CN110468508B - 一种回转体气凝胶缝合设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转体气凝胶缝合设备，属于隔热层缝合技术领域，通过打孔系统，所述打孔系统具有一预设程序，通过所述打孔系统对所述气凝胶进行预打孔；变位回转系统，所述变位回转系统位于所述打孔系统的一侧，所述变位回转系统用于对所述气凝胶和所述回转体进行回转变位；底梭勾线系统，所述底梭勾线系统位于所述变位回转系统的上方；缝合系统，所述缝合系统位于所述底梭勾线系统的一侧，其中，所述底梭勾线系统与所述缝合系统相配合，对经过预打孔的所述气凝胶进行缝合线的线径成型和锁紧，从而达到了避免缝合线的断裂，智能自动化程度高，工作效率高，缝合效果和质量的一致性得到保障的技术效果。

Description

一种回转体气凝胶缝合设备

技术领域

本发明涉及隔热层缝合技术领域，特别涉及一种回转体气凝胶缝合设备。

背景技术

现代航空航天技术向高速与超高速发展，舱段、乘波体飞行器的表面气凝胶隔热层作为核心零件，大量应用于现在航空航天产业。由于舱段、乘波体飞行器结构为异形回转体，表面结构呈流体不规则状，表面气凝胶隔热层的粘贴缝合过程中，现有生产模式为人工缝合粘贴，这种方式使异形回转体表面气凝胶隔热层的质量一致性不可控，且气凝胶的缝合工作量较大，缝合线容易扯断，生产效率较低，不能适用于现代化生产。

发明内容

本发明提供了一种回转体气凝胶缝合设备，解决了现有技术中异形回转体表面气凝胶隔热层的质量一致性不可控，且缝合工作量较大，缝合线容易扯断，生产效率较低的技术问题，达到了避免缝合线的断裂，智能自动化程度高，工作效率高，缝合效果和质量的一致性得到保障的技术效果。

本发明提供了一种回转体气凝胶缝合设备，待缝合的气凝胶和回转体置于所述缝合设备上，包括：打孔系统，所述打孔系统具有一预设程序，通过所述打孔系统对所述气凝胶进行预打孔；变位回转系统，所述变位回转系统位于所述打孔系统的一侧，所述变位回转系统用于对所述气凝胶和所述回转体进行回转变位；底梭勾线系统，所述底梭勾线系统位于所述变位回转系统的上方；缝合系统，所述缝合系统位于所述底梭勾线系统的一侧，其中，所述底梭勾线系统与所述缝合系统相配合，对经过预打孔的所述气凝胶进行缝合线的线径成型和锁紧。

优选的，所述打孔系统包括：第一底座；打孔装置，所述打孔装置固定设置在所述第一底座上，且所述打孔装置的端部安装有第一连接轴；打孔机头，所述打孔机头通过打孔基座与所述第一连接轴上的法兰固定连接。

优选的，所述打孔机头包括：伸缩气缸，所述伸缩气缸固定设置在所述打孔基座上，且所述伸缩气缸的顶部固定设置有一连接板；第一伺服电机，所述第一伺服电机固定设置在所述连接板上；机针连接器，所述机针连接器通过螺钉固定在所述第一伺服电机的输出轴端；打孔针，所述打孔针固定在所述机针连接器上。

优选的，所述缝合系统包括：第二底座；缝合装置，所述缝合装置设置在所述第二底座上，且所述缝合装置的端部安装有第二连接轴；缝合机头，所述缝合机头与所述第二连接轴固定连接。

优选的，所述缝合机头包括：缝合机头罩；第二伺服电机，所述第二伺服电机固定设置在缝合机头罩上；曲柄，所述曲柄的一端部通过平键与所述第二伺服电机的输出轴固定连接；连杆，所述连杆与所述曲柄的另一端固定连接。

