CN109487411B - 一种大型机械自动化三维整体方型编织设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，包括机架，外壳，锭子、方形底盘、导轨以及横向驱动机构和纵向驱动机构；若干导轨并排铺设在方形底盘内，导轨沿纵向方向均匀开设有若干凹槽；若干凹槽沿导轨横向方向并排形成供锭子滑动的滑槽；若干锭子排成一列在滑槽中滑动，锭子呈椭圆柱体，且长度大于凹槽宽度；导轨两端均连接有纵向驱动机构；纵向驱动机构推动导轨沿导轨纵向方向运动；横向驱动机构推动锭子在滑槽内运动。本发明能够使在三维编织物制造过程中不易产生锭子卡死现象，通过完全自动化控制锭子和导轨在编织空间内移动，使纱线在编织面处形成三维编织物，以实现三维编织机的机械化和自动化，达到提高产品的生产效率的目的。

Description

一种大型机械自动化三维整体方型编织设备

技术领域

本发明涉及三维编织技术领域，特别涉及一种大型机械自动化三维整体方型编织设备。

背景技术

三维编织机是制备复合材料预制件的设备核心。在三维编织方法上，目前应用最多的是采用四步法进行三维编织。编织纱线以行和列的方式排列成一个矩阵，每一根编织纱线由一个锭子单独控制，锭子沿行和列作交替运动，形成具有一定尺寸和形状的整体预成型体。

现有的三维编织机在运行的过程中，由于定位的问题，常常出现错位的情况，造成卡顿；而且运行过程中噪音大、震动大；这不仅增加了工人的劳动强度和危险程度，而且还要暂停生产对机器进行检查维修，这无疑是费时费力的，还降低了生产的效率；同时，传统的三维编织机是通过人工手动编织进行，需要多人协调配合编织，劳动强度高，并且多人人工操作与机器操作之间的动作衔接紧密性将成为协调度无法得到有效提升的主要决定性因素，三维编织物质量的一致性无法保证，生产效率非常低。随着社会的进步和经济的发展，人工手动编织三维织物已不能满足市场的需求，因此急需一种自动化三维织物编织机以解决人工手动编织带来的问题。

因此，提供一种机械自动化程度高，有效提高编织效率的大型机械自动化三维整体方型编织设备是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，能够使在三维编织物制造过程中不易产生锭子卡死现象，通过自动化控制锭子和导轨在编织空间内移动，使纱线在编织面处形成三维编织物，以实现三维编织机的机械化和自动化，达到提高产品的生产效率的目的。为实现上述目的，其具体方案如下：

一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，包括机架、包覆所述机架的外壳、锭子、方形底盘、导轨以及横向驱动机构和纵向驱动机构；

所述方形底盘架设在所述机架顶部中间位置；

若干所述导轨并排铺设在方形底盘内，所述导轨沿纵向方向均匀开设有若干凹槽；若干所述凹槽沿导轨横向方向并排形成供所述锭子滑动的滑槽；

若干所述锭子排成一列在所述滑槽中滑动，所述锭子呈椭圆柱体，且长度大于所述凹槽宽度；能够有效避免锭子在滑动时卡死在两凹槽的接缝中，且椭圆形的结构使得导轨之间的结构更加紧凑，大幅减少方形底盘的体积。

所述导轨两端均连接有所述纵向驱动机构；所述纵向驱动机构推动导轨沿导轨纵向方向运动；所述横向驱动机构推动锭子在所述滑槽内运动。

优选的，所述导轨侧面呈工字型条，且所述导轨上设置有若干T型隔板，导轨两端具有侧壁，相邻两T型隔板间，以及侧壁与T型隔板间形成所述凹槽。

优选的，所述纵向驱动机构的数量为两个，均包括第一液压装置，与所述第一液压装置连接的推板一，所述推板一前端安装有连杆一，所述连杆一上均匀固定有若干顶杆一，所述顶杆一与所述导轨的一端固连；两个所述纵向驱动机构相对设置。

优选的，所述横向驱动机构的数量为两个，均包括第二液压装置，与所述第二液压装置连接的推板二，所述推板二前端安装有连杆二，所述连杆二上均匀固定有若干顶杆二，所述顶杆二伸入所述凹槽内，用于推动锭子在所述滑槽内运动；两个所述横向驱动机构相对设置。

优选的，所述纵向驱动机构还包括滑动装置一，所述滑动装置一包括安装台一、滑轨一和滑轨二；所述第一液压装置安装在所述安装台一上，且所述安装台一架设在所述滑轨一上；所述安装台一上设置所述滑轨二，所述推板一架设在所述滑轨二上；所述第一液压装置的伸缩运动推动所述推板一沿所述滑轨二滑动，进而依次带动所述连杆一、顶杆一做伸缩运动，并推动所述导轨沿导轨纵向方向运动。

