[发明专利]一种用于机器人结构及防护的夹芯复合材料板及制备方法

说明书

一种用于机器人结构及防护的夹芯复合材料板及制备方法，本发明涉及一种夹芯复合材料板，本发明为解决现有的碳纤维复合材料相对成本较高，且吸能效果差，受到冲击后易损伤内部结构，在一些轻载低成本领域应用推广存在困难的问题，包括至少两个碳纤维层和至少一个木质层，木质层位于两个碳纤维层之间。碳纤维层通过环氧基粘合剂压接在中部的木质层上，并通过压合排除气泡，完成原料板的工艺。本发明在不大幅度改变平均密度的情况下大幅度提高了木质板的力学性能和尺寸稳定性，使其拥有了较为良好的抗拉、抗压、硬度水平，同时也使振动传播更为均匀。本发明适用于移动机器人防护板结构。

技术领域

本发明涉及一种夹芯复合材料板，具体涉及一种用于机器人结构及防护的夹芯复合材料板及制备方法，本发明属于机器人防护材料技术领域。

背景技术

移动机器人在竞技大赛、地震救灾和危险搜救场景下，需要长航时行走，环境的不确定性使其容易产生碰撞、受砸和挤压等情况，一种质量轻和韧性、强度高的材质将有效保护机器人免受变形或物理损坏、提升机器人的生存率和灵巧运行。

目前移动机器人结构与防护多采用树脂基碳纤维复合材料，其具有高强度、高模量、耐高温、抗疲劳、耐腐蚀、防水、抗蠕变等诸多特点。由于碳纤维弹性模量高，故其复合材料零件允许在极限应力状态下服役，克服了玻璃纤维树脂复合材料只允许在低于极限应力60％的条件下使用的缺点。其在抗冲击性能、抗疲劳性能、减摩耐磨性能、自润滑性、耐腐蚀性以及耐热性等，都有显著优点，故在机器人结构上应用广泛。但碳纤维复合材料相对成本较高，且吸能效果差，收到冲击后易损伤内部结构，在一些轻载低成本领域应用推广存在困难。

基于上述所述，公开号CN208469204U，公开日20190205专利公开了一种碳纤维夹层复合隔音板，其内部填充的为发泡材料，其用途为隔音吸振。

发明内容

本发明为解决现有的碳纤维复合材料相对成本较高，且吸能效果差，受到冲击后易损伤内部结构，在一些轻载低成本领域应用推广存在困难的问题，进而提供一种用于机器人结构及防护的夹芯复合材料板及制备方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

一种用于机器人结构及防护的轻质高强度夹芯复合材料板包括至少两个碳纤维层和至少一个木质层，木质层位于两个碳纤维层之间。

一种用于机器人结构及防护的夹芯复合材料板的制备方法包括如下步骤：

步骤一、准备原料：包含双基型环氧树脂、碳纤维布、椴木层板、真空袋膜，并准备相关工具，包含电子秤、压板、压板配重、滚刷、滚刀、滚轮，并将碳纤维布置于真空袋膜用滚刀裁剪成适当的形状；

步骤二、调配双基环氧树脂：将环氧树脂与固化剂混合充分后，将其放在一旁静置1分钟进行消泡；

步骤三、将裁剪好的碳纤维布铺设在椴木层板上，以少量多次的方式将混合好的环氧树脂倒在碳纤维布的各处，并用滚刷滚压至均匀，直至环氧树脂渗入椴木层板为止；

步骤四、将剪裁好的真空袋膜铺设在此面上，并使用滚轮进行碾压，使环氧树脂充分浸润并分布均匀；

步骤五、将椴木层翻面，在另一面上铺设碳纤维布，重新调配环氧树脂，并重复上述步骤三与步骤四的步骤；

步骤六、将步骤五处理好的板材至于一平面上，在其上铺设真空膜，真空膜将整体板材完全覆盖，并在边缘留有约2cm的余量；然后将压板放置于其上，使压板能完全将板材压住，并在其上放置配重；

步骤七、置于恒温环境中保存，在环境温度为25摄氏度时，固化时间为450-510分钟，即可将样板取出，去除真空袋膜，可得到板材成品。

本发明的有益效果是：