CN209427807U - 一种柔性自动卷曲复合材料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性自动卷曲复合材料装置，属于卷曲装置领域，旨在提供一种使碳纤维材料不易发生变形，提高碳纤维材料的绕卷质量的柔性自动卷曲复合材料装置，其技术方案要点如下，一种柔性自动卷曲复合材料装置，柔性自动卷曲复合材料装置与工作台配合使用，柔性复合材料平铺于工作台上，包括支撑结构、行走机构、卷曲机构、提升机构以及加热机构；行走机构安装于支撑结构下端，行走机构可在工作台的两端之间往复移动；卷曲机构安装于提升机构的下端且位于工作台上方；提升机构在卷曲机构绕卷柔性复合材料的同时提升卷曲机构；加热机构对工作台上的柔性复合材料进行加热软化。本实用新型适用于柔性复合材料的绕卷。

Description

一种柔性自动卷曲复合材料装置

技术领域

本实用新型涉及一种卷曲装置，特别涉及一种柔性自动卷曲复合材料装置。

背景技术

碳纤维材料是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。在碳纤维材料切割系统中，为了方便切割后的碳纤维材料进行收纳和运输，经常会对切割后的碳纤维材料进行收卷，目前的绕卷装置均是布动绕卷辊筒不动，其操作步骤一般为：将碳纤维材料的一端固定于绕卷辊筒上，然后通过绕卷辊筒的转动对碳纤维材料产生一个拉力，使碳纤维材料绕卷至绕卷辊筒上，在碳纤维材料绕卷的过程中，在牵引力的作用下，碳纤维材料容易发生变形，降低碳纤维材料的绕卷质量的同时，也会降低碳纤维材料的结构和强度。

本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种柔性自动卷曲复合材料装置，使其更具有实用性。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种柔性自动卷曲复合材料装置，具有使柔性复合材料不易发生变形，提高柔性复合材料的绕卷质量的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种柔性自动卷曲复合材料装置，柔性自动卷曲复合材料装置与工作台配合使用，柔性复合材料平铺于所述工作台上，包括支撑结构、行走机构、卷曲机构、提升机构以及加热机构；

所述行走机构安装于所述支撑结构下端，所述行走机构可在所述工作台的两端之间往复移动；

所述卷曲机构安装于所述提升机构的下端且位于所述工作台上方；

所述提升机构在所述卷曲机构绕卷柔性复合材料的同时提升所述卷曲机构；

所述加热机构对所述工作台上的柔性复合材料进行加热软化。

进一步的，所述支撑结构包括由若干型钢固定连接而成的支撑架，所述支撑架包括相互固定的上支撑部和下支撑部，所述下支撑部用于安装所述行走机构和所述加热机构，所述上支撑部用于安装所述卷曲机构和所述提升机构。

进一步的，所述行走机构包括主动轮组和从动轮组，所述主动轮组和所述从动轮组安装于安装部上，所述主动轮组包括第一电机、第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮和所述第二滚轮分别通过转轴与所述安装部转动连接，所述第一滚轮中心的转轴远离第一滚轮的一端同轴固定连接有第一带轮，所述第一电机的输出轴上固定连接有第二带轮，所述第一带轮和第二带轮通过皮带传动连接，所述第一滚轮和第二滚轮通过带传动传动连接；

所述从动轮组包括第三滚轮和第四滚轮，所述第三滚轮和第四滚轮通过转轴与所述安装部转动连接；

所述安装部安装于所述支撑机构的下端，所述安装部与所述支撑机构之间安装有缓震组件，所述缓震组件包括调节柱、抵接盘以及弹簧，所述调节柱的下端固定连接有限位块，所述安装部上开设有供调节柱穿出的第一通孔，所述调节柱的上端穿过支撑结构；

所述抵接盘设有两个，所述抵接盘上开设有容置槽，两个所述抵接盘的容置槽相向设置，两所述抵接盘均套设于所述调节柱上；

所述弹簧套设于所述调节柱上，所述弹簧的两端分别与两所述容置槽的槽底固接；

所述调节柱上设有螺纹段，所述螺纹段上螺纹连接有调节螺母，所述调节螺母位于远离限位块的一端。

进一步的，所述第一滚轮、所述第二滚轮、所述第三滚轮、所述第四滚轮分别与所述安装部转动连接具体为，所述转轴同轴安装有两轴承，两所述轴承通过两轴承座安装于所述安装部上。

