【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机翼制造领域，具体地说是一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置及成型工艺。
技术介绍
1、微小型跨域扇翼推进器由微小型横流风扇和包裹在其单侧的微小型凹形机翼组成，是一种基于扇翼推进器的水下、水面、地面、空中等多栖推进的微小型跨域推进器。搭载微小型跨域扇翼推进器的机器人可以凭借单一推进形式实现多栖运动。微小型凹形机翼作为微小型跨域扇翼推进器的重要零部件，具有对微小型横流风扇进行支撑、流场导向、垂向力生成等重要作用，需具有高强度、低密度、低吸水性的能力。微小型复合材料凹形机翼是微小型凹形机翼的一种，由光敏树脂、低密度木材或塑料、碳纤维布组成，并通过涂覆聚脲树脂固化成型。
2、微小型复合材料凹形机翼的固化成型过程对成型装置提出较高要求。其一，微小型复合材料凹形机翼截面尺寸、翼展、组合方式复杂多样，成型装置需根据不同微小型复合材料机翼快速、低成本地改变具体结构，缩短设计至成型的周期，降低成本。其二，微小型复合材料凹形机翼固化成型时间较长，在全部固化成型周期内，需要成型装置长时稳固，不发生形变。其三，由于微小型复合材料凹形机翼固化成型后需和微小型横流风扇配合使用，要求微小型复合材料凹形机翼的成型精度高。其四，成型装置应最大程度上具有可重复使用特性，可针对特定微小型复合材料凹形机翼批量化多次成型，单次成型损耗少；可针对不同形状微小型复合材料凹形机翼快速改变构型，变构型换装部件少，换装部件制造成本低。
3、因此，研制一种微小型复合材料凹形机翼成型装置及成型工艺具有重要意义。
技
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置及成型工艺。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，包括真空泵、真空袋、随动圆弧凹槽压块、随动凹尾夹块及随动凸尾夹块；
4、所述随动凹尾夹块及随动凸尾夹块用于夹住碳纤维布的冗余部分，所述随动圆弧凹槽压块的外周面上形成有圆弧压接面部，所述随动圆弧凹槽压块的圆弧压接面部与凹形机翼的外轮廓的圆弧凹槽面的形状相契合、并用于压住凹形机翼的外轮廓的圆弧凹槽面处的碳纤维布；
5、所述随动凹尾夹块、随动凸尾夹块、随动圆弧凹槽压块及凹形机翼构成的整体放入至所述真空袋中，所述真空袋具有开口，所述真空袋的开口与所述真空泵的抽真空端连接。
6、所述随动凹尾夹块位于所述随动凸尾夹块的下方，所述随动凹尾夹块的上表面上开设有夹持凹槽，所述随动凸尾夹块的下表面上凸设有与所述夹持凹槽相契合的夹持凸起，所述夹持凸起插入至所述夹持凹槽中；碳纤维布的冗余部分从所述随动凸尾夹块的下表面与随动凹尾夹块的上表面之间经过、并被随动凹尾夹块及随动凸尾夹块夹住。
7、所述随动凸尾夹块的下表面与位于上侧的碳纤维布的冗余部分之间放置有尼龙薄膜，所述随动凹尾夹块的上表面与位于下侧的碳纤维布的冗余部分之间放置有尼龙薄膜。
8、所述随动凹尾夹块的上表面与凹形机翼的位于下侧的平面部分相平齐。
9、所述随动圆弧凹槽压块的圆弧压接面部与待压紧的碳纤维布之间放置有尼龙薄膜。
10、所述随动圆弧凹槽压块的端部上开设有轴承座避让凹槽，所述轴承座避让凹槽的设置位置与凹形机翼的端面上的轴承座的设置位置相对应。
11、所述真空泵位于所述随动凹尾夹块的长度方向的一侧，凹形机翼位于所述随动凹尾夹块的长度方向另一侧。
12、所述随动凹尾夹块的长度方向、所述随动凸尾夹块的长度方向、所述随动圆弧凹槽压块的长度方向均与凹形机翼的长度方向相平行。
13、本专利技术的微小型复合材料凹形机翼真空成型装置还包括随动中支撑块，所述随动中支撑块的两端分别抵住相邻的两个凹形机翼的端面。
14、一种微小型复合材料凹形机翼真空成型工艺，应用如前所述的成型装置，包括以下步骤：
15、步骤一，在对凹形机翼的芯体部分涂覆聚脲树脂、且对凹形机翼的芯体部分的除长度方向两端面以外的外周面包裹碳纤维布后，对凹形机翼的外轮廓的圆弧凹槽面处的碳纤维布表面放置尼龙薄膜，之后放置随动圆弧凹槽压块压住该处的尼龙薄膜；包覆凹形机翼的芯体部分的碳纤维布的两端产生碳纤维布的冗余部分、并分为位于上侧的碳纤维布的冗余部分及位于下侧的碳纤维布的冗余部分；在位于下侧的碳纤维布的冗余部分的局部的下表面平覆尼龙薄膜，并使随动凹尾夹块的上表面抵住该处尼龙薄膜；在位于上侧的碳纤维布的冗余部分的局部的上表面平覆尼龙薄膜，使随动凸尾夹块的下表面压住该处尼龙薄膜，并使随动凹尾夹块及随动凸尾夹块共同夹住碳纤维布的冗余部分；将随动凹尾夹块、随动凸尾夹块、随动圆弧凹槽压块及凹形机翼构成的整体放入至真空袋中；使用随动中支撑块将相邻的两个凹形机翼分隔开；
16、步骤二，将真空袋的开口与真空泵的抽真空端连接，通过真空泵抽出真空袋内空气，受大气压强作用，真空袋随之收缩，并紧贴随动凹尾夹块、随动凸尾夹块、随动圆弧凹槽压块及凹形机翼构成的整体的表面；在真空袋的向内压缩力作用下，随动圆弧凹槽压块被真空袋压动、并使圆弧压接面部与凹形机翼的圆弧凹槽面的轮廓线相平齐，碳纤维布的冗余部分被随动凹尾夹块及随动凸尾夹块紧密夹持；待真空泵到达额定压力，封闭真空袋的开口，等待凹形机翼固化成型；
17、步骤三，经过预定时间后，开启真空袋并将真空袋中所有结构全部移出；移除随动中支撑块、随动凹尾夹块、随动凸尾夹块、随动圆弧凹槽压块及各处尼龙薄膜；切除与凹形机翼相连的碳纤维布的冗余部分，即得到凹形机翼成品。
18、本专利技术的优点与积极效果为：
