用于传感器无人机机翼的蒙皮及其制作方法
阅读说明：本技术 用于传感器无人机机翼的蒙皮及其制作方法 (Skin for sensor unmanned aerial vehicle wing and manufacturing method thereof ) 是由 陈亮 李如 刘鑫 胡德英 曹然 于 2020-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于传感器无人机机翼的蒙皮及其制作方法,蒙皮包括由内至外依次层叠的主承力板、泡沫结构层及玻璃纤维板；泡沫结构层内设有天线单元,泡沫结构层与主承力板之间设有反射层。本发明将天线单元与机翼蒙皮一体化设计,既能够满足透波性要求,扩展天线的口径面积,又使机翼结构具备完整性,提高承载效率,降低结构重量系数。(The invention discloses a skin for a sensor unmanned aerial vehicle wing and a manufacturing method thereof, wherein the skin comprises a main bearing plate, a foam structure layer and a glass fiber plate which are sequentially stacked from inside to outside; an antenna unit is arranged in the foam structure layer, and a reflecting layer is arranged between the foam structure layer and the main bearing plate. The invention integrally designs the antenna unit and the wing skin, can meet the wave-transparent requirement, expands the aperture area of the antenna, enables the wing structure to have integrity, improves the bearing efficiency and reduces the weight coefficient of the structure.)
技术领域
本发明属于无人机技术领域，更具体地，涉及一种用于传感器无人机机翼的蒙皮及其制作方法。
背景技术
传统的传感器无人机，其传感器组件独立于机体构件，受透波要求的限制，天线口径面积相对较小，工作能力有限。
因此期待研发一种用于传感器无人机机翼的蒙皮及其制作方法，将天线单元与机翼蒙皮一体化设计，满足透波性要求，扩展天线的口径面积，并使机翼结构具备完整性，提高承载效率，降低结构重量系数。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于传感器无人机机翼的蒙皮及其制作方法，在保证机翼内部天线组件可正常工作的前提下，实现蒙皮与天线单元的一体化设计，满足结构完整性要求。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于传感器无人机机翼的蒙皮，所述蒙皮包括由内至外依次层叠的主承力板、泡沫结构层及玻璃纤维板；
所述泡沫结构层内设有天线单元，所述泡沫结构层与所述主承力板之间设有反射层。
可选地，所述泡沫结构层包括多个泡沫块，所述多个泡沫块相互拼接形成泡沫板，所述天线单元沿所述多个泡沫块之间的缝隙呈蛇形设置。
可选地，所述主承力板包括上层碳纤维板、下层碳纤维板及多个泡沫筋条，所述多个泡沫筋条沿所述蒙皮的长度方向相互平行的设置于所述上层碳纤维板的底面上，所述下层碳纤维板覆盖于所述上层碳纤维板的底面并与所述多个泡沫筋条的表面贴合。
可选地，还包括封边；
所述蒙皮的长度方向的一端，在所述主承力板与所述玻璃纤维板之间填充有碳丝，所述封边包裹于所述蒙皮的所述一端且连接于所述主承力板和所述玻璃纤维板上，以封堵所述碳丝；
所述封边包括双层碳纤维布。
可选地，在所述蒙皮的长度方向的另一端及所述蒙皮的宽度方向的两端，所述玻璃纤维板和所述主承力板延伸出所述泡沫结构层的边缘，且所述玻璃纤维板向下凹陷与所述主承力板贴合。
可选地，在所述泡沫结构层的边缘，所述泡沫结构层的厚度逐渐减小，使所述主承力板逐渐向所述玻璃纤维板倾斜。
