無人飛行器空心旋翼的制造方法及空心旋翼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無人飛行器空心旋翼的制造方法，其包括如下步驟：裁制出多個槳葉形的碳纖維布片；將多個碳纖維布片分為兩組，并通過將兩組碳纖維布片分別均勻涂刷樹脂膠，粘貼成為第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件；利用模具粘接所述第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件的邊緣，并將其定型為空心的旋翼預制件；通過固化和打磨，將所述旋翼預制件加工為空心的旋翼成品。本發(fā)明的制造方法制成的旋翼為空心結構，其加工工序少，加工過程簡單，減小生產(chǎn)成本，并且質量小，強度高，有利于飛行；本發(fā)明還提供一種由上述制造方法制得的空心旋翼。
【專利說明】無人飛行器空心旋翼的制造方法及空心旋翼
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無人飛行器【技術領域】，尤其涉及一種無人飛行器的空心旋翼及其制造方法。
【背景技術】
[0002]無人飛行器依靠旋翼槳葉旋轉產(chǎn)生空氣流動，從而推動無人飛行器飛行并對其進行姿態(tài)控制，因此小型無人飛行器對于旋翼的要求除了具有良好的氣動力學曲面外，還需要具有重量輕、強度高的特點。但傳統(tǒng)的旋翼槳葉是在旋翼槳葉成型模的上、下模腔鋪設蒙皮，旋翼槳葉的大梁在獨立的模具上用預浸帶鋪設預成型，或是通過纏繞預成型，完成大梁預成型后，取出大梁組裝到鋪好蒙皮的旋翼槳葉成型模上，然后安放配重部件，然后鋪放泡沫芯或蜂窩芯，然后合模固化。采用這種方法制造的旋翼槳葉需要額外的成型模具，增大了旋翼槳葉的制造成本，并且加工工序多，加工過程復雜，周期長，制成的旋翼質量大，不利于飛行。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的就是基于上述出發(fā)點，提供一種無人飛行器空心旋翼的制造方法，由該方法制成的旋翼為空心結構，其加工工序少，加工過程簡單，減小生產(chǎn)成本，并且質量小，強度高，有利于飛行；本發(fā)明還提供一種由上述制造方法制得的空心旋翼。
[0004]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的無人飛行器空心旋翼的制造方法包括如下步驟:
[0005]裁制出多個槳葉形的碳纖維布片；
[0006]將多個碳纖維布片分為兩組，并通過將兩組碳纖維布片分別均勻涂刷樹脂膠，粘貼成為第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件；
[0007]利用模具粘接所述第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件的邊緣，并將其定型為空心的旋翼預制件；
[0008]通過固化和打磨，將所述旋翼預制件加工為空心的旋翼成品。
[0009]其中，制造所述第一碳纖維布片預制件或第二碳纖維布片預制件均包括如下步驟:
[0010]將一組碳纖維布片的第一層碳纖維布片平鋪在預處理后的下模或上模的模腔中，且在平鋪后的第一層碳纖維布片上表面均勻涂刷樹脂膠；
[0011]在涂刷完樹脂膠的第一層碳纖維布片的上表面平鋪第二層碳纖維布片，并在第二層碳纖維布片的上表面均勻涂刷樹脂膠，從而使位于下模或上模的模腔中的兩層碳纖維布片粘結成為第一碳纖維布片預制件或第二碳纖維布片預制件。
[0012]其中，制造所述空心的旋翼預制件包括如下步驟:
[0013]將兩個支撐件的上下表面分別進行涂刷碳膠泥處理；
[0014]將涂刷碳膠泥處理后的兩個支撐件分別安置在所述第一碳纖維布片預制件或所述第二碳纖維布片預制件的縱向對稱中心；
[0015]將上模和下模進行合模處理，并使所述第一碳纖維布片預制件和所述第二碳纖維布片預制件的邊緣通過碳膠泥粘結為一體，從而定型為一個空心的旋翼預制件。
