本發(fā)明屬于工裝的，尤其涉及一種大型繞紗成型機(jī)。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)下，在航空、航天、國(guó)防、汽車以及運(yùn)動(dòng)器材等諸多領(lǐng)域內(nèi)，高性能纖維材料均獲得了廣泛運(yùn)用。高性能纖維絲束板，乃是首先通過柔性纖維材料纏繞構(gòu)建出硬質(zhì)棒狀結(jié)構(gòu)，再通過切割的方式得到不同厚度的板材結(jié)構(gòu)，在彈道沖擊、復(fù)合材料等方面呈現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。然而，當(dāng)下高性能纖維絲束板的形成多以手工纏繞的方式進(jìn)行，存在纏繞效率低下、纏繞密度不均、纏繞紗線難以平行纏繞以及纏繞緊度不穩(wěn)定等缺陷?；诖耍斜匾邪l(fā)一種裝置，實(shí)現(xiàn)絲束板纏繞成型的自動(dòng)化制作，提升效率，穩(wěn)固成品質(zhì)量，確保纏繞均勻并且纏繞張力保持一致。例如，在航天領(lǐng)域，對(duì)板材的性能要求極高，手工纏繞的方式很難滿足這種高精度、高強(qiáng)度的需求。在汽車制造中，由于產(chǎn)量較大，手工纏繞的低效率會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度。所以，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制作勢(shì)在必行。

2、專利公開號(hào)cn118289572a公開一種絲束纏繞儀，包括機(jī)箱；第一夾持機(jī)構(gòu)、第二夾持機(jī)構(gòu)；纏繞機(jī)構(gòu)，位于第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)之間連線的軸線上，能夠在第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，纏繞機(jī)構(gòu)設(shè)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)纏繞機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；所述纏繞機(jī)構(gòu)包括纏繞組件、轉(zhuǎn)動(dòng)組件和電機(jī)ⅰ，纏繞組件設(shè)于轉(zhuǎn)動(dòng)組件上。通過上述裝置可制備長(zhǎng)絲束棒，但是，在長(zhǎng)絲束棒加工為復(fù)合材料板的過程中，仍需要將多根長(zhǎng)絲束棒進(jìn)行纏繞，例如專利公開號(hào)cn117760266a公開了仿生肌腱長(zhǎng)絲束構(gòu)筑的超輕復(fù)合材料板，包括n級(jí)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)絲束棒，n級(jí)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)絲束棒由若干個(gè)同軸緊密排列的n-1級(jí)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)絲束棒通過紗線纏繞固定組成，其中n≥3，一級(jí)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)絲束棒由若干根纖維長(zhǎng)絲通過紗線纏繞固定組成；超輕復(fù)合材料板的其余空間填充有樹脂。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，若采用上述絲束纏繞儀當(dāng)對(duì)多根長(zhǎng)絲束棒再次進(jìn)行纏繞時(shí)出現(xiàn)諸多問題，由于多根長(zhǎng)絲束棒組成的試樣體積和重量較大，需要兩個(gè)以上工作人員同時(shí)對(duì)兩端固定，并且加持固定困難，對(duì)夾具的固定牢度要求較高；此外，夾具難以將試樣繃緊，容易出現(xiàn)長(zhǎng)絲束棒的徑向彎曲，纏繞張力不易控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種大型繞紗成型機(jī)，進(jìn)行纏繞的過程中纏繞紗線受到張力調(diào)節(jié)器的張緊作用并通過張力計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)，機(jī)器預(yù)先設(shè)置的轉(zhuǎn)速、間距以及上膠裝置中樹脂對(duì)纏繞紗線的浸漬等，避免了人工纏繞張緊度的不穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向角度不易把控性以及纏繞成型后的脫落，保證了絲束板的強(qiáng)度，提高了纏繞效率。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種大型繞紗成型機(jī)，包括機(jī)箱，機(jī)箱垂直地面設(shè)置；

4、第一夾持機(jī)構(gòu)，位于機(jī)箱的上端，用于夾持試樣其中一端；

5、第二夾持機(jī)構(gòu)，設(shè)于機(jī)箱下端的一側(cè)并遠(yuǎn)離第一夾持機(jī)構(gòu)，用于夾持試樣另一端；

6、纏繞機(jī)構(gòu)，位于第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)之間連線的軸線上，能夠在第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

7、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，纏繞機(jī)構(gòu)設(shè)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)纏繞機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

