CN106567186B - 内环卧式立体编织机及其机器人芯模牵引系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内环卧式立体编织机，其特征在于，包括环形的编织底盘，编织底盘竖直布置，在编织底盘的内环面上形成有锭子轨道，在编织底盘的内环面上沿周向排列有一圈锭子，每个锭子的船形块通过拨盘的拨槽安装在锭子轨道内，每个拨盘对应一个锭子驱动部件，动力部件驱动锭子驱动部件，由锭子驱动部件带动各自的拨盘使得拨盘的拨槽拨动锭子在锭子轨道内交错运动，同时，轴纱自锭子驱动部件的固定芯轴内通过。本发明的另一个技术方案是提供了一种机器人芯模牵引系统。本发明为编织大尺寸复杂形状预成型体提供了保证；有效降低了纱线张力波动，当多层编织时改善效果更为明显。

Description

内环卧式立体编织机及其机器人芯模牵引系统

技术领域

本发明涉及一种立体编织机及其芯模牵引系统，尤其涉及一种内环卧式立体编织机及其机器人芯模牵引系统，属于高端纺织装备领域。

背景技术

立体编织是锭子在编织机底盘的导向槽内交错运动，使纤维相互交织，进而获得立体整体结构的编织物。如附图1所示，一般，通过拨盘30的拨槽31拨动锭子32运动，拨盘30只起传递动力的作用，锭子32运动的导向由锭子基座底部的船型块在拨盘30的导向槽33内的运动来实现；锭子32的运动轨迹类似正弦曲线。由图1可知，立式编织机编织物34的牵引方向沿牵引辊子35垂直向上。

这种立体编织机由于立式结构存在以下不足：(1)由于编织机锭子的数量直接决定编织物的截面尺寸，采用立式编织机编织大尺寸预成型体时，所需锭子数量多，编织机底盘大、占地面积大；如果编织机底盘尺寸不变，只能减小锭子尺寸来增加锭子数量，这样会使锭子的储纱量减少，不利于大尺寸预成型体的连续编织。(2)立式编织机编织物的牵引方向垂直向上，芯模长度受到限制；又由于在编织大尺寸异形构件预成型体时，需要机器人或机械手复杂的牵引运动，而牵引方向向上的立式编织机无法安装机器人或机械手的牵引轨道。

这种立体编织机由于端面结构存在以下不足：在编织过程中，纱线张力波动较大，如附图2和附图3所示，D为锭子轨迹的总宽度，L_min、L_max分别为锭子出纱孔到编织点的最短纱线长度和最长纱线长度，H为编织点到编织底盘中心的距离，h为锭子出纱孔到编织底盘的高度，R为编织底盘的半径。在端面结构中，锭子出纱侧的纱线长度波动ΔL_端面为：

在内环面结构中，H＝0，纱线最短和最长时锭子所处轨道之间的距离为D/2，锭子出纱侧的纱线长度波动ΔL_内环为：

在相同R和D的条件下：

在大型立体编织机中，R〉〉max(H，h，D)。因此，对上式的分子分母有理化，并化简，有：

大型立体编织机编织层数为1时，D≈h，内环结构纱线长度波动与端面结构基本一致；编织层数大于1时，D>h，且随着编织层数增加，D增加，而h不变，所以当编织多层时内环结构纱线长度波动明显小于端面结构。

发明内容

本发明的目的是实现大尺寸异形构件预成型体的立体编织，同时编织过程中纱线张力波动小。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种内环卧式立体编织机，其特征在于，包括环形的编织底盘，编织底盘竖直布置，在编织底盘的内环面上形成有锭子轨道，在编织底盘的内环面上沿周向排列有一圈锭子，每个锭子的船形块通过拨盘的拨槽安装在锭子轨道内，每个拨盘对应一个锭子驱动部件，动力部件驱动锭子驱动部件，由锭子驱动部件带动各自的拨盘使得拨盘的拨槽拨动锭子在锭子轨道内交错运动，同时，轴纱自锭子驱动部件的固定芯轴内通过。

优选地，在所述编织底盘的一侧设有编织环，编织环与所述编织底盘同轴布置。

优选地，还包括编织环支架，编织环支架的一端与所述编织底盘连接固定，所述编织环固定在编织环支架的另一端。

优选地，所述锭子驱动部件包括转动芯轴及穿设于转动芯轴内且同轴布置的固定芯轴，固定芯轴与所述编织底盘固联且具有用于使轴纱通过的中空通道，转动芯轴穿设在所述编织底盘上，所述拨盘固定于转动芯轴的一端，动力部件驱动转动芯轴绕自身轴线转动从而带动所述拨盘的拨槽拨动所述锭子。

