CN113844672A - 一种复合材料无人机垂尾的装配型架及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种复合材料无人机垂尾的装配型架及其装配方法。该装配型架包括支撑框架、第一侧蒙皮支撑部、肋板定位框部和第二侧蒙皮框部，利用第一侧蒙皮支撑部支撑第一侧蒙皮，然后利用肋板定位框部对肋板进行定位和辅助安装，然后拆除肋板定位框部，并在肋板上贴覆第二侧蒙皮，并利用第二侧蒙皮框部压紧第二侧蒙皮，保证第一侧蒙皮和第二侧蒙皮与肋板的胶接过程中能够可靠加压。利用该复合材料无人机垂尾的装配型架对复合材料无人机垂尾进行装配，肋板定位精准，整个过程装配方便、装配精度高。装配方法是利用上述装配型架对复合材料无人机垂尾进行装配。

Description

一种复合材料无人机垂尾的装配型架及其装配方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种复合材料无人机垂尾的装配型架及其装配方法。

背景技术

为降低无人机结构重量、提高飞行航程，一些无人机垂尾为全复合材料结构，一般由蜂窝夹芯蒙皮与泡沫夹芯肋板组成。其中肋板为纵横交错分布，采用手工湿法糊制连接角片将肋板相互连接，并与蒙皮进行连接。

在实际工程应用，由于此类无人机垂尾的蒙皮和肋板分别为蜂窝夹芯和泡沫夹芯结构，刚度较差且各部定位较为困难、型面控制难度大，装配精度较难保证，而且在组合装配过程中易导致部件损坏，因此，需要专门设计装配型架进行蒙皮、肋板的定位和固定。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材料无人机垂尾的装配型架及其装配方法，至少解决上述中的一个问题。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种复合材料无人机垂尾的装配型架，包括：

支撑框架；

第一侧蒙皮支撑部，第一侧蒙皮支撑部设置在支撑框架上，第一侧蒙皮支撑部的上侧面具有与第一侧蒙皮的型面相匹配的弧度，用于支撑第一侧蒙皮；

肋板定位框部，肋板定位框部包括第一安装部和定位部，肋板定位框部通过第一安装部可拆卸安装在支撑框架或第一侧蒙皮支撑部，定位部包括纵横交错的横向定位部和纵向定位部，且各个横向定位部和纵向定位部的交错处均为可拆卸连接，各个横向定位部和纵向定位部与肋板的分布位置相对应，每个横向定位部和纵向定位部上均至少设有一定位块，定位块的固定端固定在相对应的横向定位部、纵向定位部，定位端位于定位部与第一侧蒙皮之间，并具有与相对应的肋板平行的定位面；

第二侧蒙皮框部，第二侧蒙皮框部包括第二安装部和压紧部，第二侧蒙皮框部通过第二安装部可拆卸安装在支撑框架或第一侧蒙皮支撑部，压紧部包括纵横交错的横向压紧部和纵向压紧部，且各个横向压紧部和纵向压紧部的交错处均为可拆卸连接，各个横向压紧部和纵向压紧部与肋板的分布位置相对应，压紧部的下侧面具有与第二侧蒙皮的型面相匹配的弧度，用于压紧第二侧蒙皮。