8、所述纏繞機(jī)構(gòu)包括纏繞組件、轉(zhuǎn)動(dòng)組件和電機(jī)ⅰ，纏繞組件設(shè)于轉(zhuǎn)動(dòng)組件上；工作時(shí)，試樣穿過轉(zhuǎn)動(dòng)組件，電機(jī)ⅰ帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)組件沿試樣周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使纏繞組件對(duì)試樣進(jìn)行纏繞運(yùn)動(dòng)。

9、所述第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，包括夾塊ⅰ和夾塊ⅱ，夾塊ⅰ和夾塊ⅱ垂直堆疊，分別設(shè)于下連接座和上連接座上，并通過夾具連接頭最終固定于夾具底座上。

10、所述夾塊ⅰ和夾塊ⅱ均包括固定螺桿，固定螺桿兩端分別設(shè)有夾頭，夾頭套設(shè)在固定螺桿，并能夠沿固定螺桿運(yùn)動(dòng)，在夾塊ⅰ和夾塊ⅱ之間實(shí)現(xiàn)大小可調(diào)節(jié)的夾持口。

11、優(yōu)選的，所述夾頭的加持面為v型，夾塊ⅰ和夾塊ⅱ上是四個(gè)夾頭形成矩形夾持口。

12、所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直線模組、內(nèi)置導(dǎo)軌、外置導(dǎo)軌、夾具移動(dòng)導(dǎo)軌、直線模組連接器、電機(jī)ⅱ，所述直線模組連接器固定在直線模組上，在電機(jī)ⅱ的帶動(dòng)下沿內(nèi)置導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；所述電機(jī)ⅱ上設(shè)有蝸輪蝸桿減速機(jī)。

13、所述直線模組連接器上安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝板，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝板上設(shè)有定位孔，外置導(dǎo)軌和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌穿過定位孔進(jìn)行導(dǎo)向定位，在電機(jī)ⅱ的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝板沿外置導(dǎo)軌和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。

14、所述第二夾持機(jī)構(gòu)通過夾具底座固定在鎖止組件上，鎖止組件設(shè)于外置導(dǎo)軌和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌上，外置導(dǎo)軌用于導(dǎo)向，第二夾持機(jī)構(gòu)能夠沿外置導(dǎo)軌和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌上移動(dòng)并能固定在外置導(dǎo)軌和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌的任一位置。

15、所述鎖止組件包括安裝在所述外置導(dǎo)軌上的鎖止螺栓，旋轉(zhuǎn)鎖止螺栓能夠使其與外置導(dǎo)軌抵接起到固定第二夾持機(jī)構(gòu)的作用；所述夾具移動(dòng)導(dǎo)軌上表面分布有齒，為齒條結(jié)構(gòu)；所述鎖止組件還包括安裝在所述夾具移動(dòng)導(dǎo)軌上的齒輪罩，齒輪罩內(nèi)部設(shè)有齒輪組，齒輪組與夾具移動(dòng)導(dǎo)軌嚙合；所述齒輪組通過傳動(dòng)桿分別與移動(dòng)搖桿、保險(xiǎn)銷、夾具連接器連接，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)移動(dòng)搖桿能夠通過夾具連接器帶動(dòng)第二夾持機(jī)構(gòu)沿著外置導(dǎo)軌和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌垂直向上運(yùn)動(dòng)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)移動(dòng)搖桿并且松開保險(xiǎn)銷能夠通過夾具連接器帶動(dòng)第二夾持機(jī)構(gòu)沿著外置導(dǎo)軌和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌垂直向下運(yùn)動(dòng)。

16、所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括同軸設(shè)置且均設(shè)有通孔的轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤安裝板、轉(zhuǎn)盤連接板、同步輪ⅱ和連接擋板，試樣能夠穿過轉(zhuǎn)動(dòng)組件；所述電機(jī)ⅰ上設(shè)有同步輪??；同步輪ⅱ通過同步帶與同步輪ⅰ連接，電機(jī)ⅰ帶動(dòng)同步輪ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)并通過轉(zhuǎn)盤連接板、轉(zhuǎn)盤安裝板帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。

17、所述纏繞組件包括線筒、導(dǎo)向輪、張力調(diào)節(jié)輪、張力計(jì)、導(dǎo)向桿及上膠裝置，所述纏繞組件設(shè)于轉(zhuǎn)盤上；所述線筒中的紗線繞過導(dǎo)向輪，穿過張力調(diào)節(jié)輪來調(diào)節(jié)紗線張緊力，并通過張力計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)顯示張力數(shù)值，最后通過上膠裝置對(duì)紗線浸漬樹脂使其纏繞在試樣上。

