一種三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置的制造方法
【專利說明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實(shí)用新型涉及一種三維環(huán)形編織機(jī)的組成裝置，具體涉及一種三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置，屬于紡織機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]【【背景技術(shù)】】
[0004]目前，復(fù)合材料由于其較輕的重量但較高的強(qiáng)度的特性，使得它的應(yīng)用范圍日益增大，特別是在航天航空鄰域。其中，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于纖維強(qiáng)度較高且增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)優(yōu)化空間較大的優(yōu)點(diǎn)而在汽車工業(yè)、運(yùn)動(dòng)器材、能源等鄰域被廣泛采用。
[0005]三維編織復(fù)合材料是其中一種較為常見的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其編織增強(qiáng)體是通過三維環(huán)形編織機(jī)中編織盤的轉(zhuǎn)動(dòng)以及芯軸的移動(dòng)來產(chǎn)生的。其中多層編織由于比單層編織擁有更加優(yōu)越的力學(xué)性能而備受青睞。但是目前多層編織過程中編織物層間的偏移并沒有引起足夠的重視，使得產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)存在很大的偶然性。在后期編織復(fù)合材料的制作過程中，由于編織物結(jié)構(gòu)的隨機(jī)性，而它本身在復(fù)合材料中充當(dāng)增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)，這使得多層編織復(fù)合材料的強(qiáng)度達(dá)不到最高的水準(zhǔn)。其次由于編織過程中參與編織的紗線較多，對(duì)編織芯軸產(chǎn)生的作用力也較大，使得人為手動(dòng)調(diào)整較為費(fèi)力。而在編織完成后期，雖然可以通過對(duì)多件單層編織物進(jìn)行手動(dòng)的偏移組合，但是其偏移的距離準(zhǔn)度受人為影響較大，多層的組合過程中會(huì)使得原先的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，而且生產(chǎn)效率低下。因此，準(zhǔn)確有效得控制多層編織物的層間偏移對(duì)于提升后期編織復(fù)合材料的力學(xué)性能具有重大的意義。
[0006]因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種創(chuàng)新的三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。
[0007]【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于一種結(jié)構(gòu)合理，工作效率高，且偏移距離調(diào)整準(zhǔn)確的三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:一種三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置，其包括固定架、環(huán)向伺服電機(jī)、減速自鎖機(jī)構(gòu)、上轉(zhuǎn)動(dòng)桿架、軸向伺服電機(jī)、下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架、聯(lián)軸器、絲桿、滑塊、伸縮探桿、紅外線探頭以及芯軸；其中，所述環(huán)向伺服電機(jī)固定于固定架上；所述減速自鎖機(jī)構(gòu)分別連接環(huán)向伺服電機(jī)和下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架，使環(huán)向伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架轉(zhuǎn)動(dòng)；所述上轉(zhuǎn)動(dòng)桿架和下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架聯(lián)接，其上安裝有軸向伺服電機(jī)；所述聯(lián)軸器分別連接軸向伺服電機(jī)和絲桿；所述滑塊螺接于絲桿上，其上安裝有伸縮探桿；所述紅外線探頭安裝于伸縮探桿的底部；所述芯軸穿過下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架，其表面覆蓋有織物；所述紅外線探頭和織物相對(duì)設(shè)置。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:本實(shí)用新型的三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置克服了多層編織物層間偏移距離的隨機(jī)性，層間偏移進(jìn)行了準(zhǔn)確的控制，彌補(bǔ)了人為手工調(diào)整帶來的誤差以及效率低下的缺點(diǎn)；同時(shí)產(chǎn)生的多層編織物具有比較理想的結(jié)構(gòu)，使得在后期形成的編織復(fù)合材料具有更加優(yōu)越的力學(xué)性能，對(duì)于編織復(fù)合材料的剛度和強(qiáng)度的提升都有促進(jìn)作用。
