一种整体成型的无人机舵面结构及其加工方法及无人机与流程

1.本发明属于无人机制造领域，具体是涉及到一种整体成型的无人机舵面结构及其加工方法及无人机。


背景技术：

2.舵面机构是无人机操纵和控制的重要一部分。无人机舵面与翼面通常分离开，独立为两部分制作。两部分之间通过铰链连接，使舵面能绕铰链所在轴线旋转一定角度。同时在翼面结构上装有舵机等机构，用以驱动舵面旋转，达到控制飞行的目的。
3.现有舵面结构常常包括转轴或铰链，连接件等众多零部件，装配工艺复杂，精度要求高，且分开制作需更多的模具，制作成本较高。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、连接可靠且转动流畅的整体成型的无人机舵面结构及其加工方法及无人机。
5.本发明提供一种整体成型的无人机舵面结构，包括翼面和舵面，所述翼面和舵面一体成型，所述舵面一侧通过成型时铺设的铰链带与翼面连接，成型后舵面与翼面连接处去除成型材料形成间隔。
6.更进一步地，所述铰链带铺设有1-3层。
7.更进一步地，所述铰链带铺设在翼面外表面起第二至第四层。
8.更进一步地，所述舵面下表面靠近铰链带一侧设置有c形整流片。
9.更进一步地，所述铰链带采用高韧性布料制成。
10.本发明还包括成型前预埋的骨架结构，所述骨架结构至少包括设置在翼面上围合所述舵面的翼面骨架，以及设置在舵面靠近铰链带一侧以及两侧边的舵面骨架。
11.更进一步地，所述舵面设置在翼面的一侧边，所述间隔包括设置在铰链带处的上间隔和下间隔，以及设置在舵面两侧的两组侧间隔。
12.本发明还包括成型前预埋在舵面内的驱动配合块，所述驱动配合块至少一部分伸出所述舵面设置。
13.本发明还提供一种无人机，包括整体成型的无人机舵面结构。
14.本发明还提供一种整体成型的无人机舵面结构加工方法，包括如下步骤：
15.采用碳纤维和玻璃纤维增强复合材质堆叠形成一体的翼面和舵面，在堆叠过程中，在翼面和舵面的连接一侧叠加铰链带；
16.在翼面和舵面之间预留分割线；
17.成型后，沿分割缝分割翼面和舵面，保留铰链带并去除其他成型材料。
18.本发明的有益效果是，本发明中无人机的翼面和舵面整体一同成型，无需单独制作舵面，且无需额外的铰链机构及其安装工艺，可以极大的减少零部件数量，省略舵面以及铰链机构的制造及安装工序。相对于常规翼面的单独成型工艺而言，本舵面结构仅增加两
道工序，第一为在成型过程中在翼面和舵面的连接一侧铺设铰链带，第二在成型后对其他连接处切割出间隔，制作工艺简单，降低制作成本。另外，通过单独铺设铰链带连接翼面和舵面，在不限定成型材质的前提下，保证翼面和舵面的连接强度以及转动流畅性。
附图说明
19.附图1为本发明实施例一的下翼面安装示意图；
20.附图2为本发明实施例一的下翼面结构示意图；
21.附图3为本发明实施例一的上翼面结构示意图；
22.附图4为本发明实施例一的透视结构示意图；
23.附图5为图1的侧剖视图；
24.附图6为本发明实施例二的上翼面结构示意图。
25.在图中，1-翼面；2-舵面；3-铰链带；4-间隔；41-下间隔；42-上间隔；43-侧间隔；44-端间隔；5-翼面骨架；6-舵面骨架；7-c形整流片；8-驱动配合块；9-舵机驱动机构。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
31.如附图1-6所示，本发明提供一种整体成型的无人机舵面结构，包括翼面1和舵面2，所述翼面1和舵面2一体成型，所述舵面2一侧通过成型时铺设的铰链带3与翼面1连接，成型后舵面2与翼面1连接处去除成型材料形成间隔4。
32.本发明中无人机的翼面1和舵面2整体一同成型，无需单独制作舵面，且无需额外的铰链机构及其安装工艺，可以极大的减少零部件数量，省略舵面以及铰链机构的制造及
安装工序。相对于常规翼面的单独成型工艺而言，本舵面结构仅增加两道工序，第一为在成型过程中在翼面1和舵面2的连接一侧铺设铰链带3，第二在成型后对其他连接处切割出间隔4，制作工艺简单，降低制作成本。另外，通过单独铺设铰链带3连接翼面1和舵面2，在不限定成型材质的前提下，保证翼面1和舵面2的连接强度以及转动流畅性。