18、所述機(jī)箱的底部設(shè)有底座；所述機(jī)箱上還設(shè)有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)分別與電機(jī)ⅰ和電機(jī)ⅱ連接，控制電機(jī)ⅰ和電機(jī)ⅱ的轉(zhuǎn)速。

19、本發(fā)明的有益效果：

20、1、本發(fā)明大型繞紗成型機(jī)為立式設(shè)備，纏繞時(shí)試樣垂直于地面，避免了因重力彎曲導(dǎo)致的纏繞不勻的問題。

21、2、本發(fā)明采用的第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)對(duì)試樣的加持牢固更高，更適用于大尺寸試樣，并通過調(diào)控加持面的形狀，可適配不同截面試樣；此外，相較于臥式纏繞設(shè)備需要兩端同步安裝，本發(fā)明繞紗成型機(jī)安裝試樣方便，能夠先將一端懸掛，然后再對(duì)另一端加持，一人即可操作。

22、3、本發(fā)明第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)間距可調(diào)，以適用不用長(zhǎng)度試樣；并且鎖止組件采用齒輪嚙合的方式，間距調(diào)節(jié)更為方便，固定牢度更高，避免試樣加持后在重力作用下發(fā)生向下滑移。

23、4、本發(fā)明纏繞組件中增加纏繞組件來調(diào)節(jié)紗線張緊力，并通過張力計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)顯示張力數(shù)值，使纏繞張力更加均勻，最后配合上膠裝置，加強(qiáng)纏繞牢度。

