CN2747030Y - 易于保持丝束张力稳定的三轴铺放机械手腕 - Google Patents

易于保持丝束张力稳定的三轴铺放机械手腕 Download PDF

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肖军
赵东标
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Abstract

本实用新型涉及一种易于保持丝束张力稳定的三轴铺放机械手腕，主要用于复合材料自动铺丝成形领域。该手腕由小臂、腕关节和大臂三部分构成，能够实现绕三个轴线的转动。其主要特征为：三轴的转动由套合在一起的三个同心空心轴驱动，丝束从手腕的空心驱动轴中间穿过。本实用新型在转动过程中，丝束始终处于转动中心，铺放头与安装在储丝箱的纱筒之间丝束的长度变化最小，易于保持张力稳定，无需使用计算机控制的重定向轮技术。

Description

易于保持丝束张力稳定的三轴铺放机械手腕
技术领域
本实用新型涉及一种用于复合材料自动铺丝成形的三轴机械手腕，尤其是丝束从手腕的空心驱动轴中间穿过的机械手腕。
背景技术
复合材料自动铺丝成形过程中，丝束张力对制品的力学性能有重要影响。为保证丝束间的平行度以形成优良品质的预浸带，铺放过程中丝束张力应保持稳定。铺丝成形工艺还要求与铺放头相连的机械手腕具有转动功能，以保证铺丝过程中铺放头始终处于芯模表面的法向。
现有自动铺丝机，如美国专利USP5022952、USP6069164所描述的结构，机械手腕范围内的丝束的中心与手腕转动轴线不重合，手腕转动导致铺放头与安装在储丝箱的纱筒之间丝束的长度变化较大，引起丝束张力增加或松弛；为解决前述问题，采用了计算机控制的重定向轮等技术(如USP5239457所述)，但需增加相应设备，降低系统的可靠性，增加铺丝机制造成本。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种转动过程中易于保持丝束张力稳定的三轴铺放机械手腕。
本实用新型所采用的技术方案：机械手腕由小臂、腕关节和大臂三部分构成，绕三个轴线的转动由套合在一起的三个同心空心轴驱动。最内层的轴通过两对锥齿轮和一对圆柱齿轮实现小臂的转动；中间层的轴借助一对锥齿轮实现腕关节的摆动；最外层的轴直接带动大臂转动。丝束从最内层空心轴的中间穿过，在腕关节处装有导轮。
本实用新型的优点：转动过程中，丝束始终处于转动中心，铺放头与纱筒之间丝束的长度变化最小，易于保持张力稳定，无需使用计算机控制的伺服重定向轮技术。
附图说明
图1为本实用新型的示意图；
图2为本实用新型的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实例做进一步的详述：
机械手腕由小臂、腕关节和大臂三部分构成。根据自动铺丝工艺要求，小臂1能绕其轴线2转动，腕关节3能绕轴线4摆动，大臂能绕其轴线6转动，参见附图1。
以上转动由套合在一起的三个同心空心轴驱动，附图2中的轴8依次通过锥齿轮7、6、5、4和圆柱齿轮3、2驱动小臂1转动；轴9通过锥齿轮12驱动与锥齿轮13连接在一起的腕关节14，实现其摆动；轴10直接带动大臂11绕其轴线转动。导轮15安装在腕关节14上。
在机械手转动过程中，丝束中心始终处于转动中心，从而使铺放头与安装在储丝箱的纱筒之间丝束的长度变化最小，易于保持张力稳定。

Claims (2)

1.一种易于保持丝束张力稳定的三轴铺放机械手腕，用于复合材料自动铺丝成形，该手腕由小臂、腕关节和大臂三部分构成，手腕能够实现绕三个轴线的转动，其特征在于：三轴的转动由套合在一起的三个同心空心轴驱动，丝束从手腕的空心驱动轴中间穿过。
2.根据权利要求1所述的易于保持丝束张力稳定的三轴铺放机械手腕，其特征在于：绕三个轴线的转动由套合在一起的三个同心空心轴驱动；最内层的轴通过两对锥齿轮和一对圆柱齿轮实现小臂的转动；中间层的轴借助一对锥齿轮实现腕关节的摆动；最外层的轴直接带动大臂转动。
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