CN214983369U - 一种复合材料车体铺带装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及纺织机械与复合材料成型技术领域，尤其涉及一种复合材料车体铺带装置，包括：地轨、桁架、驱动单元和铺带头，桁架设置在地轨上，铺带头吊装在桁架上，且与桁架转动连接，驱动单元驱动铺带头沿三轴方向移动，铺带头包括气囊、直压辊和弯压辊，直压辊对第一平面段和第二平面段进行铺放，弯压辊对第一曲面段进行铺放，气囊对铺放的预浸料进行压实，处于铺放状态时，铺带头旋转至气囊与待铺放面垂直时，驱动单元驱动铺带头移动进行铺放。本实用新型通过气囊对弯压辊/直压辊铺设后的预浸料进行压紧，可以避免连续铺放的两块预浸料对接缝无法控制，导致产品缺陷的情况。

Description

一种复合材料车体铺带装置

技术领域

本实用新型涉及碳纤维复合材料预成型设备技术领域，尤其涉及一种复合材料车体铺带装置。

背景技术

随着复合材料在轨道车辆领域的应用与发展，复合材料车体设计与制造技术的充分融合，使复合材料在大型车体上的应用越来越广泛。高强度低密度的复合材料具有高比强度、高比模量、良好抗疲劳性和抗腐蚀性等一系列优点，能够实现复合材料车体制造的轻量化和低成本。

目前复合材料车体包括顶板和设置在顶板两侧的侧墙，侧墙包括顺次连接的第一平面段、第二平面段和第一曲面段，所述第一曲面段的圆心角为77度，由于第一曲面段的弧度较大，难以通过单一铺放辊进行预浸料铺贴。鉴于上述问题的存在，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，积极加以研究创新，以期创设一种复合材料车体铺带装置，使其更具有实用性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种复合材料车体铺带装置，能够保证侧墙三段的铺贴连续性和铺贴质量。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种复合材料车体铺带装置，包括：地轨、桁架、驱动单元和铺带头，所述桁架设置在所述地轨上，所述铺带头吊装在所述桁架上，且与所述桁架转动连接，所述驱动单元驱动所述铺带头沿三轴方向移动，所述铺带头包括气囊、直压辊和弯压辊，所述直压辊对第一平面段和第二平面段进行铺放，所述弯压辊对第一曲面段进行铺放，所述气囊对铺放的预浸料进行压实，处于铺放状态时，所述铺带头旋转至气囊与待铺放面垂直时，驱动单元驱动所述铺带头移动进行铺放。

进一步地，所述弯压辊为圆辊，所述弯压辊的截面包括上滚压边和下滚压边，所述上滚压边和下滚压边均为两端朝向同一方向弯曲的曲线，所述下滚压边的长度大于所述上滚压边。

进一步地，所述弯压辊具有铺放面，所述铺放面与第一曲面段紧密贴合，所述铺放面为曲面，所述弯压辊的截面包括对称设置的第一边，所述第一边的两端均朝向弯压辊中心弯曲。

进一步地，所述驱动单元包括沿竖直方向设置的滑动支架、旋转盘和转动支架，所述铺带头与所述转动支架转动连接，所述转动支架固定在所述旋转盘的底部，所述旋转盘通过连接座与所述滑动支架滑动连接，所述滑动支架设置在所述支撑横梁上并与其滑动连接；

进一步地，所述桁架通过支撑竖梁与所述地轨滑动连接，所述滑动支架通过第一电机驱动沿横向移动，所述连接座通过第二电机驱动传动组件使其沿竖直方向移动，所述旋转盘通过第三电机提供动力并能够驱动所述转动支架沿水平方向转动，所述铺带头通过转轴与所述转动支架转动连接，所述转轴通过第四电机驱动并能够带动所述铺带头沿竖直方向转动。

进一步地，所述气囊的与第一气缸的输出轴端部连接，所述直压辊的两端可拆卸连接有摆臂，所述摆臂与第二气缸的输出轴连接，所述直压辊/弯压辊与所述气囊水平设置。

进一步地，还包括放卷组件、牵拉组件、第一张力调节组件、第二张力调节组件和动力单元，所述动力单元包括磁粉制动器、第一电机和第二电机并分别为所述放卷组件、所述牵拉组件提供动力。

进一步地，所述牵拉组件包括主动辊和从动辊，所述主动辊和所述从动辊分别从料带的两侧压紧靠近；

所述第一张力调节组件包括第一张力辊和传动组件，所述第一张力辊配合所述传动组件在料带张力值不足时进行张力值补偿。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过气囊对弯压辊/直压辊铺设后的预浸料进行压紧，可以避免连续铺放的两块预浸料对接缝无法控制，导致产品缺陷的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中复合材料车体的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中侧墙的铺放示意图；