优选的，所述缝合机头还包括：缝合线张紧机构，所述缝合线张紧机构固定设置在所述缝合机头罩上；导向轴，所述导向轴的一端与所述缝合线张紧机构连接；缝合机针，所述缝合机针与所述导向轴远离所述缝合线张紧机构的一端连接；其中，所述缝合机头通过所述第二伺服电机的回转带动所述曲柄、连杆的运动，使所述导向轴带动所述缝合机针形成往复运动，完成所述缝合机头的缝合动作。

优选的，所述底梭勾线系统包括：垂直升降机构和水平伸缩机构，所述水平伸缩机构与所述垂直升降机构相垂直设置，且所述水平伸缩机构固定在所述垂直升降机构的滑台上；第三伺服电机，所述第三伺服电机固定设置在所述水平伸缩机构的滑台上；勾线器，所述勾线器固定设置在所述第三伺服电机的输出轴上；其中，所述第三伺服电机的回转带动所述勾线器运动，且所述勾线器与所述缝合机针相配合完成缝合线的线径成型和锁紧，通过所述垂直升降机构和所述水平伸缩机构带动所述第三伺服电机移动，以缝合所述气凝胶。

优选的，所述变位回转系统包括：回转变位机，所述回转变位机位于所述打孔系统与所述缝合系统之间；固定装置，所述固定装置固定在所述回转变位机的转盘上。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明实施例提供的一种回转体气凝胶缝合设备，待缝合的气凝胶和回转体置于缝合设备上，该回转体气凝胶缝合设备包括：打孔系统、变位回转系统、底梭勾线系统和缝合系统，变位回转系统位于打孔系统的一侧，通过变位回转系统对气凝胶和回转体进行回转变位；底梭勾线系统位于变位回转系统的上方，缝合系统位于底梭勾线系统的一侧，该回转体气凝胶缝合设备的具体工作流程为：首先，人工通过吊车吊装异形回转体和需要缝合的气凝胶隔热层放置于变位回转系统上，此时，打孔系统通过预先编制好的机器人程序，自动完成异形回转体气凝胶的预打孔工作，接着由变位回转系统带动打完底孔的气凝胶至缝合系统处，由缝合系统配合底梭勾线系统通过打孔系统的预打孔，完成缝合线的线径成型和锁紧，即完成气凝胶的自动缝合，最后完成缝合线的自动尖端工作，进行下一面的缝合工作，直至整个异形回转体气凝胶全部缝合完毕即可，从而解决了现有技术中异形回转体表面气凝胶隔热层的质量一致性不可控，且缝合工作量较大，缝合线容易扯断，生产效率较低的技术问题，达到了避免缝合线的断裂，智能自动化程度高，工作效率高，缝合效果和质量的一致性得到保障的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例中一种回转体气凝胶缝合设备的结构示意图；

图2为图1中打孔系统的结构示意图；

图3为图2中打孔机头的结构示意图；

图4为图1中缝合系统的结构示意图；

图5为图4中缝合机头的结构示意图；

图6为图1中底梭勾线系统的结构示意图；

图7为图1中变位回转系统的结构示意图。

附图标记说明：打孔系统1；缝合系统2；底梭勾线系统3；变位回转系统4；第一底座5；打孔装置6；打孔基座7；伸缩气缸8；第一伺服电机9；连接板10；机针连接器11；打孔针12；缝合装置13；第二底座14；缝合机头15；缝合机头罩16；第二伺服电机17；曲柄18；连杆19；导向轴20；缝合线张紧机构21；缝合机针22；勾线器23；第三伺服电机24；水平伸缩机构25；垂直升降机构26；回转变位机27；固定装置28。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种回转体气凝胶缝合设备，用以解决现有技术中异形回转体表面气凝胶隔热层的质量一致性不可控，且缝合工作量较大，缝合线容易扯断，生产效率较低的技术问题。