19、1．本专利技术主体结构简单，且可采用3d打印技术快速成型制成随动圆弧凹槽压块、随动凹尾夹块及随动凸尾夹块，除真空膜和尼龙薄膜外均可重复使用，省去了现有技术常用的庞杂的夹持装置，制造成本较低。
20、2．本专利技术具有可变尺寸的优点，可通过更替随动凸尾夹块、随动凹尾夹块、随动圆弧凹槽压块、随动中支撑块，适应微小型复合材料凹形机翼的不同的具体结构尺寸。
21、3．本专利技术具有高精度的特点，可通过支撑最大程度降低微小型复合材料凹形机翼的变形，成型精度较高。
22、4．本专利技术可通过设置多套低成本的随动圆弧凹槽压块、随动凹尾夹块及随动凸尾夹块，并基于单台真空泵的抽吸，可实现微小型复合材料凹形机翼的批量化生产。
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1.一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：包括真空泵（1）、真空袋（2）、随动圆弧凹槽压块（3）、随动凹尾夹块（4）及随动凸尾夹块（5）；
2.根据权利要求1所述的一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：所述随动凹尾夹块（4）位于所述随动凸尾夹块（5）的下方，所述随动凹尾夹块（4）的上表面上开设有夹持凹槽（401），所述随动凸尾夹块（5）的下表面上凸设有与所述夹持凹槽（401）相契合的夹持凸起（501），所述夹持凸起（501）插入至所述夹持凹槽（401）中；碳纤维布的冗余部分（10031）从所述随动凸尾夹块（5）的下表面与随动凹尾夹块（4）的上表面之间经过、并被随动凹尾夹块（4）及随动凸尾夹块（5）夹住。
3.根据权利要求2所述的一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：所述随动凸尾夹块（5）的下表面与位于上侧的碳纤维布的冗余部分（10031）之间放置有尼龙薄膜（6），所述随动凹尾夹块（4）的上表面与位于下侧的碳纤维布的冗余部分（10031）之间放置有尼龙薄膜（6）。
4.根据权利要求1所述的一种微小型复合材
5.根据权利要求1所述的一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：所述随动圆弧凹槽压块（3）的圆弧压接面部与待压紧的碳纤维布（1003）之间放置有尼龙薄膜（6）。
6.根据权利要求1所述的一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：所述随动圆弧凹槽压块（3）的端部上开设有轴承座避让凹槽（301），所述轴承座避让凹槽（301）的设置位置与凹形机翼的端面上的轴承座的设置位置相对应。
7.根据权利要求1所述的一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：所述真空泵（1）位于所述随动凹尾夹块（4）的长度方向的一侧，凹形机翼位于所述随动凹尾夹块（4）的长度方向另一侧。
8.根据权利要求1所述的一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：所述随动凹尾夹块（4）的长度方向、所述随动凸尾夹块（5）的长度方向、所述随动圆弧凹槽压块（3）的长度方向均与凹形机翼的长度方向相平行。
9.根据权利要求1所述的一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：还包括随动中支撑块（7），所述随动中支撑块（7）的两端分别抵住相邻的两个凹形机翼的端面。
10.一种微小型复合材料凹形机翼真空成型工艺，应用如权利要求1-9任一权利要求所述的微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：包括真空泵（1）、真空袋（2）、随动圆弧凹槽压块（3）、随动凹尾夹块（4）及随动凸尾夹块（5）；
2.根据权利要求1所述的一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：所述随动凹尾夹块（4）位于所述随动凸尾夹块（5）的下方，所述随动凹尾夹块（4）的上表面上开设有夹持凹槽（401），所述随动凸尾夹块（5）的下表面上凸设有与所述夹持凹槽（401）相契合的夹持凸起（501），所述夹持凸起（501）插入至所述夹持凹槽（401）中；碳纤维布的冗余部分（10031）从所述随动凸尾夹块（5）的下表面与随动凹尾夹块（4）的上表面之间经过、并被随动凹尾夹块（4）及随动凸尾夹块（5）夹住。
3.根据权利要求2所述的一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：所述随动凸尾夹块（5）的下表面与位于上侧的碳纤维布的冗余部分（10031）之间放置有尼龙薄膜（6），所述随动凹尾夹块（4）的上表面与位于下侧的碳纤维布的冗余部分（10031）之间放置有尼龙薄膜（6）。
4.根据权利要求1所述的一种微小型复合材料凹形机翼真空成型装置，其特征在于：所述随动凹尾夹块（4）的上表面与凹形机翼的位于下侧的平面部分相平齐。
5.根据权利要求1所述的一种微...
【专利技术属性】
技术研发人员：郜天柱，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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