优选地，至少部分定位块的固定端设有定位孔，定位孔贯穿定位端并垂直定位面；

还包括与定位孔相配合的定位销，肋板相对应的位置具有肋板过孔，定位销能够穿过定位孔和肋板过孔。

优选地，定位孔为长圆孔，且长圆孔的长度方向与肋板的高度方向平行；

肋板过孔为圆孔。

优选地，肋板过孔为长圆孔，且长圆孔的长度方向与肋板的高度方向平行；

定位孔为圆孔。

优选地，支撑框架为钢骨架结构。

优选地，第一侧蒙皮支撑部为框架结构。

优选地，第一侧蒙皮支撑部为钢材料制成。

优选地，肋板定位框部为铝合金材料制成；和/或

第二侧蒙皮框部为铝合金材料制成。

第二方面，本发明还提供了一种复合材料无人机垂尾的装配方法，该装配方法利用上述中任一种装配型架，包括以下步骤：

S1、将第一侧蒙皮放置在第一侧蒙皮支撑部；

S2、将肋板定位框部安装在支撑框架或第一侧蒙皮支撑部，使定位部与第一侧蒙皮之间具有与肋板高度相适应的间隔，将各个肋板放置在定位与第一侧蒙皮之间，横向肋板与相邻的纵向肋板贴紧，定位面与肋板的侧面贴紧，实现肋板的定位；

S3、在第一侧蒙皮与肋板之间采用手工湿法糊制连接角片，角片固化后拆卸肋板定位框部；

S4、在肋板的上侧面、角片处以及第一侧蒙皮的边缘处涂胶，将第二侧蒙皮贴覆在肋板的上侧，并使第一侧蒙皮与第一侧蒙皮贴紧，形成封闭腔体；

S5、安装第二侧蒙皮框部，使横向压紧部和纵向压紧部压在第二侧蒙皮的肋板处。

第三方面，本发明还提供了一种复合材料无人机垂尾的装配方法，该装配方法利用上述中任一种定位块上具有定位孔的装配型架，包括以下步骤：

S1、将第一侧蒙皮放置在第一侧蒙皮支撑部；

S2、将肋板定位框部安装在支撑框架或第一侧蒙皮支撑部，使定位部与第一侧蒙皮之间具有与肋板高度相适应的间隔，将各个肋板放置在定位与第一侧蒙皮之间，横向肋板与相邻的纵向肋板贴紧，定位面与肋板的侧面贴紧，定位销穿过定位孔和肋板过孔，实现肋板的定位；

S3、在第一侧蒙皮与肋板之间采用手工湿法糊制连接角片，角片固化后拆卸肋板定位框部；

S4、在肋板的上侧面、角片处以及第一侧蒙皮的边缘处涂胶，将第二侧蒙皮贴覆在肋板的上侧，并使第一侧蒙皮与第一侧蒙皮贴紧，形成封闭腔体；

S5、安装第二侧蒙皮框部，使横向压紧部和纵向压紧部压在第二侧蒙皮的肋板处。

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的复合材料无人机垂尾的装配型架，利用第一侧蒙皮支撑部支撑第一侧蒙皮，然后利用肋板定位框部对肋板进行定位和辅助安装，然后拆除肋板定位框部，并在肋板上贴覆第二侧蒙皮，并利用第二侧蒙皮框部压紧第二侧蒙皮，保证第一侧蒙皮和第二侧蒙皮与肋板的胶接过程中能够可靠加压。利用该复合材料无人机垂尾的装配型架对复合材料无人机垂尾进行装配，肋板定位精准，整个过程装配方便、装配精度高，能够垂尾整体型面精度。

本发明提供的复合材料无人机垂尾的装配型架，至少部分定位块的固定端设有定位孔，定位孔贯穿定位端并垂直定位面，在对肋板进行定位时，利用定位销穿过定位孔和肋板过孔，进一步实现肋板的定位。能够避免因定位销刚性定位对肋板造成损坏。

