一种一体成型无人机碳纤维机臂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无人机碳纤维机臂及其制备方法，具体地说，是涉及一种用一体成型技术制备的无人机碳纤维机臂及其具体的制备方法，属于无人机制备技术领域。
【背景技术】
[0002]无人驾驶飞机，简称无人机(UAV)，是一种处在迅速发展中的新概念飞行器，因其具有机动灵活、反应速度快、无需人工驾驶、操作要求低、能够搭载多种小型设备或物件等等特点而得到广泛的应用。
[0003]目前，无人机的应用范围已经扩展到民用、科研甚至军事、国防等诸多领域，特别是在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等方面应用甚广，其影像实时传输、高危地区实时实地探测的功能，是对卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。
[0004]现有的无人机一般采用多轴碳管加管夹电机座形式的机臂，这种机臂在整体结构强度及螺旋桨电机安装精准度、以及机臂整体重量上均存在着不足，从而影响了无人机的续航能力和飞行的稳定性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的:旨在提供一种自重较轻且同时具有良好机械强度和韧性、螺旋桨电机安装定位精准的无人机碳纤维机臂及其一体成型的制备方法。
[0006]这种一体成型无人机碳纤维机臂制备方法，包括如下步骤:
[0007]I)按机臂外形及尺寸制备能够上下对合的上模和下模、按机臂内腔形状及尺寸制备能够充气的内囊；
[0008]2)依据充气后的内囊形状和尺寸，裁剪出能够完全包覆内囊的碳纤出维布；
[0009]3)在上模或下模的模穴中铺设好按步骤2)裁剪出的碳纤维布并在其上均匀涂覆树脂胶，然后将充气的内囊放入其中并用所述碳纤维布将其完全包覆，合上对应的另一半上模或下模并将上下模紧固在一起制成机臂坯件，放入真空烤箱烘烤固化；
[0010]4)将固化的机臂坯件从烤箱中取出，除去上下模，放尽内囊中的气体，在机臂坯件上切出一个开口将内囊从机臂腔中取出，修整机臂表面，喷上油漆再烘干即成成无人机碳纤维机臂成品。
[0011]作为优选的制备方法，所述上模和下模的模穴分别用酒精清洗3遍，然后用脱模剂涂抹3遍;所述脱模剂为通用脱模剂，较佳地选自硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或其组合。
[0012]作为优选的制备方法，所述在上模或下模的模穴中铺设好按步骤2)裁剪出的碳纤维布并在其上均匀涂覆树脂胶，其铺设的碳纤维布为4层，树脂胶涂覆亦为4次。
[0013]作为优选的制备方法，所述内囊采用硅胶制作；所述充气的内囊其内压为0.4?0.6Mpa0
[0014]作为优选的制备方法，所述树脂胶采用型号为E51的环氧树脂并加有透明固化剂。
[0015]作为优选的制备方法，所述放入真空烤箱烘烤固化，其真空度为-0.01?-0.03MPao
[0016]作为优选的制备方法，所述烘烤固化其固化温度为100?120°C，固化时间为1.5?3小时。
[0017]作为进一步改进的制备方法，所述烘烤固化其固化时间为2小时。
[0018]所述一种一体成型无人机碳纤维机臂，包括:截面为六边形的中空臂柱、截面亦为六边形且上下两边大于两侧其余各边的中空电调仓、底面圆心处有固定孔的中空圆柱形电机座，电调仓一端各面与臂柱各面通过弧面光滑连接，电调仓另一端各面通过弧面与电机座圆柱面光滑连接，臂柱、电调仓、电机座内部空腔贯通，整个机臂采用碳纤维通过上述一种一体成型无人机碳纤维机臂的制备方法中的任意一种制成。
[0019]与现有技术相比，本发明提供的制备方法具有如下的有益效果和显著进步:
[0020]I)不同于传统的多轴碳管加管夹电机座形式的机臂，本发明提供的一次成型无人机碳纤维机臂在整体结构强度、电机安装精准度、整体重量上均优于前者，且整体性、功能性更强；
[0021]2)本发明提供的一次成型无人机碳纤维机臂，其臂柱和电调仓采用六边形截面设计，极大地降低了机臂轴心偏转的可能性，不仅方便了安装，同时提高了安装的精度，也为螺旋桨垂直向下的升力矢量提供了良好的基础，而升力矢量精准的方向性使得飞控无需进行额外的方向修正，从而提高了无人机飞行与悬停的平稳度，减少的动力损失还能提升航时；
[0022]3)由于本发明提供的一次成型无人机碳纤维机臂包含了电调仓，使得内置螺旋桨电子调速器成为可能，从而节省了无人机机身的内部空间，并且缩短了螺旋桨电子调速器与螺旋桨电机之间的距离，减小了由于线缆过长导致的信号延迟，增加了对螺旋桨电机控制的精准度，并且由于整体采用的导线较短，动力传输过程中的能量损耗也比较小，从而提高了效率；
[0023]4)本发明提供的一次成型无人机碳纤维机臂，其电调仓与电机座之间的弧形连接设计，使机臂整体应力集中点的结构强度得到了加强，同时，外形轮廓由六边形转化为圆柱形，完美的渐变曲面造就了普通碳管机臂无法达到的流线型美感；
[0024]5)本发明提供的一次成型无人机碳纤维机臂，螺旋桨电机可通过螺丝直接紧固在对应的电机固定孔上，从而可以最大限度保证螺旋桨电机呈水平状态，且与六边形截面设计的臂柱和电调仓相辅相成，为飞行稳定、减少动力损失提供了帮助；
[0025]6)本发明提供的一次成型无人机碳纤维机臂，其整体性的设计使得螺旋桨电机、螺旋桨电子调速器、螺旋桨能够集成安装在机臂上成为一个整体，方便了无人机整机的维修和拆装。
【附图说明】
[0026]图1为本发明提供的一种一体成型无人机碳纤维机臂的结构示意图；
[0027]图中:
[0028]1、臂柱;2、电调仓;3、电机座，31、固定孔。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明提供的制备方法作进一步详细阐述。
[0030]实施例
[0031]如图1所示，为本发明提供的一种一体成型无人机碳纤维机臂的结构示意图，包括:臂柱1、电调仓2和电机座3，臂柱I为截面是六边形的中空管，电调仓2亦为截面是六边形的中空管但其上下两边大于两侧其余各边，电机座3为有底中空圆柱且底面圆心处有电机固定孔31，电调仓2—端各面与臂柱I各面通过弧面光滑连接，电调仓2另一端各面通过弧面与电机座3圆柱面光滑连接，臂柱1、电调仓2、电机座3内部空腔贯通。
[0032]上述一体成型无人机碳纤维机臂采用碳纤维通过一体成型制备方法制成，具体步骤为:
[0033]首先，根据机臂大小尺寸要求，制备能够上下对合、模穴包括臂柱