进一步的，所述提升机构在提升电机作用下对所述卷曲机构进行提升，所述提升机构下端固定连接有安装板，所述卷曲机构通过连接组件与安装板固定连接，所述连接组件包括安装块和连杆，所述安装块上开设有安装槽，所述连杆安装于安装槽中；

所述连杆的下端固定连接有电机座，所述卷曲机构与所述电机座转动连接，所述电机座上安装有驱动卷曲机构转动的第二电机。

进一步的，所述卷曲机构为绕卷辊筒，所述绕卷辊筒沿轴向开设有容纳槽，所述容纳槽内安装有若干针刺吸盘，若干所述针刺吸盘的中心连线与所述绕卷辊筒的轴线平行。

进一步的，所述工作台位于所述支撑结构的运动路径的两端安装有接近开关。

进一步的，所述上支撑部上通过安装架安装有激光位移传感器，所述激光位移传感器的感应面朝向工作台的台面。

进一步的，所述卷曲机构的任一端通过连接件连接有增量编码器，所述连接件为台阶柱型结构，所述连接件直径较大的一端与所述绕卷辊筒相连，所述连接件直径较小的一端与所述增量编码器相连。

本实用新型具有以下有益效果：

柔性自动卷曲复合材料装置采用布不动绕卷机构动的模式，在对柔性复合材料进行绕卷时，绕卷机构能够沿着柔性复合材料的长度方向向前移动，显著减小了柔性复合材料在绕卷时受到的拉力，使柔性复合材料不易发生变形，提高柔性复合材料的绕卷质量。

本实用新型的第二目的是提供一种柔性自动卷曲复合材料装置的控制方法，具有能够实现柔性复合材料自动绕卷的优点。

一种柔性自动卷曲复合材料装置的控制方法，包括以下步骤：

S1：柔性复合材料铺设于工作台的台面；

S2：测量柔性复合材料的厚度，将柔性复合材料的厚度值传输给控制器；

S3：根据控制器采集到的柔性复合材料的厚度值，绕卷辊筒下降至柔性复合材料上方；

S4：柔性复合材料真空吸附于绕卷辊筒表面；

S5：加热柔性复合材料，绕卷辊筒转动绕卷柔性复合材料，行走机构沿柔性复合材料的长度方向向前移动，带动支撑机构上的卷曲机构、提升机构以及加热机构移动；

S6：同时，测量绕卷辊筒上柔性复合材料的厚度，将绕卷辊筒上的柔性复合材料的厚度传输给控制器，根据控制器采集到的绕卷辊筒上的柔性复合材料的厚度值，提升机构对卷曲机构进行提升；

S7：完成柔性复合材料的绕卷，行走机构带动支撑机构上的卷曲机构、提升机构以及加热机构复位。

本实用新型具有以下有益效果：

柔性自动卷曲复合材料装置的控制方法能够识别单层柔性复合材料的厚度以及绕卷辊筒上柔性复合材料的实时厚度，通过行走机构带动支撑结构上的卷曲机构、提升机构以及加热机构移动，实现卷曲机构对柔性复合材料绕卷的同时向前移动，提升机构也能够同时对卷曲机构进行提升，实现柔性复合材料的自动绕卷，减小了柔性复合材料在绕卷过程中受到的拉力，使柔性复合材料不易发生变形，提高柔性复合材料的绕卷质量。