[0011]【【附圖說明】】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型的三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置的使用原理圖。
[0014]圖3是織物的編織示意圖。
[0015]【【具體實(shí)施方式】】
[0016]請(qǐng)參閱說明書附圖1至附圖3所示，本實(shí)用新型為一種三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置，其由固定架6、環(huán)向伺服電機(jī)7、減速自鎖機(jī)構(gòu)5、上轉(zhuǎn)動(dòng)桿架1、軸向伺服電機(jī)2、下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架3、聯(lián)軸器13、絲桿11、滑塊12、伸縮探桿10、紅外線探頭9以及芯軸4等幾部分組成。
[0017]其中，所述環(huán)向伺服電機(jī)7固定于固定架6上。所述減速自鎖機(jī)構(gòu)5分別連接環(huán)向伺服電機(jī)7和下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架3，使環(huán)向伺服電機(jī)7驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架3轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0018]所述上轉(zhuǎn)動(dòng)桿架I和下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架3聯(lián)接，其上安裝有軸向伺服電機(jī)2。所述聯(lián)軸器13分別連接軸向伺服電機(jī)2和絲桿11。所述滑塊12螺接于絲桿11上，其上安裝有伸縮探桿10。所述紅外線探頭9安裝于伸縮探桿10的底部。
[0019]所述芯軸4穿過下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架3，其表面覆蓋有織物8 ;所述紅外線探頭9和織物8相對(duì)設(shè)置。所述織物8由編織紗115、編織紗1116和軸紗17編織而成。
[0020]本實(shí)用新型的三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置在使用時(shí)連接至一信號(hào)處理控制電路18上，該信號(hào)處理控制電路18包括AD采樣電路19、信號(hào)處理模塊20、微機(jī)處理器21以及驅(qū)動(dòng)電路模塊22。所述AD采樣電路19、信號(hào)處理模塊20、微機(jī)處理器21和驅(qū)動(dòng)電路模塊22依次電性連接；所述紅外線探頭9電性連接至AD采樣電路19 ;所述環(huán)向伺服電機(jī)7和軸向伺服電機(jī)2分別電性連接至驅(qū)動(dòng)電路模塊22 ;所述微機(jī)處理器21連接至一三維編織機(jī)主控器23。
[0021]當(dāng)環(huán)向伺服電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)，軸向伺服電機(jī)2靜止時(shí)，通過減速自鎖機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)架3和上轉(zhuǎn)動(dòng)架I。而軸向伺服電機(jī)2固定在上轉(zhuǎn)動(dòng)架I上。接下來將帶動(dòng)聯(lián)軸器13，滑塊12，絲杠11，伸縮探桿10及紅外線探頭9的整體轉(zhuǎn)動(dòng)。這種轉(zhuǎn)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)編織物環(huán)向的探測(cè)，在紅外線探頭9傳遞的兩次信號(hào)變化的區(qū)間內(nèi)，記錄了該過程中環(huán)向伺服電機(jī)7轉(zhuǎn)過的角度，在信號(hào)處理控制電路中將該角度帶入換算公式，并將結(jié)果傳遞給編織機(jī)主控器。
[0022]同理，當(dāng)軸向伺服電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)向伺服電機(jī)7靜止時(shí)。軸向伺服電機(jī)2通過聯(lián)軸器13帶動(dòng)絲杠11的轉(zhuǎn)動(dòng)，而絲杠11的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)引起滑塊12，伸縮探桿10以及紅外線探頭9的整體平移。這種平移能夠?qū)崿F(xiàn)編織物軸向的探測(cè)，但探測(cè)過程中必須保證探頭沿著標(biāo)志性的紗線移動(dòng)。在紅外線探頭傳遞的兩次變化信號(hào)的區(qū)間內(nèi)，記錄了該過程中軸向伺服電機(jī)2轉(zhuǎn)過的角度，在信號(hào)處理控制電路中將該角度帶入換算公式，并將結(jié)果傳遞給編織機(jī)主控器。
[0023]采用本實(shí)用新型的三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置的控制方法如下:
[0024]1)，在編織前將其中一根軸紗替換為標(biāo)志性顏色的軸紗17 ;—般在編織中選擇黑色的碳纖維作為編織材料，因此可以將其中的一根軸紗顏色改變?yōu)榘咨?，使其可以被識(shí)別；
[0025]2)，當(dāng)編織機(jī)將第一層編織完成后，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)伸縮探桿10，使得紅外線探頭9貼近編織物8表面的標(biāo)志性軸紗；通過紅外線探頭反饋所探測(cè)到的信號(hào)；
