CN114703605B - 一种用于碳纤维的联动针刺成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，涉及光伏面板行业的碳纤维模具的针刺成型设备技术领域，包括机械臂、底部针刺组件、定型承件装置和侧部针刺装置，机械臂端部设有底部针刺组件；底部针刺组件包括针刺基底，机械臂连接针刺基底一侧，针刺基底另一侧设置有针刺装置；定型承件装置上设有坩埚模具，定型承件装置底部滑动连接有第一滑轨；侧部针刺装置包括侧面针刺部件，侧面针刺部件与坩埚模具侧部的柱面段位置相对应，侧面针刺部件设置于侧面针刺移动基体上，侧面针刺移动基体底部滑动连接有第二滑轨。本发明提供一种体积较小、针刺效率高且针刺质量高的用于碳纤维的联动针刺成型设备。

Description

一种用于碳纤维的联动针刺成型设备

技术领域

本发明属于光伏面板行业的碳纤维模具的针刺成型设备技术领域，具体涉及一种用于碳纤维的联动针刺成型设备。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

单晶硅是具有完整点阵结构的晶体，是一种良好的半导材料，在半导体集成电路、二极管、太阳能电池等领域广泛应用。由于光伏行业的快速发展，单晶硅的需求迅猛增长，当前单晶硅生产主要采用直拉法，直拉法生产单晶硅，首先将高纯度多晶硅原料放入热场石英坩埚中加热熔化，然后再经过放晶、引晶、放肩、转肩、等径、收尾等步骤，最终制得单晶硅棒。由于石英坩埚受热软化，所以常用等静压高纯度石墨坩埚作为石英坩埚支撑件使用，但石墨产品抗热震性能差、强度低，且随着主流硅晶圆尺寸的增大，大直径石墨坩埚成型困难，制造加工成本昂贵。近些年热场材料技术的发展趋势表明碳纤维材料在热场中的应用可以提高热场的效率，降低部件的重量，同时提高热场部件的使用寿命、机械性能和材料性能。根据碳纤维材料预制体成型方式的不同，可进一步分为编织预制体技术、穿刺预制体技术、缝合预制体技术和针刺预制体技术。

编织预制体成本高昂、工艺复杂，难以实现低价、大批量工业生产需求。缝合预制体技术，多适用于平板件的成型，且由于结构限制，难以用于大厚度预制体成型。穿刺预制体技术相对应用较少。相对其他预制体技术而言，针刺预制体技术具有成本低，易自动化成型等优点，是碳纤维材料制体大规模生产应用的关键技术。

现有技术如公开号CN 111455568 A，名为《一种用于碳纤维的联动针刺成型设备》。该发明涉及一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，包括机架、回转臂支撑台、控制柜、垂直升降机械臂、水平横移机械臂和旋转双向刺针组件，其中：旋转双向刺针组件包括安装座，设置在安装座上的带抱闸的伺服电机，连接在带抱闸的伺服电机输出端的双向直线运动气缸，和连接在双向直线运动气缸的活塞杆上的刺针集成，所述刺针集成对应双向直线运动气缸运动方向的两端均设置有刺针。该发明通过机械臂带动针刺组件在三维空间内自由运动、回转台驱使模具旋转，从而使得针刺组件全方位、无死角地对模具上的碳纤维进行针刺作业，并且刺针一次可刺穿敷贴在模具上的多层碳纤维，有效的提高了针刺效率，同时具有结构简单、紧凑，占用空间小，操作方便的优点。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体积较小、针刺效率高且针刺质量高的用于碳纤维的联动针刺成型设备。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，包括；