附图说明

图1是实施例1中用于体现柔性自动卷曲复合材料装置的侧视图；

图2是实施例1中用于体现柔性自动卷曲复合材料装置的俯视图；

图3是实施例1中用于体现柔性自动卷曲复合材料装置的前视图；

图4是实施例1中用于体现行走机构各部件的结构示意图；

图5是图5中A处用于体现连接组件各部件之间的连接关系放大图。

图中，1、支撑架；11、上支撑部；111、激光位移传感器；12、下支撑部；2、主动轮组；21、第一电机；211、第二带轮；22、第一滚轮；221、转轴；2211、轴承；2212、轴承座；222、第一带轮；23、第二滚轮；3、从动轮组；31、第三滚轮；32、第四滚轮；4、缓震组件；41、调节柱；411、限位块；4121、调节螺母；42、抵接盘；421、容置槽；43、弹簧；5、安装部；51、第一通孔；6、安装板；7、连接组件；71、安装块；711、安装槽；72、连杆；721、电机座；7211、第二电机；8、绕卷辊筒；81、容纳槽；9、增量编码器；10、加热机构。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1：一种柔性自动卷曲复合材料装置，如图1所示，柔性自动卷曲复合材料装置与工作台配合使用，柔性复合材料平铺于工作台上，工作台固定于地面上，柔性自动卷曲复合材料装置包括支撑结构、行走机构、卷曲机构、提升机构以及加热机构10，支撑结构用于行走机构、卷曲机构、提升机构以及加热机构10的安装。行走机构安装于支撑结构下端，行走机构可在工作台的两端之间往复移动。卷曲机构安装于提升机构的下端且位于工作台上方，用于对柔性复合材料进行绕卷。提升机构在卷曲机构绕卷柔性复合材料的同时提升卷曲机构，以防工作台上的柔性复合材料被卷曲机构压住。加热机构10对工作台上的柔性复合材料进行加热软化，使柔性复合材料易于绕卷。

如图1所示，支撑结构包括由若干型钢固定连接而成的支撑架1，支撑架1包括相互固定的上支撑部11和下支撑部12，下支撑部12用于安装行走机构和加热机构10，上支撑部11用于安装卷曲机构和提升机构。

如图1和图2所示，行走机构包括主动轮组2和从动轮组3，主动轮组2和从动轮组3安装于安装部5上，主动轮组2包括第一电机21、第一滚轮22和第二滚轮23，第一滚轮22和第二滚轮23分别通过转轴221与安装部5转动连接，第一滚轮22中心的转轴221远离第一滚轮22的一端同轴固定连接有第一带轮222，第一电机21的输出轴上固定连接有第二带轮211，第一带轮222和第二带轮211通过皮带传动连接，第一滚轮22和第二滚轮23通过带传动传动连接。从动轮组3包括第三滚轮31和第四滚轮32，第三滚轮31和第四滚轮32通过转轴221与安装部5转动连接。主动轮组2一侧的第一滚轮22和第二滚轮23转动，从而带动被动轮组的第三滚轮31和第四滚轮32转动，第一电机21通过皮带将动力传递给第一滚轮22，第一滚轮22通过带传动的方式将动力传递给第二滚轮23，第一滚轮22和第二滚轮23形成的主动轮组2带动被动轮组转动，从而带动支撑结构与安装于支撑结构上的卷曲机构行走，减小了绕卷辊筒8对柔性复合材料的拉力，从而降低了柔性复合材料在绕卷过程中发生变形的可能性。

如图2和图4所示，作为本实施例的优选，第一滚轮22、第二滚轮23、第三滚轮31、第四滚轮32分别与安装部5转动连接具体为，转轴221同轴安装有两轴承2211，两轴承2211通过两轴承座2212安装于安装部5上。一个滚轮通过两个轴承2211与安装部5进行安装，使行走机构在行走时更加平稳，从而使绕卷机构能够边行走边绕卷，保证柔性复合材料绕卷的绕卷质量。

如图 4所示，安装部5安装于支撑机构的下端，安装部5与支撑机构之间安装有缓震组件4，缓震组件4包括调节柱41、抵接盘42以及弹簧43，调节柱41的下端固定连接有限位块411，安装部5上开设有供调节柱41穿出的第一通孔51，调节柱41的上端穿过支撑结构。抵接盘42设有两个，抵接盘42上开设有容置槽421，两个抵接盘42的容置槽421相向设置，两抵接盘42均套设于调节柱41上。弹簧43套设于调节柱41上，弹簧43的两端分别与两容置槽421的槽底固接。调节柱41上设有螺纹段，螺纹段上螺纹连接有调节螺母4121，调节螺母4121位于远离限位块411的一端。通过调节调节螺母4121的位置，能够调节弹簧43的弹力以适应不同的生产条件。缓震组件4的设置能够适应行走机构在行走时遇到的突发情况，例如行走轨道上有凸起或不平，降低了行走机构与行走轨道、支撑结构之间的硬接触，避免了硬接触引起的结构损伤，延长行设备的使用寿命，降低了设备后期的维护成本。

