8.3 小型无人机的手工制作方法

1)结构骨架材料

结构骨架材料作常用的是航模用的木材

轻木

重量轻,有一定的强度。

桐木是最常用的模型材料,尤其是泡桐,具有比重轻、相对强度大、变形小、容易加工的特点。翼肋、蒙板、腹板、机身后段等应选用较轻的材料。

松木东北松纹理均匀,木质细密,比较轻,不易变形,易于加工并富有弹性,是做模型中细长受力件的好材料。      

层板

有较高的强度,常用作机身隔框、上反角加强片等;机翼的翼根部的翼肋、加强肋、隔框和加强片等。重量比轻木要重的多。

椴木最常用的层板材料,除了上述用途外,还用于硬壳机身、螺旋桨和发动机架

桦木材质坚硬,纹理均匀紧密,比重较大,是做螺旋桨的好材料。还可做发动机架等受力件。

2)木材的选择

应选择材质均匀、纹理平直、无疤节、比重轻的材料,以达到保证强度和减轻重量的要求。

木料在使用时要考虑强度、刚性等特性。我国早在800多年前宋朝时期,建筑工匠李诫就将建筑用材料断面高度与宽度比定为32。到了十八世纪末十九世纪初,英汤姆士杨研究发现材料截面高与宽成3.462时,刚性最大;高与宽成2.82时强度最大;高度与宽度相等时,弹性最大。在使用时根据模型的大小、结构来选择合适材料。


(1)结构手工制作工具


模型剪、笔刀、锉刀、砂纸、胶水、镊子、补土,将零件剪下后,要将零件上多余的流道削去,就要用到笔刀。

2)其他加工工具

①砂纸:号数越大就越细,建议购买80010001200号水砂纸

②镊子:模型制作中经常要碰到细小零件,平头型,弯头尖嘴。

③补土:一些模型由于开模的原因,在组合后会产生缝隙,这时就需要使用补土来填补。


(1)木板的激光切割加工

对于木材层板或轻木可以事先绘制好平面图形(如AUTOCAD)然后输入到控制激光切割机的电脑中,操作电脑切割程序,由激光切割机完成平板的切割加工。


(2)复合材料或塑料的雕刻加工

对于复合材料板材或塑料板材可以事先绘制好平面图形(如AUTOCAD),然后输入到控制雕刻机的电脑中,操作电脑切割程序,由雕刻机完成复合材料板的切割加工。


(3)手工加工的基本方法

①裁割将加工图形绘制在木板上(或将图纸贴在木板上),然后根据图形轮廓,将木片多余的部分裁去。

②刨削多用于制作较大模型机身或三维模型时,需要用刨削的方法修整表面,提高工作效率和制作质量。

③拼接用于木片的加宽和加长,注意拼接后要保持平整,不宜弯曲变形。

④打磨打磨时要顺木纹方向,用力要均匀先重后轻,并选择合适的砂纸进行打磨。

⑤弯曲主要方法有:火烤、水煮、冷弯。


1)翼肋的加工

根据机翼的平面形状和翼型,精确画出机翼沿展向若干个站位截面的翼肋外形,然后画出各翼肋截面的翼梁孔和减轻孔。,以及上下为安装桁条的凹槽。

如有激光切割机,用激光切割成型。

手工加工,将两块木板夹在台钳,用力粗削多余的部分,翼型粗加工后,利用锉或砂纸将翼板打磨出所需翼型。为了确保翼型的精度,可制作卡板进行翼型检查。精加工时要不断检查,要求上下弧线全部与样板相同,注意不要磨伤样板。


(2)机翼的加工

将各站点翼肋与展向桁条粘接,再粘接加强板。

下一步,粘接前、后缘蒙皮。机翼中间部分用航模纸或薄轻木板粘接为蒙皮。留有与机身连接的梁孔(单梁或双梁)。有的机翼先安装好与机身连接的梁,再粘接中间部分蒙皮。


(1)多面体机身的加工

主要是通过机身各截面框的形状来保证机身的纵向曲面变化。

注意与机翼和尾翼连接处的框设计和连接。

(2)曲面体机身的加工

主要是选择能弯曲并有一定韧性板材。机身各截面框的形状来保证机身的曲面变化。



(1)单板式尾翼的加工

以平板为翼型的尾翼,主要是加工出尾翼的平面形状,这只适合低速小型无人机。


(2)有曲面翼型的尾翼加工

其制作方法与机翼相同,先进加工翼肋和桁条,在制作整体尾翼。



(1)板型多旋翼机架结构

通常用雕刻机加工。


2)管材+板型多旋翼机架结构

通常用螺栓连接加工。


3)固定翼无人机整体结构



(1)电动机或活塞发动机

重点是与机身的连接,通常用螺栓。

(2)螺旋桨

主要是与发动机的匹配。

(3)飞行控制系统

主要是遥控还是自动控制,控制硬件和软件的设计。

(4)无线传输系统

包括飞行器信息传输和任务设备信息传输。

地面遥控器和信息显示与处理系统。


    小型无人机结构的材料有哪些?

2     轻木与层板的区别?

3    翼肋加工的要点有哪些?

4    机翼制作如何保证气动外形?

   机身制作,如何保证其形状?

6    小型无人机系统装配注意的要素?

7     固定翼无人机与多旋翼无人机结构有哪些不同?加工方法有何不同?