机械臂，机械臂端部设有底部针刺组件；

底部针刺组件，底部针刺组件包括针刺基底，所述机械臂连接针刺基底一侧，针刺基底另一侧设置有针刺装置；

移动支撑组件，移动支撑组件包括定型承件装置和侧部针刺装置，定型承件装置上设有坩埚模具，定型承件装置底部滑动连接有第一滑轨；

侧部针刺装置包括侧面针刺部件，侧面针刺部件与坩埚模具侧部的柱面段位置相对应，侧面针刺部件设置于侧面针刺移动基体上，侧面针刺移动基体底部滑动连接有第二滑轨；

机械臂设置于定型承件装置一侧，侧部针刺装置设置于定型承件装置另一侧。

根据本发明一实施例所示，侧面针刺部件包括安装板，安装板上并排设置有运动气缸，运动气缸活塞杆端部连接有针刺集成；

针刺垂直朝向坩埚模具侧面。

本发明提出的一种用于碳纤维的联动针刺成型设备包括机械臂、底部针刺组件、定型承件装置和侧部针刺装置，底部针刺组件连接机械臂端部，通过机械臂移动以改变底部针刺组件的位置，从而底部针刺组件以对坩埚预制体底部不同位置进行针刺成型处理。通过采用机械臂可以带动底部针刺组件，与现有技术固定或相对固定针刺组件本发明极大的提高了底部针刺组件的灵活度，机械臂可以多角度旋转和多方位运动以调整底部针刺组件的位置和角度，提高底部针刺组件对坩埚预制体的针刺处理程度和效率；同时，相比较现有的水平布置的针刺平台组件尺寸结构较大，本发明采用机械臂可以大大降低了整体针刺成型设备所占用的体积和空间范围。定型承件装置上设坩埚模具，坩埚模具用来对坩埚预制体进行承托，且定型承件装置底部滑动连接有第一滑轨，坩埚预制体可以通过定型承件装置来调整位置。通过定型承件装置底部滑动连接第一滑轨，以将坩埚预制体移动至相应的位置上，有利于坩埚预制体的取放，防止坩埚预制体的在移动过程中破坏，提高整体装置的效率。侧面针刺部件设置与坩埚模具侧部位置相对应，从而侧面针刺部件对坩埚预制体侧面进行针刺成型处理，本发明将底部针刺组件和侧部针刺装置工作区域分开，使底部针刺组件专门针对坩埚预制体底部弧面进行针刺处理，侧部针刺装置只针对坩埚预支体侧壁进行针刺处理，以降低由于机械臂运动轨迹过于复杂导致的效率降低；同时，底部针刺组件和侧部针刺装置均可以独立工作，有利于提高对坩埚预制体的针刺成型效率；此外，在侧面针刺移动基体底部滑动连接有第二滑轨，可以针对不同织物的要求，以调整侧面针刺装置的位置，从而调整侧部针刺装置对坩埚预制体的针刺深度以及针刺密度，进而满足不同织物的要求。本发明通过将机械臂设置于定型承件装置一侧，侧部针刺装置设置于定型承件装置另一侧，使得底部针刺组件和侧部针刺装置可以同时工作，提高了工作效率；此外，通过底部机械臂和侧部针刺装置相对放置，侧部针刺装置和底部针刺组件对坩埚模具作用力的方向是相对的，可以防止坩埚预制体在针刺过程中发生偏移或错位从而导致坩埚预制体的破坏。

进一步的，机械臂采用六自由度工业机器人。采用六自由度的工业机器人，使得操控更加灵活，使得机械臂通过操控底部针刺组件对坩埚预制体底部的针刺成型更精确，防止坩埚预制体底部织物密度不统一，提高针刺的质量。

根据本发明一实施例所示，针刺装置包括安装座，安装座一侧连接有第一电机，第一电机输出端连接有两个并排设置的运动气缸，两个运动气缸活塞杆端部连接有一针刺集成，针刺集成包括针盒和针刺，针刺可拆卸的安装于针盒一侧；

安装座固联针刺基底一侧，第一电机连接于针刺基底另一侧。

当机械臂收到指令后会将端部连接的底部针刺组件移动当相对应的位置后，第一电机会根据指令以调整针刺集成的角度，以将针刺垂直于要针刺处理坩埚预制体的面，之后运动活塞往复运动，对此面进行针刺处理。通过第一电机设置，可以对针刺集成的角度进行微调，有利于针刺对坩埚预制体针刺处理更加均匀。

进一步的，在针盒内部设置有压力反馈装置。通过压力反馈装置可以及时反馈压力变化，并根据织物的要求，通过调节运动气缸输出功率进而调节针刺的压力大小，从而以满足密度的要求；此外，在底部底部针刺组件中的针刺集成中设置有压力反馈装置，以保证可以防止在针刺过程中坩埚预制体底部织物密度不统一，有效的降低了后续成品在工作过程中受热不均匀的概率。

根据本发明一实施例所示，针刺基底上设置有喷淋组件，喷淋组件包括第二电机，第二电机固连于针刺基底一侧，第二电机输出轴端部设置有喷淋基底，喷淋基底设有夹持器，夹持器夹持有喷头，喷头底部连接有软管。

在整体装置在使用过程中，通过软管将水体压入喷头，喷淋装置中喷头可以将水体朝向针刺方向进行喷淋。喷淋与针刺是同步进行的，在针刺结束时喷淋也随之结束，通过喷淋可以对坩埚预制体起到柔顺和定型的作用。与现有技术相比，本发明的喷淋位置更加具体且喷淋组件可跟随底部针刺组件运动，提高了喷淋水体对坩埚预制体的渗透，还在降低喷淋水体的使用量的同时还可提高水体对于坩埚预制体柔顺和定型的效果。第二电机的输出轴旋转可以改变喷头方向，进而通过控制第二电机的转动从而控制喷淋方向，使得喷淋方向朝向针刺处理方向，有利于提高水体在喷淋过程中的利用率，在降低水体的消耗的同时提高水体的在坩埚预制体上的效果。

