IPC分类号：
A01K87/00 | B29D99/00
当前申请(专利权)人地址：
264200 山东省威海市环翠区统一北路25 (山东,威海,环翠区)
工商统一社会信用代码：
91371000740969933Y
代理机构：
广州市百拓共享专利代理事务所(特殊普通合伙)
摘要：
本发明涉及一种高强度蜂窝结构的鱼竿，属于渔具技术领域，其包括鱼竿竿体，所述鱼竿竿体内设有蜂窝式支撑结构，蜂窝式支撑结构的设计使得鱼竿有承受力强，构造精巧、重量轻，手感好，而且制造时具有节省材料的效果。该高强度蜂窝结构的鱼竿通过一种制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法制造所得，通过该方法生产的高强度蜂窝结构的鱼竿与同材料同外径的传统鱼竿性能相差无几，但重量却轻很多，而且不易变形和开裂，同时具有减震和承载力强等优点。同时，其生产过程中不需要模具，减少了不同的模具的制作费用，鱼竿可根据需求直接生产，相比传统鱼竿的制作更为节约成本，生产也更为便捷。
技术问题语段：
现有的独杆鱼竿存在强度不够高、容易断裂、重量过大携带不方便、制造繁琐、花费较多等缺点，给钓鱼爱好者带来不便和享受体验。
技术功效语段：
本发明提供了一种高强度蜂窝结构的鱼竿，通过设计要求和计算，制造出具有承受力强、构造精巧、重量轻、手感好的鱼竿。该鱼竿采用3D打印技术制造，不需要模具，减少了制作费用，生产更为节约成本和便捷。同时，该鱼竿具有减震和承载力强等优点，不易变形和开裂，性能优越。
权利要求：
1.一种高强度蜂窝结构的鱼竿，包括鱼竿竿体，所述鱼竿竿体内设有蜂窝式支撑结构，所述蜂窝式支撑结构的延伸方向与所述鱼竿竿体的长度方向一致，所述蜂窝式支撑结构包括预定数量的六边形中空蜂窝柱，任一六边形中空蜂窝柱的各柱边分别与周侧相邻的六个所述六边形中空蜂窝柱的对应柱边相重合，其特征在于：该高强度蜂窝结构的鱼竿通过一种制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法制得，所述制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法包括：
步骤一：测量并计算鱼竿竿体的基本参数：fivm、Vi、l0、h、IT、IP以及E，并通过所述基本参数计算每个所述中空蜂窝柱的柱边边长a，其中，fivm是与高强度蜂窝结构的鱼竿截面尺寸相同的实心鱼竿，在相同荷载下以及相同边界条件下的弯曲挠度，单位为mm；Vi是每个蜂窝所受的弯矩，单位为N.M，l0是每个蜂窝的长度，单位为mm；h是鱼竿的截面直径，单位为mm；IT是鱼竿截面的惯性矩，单位为m^4；IP是鱼竿的等效惯性矩，单位为m^4；E是制作鱼竿所用原料的弹性模量，单位为m^2；其中，计算每个所述中空蜂窝柱的柱边边长a通过如下公式得出：
步骤二：根据鱼竿的基本参数及所述中空蜂窝柱的柱边边长a，获取所述高强度蜂窝结构的鱼竿的三维数据模型；
步骤三：将三维数据模型导入打印机进行3D打印，生成所述高强度蜂窝结构的鱼竿代模具；
步骤四：对鱼竿代模具表面刷树脂再卷裹碳布；
步骤五：将卷裹碳布的鱼竿代模具放入固化炉中高温烘烤成型。
2.一种制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法，其用于制作如权利要求1所述的高强度蜂窝结构的鱼竿，其特征在于，所述制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法包括：
步骤一：测量并计算鱼竿竿体的基本参数：fivm、Vi、l0、h、IT、IP以及E，并通过所述基本参数计算每个所述中空蜂窝柱的柱边边长a，其中，fivm是与高强度蜂窝结构的鱼竿截面尺寸相同的实心鱼竿，在相同荷载下以及相同边界条件下的弯曲挠度，单位为mm；Vi是每个蜂窝所受的弯矩，单位为N.M，l0是每个蜂窝的长度，单位为mm；h是鱼竿的截面直径，单位为mm；IT是鱼竿截面的惯性矩，单位为m^4；IP是鱼竿的等效惯性矩，单位为m^4；E是制作鱼竿所用原料的弹性模量，单位为m^2；其中，计算每个所述中空蜂窝柱的柱边边长a通过如下公式得出：