如图3和图5所示，提升机构在提升电机作用下对卷曲机构进行提升，提升机构下端固定连接有安装板6，卷曲机构通过连接组件7与安装板6（参见图1）固定连接，连接组件7包括安装块71和连杆72，安装块71上开设有安装槽711，连杆72安装于安装槽711中。连杆72的下端固定连接有电机座721，卷曲机构与电机座721转动连接，电机座721上安装有驱动卷曲机构转动的第二电机7211。

如图3所示，卷曲机构为绕卷辊筒8，绕卷辊筒8沿轴向开设有容置槽81，容纳槽81内安装有若干针刺吸盘，若干针刺吸盘的中心连线与绕卷辊筒8的轴线平行。针刺吸盘能够对工作台的柔性复合材料进行吸附，能够对柔性复合材料的端部进行固定。

工作台位于支撑结构的运动路径的两端安装有接近开关。接近开关能够限制行走机构的行走范围，将行走范围限定在工作台的两端之间。

如图1所示，上支撑部11上通过安装架安装有激光位移传感器111，激光位移传感器111的感应面朝向工作台的台面。激光位移传感器111能够对柔性复合材料的厚度进行测量。

如图1所示，卷曲机构的任一端通过连接件连接有增量编码器9，连接件为台阶柱型结构，连接件直径较大的一端与绕卷辊筒8相连，连接件直径较小的一端与增量编码器9相连。

实施例2：一种柔性自动卷曲复合材料装置的控制方法，包括以下步骤：

S1：柔性复合材料铺设于工作台的台面；

S2：测量柔性复合材料的厚度，将柔性复合材料的厚度值传输给控制器；其中，通过

S3：根据控制器采集到的柔性复合材料的厚度值，绕卷辊筒8下降至柔性复合材料上方；

S4：柔性复合材料真空吸附于绕卷辊筒8表面；

S5：加热柔性复合材料，绕卷辊筒8转动绕卷柔性复合材料，行走机构沿柔性复合材料的长度方向向前移动，带动支撑机构上的卷曲机构、提升机构以及加热机构10移动；

S6：同时，测量绕卷辊筒8上柔性复合材料的厚度，将绕卷辊筒8上的柔性复合材料的厚度传输给控制器，根据控制器采集到的绕卷辊筒8上的柔性复合材料的厚度值，提升机构对卷曲机构进行提升；

S7：完成柔性复合材料的绕卷，行走机构带动支撑机构上的卷曲机构、提升机构以及加热机构10复位。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种柔性自动卷曲复合材料装置，柔性自动卷曲复合材料装置与工作台配合使用，柔性复合材料平铺于所述工作台上，其特征在于，包括支撑结构、行走机构、卷曲机构、提升机构以及加热机构；

所述行走机构安装于所述支撑结构下端，所述行走机构可在所述工作台的两端之间往复移动；

所述卷曲机构安装于所述提升机构的下端且位于所述工作台上方；

所述提升机构在所述卷曲机构绕卷柔性复合材料的同时提升所述卷曲机构；

所述加热机构(10)对所述工作台上的柔性复合材料进行加热软化。

2.根据权利要求1所述的一种柔性自动卷曲复合材料装置，其特征在于，所述支撑结构包括由若干型钢固定连接而成的支撑架(1)，所述支撑架(1)包括相互固定的上支撑部(11)和下支撑部(12)，所述下支撑部(12)用于安装所述行走机构和所述加热机构(10)，所述上支撑部(11)用于安装所述卷曲机构和所述提升机构。