进一步的，喷淋的水体为稀释的酚醛树脂或环氧树脂。酚醛树脂或环氧树脂在产品针刺成型后可以通过加热进行固化处理，可以使产品在在增密前就有一定的强度，从而保证在运输和搬运的过程中不易发生变形，有利于降低成型装置的远距离运输成本。

根据本发明一实施例所示，喷头包括喷头基体，喷头基体为一T型三通管，喷头基体包括第一管道、第二管道和第三管道，第一管道连接第二管道和第三管道一端，第一管道轴线与第二管道和第三管道轴线垂直，第一管道、第二管道和第三管道内设有相联通的过水通道；

第二管道和第三管道均连接有喷洒头，喷洒头轴线与第二管道和第三管道垂直设置，两个喷洒头朝向一致。

通过软管将水体压入喷头，水体先通过第一管道的过水通道，在第一管道与第二管道和第三管道的连接处，水体分流分别流向第二管道和第三管道的过水通道，之后水体从第二管道和第三管道连接的喷洒头喷洒出，最后水体会喷洒到坩埚预制体上，对坩埚预制体体起到柔顺和定型的作用。

根据本发明一实施例所示，第一管道与第二管道和第三管道连接处设置有增压组件，增压组件包括增压基体，增压基体内部端部抵接有弹簧一端，所说弹簧另一端连接有压板，压板连接有挡块；

挡块设置于第一管道、第二管道和第三管道过水通道相连接处。

通过在第一管道与第二管道和第三管道连接处设置有增压组件，在需求喷洒水体时，当水体在第一管道进入第二管道和第三管道时，水体在增压组件的挡块的作用下向两侧过水通道流动，可以提高水体压力，以使得后续喷洒更加均匀；在不需求喷洒时，在挡块后面设置的压板和弹簧会施加压力以对进水口进行封口处理。

通过对增压组件的设计，实现了喷淋控制，在进液需要进行喷淋水体情况下，水体进入到喷头内部推动挡块移动，进而水体进入到挡块两侧的过水通道，进行喷淋，在进行水体喷淋的时候后侧压板弹簧等实现封口；此外，在喷淋时能够对水体进行分流，使水体进入到挡块两侧的过水通道内，扩大喷淋范围，同时水体在通过挡块时受压相对较高，水体内部介质分解、混合效果能够提升避免或降低结块沉积物堵塞后续喷淋口，并且提高水体流速等以提高后续喷淋效果。

根据本发明一实施例所示，喷洒头包括喷洒头基体，喷洒头基体端部设置有导流罩，导流罩内部设置有喷射孔，喷射孔连接第一喷射腔，第一喷射腔内设有导流体；

喷洒头基体内部同轴设置有第一通道，第一通道连接第一喷射腔；

第一通道与过水通道连通设置。

水体通过过水通道后进入第一通道，水体通过第一通道后进入第一喷射腔，水体在第一喷射腔会通过导流体，在通过导流体时会被加压，之后通过喷射口喷射出，喷洒在喷洒头正对的坩埚预制体表面。

本发明通过喷洒头的设置，在喷洒头内设置第一通道、第一喷射腔以及喷射孔来实现柔顺剂等液体喷射出来，以对坩埚预制体进行柔顺和定型处理，以辅助刺针对坩埚预制体针刺处理操作；通过第一喷射腔的设计，可以提高水体通过时的水压，同时喷射罩与第一喷射腔之间设置喷射孔，有利于提高水体喷射时的范围和均匀程度，有利于整体装置在针刺处理坩埚预制体时水体的喷淋效果。

根据本发明一实施例所示，导流体包括导流轴，导流轴环绕布设导流板，导流板外侧设有导流罩；

导流板为扇形结构，导流板侧面具有斜面；

导流罩外侧环绕布弹簧连接第一喷射腔内壁。

导流体水体在进入第一喷射腔后，导流板会在水体流经时绕导流轴旋转转动，相邻的导流板之间具有的间隔空间进行形成排水区域以便于水体通过。导本发明通过对导流体设计，使得导流体能够对水体进行分流，以避免水体与光滑的内壁面形成层流从而导致中心水流过于集中，进而导致某些喷射孔的孔体直径扩大，或者喷射孔的板体受冲击过大形变，在导流板的作用下，导流板会在水体的冲击下不断的对水体进行分流的时候导流罩会受到分流的影响而产生位移，进而实现水体被分流到不同的位置，而导流罩带位置会在弹簧的作用下进行复位；另外，导流罩上端位移以及复位的过程中能够带动导流板的位移，不仅能够对水体进行分流，还有利于对水体中的固态颗粒物起到相对的接触破碎作用，有助于颗粒物细化以避免喷射口的堵塞。

根据本发明一实施例所示，定型承件装置包括定型承件基体，定型承件基体底部滑动连接第一滑轨，定型承件基体设有回转驱动部件，回转驱动部件连接回转轴，回转驱动部件包括驱动电机，驱动电机通过皮带与回转轴衔接，回转轴上端部设有坩埚模具；