步骤二：根据鱼竿的基本参数及所述中空蜂窝柱的柱边边长a，获取所述高强度蜂窝结构的鱼竿的三维数据模型；
步骤三：将三维数据模型导入打印机进行3D打印，生成所述高强度蜂窝结构的鱼竿代模具；
步骤四：对鱼竿代模具表面刷树脂再卷裹碳布；
步骤五：将卷裹碳布的鱼竿代模具放入固化炉中高温烘烤成型。
3.根据权利要求2所述的制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法，其特征在于，所述fivm、l0、h为根据设计要求测量得出。
4.根据权利要求2所述的制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法，其特征在于，所述步骤一中的Vi通过下列公式计算得出：其中，F为可作用在鱼竿上的最大合力，l为F的力臂。
5.根据权利要求2所述的制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法，其特征在于，所述步骤一中的IT通过下列公式计算得出：
6.根据权利要求2所述的制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法，其特征在于，所述步骤一中的IP通过下列公式计算得出：IP＝其中，lg为毛截面惯性矩，ler为开裂截面惯性矩，Mer为开裂弯矩，Ma为使用荷载作用的最大弯矩。
7.根据权利要求2所述的制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法，其特征在于，步骤二中采用建模软件获取所述高强度蜂窝结构的鱼竿的三维数据模型，所述的建模软件选自3Dmax、PROE、UG、AUTOCAD或SOLIDWORKS。
8.根据权利要求2所述的制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法，其特征在于，步骤三中选用碳纤维材料打印生成所述高强度蜂窝结构的鱼竿代模具。
技术领域：
[0001]本发明涉及渔具技术领域，尤其涉及一种高强度蜂窝结构的鱼竿及其制作方法。
背景技术：
[0002]鱼竿最初是人类用于捕鱼维生的工具，现通常用于户外运动中的钓鱼休闲，同时也会用于一些钓鱼竞技类型的体育或户外比赛。钓竿的种类繁多，钓竿的种类按结构形式可分为独竿和多节活动竿；按用途分为手竿、海竿(也称甩竿或轮竿)和两用竿(既可当手竿又可当海竿)；按材质可分为竹子、芦苹、玻璃钢及碳素纤维等；按钓竿尖子的软硬程度又分为软尖子钓竿与硬尖子钓竿。
[0003]目前，现有的独杆多为碳纤维和玻璃钢纤维鱼竿一般有圆柱实心体或空心体经打磨而成，存在鱼竿的强度不够高，容易断裂，断裂的鱼竿很容易伤到垂钓者，同时也存在重量过大携带不方便，制造繁琐，花费较多等问题，使钓鱼爱好者丧失钓鱼的享受体验等缺点。
发明内容：
[0004]鉴于上述情况，本发明主要解决现有技术中传统鱼竿重量重，生产材料过多，同时制造时步骤繁琐，人力物力花费较多等问题，提供一种高强度蜂窝结构的鱼竿及其制作方法。
[0005]为达此目的，本发明提供的一种高强度蜂窝结构的鱼竿，包括鱼竿竿体，所述鱼竿竿体内设有蜂窝式支撑结构，所述蜂窝式支撑结构的延伸方向与所述鱼竿竿体的长度方向一致。
[0006]优选的，所述蜂窝式支撑结构包括预定数量的六边形中空蜂窝柱，任一六边形中空蜂窝柱的各柱边分别与周侧相邻的六个所述六边形中空蜂窝柱的对应柱边相重合。
[0007]一种制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法，其用于制作所述的高强度蜂窝结构的鱼竿，所述制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法包括：步骤一：测量并计算鱼竿竿体的基本参数：fivm、Vi、l0、h、IT、IP以及E，并通过所述基本参数计算每个所述中空蜂窝柱的柱边边长a，其中，fivm是与高强度蜂窝结构的鱼竿截面尺寸相同的实心鱼竿，在相同荷载下以及相同边界条件下的弯曲挠度单位为mm；Vi是每个蜂窝所受的弯矩，单位为N.M，l0是每个蜂窝的长度，单位为mm；h是鱼竿的截面直径，单位为mm；IT是鱼竿截面的惯性矩，单位为m^4；IP是鱼竿的等效惯性矩，单位为m^4；E是制作鱼竿所用原料的弹性模量，单位为m^2；步骤二：根据鱼竿的基本参数及所述中空蜂窝柱的柱边边长，获取所述高强度蜂窝结构的鱼竿的三维数据模型；步骤三：将三维数据模型导入打印机进行3D打印，生成所述高强度蜂窝结构的鱼竿代模具；步骤四：对鱼竿代模具表面刷树脂再卷裹碳布；步骤五：将卷裹碳布的鱼竿代模具放入固化炉中高温烘烤成型。
