组合板、臂架和作业机械的制作方法

1.本发明涉及连接结构技术领域，具体而言，涉及一种组合板、一种臂架和一种作业机械。


背景技术：

2.纤维增强复合材料具有高比强度、高比刚度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、性能可设计、各向异性等优势，越来越多地应用于航空、航天、车辆、船舶、建筑、石油、桥梁、风电和建筑等工程领域。拉挤纤维增强复合材料可以制作各种断面形状一样的型材，如棒、管、实体型材(工字形、槽型、方形)和空腹型材等，但其对于制作大型异性构件不能通过整体成型的方式，在某些部位需要与金属结构进行连接。
3.目前，实际工程应用中常用拉挤纤维复合材料构件与金属件的连接方式，如图1所示，拉挤复合材料10’与金属构件20’通过螺钉30’进行固定连接，形成具有一个剪切面的单剪结构，然而，单剪结构的连接处强度较低，相关技术中为了保证连接处的强度，对整个拉挤复合材料构件进行加厚设计，导致整个构件的重量增加。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
5.为此，本发明的第一个方面在于，提出一种组合板。
6.本发明的第二个方面在于，提出一种臂架。
7.本发明的第三个方面在于，提出一种作业机械。
8.有鉴于此，根据本发明的第一个方面，提供了一种组合板，包括：基板、连接板和固定板和/或加强板，其中，基板为金属板，连接板设置于基板的一侧，并与基板连接，连接板为复合材料板，固定板设置在基板与连接板连接的一端，连接板的至少部分位于基板与固定板之间，第一连接件贯穿固定板、连接板以及基板将基板与连接板连接，或/和加强板设置在连接板与基板连接的一端，加强板位于连接板的一侧，第一连接件贯穿加强板、连接板及基板将基板与连接板连接。
9.本发明提供的组合板包括基板、连接板和固定板以及加强板，其中，当不设置加强板的情况，即第一连接件将固定板、连接板及基板相连接，也即通过固定板的一部分与基板固定连接，一部分与连接板固定连接，也就是说，在连接板的下表面与基板的上表面之间形成了一个剪切面，连接板的上表面与固定板的下表面之间形成了另一个剪切面，即通过上述连接结构形成了具有两个剪切面的非对称的双剪结构，确保连接板与基板连接处内的载荷传递路径变化较小，从而提高了连接板与基板之间的连接强度，进而延长了具有该组合板的工件的使用寿命。
10.当设置加强板的情况，需要说明的是，加强板的尺寸小于连接板的尺寸，通过将加强板与连接板相连接，使得对连接板的局部进行加厚，并将局部加厚的连接板与基板进行固定连接，增强了连接板与基板之间连接处的连接强度，避免相关技术中为了提高拉挤复
合材料与金属结构件之间的连接强度而对整个拉挤复合材料进行加厚设计，进而增加整个构件的重量，本发明对连接板与基板的连接处进行局部加厚，在提高连接处连接强度的同时，还可以降低整个构件的局部厚度，进而减轻整个构件的重量。
11.另外，根据本发明提供的上述技术方案中的连接结构，还可以具有如下附加技术特征：
12.在上述技术方案中，进一步地，加强板包括：第一加强板，第一加强板与连接板的一侧固定连接；第二加强板，第二加强板与连接板的另一侧固定连接。
13.在该技术方案中，加强板包括第一加强板和第二加强板，其中，第一加强板与连接板的一侧固定连接，第二加强板与连接板的另一侧固定连接，也就是说，在连接板的上下两侧进行局部加厚，并将局部加厚的连接板与基板进行固定连接，进一步增强连接板与基板之间连接处的连接强度，避免相关技术中为了提高拉挤复合材料与金属结构件之间的连接强度而对整个拉挤复合材料进行加厚设计，进而增加整个构件的重量，本发明对连接板与基板的连接处进行局部加厚，在提高连接处连接强度的同时，还可以降低整个构件的局部厚度，进而减轻整个构件的重量。
14.在上述任一技术方案中，进一步地，连接板和/或加强板设有多个复合材料铺层。
15.在该技术方案中，连接板设有多个复合材料铺层，具体而言，可以包括第一铺层、第二铺层和第三复层第一铺层，其中，第一铺层为0
°
