CN104370168A - 一种在柔性基材上缠绕连续片材的装置及缠绕加工方法 - Google Patents

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孙开颜
王清海
张建芹
刘爱云
孙雨璇
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Abstract

本发明属于缠绕连续片材加工技术领域。在柔性基材上缠绕连续片材的装置，由牵引系统、缠绕系统和动力与控制系统组成，缠绕系统为带有片材释放装置的行星轮，片材释放装置由片材安装轮和片材导轮组组成；牵引系统中主动导轮、被动导轮的连线垂直穿过行星轮轴心的中心孔；片材导轮组位于行星轮中心孔和片材安装轮之间，三者轴向平行，片材导轮组的轴心连线与片材安装轮和行星轮的中心孔连线垂直。同时涉及缠绕连续骗财的方法。该装置机加工方法，可设计性强，操作简单，易于控制，适用于在柔性基材上缠绕片状材料结构产品的连续加工，特别适用于交通信息传感器制造中压电膜在柔性金属编织芯线表面的连续缠绕加工。

Description

一种在柔性基材上缠绕连续片材的装置及缠绕加工方法
技术领域
本发明属于缠绕连续片材的设计加工领域，涉及连续片材在柔性基材上的缠绕装置。
背景技术
连续片材在柔性基材上的缠绕在现实生产中有较多的应用，如交通信息传感器，就是在柔性金属编织芯线表面按照一定规则连续缠绕片材，压制成具有一定宽厚比的扁平结构传感器。由于内部金属编织芯线是柔性材质，并具有较大的长度（传感器最长5m）,极大增加了缠绕难度。 
US 6526834B1报道了连续片材交通信息传感器的结构特征，包括内导体、缠绕在内导体表面上的连续片材、外导体，其中内导体可以是刚性结构，也可以是柔性结构。未涉及连续片材在内导体表面上的缠绕方法。
目前中未见有关连续片材在柔性基材表面上的缠绕方法的文献报道。国内大多进行刚性缠绕。
发明内容
本发明的目的是针对在柔性基材上缠绕连续片材存在的问题，提供一种在柔性基材上连续缠绕连续片材的装置。同时提供该装置的使用方法。
本发明的目的是这样实现的，柔性基材沿直线匀速运动、连续片材围绕柔性基材作环向运动，并规则地绕缠在柔性基材表面。采用主动线棍带动有阻尼装置的从动线辊张紧柔性基材；采用行星轮释放连续片材，通过设定片材导轮组两导轮之间的距离张紧连续片材，柔性基材穿过行星轮中心；匹配柔性基材直线运动速度和行星轮释放连续片材的线速度，得到预期缠绕结构的连续片材包覆柔性基材的连续片材缠绕材料。
本发明涉及的在柔性基材上缠绕连续片材的装置，其特征在于：由牵引系统、缠绕系统和动力与控制系统组成，牵引系统包括主动线辊9、从动线辊10、主动导轮6、被动导轮7和张力调节组件8；缠绕系统为带有片材释放装置的行星轮2，行星轮轴心有中心孔12，片材释放装置由片材安装轮3和片材导轮组4组成；牵引系统中主动导轮6、被动导轮7的连线垂直穿过行星轮轴心的中心孔12；片材导轮组4位于行星轮中心孔12和片材安装轮3之间，三者轴向平行，片材导轮组4的轴心连线与片材安装轮3和行星轮2的中心孔12连线垂直，动力与控制系统控制主动轮1和主动线棍9，匹配柔性基材5和连续片材11的线速度。
本发明涉及的在柔性基材上缠绕连续片材的装置，其特征在于：所述缠绕系统的片材释放装置不超过3组。
本发明涉及的在柔性基材上缠绕连续片材的装置，其特征在于：所述主动导轮6和被动导轮7为中心圆孔或外缘凹槽中的一种。
本发明涉及的在柔性基材上缠绕连续片材的装置，其特征在于：所述被动导轮7装有位置微调结构。
本发明涉及的在柔性基材上缠绕连续片材的装置，其特征在于：所述片材导轮组4两导轮之间的距离为缠绕连续片材厚度的92%。
本发明涉及的在柔性基材上缠绕连续片材的方法，包括上柔性基材、上连续片材和缠绕过程，所述缠绕过程参数包括主动线辊9的牵引速度介于5米/分钟～15米/分钟之间；行星轮2的转速介于60转/分钟～500转/分钟之间。
本发明涉及的在柔性基材上缠绕连续片材的方法，其特征在于：所述缠绕过程通过张力调节组件8控制的牵引系统的张力介于10kg～30kg之间。
本发明涉及的在柔性基材上缠绕连续片材的方法，其特征在于：所述缠绕过程缠绕系统片材的张力介于3kg～6kg之间。
本发明涉及的在柔性基材上缠绕连续片材的装置，可设计性强，操作简单，易于控制，适用于在柔性基材上缠绕片状材料结构产品的连续加工，特别适用于交通信息传感器制造中压电膜在柔性金属编织芯线表面的连续缠绕加工。
附图说明
附图1 本发明涉及的连续片材缠绕装置结构示意图
其中：1-主动轮， 2-行星轮，3-片材安装轮， 4-片材导轮组， 5-柔性基材， 6-主动导轮，7-被动导轮,8-张力调节组件，9-主动线辊,  10-从动线辊, 11-连续片材,12-行星轮中心孔，13-基座，14-主动线辊支座,  15-从动线辊支座,16-主动导轮支座，17-被动导轮支座,18-缠绕支座。
具体实施方式
下面以在柔性基材上缠绕连续片材为例对本发明涉及的技术方案进行进一步说明，但不作为对技术方案的限制。
在柔性基材上缠绕连续片材的装置包括牵引系统和缠绕系统，牵引系统和缠绕系统均固定在设备支架上。
设备支架包括固定在基座13上的主动线辊支座14、从动线辊支座15、缠绕支座18、主动导轮支座16、被动导轮支座17，缠绕支座18位于主动线辊支座14和从动线辊支座15之间；主动导轮支座16位于主动线辊支座14和缠绕支座18之间；被动导轮支座17位于缠绕支座18和从动线辊支座15之间；导轮支座的高度保证导轮孔与行星轮中心孔12中心共线。
牵引系统由主动线辊9、带阻尼装置的从动线辊10和具有位置微调功能的张力调节组件8组成；张力调节组件8安装在被动导轮支座17上；主动线辊9安装在主动线辊支座14上，从动线辊10安装在从动线辊支座15上。
缠绕系统有带有片材安装轮3和片材导轮组4的行星轮2组成；行星轮2外缘直径为200mm，行星轮中心孔12直径为10mm。
行星轮2以轴承连接方式安装在缠绕基座18上；主动轮1与固定在缠绕支座18背面的驱动电机使用键槽传动连接；主动轮1与行星轮2采用齿轮咬合传动连接。
将主动轮和主动线辊分别与相应电机连接，并连接控制系统，得到本发明涉及的在柔性线上缠绕连续片材的设备装置。
使用时，引出绕在从动线辊10上的柔性基材5，依次通过张力调节组件8、被动导轮7、行星轮中心孔12及主动导轮6，固定在主动线辊9上，调节张力调节组件8和从动线辊10的阻尼装置至设定张力；连续片材11安装在片材安装轮3上，通过片材导轮组4引出并搭接在柔性基材5上；按设定工作参数依次启动缠绕电机和主动电机，匀速缠绕得到在柔性芯材上缠绕预期螺距的连续片材的产品。
调整匹配缠绕电机和主动电机的速度将得到不同螺距的产品。如：对于12mm宽的片材，主动线辊绕线速度为6米/分钟，行星轮转速100转/分钟，得到螺距为6毫米缠绕结构的连续片材包覆柔性芯材的连续片材缠绕材料。