回转轴杆通过轴承装配于定型承件基体上。

坩埚模具是用来承接坩埚预制体，在坩埚预制体放到坩埚模具上后，定型承件基体会沿第一滑轨移动到工作位置，之后底部针刺组件和侧部针刺组件会对坩埚预制体进行针刺处理，在针刺的过程中回转驱动部件会根据指令对坩埚预制体进行旋转处理，进而使得底部针刺组件和侧部针刺组件对坩埚预制体进行全面且均匀的针刺处理。回转驱动部件以驱动回转轴，回转轴上端部设有坩埚模具，坩埚模具是用来承接坩埚预制体，从而通过驱动回转驱动部件可以对坩埚预制体进行转动，通过坩埚预制体的转动可以降低机械臂的运动的复杂度和时间，进而提高了整体装置在对坩埚预制体进行针刺的效率；此外，坩埚预制体的转动还有利于侧部针刺组件对于坩埚预制体整体侧部进行针刺处理，在仅转动不移动坩埚预制体的情况下，下侧部针刺组件对坩埚预制体侧部的针刺处理均匀，有利于提高整体装置对坩埚预制体处理的均匀程度。

根据本发明一实施例所示，回转轴与坩埚模具之间设置有固定组件，固定组件包括固定连接杆，回转轴环绕连接有固定连接杆，固定连接杆底部连接有固定环；

固定连接杆与坩埚模具之间填充压缩橡胶垫片，固定环底部环绕布设固定延伸块。

通过在回转轴和坩埚模具之间按设置有固定连接杆、固定环、橡胶压缩垫片以及固定延伸块，从而提高回转轴和坩埚模具之间的连接的稳固性；此外，在整体装置进行针刺加工时，回转轴会带动坩埚预制体旋转加工，通过固定组件的设置可以保证回转轴的垂直度，从而保证了干锅预制体针刺加工工艺的精度，提高成品质量；同时，固定组件还可以吸收回转轴旋转过程中产生的震荡，例如通过压缩橡胶垫片吸收振动能量，又比如通过固定延伸块来实现扩大接触面积进而实现震动能量的均匀分散，以避免在回转轴旋转过程中，震动能量集中传递至坩埚模具的某处或整体，从而影响针刺工艺的精度；另外，通过在回转轴以及坩埚模具之间设置有固定组件，还可以对坩埚模具起到承托作用。

附图说明

图1为一种用于碳纤维的联动针刺成型设备整体示意图；

图2为一种用于碳纤维的联动针刺成型设备正视示意图；

图3为一种用于碳纤维的联动针刺成型设备俯视示意图；

图4为针刺组件整体示意图；

图5为针刺组件另一角度示意图；

图6为针刺组件正视示意图；

图7为喷头部分剖视示意图；

图8为喷洒头剖视示意图；

图9为导流体示意图；

图10为导流体俯视图；

图11为坩埚模具剖视示意图；

图12为回转轴与固定组件立体示意图。

附图标号：机械臂100，针刺组件200，针刺基底201，针刺装置210，安装座211，第一电机212，运动气缸213，针刺集成214，针盒215，针刺216，移动支撑组件300，定型承件装置310，坩埚模具311，第一滑轨312，定型承件基体313，回转驱动部件314，驱动电机3141，回转轴315，侧部针刺装置320，侧面针刺部件321，侧面针刺移动基体322，第二滑轨323，固定组件330，固定连接杆331，固定环332，压缩橡胶垫片333，固定延伸块334，喷淋组件400，第二电机410，喷淋基底420，夹持器430，喷头440，喷头基体441，第一管道442，第二管道443，第三管道444，过水通道445，喷洒头450，喷洒头基体451，导流罩452，喷射孔453，第一喷射腔454，导流体455，第一通道456，导流轴457，导流板458，导流套459，导流弹簧4591，压组件460，增压基体461，弹簧462，压板463，挡块464。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

如图1、2、3所示一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，包括；

机械臂100，机械臂100端部设有底部针刺组件200；

底部针刺组件200，底部针刺组件200包括针刺基底201，所述机械臂100连接针刺基底201一侧，针刺基底201另一侧设置有针刺装置210；

移动支撑组件300，移动支撑组件300包括定型承件装置310和侧部针刺装置320，定型承件装置310上设有坩埚模具311，定型承件装置310底部滑动连接有第一滑轨312；

侧部针刺装置320包括侧面针刺部件321，侧面针刺部件321与坩埚模具311侧部的柱面段位置相对应，侧面针刺部件321设置于侧面针刺移动基体322上，侧面针刺移动基体322底部滑动连接有第二滑轨323；

