螺旋槳和機身的製作方法
2023-05-20 18:29:12 2
本實用新型涉及無人機技術領域,特別涉及一種螺旋槳和機身。
背景技術:
無人機具有便攜性高、操作簡單、使用靈活等特點,在各個領域得到廣泛地應用,其中機體材料技術是無人機的關鍵技術之一,無人機各個部分用到的材料直接影響到無人機的重量、結構強度和續航能力等。為了保證無人機的結構強度,目前無人機使用的材料一般為鈦合金、鋁合金或碳纖維,使用這些材料便於加工,且成型方法簡單,但重量較大,嚴重影響續航能力。
技術實現要素:
本實用新型的目的在於提供一種應用於飛行器的複合材料結構,例如一種螺旋槳和機身,能夠減輕材料重量,使無人機的續航能力更強。
為實現本實用新型的目的,採取的技術方案是:
一種螺旋槳,包括一成型泡沫、設置於所述成型泡沫上表面的至少一層第一纖維織物層、以及設置於所述成型泡沫下表面的至少一層第二纖維織物層,所述第一纖維織物層和第二纖維織物層均浸透有第一膠體。
下面對技術方案進一步說明:
進一步的是,所述第一纖維織物層和第二纖維織物層之間形成一個腔體,所述成型泡沫設置於所述腔體內。
進一步的是,所述成型泡沫的厚度大於所述腔體的厚度,所述成型泡沫與所述腔體為過盈配合。
進一步的是,該螺旋槳包括有UD布層,所述第一纖維織物層和所述成型泡沫之間設置有至少一層UD布層及/或所述第二纖維織物層和所述成型泡沫之間設有至少一層UD布層,其中所述UD布層浸透有第一膠體。
進一步的是,該螺旋槳包括有兩層所述第一纖維織物層或/及該螺旋槳包括有兩層所述第二纖維織物層。
進一步的是,該螺旋槳包括有三層所述的UD布層,所述第一纖維織物層和所述成型泡沫之間設有三層所述的UD布層,或/及第二纖維織物層和所述成型泡沫之間設有三層所述的UD布層。
進一步的是,所述第一纖維織物層底面設有一第一UD布層,所述第一UD布層底面設有一第二UD布層,所述第二UD布層底面設有一第三UD布層,所述第三UD布層底面粘接於所述成型泡沫上表面,所述第一UD布層的長度大於所述第二UD布層的長度,所述第二UD布層的長度大於所述第三UD布層的長度。
進一步的是,所述第一UD布層、第二UD布層、第三UD布層的長度中心與螺旋槳的長度中心重疊。
進一步的是,第一UD布層長度比第二UD布層的長度長1/3,第二UD布層的長度比第三UD布層的長度長1/3。
進一步的是,所述第一纖維織物層和第二纖維織物層為碳纖維織物。
進一步的是,所述第一膠體為環氧樹脂。
本實用新型還提供一種機身,包括一成型泡沫、設置於所述成型泡沫上表面的至少一層第一纖維織物層、以及設置於所述成型泡沫下表面的至少一層第二纖維織物層,所述第一纖維織物層和第二纖維織物層均浸透有第一膠體。
進一步的是,該機身包括有兩層所述第一纖維織物層,或/及該機身包括有兩層所述第二纖維織物層。
進一步的是,該機身包括有UD布層,所述第一纖維織物層和所述成型泡沫之間設有至少一層UD布層,或/及所述第二纖維織物層和所述成型泡沫之間設有至少一層UD布層,其中所述UD布層浸透有第一膠體。
進一步的是,所述第一纖維織物層底面設有一第一UD布層,所述第一UD布層底面設有一第二UD布層,所述第二UD布層底面設有一第三UD布層,所述第三UD布層底面粘接於所述成型泡沫上表面,所述第一UD布層的長度大於所述第二UD布層的長度,所述第二UD布層的長度大於所述第三UD布層的長度。
進一步的是,所述纖維織物層和第二纖維織物層為碳纖維織物。
進一步的是,所述第一膠體為環氧樹脂。
進一步的是,所述第一纖維織物層、所述UD布層、所述成型泡沫、以及所述第二纖維織物層粘接,通過抽真空的方式使所述第一纖維織物層、所述UD布層、所述成型泡沫、以及所述第二纖維織物層之間結合。
與現有技術相比,本實用新型具有以下有益效果:
本實用新型的螺旋槳和機身的成型泡沫為泡沫材質,泡沫質輕,能夠大大減輕螺旋槳和機身的重量,使無人機的續航能力更強,泡沫的彈性特性還可以增加槳的強度韌性;且第一纖維織物層和第二纖維織物層均浸透有第一膠體,第一膠體使第一纖維織物層和第二纖維織物層固化變硬,更易成型;加上第一纖維織物層和成型泡沫之間、第二纖維織物層和成型泡沫之間均設置了三層UD布層,該UD布層的全部強度都在第一方向上,增加螺旋槳和機身的強度,且與纖維織物層粘接的UD布層長度最長,與成型泡沫粘接的UD布層長度最短,在增加螺旋槳和機身的強度的同時,又不會對增加螺旋槳和機身的重量影響太大,使螺旋槳和機身的綜合特性更好。