优选地，所述锭子驱动部件还包括套装在所述转动芯轴两端的圆柱滚子轴承和滚针轴承；通过套装在圆柱滚子轴承外圈的端盖和套装在所述转动芯轴上的轴用弹性挡圈轴向固定圆柱滚子轴承的外圈和内圈；通过套装在所述转动芯轴上的套筒和固定环轴向固定滚针轴承的外圈和内圈。

优选地，所述动力部件包括锥齿轮副及带减速器电机，锥齿轮副固联在所述转动芯轴带有所述圆柱滚子轴承的端部，带减速器电机将动力传递给锥齿轮副后，由锥齿轮副带动所述转动芯轴转动；

所述转动芯轴带有所述滚针轴承的端部上固定有所述拨盘。

本发明的另一个技术方案是提供了一种机器人芯模牵引系统，包括机器人及由机器人操作的芯模，其特征在于，还包括位于上述的内环卧式立体编织机的编织底盘下方的直线牵引部件，芯模穿过所述编织底盘后，由直线牵引部件与机器人联动，控制芯模的空间运动。

优选地，所述直线牵引部件包括直线导轨，导轨滑块及牵引滑块分别设于直线导轨上，牵引滑块与带伺服电机传动部件相联结，带伺服电机传动部件经由导轨滑块及牵引滑块牵引所述机器人沿直线导轨移动。

优选地，还包括机器人安装板，所述机器人固定在机器人安装板上，机器人安装板固定在所述导轨滑块及所述牵引滑块上。

本发明采用以上技术方案的优点如下：

(1)卧式立体编织机在相同锭子数量和储纱量下，极大减少了编织机的占地面积，为编织大尺寸预成型体提供了保证；

(2)由于卧式编织方式，使可引入机器人芯模牵引系统，为编织复杂形状预成型体提供了保证；

(3)内环面锭子运动轨道可有效地降低纱线张力波动，当多层编织时改善效果更为明显。

附图说明

图1为锭子运动示意图；

图2为端面结构中锭子运动引起纱线长度变化示意图；

图3为内环结构中锭子运动引起纱线长度变化示意图；

图4为立体编织机轴侧图；

图5为锭子驱动部件局部剖视图；

图6为机器人安装局部放大图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图4所示，本发明提供的一种内环卧式立体编织机包括编织机机架4、编织底盘5、锭子驱动部件11、锭子12、编织环7和编织环支架6。如图6所示，本发明提供的一种机器人芯模牵引系统包括牵引系统运动底座1、带伺服电机传动部件3及牵引滑块16、直线导轨2及导轨滑块14、芯模8、连接块9、机器人10及机器人安装板15。

结合图4及图5，本发明的内环卧式立体编织机的具体结构如下：

编织机机架4由地脚螺钉安装在钢筋混凝土地基上，为本发明的编织机提供支撑。编织底盘5垂直安装在编织机机架4上，其内环面加工出锭子运动轨道。编织环7通过编织环支架6与编织底盘5同轴安装。有不同的编织环7和编织环支架6组合，以适应不同编织点位置。在编织底盘5的内环面上沿周向排列有一圈锭子12，每个锭子12的船形块通过拨盘18的拨槽安装在锭子轨道内，每个拨盘18对应一个锭子驱动部件11，动力部件驱动锭子驱动部件11，由锭子驱动部件11带动各自的拨盘18使得拨盘18的拨槽拨动锭子7在锭子轨道内交错运动，同时，轴纱自锭子驱动部件11的转动芯轴28内通过。

锭子驱动部件11包括转动芯轴22、大锁紧螺母17、小锁紧螺母27、锁紧螺钉25、圆柱滚子轴承23、滚针轴承20、拨盘18、固定环19、套筒21、固定芯轴28、固定螺母29、轴用弹性挡圈30和端盖24。动力部件包括带减速器电机13及锥齿轮副26。

转动芯轴22为空心阶梯轴，通过圆柱滚子轴承23和滚针轴承20安装在编织底盘5上。圆柱滚子轴承23和滚针轴承20分别安装在转动芯轴22两端。通过套装在圆柱滚子轴承23外圈的端盖24和套装在转动芯轴22上的轴用弹性挡圈30轴向固定圆柱滚子轴承23的外圈和内圈。通过套装在转动芯轴22上的套筒21和固定环19轴向固定滚针轴承20的外圈和内圈。固定芯轴28为空心以使轴纱通过，套装在转动芯轴22的空心内，通过固定螺母29与编织底盘5固联。拨盘18固联在转动芯轴22的滚针轴承20端，由大锁紧螺母17轴向锁紧。锥齿轮副26固联在转动芯轴22的圆柱滚子轴承23端，由小锁紧螺母27轴向锁紧。带减速器电机13安装在编织底盘5的径向圆柱面，其将动力传给锥齿轮副26，锥齿轮副26带动转动芯轴22转动，转动芯轴22带动拨盘18转动。端盖24通过锁紧螺钉17固联在编织底盘5上，一个带减速器电机13为若干个拨盘18提供动力。