本发明还提供一种用于传感器无人机机翼的蒙皮的制作方法，用于制作上述的用于传感器无人机机翼的蒙皮，所述方法包括如下步骤：
1)铺设玻璃纤维板；
2)制作泡沫结构层；
3)铺设主承力板；
4)将所述玻璃纤维板、所述泡沫结构层、所述主承力板由上至下依次叠置并一体固化成型。
可选地，所述泡沫结构层包括多个泡沫块，所述多个泡沫块相互拼接形成泡沫板，所述天线单元沿所述多个泡沫块之间的缝隙呈蛇形设置；
所述步骤2)包括：
2-1)制作多个所述泡沫块；
2-2)将天线单元拼接于相邻两个泡沫块之间的缝隙中，形成泡沫板；
2-3)将反射层贴合于所述泡沫板的下表面。
可选地，所述主承力板包括上层碳纤维板、下层碳纤维板及多个泡沫筋条，所述多个泡沫筋条相互平行的设置于所述上层碳纤维板的底面上且沿所述蒙皮的长度方向，所述下层碳纤维板覆盖于所述上层碳纤维板的底面并与所述多个泡沫筋条的表面贴合；
所述步骤3)包括：
3-1)固化成型所述上层碳纤维板；
3-2)将所述多个泡沫筋条及所述下层碳纤维板与所述上层碳纤维板二次固化成型。
可选地，所述蒙皮还包括封边；所述蒙皮的长度方向的一端，在所述主承力板与所述玻璃纤维板之间填充有碳丝，所述封边设置于所述蒙皮的所述一端且连接于所述主承力板和所述玻璃纤维板上，以封堵所述碳丝；
所述步骤4)中包括：在所述蒙皮的长度方的一端，将所述泡沫结构扣除8mm-12mm，并用碳丝填充后进行封边。
本发明的有益效果在于：本发明的蒙皮采用主承力板、泡沫结构层及玻璃纤维板依次层叠的结构，且天线单元设置于泡沫结构层中，与蒙皮一体化设计，反射层电连续，既能够保证机翼结构完整性，又能满足天线单元工作辐射范围内透的波性能要求，扩展了天线的口径面积，同时提高了机翼承载效率，降低了结构重量系数。
本发明的其它特征和优点将在随后
具体实施方式
部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的用于传感器无人机机翼的蒙皮的示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的用于传感器无人机机翼的蒙皮的弦向剖视图。
图3示出了图2的A处放大图。
图4示出了图2的B处放大图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的用于传感器无人机机翼的蒙皮的沿筋条展向的剖视图。
图6示出了图5的C处放大图。
图7示出了图5的D处放大图。
图8示出了根据本发明的一个实施例的泡沫结构层的示意性结构图。
附图标记说明
1、玻璃纤维板；2、泡沫结构层；3、主承力板；4、上层碳纤维板；5、泡沫筋条；6、下层碳纤维板；7、碳丝；8、封边；9、天线单元；10、反射层。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明公开了一种用于传感器无人机机翼的蒙皮，蒙皮包括由内至外依次层叠的主承力板、泡沫结构层及玻璃纤维板；
泡沫结构层内设有天线单元，泡沫结构层与主承力板之间设有反射层。
具体地，本发明的蒙皮采用主承力板、泡沫结构层及玻璃纤维板依次层叠的结构，且天线单元设置于泡沫结构层中，与蒙皮一体化设计，反射层电连续，既能够保证机翼结构完整性，又能满足天线单元工作辐射范围内透的波性能要求，扩展了天线的口径面积，同时提高了机翼承载效率，降低了结构重量系数。
作为可选方案，泡沫结构层包括多个泡沫块，多个泡沫块相互拼接形成泡沫板，天线单元沿多个泡沫块之间的缝隙呈蛇形设置。
具体地，泡沫结构层由泡沫块与天线单元和反射层拼接而成，保证了天线单元的安装稳定性，且最大程度的扩展了天线的口径面积，反射层连续，对于电磁波的发射效果好。
作为可选方案，主承力板包括上层碳纤维板、下层碳纤维板及多个泡沫筋条，多个泡沫筋条沿蒙皮的长度方向相互平行的设置于上层碳纤维板的底面上，下层碳纤维板覆盖于上层碳纤维板的底面并与多个泡沫筋条的表面贴合。
具体地，本发明的主承力板采用双层碳纤维板，并且在双层碳纤维板之间设置泡沫筋条，既提高了主承力板的强度，又降低了主承力板的重量。
作为可选方案，还包括封边；
蒙皮的长度方向的一端，在主承力板与玻璃纤维板之间填充有碳丝，封边包裹于蒙皮的一端且连接于主承力板和玻璃纤维板上，以封堵碳丝；
封边包括双层碳纤维布。
具体地，通过填充碳丝并进行封边，提高了蒙皮根部一端的边界强度。
作为可选方案，在蒙皮的长度方向的另一端及蒙皮的宽度方向的两端，玻璃纤维板和主承力板延伸出泡沫结构层的边缘，且玻璃纤维板向下凹陷与主承力板贴合。