3.根据权利要求1所述的一种柔性自动卷曲复合材料装置，其特征在于，所述行走机构包括主动轮组(2)和从动轮组(3)，所述主动轮组(2)和所述从动轮组(3)安装于安装部(5)上，所述主动轮组(2)包括第一电机(21)、第一滚轮(22)和第二滚轮(23)，所述第一滚轮(22)和所述第二滚轮(23)分别通过转轴(221)与所述安装部(5)转动连接，所述第一滚轮(22)中心的转轴(221)远离第一滚轮(22)的一端同轴固定连接有第一带轮(222)，所述第一电机(21)的输出轴上固定连接有第二带轮(211)，所述第一带轮(222)和第二带轮(211)通过皮带传动连接，所述第一滚轮(22)和第二滚轮(23)通过带传动传动连接；

所述从动轮组(3)包括第三滚轮(31)和第四滚轮(32)，所述第三滚轮(31)和第四滚轮(32)通过转轴(221)与所述安装部(5)转动连接；

所述安装部(5)安装于所述支撑结构的下端，所述安装部(5)与所述支撑结构之间安装有缓震组件(4)，所述缓震组件(4)包括调节柱(41)、抵接盘(42)以及弹簧(43)，所述调节柱(41)的下端固定连接有限位块(411)，所述安装部(5)上开设有供调节柱(41)穿出的第一通孔(51)，所述调节柱(41)的上端穿过支撑结构；

所述抵接盘(42)设有两个，所述抵接盘(42)上开设有容置槽(421)，两个所述抵接盘(42)的容置槽(421)相向设置，两所述抵接盘(42)均套设于所述调节柱(41)上；

所述弹簧(43)套设于所述调节柱(41)上，所述弹簧(43)的两端分别与两所述容置槽(421)的槽底固接；

所述调节柱(41)上设有螺纹段，所述螺纹段上螺纹连接有调节螺母(4121)，所述调节螺母(4121)位于远离限位块(411)的一端。

4.根据权利要求3所述的一种柔性自动卷曲复合材料装置，其特征在于，所述第一滚轮(22)、所述第二滚轮(23)、所述第三滚轮(31)、所述第四滚轮(32)分别与所述安装部(5)转动连接具体为，所述转轴(221)同轴安装有两轴承(2211)，两所述轴承(2211)通过两轴承座(2212)安装于所述安装部(5)上。

5.根据权利要求1所述的一种柔性自动卷曲复合材料装置，其特征在于，所述提升机构在提升电机作用下对所述卷曲机构进行提升，所述提升机构下端固定连接有安装板(6)，所述卷曲机构通过连接组件(7)与安装板(6)固定连接，所述连接组件(7)包括安装块(71)和连杆(72)，所述安装块(71)上开设有安装槽(711)，所述连杆(72)安装于安装槽(711)中；

所述连杆(72)的下端固定连接有电机座(721)，所述卷曲机构与所述电机座(721)转动连接，所述电机座(721)上安装有驱动卷曲机构转动的第二电机(7211)。

6.根据权利要求5所述的一种柔性自动卷曲复合材料装置，其特征在于，所述卷曲机构为绕卷辊筒(8)，所述绕卷辊筒(8)沿轴向开设有容纳槽(81)，所述容纳槽(81)内安装有若干针刺吸盘，若干所述针刺吸盘的中心连线与所述绕卷辊筒(8)的轴线平行。

7.根据权利要求1所述的一种柔性自动卷曲复合材料装置，其特征在于，所述工作台位于所述支撑结构的运动路径的两端安装有接近开关。

8.根据权利要求2所述的一种柔性自动卷曲复合材料装置，其特征在于，所述上支撑部(11)上通过安装架安装有激光位移传感器(111)，所述激光位移传感器(111)的感应面朝向工作台的台面。

9.根据权利要求8所述的一种柔性自动卷曲复合材料装置，其特征在于，所述卷曲机构的任一端通过连接件连接有增量编码器(9)，所述连接件为台阶柱型结构，所述连接件直径较大的一端与所述绕卷辊筒(8)相连，所述连接件直径较小的一端与所述增量编码器(9)相连。