本发明实施例中的技术方案，总体思路如下：

本发明实施例提供的一种回转体气凝胶缝合设备，待缝合的气凝胶和回转体置于所述缝合设备上，包括：打孔系统，所述打孔系统具有一预设程序，通过所述打孔系统对所述气凝胶进行预打孔；变位回转系统，所述变位回转系统位于所述打孔系统的一侧，所述变位回转系统用于对所述气凝胶和所述回转体进行回转变位；底梭勾线系统，所述底梭勾线系统位于所述变位回转系统的上方；缝合系统，所述缝合系统位于所述底梭勾线系统的一侧，其中，所述底梭勾线系统与所述缝合系统相配合，对经过预打孔的所述气凝胶进行缝合线的线径成型和锁紧，从而达到了避免缝合线的断裂，智能自动化程度高，工作效率高，缝合效果和质量的一致性得到保障的技术效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

实施例

图1为本发明实施例中一种回转体气凝胶缝合设备的结构示意图，其中，待缝合的气凝胶和回转体置于所述缝合设备上，如图1所示：

所述回转体气凝胶缝合设备包括：打孔系统1，所述打孔系统1具有一预设程序，通过所述打孔系统1对所述气凝胶进行预打孔。

进一步的，所述打孔系统1包括：第一底座5；打孔装置6，所述打孔装置6固定设置在所述第一底座5上，且所述打孔装置6的端部安装有第一连接轴；打孔机头，所述打孔机头通过打孔基座7与所述第一连接轴上的法兰固定连接。

进一步的，所述打孔系统1还包括：伸缩气缸8，所述伸缩气缸8固定设置在所述打孔基座7上，且所述伸缩气缸8的顶部固定设置有一连接板10；第一伺服电机9，所述第一伺服电机9固定设置在所述连接板10上；机针连接器11，所述机针连接器11通过螺钉固定在所述第一伺服电机9的输出轴端；打孔针12，所述打孔针12固定在所述机针连接器11上。

具体而言，本实施例中的回转体气凝胶缝合设备主要包括：打孔系统1、缝合系统2、底梭勾线系统3、变位回转系统4组成。且本实施例中以该回转体为异形回转体作为优选，各系统之间通过异形回转体的缝合工艺要求放置在地面上，从而构成该异形回转体自动缝合设备。其中，打孔系统1包括第一底座5、打孔装置6、打孔基座7、伸缩气缸8、第一伺服电机9、连接板10、机针连接器11、打孔针12，具体的：如图2所示，第一底座5为打孔系统1中用于支撑整个系统的部件，即在第一底座5上可进一步放置打孔系统1中的其他部件；打孔装置6为打孔系统1中用于打孔的部件，本实施例中以该打孔装置6为打孔机器人作为优选，这样可以进一步提高缝合设备的自动化程度，且该打孔机器人通过螺钉固定在第一底座5上；同时在打孔装置6的末端安装有一安装轴，通过该安装轴上的法兰能够使得打孔机头通过打孔基座7与打孔装置6连接固定连接，即就是打孔基座7通过螺钉连接在打孔机器人的末端轴的连接法兰上。

进一步的，如图3所示，打孔机头包括：伸缩气缸8、第一伺服电机9、连接板10、机针连接器11、打孔针12，具体的：伸缩气缸8通过螺钉固定在打孔基座7上，同时在伸缩气缸8上方还固定安装有一连接板10，然后将第一伺服电机9通过螺钉固定在连接板10上，这样使得连接板10和第一伺服电机9能够一起固定在伸缩气缸8上，机针连接器10通过螺钉固定在第一伺服电机9的输出轴端，其中第一伺服电机9即为打孔伺服电机，为打孔机头中用于提供动力的部件，接着将打孔针12通过螺钉固定在机针连接器11的端部。该打孔系统1主要用于气凝胶自动缝合前期的预打孔，这样可以达到减少缝合线与气凝胶的摩擦，提高缝合的稳定性的目的。

所述回转体气凝胶缝合设备还包括：变位回转系统4，所述变位回转系统4位于所述打孔系统1的一侧，所述变位回转系统4用于对所述气凝胶和所述回转体进行回转变位。

进一步的，所述变位回转系统包括：回转变位机27，所述回转变位机27位于所述打孔系统1与所述缝合系统2之间；固定装置28，所述固定装置28固定在所述回转变位机27的转盘上。

