本技術(shù)涉及碳纖維纏繞的領(lǐng)域，尤其是涉及一種環(huán)形氣瓶的多切點碳纖維纏繞裝置。

背景技術(shù)：

1、環(huán)形氣瓶是一種用于內(nèi)裝高壓氣體的容器，要求具有很高的承受內(nèi)高壓能力，同時對重量和外形尺寸有嚴格的要求。為了減輕環(huán)形氣瓶的重量，采用比強度較高的復(fù)合材料制備環(huán)形復(fù)合氣瓶，可保證強度的同時減輕自身重量。環(huán)形復(fù)合氣瓶采用增強材料纏繞在金屬環(huán)形內(nèi)襯上，常用的增強材料為碳纖維，碳纖維的密度輕、模量高，是較好的環(huán)形復(fù)合氣瓶的增強材料。同時，為了滿足環(huán)形氣瓶在承受內(nèi)高壓時外形尺寸變形要小的要求，通過碳纖維纏繞的方式生產(chǎn)環(huán)形氣瓶時需要在環(huán)形氣瓶內(nèi)襯上進行測地線纏繞，使纖維線最短從而減少纖維可變形的余量進而達成環(huán)形氣瓶在承受內(nèi)高壓時外形尺寸變形小的目的。

2、目前，已有的環(huán)形氣瓶纏繞機通常采用的纏繞方式是：環(huán)形氣瓶內(nèi)襯與纖維纏繞嘴以一定比率的旋轉(zhuǎn)速度相互轉(zhuǎn)動，纖維纏繞絲嘴為一對，纏繞時相向轉(zhuǎn)動，將兩條纖維對稱纏繞在環(huán)形氣瓶內(nèi)襯上。但是，這種纏繞方式由于結(jié)構(gòu)上的限制，存在如下問題：

3、1.兩條纖維在纏繞時接觸環(huán)形氣瓶內(nèi)襯的時間不完全一致，這就造成纏繞絲嘴旋轉(zhuǎn)一周纖維絲落在內(nèi)襯上路徑不一致；

4、2.由于圓環(huán)內(nèi)外側(cè)曲面特性不同，以一定比率的定速纏繞只能依靠摩擦力維持纖維不滑線，存在容易造成纖維滑線的問題。

5、由于上述問題的存在，采用現(xiàn)有環(huán)形氣瓶纏繞機實際上無法實現(xiàn)精準的測地線環(huán)繞，這就導(dǎo)致纏繞在環(huán)形氣瓶內(nèi)襯上的纖維線不是最短的狀態(tài)，使得纖維線變形余量大，也就無法滿足環(huán)形氣瓶在承受內(nèi)高壓時外形尺寸變形要小的要求；且由于存在纖維容易滑線的問題，采用現(xiàn)有技術(shù)纏繞的纖維層存在脫線松散的風險，也就導(dǎo)致采用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的環(huán)形氣瓶存在部分瓶身結(jié)構(gòu)強度低、整體結(jié)構(gòu)強度不一致的缺陷，進而導(dǎo)致環(huán)形氣瓶在承受高壓時變形破損的風險大大提升。

6、由此可見，現(xiàn)有技術(shù)仍存在一定缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了緩解上述問題，本技術(shù)提供一種環(huán)形氣瓶的多切點碳纖維纏繞裝置。

2、本技術(shù)提供的一種環(huán)形氣瓶的多切點碳纖維纏繞裝置，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種環(huán)形氣瓶的多切點碳纖維纏繞裝置，包括：

4、內(nèi)襯夾持機構(gòu)，用于夾持環(huán)形內(nèi)襯并帶動所述環(huán)形內(nèi)襯繞所述環(huán)形內(nèi)襯的軸線轉(zhuǎn)動；

5、纏繞機構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動盤以及設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動盤上的供絲組件，所述供絲組件包括纏繞絲嘴；所述轉(zhuǎn)動盤的中部開設(shè)有可供所述環(huán)形內(nèi)襯穿過的通孔，所述轉(zhuǎn)動盤的轉(zhuǎn)動軸線與環(huán)形內(nèi)襯的軸線異面垂直，所述轉(zhuǎn)動盤帶動所述纏繞絲嘴相對所述環(huán)形內(nèi)襯轉(zhuǎn)動；