附图说明

本发明附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。

图1是本发明实施例中第一侧蒙皮支撑部安装在支撑框架上的结构示意图；

图2是本发明实施例中装配型架安装肋板定位框部后的结构示意图；

图3是本发明实施例中肋板定位框部与与肋板配合的结构示意图；

图4是本发明实施例中一种肋板定位框部的结构示意图；

图5是本发明实施例中一种定位块结构示意图；

图6是本发明实施例中另一种定位块结构示意图；

图7是本发明实施例中安装肋板后的装配型架结构示意图；

图8是本发明实施例中安装第二侧蒙皮后的装配型架结构示意图；

图9是本发明实施例中安装第二侧蒙皮框部后的装配型架结构示意图；

图10是本发明实施例中一种第二侧蒙皮框部的结构示意图。

图2是本发明实施例二中。

图中：1：无人机；2：垂尾；21：第一侧蒙皮；22：肋板；23：第二侧蒙皮；3：支撑框架；4：第一侧蒙皮支撑部；5：肋板定位框部；51：第一安装部；52：定位部；521：第一横向定位部；522：第二横向定位部；523：第三横向定位部；524：第四横向定位部；525：第一纵向定位部；526：第二纵向定位部；527：第三纵向定位部；53：定位块；531：定位面；532：定位孔；6：第二侧蒙皮框部；61：第二安装部；62：压紧部；621：横向压紧部；622：纵向压紧部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图1-图10所示，本发明实施例提供的复合材料无人机垂尾的装配型架，包括支撑框架3、第一侧蒙皮支撑部4、肋板定位框部5和第二侧蒙皮框部6，用于复合材料无人机1的垂尾2的装配。

参见图1所示，第一侧蒙皮支撑部4设置在支撑框架3上，第一侧蒙皮支撑部4的上侧面具有与第一侧蒙皮21的型面相匹配的弧度，用于支撑第一侧蒙皮21。

参见图2-图6所示，肋板定位框部5包括第一安装部51和定位部52，肋板定位框部5通过第一安装部51可拆卸安装在支撑框架3或第一侧蒙皮支撑部4，定位部52包括纵横交错的横向定位部和纵向定位部，且各个横向定位部和纵向定位部的交错处均为可拆卸连接，各个横向定位部和纵向定位部与肋板22的分布位置相对应，每个横向定位部和纵向定位部上均至少设有一定位块53，定位块53的固定端固定在相对应的横向定位部、纵向定位部，定位端位于定位部52与第一侧蒙皮21之间，并具有与相对应的肋板22平行的定位面531。

参见图9和图10所示，第二侧蒙皮框部6包括第二安装部61和压紧部62，当肋板22安装完成并贴覆第二侧蒙皮23后，拆卸肋板定位框部5，第二侧蒙皮框部6通过第二安装部61可拆卸安装在支撑框架3或第一侧蒙皮支撑部4，压紧部62包括纵横交错的横向压紧部和纵向压紧部，且各个横向压紧部和纵向压紧部的交错处均为可拆卸连接，各个横向压紧部和纵向压紧部与肋板22的分布位置相对应，压紧部的下侧面具有与第二侧蒙皮23的型面相匹配的弧度，用于压紧第二侧蒙皮23。

使用时，利用第一侧蒙皮支撑部4支撑第一侧蒙皮21，然后利用肋板定位框部5对肋板22进行定位和辅助安装，然后拆除肋板定位框部5，并在肋板22上贴覆第二侧蒙皮23，并利用第二侧蒙皮框部6压紧第二侧蒙皮23，保证第一侧蒙皮21和第二侧蒙皮23与肋板22的胶接过程中能够可靠加压。利用该复合材料无人机垂尾的装配型架对复合材料无人机垂尾进行装配，肋板定位精准，整个过程装配方便、装配精度高。

在一个具体地实施方式中，参见图1-图10所示，第一侧蒙皮支撑部4整体为框架结构，一方面能够减轻装配型架的重量，另一面方便调整放置和调整第一侧蒙皮21。第一侧蒙皮支撑部4的边缘具有安装部，能够与支撑框架可拆卸安装。在第一侧蒙皮支撑部4的边缘设置安装孔，用于与第一安装部51或第二安装部61配合实现肋板定位框部5和第二侧蒙皮框部6的安装，具体地第一安装部51或第二安装部61可以通过螺钉安装固定在第一侧蒙皮支撑部4上。

