[實用新型]一種三維立體編織設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420158284.2
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN203890598U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳世林;李政寧;汪峰;楊軍
• 申請（專利權(quán)）人: 吳世林
• 主分類號: D03D25/00
• 分類號: D03D25/00;D03D51/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及三維立體編織技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維立體編織設(shè)備。

背景技術(shù)

三維整體編織技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的高新紡織技術(shù)，具有異型件一次編織成型的特點。編織過程中，所有紗線同時參加織造，每根紗線按一定的規(guī)律運動，從而相互交織在一起，形成一個三維整體織物。這種增強結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料具有輕質(zhì)、不分層、強度高、整體性能好和結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活等特點，為復(fù)合材料應(yīng)用于承載結(jié)構(gòu)提供了廣闊的前景，已在航天、航空、交通、化工、體育、醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1982年，F(xiàn)lornetine發(fā)明了稱為Mganawevae的編織機，奠定了縱橫編織的技術(shù)基礎(chǔ)。從此，對縱橫編織技術(shù)和編織預(yù)型件的研究進入一個新時期，80年代末至90年代中期出現(xiàn)了一個研究高潮，在編織模式、編織設(shè)備以及編織預(yù)制件的結(jié)構(gòu)和性能方面都取得了相當(dāng)大的進展。

三維編織復(fù)合材料具有獨特的結(jié)構(gòu)特點和力學(xué)性能，已經(jīng)被廣泛運用于航天航空、汽車工業(yè)等領(lǐng)域。應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中的三維編織機主要有角導(dǎo)輪式和行列式兩種，其區(qū)別在于三維編織機的底盤，因此底盤也是決定三維編織機工作方式和性能的關(guān)鍵。角導(dǎo)輪式三維編織機在編織時，攜紗器是遵循相互連接的“數(shù)字8”的軌跡運動；而行列式三維編織機采用是“二步法”和“四步法”進行編織。

應(yīng)用于各種設(shè)備中的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件大多具有不規(guī)則的形狀，因此必須先得到與結(jié)構(gòu)件外形一致的三維異形編織預(yù)制件，再通過基體復(fù)合等技術(shù)得到需要的預(yù)制件。早期的三維異形編織預(yù)制件的制備是先得到規(guī)則的等截面預(yù)制件，再用機械后加工的方法得到需要的形狀，但這樣會使預(yù)制件表面的紗線發(fā)生斷裂或磨損，降低了預(yù)制件的整體力學(xué)性能。角導(dǎo)輪式三維編織機在編織變截面三維預(yù)制件時難以實現(xiàn)減紗和加紗，會造成預(yù)制件徑向厚度的不一致，因而三維異形編織預(yù)制件的織造中多使用行列式三維編織機。根據(jù)行列式的三維編織機的運行方式衍生出一些減紗和加紗方法，但都無法便捷、有效地解決三維異形編織預(yù)制件的制造難題。究其原因，主要是受限于行列式三維編織機攜紗器的運動形式。行列式三維編織機的攜紗器是以整行或者整列的形式運行的，單個攜紗器無法實現(xiàn)自由運動，因此當(dāng)三維編織預(yù)制件的截面積發(fā)生變化，需要適時地從編織區(qū)移出或者加入紗線是比較困難的。

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，因此，研制一種能夠克服上述問題的三維立體編織設(shè)備，已成為急需解決的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本實用新型的目的是提供一種三維立體編織設(shè)備，該設(shè)備采用機械式驅(qū)動結(jié)構(gòu)，一方面可以遵循齒輪式主動攜紗器的運行模式，適用于三維異形編織預(yù)制件的制備，另一方面可以克服電磁式齒輪式主動攜紗器對加工精度和電磁兼容問題較為苛刻的要求。

為達上述目的，本實用新型采取如下方案：

一種三維立體編織設(shè)備，該設(shè)備包括三維編織預(yù)制件、成型裝置、齒輪式主動攜紗器，齒條式編織底盤，其特征在于：

齒輪式主動攜紗器上設(shè)置有四個直流電動機，其中，X軸方向上兩個直流電動機，Y軸方向兩個直流電動機，每個直流電動機分別驅(qū)動一對同軸的齒輪，齒輪式主動攜紗器直接放置于齒條組成的底盤上，當(dāng)同一水平線上的兩個直流電動機帶動齒輪旋轉(zhuǎn)時，另外兩個直流電動機不工作；

齒條式編織底盤采用單元模塊拼裝式結(jié)構(gòu)，由等間距排列的相互垂直的第一齒條和第二齒條構(gòu)成，第一齒條和第二齒條的齒距相等，在交叉區(qū)域，第一齒條和第二齒條正交形成的四棱錐陣列，第一齒條、第二齒條以及四棱錐陣列共同構(gòu)成了供齒輪式主動攜紗器運行的縱橫交錯的導(dǎo)軌；

齒條式編織底盤的底座邊緣開有鍵槽，齒條式編織底盤上端是屋檐狀的突出，兩個單元模塊拼接后，中間形成的齒條間隙用作定位桿的移動通道，定位塊位于屋檐狀突出的下端，其直徑大于定位桿移動通道的間距；

其中，所述齒輪式主動攜紗器上還包括有控制模塊、驅(qū)動模塊、兩個繼電器、PLC單元以及接口；

繼電器接收來自驅(qū)動模塊的驅(qū)動信號，對所連接的直流電動機進行控制；

驅(qū)動模塊與控制模塊連接，驅(qū)動模塊采用ZETA4-240型驅(qū)動器，將從控制模塊接收的控制信號傳遞給驅(qū)動模塊；

控制模塊通過總線與上位PC機連接，控制模塊采用AS-49PC-4運動控制卡。

本實用新型具有以下優(yōu)點和積極效果：

1)齒輪式主動攜紗器采用由直流電動機帶動齒輪在齒條上滾動和滑動并行的驅(qū)動方式，與電磁式的驅(qū)動結(jié)構(gòu)相比更為可靠，零件的加工較為容易，且不用考慮電磁兼容帶來的各種問題。