[发明专利]一种整体机臂结构及其制造方法

说明书

本发明公开了一种整体机臂结构及其制造方法，属于机臂设计制造技术领域，机臂结构包括：左蒙皮、右蒙皮、左蒙皮夹心层、右蒙皮夹心层、机臂框组件和加强带板，左蒙皮和右蒙皮通过左右合模的形式构成所述整体机臂的外层结构，机臂框组件包括多个机臂框，该结构的组件采用真空袋法成型进烘箱共固化的方法及二次胶接的方法制造，本发明提出的低成本整体机臂结构制造方法，具有制造周期更短、工序更简化、应用更灵活方便、产品更轻量化及工装投入更少等优势，同时通过增加工艺步骤提高了整体机臂合模线位置的强度刚度，使得机臂结构更合理，稳定性和安全性也更好，能有效满足目前的市场需求。

技术领域

本发明属于机臂设计制造技术领域，尤其涉及一种整体机臂结构及其制造方法。

背景技术

近年来，复合翼无人机在货运领域逐渐发挥着越来越重要的角色，它结合了固定翼和多旋翼无人机的优势，不需要跑道即可垂直起降，执行飞行任务时切换至固定翼姿态，可在各类作业场景、复杂恶略环境条件下运行，并且具有机动性强等特点。

复合翼无人机在垂起过程中，机臂需要承担全部起飞重量，还要满足断桨保护的要求，由此对机臂的强度刚度及稳定性提出了很高的要求，目前整体机臂的成型工艺主要有传统热压罐工艺和模压一体成型工艺，对于传统热压罐工艺，进罐成本比较高同时工艺性复杂，对于模压一体成型工艺，模具成本比较高，同时无法在机臂内部布置框结构，对于机臂这种狭长的结构形式，没有框结构意味着要通过增加蒙皮厚度并配合夹筋结构来保证机臂的刚度强度和稳定性，因此还具有重量较重的缺点。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种整体机臂结构及其制造方法，本发明采用的技术方案是：

一种整体机臂结构，所述机臂结构包括：左蒙皮、右蒙皮、左蒙皮夹心层、右蒙皮夹心层、机臂框组件和加强带板，所述左蒙皮和右蒙皮通过左右合模的形式构成所述整体机臂的外层结构，在所述左蒙皮的中间层位置沿着长轴方向设有左蒙皮夹心层，在所述右蒙皮的中间层位置沿着长轴方向设有右蒙皮夹心层，在所述左蒙皮、右蒙皮、左蒙皮夹心层和右蒙皮夹心层围成结构的内部设置所述机臂框组件，所述机臂框组件包括多个四方形机臂框，在所述左蒙皮和右蒙皮合膜位置的外表面设有凹槽，所述凹槽内设有合膜线加强带板。

进一步地，所述机臂框的上、下框外侧与所述凹槽向内形成的凸起贴合，所述机臂框组件的左、右框外侧分别与所述左蒙皮夹心层和右蒙皮夹心层的内侧表面贴合。

进一步地，所述机臂框的边框外侧设有上凹口、下凹口、左凹口和右凹口，所述上凹口和下凹口与所述凹槽向内形成的凸起对接，所述左凹口和右凹口分别与所述左蒙皮夹心层和右蒙皮夹心层的内侧表面形成的凸起对接。

进一步地，所述机臂结构的前端和后端分别设置有前口盖和后口盖，用于安装和检修动力设备。

进一步地，所述左蒙皮夹心层和右蒙皮夹心层为PMI材料构成。

进一步地，所述左蒙皮、右蒙皮和加强带板采用碳纤维复合材料制件。

进一步地，所述PMI材料的密度为75kg/m³，厚度为2.5mm。

进一步地，所述左蒙皮和右蒙皮采用厚度为2mm的碳纤维复合材料制件。

进一步地，所述加强带板采用厚度为0.5mm的碳纤维复合材料制件。

一种上述整体机臂结构的制造方法，所述左蒙皮和左蒙皮夹心层采用真空袋法成型进烘箱共固化的方法制造；所述右蒙皮和右蒙皮夹心层采用真空袋法成型进烘箱共固化的方法制造；所述机臂框组件与已固化的左蒙皮、右蒙皮辅助模具采用二次胶接的方法制造；在所述凹槽区域铺贴2层T300预浸料织物，构建合模线加强带板，再利用真空袋法将蒙皮与合模线加强带板进行共胶接。

本发明具有以下有益效果：