该实施方式中，参见图7所示，肋板22为四横三纵的结构。相对应地，肋板定位框部5相对位地包括第一横向定位部521、第二横向定位部522、第三横向定位部523、第四横向定位部524、第一纵向定位部525、第二纵向定位部526和第三纵向定位部527，各横向定位部和纵向定位部之间的间隔距离、各自的形状与相对应的肋板22匹配，各横向定位部和纵向定位部的安装位置，是由各横向定位部和纵向定位部端部的第一定位部51及第一侧蒙皮支撑部上安装孔位置决定，而安装孔的位置是根据垂尾2中肋板22的设计而定，在此不再赘述。

对肋板22进行定位时，安装顺序以能够不景程在后肋板22的安装为原则，例如，在本实施方式中，先安装第一横向定位部521、第二横向定位部522、第一纵向定位部525和第二纵向定位部526，然后将相对应的肋板22安装到位，再安装第三横向定位部523及相对的肋板，之后安装第四横向定位部524或第三纵向定位部527(不要求两者的安装顺序)。

在安装肋板22的过程中，各定位部在相应的的安装位置安装固定后能够基本确定肋板的安装位置，然后将肋板22安装在方尖碑定位部与第一侧蒙皮21之间，肋板22的一端紧贴垂直相邻的另一肋板22，肋板22的一侧面紧贴定位块53的定位面531，从而实现肋板22的定位，方便后续对肋板22的胶接固定。

肋板22安装完成后，拆卸肋板定位框部5，并贴覆第二侧蒙皮23，然后在将通过第二安装部61将第二侧蒙皮框部6安装在第一侧蒙皮支撑部4上，第二侧蒙皮框部6与第一侧蒙皮支撑部4之间的距离与垂尾2的厚度及型面弧度相匹配，压紧部62的横向压缩部621和纵向压缩部622压在第二侧蒙皮23上的相对应的肋板位置，为第二侧蒙皮23和肋板22提供稳定可靠的压力，保证肋板22与第一侧蒙皮21和第二侧蒙皮23的粘接固定。

需要说明的是，定位块53的数量可以根据肋板22的尺寸进行调整，在此不做限定。

在一些实施方式中，为了保证结构强度，同时减轻结构重，第一侧蒙皮支撑部4为框架结构。优选地，第一侧蒙皮支撑部为钢材料制成。优选地，肋板定位框部为铝合金材料制成；优选地，第二侧蒙皮框部为铝合金材料制成。

实施例二

参见图3和图6所示，本实施例二与实施例一基本相同，相同之处不再赘述，不同之外在于：至少部分定位块53的固定端设有定位孔532，定位孔532贯穿定位端并垂直定位面531。肋板22上设有肋板过孔221，在对肋板22进行定位时，利用定位销(图中未示出)穿过定位孔532和肋板过孔221，进一步实现肋板22的定位。

由于复合材料的肋板22，刚性较差，质地较脆，且由于加工精度的原因，难免会有误差，为了避免因定位销刚性定位对肋板22造成损坏，在一个优选地实施方式，肋板过孔221为圆孔，定位孔532为长圆孔，且长圆孔的长度方向与肋板22的高度方向平行，使肋板22在高度方向具有一定的调节性，一方面能够解决精度误差引起的问题，另一方面能够使肋板定位框部5与第一侧蒙皮21之间的距离稍大于肋板22的高度，方便肋板22的放置。

在其他一些实施方式中，也可以定位孔531为圆孔，肋板过孔221为长圆孔，且长圆孔的长度方向与肋板22的高度方向平行。

该实施例中的装配型架，通过定位部、定位孔和定位面共同定位，在实现较好定位的同时，还避免钢性定位对肋板结构有可能造成的损坏。

实施例三

本实施例是利用实施例一中任一种的装配型架对复合材料无人机垂尾进行装配，包括以下步骤：

S1、将第一侧蒙皮放置在第一侧蒙皮支撑部；

S2、将肋板定位框部安装在支撑框架或第一侧蒙皮支撑部，使定位部与第一侧蒙皮之间具有与肋板高度相适应的间隔，将各个肋板放置在定位与第一侧蒙皮之间，横向肋板与相邻的纵向肋板贴紧，定位面与肋板的侧面贴紧，实现肋板的定位；