6、所述纏繞絲嘴具有沿所述轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)動方向送絲的第一狀態(tài)和沿所述環(huán)形內(nèi)襯轉(zhuǎn)動方向送絲的第二狀態(tài)；在所述第一狀態(tài)下，所述內(nèi)襯夾持機構(gòu)調(diào)動所述環(huán)形內(nèi)襯等角度間歇轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動盤帶動所述纏繞絲嘴等角度間歇轉(zhuǎn)動，且所述轉(zhuǎn)動盤與所述內(nèi)襯夾持機構(gòu)同時轉(zhuǎn)動，以對所述環(huán)形內(nèi)襯進行測地線纏繞；在所述第二狀態(tài)下，所述轉(zhuǎn)動盤相對所述環(huán)形內(nèi)襯停止轉(zhuǎn)動并用于帶動所述纏繞絲嘴沿平行于所述環(huán)形內(nèi)襯的軸向的方向和/或垂直于所述環(huán)形內(nèi)襯的軸向的方向相對所述環(huán)形內(nèi)襯移動，所述內(nèi)襯夾持機構(gòu)帶動所述環(huán)形內(nèi)襯繞所述環(huán)形內(nèi)襯的軸線轉(zhuǎn)動，以對所述環(huán)形內(nèi)芯進行周向纏繞。

7、優(yōu)選的，所述纏繞絲嘴可轉(zhuǎn)動的設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動盤的上部，所述纏繞絲嘴能夠繞豎直軸線和/或水平軸線相對所述轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)動以在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間切換。

8、作為本技術(shù)的一個優(yōu)選的實施方式，在所述第一狀態(tài)下，所述纏繞絲嘴用于在所述環(huán)形內(nèi)襯上纏繞出測地線層，在所述第二狀態(tài)下，所述纏繞絲嘴用于在所述測地線層的外部纏繞出周向?qū)?；所述纏繞絲嘴能夠在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)間切換以在所述環(huán)形內(nèi)襯的表面纏繞所述測地線層和所述周向?qū)樱凰鰷y地線層設(shè)置有多層，所述周向?qū)釉O(shè)置有多層，多層所述周向?qū)又丿B設(shè)置相鄰兩層所述測地線層之間和/或多層所述周向?qū)娱g隔設(shè)置且設(shè)置于相鄰兩層所述測地線層之間。

9、作為本技術(shù)的一個優(yōu)選的實施方式，所述周向?qū)拥膶訑?shù)不超過所述測地線層與所述周向?qū)涌倢訑?shù)的五分之一。

10、作為本技術(shù)的一個優(yōu)選的實施方式，所述內(nèi)襯夾持機構(gòu)包括夾持組件、與所述夾持組件相連接的轉(zhuǎn)動驅(qū)動以及夾持控制組件，所述夾持組件包括多個夾持件，所述夾持件用于夾持所述環(huán)形內(nèi)襯，所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動用于驅(qū)動所述夾持組件轉(zhuǎn)動并帶動所述環(huán)形內(nèi)襯同步轉(zhuǎn)動，所述夾持控制組件與所述夾持件相連接，所述夾持控制組件用于控制所述夾持件靠近并夾持所述環(huán)形內(nèi)襯或控制所述夾持件釋放并遠離所述環(huán)形內(nèi)襯。

11、作為本技術(shù)的一個優(yōu)選的實施方式，所述夾持組件還包括安裝板，多個所述夾持件設(shè)置于所述安裝板上，多個所述夾持件繞所述環(huán)形內(nèi)襯的周向間隔排布，所述夾持件能夠沿所述環(huán)形內(nèi)襯的徑向相對所述安裝板移動。作為本技術(shù)的一個優(yōu)選的實施方式，所述夾持控制組件包括與所述夾持件相連接的距離傳感器、設(shè)置在所述安裝板的角度傳感器以及夾持控制器，所述距離傳感器與所述夾持件一一對應(yīng)設(shè)置，所述夾持控制器分別與所述距離傳感器、角度傳感器及所述夾持件相連接；所述距離傳感器用于檢測識別所述夾持件與所述纏繞絲嘴之間的距離并輸出距離信息，所述角度傳感器用于檢測識別所述安裝板轉(zhuǎn)動的角度并輸出角度信息，所述夾持控制器用于接收所述距離信息和所述角度信息以控制所述夾持件夾持或釋放所述環(huán)形內(nèi)襯；

12、在所述第二狀態(tài)下，所述夾持控制器根據(jù)所述距離信息和所述角度信息控制所述夾持件在接近所述纏繞絲嘴時釋放所述環(huán)形內(nèi)襯并沿所述環(huán)形內(nèi)襯的徑向遠離所述環(huán)形內(nèi)襯以避開所述纏繞絲嘴。

13、作為本技術(shù)的一個優(yōu)選的實施方式，所述供絲組件還包括碳纖維絲卷、第一導(dǎo)向輥、第二導(dǎo)向輥、張力調(diào)節(jié)器以及壓絲輥，所述碳纖維絲卷、第一導(dǎo)向輥、張力調(diào)節(jié)器、第二導(dǎo)向輥以及纏繞絲嘴沿轉(zhuǎn)動盤的周向依次設(shè)置，在所述第一狀態(tài)下所述壓絲輥用于將所述測地線層壓緊，在所述第二狀態(tài)下所述壓絲輥用于將所述周向?qū)訅壕o，在所述第一狀態(tài)和第二狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程中所述壓絲輥用于將已經(jīng)成型的所述測地線層或所述周向?qū)拥亩瞬拷z束壓緊在所述環(huán)形內(nèi)襯上以避免所述測地線層或所述周向?qū)拥亩瞬拷z束位置偏移。