铺层，占铺层总量的80％～90％，第二铺层为45
°
铺层或-45
°
铺层，第三铺层为90
°
铺层，其中，第二铺层和第三铺层占铺层总量的10％～20％。通过对连接板表面的铺层设计进行优化，即增加了0
°
铺层，增加0
°
铺层可以提高连接板整体的刚度，进而保证连接板与基板之间的连接强度，避免相关技术中为保证拉挤复合材料与金属构件之间的挤压强度和剪切强度，增加
±
45
°
和90
°
铺层的占比而降低0
°
铺层的占比，导致拉挤复合材料的整体刚度降低，造成拉挤复合材料与金属构件之间的连接强度降低。
16.进一步地，加强板设有多个复合材料铺层，具体而言，可以包括第四铺层、第五铺层和第六铺层，其中，第四铺层为45
°
铺层或-45
°
铺层，占铺层总量的80％～90％，第五铺层为0
°
铺层，第六铺层为90
°
铺层，第五铺层和第六铺层占铺层总量的10％～20％，在加强板进行铺层。通过对加强板表面的铺层设计进行优化，即增加了
±
45
°
铺层，也就是说，在加强板与固定板的接触面，对加强板增加
±
45
°
铺层，从而可以提高加强板与固定板和/或加强板与基板之间的挤压强度和剪切强度，即增强连接板与固定板和基板之间连接处的挤压强度和剪切强度，进而提高连接板与基板之间的连接强度。
17.在上述任一技术方案中，进一步地，连接板为树脂基碳纤维增强复合材料板、树脂基玻璃纤维增强复合材料板、树脂基纺纶纤维增强复合材料板、树脂基硼纤维增强复合材料板、树脂基石墨纤维增强复合材料板，以及金属基和陶瓷基复合材料板中的一种或多种。
18.在上述任一技术方案中，进一步地，固定板包括：第一固定段，第一固定段与连接板的至少部分或加强板固定连接；第二固定段，与第一固定段连接，第二固定段与基板固定连接，第一固定段与第二固定段能够限定出安装区域，连接板的至少部分或加强板设置在安装区域内；其中，第一固定段的厚度大于或等于连接板的厚度。
19.在该技术方案中，固定板包括第一固定段和第二固定段，其中，第一固定段与加强板固定连接，第二固定段与基板固定连接，第一固定段与第二固定段固定连接。进一步地，
第一固定段与第二固定段限定出安装区域，其中，连接板的至少部分位于安装区域内，或连接板和加强板的至少部分位于安装区域内。另外，第一固定段的厚度大于或等于连接板的厚度，即固定板与连接板的连接处的厚度大于连接板的厚度，从而可以进一步保证连接板与基板之间连接处的连接强度。
20.在上述任一技术方案中，进一步地，组合板还包括：第二连接件，第二连接件将连接板与加强板进行加固；第三连接件，第三连接件将第二固定段与基板进行加固。
21.在该技术方案中，组合板还包括第二连接件和第三连接件，其中，第二连接件将连接板与加强板进行加固，第三连接件将第二固定段与基板进行加固，进一步保证连接板与基板之间连接处的连接强度，延长具有该组合板的工件的使用寿命。
22.在上述任一技术方案中，进一步地，连接结构还包括：粘接件，设置在安装区域内，粘接件将连接板、固定板及基板相粘接；或粘接件将连接板、加强板、固定板及基板相粘接。
23.在该技术方案中，组合板还包括粘接件，粘接件将连接板、固定板及基板相粘接，从而将连接板、固定板和基板固定连接，或粘接件将连接板、加强板、固定板及基板相粘接，从而保证连接效果。
24.本发明第二方面提供了一种臂架，包括至少一块板材，该板材为本发明第一方面任一技术方案提供的组合板，因此该臂架具有上述任一技术方案提供的组合板的全部有益效果，在此不再赘述。
25.进一步地，板材包括顶板、底板和两块侧板，顶板、底板和两块侧板围合成箱型结构，顶板、底板和两块侧板均为组合板，组合板的基板位于臂架的端部。
26.本发明第三方面提供了一种作业机械，具有本发明第二方面任一技术方案提供的臂架，或本发明第一方面任一技术方案提供的组合板，因此该作业机械具有上述任一技术方案提供的臂架或组合板的全部有益效果，在此不再赘述。
27.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
28.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