图3为本实用新型实施例中弯压辊在第一曲面段的运动示意图；

图4为本实用新型实施例中复合材料车体铺带装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中铺带头的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中弯压辊的结构示意图；

附图标记11、顶板；12、侧墙；121、第一平面段；122、第二平面段；123、第一曲面段；21、地轨；22、桁架；221、支撑横梁；222、支撑竖梁；23、滑动支架；234、第一电机；235、第二电机；24、旋转盘；242、连接座；25、转动支架；251、转轴；26、铺带头；3、气囊；4、直压辊；5、弯压辊；51、上滚压边；52、下滚压边；53、第一边；6、放卷组件；61、第一气胀轴；7、牵拉组件；71、主动辊；72、从动辊；81、第一张力调节组件；811、包括第一张力辊；812、传动组件；9、第二气缸。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元 件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目 的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的 术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图6所示的一种复合材料车体铺带装置，包括：地轨21、桁架22、驱动单元和铺带头26，桁架22设置在地轨21上，铺带头26吊装在桁架22上，且与桁架22转动连接，驱动单元驱动铺带头26沿三轴方向移动，铺带头26包括气囊3、直压辊4和弯压辊5，直压辊4对第一平面段121和第二平面段122进行铺放，弯压辊5对第一曲面段123进行铺放，气囊3对铺放的预浸料进行压实，处于铺放状态时，铺带头26旋转至气囊3与待铺放面垂直时，驱动单元驱动铺带头26移动进行铺放。本实用新型通过气囊3对弯压辊5铺设后的预浸料进行压紧，可以避免连续铺放的两块预浸料对接缝无法控制，导致产品缺陷的情况。

作为上述实施例的优选，弯压辊5为圆辊，弯压辊5的截面包括上滚压边51和下滚压边52，上滚压边51和下滚压边52均为两端朝向同一方向弯曲的曲线，下滚压边52的长度大于上滚压边51。

作为上述实施例的优选，弯压辊5具有铺放面，铺放面与第一曲面段123紧密贴合，铺放面为曲面，弯压辊5的截面包括对称设置的第一边53，第一边53的两端均朝向弯压辊5中心弯曲。

作为上述实施例的优选，驱动单元包括沿竖直方向设置的滑动支架23、旋转盘24和转动支架25，铺带头26与转动支架25转动连接，转动支架25固定在旋转盘24的底部，旋转盘24通过连接座242与滑动支架23滑动连接，滑动支架23设置在桁架22的支撑横梁221上并与其滑动连接；铺带头26通过转动支架25吊挂在旋转盘24底部，旋转盘24通过连接座242与滑动支架23的传动组件812相连并能由传动组件812驱动沿竖直方向运动，滑动支架23设置在桁架22的支撑横梁221上并能够沿其长度方向移动，桁架22设置在地轨21上并能够沿其长度反向运动。具体的，桁架22配合地轨21能够实现铺带头26沿横向和纵向的移动，传动组件812能够实现铺带头26沿竖直方向移动，旋转盘24用于驱动铺带头26沿水平方向转动，转动支架25用于驱动铺带头26沿竖直方向转动。通过驱动单元实现铺带头26在操作空间中多轴向运动，便于对车体外表面整体铺贴。桁架22通过支撑竖梁222与地轨21滑动连接，滑动支架23通过第一电机234驱动沿横向移动，连接座242通过第二电机235驱动传动组件812使其沿竖直方向移动，旋转盘24通过第三电机提供动力并能够驱动转动支架25沿水平方向转动，铺带头26通过转轴251与转动支架25转动连接，转轴251通过第四电机驱动并能够带动铺带头26沿竖直方向转动。

作为上述实施例的优选，气囊3的与第一气缸的输出轴端部连接，直压辊4的两端可拆卸连接有摆臂，摆臂与第二气缸9的输出轴连接，直压辊4/弯压辊5与气囊3水平设置。在具体使用时，当进行第一平面段121和第二平面段122的铺设时，摆臂与直压辊4的两端连接，当进行第一曲面段123进行铺设时，摆臂与弯压辊5的两端连接。