33.在其中一个实施例中，所述铰链带3铺设有1-3层，保证舵面2与翼面1的连接稳定性，以及舵面2偏转可靠性。
34.在其中一个实施例中，所述铰链带3铺设在翼面1外表面起第二至第四层，翼面1和舵面2在成型时为一个整体，且一般通过碳纤维和玻璃纤维增强复合材质堆叠形成，其中，多层铰链带3可以加贴在成型材料的内部，优选地，多层铰链带3与成型材料交替堆叠，即在铺设碳纤维或玻璃纤维增强复合材质第一层后，铺设一层铰链带3，再铺设一层碳纤维或玻璃纤维增强复合材质，铺设一层铰链带3，以此直至铺设3层铰链带3，最后完成其余碳纤维或玻璃纤维增强复合材质的铺设。最后成型后，每层铰接带3位于翼面1和舵面2内部的部分与碳纤维和玻璃纤维增强复合材质具有较大的接触面积，可以提高连接稳定性。而每层铰接带3作为铰链的部分(去除材料的部分)具有一定间隔(两层铰接带3之间的碳纤维或玻璃纤维增强复合材质会在转动后破损失效)，可以保证舵面2旋转顺畅。
35.在其中一个实施例中，所述舵面2下表面靠近铰链带3一侧设置有c形整流片7，减小飞行时该处的下间隔41带来的阻力。
36.在其中一个实施例中，所述铰链带3采用高韧性布料制成，优选的，铰链带3可选凯夫拉布料制成，保证连接稳定性和旋转的流程性。
37.在其中一个实施例中，本发明还包括成型前预埋的骨架结构，以保证翼面1和舵面2的结构强度，所述骨架结构至少包括设置在翼面1上围合所述舵面2的翼面骨架5，以及设置在舵面2靠近铰链带3一侧以及两侧边的舵面骨架6。翼面骨架5和舵面骨架6的设置，在翼面1和舵面2进行分割后，能够保证分割处有足够的刚度，另外，在舵面2和翼面1的相对两侧壁还可以预埋肋板(两个肋板之间即为切割线)，在切割出间隔4后肋板对舵面2和翼面1的两侧缺口进行封口。
38.参考图1-5，在其中一个实施例中，所述舵面2设置在翼面1的一侧边，所述间隔4包括设置在铰链带3处的上间隔42和下间隔41，以及设置在舵面2两侧的两组侧间隔43。其中，上间隔42是在翼面1和舵面2成型后从翼面1上表面至铰链带3所开设的，下间隔41是在翼面1和舵面2成型后从翼面1下表面至铰链带3所开设的，侧间隔43则为通槽，分离翼面1和舵面2，舵面2背离铰链带3一端则为舵面2端面。
39.参考图6，在另一个实施例中，所述舵面2设置在翼面1的内部，所述间隔4包括设置在铰链带3处的上间隔42和下间隔41、设置在舵面2两侧的两组侧间隔43，以及设置在舵面2背离铰链带3一侧的端间隔44。其中，上间隔42是在翼面1和舵面2成型后从翼面1上表面至铰链带3所开设的，下间隔41是在翼面1和舵面2成型后从翼面1下表面至铰链带3所开设的，侧间隔43和端间隔44则为通槽，分离翼面1和舵面2的侧面和端面。
40.本发明还包括成型前预埋在舵面2内的驱动配合块8，所述驱动配合块8至少一部分伸出所述舵面2设置，驱动配合块8用于后续连接舵机驱动机构9，本实施例中，在成型时直接预埋驱动配合块8，无需后续加工或者安装舵机驱动机构9配合结构，可以简化装配难度。
41.本发明还提供一种无人机，包括整体成型的无人机舵面结构。
42.本发明还提供一种整体成型的无人机舵面结构加工方法，包括如下步骤：
43.采用碳纤维和玻璃纤维增强复合材质堆叠形成一体的翼面1和舵面2，在堆叠过程中，在翼面1和舵面2的连接一侧叠加铰链带3；
44.在翼面1和舵面2之间预留分割线；
45.成型后，沿分割缝分割翼面1和舵面2，保留铰链带3并去除其他成型材料。
46.其中，在翼面1和舵面2之间预留分割线，便于后续切割出间隔4，分割缝可通过在模具上留定位线痕实现，或者使用定位工装实现。
47.在碳纤维和玻璃纤维增强复合材质堆叠前，还可以预埋骨架结构，提高成型后翼面1和舵面2的结构强度。
48.铰链带3优选与碳纤维或玻璃纤维增强复合材质交替堆叠三层，提高翼面1和舵面2的连接稳定性，以及铰链带3与翼面1、铰链带3与和舵面2的连接稳定性。
49.本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

