包括：
S11、平铺碳纤维织物，并用毛涮浸入环氧树脂溶液，使树脂基体充分浸入碳纤维织物中，待环氧树脂浸入均匀后在碳纤维织物上放入2mmPMI泡沫，在PMI泡沫上再放入碳纤维织物，并用毛涮浸入环氧树脂溶液，使树脂基体充分浸入碳纤维织物中，使得PMI泡沫的两侧形成均匀胶层，以获得待烘制材料板；
S12、在待烘制材料板上铺设脱模布和透气毡后放入真空袋，周围采用密封胶条密封，从而形成一整体，该整体上留出有抽气孔，用真空泵连接抽气孔，抽真空至0.3Mpa，抽真空过程中调整真空袋，以防止出现褶皱；
S13、将整体放进高温箱中烘制，使得环氧树脂在高温作用下充分与碳纤维织物和PMI泡沫形成复合材料板，烘制完成后将真空袋拆下，并在室温下将复合材料板时效至室温状态；
S2、碳纤维板制造步骤：在平整的加工板上先涂刷一层脱模剂，然后铺设若干层用于制造碳纤维板的碳纤维预浸料，铺设好碳纤维预浸料后再铺上透气毡和真空袋，周围采用密封胶条密封，从而形成一整体，该整体上留出有抽气孔，将该整体放入热压罐中，并作加压加热处理，处理完成后拆下真空袋，在室温下时效至室温状态，以形成碳纤维板；
S3、雕刻步骤：将复合材料板和碳纤维板分别放入雕刻机中，并雕刻出所需要的机身零件，包括机身框、机身底板、前橼肋、后橼肋和橼条，所述机身框包括有第一承力框和第二承力框；
S4、组装步骤：将雕刻出来的机身零件与另外提供的金属肋组装成机身骨架，机身框、机身底板、前橼肋、后橼肋之间以插槽形式组装，且所选用的插槽涂有结构胶，金属肋通过螺栓与第一承力框和第二承力框固定连接，橼条设置在第一承力框和第二承力框的前后两侧以形成工字梁；
S5、固化步骤：将机身骨架放入高温固化炉使结构胶固化，或者以常温固化的方式使结构胶固化；
在步骤S1中，所选用的加工板为铁板或者铝板；在步骤S11中，所选用的碳纤维织物为3K碳纤维织物，且为正向编织纹织物；在步骤S2中，所选用的加工板为铝板或者铁板，所选用的碳纤维预浸料为1K碳纤维预浸料；在步骤S4中，所选用的结构胶为J133结构胶；
在步骤S3中，所述机身框和所述机身底板由碳纤维板雕刻形成，所述前橼肋和所述后橼肋由复合材料板雕刻形成；
在步骤S3中，所述机身框还包括有第一机身前框、第二机身前框和机身后框，所述机身底板包括载荷安装板、油箱安装板和发动机安装板，所述前橼肋包括第一前橼肋、第二前橼肋和前边肋，所述后橼肋包括第一后橼肋、第二后橼肋；在步骤S4中，所述金属肋包括有第一金属主肋和第二金属主肋。
2.如权利要求1所述的无人机机身骨架制造方法，其特征在于，在步骤S4中，组装顺序为：第一机身前框、第二机身前框与载荷安装板组装在一起后再与前边肋组装，然后插接第一承力框、油箱安装板、第二承力框，在第一承力框和第二承力框之间连接金属肋，第二承力框后侧插接发动机安装板，发动机安装板后侧插接机身后框，然后再将第一前橼肋和第二前橼肋插接在第一承力框前侧，将第一后橼肋和第二后橼肋插接在第二承力框的后侧，最后将橼条组装在第一承力框和第二承力框上。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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