一種一體成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無人機(jī)碳纖維機(jī)臂及其制備方法，具體地說，是涉及一種用一體成型技術(shù)制備的無人機(jī)碳纖維機(jī)臂及其具體的制備方法，屬于無人機(jī)制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無人駕駛飛機(jī)，簡稱無人機(jī)(UAV)，是一種處在迅速發(fā)展中的新概念飛行器，因其具有機(jī)動(dòng)靈活、反應(yīng)速度快、無需人工駕駛、操作要求低、能夠搭載多種小型設(shè)備或物件等等特點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，無人機(jī)的應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到民用、科研甚至軍事、國防等諸多領(lǐng)域，特別是在電力、通信、氣象、農(nóng)業(yè)、海洋、勘探、攝影、防災(zāi)減災(zāi)、緝毒緝私、邊境巡邏、治安反恐等方面應(yīng)用甚廣，其影像實(shí)時(shí)傳輸、高危地區(qū)實(shí)時(shí)實(shí)地探測的功能，是對衛(wèi)星遙感與傳統(tǒng)航空遙感的有力補(bǔ)充。
[0004]現(xiàn)有的無人機(jī)一般采用多軸碳管加管夾電機(jī)座形式的機(jī)臂，這種機(jī)臂在整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及螺旋槳電機(jī)安裝精準(zhǔn)度、以及機(jī)臂整體重量上均存在著不足，從而影響了無人機(jī)的續(xù)航能力和飛行的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的:旨在提供一種自重較輕且同時(shí)具有良好機(jī)械強(qiáng)度和韌性、螺旋槳電機(jī)安裝定位精準(zhǔn)的無人機(jī)碳纖維機(jī)臂及其一體成型的制備方法。
[0006]這種一體成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂制備方法，包括如下步驟:
[0007]I)按機(jī)臂外形及尺寸制備能夠上下對合的上模和下模、按機(jī)臂內(nèi)腔形狀及尺寸制備能夠充氣的內(nèi)囊；
[0008]2)依據(jù)充氣后的內(nèi)囊形狀和尺寸，裁剪出能夠完全包覆內(nèi)囊的碳纖出維布；
[0009]3)在上?；蛳履５哪Ｑㄖ袖佋O(shè)好按步驟2)裁剪出的碳纖維布并在其上均勻涂覆樹脂膠，然后將充氣的內(nèi)囊放入其中并用所述碳纖維布將其完全包覆，合上對應(yīng)的另一半上模或下模并將上下模緊固在一起制成機(jī)臂坯件，放入真空烤箱烘烤固化；
[0010]4)將固化的機(jī)臂坯件從烤箱中取出，除去上下模，放盡內(nèi)囊中的氣體，在機(jī)臂坯件上切出一個(gè)開口將內(nèi)囊從機(jī)臂腔中取出，修整機(jī)臂表面，噴上油漆再烘干即成成無人機(jī)碳纖維機(jī)臂成品。
[0011]作為優(yōu)選的制備方法，所述上模和下模的模穴分別用酒精清洗3遍，然后用脫模劑涂抹3遍;所述脫模劑為通用脫模劑，較佳地選自硬脂酸鋅、硬脂酸鈣中的一種或其組合。
[0012]作為優(yōu)選的制備方法，所述在上?；蛳履５哪Ｑㄖ袖佋O(shè)好按步驟2)裁剪出的碳纖維布并在其上均勻涂覆樹脂膠，其鋪設(shè)的碳纖維布為4層，樹脂膠涂覆亦為4次。
[0013]作為優(yōu)選的制備方法，所述內(nèi)囊采用硅膠制作；所述充氣的內(nèi)囊其內(nèi)壓為0.4?0.6Mpa0
[0014]作為優(yōu)選的制備方法，所述樹脂膠采用型號為E51的環(huán)氧樹脂并加有透明固化劑。
[0015]作為優(yōu)選的制備方法，所述放入真空烤箱烘烤固化，其真空度為-0.01?-0.03MPao
[0016]作為優(yōu)選的制備方法，所述烘烤固化其固化溫度為100?120°C，固化時(shí)間為1.5?3小時(shí)。
[0017]作為進(jìn)一步改進(jìn)的制備方法，所述烘烤固化其固化時(shí)間為2小時(shí)。
[0018]所述一種一體成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂，包括:截面為六邊形的中空臂柱、截面亦為六邊形且上下兩邊大于兩側(cè)其余各邊的中空電調(diào)倉、底面圓心處有固定孔的中空圓柱形電機(jī)座，電調(diào)倉一端各面與臂柱各面通過弧面光滑連接，電調(diào)倉另一端各面通過弧面與電機(jī)座圓柱面光滑連接，臂柱、電調(diào)倉、電機(jī)座內(nèi)部空腔貫通，整個(gè)機(jī)臂采用碳纖維通過上述一種一體成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂的制備方法中的任意一種制成。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的制備方法具有如下的有益效果和顯著進(jìn)步:
[0020]I)不同于傳統(tǒng)的多軸碳管加管夾電機(jī)座形式的機(jī)臂，本發(fā)明提供的一次成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂在整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、電機(jī)安裝精準(zhǔn)度、整體重量上均優(yōu)于前者，且整體性、功能性更強(qiáng)；
[0021]2)本發(fā)明提供的一次成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂，其臂柱和電調(diào)倉采用六邊形截面設(shè)計(jì)，極大地降低了機(jī)臂軸心偏轉(zhuǎn)的可能性，不僅方便了安裝，同時(shí)提高了安裝的精度，也為螺旋槳垂直向下的升力矢量提供了良好的基礎(chǔ)，而升力矢量精準(zhǔn)的方向性使得飛控?zé)o需進(jìn)行額外的方向修正，從而提高了無人機(jī)飛行與懸停的平穩(wěn)度，減少的動(dòng)力損失還能提升航時(shí)；
[0022]3)由于本發(fā)明提供的一次成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂包含了電調(diào)倉，使得內(nèi)置螺旋槳電子調(diào)速器成為可能，從而節(jié)省了無人機(jī)機(jī)身的內(nèi)部空間，并且縮短了螺旋槳電子調(diào)速器與螺旋槳電機(jī)之間的距離，減小了由于線纜過長導(dǎo)致的信號延遲，增加了對螺旋槳電機(jī)控制的精準(zhǔn)度，并且由于整體采用的導(dǎo)線較短，動(dòng)力傳輸過程中的能量損耗也比較小，從而提高了效率；
[0023]4)本發(fā)明提供的一次成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂，其電調(diào)倉與電機(jī)座之間的弧形連接設(shè)計(jì)，使機(jī)臂整體應(yīng)力集中點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到了加強(qiáng)，同時(shí)，外形輪廓由六邊形轉(zhuǎn)化為圓柱形，完美的漸變曲面造就了普通碳管機(jī)臂無法達(dá)到的流線型美感；
[0024]5)本發(fā)明提供的一次成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂，螺旋槳電機(jī)可通過螺絲直接緊固在對應(yīng)的電機(jī)固定孔上，從而可以最大限度保證螺旋槳電機(jī)呈水平狀態(tài)，且與六邊形截面設(shè)計(jì)的臂柱和電調(diào)倉相輔相成，為飛行穩(wěn)定、減少動(dòng)力損失提供了幫助；
[0025]6)本發(fā)明提供的一次成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂，其整體性的設(shè)計(jì)使得螺旋槳電機(jī)、螺旋槳電子調(diào)速器、螺旋槳能夠集成安裝在機(jī)臂上成為一個(gè)整體，方便了無人機(jī)整機(jī)的維修和拆裝。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明提供的一種一體成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中:
[0028]1、臂柱;2、電調(diào)倉;3、電機(jī)座，31、固定孔。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明提供的制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0030]實(shí)施例
[0031]如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種一體成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:臂柱1、電調(diào)倉2和電機(jī)座3，臂柱I為截面是六邊形的中空管，電調(diào)倉2亦為截面是六邊形的中空管但其上下兩邊大于兩側(cè)其余各邊，電機(jī)座3為有底中空圓柱且底面圓心處有電機(jī)固定孔31，電調(diào)倉2—端各面與臂柱I各面通過弧面光滑連接，電調(diào)倉2另一端各面通過弧面與電機(jī)座3圓柱面光滑連接，臂柱1、電調(diào)倉2、電機(jī)座3內(nèi)部空腔貫通。
[0032]上述一體成型無人機(jī)碳纖維機(jī)臂采用碳纖維通過一體成型制備方法制成，具體步驟為:
[0033]首先，根據(jù)機(jī)臂大小尺寸要求，制備能夠上下對合、模穴包括臂柱