具体而言，变位回转系统4安装在打孔系统1的旁侧，且变位回转系统4和打孔系统1均处于同一水平面上，其中，变位回转系统4包括回转变位机27和固定装置28，如图7所示，具体的：回转变位机27放置在打孔系统1和缝合系统2之间，回转变位机27通过螺钉固定在地面基础上，进而将固定装置28通过螺栓固定在回转变位机27的转盘上。该变位回转系统4通过回转变位机27的回转变位，能够使异形回转体的异形面与打孔系统1、缝合系统2达到最佳的配合状态，满足打孔、缝合的垂直法线要求，从而进一步提高异形回转体气凝胶的缝合稳定性。

所述回转体气凝胶缝合设备还包括：底梭勾线系统3，所述底梭勾线系统3位于所述变位回转系统4的上方。

进一步的，所述底梭勾线系统3包括：垂直升降机构26和水平伸缩机构25，所述水平伸缩机构25与所述垂直升降机构26相垂直设置，且所述水平伸缩机构25固定在所述垂直升降机构26的滑台上；第三伺服电机24，所述第三伺服电机24固定设置在所述水平伸缩机构25的滑台上；勾线器23，所述勾线器23固定设置在所述第三伺服电机24的输出轴上；其中，所述第三伺服电机24的回转带动所述勾线器23运动，且所述勾线器23与所述缝合机针21相配合完成缝合线的线径成型和锁紧，通过所述垂直升降机构26和所述水平伸缩机构25带动所述第三伺服电机24移动，以缝合所述气凝胶。

具体而言，底梭勾线系统3位于变位回转系统4的上方，且包括垂直升降机构26、水平伸缩机构25、第三伺服电机24和勾线器23，如图6所示，具体的：水平伸缩机构25为使第三伺服电机24在水平方向移动的部件，垂直升降机构26为使第三伺服电机24在竖直方向移动的部件，因此，水平伸缩机构25通过螺钉固定垂直设置在垂直升降机构26的滑台上，进而将第三伺服电机24通过连接板和螺钉固定在水平伸缩机构25的滑台上，勾线器23通过螺钉固定在第三伺服电机24的输出轴上。底梭勾线系统3通过第三伺服电机24的回转，带动勾线器23配合缝合机针21的动作完成缝合线的线径成型和锁紧，同时通过垂直升降机构26和水平伸缩机构25相互配合带动第三伺服电机24移动，从而以达到满足整合异形回转体的范围内气凝胶的缝合。

所述回转体气凝胶缝合设备还包括：缝合系统2，所述缝合系统2位于所述底梭勾线系统3的一侧，其中，所述底梭勾线系统3与所述缝合系统2相配合，对经过预打孔的所述气凝胶进行缝合线的线径成型和锁紧。

进一步的，所述缝合系统包括：第二底座14；缝合装置13，所述缝合装置13设置在所述第二底座14上，且所述缝合装置13的端部安装有第二连接轴；缝合机15头，所述缝合机头15与所述第二连接轴固定连接。

进一步的，所述缝合机头15包括：缝合机头罩16；第二伺服电机17，所述第二伺服电机17固定设置在缝合机头罩16上；曲柄18，所述曲柄18的一端部通过平键与所述第二伺服电机17的输出轴固定连接；连杆19，所述连杆19与所述曲柄18的另一端固定连接。

进一步的，所述缝合机头15还包括：缝合线张紧机构21，所述缝合线张紧机构21固定设置在所述缝合机头罩16上；导向轴20，所述导向轴20的一端与所述缝合线张紧机构21连接；缝合机针22，所述缝合机针22与所述导向轴20远离所述缝合线张紧机构21的一端连接；其中，所述缝合机头15通过所述第二伺服电机17的回转带动所述曲柄18、连杆19的运动，使所述导向轴20带动所述缝合机针22形成往复运动，完成所述缝合机头15的缝合动作。