技术特征：
1.一种整体成型的无人机舵面结构，其特征是，包括翼面(1)和舵面(2)，所述翼面(1)和舵面(2)一体成型，所述舵面(2)一侧通过成型时铺设的铰链带(3)与翼面(1)连接，成型后舵面(2)与翼面(1)连接处去除成型材料形成间隔(4)。2.如权利要求1所述的整体成型的无人机舵面结构，其特征是，所述铰链带(3)铺设有1-3层。3.如权利要求2所述的整体成型的无人机舵面结构，其特征是，所述铰链带(3)铺设在翼面(1)外表面起第二至第四层。4.如权利要求3所述的整体成型的无人机舵面结构，其特征是，所述舵面(2)下表面靠近铰链带(3)一侧设置有c形整流片(7)。5.如权利要求1所述的整体成型的无人机舵面结构，其特征是，所述铰链带(3)采用高韧性布料制成。6.如权利要求1-5任一项所述的整体成型的无人机舵面结构，其特征是，还包括成型前预埋的骨架结构，所述骨架结构至少包括设置在翼面(1)上围合所述舵面(2)的翼面骨架(5)，以及设置在舵面(2)靠近铰链带(3)一侧以及两侧边的舵面骨架(6)。7.如权利要求1-5任一项所述的整体成型的无人机舵面结构，其特征是，所述舵面(2)设置在翼面(1)的一侧边，所述间隔(4)包括设置在铰链带(3)处的上间隔(42)和下间隔(41)，以及设置在舵面(2)两侧的两组侧间隔(43)。8.如权利要求1-5任一项所述的整体成型的无人机舵面结构，其特征是，还包括成型前预埋在舵面(2)内的驱动配合块(8)，所述驱动配合块(8)至少一部分伸出所述舵面(2)设置。9.一种无人机，其特征是，包括如权利要求1-8任一项所述的整体成型的无人机舵面结构。10.一种整体成型的无人机舵面结构加工方法，其特征是，包括如下步骤：采用碳纤维和玻璃纤维增强复合材质堆叠形成一体的翼面(1)和舵面(2)，在堆叠过程中，在翼面(1)和舵面(2)的连接一侧叠加铰链带(3)；在翼面(1)和舵面(2)之间预留分割线；成型后，沿分割缝分割翼面(1)和舵面(2)，保留铰链带(3)并去除其他成型材料。

技术总结
本发明属于无人机制造领域，具体是涉及到一种整体成型的无人机舵面结构及其加工方法及无人机，其中，整体成型的无人机舵面结构，包括翼面和舵面，所述翼面和舵面一体成型，所述舵面一侧通过成型时铺设的铰链带与翼面连接，成型后舵面与翼面连接处去除成型材料形成间隔，本发明中无人机的翼面和舵面整体一同成型，无需单独制作舵面，且无需额外的铰链机构及其安装工艺，可以极大的减少零部件数量，省略舵面以及铰链机构的制造及安装工序。相对于常规翼面的单独成型工艺而言，本舵面结构制作工艺简单，降低制作成本。另外，通过单独铺设铰链带连接翼面和舵面，在不限定成型材质的前提下，保证翼面和舵面的连接强度以及转动流畅性。性。性。


技术研发人员：彭波 乔恩鑫 张斌 宁江凡
受保护的技术使用者：湖南航天宏图无人机系统有限公司
技术研发日：2023.01.16
技术公布日：2023/5/9