[0016]其中，所述固化和打磨包括如下步驟:
[0017]將安置有所述旋翼預制件的所述模具放入固化爐中進行固化處理，以制成空心的旋翼半成品；
[0018]將旋翼半成品取出后，對其毛邊進行打磨，以制成空心的旋翼成品。
[0019]優(yōu)選的，將所述模具放入固化爐中進行固化處理時，固化爐的溫度為40°C，固化時間為12小時。
[0020]優(yōu)選的，對所述下模和上模的模腔進行預處理包括:在下模和上模的模腔中涂抹脫模劑；在下模和上模的模腔中擦一遍聚乙烯醇液；在下?；蛏夏５哪Ｇ恢胁堪惭b多個固定銷；將下模和上模的模腔邊緣均勻涂滿碳膠泥。
[0021]優(yōu)選的，在所述第一碳纖維布片預制件或所述第二碳纖維布片預制件的中部還安置有與所述多個固定銷位置相對應的多個鋼針，以便形成多個固定孔。 [0022]優(yōu)選的，所述樹脂膠由樹脂和固化劑混合制成。
[0023]優(yōu)選的，所述樹脂和固化劑的重量百分比為:樹脂為50%_60%，固化劑為40%_50%。
[0024]優(yōu)選的，所述碳膠泥由所述樹脂膠和碳粉混合制成。
[0025]優(yōu)選的，所述樹脂膠和碳粉的重量百分比為:樹脂膠為75%_90%，碳粉為10%_25%。
[0026]優(yōu)選的，所述上模模腔和所述下模模腔均為橫向截面為內凹弧形的模腔。
[0027]本發(fā)明還提供一種由上述制造方法制得的空心旋翼，其包括:由第一碳纖維布片預制件制成的第一槳葉弧面；由第二碳纖維布片預制件制成的第二槳葉弧面；其中，所述第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件分別由一組均勻涂刷樹脂膠的碳纖維布片粘貼而成；其中，所述第一槳葉弧面和第二槳葉弧面的邊緣粘接為一體，從而形成空心的旋翼。
[0028]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的無人飛行器空心旋翼的制造方法具有如下突出的優(yōu)
占-
^ \\\.[0029]I)本發(fā)明的制造方法中，首先通過粘貼方式制成第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件，再將其邊緣粘接使其定型為空心的旋翼預制件，最后使其固化成為空心旋翼，整個加工過程簡單，加工工序少，加工周期短，因此生產(chǎn)成本低；
[0030]2)本發(fā)明的制造方法中的第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件均通過樹脂膠粘貼碳纖維布片而制成，因此質量小，強度高，利于飛行；
[0031]3)本發(fā)明制造方法中的旋翼預制件的縱向對稱中心由支撐件支撐，因此強度高，并且旋翼為空心旋翼，因此質量?。?br> [0032]4)本發(fā)明采用固化爐對旋翼預制件進行固化時，采用的固化溫度為40°C，其與無人飛行器工作時的環(huán)境溫度相近，因此采用這種溫度固化成型的旋翼的使用壽命長，工作
可靠性高。
[0033]下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】[0034]圖1是本發(fā)明的無人飛行器空心旋翼的制造方法的流程圖；
[0035]圖2是本發(fā)明制造空心旋翼預制件的流程圖；
[0036]圖3是本發(fā)明的制造方法中在下模模腔邊緣涂刷碳膠泥的示意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明的制造方法中位于下模模腔中的第一碳纖維布片預制件和預置鋼針的示意圖；
[0038]圖5是本發(fā)明的制造方法中將支撐件安置于第一碳纖維布片預制件縱向中心的示意圖；
[0039]圖6是本發(fā)明的制造方法中下模與上模的合模示意圖；
[0040]圖7是本發(fā)明的制造方法中位于合模后模具中的旋翼預制件的示意圖；
[0041]圖8是本發(fā)明的空心旋翼的結構示意圖。