机械臂100设置于定型承件装置310一侧，侧部针刺装置320设置于定型承件装置310另一侧。

侧面针刺部件321包括安装板，安装板上并排设置有运动气缸213，运动气缸213活塞杆端部连接有针刺集成214；

针刺216垂直朝向坩埚模具311侧面。

本发明提出的一种用于碳纤维的联动针刺成型设备包括机械臂100、底部针刺组件200、定型承件装置310和侧部针刺装置320，底部针刺组件200连接机械臂100端部，通过机械臂100移动以改变底部针刺组件200的位置，从而底部针刺组件200以对坩埚预制体底部不同位置进行针刺成型处理。通过采用机械臂100可以带动底部针刺组件200，与现有技术固定或相对固定针刺组件本发明极大的提高了底部针刺组件200的灵活度，机械臂100可以多角度旋转和多方位运动以调整底部针刺组件200的位置和角度，提高底部针刺组件200对坩埚预制体的针刺处理程度和效率；同时，相比较现有的水平布置的针刺平台组件尺寸结构较大，本发明采用机械臂100可以大大降低了整体针刺成型设备所占用的体积和空间范围。定型承件装置310上设坩埚模具311，坩埚模具311用来对坩埚预制体进行承托，且定型承件装置310底部滑动连接有第一滑轨312，坩埚预制体可以通过定型承件装置310来调整位置。通过定型承件装置310底部滑动连接第一滑轨312，以将坩埚预制体移动至相应的位置上，有利于坩埚预制体的取放，防止坩埚预制体的在移动过程中破坏，提高整体装置的效率。侧面针刺部件321设置与坩埚模具311侧部位置相对应，从而侧面针刺部件321对坩埚预制体侧面进行针刺成型处理，本发明将底部针刺组件200和侧部针刺装置320工作区域分开，使底部针刺组件200专门针对坩埚预制体底部弧面进行针刺处理，侧部针刺装置320只针对坩埚预支体侧壁进行针刺处理，以降低由于机械臂100运动轨迹过于复杂导致的效率降低；同时，底部针刺组件200和侧部针刺装置320均可以独立工作，有利于提高对坩埚预制体的针刺成型效率；此外，在侧面针刺移动基体322底部滑动连接有第二滑轨323，可以针对不同织物的要求，以调整侧面针刺装置210的位置，从而调整侧部针刺装置320对坩埚预制体的针刺深度以及针刺密度，进而满足不同织物的要求。本发明通过将机械臂100设置于定型承件装置310一侧，侧部针刺装置320设置于定型承件装置310另一侧，使得底部针刺组件200和侧部针刺装置320可以同时工作，提高了工作效率；此外，通过底部机械臂100和侧部针刺装置320相对放置，侧部针刺装置320和底部针刺组件200对坩埚模具311作用力的方向是相对的，可以防止坩埚预制体在针刺过程中发生偏移或错位从而导致坩埚预制体的破坏。

根据《异型构件预制体机器人三维针刺成形轨迹规划与针刺模拟》，通过PLC以控制机械臂100伺服电机、底部针刺组件200和侧部针刺装置320的运动；同时采用工件坐标系来生成针刺点和辅助点，位置信息需要经过坐标变换转换成机器人基础坐标系下的位置坐标，坐标变换完的针刺点的位置和欧拉角大数据，基于Python和AS川崎机器人编程语言高效生成控制程序，基于Python批量生成针刺机器人可执行程序，通过上述步骤大大提高了本发明的机械臂100的针刺成形轨迹规划的速度，进而提高对于不同坩埚预制体的针刺成型速度，提高整体装置的效率。更进一步的，PLC编程可以采用欧姆龙的CX-programmer。

进一步的，机械臂100采用六自由度工业机器人。采用六自由度的工业机器人，使得操控更加灵活，使得机械臂100通过操控底部针刺组件200对坩埚预制体底部的针刺成型更精确，防止坩埚预制体底部织物密度不统一，提高针刺的质量。根据《六自由度工业机器人轨迹规划及控制算法研究》，本发明采用IRB6400RF工业机器人，其具有安全性好、运行速度快、轨迹跟踪精度高、坚固耐用的特点。

如图4、5、6所示，针刺装置210包括安装座211，安装座211一侧连接有第一电机212，第一电机212输出端连接有两个并排设置的运动气缸213，两个运动气缸213活塞杆端部连接有一针刺集成214，针刺集成214包括针盒215和针刺，针刺216可拆卸的安装于针盒215一侧；

安装座211固联针刺基底201一侧，第一电机212连接于针刺基底201另一侧。

当机械臂100收到指令后会将端部连接的底部针刺组件200移动当相对应的位置后，第一电机212会根据指令以调整针刺集成214的角度，以将针刺216垂直于要针刺处理坩埚预制体的面，之后运动活塞往复运动，对此面进行针刺处理。通过第一电机212设置，可以对针刺集成214的角度进行微调，有利于针刺216对坩埚预制体针刺处理更加均匀。

