[發(fā)明專利]一種三維自動編織機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310356337.1
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN104372522A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊桂;趙強;張蔚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國紡織科學(xué)研究院
• 主分類號: D04C3/00
• 分類號: D04C3/00
• 代理公司: 北京元中知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 王明霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紡織機械領(lǐng)域的一種三維自動編織機。

背景技術(shù)

三維編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，從提出到應(yīng)用已經(jīng)有30年的歷史了，引進(jìn)中國也有20年的歷史。在航空航大以及其它領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用，例如，神州九號航天飛船就是一例。然而長期以來，三維編織都采用半機械半人工的方式進(jìn)行，使得三維編織的成本高、速度慢，直接影響了三維編織的廣泛應(yīng)用。

在實際工程應(yīng)用中，絕大多數(shù)復(fù)合材料預(yù)制件并不是規(guī)則等截面結(jié)構(gòu)件，而是橫截面尺寸沿長度方向逐漸增加的異形結(jié)構(gòu)件，如風(fēng)力發(fā)電機葉片、雷達(dá)天線罩、飛機螺旋槳葉片等。目前制備這類異形復(fù)合材料預(yù)制件，通過半機械半人工的方式不易實現(xiàn)，而且生產(chǎn)效率低下。而主要是通過對相應(yīng)的規(guī)則等截面預(yù)制件進(jìn)行傳統(tǒng)的機械后加工，以獲得所需的外觀尺寸，加工過程中，容易使編織物的纖維受到嚴(yán)重?fù)p傷，預(yù)制件的結(jié)構(gòu)整體性被破壞，復(fù)合材料的力學(xué)性能顯著下降，同時也增加了工序，提高了生產(chǎn)成本。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種三維自動編織機，使多根紗線經(jīng)對應(yīng)編織器分別通過編織站來實現(xiàn)在不同編織座之間的移動，并通過編織臂在編織空間內(nèi)移動，使紗線在編織面處形成三維編織物，以實現(xiàn)三維編織機的機械化和自動化，達(dá)到能夠批量生產(chǎn)三維編織物的目的。

為實現(xiàn)發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案:一種三維自動編織機，其包括:多個相同的編織器，一個編織機底盤和一個編織機底座;各編織器在編織機底盤的作用下，在編織機底座上移動，以令各編織器所對應(yīng)的紗線相互編織成三維編織物。

進(jìn)一步，所述的編織器包括，將紗線由編織機底盤傳遞至編織面的編織段，固定編織站水平位置的支撐段，以及為編織器提供紗線的供線段;以操縱該編織器所對應(yīng)的單根紗線至編織面。

進(jìn)一步，所述的供線段包括線軸箱，在線軸箱內(nèi)設(shè)置的線軸以及控制紗線張力的大范圍張力控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步，所述的支撐段包括連接線軸箱的線管，所述的線管上設(shè)置有固定編織器的支撐片。

進(jìn)一步，所述的編織段包括與線管上端繞軸線相轉(zhuǎn)動連接的編織臂座，及與編織臂座通過鉸鏈相連接的、可沿軸線方向伸縮的編織臂。

進(jìn)一步，所述的編織臂中設(shè)置有大范圍張力控制系統(tǒng)，所述的大范圍張力控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對紗線的大范圍張力控制。

進(jìn)一步，使線軸上設(shè)置的紗線經(jīng)壓線輪穿過線管，再經(jīng)大范圍張力控制系統(tǒng)后穿出編織臂到達(dá)織物的編織面。

進(jìn)一步，所述的編織機底盤由多個安裝在編織機底座上的編織站構(gòu)成。

進(jìn)一步，所述的編織站由設(shè)置在編織座上的支撐管為支柱，由上至下分為固定編織器支撐層和使編織器產(chǎn)生水平位移的驅(qū)動層。

進(jìn)一步，相鄰的編織站之間均設(shè)置有一個共用的、供編織器定位的線管座。

進(jìn)一步，所述的編織站上設(shè)置有四個等間隔角度、可固定編織器線管的線管座。

進(jìn)一步，所述的支撐層由繞支撐管的軸線平行設(shè)置的上支撐盤與下支撐盤構(gòu)成，所述的支撐盤之間設(shè)置有一可容納線管上的支撐片鑲嵌其中的間隙，以支撐起編織器。

進(jìn)一步，相鄰編織站的支撐盤之間設(shè)置有供線管通過的間隙，編織器沿著支撐盤的外邊做水平運動。

進(jìn)一步，所述的驅(qū)動層包括電機，所述的電機的轉(zhuǎn)子繞支撐管旋轉(zhuǎn)，所述的轉(zhuǎn)子上安裝有可沿徑向伸縮的、以帶動編織器移動的線管夾。

進(jìn)一步，所述的線管夾與帶動線管夾伸縮的電磁鐵相連接。

進(jìn)一步，所述的編織機底盤由多個具有獨立驅(qū)動功能的編織站組合構(gòu)成多種形狀，包括圓環(huán)形、方形等幾何形狀，以及由幾何形狀組合構(gòu)成的各種不規(guī)則形狀，如工字形、L形等各種形狀，以適應(yīng)不同形狀的編織產(chǎn)品。由多個編織站構(gòu)成的編織機底盤具有支撐和驅(qū)動編織器的功能，使多個編織器的支撐段在底盤中做交叉運動，帶動下方的供線段在供線空間中穿梭，上方的編織段在編織空間交錯實現(xiàn)三維編織的功能。

進(jìn)一步，多個編織器在編織機底盤的作用下，在編織機底座上水平移動，以令各編織器中的單根紗線在編織面處編織成三維編織物。

進(jìn)一步，所述的編織機底盤由多個具有獨立驅(qū)動功能的編織站構(gòu)成，所述的編織站在驅(qū)動編織器時各自獨立運行，互不相干。

進(jìn)一步，編織機底盤上的多個編織站可以同時做相同和/或不同的動作，使編織機能高效率運行。

在三維編織過程中，編織器在同一編織站上移動的步驟如下:

11)某一個編織站上的線管夾移動至，該編織站所對應(yīng)的某一個線管座的方向;

12)線管夾伸出，夾住安裝在該線管座上的編織器的線管;