14、作為本技術(shù)的一個優(yōu)選的實施方式，所述纏繞機構(gòu)還包括剪絲組件，包括絲束剪刀以及絲束壓輥，所述絲束剪刀用于將所述測地線層或所述周向?qū)拥亩瞬拷z束剪斷，所述絲束壓輥用于將剪斷后的所述測地線層或所述周向?qū)拥亩瞬拷z束的端部壓緊在所述環(huán)形內(nèi)襯上。

15、作為本技術(shù)的一個優(yōu)選的實施方式，所述纏繞機構(gòu)還包括安裝座以及驅(qū)動組件，所述驅(qū)動組件包括分別與所述安裝座和所述轉(zhuǎn)動盤相連接的轉(zhuǎn)動機構(gòu)以及與所述轉(zhuǎn)動盤相連接的水平移動機構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動盤相對所述安裝座轉(zhuǎn)動并帶動所述供絲組件同步轉(zhuǎn)動，所述水平移動機構(gòu)用于驅(qū)動所述安裝座沿平行于所述環(huán)形內(nèi)襯的軸向的方向和/或垂直于所述環(huán)形內(nèi)襯的軸向的方向移動并帶動所述轉(zhuǎn)動盤及所述供絲組件同步移動。

16、作為本技術(shù)的一個優(yōu)選的實施方式，還包括碳纖維導(dǎo)向件，所述碳纖維導(dǎo)向件套設(shè)在所述環(huán)形內(nèi)襯的氣口上，所述導(dǎo)向件包括第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部，所述第二導(dǎo)向部套設(shè)在環(huán)形內(nèi)襯的氣口上，所第一導(dǎo)向部連接在第二導(dǎo)向部遠離環(huán)形內(nèi)襯的一端，所述第一導(dǎo)向部的水平截面積由遠離環(huán)形內(nèi)襯的一端到靠近環(huán)形內(nèi)襯的一端逐漸增大，所述第二導(dǎo)向部的水平截面積由遠離環(huán)形內(nèi)襯的一端到靠近環(huán)形內(nèi)襯的一端逐漸減小。

17、在上述方案中，通過在環(huán)形內(nèi)襯的氣口上套設(shè)碳纖維導(dǎo)向件能夠在碳纖維絲束的纏繞過程中對碳纖維絲束進行導(dǎo)向，使其沿碳纖維導(dǎo)向件的側(cè)壁向環(huán)形內(nèi)襯氣口的根部移動，降低環(huán)形內(nèi)襯的氣口對碳纖維纏繞的影響，同時提高氣口周邊位置碳纖維絲束纏繞的均勻度，進而保證成品的結(jié)構(gòu)強度。

18、由于采用了上述技術(shù)方案，本技術(shù)所取得的有益效果為：

19、1.通過采用上述方案本技術(shù)中的環(huán)形氣瓶的多切點碳纖維纏繞裝置既能夠?qū)崿F(xiàn)在環(huán)形氣瓶內(nèi)襯上的精準測地線纏繞也能夠?qū)崿F(xiàn)周向纏繞，通過周向纏繞對測地線纏繞的加強避免出現(xiàn)滑絲的問題且通過碳纖維絲束的周向纏繞也能夠提升環(huán)形氣瓶結(jié)構(gòu)的周向強度，避免環(huán)形氣瓶在承受高壓時整體出現(xiàn)徑向變形，以更好的滿足承受內(nèi)高壓時外形尺寸變形要小的要求；

20、2.通過測地線層和周向?qū)拥慕惶骈g隔設(shè)置既能夠保證測地線層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，避免測地線層出現(xiàn)滑絲的問題也能夠?qū)Νh(huán)形氣瓶整體結(jié)構(gòu)的周向強度進行加強，提升環(huán)形氣瓶產(chǎn)品的耐高壓能力，減少環(huán)形氣瓶承受高壓時的形變量；且周向?qū)娱g隔設(shè)置能夠提供多重的結(jié)構(gòu)加強保障，避免出現(xiàn)單層周向?qū)邮?dǎo)致整體結(jié)構(gòu)失效的風險；

21、3.通過夾持控制組件以及剪絲組件等結(jié)構(gòu)的設(shè)置能夠大大提升本技術(shù)中環(huán)形氣瓶的多切點碳纖維纏繞裝置的自動化程度，在提升纏繞質(zhì)量以及纏繞效率的同時能夠減少人工剪絲的工作量降低工作強度。