进一步的，在针盒215内部设置有压力反馈装置。通过压力反馈装置可以及时反馈压力变化，并根据织物的要求，通过调节运动气缸213输出功率进而调节针刺的压力大小，从而以满足密度的要求；此外，在底部底部针刺组件200中的针刺集成214中设置有压力反馈装置，以保证可以防止在针刺过程中坩埚预制体底部织物密度不统一，有效的降低了后续成品在工作过程中受热不均匀的概率。

如图4、5、6所示，针刺基底201上设置有喷淋组件400，喷淋组件400包括第二电机410，第二电机410固连于针刺基底201一侧，第二电机410输出轴端部设置有喷淋基底420，喷淋基底420设有夹持器430，夹持器430夹持有喷头440，喷头440底部连接有软管。

在整体装置在使用过程中，通过软管将水体压入喷头440，喷淋装置中喷头440可以将水体朝向针刺方向进行喷淋。喷淋与针刺是同步进行的，在针刺结束时喷淋也随之结束，通过喷淋可以对坩埚预制体起到柔顺和定型的作用。与现有技术相比，本发明的喷淋位置更加具体且喷淋组件400可跟随底部针刺组件200运动，提高了喷淋水体对坩埚预制体的渗透，还在降低喷淋水体的使用量的同时还可提高水体对于坩埚预制体柔顺和定型的效果。第二电机410的输出轴旋转可以改变喷头440方向，进而通过控制第二电机410的转动从而控制喷淋方向，使得喷淋方向朝向针刺处理方向，有利于提高水体在喷淋过程中的利用率，在降低水体的消耗的同时提高水体的在坩埚预制体上的效果。

进一步的，喷淋的水体为稀释的酚醛树脂或环氧树脂。酚醛树脂或环氧树脂在产品针刺成型后可以通过加热进行固化处理，可以使产品在在增密前就有一定的强度，从而保证在运输和搬运的过程中不易发生变形，有利于降低成型装置的远距离运输成本。

如图4、7、8所示，喷头440包括喷头基体441，喷头基体441为一T型三通管，喷头基体441包括第一管道442、第二管道443和第三管道444，第一管道442连接第二管道443和第三管道444一端，第一管道442轴线与第二管道443和第三管道444轴线垂直，第一管道442、第二管道443和第三管道444内设有相联通的过水通道445；

第二管道443和第三管道444均连接有喷洒头450，喷洒头450轴线与第二管道443和第三管道444垂直设置，两个喷洒头450朝向一致。

通过软管将水体压入喷头440，水体先通过第一管道442的过水通道445，在第一管道442与第二管道443和第三管道444的连接处，水体分流分别流向第二管道443和第三管道444的过水通道445，之后水体从第二管道443和第三管道444连接的喷洒头450喷洒出，最后水体会喷洒到坩埚预制体上，对坩埚预制体体起到柔顺和定型的作用。

如图7所示，第一管道442与第二管道443和第三管道444连接处设置有增压组件460，增压组件460包括增压基体461，增压基体461内部端部抵接有弹簧462一端，所说弹簧462另一端连接有压板463，压板463连接有挡块464；

挡块464设置于第一管道442、第二管道443和第三管道444过水通道445相连接处。

通过在第一管道442与第二管道443和第三管道444连接处设置有增压组件460，在需求喷洒水体时，当水体在第一管道442进入第二管道443和第三管道444时，水体在增压组件460的挡块464的作用下向两侧过水通道445流动，可以提高水体压力，以使得后续喷洒更加均匀；在不需求喷洒时，在挡块464后面设置的压板463和弹簧462会施加压力以对进水口进行封口处理。

通过对增压组件460的设计，实现了喷淋控制，在进液需要进行喷淋水体情况下，水体进入到喷头440内部推动挡块464移动，进而水体进入到挡块464两侧的过水通道445，进行喷淋，在进行水体喷淋的时候后侧压板463弹簧462等实现封口；此外，在喷淋时能够对水体进行分流，使水体进入到挡块464两侧的过水通道445内，扩大喷淋范围，同时水体在通过挡块464时受压相对较高，水体内部介质分解、混合效果能够提升避免或降低结块沉积物堵塞后续喷淋口，并且提高水体流速等以提高后续喷淋效果。

如图7、8所示，喷洒头450包括喷洒头基体451，喷洒头基体451端部设置有导流罩452，导流罩452内部设置有喷射孔453，喷射孔453连接第一喷射腔454，第一喷射腔454内设有导流体455；

喷洒头基体451内部同轴设置有第一通道456，第一通道456连接第一喷射腔454；

第一通道456与过水通道445连通设置。

水体通过过水通道445后进入第一通道456，水体通过第一通道456后进入第一喷射腔454，水体在第一喷射腔454会通过导流体455，在通过导流体455时会被加压，之后通过喷射口喷射出，喷洒在喷洒头450正对的坩埚预制体表面。