[0042]附圖標記說明:1-下模；2-上模；3_支撐件；4、5_碳膠泥；6_第一碳纖維布片預制件；7-鋼針；8-銷子；9_第二碳纖維布片預制件；11_下模模腔；12_合?？?；100_第一槳葉弧面；200-第二槳葉弧面。
【具體實施方式】
[0043]如圖1所示，為本發(fā)明的無人飛行器空心旋翼的制造方法的流程圖，由圖可知，本發(fā)明的制造方法包括如下步驟:
[0044]裁制出多個槳葉形的碳纖維布片；
[0045]將多個碳纖維布片分為兩組，并通過將兩組碳纖維布片分別均勻涂刷樹脂膠，粘貼成為第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件；
[0046]利用模具粘接所述第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件的邊緣，并將其定型為空心的旋翼預制件；
[0047]通過固化和打磨，將所述旋翼預制件加工為空心的旋翼成品。
[0048]在實際應用中，可以根據(jù)需要確定制造一個空心旋翼所需碳纖維布片的數(shù)量，而本發(fā)明中采用4個槳葉形的碳纖維布片制造一個空心旋翼，下面以本發(fā)明制造空心旋翼的過程為例，具體描述無人飛行器空心旋翼的制造方法。
[0049]首先，進入制造空心旋翼前的準備階段，具體包括:
[0050]根據(jù)旋翼槳葉的形狀與結構預制槳葉模版，并利用槳葉模版，在平紋45度的碳纖維卷布上裁出制造一個旋翼所需的4個槳葉形的碳纖維布片；
[0051]根據(jù)旋翼槳葉的形狀與結構，準備上模I的上模模腔和下模2的下模模腔11均是橫向截面為內凹弧形模腔的模具，并對模具中的下模模腔和上模模腔進行預處理:在下模模腔和上模模腔中分別涂抹脫模劑，等待約2-4分鐘后用棉布拋光，并用軟海綿在下模和上模的模腔中分別擦一遍聚乙烯醇液，之后，在下?；蛏夏５哪Ｇ恢胁堪惭b4個固定銷(圖中未示出)，以使安置在其內的第一碳纖維布片預制件6或第二碳纖維布片預制件9的中部形成4個凹槽；最后，將模具中的下模和上模的模腔邊緣均勻涂滿碳膠泥5，如圖3所示。
[0052]本發(fā)明中使用的碳膠泥由樹脂膠和碳粉混合制成，樹脂膠和碳粉的重量百分比為:樹脂膠為75%-90%，碳粉為10%-25% ;而本發(fā)明的樹脂膠是由樹脂和固化劑混合制成，且樹脂和固化劑的重量百分比為:樹脂為50%-60%，固化劑為40%-50%。在本發(fā)明中，采用的樹脂膠中各組分的重量百分比為:樹脂為55%，固化劑為45%，而由該樹脂膠與碳粉混合制成的碳膠泥中各組分的重量百分比為:樹脂膠為85%，碳粉為15%。在使用時，將樹脂膠與碳粉混合并調成糊狀的碳膠泥，并將碳膠泥均勻的涂刷在下模和上模模腔的邊緣。
[0053]準備工作結束后，進入第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件的加工階段，具體包括:
[0054]將裁出的碳纖維布片中的4個碳纖維布片分為兩組，將一組碳纖維布片的第一個碳纖維布片平鋪在已預處理后的下模的模腔中，且在平鋪后的第一個碳纖維布片上表面均勻涂刷上述方法中所制得的樹脂膠，然后在第一個碳纖維布片的上表面平鋪第二個碳纖維布片，并在第二個碳纖維布片的上表面均勻涂刷樹脂膠，從而使該組的兩個碳纖維布片粘貼成為第一碳纖維布片預制件。
[0055]然后，將另一組碳纖維布片的第一個碳纖維布片平鋪在已預處理后的上模的模腔中，且在平鋪后的第一個碳纖維布片上表面均勻涂刷上述方法中所制得的樹脂膠，然后在第一個碳纖維布片的上表面平鋪第二個碳纖維布片，并在第二個碳纖維布片的上表面均勻涂刷樹脂膠，從而使該組的兩個碳纖維布片粘貼成為第二碳纖維布片預制件。
[0056]在對上述兩組碳纖維布片間進行涂刷樹脂膠處理時，應使每組中的兩個碳纖維布片充分吸收樹脂膠，兩個碳纖維布片之間的樹脂膠要飽滿、沒有氣泡、沒有多余的樹脂膠，且第一碳纖維布片與上模和下模的模腔接觸表面間不能產(chǎn)生氣泡。