S3、在第一侧蒙皮与肋板之间采用手工湿法糊制连接角片，角片固化后拆卸肋板定位框部；

S4、在肋板的上侧面、角片处以及第一侧蒙皮的边缘处涂胶，将第二侧蒙皮贴覆在肋板的上侧，并使第一侧蒙皮与第一侧蒙皮贴紧，形成封闭腔体；

S5、安装第二侧蒙皮框部，使横向压紧部和纵向压紧部压在第二侧蒙皮的肋板处。

该装配方法，肋板定位精准，整个过程装配方便、装配精度高。

需要说明的是，肋板22的具体安装顺序和定位可参见实施例一中的描述，在些不再赘述。

还需要说明的是，采用手工湿法糊制连接角片以固定肋板与蒙皮为现有技术，在些不再赘述。

本实施例中的装配方法也可以采用实施例二中装配型架，在装配过程中不使用定位孔定位即可。

实施例四

本实施例是利用实施例二中任一种的装配型架对复合材料无人机垂尾进行装配，包括以下步骤：

S1、将第一侧蒙皮放置在第一侧蒙皮支撑部；

S2、将肋板定位框部安装在支撑框架或第一侧蒙皮支撑部，使定位部与第一侧蒙皮之间具有与肋板高度相适应的间隔，将各个肋板放置在定位与第一侧蒙皮之间，横向肋板与相邻的纵向肋板贴紧，定位面与肋板的侧面贴紧，定位销穿过定位孔和肋板过孔，实现肋板的定位；

S3、在第一侧蒙皮与肋板之间采用手工湿法糊制连接角片，角片固化后拆卸肋板定位框部；

S4、在肋板的上侧面、角片处以及第一侧蒙皮的边缘处涂胶，将第二侧蒙皮贴覆在肋板的上侧，并使第一侧蒙皮与第一侧蒙皮贴紧，形成封闭腔体；

S5、安装第二侧蒙皮框部，使横向压紧部和纵向压紧部压在第二侧蒙皮的肋板处。

该装配方法，肋板定位精准，整个过程装配方便、装配精度高。

需要说明的是，肋板22的具体安装顺序和定位可参见实施例一中的描述，在些不再赘述。

还需要说明的是，采用手工湿法糊制连接角片以固定肋板与蒙皮为现有技术，在些不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，不存在方案冲突的情况下，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

此外，在不脱离本发明的范围的情况下，对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种复合材料无人机垂尾的装配型架，其特征在于，包括：

支撑框架；

第一侧蒙皮支撑部，所述第一侧蒙皮支撑部设置在所述支撑框架上，所述第一侧蒙皮支撑部的上侧面具有与所述第一侧蒙皮的型面相匹配的弧度，用于支撑第一侧蒙皮；

肋板定位框部，所述肋板定位框部包括第一安装部和定位部，所述肋板定位框部通过所述第一安装部可拆卸安装在所述支撑框架或所述第一侧蒙皮支撑部，所述定位部包括纵横交错的横向定位部和纵向定位部，且各个所述横向定位部和所述纵向定位部的交错处均为可拆卸连接，各个所述横向定位部和所述纵向定位部与肋板的分布位置相对应，每个所述横向定位部和所述纵向定位部上均至少设有一定位块，所述定位块的固定端固定在相对应的所述横向定位部、所述纵向定位部，定位端位于所述定位部与所述第一侧蒙皮之间，并具有与相对应的肋板平行的定位面；