作为上述实施例的优选，还包括放卷组件6、牵拉组件7、第一张力调节组件81、第二张力调节组件和动力单元，动力单元包括磁粉制动器、第一电机234和第二电机235并分别为放卷组件6、牵拉组件7提供动力。牵拉组件7包括主动辊71和从动辊72，主动辊71和从动辊72分别从料带的两侧压紧靠近；第一张力调节组件81包括第一张力辊811和传动组件812，放卷组件6包括第一气涨轴，第一张力辊配合传动组件812在料带张力值不足时进行张力值补偿。料盘固定在第一气涨轴上，料带从料盘导出后通过牵拉组件7提供放卷动力，第一气涨轴由磁粉制动器提供阻力，实现料盘的被动放卷，能够通过第一电机234调节主动辊71的转速，配合从动辊72对料带的张力和放卷速度进行精确控制。当第一张力辊对料带张力值进行补充的过程中沿弧线移动平缓地对料带进行顶推，使第一张力辊对料带的补充过程更加平稳精确。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种复合材料车体铺带装置，其特征在于，包括：地轨(21)、桁架(22)、驱动单元和铺带头(26)，所述桁架(22)设置在所述地轨(21)上，所述铺带头(26)吊装在所述桁架(22)上，且与所述桁架(22)转动连接，所述驱动单元驱动所述铺带头(26)沿三轴方向移动，所述铺带头(26)包括气囊(3)、直压辊(4)和弯压辊(5)，所述直压辊(4)对第一平面段(121)和第二平面段(122)进行铺放，所述弯压辊(5)对第一曲面段(123)进行铺放，所述气囊(3)对铺放的预浸料进行压实，处于铺放状态时，所述铺带头(26)旋转至气囊(3)与待铺放面垂直时，驱动单元驱动所述铺带头(26)移动进行铺放。

2.根据权利要求1所述的复合材料车体铺带装置，其特征在于，所述弯压辊(5)为圆辊，所述弯压辊(5)的截面包括上滚压边(51)和下滚压边(52)，所述上滚压边(51)和下滚压边(52)均为两端朝向同一方向弯曲的曲线，所述下滚压边(52)的长度大于所述上滚压边(51)。

3.根据权利要求1所述的复合材料车体铺带装置，其特征在于，所述弯压辊(5)具有铺放面，所述铺放面与第一曲面段(123)紧密贴合，所述铺放面为曲面，所述弯压辊(5)的截面包括对称设置的第一边(53)，所述第一边(53)的两端均朝向弯压辊(5)中心弯曲。

4.根据权利要求2或3所述的复合材料车体铺带装置，其特征在于，所述驱动单元包括沿竖直方向设置的滑动支架(23)、旋转盘(24)和转动支架(25)，所述铺带头(26)与所述转动支架(25)转动连接，所述转动支架(25)固定在所述旋转盘(24)的底部，所述旋转盘(24)通过连接座(242)与所述滑动支架(23)滑动连接，所述滑动支架(23)设置在支撑横梁(221)上并与其滑动连接。

5.根据权利要求4所述的复合材料车体铺带装置，其特征在于，所述桁架(22)通过支撑竖梁(222)与所述地轨(21)滑动连接，所述滑动支架(23)通过第一电机(234)驱动沿横向移动，所述连接座(242)通过第二电机(235)驱动传动组件(812)使其沿竖直方向移动，所述旋转盘(24)通过第三电机提供动力并能够驱动所述转动支架(25)沿水平方向转动，所述铺带头(26)通过转轴(251)与所述转动支架(25)转动连接，所述转轴(251)通过第四电机驱动并能够带动所述铺带头(26)沿竖直方向转动。

6.根据权利要求2或3所述的复合材料车体铺带装置，其特征在于，所述气囊(3)的与第一气缸的输出轴端部连接，所述直压辊(4)的两端可拆卸连接有摆臂，所述摆臂与第二气缸(9)的输出轴连接，所述直压辊(4)/弯压辊(5)与所述气囊(3)水平设置。

7.根据权利要求6所述的复合材料车体铺带装置，其特征在于，还包括放卷组件(6)、牵拉组件(7)、第一张力调节组件(81)、第二张力调节组件和动力单元，所述动力单元包括磁粉制动器、第一电机(234)和第二电机(235)并分别为所述放卷组件(6)、所述牵拉组件(7)提供动力。

8.根据权利要求7所述的复合材料车体铺带装置，其特征在于，所述牵拉组件(7)包括主动辊(71)和从动辊(72)，所述主动辊(71)和所述从动辊(72)分别从料带的两侧压紧靠近；

所述第一张力调节组件(81)包括第一张力辊(811)和传动组件(812)，所述第一张力辊配合所述传动组件(812)在料带张力值不足时进行张力值补偿。

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