优选的，所述横向驱动机构还包括滑动装置二，所述滑动装置二包括安装台二、滑轨三和滑轨四；所述第二液压装置安装在所述安装台二上，且所述安装台二架设在所述滑轨三上；所述安装台二上设置所述滑轨四，所述推板二架设在所述滑轨四上；所述第二液压装置的伸缩运动推动所述推板二沿所述滑轨四滑动，进而依次带动所述连杆二、顶杆二做伸缩运动，并推动所述锭子在所述滑槽内运动。

优选的，所述连杆一上均匀设置有若干安装孔，用于安装固定所述顶杆一，相对的两个所述纵向驱动机构的顶杆一位置交错设置。

优选的，所述连杆二上均匀设置有若干安装孔，用于安装固定所述顶杆二，相对的两个所述横向驱动机构的顶杆二位置交错设置。

优选的，还包括终端控制机，所述终端控制机有线/无线连接所述横向驱动机构和所述纵向驱动机构，用于控制所述纵向驱动机构推动导轨沿导轨纵向方向运动，以及控制所述横向驱动机构推动锭子在所述滑槽内运动；所述终端控制机上设置有触控屏，用于输入并显示所述横向驱动机构和所述纵向驱动机构的运动参数。

优选的，所述外壳上安装有四个推动开关和四个平移开关；每个所述横向驱动机构和每个所述纵向驱动机构分别连接一个推动开关和一个平移开关；所述推动开关用于控制所述横向驱动机构推动锭子在所述滑槽内的伸缩运动，或控制所述纵向驱动机构推动导轨沿导轨纵向方向的伸缩运动；所述平移开关用于控制所述横向驱动机构沿导轨纵向方向的平移运动，或控制所述纵向驱动机构沿导轨横向方向的平移运动。

一种大型机械自动化三维整体方型编织设备的用途，用于纤维类结构的三维整体编织，所述纤维类结构中的纤维包括：碳纤维、芳纶纤维，玄武岩纤维、高强聚乙烯纤维、石英纤维、陶瓷纤维、微/纳米纤维中的一种或多种。

本发明公开的一种大型机械自动化三维整体方形编织设备，与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明采用推板和连杆的结构设计，统一控制推动若干顶杆的伸缩运动，从而实现锭子和导轨的不同方向的编织运动，在推动过程中锭子和导轨受力均匀，滑动流畅，运动位移精准统一，有效避免导轨推动不到位产生位移偏差的问题。

2、本发明的锭子为椭圆柱体结构，长度大于凹槽宽度，相较现有技术中的圆柱体设计，能够有效避免由于导轨推动不到位产生的凹槽位置对应偏差现象，使得锭子在滑动过程中出现卡死的问题。

3、采用本发明进行碳纤维三维织物编织，整个编织过程无需人工干预，各个驱动机构的协调匹配运动实现了自动化，能够大幅降低劳动强度及大幅提高生产效率。

4、采用本发明，编织的编织物的质量好。

5、本发明的实用性强，结构相对简单，便于加工和更换，降低了三维编织机的制造和维护成本，适于广泛推广使用。

6、本发明可满足万根以上纱线同时编织；可实现三维四向、三维五向、三维六向、三维七向、三维多向编织等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种大型机械自动化三维整体方型编织设备的整体结构简图；

图2为本发明一种大型机械自动化三维整体方型编织设备的内部结构示意图；

图3为本发明一种大型机械自动化三维整体方型编织设备的锭子安装示意图；

图4为本发明一种大型机械自动化三维整体方型编织设备的第一实施例示意图；

图5为本发明一种大型机械自动化三维整体方型编织设备的第二实施例示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，包括机架1和包覆机架1的外壳2，锭子3、方形底盘4、导轨5以及横向驱动机构和纵向驱动机构；方形底盘4架设在机架1顶部中间位置；若干导轨5并排铺设在方形底盘4内，导轨5沿纵向方向均匀开设有若干凹槽；若干凹槽沿导轨5横向方向并排形成供锭子3滑动的滑槽；若干锭子3排成一列在滑槽中滑动，锭子3呈椭圆柱体，且长度大于凹槽宽度，防止导轨5运动不到位时锭子3发生卡死的问题，同时锭子3的椭圆形弧面能够满足导轨5的纵向移动不受影响；导轨5两端均连接有纵向驱动机构；纵向驱动机构推动导轨5沿导轨5纵向方向运动；横向驱动机构推动锭子3在滑槽内运动。