Claims (8)

1.一种柔性基材上缠绕连续片材的装置，其特征在于：由牵引系统、缠绕系统和动力与控制系统组成，牵引系统包括主动线辊（9）、从动线辊（10）、主动导轮（6）、被动导轮（7）和张力调节组件（8）；缠绕系统为带有片材释放装置的行星轮（2），行星轮轴心有中心孔（12），片材释放装置由片材安装轮（3）和片材导轮组（4）组成；牵引系统中主动导轮（6）、被动导轮（7）的连线垂直穿过行星轮轴心的中心孔（12）；片材导轮组（4）位于行星轮中心孔（12）和片材安装轮（3）之间，三者轴向平行，片材导轮组（4）的轴心连线与片材安装轮（3）和行星轮（2）的中心孔（12）连线垂直，动力与控制系统控制主动轮（1）和主动线棍（9），匹配柔性基材（5）和连续片材（11）的线速度。
2.根据权利要求1所述的在柔性基材上缠绕连续片材的装置，其特征在于：所述缠绕系统的片材释放装置不超过3组。
3.根据权利要求1所述的在柔性基材上缠绕连续片材的装置，其特征在于：所述主动导轮（6）和被动导轮（7）为中心圆孔或外缘凹槽中的一种。
4.根据权利要求1所述的在柔性基材上缠绕连续片材的装置，其特征在于：所述被动导轮（7）装有位置微调结构。
5.根据权利要求1所述的在柔性基材上缠绕连续片材的装置，其特征在于：所述片材导轮组（4）两导轮之间的距离为缠绕连续片材厚度的92%。
6.一种在柔性基材上缠绕连续片材的方法，包括上柔性基材、上连续片材和缠绕过程，所述缠绕过程参数包括主动线辊（9）的牵引速度介于5米/分钟～15米/分钟之间；行星轮（2）的转速介于60转/分钟～500转/分钟之间。
7.根据权利要求6所述的在柔性基材上缠绕连续片材的方法，其特征在于：所述缠绕过程通过张力调节组件（8）控制的牵引系统的张力介于10kg～30kg之间。
8.根据权利要求6所述的在柔性基材上缠绕连续片材的方法，其特征在于：所述缠绕过程缠绕系统片材的张力介于3kg～6kg之间。
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