本发明通过喷洒头450的设置，在喷洒头450内设置第一通道456、第一喷射腔454以及喷射孔453来实现柔顺剂等液体喷射出来，以对坩埚预制体进行柔顺和定型处理，以辅助刺针对坩埚预制体针刺处理操作；通过第一喷射腔454的设计，可以提高水体通过时的水压，同时喷射罩与第一喷射腔454之间设置喷射孔453，有利于提高水体喷射时的范围和均匀程度，有利于整体装置在针刺处理坩埚预制体时水体的喷淋效果。

如图8、9、10所示，导流体455包括导流轴457，导流轴457环绕布设导流板458，导流板458外侧设有导流套459；

导流板458为扇形结构，导流板458侧面具有斜面；

导流套459外侧环绕布导流弹簧4591连接第一喷射腔454内壁。

导流体455水体在进入第一喷射腔454后，导流板458会在水体流经时绕导流轴457旋转转动，相邻的导流板458之间具有的间隔空间进行形成排水区域以便于水体通过。导本发明通过对导流体455设计，使得导流体455能够对水体进行分流，以避免水体与光滑的内壁面形成层流从而导致中心水流过于集中，进而导致某些喷射孔453的孔体直径扩大，或者喷射孔453的板体受冲击过大形变，在导流板458的作用下，导流板458会在水体的冲击下不断的对水体进行分流的时候导流套459会受到分流的影响而产生位移，进而实现水体被分流到不同的位置，而导流罩452带位置会在导流弹簧4591的作用下进行复位；另外，导流套459上端位移以及复位的过程中能够带动导流板458的位移，不仅能够对水体进行分流，还有利于对水体中的固态颗粒物起到相对的接触破碎作用，有助于颗粒物细化以避免喷射口的堵塞。

如图11、12所示，定型承件装置310包括定型承件基体313，定型承件基体313底部滑动连接第一滑轨312，定型承件基体313设有回转驱动部件314，回转驱动部件314连接回转轴315，回转驱动部件314包括驱动电机3141，驱动电机3141通过皮带与回转轴315衔接，回转轴315上端部设有坩埚模具311；

回转轴315杆通过轴承装配于定型承件基体313上。

坩埚模具311是用来承接坩埚预制体，在坩埚预制体放到坩埚模具311上后，定型承件基体313会沿第一滑轨312移动到工作位置，之后底部针刺组件200和侧部针刺组件会对坩埚预制体进行针刺处理，在针刺的过程中回转驱动部件314会根据指令对坩埚预制体进行旋转处理，进而使得底部针刺组件200和侧部针刺组件对坩埚预制体进行全面且均匀的针刺处理。回转驱动部件314以驱动回转轴315，回转轴315上端部设有坩埚模具311，坩埚模具311是用来承接坩埚预制体，从而通过驱动回转驱动部件314可以对坩埚预制体进行转动，通过坩埚预制体的转动可以降低机械臂100的运动的复杂度和时间，进而提高了整体装置在对坩埚预制体进行针刺的效率；此外，坩埚预制体的转动还有利于侧部针刺组件对于坩埚预制体整体侧部进行针刺处理，在仅转动不移动坩埚预制体的情况下，下侧部针刺组件对坩埚预制体侧部的针刺处理均匀，有利于提高整体装置对坩埚预制体处理的均匀程度。

如图11、12所示，回转轴315与坩埚模具311之间设置有固定组件330，固定组件330包括固定连接杆331，回转轴315环绕连接有固定连接杆331，固定连接杆331底部连接有固定环332；

固定连接杆331与坩埚模具311之间填充压缩橡胶垫片333，固定环332底部环绕布设固定延伸块334。

通过在回转轴315和坩埚模具311之间按设置有固定连接杆331、固定环332、橡胶压缩垫片以及固定延伸块334，从而提高回转轴315和坩埚模具311之间的连接的稳固性；此外，在整体装置进行针刺加工时，回转轴315会带动坩埚预制体旋转加工，通过固定组件330的设置可以保证回转轴315的垂直度，从而保证了干锅预制体针刺加工工艺的精度，提高成品质量；同时，固定组件330还可以吸收回转轴315旋转过程中产生的震荡，例如通过压缩橡胶垫片333吸收振动能量，又比如通过固定延伸块334来实现扩大接触面积进而实现震动能量的均匀分散，以避免在回转轴315旋转过程中，震动能量集中传递至坩埚模具311的某处或整体，从而影响针刺工艺的精度；另外，通过在回转轴315以及坩埚模具311之间设置有固定组件330，还可以对坩埚模具311起到承托作用。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，包括；

机械臂（100），所述机械臂（100）端部设有底部针刺组件（200）；

底部针刺组件（200），所述底部针刺组件（200）包括针刺基底（201），所述机械臂（100）连接针刺基底（201）一侧，所述针刺基底（201）另一侧设置有针刺装置（210）；

