輕型方艙框架結構的碳纖維矩形管連接裝置的制作方法

本發明涉及一種重量較輕、剛強度較高的輕型方艙，特別涉及一種輕型方艙六個板片角部的碳纖維矩形管的連接裝置，屬于車載方艙技術領域。

背景技術：

隨著現代科學技術的不斷發展，以車載方艙為代表的特種車輛的輕量化要求越來越高。現有的全金屬方艙的艙體重量過重，導致方艙承載的系統設備受到限制，影響方艙進一步擴展用途。目前，采用碳纖維矩形管骨架制成的方艙已面世，方艙采用碳纖維矩形管骨架取代金屬骨架，可充分利用碳纖維重量輕、剛強度高的優點，從而大大減輕方艙的重量，增加方艙承載的系統設備，提高方艙的使用效果。但是，如何解決碳纖維矩形管骨架之間的連接，以及其與鋼制的角組件之間的連接是碳纖維方艙制造的一大難題。現有技術是采用特種膠粘接，其使用壽命短，連接處容易產生裂紋而導致碳纖維方艙整體強度降低甚至報廢。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種結構緊湊、碳纖維矩形管之間連接可靠、剛強度高的輕型方艙框架結構的碳纖維矩形管連接裝置。

本發明通過以下技術方案予以實現：

一種輕型方艙框架結構的碳纖維矩形管連接裝置，包括兩個垂直端面矩形框架、兩個垂直側面矩形框架和兩個水平面矩形框架，每個矩形框架的四邊采用碳纖維矩形管固定連接而成，六個矩形框架通過相鄰的兩個矩形框架固定連接成長方體形的輕型方艙框架結構；相鄰的兩個矩形框架的碳纖維矩形管棱邊搭接，碳纖維矩形管端頭分別設有金屬連接機構，輕型方艙框架結構長方體形的八個角分別通過角組件、l形連接板和金屬連接機構將六個矩形框架固定連接。

進一步的，所述金屬連接機構包括兩塊夾板、矩形管和外板，所述矩形管一端套在碳纖維矩形管的端頭上，矩形管另一端伸出碳纖維矩形管的端頭；夾板分別夾在矩形管兩個平行側面外；數個螺栓間隔橫穿過夾板、矩形管和碳纖維矩形管，通過擰在螺栓端頭的螺母將兩塊夾板、矩形管固定在碳纖維矩形管的端頭上；外板固定在矩形管另一端端頭的下側上。所述矩形管采用兩塊槽形板的縱向對焊而成，矩形管另一端端頭的上側設有下沉的矩形管臺階，夾板外端端頭亦設有下沉的夾板臺階。所述l形連接板兩端分別固定在碳纖維矩形管骨架直角端的矩形管臺階和夾板臺階上。夾板、矩形管和外板均采用鋼板制成。

進一步的，所述角組件的頂面、外側面和外端面分別向外延伸出頂面l形邊、外側面l形邊和外端面l形邊；所述頂面l形邊、外側面l形邊和外端面l形邊與l形連接板的形狀匹配。

進一步的，l形連接板分別夾在角組件頂面l形邊和對應的夾板、矩形管之間，外側面l形邊和對應的夾板、矩形管之間，以及外端面l形邊和對應的對應的夾板、矩形管之間；角組件的三個互相垂直的外側面分別通過緊固螺釘與對應的l形連接板固定連接成長方體形的輕型方艙框架結構。

本發明矩形框架的碳纖維矩形管端頭分別設有由兩塊夾板、矩形管和外板組成的金屬連接機構，輕型方艙框架的八個角分別通過角組件、l形連接板和金屬連接機構將六片矩形框架固定連接成長方體形框架結構。大大提高了方艙框架角部連接的可靠性，解決了以非金屬材料的碳纖維矩形管作為板片骨架時，六片矩形框架角部連接牢固的難題，其強度遠超采用粘接方式來連接輕型方艙框架結構，而且結構較為簡單緊湊，符合方艙輕量化的要求。

本發明的優點和特點，將通過下面優選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋，這些實施例，是參照附圖僅作為例子給出的。

