[實用新型]單驅動的復合材料鋪絲頭一體化裝置及其重送輪軸系統

有效

• 申請號: 201820793469.9
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN208543848U
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 吳保林
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所;天津中科智能技術研究院有限公司;中科智信達（天津）科技有限公司
• 主分類號: B29C70/38
• 分類號: B29C70/38
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 宋寶庫;陳曉鵬

本實用新型屬于復合材料自動鋪放成型技術領域，具體提供一種單驅動的復合材料鋪絲頭一體化裝置及其重送輪軸系統。本實用新型旨在解決現有的單驅動的復合材料鋪絲頭一體化裝置在進行轉角鋪放或變曲率曲面的鋪放過程中鋪放質量較差的問題。為此，本實用新型的重送輪軸系統包括傳動軸和多個單向輪裝置；每一個單向輪裝置都包括與傳動軸同軸固定的內圈和與重送輪裝置匹配的外圈，外圈與內圈同軸連接，并且外圈和內圈之間的連接設置成使外圈僅能朝一個方向相對于內圈自由轉動。本實用新型具有上述重送輪軸系統的單驅動的復合材料鋪絲頭一體化裝置能夠允許多條絲束的鋪放路徑長度不一致，允許多條絲束的鋪放速度不一致，維持每一條絲束的鋪放張力穩定，提高了鋪放質量。

技術領域

本實用新型屬于復合材料自動鋪放成型技術領域，具體提供一種單驅動的復合材料鋪絲頭一體化裝置及其重送輪軸系統。

背景技術

復合材料具有高比強度、高比模量、耐疲勞、減振性好、工藝性好等優點，這些優點對飛行器的性能具有很大的價值，在航天航空工業中已經得到了廣泛的應用。同時在其他行業，如體育器材、船舶、高鐵等領域，復合材料的用量也在日益增多。

對高曲率輪廓復材整體構件，如飛機機身段，以及其他諸如噴氣發動機整流罩、進氣道、噴管、錐形管、壓氣機葉片、圓形或“C”形通道管等橢圓高曲率輪廓整體復材構件，使用復合材料自動鋪帶機設備將難以滿足鋪放制造的要求。復合材料自動鋪絲機由于可以對多束窄條絲帶進行單獨控制，可根據鋪放層輪廓形狀對絲束進行獨立切斷控制，可鋪放復雜的、甚至帶窗口的曲面。因此，對于此類復雜構件，需要使用自動鋪絲機來實現鋪放加工制造。

自動鋪絲機的鋪絲頭是復合材料鋪絲機最核心的部件，鋪絲頭的核心功能裝置主要實現對多束復材纖維絲束的獨立重送、壓緊止動、剪切、導向等功能，這是鋪絲機實現對復雜輪廓鋪放的保障和前提條件。

現有的鋪絲頭采用的分立裝置實現對復合材料纖維絲束的重送、壓緊止動和剪切功能。每套裝置都需要采用獨立的驅動系統進行驅動控制。在鋪絲頭的結構方面，不僅驅動元件的數量翻倍，還增加了裝置的總質量和體積；在控制方面，由于要對每一束纖維絲束進行獨立的重送、壓緊止動和剪切，重送系統、壓緊止動系統和剪切系統必須要相互協同，才能保證絲束準確的切斷和鋪放，在復雜性方面也有所增加。一旦出現控制失調，重送、壓緊止動和剪切系統沒有按照設定功能進行配合，三套運動控制系統的動作發生時序偏差，出現重送、壓緊止動和剪切系統同時動作或不動作，都會影響鋪絲機的正常工作，輕則導致鋪絲精度不準確，功能不正常，重則會導致鋪絲機系統運行故障。

為此，公開號為CN103640229A的專利申請中公開了一種單驅動的復合材料鋪絲頭一體化裝置。雖然，該復合材料鋪絲頭一體化裝置通過一個驅動系統和控制系統就能夠控制多個鋪絲頭同時作業。但是，由于該復合材料鋪絲頭一體化裝置的多個鋪絲頭使用的是同一根重送軸，使得復合材料鋪絲頭一體化裝置在進行轉角鋪放或變曲率曲面的鋪放過程中，會出現多條絲束的鋪放路徑長度不一致，鋪放速度不一致，鋪放張力不穩定的情況，影響鋪放質量。

相應地，本領域需要一種新的單驅動的復合材料鋪絲頭一體化裝置來解決上述問題。

實用新型內容

為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決現有的單驅動的復合材料鋪絲頭一體化裝置在進行轉角鋪放或變曲率曲面的鋪放過程中鋪放質量較差的問題，本實用新型提供了一種單驅動的復合材料鋪絲頭一體化裝置的重送輪軸系統，所述復合材料鋪絲頭一體化裝置包括與外部固定裝置樞轉連接的連桿裝置、一端與所述連桿裝置樞轉連接的驅動臂、樞轉地設置在所述連桿裝置上的重送輪裝置和所述重送輪軸系統；所述重送輪軸系統包括傳動軸和多個單向輪裝置；其中，每個所述單向輪裝置都包括與所述傳動軸同軸固定的內圈和與所述重送輪裝置匹配的外圈，所述外圈與所述內圈同軸連接，并且所述外圈和所述內圈之間的連接設置成使所述外圈僅能朝一個方向相對于所述內圈自由轉動。