移动支撑组件（300），所述移动支撑组件（300）包括定型承件装置（310）和侧部针刺装置（320），所述定型承件装置（310）上设有坩埚模具（311），所述定型承件装置（310）底部滑动连接有第一滑轨（312）；

其特征在于，所述侧部针刺装置（320）包括侧面针刺部件（321），所述侧面针刺部件（321）与坩埚模具（311）侧部的柱面段位置相对应，所述侧面针刺部件（321）设置于侧面针刺移动基体（322）上，所述侧面针刺移动基体（322）底部滑动连接有第二滑轨（323）；

所述机械臂（100）设置于所述定型承件装置（310）一侧，所述侧部针刺装置（320）设置于所述定型承件装置（310）另一侧；

所述针刺基底（201）上设置有喷淋组件（400），所述喷淋组件（400）包括第二电机（410），所述第二电机（410）固连于针刺基底（201）一侧，所述第二电机（410）输出轴端部设置有喷淋基底（420），所述喷淋基底（420）设有夹持器（430），所述夹持器（430）夹持有喷头（440）；

所述喷头（440）底部连接有软管；

所述喷头（440）包括喷头基体（441），所述喷头基体（441）为一T型三通管，所述喷头基体（441）包括第一管道（442）、第二管道（443）和第三管道（444），所述第一管道（442）连接第二管道（443）和第三管道（444）一端，所述第一管道（442）轴线与第二管道（443）和第三管道（444）轴线垂直，所述第一管道（442）、第二管道（443）和第三管道（444）内设有相联通的过水通道（445）；

所述第二管道（443）和第三管道（444）均连接有喷洒头（450），所述喷洒头（450）轴线与第二管道（443）和第三管道（444）垂直设置，两个所述喷洒头（450）朝向一致；

所述第一管道（442）与第二管道（443）和第三管道（444）连接处设置有增压组件（460），所述增压组件（460）包括增压基体（461），所述增压基体（461）内部端部抵接于弹簧（462）一端，所述弹簧（462）另一端连接有压板（463），所述压板（463）连接有挡块（464）；

所述挡块（464）设置于第一管道（442）、第二管道（443）和第三管道（444）过水通道（445）相连接处。

2.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，其特征在于，所述针刺装置（210）包括安装座（211），所述安装座（211）一侧连接有第一电机（212），所述第一电机（212）输出端连接有两个并排设置的运动气缸（213），两个所述运动气缸（213）活塞杆端部连接有一针刺集成（214），所述针刺集成（214）包括针盒（215）和针刺（216），所述针刺（216）可拆卸的安装于针盒（215）一侧；

所述安装座（211）固联针刺基底（201）一侧，所述第一电机（212）连接于针刺基底（201）另一侧。

3.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，其特征在于，所述喷洒头（450）包括喷洒头基体（451），所述喷洒头基体（451）端部设置有导流罩（452），所述导流罩（452）内部设置有喷射孔（453），所述喷射孔（453）连接第一喷射腔（454），所述第一喷射腔（454）内设有导流体（455）；

所述喷洒头基体（451）内部同轴设置有第一通道（456），所述第一通道（456）连接第一喷射腔（454）；

所述第一通道（456）与过水通道（445）连通设置。

4.根据权利要求3所述的一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，其特征在于，所述导流体（455）包括导流轴（457），所述导流轴（457）外侧环绕布设导流板（458），所述导流板（458）外侧设有导流套（459）；

所述导流板（458）为扇形结构，所述导流板（458）侧面具有斜面；

所述导流套（459）外侧环绕布设多个导流弹簧（4591），所述导流弹簧（4591）远离导流套（459）一端连接第一喷射腔（454）内壁。

5.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，其特征在于，所述定型承件装置（310）包括定型承件基体（313），所述定型承件基体（313）底部滑动连接第一滑轨（312），所述定型承件基体（313）设有回转驱动部件（314），所述回转驱动部件（314）连接回转轴（315），所述回转驱动部件（314）包括驱动电机（3141），所述驱动电机（3141）通过皮带与回转轴（315）连接，所述回转轴（315）上端部设有所述坩埚模具（311）；

所述回转轴（315）通过轴承装配于定型承件基体（313）上。

6.根据权利要求5所述的一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，其特征在于，所述回转轴（315）与坩埚模具（311）之间设置有固定组件（330），所述固定组件（330）包括固定连接杆（331），所述回转轴（315）外侧环绕连接有多个固定连接杆（331）一端，所述固定连接杆（331）另一端连接有固定环（332）；

所述固定连接杆（331）与坩埚模具（311）之间填充压缩橡胶垫片（333），所述固定环（332）底部环绕布设固定延伸块（334）。

7.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维的联动针刺成型设备，其特征在于，所述侧面针刺部件（321）包括安装板，所述安装板上并排设置有运动气缸（213），所述运动气缸（213）活塞杆端部连接有针刺集成（214）；

所述针刺（216）垂直朝向坩埚模具（311）侧面。

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