[0008]优选的，所述步骤一中，计算每个所述中空蜂窝柱的柱边边长a通过如下公式得出：
[0009]优选的，所述fivm、l0、h为根据设计要求测量得出。
[0010]优选的，所述步骤一中的Vi通过下列公式计算得出：其中，F为可作用在鱼竿上的最大合力，l为F的力臂。
[0011]优选的，所述步骤一中的IT通过下列公式计算得出：
[0012]优选的，所述步骤一中的IP通过下列公式计算得出：其中，lg为毛截面惯性矩，ler为开裂截面惯性矩，Mer为开裂弯矩，Ma为使用荷载作用的最大弯矩。
[0013]优选的，步骤二中采用建模软件获取所述高强度蜂窝结构的鱼竿的三维数据模型，所述的建模软件选自3Dmax、PROE、UG、AUTOCAD或SOLIDWORKS。
[0014]优选的，步骤三中选用碳纤维材料打印生成所述高强度蜂窝结构的鱼竿代模具。
[0015]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供的高强度蜂窝结构的鱼竿，包括鱼竿竿体，所述鱼竿竿体内设有蜂窝式支撑结构。蜂窝式支撑结构的设计使得鱼竿有承受力强、构造精巧、重量轻、手感好，使得外出携带更为便捷的特点，而且制造时与同鱼竿强度的传统鱼竿相比具有节省材料的效果。该高强度蜂窝结构的鱼竿通过一种制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法制造所得，其通过设计要求得出鱼竿竿体的基本参数：fivm、Vi、l0、h、IT、IP以及E，并通过所述基本参数计算每个所述中空蜂窝柱的柱边边长a，再根据鱼竿的基本参数及所述中空蜂窝柱的柱边边长，获取所述高强度蜂窝结构的鱼竿的三维数据模型；接着导入打印机进行3D打印，生成所述高强度蜂窝结构的鱼竿代模具；对鱼竿代模具表面刷脂再卷裹碳布；再将卷裹碳布的鱼竿代模具放入固化炉中高温烘烤成型。通过上述方法生产的高强度蜂窝结构的鱼竿与同材料同外径的传统鱼竿性能相差无几，但重量却轻很多，而且不易变形和开裂，同时具有减震和承载力强等优点。同时，其生产过程中不需要模具，减少了不同的模具的制作费用，鱼竿可根据需求直接生产，相比传统鱼竿的制作更为节约成本，生产也更为便捷。
具体实施方式：
[0020]下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]参阅图1和图2，本实施例提供的一种高强度蜂窝结构的鱼竿，包括鱼竿竿体1，所述鱼竿竿体1内设有蜂窝式支撑结构，所述蜂窝式支撑结构的延伸方向与所述鱼竿竿体1的长度方向一致。优选的，所述蜂窝式支撑结构包括预定数量的六边形中空蜂窝柱2，任一六边形中空蜂窝柱的各柱边3分别与周侧相邻的六个所述六边形中空蜂窝柱的对应柱边3相重合。通过研究论证，蜂窝式支撑结构的几何结构，形成整体恰似拱桥的结构，从而使面上的抗压强度提高了100倍，因此该鱼竿具有良好的性能。同时，鱼竿采用蜂窝式支撑结构，可以以最少的材质消耗，获得最大的强度、刚度，同时具有优异的缓冲隔振功能。而且强度、刚度易于调节，主次要改变蜂窝芯的孔径、芯柱高度，鱼竿即可获得不同的强度和刚度。当然，由于内部中空，也使得其构造精巧、重量轻，手感好，而且制造时具有节省材料的效果。
[0022]参阅图3，本实施例还提供一种制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法，其用于制作所述的高强度蜂窝结构的鱼竿，所述制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法包括：