29.图1示出了相关技术中拉挤复合材料与金属构件的连接方式的结构示意图；
30.图2示出了根据本发明的一个实施例的连接结构的结构示意图；
31.图3示出了根据本发明的另一个实施例的连接结构的结构示意图；
32.图4示出了根据本发明的再一个实施例的连接结构的结构示意图；
33.图5示出了根据本发明的又一个实施例的连接结构的结构示意图。
34.其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
35.10’拉挤复合材料，20’金属构件，30’螺钉，10基板，20连接板，30固定板，40加强板，402第一加强板，404第二加强板，50第一连接件，302第一固定段，304第二固定段，60第二连接件，70第三连接件。
具体实施方式
36.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
38.下面参照图2至图5描述根据本发明一些实施例所述的组合板、臂架和作业机械。
39.实施例一
40.如图2和图5所示，根据本发明的第一个方面的一个实施例，提供了一种组合板，包括：基板10、连接板20和固定板30，和/或加强板40，其中，基板10为金属板，连接板20设置于基板10的一侧，并与基板10连接，连接板20为复合材料板，固定板30设置在基板10与连接板20连接的一端，连接板20的至少部分位于基板10与固定板30之间，第一连接件50贯穿固定板30、连接板20以及基板10将基板10与连接板20连接，加强板40设置在连接板20与基板10连接的一端，加强板40位于连接板20的一侧，第一连接件50贯穿加强板40、连接板20及基板10将基板10与连接板20连接。
41.本发明提供的组合板包括基板10、连接板20和固定板30，和/或加强板40，其中，固定板30和加强板40可以择一设置，也可以同时设置，当不设置加强板40的情况，即第一连接件50将固定板30、连接板20及基板10相连接，也即通过固定板30的一部分与基板10固定连接，一部分与连接板20固定连接，也就是说，在连接板20的下表面与基板10的上表面之间形成了一个剪切面，连接板20的上表面与固定板30的下表面之间形成了另一个剪切面，即通过上述连接结构将金属板与复合材料板进行固定连接，能够形成具有两个剪切面的非对称的双剪结构，确保连接板20与基板10连接处内的载荷传递路径变化较小，从而提高了连接板20与基板10之间的连接强度，进而延长了具有该组合板的工件的使用寿命。
42.当设置加强板40的情况，需要说明的是，加强板40的尺寸小于连接板20的尺寸，通过将加强板40与连接板20相连接，使得对连接板20的局部进行加厚，并将局部加厚的连接板20与基板10进行固定连接，进一步增强连接板20与基板10之间连接处的连接强度，避免相关技术中为了提高拉挤复合材料与金属结构件之间的连接强度而对整个拉挤复合材料进行加厚设计，进而增加整个构件的重量，本发明对连接板20与基板10的连接处进行局部加厚，在提高连接处连接强度的同时，还可以降低整个构件的局部厚度，进而减轻整个构件的重量。
43.其中，需要说明的是，还可以在连接板20的局部进行指定厚度的铺层以形成加强板40，进而在提高连接处的连接强度的同时，在加强板40与连接板20之间无需采用其他连接手段进行固定连接，即可保证加强板40与连接板20之间的连接效果，进一步提高连接处的连接强度。
44.另外，加强板40与连接板20可以采用相同的材质，均为拉挤复合材料。第一连接件的数量为多个，且可以为螺钉，螺钉件较普遍，能够在提高金属板与复合材料板连接强度的同时，降低成本。
45.实施例二
46.在上述实施例的基础上，对加强板40的具体结构和数量进行解释说明，具体地，如图2、图3和图5所示，加强板40包括：第一加强板402，第一加强板402与连接板20的一侧固定连接；第二加强板404，第二加强板404与连接板20的另一侧固定连接。