附圖說明
圖1是本實用新型第一實施例螺旋槳的結構示意圖;
圖2是本實用新型第二實施例螺旋槳的結構示意圖;
圖3是本實用新型第一實施例機身的結構示意圖;
圖4是本實用新型第二實施例機身的結構示意圖。
附圖標記說明:
10.成型泡沫,20.第一纖維織物層,30.第二纖維織物層,40.第一膠體,50.UD布層,510.第一UD布層,520.第二UD布層,530.第三UD布層,60.合模膠。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明:
本實用新型提供了一種飛行器,例如一種多旋翼的飛行器(圖未示),它包括有一種螺旋槳以及機身。
如圖1所示,一種螺旋槳,包括一成型泡沫10、設置於成型泡沫10上表面的至少一層第一纖維織物層20、以及設置於成型泡沫10下表面的至少一層第二纖維織物層30,第一纖維織物層20和第二纖維織物層30均浸透有第一膠體40,該成型泡沫10與螺旋槳外形匹配。
如圖1所示,本實施例中的第一纖維織物層20和第二纖維織物層30均只設有一層,第一膠體40為環氧樹脂,第一纖維織物層20和第二纖維織物層30為碳纖維織物,第一膠體40、第一纖維織物層20和第二纖維織物層30還可以根據實際設置為其他形式。
進一步的是,如圖1所示,第一纖維織物層20、成型泡沫10、第二纖維織物層30的邊緣均粘接有合模膠60,通過合膜膠提高邊緣的粘合度,便於螺旋槳合模。通過在第一纖維織物層20和第二纖維織物層30浸透第一膠體40實現纖維織物層與成型泡沫之間的粘合以及纖維織物的固化,第一膠體40還可以根據實際設置為其他膠體。
如圖2所示,在另一實施例中,第一纖維織物層20和成型泡沫10之間、第二纖維織物層30和成型泡沫10之間均設有至少一層UD布層50,UD布層50浸透有第一膠體40。UD布層50採用的UD材料又稱為有機纖維複合材料,該材料的全部強度都在第一方向上的一種材料,在第一纖維織物層20和成型泡沫10之間、第二纖維織物層30和成型泡沫10之間均設置有UD材料,增加螺旋槳的強度,且質輕,使螺旋槳的綜合特性更好。
進一步的是,如圖2所示,在另一實施例中的第一纖維織物層20有兩層,第二纖維織物層30有兩層,第一纖維織物層20和成型泡沫10之間、第二纖維織物層30和和成型泡沫10之間均設有三層UD布層50。所述第一纖維織物層20底面設有一第一UD布層510,所述第一UD布層510底面設有一第二UD布層520,所述第二UD布層520底面設有一第三UD布層530,所述第三UD布層530底面粘接於所述成型泡沫10上表面,所述第一UD布層的長度大於所述第二UD布層的長度,所述第二UD布層的長度大於所述第三UD布層的長度。所述第二纖維織物層30底面設有一第一UD布層510,所述第一UD布層510底面設有一第二UD布層520,所述第二UD布層520底面設有一第三UD布層530,所述第三UD布層530底面粘接於所述成型泡沫10上表面,所述第一UD布層的長度大於所述第二UD布層的長度,所述第二UD布層的長度大於所述第三UD布層的長度。第一UD布層510、第二UD布層520、第三UD布層530的長度中心與螺旋槳的長度中心重疊。三層UD布層50的長度逐漸向螺旋槳中心遞減,進一步的是,第一UD布層長度比第二UD布層的長度長1/3,第二UD布層的長度比第三UD布層的長度長1/3,增加螺旋槳的強度的同時,又不會對增加螺旋槳重量影響太大。
該螺旋槳在製作時通過壓模的方式使第一纖維織物層20、UD布層50、成型泡沫10、第二纖維織物層30緊密粘合,且由於泡沫是具有彈性的,第一纖維織物層20和第二纖維織物層30粘合形成一個腔體和成型泡沫10過盈配合,即成型泡沫10的厚度比所述腔體的厚度大,使螺旋槳壓模成型時,通過壓縮成型泡沫10進一步增加槳的強度韌性。