技術(shù)特征：

1.一種大型繞紗成型機(jī)，其特征在于，包括機(jī)箱(2)，機(jī)箱(2)垂直地面設(shè)置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大型繞紗成型機(jī)，其特征在于，所述第一夾持機(jī)構(gòu)(4)和第二夾持機(jī)構(gòu)(5)結(jié)構(gòu)相同，包括夾塊ⅰ(451)和夾塊ⅱ(452)，夾塊ⅰ(451)和夾塊ⅱ(452)垂直堆疊，分別設(shè)于下連接座(454)和上連接座(453)上，并通過夾具連接頭(455)最終固定于夾具底座(456)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述大型繞紗成型機(jī)，其特征在于，所述夾塊ⅰ(451)和夾塊ⅱ(452)均包括固定螺桿，固定螺桿兩端分別設(shè)有夾頭，夾頭套設(shè)在固定螺桿，并能夠沿固定螺桿運(yùn)動(dòng)，在夾塊ⅰ(451)和夾塊ⅱ(452)之間實(shí)現(xiàn)大小可調(diào)節(jié)的夾持口。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述大型繞紗成型機(jī)，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)包括直線模組(31)、內(nèi)置導(dǎo)軌(32)、外置導(dǎo)軌(33)、夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)、直線模組連接器(35)、電機(jī)ⅱ(36)，所述直線模組連接器(35)固定在直線模組(31)上，在電機(jī)ⅱ(36)的帶動(dòng)下沿內(nèi)置導(dǎo)軌(32)運(yùn)動(dòng)；所述電機(jī)ⅱ(36)上設(shè)有蝸輪蝸桿減速機(jī)(361)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述大型繞紗成型機(jī)，其特征在于，所述直線模組(31)連接器上安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝板(351)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝板(351)上設(shè)有定位孔，外置導(dǎo)軌(33)和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)穿過定位孔進(jìn)行導(dǎo)向定位，在電機(jī)ⅱ(36)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝板(351)沿外置導(dǎo)軌(33)和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)運(yùn)動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述大型繞紗成型機(jī)，其特征在于，所述第二夾持機(jī)構(gòu)(5)通過夾具底座(456)固定在鎖止組件(51)上，鎖止組件(51)設(shè)于外置導(dǎo)軌(33)和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)上，外置導(dǎo)軌(33)用于導(dǎo)向，第二夾持機(jī)構(gòu)(5)能夠沿外置導(dǎo)軌(33)和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)上移動(dòng)并能固定在外置導(dǎo)軌(33)和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)的任一位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述大型繞紗成型機(jī)，其特征在于，所述鎖止組件(51)包括安裝在所述外置導(dǎo)軌(33)上的鎖止螺栓(511)，旋轉(zhuǎn)鎖止螺栓(511)能夠使其與外置導(dǎo)軌(33)抵接起到固定第二夾持機(jī)構(gòu)(5)的作用；所述夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)上表面分布有齒，為齒條結(jié)構(gòu)；所述鎖止組件(51)還包括安裝在所述夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)上的齒輪罩(513)，齒輪罩(513)內(nèi)部設(shè)有齒輪組，齒輪組與夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)嚙合；所述齒輪組通過傳動(dòng)桿分別與移動(dòng)搖桿(512)、保險(xiǎn)銷(514)、夾具連接器(515)連接，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)移動(dòng)搖桿(512)能夠通過夾具連接器(515)帶動(dòng)第二夾持機(jī)構(gòu)(5)沿著外置導(dǎo)軌(33)和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)垂直向上運(yùn)動(dòng)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)移動(dòng)搖桿(512)并且松開保險(xiǎn)銷(514)能夠通過夾具連接器(515)帶動(dòng)第二夾持機(jī)構(gòu)(5)沿著外置導(dǎo)軌(33)和夾具移動(dòng)導(dǎo)軌(34)垂直向下運(yùn)動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述大型繞紗成型機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件(62)包括同軸設(shè)置且均設(shè)有通孔的轉(zhuǎn)盤(621)、轉(zhuǎn)盤安裝板(622)、轉(zhuǎn)盤連接板(623)、同步輪ⅱ(624)和連接擋板(626)，試樣能夠穿過轉(zhuǎn)動(dòng)組件(62)；所述電機(jī)ⅰ(63)上設(shè)有同步輪ⅰ(627)；同步輪ⅱ(624)通過同步帶(625)與同步輪ⅰ(627)連接，電機(jī)ⅰ(63)帶動(dòng)同步輪ⅱ(624)轉(zhuǎn)動(dòng)并通過轉(zhuǎn)盤連接板(623)、轉(zhuǎn)盤安裝板(622)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(621)旋轉(zhuǎn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述大型繞紗成型機(jī)，其特征在于，所述纏繞組件(61)包括線筒(611)、導(dǎo)向輪(612)、張力調(diào)節(jié)輪(613)、張力計(jì)(614)、導(dǎo)向桿(615)及上膠裝置(616)，所述纏繞組件(61)設(shè)于轉(zhuǎn)盤(621)上；所述線筒(611)中的紗線繞過導(dǎo)向輪(612)，穿過張力調(diào)節(jié)輪(613)來調(diào)節(jié)紗線張緊力，并通過張力計(jì)(614)實(shí)時(shí)檢測(cè)顯示張力數(shù)值，最后通過上膠裝置(616)對(duì)紗線浸漬樹脂使其纏繞在試樣上。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述大型繞紗成型機(jī)，其特征在于，所述機(jī)箱(2)的底部設(shè)有底座；所述機(jī)箱(2)上還設(shè)有控制系統(tǒng)(7)，控制系統(tǒng)(7)分別與電機(jī)ⅰ(63)和電機(jī)ⅱ(36)連接，控制電機(jī)ⅰ(63)和電機(jī)ⅱ(36)的轉(zhuǎn)速。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種大型繞紗成型機(jī)，屬于工裝的技術(shù)領(lǐng)域，包括機(jī)箱，機(jī)箱垂直地面設(shè)置；第一夾持機(jī)構(gòu)，位于機(jī)箱的上端，用于夾持試樣其中一端；第二夾持機(jī)構(gòu)，設(shè)于機(jī)箱下端的一側(cè)并遠(yuǎn)離第一夾持機(jī)構(gòu)，用于夾持試樣另一端；纏繞機(jī)構(gòu)，位于第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)之間連線的軸線上，能夠在第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，纏繞機(jī)構(gòu)設(shè)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)纏繞機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；所述纏繞機(jī)構(gòu)包括纏繞組件、轉(zhuǎn)動(dòng)組件和電機(jī)Ⅰ，纏繞組件設(shè)于轉(zhuǎn)動(dòng)組件上；工作時(shí)，試樣穿過轉(zhuǎn)動(dòng)組件，電機(jī)Ⅰ帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)組件沿試樣周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使纏繞組件對(duì)試樣進(jìn)行纏繞運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明大型繞紗成型機(jī)，進(jìn)行纏繞的過程中纏繞紗線受到張力調(diào)節(jié)器的張緊作用并通過張力計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)，機(jī)器預(yù)先設(shè)置的轉(zhuǎn)速、間距以及上膠裝置中樹脂對(duì)纏繞紗線的浸漬等，避免了人工纏繞張緊度的不穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向角度不易把控性以及纏繞成型后的脫落，保證了絲束板的強(qiáng)度，提高了纏繞效率。

技術(shù)研發(fā)人員：楚艷艷,徐經(jīng)宇,趙獻(xiàn),高龍,黃偉韓,朱保坤,張悅,張志國(guó),張丹丹,周玉嫚,齊琨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中原工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10