具体而言，缝合系统2为该缝合设备中用于缝合的部分，缝合系统2位于底梭勾线系统3的一侧，这样使得底梭勾线系统3位于打孔系统1和缝合系统2之，缝合系统2包括：第二底座14、缝合装置13、缝合机头15，如图4所示，具体的：第二底座14为缝合系统2中用于支撑整个系统的部件，即在第二底座14上可进一步放置缝合系统2中的其他部件；缝合装置13为缝合系统2中用于缝合的部件，本实施例中以该缝合装置13为缝合机器人作为优选，这样可以进一步提高缝合设备的自动化程度，且该缝合机器人通过螺钉与第二底座14连接在一起；同时在缝合装置13的端部安装有第二连接轴，这样，缝合机头15可通过螺钉固定在缝合装置13的末端轴上，缝合系统2主要用于气凝胶缝合线轨迹的进给。

进一步的，如图5所示，缝合机头15主要包括：缝合机头罩16、第二伺服电机17、曲柄18、连杆19、缝合线张紧机构21、导向轴20和缝合机针22，具体的：第二伺服电机17通过螺钉固定在缝合机头罩16上，曲柄18的一端通过平键与第二伺服电机17的输出轴固定，曲柄18的另外一端通过螺钉与连杆19固定，进而将连杆19通过加紧装置与导向轴20连接，缝合机针22通过螺钉固定在导向轴20的另外一端，缝合线张紧机构21通过螺纹固定在缝合机头罩16上，这样使得缝合机头15通过第二伺服电机17的回转带动曲柄18、连杆19的运动，使导向轴20连同缝合机针22形成往复运动，完成机头的缝合动作。

本实施例中回转体气凝胶缝合设备的具体工作流程为：首先，人工通过吊车吊装异形回转体至异形回转体的固定装置28上，人工放置好需要缝合的气凝胶隔热层。此时，打孔系统1通过预先编制好的机器人程序，自动完成异形回转体气凝胶的预打孔工作，接着由变位回转系统4带动打完底孔的气凝胶至缝合系统2处，由缝合系统2配合底梭勾线系统3通过打孔系统1的预打孔，完成缝合线的线径成型和锁紧，即完成气凝胶的自动缝合，最后完成缝合线的自动尖端工作，进行下一面的缝合工作，直至整个异形回转体气凝胶全部缝合完毕即可，从而保证了异形回转体表面气凝胶隔热层的高质量、高效率、智能自动化的生产。

因此，本实施例通过在气凝胶缝合之前采用机器人自动预先打孔，从而达到了减少缝合线与气凝胶本体的摩擦，避免缝合线的断裂的目的，同时在缝合过程采用机器人自动缝合，可以进一步提升缝合效率，且缝合效果和质量的一致性能够得到保障，进一步的，在底梭勾线系统中配置了垂直和水平升降机构，能够上下前后移动，这样能够根据不同小的的异形回转体的气凝胶进行缝合进行调节，可用于多种型号的异形回转体气凝胶缝合的自动化生产。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明实施例提供的一种回转体气凝胶缝合设备，待缝合的气凝胶和回转体置于缝合设备上，该回转体气凝胶缝合设备包括：打孔系统、变位回转系统、底梭勾线系统和缝合系统，变位回转系统位于打孔系统的一侧，通过变位回转系统对气凝胶和回转体进行回转变位；底梭勾线系统位于变位回转系统的上方，缝合系统位于底梭勾线系统的一侧，该回转体气凝胶缝合设备的具体工作流程为：首先，人工通过吊车吊装异形回转体和需要缝合的气凝胶隔热层放置于变位回转系统上，此时，打孔系统通过预先编制好的机器人程序，自动完成异形回转体气凝胶的预打孔工作，接着由变位回转系统带动打完底孔的气凝胶至缝合系统处，由缝合系统配合底梭勾线系统通过打孔系统的预打孔，完成缝合线的线径成型和锁紧，即完成气凝胶的自动缝合，最后完成缝合线的自动尖端工作，进行下一面的缝合工作，直至整个异形回转体气凝胶全部缝合完毕即可，从而解决了现有技术中异形回转体表面气凝胶隔热层的质量一致性不可控，且缝合工作量较大，缝合线容易扯断，生产效率较低的技术问题，达到了避免缝合线的断裂，智能自动化程度高，工作效率高，缝合效果和质量的一致性得到保障的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种回转体气凝胶缝合设备，待缝合的气凝胶和回转体置于所述缝合设备上，其特征在于，所述回转体气凝胶缝合设备包括：