[0057]此外，如圖4所示，在上述的第一碳纖維布片預制件或第二碳纖維布片預制件粘結制成后，在第一碳纖維布片預制件或第二碳纖維布片預制件的中部插入與安置在下?；蛏夏ＤＧ恢械?個固定銷位置相對應的4個鋼針7，以便形成槳葉的4個固定孔。
[0058]當將第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件加工結束后，如圖2所示，利用模具粘接第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件的邊緣，并將其定型為空心的旋翼預制件，具體包括如下步驟:
[0059]將兩個支撐件3的上下表面分別進行涂刷碳膠泥4處理，在本發(fā)明中，兩個支撐件由兩根輕質木條制成，且在使用前應對其進行打磨處理，以便其可以與第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件很好的結合。當然，支撐件也可以由現(xiàn)有技術中的其它材料制成條狀結構，如采用泡沫等；
[0060]將涂刷碳膠泥處理后的兩個輕質木條左右對稱的分別安置在第一碳纖維布片預制件或第二碳纖維布片預制件的縱向對稱中心，如圖5所示，本發(fā)明中，將兩個輕質木條安置在位于下模中的第一碳纖維布片預制件的縱向對稱中心；
[0061]當將兩個輕質木條安置好后，將上模和下模進行合模處理，如圖6、圖7所示，合模時，將6條銷子8分別固定插入設置在上模和下模內且位置對應的6個合?？?2中，確保上模和下模的合模位置準確后，用力將上模和下模壓緊，此時，位于下模模腔中的第一碳纖維布片預制件和位于上模模腔中的第二碳纖維布片預制件的邊緣通過涂刷在下模和上模模腔邊緣的碳膠泥粘結為一體，從而使第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件定型為一個空心的旋翼預制件。
[0062]最后，將合并后的模具放置在固化爐中進行固化處理，設置固化爐的固化溫度為40 C，固化時間為12小時,從而制成空心的旋翼半成品。而在固化完成后，將|旲具打開，從中取出旋翼半成品，對其毛邊進行打磨，從而制成空心的旋翼成品。由于本發(fā)明固化時的固化溫度為40°C，其與無人飛行器工作時的環(huán)境溫度相近，因此采用這種溫度固化成型的旋翼的使用壽命長，工作可靠性高。
[0063]采用上述制造方法所制得的旋翼為空心的旋翼，本發(fā)明所提供的由上述制造方法所制得的空心旋翼包括:由第一碳纖維布片預制件制成的第一槳葉弧面100 ;由第二碳纖維布片預制件制成的第二槳葉弧面200 ;其中，第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件分別由一組均勻涂刷樹脂膠的碳纖維布片粘貼而成；其中，第一槳葉弧面和第二槳葉弧面的邊緣粘接為一體，從而形成空心的旋翼。
[0064]具體的，如圖8所示，本發(fā)明的空心旋翼的基本構件為呈外凸弧形的第一槳葉弧面100和第二槳葉弧面200，其中，第一槳葉弧面由如上所述的制造方法中的第一碳纖維布片預制件6制成，第二槳葉弧面由如上所述的制造方法中的第二碳纖維布片預制件9制成，且第一槳葉弧面和第二槳葉弧面的邊緣通過碳膠泥4粘接為一體，從而形成一個內部具有空心的旋翼。由于第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件分別由兩個均勻涂刷樹脂膠的碳纖維布片粘貼而成，因此本發(fā)明的空心旋翼具有質量小、強度高的優(yōu)點。
[0065]進一步的，為了確保本發(fā)明的第一槳葉弧面和第二槳葉弧面之間能形成一空心結構，在本發(fā)明的第一槳葉弧面和第二槳葉弧面縱向中心位置還安置可以分別與其固連的兩個支撐件，該支撐件是由兩個經(jīng)過打磨的輕質木條所制成，這兩個輕質木條通過涂刷于其上、下表面的碳膠泥與第一槳葉弧面和第二槳葉弧面固連為一體。這兩個輕質木條除了可以保證第一槳葉弧面和第二槳葉弧面之間能形成一空心結構外，還提高了本發(fā)明的空心旋翼的強度。