具体地，玻璃纤维板和主承力板延伸出泡沫结构层的边缘并相互贴合，提高了蒙皮的结构强度，玻璃纤维板与主承力板粘接处向下凹陷便于蒙皮的搭接。
作为可选方案，在泡沫结构层的边缘，泡沫结构层的厚度逐渐减小，使主承力板逐渐向玻璃纤维板倾斜。
具体地，在泡沫结构层的边缘，泡沫结构层厚度逐渐减小，且主承力板逐渐向玻璃纤维板倾斜能够提高蒙皮的边缘强度。
本发明还公开一种用于传感器无人机机翼的蒙皮的制作方法，用于制作上述的用于传感器无人机机翼的蒙皮，方法包括如下步骤：
1)铺设玻璃纤维板；
2)制作泡沫结构层；
3)铺设主承力板；
4)将玻璃纤维板、泡沫结构层、主承力板由上至下依次叠置并一体固化成型。
具体地，利用本方法制作的蒙皮结构，一体化程度及结构稳定性高，承载力强且质量轻。
作为可选方案，泡沫结构层包括多个泡沫块，多个泡沫块相互拼接形成泡沫板，天线单元沿多个泡沫块之间的缝隙呈蛇形设置，步骤2)包括：
2-1)制作多个泡沫块；
2-2)将天线单元拼接于相邻两个泡沫块之间的缝隙中，形成泡沫板；
2-3)将反射层贴合于泡沫板的下表面。
作为可选方案，主承力板包括上层碳纤维板、下层碳纤维板及多个泡沫筋条，多个泡沫筋条相互平行的设置于上层碳纤维板的底面上且沿蒙皮的长度方向，下层碳纤维板覆盖于上层碳纤维板的底面并与多个泡沫筋条的表面贴合；
步骤3)包括：
3-1)固化成型上层碳纤维板；
3-2)将多个泡沫筋条及下层碳纤维板与上层碳纤维板二次固化成型。
具体地，将多个泡沫筋条与上层碳纤维板、下层碳纤维板一体固化成型，保证了主承力板的结构强度，且结构稳定性高，连接牢固。
作为可选方案，蒙皮还包括封边；蒙皮的长度方向的一端，在主承力板与玻璃纤维板之间填充有碳丝，封边设置于蒙皮的一端且连接于主承力板和玻璃纤维板上，以封堵碳丝；
步骤4)中包括：在蒙皮的长度方的一端，将泡沫结构扣除8mm-12mm，并用碳丝填充后进行封边。
具体地，填充碳丝并设置封边，保证了蒙皮根部的边界强度。
实施例1
图1示出了本实施例的用于传感器无人机机翼的蒙皮的示意图；图2示出了本实施例的用于传感器无人机机翼的蒙皮的弦向剖视图；图3示出了图2的A处放大图；图4示出了图2的B处放大图；图5示出了本实施例的用于传感器无人机机翼的蒙皮的沿筋条展向的剖视图；图6示出了图5的C处放大图；图7示出了图5的D处放大图；图8示出了本实施例的泡沫结构层的示意性结构图。
如图1所示，用于传感器无人机机翼的蒙皮包括由内至外依次层叠的主承力板3、泡沫结构层2及玻璃纤维板1；
泡沫结构层2包括多个泡沫块，多个泡沫块相互拼接形成泡沫板，天线单元9沿多个泡沫块之间的缝隙呈蛇形设置，反射层10设置于泡沫结构层2与主承力板3之间，如图8所示；
如图2所示，主承力板3包括上层碳纤维板4、下层碳纤维板6及多个泡沫筋条5，多个泡沫筋条5沿蒙皮的长度方向相互平行的设置于上层碳纤维板4的底面上，下层碳纤维板6覆盖于上层碳纤维板4的底面并与多个泡沫筋条5的表面贴合；
在蒙皮的宽度方向的两端(即后缘及前缘，如图3、图4所示)及蒙皮的长度方向的一端(即梢部，如图7所示)，玻璃纤维板1和主承力板3延伸出泡沫结构层2的边缘，且玻璃纤维板1向下凹陷与主承力板3贴合，以用于蒙皮之间的搭接；在泡沫结构层2的边缘，泡沫结构层2厚度逐渐减小，使主承力板3逐渐向玻璃纤维板1倾斜，如图2-图7所示；
如图5、图6所示，蒙皮的根部的一端，在主承力板3与玻璃纤维板1之间填充有碳丝7，封边8连接于主承力板3和玻璃纤维板1上，以封堵碳丝8，其中，封边8为双层碳纤维布。
本发明在保证天线单元能够正常工作的前提下，实现蒙皮与天线单元的一体化设计，并能够满足结构完整性要求，提高了机翼承载效率，降低了结构重量系数。
实施例2
本发明还公开一种蒙皮的制作方法，用于制作实施例1中的用于传感器无人机机翼的蒙皮，方法包括如下步骤：
1)铺设玻璃纤维板；
2)制作多个泡沫块；
3)将天线单元拼接于相邻两个泡沫块之间的缝隙中，形成泡沫板；
4)将反射层贴合于泡沫板的下表面，形成泡沫结构层；
5)铺设上层碳纤维板；
6)将玻璃纤维板、泡沫结构层、上层碳纤维板一体固化成型，使蒙皮前缘、后缘及梢部的玻璃纤维板下陷与上层碳纤维板贴合；
7)将多个泡沫筋条及下层碳纤维板与上层碳纤维板二次固化成型，形成主承力板；
8)在蒙皮的根部的一端，将泡沫结构层扣除10mm，并用碳丝填充后进行封边。
利用本方法制作的蒙皮结构，一体化程度及结构稳定性高，承载力强且质量轻。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。