打孔系统，所述打孔系统具有一预设程序，通过所述打孔系统对所述气凝胶进行预打孔；

变位回转系统，所述变位回转系统位于所述打孔系统的一侧，所述变位回转系统用于对所述气凝胶和所述回转体进行回转变位；

底梭勾线系统，所述底梭勾线系统位于所述变位回转系统的上方；

缝合系统，所述缝合系统位于所述底梭勾线系统的一侧，其中，所述底梭勾线系统与所述缝合系统相配合，对经过预打孔的所述气凝胶进行缝合线的线径成型和锁紧。

2.如权利要求1所述的回转体气凝胶缝合设备，其特征在于，所述打孔系统包括：

第一底座；

打孔装置，所述打孔装置固定设置在所述第一底座上，且所述打孔装置的端部安装有第一连接轴；

打孔机头，所述打孔机头通过打孔基座与所述第一连接轴上的法兰固定连接。

3.如权利要求2所述的回转体气凝胶缝合设备，其特征在于，所述打孔机头包括：

伸缩气缸，所述伸缩气缸固定设置在所述打孔基座上，且所述伸缩气缸的顶部固定设置有一连接板；

第一伺服电机，所述第一伺服电机固定设置在所述连接板上；

机针连接器，所述机针连接器通过螺钉固定在所述第一伺服电机的输出轴端；

打孔针，所述打孔针固定在所述机针连接器上。

4.如权利要求1所述的回转体气凝胶缝合设备，其特征在于，所述缝合系统包括：

第二底座；

缝合装置，所述缝合装置设置在所述第二底座上，且所述缝合装置的端部安装有第二连接轴；

缝合机头，所述缝合机头与所述第二连接轴固定连接。

5.如权利要求4所述的回转体气凝胶缝合设备，其特征在于，所述缝合机头包括：

缝合机头罩；

第二伺服电机，所述第二伺服电机固定设置在缝合机头罩上；

曲柄，所述曲柄的一端部通过平键与所述第二伺服电机的输出轴固定连接；

连杆，所述连杆与所述曲柄的另一端固定连接。

6.如权利要求5所述的回转体气凝胶缝合设备，其特征在于，所述缝合机头还包括：

缝合线张紧机构，所述缝合线张紧机构固定设置在所述缝合机头罩上；

导向轴，所述导向轴的一端与所述缝合线张紧机构连接；

缝合机针，所述缝合机针与所述导向轴远离所述缝合线张紧机构的一端连接；

其中，所述缝合机头通过所述第二伺服电机的回转带动所述曲柄、连杆的运动，使所述导向轴带动所述缝合机针形成往复运动，完成所述缝合机头的缝合动作。

7.如权利要求6所述的回转体气凝胶缝合设备，其特征在于，所述底梭勾线系统包括：

垂直升降机构和水平伸缩机构，所述水平伸缩机构与所述垂直升降机构相垂直设置，且所述水平伸缩机构固定在所述垂直升降机构的滑台上；

第三伺服电机，所述第三伺服电机固定设置在所述水平伸缩机构的滑台上；

勾线器，所述勾线器固定设置在所述第三伺服电机的输出轴上；

其中，所述第三伺服电机的回转带动所述勾线器运动，且所述勾线器与所述缝合机针相配合完成缝合线的线径成型和锁紧，通过所述垂直升降机构和所述水平伸缩机构带动所述第三伺服电机移动，以缝合所述气凝胶。

8.如权利要求1所述的回转体气凝胶缝合设备，其特征在于，所述变位回转系统包括：

回转变位机，所述回转变位机位于所述打孔系统与所述缝合系统之间；

固定装置，所述固定装置固定在所述回转变位机的转盘上。

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