如圖3所示,本實用新型還提供一種機身,包括一成型泡沫10、設置於成型泡沫10上表面的至少一層第一纖維織物層20、以及設置於成型泡沫10下表面的至少一層第二纖維織物層30,第一纖維織物層20和第二纖維織物層30均浸透有第一膠體40,該成型泡沫10與與機身外形匹配。
進一步的是,第一膠體40為環氧樹脂,第一纖維織物層20和第二纖維織物層30為碳纖維織物,第一膠體40、第一纖維織物層20和第二纖維織物層30還可以根據實際設置為其他形式。
如圖3所示,本實施例中的第一纖維織物層20有兩層,第二纖維織物層30有一層,且兩層第一纖維織物層20位於機身的外側,一層第二纖維織物層30位於機身的內側,使機身在運行時更穩定。
進一步的是,第一纖維織物層20、成型泡沫10、第二纖維織物層30的邊緣均粘接有合模膠60,通過合膜膠提高邊緣的粘合度,便於螺旋槳合模。本實施例中合模膠60內含有環氧樹脂和碳粉,通過碳粉來提高粘合度。
如圖4所示,在其他實施例中,第一纖維織物層20和成型泡沫10之間、第二纖維織物層30和成型泡沫10之間均設有至少一層UD布層50,UD布層50浸透有第一膠體40。UD布層50採用的UD材料又稱為有機纖維複合材料,該材料的全部強度都在第一方向上的一種材料,在第一纖維織物層20和成型泡沫10之間、第二纖維織物層30和成型泡沫10之間均設置有UD材料,增加機身的強度,且質輕,使機身的綜合特性更好。
如圖4所示,第一纖維織物層20和成型泡沫10之間、第二纖維織物層30和和成型泡沫10之間均設有三層UD布層50。所述第一纖維織物層20底面設有一第一UD布層510,所述第一UD布層510底面設有一第二UD布層520,所述第二UD布層520底面設有一第三UD布層530,所述第三UD布層530底面粘接於所述成型泡沫10上表面,所述第一UD布層的長度大於所述第二UD布層的長度,所述第二UD布層的長度大於所述第三UD布層的長度。所述第二纖維織物層30底面設有一第一UD布層510,所述第一UD布層510底面設有一第二UD布層520,所述第二UD布層520底面設有一第三UD布層530,所述第三UD布層530底面粘接於所述成型泡沫10上表面,所述第一UD布層的長度大於所述第二UD布層的長度,所述第二UD布層的長度大於所述第三UD布層的長度。三層UD布層50的長度逐漸向機身中心遞減,增加機身的強度的同時,又不會對增加螺旋槳重量影響太大。
該機身在製作時,通過第一膠體40將第一纖維織物層20、UD布層50、成型泡沫10和第二纖維織物層30粘接,通過抽真空的方式使第一纖維織物層20、UD布層50、成型泡沫10、以及第二纖維織物層30之間結合。
本實用新型的有益效果在於螺旋槳和機身的成型泡沫10為泡沫材質,泡沫質輕,能夠大大減輕螺旋槳和機身的重量,使無人機的續航能力更強,泡沫的彈性特性還可以增加槳的強度韌性;且第一纖維織物層20和第二纖維織物層30均浸透有第一膠體40,第一膠體40使第一纖維織物層20和第二纖維織物層30固化變硬,更易成型;加上第一纖維織物層20和成型泡沫10之間、第二纖維織物層30和成型泡沫10之間均設置了三層UD布層50,該UD布層50的全部強度都在第一方向上,增加螺旋槳和機身的強度,且與纖維織物層粘接的UD布層50長度最長,與成型泡沫10粘接的UD布層50長度最短,在增加螺旋槳和機身的強度的同時,又不會對增加螺旋槳和機身的重量影響太大,使螺旋槳和機身的綜合特性更好。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合,為使描述簡潔,未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述,然而,只要這些技術特徵的組合不存在矛盾,都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但並不能因此而理解為對實用新型專利範圍的限制。應當指出的是,對於本領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此,本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。