[0023]步骤一：测量并计算鱼竿竿体的基本参数：fivm、Vi、l0、h、IT、IP以及E，并通过所述基本参数计算每个所述中空蜂窝柱的柱边边长a，所述中空蜂窝柱的柱边边长a通过如下公式得出：其中，fivm是与高强度蜂窝结构的鱼竿截面尺寸相同的实心鱼竿，在相同荷载下以及相同边界条件下的弯曲挠度单位为mm；Vi是每个蜂窝所受的弯矩，单位为N.M，l0是每个蜂窝的长度，单位为mm；h是鱼竿的截面直径，单位为mm；IT是鱼竿截面的惯性矩，单位为m^4；IP是鱼竿的等效惯性矩，单位为m^4；E是制作鱼竿所用原料的弹性模量，单位为m^2；
[0024]步骤二：根据鱼竿的基本参数及所述中空蜂窝柱的柱边边长，通过建模软件获取所述高强度蜂窝结构的鱼竿的三维数据模型；
[0025]步骤三：将三维数据模型导入打印机进行3D打印，选用碳纤维材料打印生成所述高强度蜂窝结构的鱼竿代模具；
[0026]步骤四：对鱼竿代模具表面刷脂再卷裹碳布；
[0027]步骤五：将卷裹碳布的鱼竿代模具放入固化炉中高温烘烤成型。
[0028]其中，步骤一中所述fivm、l0、h为根据设计要求测量得出，根据客户的需求每个蜂窝的长度l0以及鱼竿的截面直径h很容易便可得出，同时fivm是与高强度蜂窝结构的鱼竿截面尺寸相同的实心鱼竿，在相同荷载下以及相同边界条件下的弯曲挠度，该弯曲挠度可通过弯曲挠度测量设备实测得出所需要的数据。
[0029]优选的，所述步骤一中的Vi通过下列公式计算得出：其中，F为可作用在鱼竿上的最大合力，l为F的力臂。所述步骤一中的IT通过下列公式计算得出：所述步骤一中的IP通过下列公式计算得出：其中，lg为毛截面惯性矩，单位为m^4，ler为开裂截面惯性矩，单位为m^4，Mer为开裂弯矩，单位为N.M，Ma为使用荷载作用的最大弯矩，单位为N.M。需要说明的是，可作用在鱼竿上的最大合力F，F的力臂l，毛截面惯性矩lg，开裂截面惯性矩ler，开裂弯矩Mer，使用荷载作用的最大弯矩Ma，上述数值均可通过计算机计算很容易得出，均为常规计算，在此不做赘述，当然每个蜂窝所受的弯矩Vi、鱼竿截面的惯性矩IT以及鱼竿的等效惯性矩IP均为已知计算方法，公式内的数据很容易测量并计算得出。例如弯矩Vi以及截面的惯性矩IT均在清华大学龙驭球教授主编的《结构力学》中有揭露计算方法，等效惯性矩IP在Bahramм.Shahrooz著的等效惯性矩的简化计算方法中有揭露。
[0030]优选的，步骤二中所述的建模软件选自3Dmax、PROE、UG、AUTOCAD或SOLIDWORKS。
[0031]需要说明的是，所述中空蜂窝柱的柱边边长a的计算公式：内置于电脑内，制作鱼竿时，通过电脑即可完成数据的验算。同时，每个蜂窝所受的弯矩Vi、鱼竿截面的惯性矩IT以及鱼竿的等效惯性矩IP均通过电脑验算所得。
[0032]下面验算一根蜂窝的长度l0＝1000mm，鱼竿的截面直径h＝20mm,弯曲挠度fivm＝10mm的鱼竿，其中碳纤维弹性模量为定值E＝220500N/mm^2，并通过相应计算得出Vi＝0.0093469931N.M，IT＝0.00785m^4，IP＝0.007065m^4，带入计算得出，任一中空蜂窝柱的柱边边长a＝3mm，当上述数据得出后便可开始后续步骤。
[0033]与现有技术相比，本实施例提供的高强度蜂窝结构的鱼竿，包括鱼竿竿体1，所述鱼竿竿体1内设有蜂窝式支撑结构。蜂窝式支撑结构的设计使得鱼竿有承受力强，构造精巧、重量轻，手感好，而且制造时具有节省材料的效果。该高强度蜂窝结构的鱼竿通过一种制作高强度蜂窝结构的鱼竿的方法制造所得，通过上述方法生产的高强度蜂窝结构的鱼竿与同材料同外径的传统鱼竿性能相差无几，但重量却轻很多，而且不易变形和开裂，同时具有减震和承载力强等优点。同时，其生产过程中不需要模具，减少了不同的模具的制作费用，鱼竿可根据需求直接生产，各种数据容易得出，相比传统鱼竿的制作更为节约成本，生产也更为便捷。
[0034]以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围