导轨5两端所在的方形底盘4的相对两侧各设置有一个纵向驱动机构，纵向驱动机构包括第一液压装置71，与第一液压装置71连接的推板一72的一边，推板一72水平放置，推板一72另一边前端安装有连杆一73，连杆一73上均匀垂直固定有若干顶杆一74，顶杆一74与导轨5的一端固连；纵向驱动机构还包括滑动装置一，滑动装置一包括安装台一75、滑轨一76和滑轨二77；第一液压装置71安装在安装台一75上，且安装台一75架设在滑轨一76上；安装台一75上设置滑轨二77，推板一72架设在滑轨二77上；第一液压装置71的伸缩运动推动推板一72沿滑轨二77滑动，进而依次带动连杆一73、顶杆一74做伸缩运动，并推动导轨5沿导轨5纵向方向运动。

工作时，通过控制安装台一沿滑轨一的运动，实现纵向驱动机构沿导轨横向上的运动。纵向驱动机构中的第一液压装置向前推动推板一和连杆一，推板一在滑轨二上滑动，从而带动若干顶杆一前进相同位移，使得与顶杆一相对应的导轨向前行进相同位移，方形底盘两侧的纵向驱动机构可以实现导轨在纵向上的往复运动，从而满足对三维编织设备纵向的交错编织需求。

方形底盘4的另外相对两侧各设置有一个横向驱动机构，横向驱动机构包括第二液压装置61，与第二液压装置61连接的推板二62，推板二62前端安装有连杆二63，连杆二63上均匀固定有若干顶杆二64，顶杆二64伸入凹槽内，用于推动锭子3在滑槽内运动；横向驱动机构还包括滑动装置二，滑动装置二包括安装台二65、滑轨三66和滑轨四67；第二液压装置61安装在安装台二65上，且安装台二65架设在滑轨三66上；安装台二65上设置滑轨四67，推板二62架设在滑轨四67上；第二液压装置61的伸缩运动推动推板二62沿滑轨四67滑动，进而依次带动连杆二63、顶杆二64做伸缩运动，并推动锭子3在滑槽内运动。

工作时，通过控制安装台二沿滑轨三的运动，实现横向驱动机构沿导轨横向上的运动。横向驱动机构中的第二液压装置向前推动推板二和连杆二，推板二在滑轨四上滑动，从而带动若干顶杆二前进相同位移，使得与顶杆二相对应滑槽内的锭子列向前行进相同位移，方形底盘另外相对两侧的横向驱动机构可以实现锭子在导轨横向上的往复运动，从而满足对三维编织设备横向的交错编织需求。

连杆一73和连杆二63上均匀设置有若干安装孔80，用于安装固定顶杆一74和顶杆二64，相对的两个纵向驱动机构的顶杆一74位置交错设置，相对的两个横向驱动机构的顶杆二64位置交错设置。交错设置的间隔依据具体编织要求而定，以满足不同结构编织物对纱线缠绕编织方法的实施。

实施例一

本发明采用终端控制机9的控制方式，终端控制机9有线/无线连接横向驱动机构和纵向驱动机构，用于控制纵向驱动机构推动导轨5沿导轨5纵向方向运动，以及控制横向驱动机构推动锭子3在滑槽内运动；其中安装台一在滑轨一的运动，以及安装台二在滑轨三上的运动可以采用电机拖动安装台一或安装台二的方式实现，或导轨上安装传送带，电机驱动传送带实现安装台一或安装台二的移动。终端控制机9上设置有触控屏，用于输入并显示横向驱动机构和纵向驱动机构的运动参数。运动参数包括第一液压装置和第二液压装置的启停、伸缩行程、伸缩时间间隔，安装台一和安装台二的位移距离、发生位移的时间间隔。该实施例满足三维整体方型编织设备的完全自动化运行。

实施例二

本发明还可以采用手动调整锭子和导轨位移的方式。外壳2上安装有四个推动开关21和四个平移开关22；每个横向驱动机构分别连接一个推动开关21和一个平移开关22，每个纵向驱动机构也分别连接一个推动开关21和一个平移开关22；推动开关21用于控制横向驱动机构推动锭子3在滑槽内的伸缩运动，或控制纵向驱动机构推动导轨5沿导轨5纵向方向的伸缩运动；平移开关22用于控制横向驱动机构沿导轨5纵向方向的平移运动，或控制纵向驱动机构沿导轨5横向方向的平移运动。具体控制过程如下：

第一液压装置连接推动开关，推动开关具有三个控制状态：向前推进、复原、向后推进，分别控制第一液压装置的前进、复原和后退。电机一驱动安装台一沿滑轨一进行平移，电机一连接平移开关，使得安装台一带动顶杆一在不同导轨间进行切换，实现对不同导轨的移动控制。

第二液压装置连接推动开关，控制过程与第一液压装置的控制过程相同。电机二驱动安装台二沿滑轨三进行平移，电机二连接平移开关，使得安装台二带动顶杆二在不同滑槽间进行切换，实现对不同滑槽内锭子列的移动控制。