第二侧蒙皮框部，所述第二侧蒙皮框部包括第二安装部和压紧部，所述第二侧蒙皮框部通过第二安装部可拆卸安装在所述支撑框架或所述第一侧蒙皮支撑部，所述压紧部包括纵横交错的横向压紧部和纵向压紧部，且各个所述横向压紧部和所述纵向压紧部的交错处均为可拆卸连接，各个所述横向压紧部和所述纵向压紧部与肋板的分布位置相对应，所述压紧部的下侧面具有与第二侧蒙皮的型面相匹配的弧度，用于压紧第二侧蒙皮。

2.根据权利要求1所述的装配型架，其特征在于：至少部分所述定位块的固定端设有定位孔，所述定位孔贯穿所述定位端并垂直所述定位面；

还包括与所述定位孔相配合的定位销，所述肋板相对应的位置具有肋板过孔，所述定位销能够穿过所述定位孔和所述肋板过孔。

3.根据权利要求2所述的装配型架，其特征在于：所述定位孔为长圆孔，且所述长圆孔的长度方向与所述肋板的高度方向平行；

所述肋板过孔为圆孔。

4.根据权利要求2所述的装配型架，其特征在于：所述肋板过孔为长圆孔，且所述长圆孔的长度方向与所述肋板的高度方向平行；

所述定位孔为圆孔。

5.根据权利要求1所述的装配型架，其特征在于：所述支撑框架为钢骨架结构。

6.根据权利要求1所述的装配型架，其特征在于：所述第一侧蒙皮支撑部为框架结构。

7.根据权利要求1或6所述的装配型架，其特征在于：所述第一侧蒙皮支撑部为钢材料制成。

8.根据权利要求1所述的装配型架，其特征在于：所述肋板定位框部为铝合金材料制成；和/或

所述第二侧蒙皮框部为铝合金材料制成。

9.一种复合材料无人机垂尾的装配方法，利用权利要求1、5-8中任一项所述的装配型架进行装配，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将第一侧蒙皮放置在第一侧蒙皮支撑部；

S2、将肋板定位框部安装在支撑框架或第一侧蒙皮支撑部，使定位部与第一侧蒙皮之间具有与肋板高度相适应的间隔，将各个肋板放置在定位与第一侧蒙皮之间，横向肋板与相邻的纵向肋板贴紧，定位面与肋板的侧面贴紧，实现肋板的定位；

S3、在第一侧蒙皮与肋板之间采用手工湿法糊制连接角片，角片固化后拆卸肋板定位框部；

S4、在肋板的上侧面、角片处以及第一侧蒙皮的边缘处涂胶，将第二侧蒙皮贴覆在肋板的上侧，并使第一侧蒙皮与第一侧蒙皮贴紧，形成封闭腔体；

S5、安装第二侧蒙皮框部，使横向压紧部和纵向压紧部压在第二侧蒙皮的肋板处。

10.一种复合材料无人机垂尾的装配方法，其特征在于：利用如权利要求2-4任一项所述的装配型架进行装配，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将第一侧蒙皮放置在第一侧蒙皮支撑部；

S2、将肋板定位框部安装在支撑框架或第一侧蒙皮支撑部，使定位部与第一侧蒙皮之间具有与肋板高度相适应的间隔，将各个肋板放置在定位与第一侧蒙皮之间，横向肋板与相邻的纵向肋板贴紧，定位面与肋板的侧面贴紧，定位销穿过定位孔和肋板过孔，实现肋板的定位；

S3、在第一侧蒙皮与肋板之间采用手工湿法糊制连接角片，角片固化后拆卸肋板定位框部；

S4、在肋板的上侧面、角片处以及第一侧蒙皮的边缘处涂胶，将第二侧蒙皮贴覆在肋板的上侧，并使第一侧蒙皮与第一侧蒙皮贴紧，形成封闭腔体；

S5、安装第二侧蒙皮框部，使横向压紧部和纵向压紧部压在第二侧蒙皮的肋板处。

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