47.在该实施例中，加强板40包括第一加强板402和第二加强板404，其中，第一加强板402与连接板20的一侧固定连接，第二加强板404与连接板20的另一侧固定连接，也就是说，在连接板20的上下两侧进行局部加厚，并将局部加厚的连接板20与基板10进行固定连接，进一步增强连接板20与基板10之间连接处的连接强度，避免相关技术中为了提高拉挤复合材料与金属结构件之间的连接强度而对整个拉挤复合材料进行加厚设计，进而增加整个构件的重量，本发明对连接板20与基板10的连接处进行局部加厚，在提高连接处连接强度的同时，还可以降低整个构件的局部厚度，进而减轻整个构件的重量。
48.进一步地，第一加强板402和第二加强板404分别与连接板20固定连接后，还可以进行二次固化，通常可以采用加热或热压的方式进行二次固化，保证连接板20与加强板40之间的连接强度，进而进一步增强连接板20与基板10之间的连接强度，延长具有该连接结构的工件的使用寿命。
49.在一个具体的实施例中，如图3所示，连接板20可以与第二加强板404固定连接，以对连接板20进行局部加厚，具体可以根据实际需要进行选择即可。
50.实施例三
51.在上述任一实施例的基础上，对连接板20和加强板40铺层设计进行解释说明，具体地，连接板20设有多个复合材料铺层，具体而言，可以包括第一铺层、第二铺层和第三复层第一铺层，其中，第一铺层为0
°
铺层，第一铺层占的铺层总量的80％～90％；第二铺层，第二铺层为45
°
铺层或-45
°
铺层；第三铺层，第三铺层为90
°
铺层，第二铺层与第三铺层占铺层总量的10％～20％。
52.在该实施例中，连接板20设有多个复合材料铺层，具体而言，可以包括第一铺层、第二铺层和第三复层第一铺层，其中，第一铺层为0
°
铺层，占铺层总量的80％～90％，第二铺层为45
°
铺层或-45
°
铺层，第三铺层为90
°
铺层，其中，第二铺层和第三铺层占铺层总量的10％～20％。通过对连接板20表面的铺层设计进行优化，即增加了0
°
铺层，增加0
°
铺层可以提高连接板20整体的刚度，进而保证连接板20与基板10之间的连接强度，避免相关技术中为保证拉挤复合材料与金属构件之间的挤压强度和剪切强度，增加
±
45
°
和90
°
铺层的占比而降低0
°
铺层的占比，导致拉挤复合材料的整体刚度降低，造成拉挤复合材料与金属构件之间的连接强度降低。
53.进一步地，加强板40设有多个复合材料铺层，具体而言，可以包括第四铺层、第五铺层和第六铺层，其中，第四铺层为45
°
铺层或-45
°
铺层，占铺层总量的80％～90％，第五铺层为0
°
铺层，第六铺层为90
°
铺层，第五铺层和第六铺层占铺层总量的10％～20％，在加强板40本体上进行铺层，需要说明的是，第四铺层、第五铺层和第六铺层的铺层顺序在此不做限制。通过对加强板40本体表面的铺层设计进行优化，即增加了
±
45
°
铺层，也就是说，在加强板40与固定板30的接触面，对加强板40本体增加
±
45
°
铺层，从而可以提高加强板40与固定板30和/或加强板40与基板10之间的挤压强度和剪切强度，即增强连接板20与固定板30和基板10之间连接处的挤压强度和剪切强度，进而提高连接板20与基板10之间的连接强度。
54.通过上述铺层设计，使得连接板20能够在提高连接板20整体刚度的同时，提高连接板20与固定板30和基板10之间的挤压强度和剪切强度，进一步保证连接板20与基板10之间的连接强度，避免相关技术中为保证拉挤复合材料与金属构件之间的连接处挤压强度和剪切强度，增加
±
45
°
和90
°
铺层的占比而降低0
°
铺层的占比，导致拉挤复合材料的整体刚度降低，也避免相关技术中为保证拉挤复合材料与金属构件之间的刚度，增加0
°
铺层的占比，而降低
±
45
°
和90
°
铺层的占比，导致拉挤复合材料与金属构件之间的连接处挤压强度和剪切强度降低，进而造成拉挤复合材料与金属构件之间的连接强度降低。
55.其中，需要说明的是，对于铺层的设计，0
°
铺层当然也可以采用占铺层总量的60％-90％进行设计，且铺层的角度可以为30
°
至60
°