[0066]盡管上文對本發(fā)明作了詳細說明，但本發(fā)明不限于此，本【技術領域】的技術人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進行的各種修改都應當理解為落入本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種無人飛行器空心旋翼的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 裁制出多個槳葉形的碳纖維布片； 將多個碳纖維布片分為兩組，并通過將兩組碳纖維布片分別均勻涂刷樹脂膠，粘貼成為第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件； 利用模具粘接所述第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件的邊緣，并將其定型為空心的旋翼預制件； 通過固化和打磨，將所述旋翼預制件加工為空心的旋翼成品。
2.根據(jù)權利要求1所述的無人飛行器空心旋翼的制造方法，其特征在于，制造所述第一碳纖維布片預制件或第二碳纖維布片預制件包括如下步驟: 將一組碳纖維布片的第一層碳纖維布片平鋪在預處理后的下?；蛏夏５哪Ｇ恢?，且在平鋪后的第一層碳纖維布片上表面均勻涂刷樹脂膠； 在涂刷完樹脂膠的第一層碳纖維布片的上表面平鋪第二層碳纖維布片，并在第二層碳纖維布片的上表面均勻涂刷樹脂膠，從而使位于下?；蛏夏５哪Ｇ恢械膬蓪犹祭w維布片粘結成為第一碳纖維布片預制件或第二碳纖維布片預制件。
3.根據(jù)權利要求2所述的無人飛行器空心旋翼的制造方法，其特征在于，制造所述空心的旋翼預制件包括如下步驟: 將兩個支撐件的上下表面分別進行涂刷碳膠泥處理； 將涂刷碳膠泥處理后的兩個支撐件分別安置在所述第一碳纖維布片預制件或所述第二碳纖維布片預制件的縱向對稱中心； 將上模和下模進行合模處理，并使所述第一碳纖維布片預制件和所述第二碳纖維布片預制件的邊緣通過碳膠泥粘結為一體，從而定型為一個空心的旋翼預制件。
4.根據(jù)權利要求1所述的無人飛行器空心旋翼的制造方法，其特征在于，所述固化和打磨包括如下步驟: 將安置有所述旋翼預制件的所述模具放入固化爐中進行固化處理，以制成空心的旋翼半成品； 將旋翼半成品取出后，對其毛邊進行打磨，以制成空心的旋翼成品。
5.根據(jù)權利要求4所述的無人飛行器空心旋翼的制造方法，其特征在于，將所述模具放入固化爐中進行固化處理時，固化爐的溫度為40°C，固化時間為12小時。
6.根據(jù)權利要求3所述的無人飛行器空心旋翼的制造方法，其特征在于，對所述下模和上模的模腔進行預處理包括: 在下模和上模的模腔中涂抹脫模劑； 在下模和上模的模腔中擦一遍聚乙烯醇液； 在下?；蛏夏５哪Ｇ恢胁堪惭b多個固定銷； 將下模和上模的模腔邊緣均勻涂滿碳膠泥。
7.根據(jù)權利要求6所述的無人飛行器空心旋翼的制造方法，其特征在于，在所述第一碳纖維布片預制件或所述第二碳纖維布片預制件的中部還安置有與所述多個固定銷位置相對應的多個鋼針，以便形成多個固定孔。
8.根據(jù)權利要求1所述的無人飛行器空心旋翼的制造方法，其特征在于，所述樹脂膠由樹脂和固化劑混合制成。
9.根據(jù)權利要求8所述的無人飛行器空心旋翼的制造方法，其特征在于，所述碳膠泥由所述樹脂膠和碳粉混合制成。
10.一種由權利要求1-9任一項所述的制造方法制得的空心旋翼，其特征在于，包括: 由第一碳纖維布片預制件制成的第一槳葉弧面； 由第二碳纖維布片預制件制成的第二槳葉弧面； 其中，所述第一碳纖維布片預制件和第二碳纖維布片預制件分別由一組均勻涂刷樹脂膠的碳纖維布片粘貼而成； 其中，所述第一 槳葉弧面和第二槳葉弧面的邊緣粘接為一體，從而形成空心的旋翼。
【文檔編號】B64C11/24GK103935042SQ201310025841
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月23日 優(yōu)先權日:2013年1月23日
【發(fā)明者】孫平 申請人:佛山市安爾康姆航拍科技有限公司