本发明还公开了大型机械自动化三维整体方型编织设备的用途，用于纤维类结构的三维整体编织，纤维类结构中的纤维包括：碳纤维、芳纶纤维，玄武岩纤维、高强聚乙烯纤维、石英纤维、陶瓷纤维、微/纳米纤维中的一种或多种。

以上对本发明所提供的一种大型机械自动化三维整体方型编织设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (8)

1.一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，包括机架和包覆所述机架的外壳，其特征在于：还包括，锭子、方形底盘、导轨以及横向驱动机构和纵向驱动机构；

所述方形底盘架设在所述机架顶部中间位置；

若干所述导轨并排铺设在方形底盘内，所述导轨沿纵向方向均匀开设有若干凹槽；若干所述凹槽沿导轨横向方向并排形成供所述锭子滑动的滑槽；

若干所述锭子排成一列在所述滑槽中滑动，所述锭子呈椭圆柱体，且长度大于所述凹槽宽度；

所述导轨两端均连接有所述纵向驱动机构；所述纵向驱动机构推动导轨沿导轨纵向方向运动；所述横向驱动机构推动锭子在所述滑槽内运动；

所述纵向驱动机构包括第一液压装置，与所述第一液压装置连接的推板一，所述推板一前端安装有连杆一，所述连杆一上均匀固定有若干顶杆一，所述顶杆一与所述导轨的一端固连；相对的两个所述纵向驱动机构的顶杆一位置交错设置；

所述横向驱动机构包括第二液压装置，与所述第二液压装置连接的推板二，所述推板二前端安装有连杆二，所述连杆二上均匀固定有若干顶杆二，所述顶杆二伸入所述凹槽内，用于推动锭子在所述滑槽内运动；相对的两个所述横向驱动机构的顶杆二位置交错设置；

所述纵向驱动机构还包括滑动装置一，所述滑动装置一包括安装台一、滑轨一和滑轨二；所述第一液压装置安装在所述安装台一上，且所述安装台一架设在所述滑轨一上；所述安装台一上设置所述滑轨二，所述推板一架设在所述滑轨二上；所述第一液压装置的伸缩运动推动所述推板一沿所述滑轨二滑动，进而依次带动所述连杆一、顶杆一做伸缩运动，并推动所述导轨沿导轨纵向方向运动；

所述横向驱动机构还包括滑动装置二，所述滑动装置二包括安装台二、滑轨三和滑轨四；所述第二液压装置安装在所述安装台二上，且所述安装台二架设在所述滑轨三上；所述安装台二上设置所述滑轨四，所述推板二架设在所述滑轨四上；所述第二液压装置的伸缩运动推动所述推板二沿所述滑轨四滑动，进而依次带动所述连杆二、顶杆二做伸缩运动，并推动所述锭子在所述滑槽内运动。

2.根据权利要求1所述的一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，其特征在于，所述纵向驱动机构的数量为两个，两个所述纵向驱动机构相对设置。

3.根据权利要求1所述的一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，其特征在于，所述横向驱动机构的数量为两个，两个所述横向驱动机构相对设置。

4.根据权利要求1所述的一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，其特征在于，所述连杆一上均匀设置有若干安装孔，用于安装固定所述顶杆一。

5.根据权利要求1所述的一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，其特征在于，所述连杆二上均匀设置有若干安装孔，用于安装固定所述顶杆二。

6.根据权利要求1所述的一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，其特征在于，还包括终端控制机，所述终端控制机有线/无线连接所述横向驱动机构和所述纵向驱动机构，用于控制所述纵向驱动机构推动导轨沿导轨纵向方向运动，以及控制所述横向驱动机构推动锭子在所述滑槽内运动；所述终端控制机上设置有触控屏，用于输入并显示所述横向驱动机构和所述纵向驱动机构的运动参数。

7.根据权利要求1所述的一种大型机械自动化三维整体方型编织设备，其特征在于，所述外壳上安装有四个推动开关和四个平移开关；每个所述横向驱动机构和每个所述纵向驱动机构分别连接一个推动开关和一个平移开关；所述推动开关用于控制所述横向驱动机构推动锭子在所述滑槽内的伸缩运动，或控制所述纵向驱动机构推动导轨沿导轨纵向方向的伸缩运动；所述平移开关用于控制所述横向驱动机构沿导轨纵向方向的平移运动，或控制所述纵向驱动机构沿导轨横向方向的平移运动。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的大型机械自动化三维整体方型编织设备的用途，其特征在于，用于纤维类结构的三维整体编织，所述纤维类结构中的纤维包括：碳纤维、芳纶纤维，玄武岩纤维、高强聚乙烯纤维、石英纤维、陶瓷纤维、微/纳米纤维中的一种或多种。

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