，上述设计为优选实施例，具体地可以根据实际需要设计即可。
56.在一个具体的实施例中，进一步地，连接板20为树脂基碳纤维增强复合材料板、树脂基玻璃纤维增强复合材料板、树脂基纺纶纤维增强复合材料板、树脂基硼纤维增强复合材料板、树脂基石墨纤维增强复合材料板，以及金属基和陶瓷基复合材料板中的一种或多种。
57.实施例四
58.在上述任一实施例的基础上，进一步地，如图4和图5所示，固定板30包括：第一固定段302，第一固定段302与连接板20的至少部分或加强板40固定连接；第二固定段304，与第一固定段302连接，第二固定段304与基板10固定连接，第一固定段302与第二固定段304能够限定出安装区域，连接板20的至少部分在安装区域内，或连接板20和加强板40的至少部分设置在安装区域内；其中，第一固定段302的厚度大于或等于连接板20的厚度。
59.在该实施例中，固定板30包括第一固定段302和第二固定段304，其中，第一固定段302与加强板40固定连接，第二固定段304与基板10固定连接，第一固定段302与第二固定段304固定连接，也可以采用一体成型，一体成型结构具有较高的力学性能，可以进一步保证连接板20与基板10之间连接处的连接强度。进一步地，第一固定段302与第二固定段304限定出安装区域，其中，连接板20的至少部分或加强板40设置在安装区域内。另外，第一固定段302的厚度大于或等于连接板20的厚度，即固定板30与连接板20的连接处的厚度大于连接板20的厚度，从而可以进一步保证连接板20与基板10之间连接处的连接强度。
60.实施例五
61.在上述任一实施例的基础上，进一步地，组合板还包括：第二连接件60，第二连接件60将连接板20与加强板40进行加固；第三连接件70，第三连接件70将第二固定段304与基板10进行加固。
62.在该实施例中，组合板还包括第二连接件60和第三连接件70，其中，第二连接件60将连接板20与加强板40进行加固，第三连接件70将第二固定段304与基板10进行加固，进一步保证连接板20与基板10之间连接处的连接强度，延长具有该组合板的工件的使用寿命。
63.其中，需要说明的是，第二连接件60和第三连接件70可以采用铆接或螺栓连接的方式进行加固。
64.实施例六
65.在上述任一实施例的基础上，进一步地，组合板还包括：粘接件，设置在安装区域内，粘接件将连接板20、固定板30及基板10相粘接；或粘接件将连接板20、加强板40、固定板
30及基板10相粘接。
66.在该实施例中，连接结构还包括粘接件，粘接件将连接板20、固定板30及基板10相粘接，从而将连接板20、固定板30和基板10固定连接，或粘接件将连接板20、加强板40、固定板30及基板10相粘接，从而保证连接效果。
67.实施例七
68.本发明第二方面的实施例提供了一种臂架，包括至少一块板材，该板材包括本发明第一方面任一实施例提供的连接结构，因此该臂架具有上述任一实施例提供的连接结构的全部有益效果，在此不再赘述。
69.在该实施例中，臂架的端部一般采用金属构件，臂架的中部一般采用拉挤复合材料，因此，可以采用上述第一方面实施例提供的连接结构进行固定连接，确保连接处的连接强度，增强臂架的使用寿命。
70.进一步地，板材包括顶板、底板和两块侧板，顶板、底板和两块侧板围合成箱型结构，顶板、底板和两块侧板均为组合板，组合板的基板10位于臂架的端部。
71.实施例十
72.本发明第三方面提供了一种作业机械，具有本发明第二方面任一实施例提供的臂架，或本发明第一方面任一实施例提供的组合板，因此该作业机械具有上述任一实施例提供的臂架或组合板的全部有益效果，在此不再赘述。
73.其中，臂架作业机械可以是泵车、消防车、起重机等。
74.在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
75.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
76.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。