结合图6，本发明的机器人芯模牵引系统的具体结构如下：

牵引系统运动底座1的中心线与编织底盘5的中心线安装在同一垂直面内。带伺服电机传动部件3和直线导轨2分别安装在牵引系统运动底座1上端面的两侧。带伺服电机传动部件3上安装牵引滑块16，直线导轨2上安装导轨滑块14。带伺服电机传动部件3通过牵引滑块16牵引机器人10，直线导轨2通过导轨滑块14为机器人10导向。

机器人10通过机器人安装板15固联在牵引滑块16和导轨滑块14上，在牵引滑块16的牵引和导轨滑块14的导向下沿直线导轨2运动。连接块9连接芯模8与机器人10的末端，通过机器人10和带伺服电机传动部件3联动，控制芯模8的空间运动。芯模8依据预成型体结构设计。

Claims (8)

1.一种内环卧式立体编织机，其特征在于，包括环形的编织底盘（5），编织底盘（5）竖直布置，在编织底盘（5）的内环面上形成有锭子轨道，在编织底盘（5）的内环面上沿周向排列有一圈锭子（12），每个锭子（12）的船形块通过拨盘（18）的拨槽安装在锭子轨道内，每个拨盘（18）对应一个锭子驱动部件（11），动力部件驱动锭子驱动部件（11），由锭子驱动部件（11）带动各自的拨盘（18）使得拨盘（18）的拨槽拨动锭子（12）在锭子轨道内交错运动，同时，轴纱自锭子驱动部件（11）的固定芯轴（28）内通过；

所述锭子驱动部件（11）包括转动芯轴（22）及穿设于转动芯轴（22）内且同轴布置的固定芯轴（28），固定芯轴（28）与所述编织底盘（5）固联且具有用于使轴纱通过的中空通道，转动芯轴（22）穿设在所述编织底盘（5）上，所述拨盘（18）固定于转动芯轴（22）的一端，动力部件驱动转动芯轴（22）绕自身轴线转动从而带动所述拨盘（18）的拨槽拨动所述锭子（12）。

2.如权利要求1所述的一种内环卧式立体编织机，其特征在于，在所述编织底盘（5）的一侧设有编织环（7），编织环（7）与所述编织底盘（5）同轴布置。

3.如权利要求2所述的一种内环卧式立体编织机，其特征在于，还包括编织环支架（6），编织环支架（6）的一端与所述编织底盘（5）连接固定，所述编织环（7）固定在编织环支架（6）的另一端。

4.如权利要求1所述的一种内环卧式立体编织机，其特征在于，所述锭子驱动部件（11）还包括套装在所述转动芯轴（22）两端的圆柱滚子轴承（23）和滚针轴承（20）；通过套装在圆柱滚子轴承（23）外圈的端盖（24）和套装在所述转动芯轴（22）上的轴用弹性挡圈（30）轴向固定圆柱滚子轴承（23）的外圈和内圈；通过套装在所述转动芯轴（22）上的套筒（21）和固定环（19）轴向固定滚针轴承（20）的外圈和内圈。

5.如权利要求4所述的一种内环卧式立体编织机，其特征在于，所述动力部件包括锥齿轮副（26）及带减速器电机（13），锥齿轮副（26）固联在所述转动芯轴（22）带有所述圆柱滚子轴承（23）的端部，带减速器电机（13）将动力传递给锥齿轮副（26）后，由锥齿轮副（26）带动所述转动芯轴（22）转动；

所述转动芯轴（22）带有所述滚针轴承（20）的端部上固定有所述拨盘（18）。

6.一种机器人芯模牵引系统，包括机器人（10）及由机器人操作的芯模（8），其特征在于，还包括位于如权利要求1所述的内环卧式立体编织机的编织底盘（5）下方的直线牵引部件，芯模（8）穿过所述编织底盘（5）后，由直线牵引部件与机器人（10）联动，控制芯模（8）的空间运动。

7.如权利要求6所述的一种机器人芯模牵引系统，其特征在于，所述直线牵引部件包括直线导轨（2），导轨滑块（14）及牵引滑块（16）分别设于直线导轨（2）上，牵引滑块（16）与带伺服电机传动部件（3）相联结，带伺服电机传动部件（3）经由导轨滑块（14）及牵引滑块（16）牵引所述机器人（10）沿直线导轨（2）移动。

8.如权利要求7所述的一种机器人芯模牵引系统，其特征在于，还包括机器人安装板（15），所述机器人固定在机器人安装板（15）上，机器人安装板（15）固定在所述导轨滑块（14）及所述牵引滑块（16）上。