附圖說明

圖1是本發明的碳纖維矩形管角部固定連接的立體結構示意圖；

圖2是本發明的金屬連接機構立體分解示意圖；

圖3是夾板、矩形管和外板固定在碳纖維矩形管端頭上的視圖；

圖4是一片矩形框架角部連接的示意圖；

圖5是本發明的碳纖維矩形管骨架角部固定連接的分解立體結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1～圖5所示，本發明包括兩個垂直端面矩形框架1、兩個垂直側面矩形框架2和兩個水平面矩形框架3，每個矩形框架的四邊采用碳纖維矩形管4固定連接而成，六個矩形框架通過每兩兩相鄰的兩個矩形框架固定連接成長方體形的輕型方艙框架結構。相鄰的兩個矩形框架的碳纖維矩形管4的棱邊搭接，碳纖維矩形管4端頭分別設有金屬連接機構5，輕型方艙框架結構長方體形的八個角分別通過角組件6、l形連接板7和金屬連接機構5將六個矩形框架固定連接。

如圖2和圖3所示，金屬連接機構5包括兩塊夾板51、矩形管52和外板53，夾板51、矩形管52和外板53均采用鋼板制成。為了便于制造，本實施例的矩形管52采用兩塊槽形板521縱向對焊而成。

矩形管52一端套在碳纖維矩形管4的端頭上，另一端伸出碳纖維矩形管4的端頭。夾板51分別夾在矩形管52兩個平行側面外，3個螺栓54間隔橫穿過夾板51、矩形管52和碳纖維矩形管4，通過擰在螺栓54端頭的螺母55將兩塊夾板51、矩形管52固定在碳纖維矩形管4的端頭上，外板53焊接固定在矩形管52另一端端頭的下側上，使得外板53外端與兩塊夾板51的外端平齊。矩形管52另一端端頭的上側設有下沉的矩形管臺階521，夾板51外端端頭亦設有下沉的夾板臺階511，便于支撐l形連接板7。l形連接板7兩端分別焊接固定在碳纖維矩形管骨架直角端的矩形管臺階522和夾板臺階511上。夾板51、矩形管52和外板53均采用鋼板制成，使得矩形管52及矩形管兩側的夾板51能與l形連接板7焊連。

設置在輕型方艙框架結構八個角上的角組件6可以加強輕型方艙框架結構的強度，底部的四個角組件6用于固定在車輛平臺上，頂部的四個角組件6用于起吊。角組件6的頂面、外側面和外端面分別向外延伸出頂面l形邊61、外側面l形邊62和外端面l形邊63，所述頂面l形邊61、外側面l形邊62和外端面l形邊63與l形連接板7的形狀匹配。

如圖5所示，l形連接板7分別夾在角組件頂面l形邊61和對應的夾板51、矩形管52之間，外側面l形邊62和對應的夾板51、矩形管52之間，以及外端面l形邊63和對應的對應的夾板51、矩形管52之間。角組件6的三個互相垂直的外側面分別通過緊固螺釘64與對應的l形連接板7固定連接成長方體形的輕型方艙框架結構。在每個板片的碳纖維矩形管4組成的骨架內填充芳綸紙蜂窩板，骨架兩側粘接碳纖維蒙板，板片的重量遠低于鋼制板片，剛強度則高于鋼制板片，且耐腐蝕使用壽命較長。

除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍內。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種輕型方艙框架結構的碳纖維矩形管連接裝置，包括兩個垂直端面矩形框架、兩個垂直側面矩形框架和兩個水平面矩形框架，每個矩形框架的四邊采用碳纖維矩形管固定連接而成，六個矩形框架固定連接成長方體形的輕型方艙框架結構，碳纖維矩形管端頭分別設有金屬連接機構，輕型方艙框架結構八個角分別通過角組件、L形連接板和金屬連接機構固定連接六個矩形框架。本發明大大提高了方艙框架角部連接的可靠性，解決了以碳纖維矩形管作為板片骨架時，六片矩形框架角部連接牢固的難題，其強度遠超采用粘接方式來連接輕型方艙框架結構，而且結構較為簡單緊湊，符合方艙輕量化的要求。

技術研發人員：方成;王國俊;姜濱;冉龍發;童瑞敏
受保護的技術使用者：江蘇捷誠車載電子信息工程有限公司
技術研發日：2017.02.27
技術公布日：2017.07.04