[0026]3)，當(dāng)選擇在環(huán)形進(jìn)行偏移時(shí)，軸向伺服電機(jī)2不轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)向伺服電機(jī)7勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使探頭9能夠跨越標(biāo)志性軸紗17 ;在第一次探測(cè)信號(hào)發(fā)生變化時(shí)開始記錄環(huán)向伺服電機(jī)7反饋回來的角度值，在下一次探測(cè)信號(hào)發(fā)生改變是再次記錄環(huán)向伺服電機(jī)7反饋回來的角度值；然后根據(jù)兩次的角度值之差，信號(hào)處理控制電路18計(jì)算出所要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，并將結(jié)果傳給三維編織機(jī)主控器23 ;
[0027]4)，當(dāng)選擇軸向進(jìn)行偏移時(shí)，環(huán)向伺服電機(jī)7不轉(zhuǎn)動(dòng)，軸向伺服電機(jī)2勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；絲杠11隨著軸向伺服電機(jī)2而轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滑塊12及探測(cè)桿10進(jìn)行軸向的平移運(yùn)動(dòng)，使探頭9沿著標(biāo)志性軸紗17運(yùn)動(dòng)；通過兩次信號(hào)所記錄的軸向伺服電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)角度之差，信號(hào)處理控制電路18計(jì)算得出軸向需要偏移的距離，并將此值傳給三維編織機(jī)主控器23 ;
[0028]5)，三維編織機(jī)主控器23根據(jù)層間偏移控制器傳回來的環(huán)向偏移角度和軸線偏移距離，在下一次編織前通過對(duì)編織機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)整完成層間偏移準(zhǔn)備。
[0029]以上的【具體實(shí)施方式】?jī)H為本創(chuàng)作的較佳實(shí)施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng)作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置，其特征在于:包括固定架、環(huán)向伺服電機(jī)、減速自鎖機(jī)構(gòu)、上轉(zhuǎn)動(dòng)桿架、軸向伺服電機(jī)、下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架、聯(lián)軸器、絲桿、滑塊、伸縮探桿、紅外線探頭以及芯軸；其中，所述環(huán)向伺服電機(jī)固定于固定架上；所述減速自鎖機(jī)構(gòu)分別連接環(huán)向伺服電機(jī)和下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架，使環(huán)向伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架轉(zhuǎn)動(dòng)；所述上轉(zhuǎn)動(dòng)桿架和下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架聯(lián)接，其上安裝有軸向伺服電機(jī)；所述聯(lián)軸器分別連接軸向伺服電機(jī)和絲桿；所述滑塊螺接于絲桿上，其上安裝有伸縮探桿；所述紅外線探頭安裝于伸縮探桿的底部；所述芯軸穿過下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架，其表面覆蓋有織物；所述紅外線探頭和織物相對(duì)設(shè)置。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種三維環(huán)形多層編織層間偏移裝置，其環(huán)向伺服電機(jī)固定于固定架上；減速自鎖機(jī)構(gòu)分別連接環(huán)向伺服電機(jī)和下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架，使環(huán)向伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架轉(zhuǎn)動(dòng)；上轉(zhuǎn)動(dòng)桿架和下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架聯(lián)接，其上安裝有軸向伺服電機(jī)；聯(lián)軸器分別連接軸向伺服電機(jī)和絲桿；滑塊螺接于絲桿上，其上安裝有伸縮探桿；紅外線探頭安裝于伸縮探桿的底部；芯軸穿過下轉(zhuǎn)動(dòng)桿架，其表面覆蓋有織物；紅外線探頭和織物相對(duì)設(shè)置。本實(shí)用新型能夠?qū)θS多層編織的層間偏移進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，而層間的偏移能夠使得編織的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能得到改善，對(duì)于編織復(fù)合材料的剛度和強(qiáng)度的提升都有促進(jìn)作用。
【IPC分類】D04C3/40
【公開號(hào)】CN204898257
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520632859
【發(fā)明人】丁煌, 遲進(jìn)佳, 吳震宇
【申請(qǐng)人】浙江理工大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年8月21日