织机以及织机的综片系统和致动器系统技术方案

本申请提供了一种织机以及织机的综片系统和致动器系统。特别是，本申请提供了用于生产在其3个维度中的每一个上可变的无缝织造材料的系统。所述系统总体上通过独立地改变综片位置以向织造织物赋予三维结构来进行操作。将纬纱编织到已沿着特定截面单个地升高或降低的一组经纱中，从而基本上将编织物锁定成预定的3维形式。

【技术实现步骤摘要】
织机以及织机的综片系统和致动器系统相关申请的交叉引用本申请要求提交于2017年4月28日的美国临时专利申请号62/491,266的优先权，该申请通过引用而全文并入于此用于所有目的。联邦资助研究声明本公开内容的各个方面可能是根据美国国家科学基金会合同号1721773，在美国政府支持下做出的。美国政府可能对本公开内容的专利技术创造拥有某些权益。
本公开涉及在织造材料中创造曲率的技术，特别是一种能够编织在3个维度中的每一个上可变的无缝织造材料的织机以及织机的综片系统和致动器系统。
技术介绍
在织造材料(wovenmaterial)中创造曲率的现有方法一般包括编织平面织物(即，在至多两个维度上具有变化的织物)，将平面织物切割成片，以及继而将这些片缝合在一起，从而通过切割和缝合过程向织造制品赋予三维结构。这样的方法可以用于在服装中构建复杂的几何形状，但存在一些缺点或限制。例如，所涉及到的劳动量往往随着三维几何形状的复杂度而增加，从而使现有方法效率降低。并且，具有复杂几何形状的服装往往需要更多数目的接缝，而切割和缝合过程所产生的接缝对结构性能可能有害。此外，平面织物的切割和缝合可能在织造产品的制造中产生大量浪费。仅在服装业内，估计在切割操作期间有至少15％的平面织造织物被丢弃。因此，需要能够高效地制造具有改善的结构性能并拥有形貌三维结构的不规则状织造织物，并且减少材料浪费的系统和方法。
技术实现思路
本文公开了用于制造具有形貌三维结构(topographicalthree-dimensionalstructure)的不规则形状织造织物的系统和方法，特别是一种能够编织在3个维度中的每一个上可变的无缝织造材料的织机以及织机的综片系统和致动器系统。相比于一般包括编织平面织物、将平面织物切割成片以及将这些片缝合在一起的现有编织系统和方法，本文所述系统和方法可以提供多种益处。例如，本文所述的系统和方法可以减少织造材料中的接缝或不连续性的数目(以及因此造成的结构弱点)，减少来自织造材料制造过程的废物产生，由于减少的接缝或不连续性的数目而向织造材料赋予对各种因素(诸如风、雨、寒冷或太阳)的更好的抵抗性，改善织造材料的舒适性或合身性，或者允许针对织造材料的特定用户来定制织造产品的合身性。本文所述系统和方法总体上通过通过独立地改变综片位置来进行操作，以便在织造织物上赋予三维结构。可以将纬纱(weftyarn)编织到一组经纱(warpyarn)之中，每个经纱已单个地升高或降低，以便形成特定的局部形貌，从而基本上将编织物锁定成预定的三维形式。这可以不仅通过散开与相邻综片相对的综片，而且还通过改变梭口组中的综片位置来实现。本文所述系统和方法可以用于生产纺织产品，诸如服装、个人防护装备或户外用品。在一个方面，一种工业无缝织造材料可以在其3个维度中的每一个上是可变的。所述织造材料可以包括完整产品。所述织造材料可以包括部分完成的产品。所述部分完成的产品可以形成完整产品的一部分。所述织造材料可以包括服装制品。所述服装制品可以选自：衬衫、衬衫袖子、夹克、夹克袖子、背心、防弹背心、裤子、裤腿、短裤、鞋、袜子、内衣、内裤(apairofpanties)、四角内裤(apairofboxers)、三角内裤(apairofbriefs)、平角内裤(apairofboxerbriefs)、胸罩、运动胸罩、头带、帽子、头盔、防弹头盔、围巾、护腿、护膝、护踝、护臂、护腕、护肩、护背、护颈、男士正装、领带、女士正装、裙子、斗篷、手套、背包和防雪服。所述织造材料可以包括休闲产品。所述休闲产品可以选自：独木舟、皮划艇、自行车、小船、滑雪橇、滑雪杖、远足杖、吊床、帐篷、睡袋、降落伞、网、滑雪板、滑水板、滑板、网球拍、乒乓球拍、羽毛球拍、棒球棒、棒球手套、弓、箭、手推车、箱子、高尔夫球杆、狩猎器材、钓鱼竿、手推车、箱子、门和家居设备。所述织造材料可以包括生物医疗设备。所述生物医疗设备可以选自：支架、假体、拐杖、轮椅、人工耳蜗、缝线、血管移植物、脊柱修复物、肌腱置换物、韧带置换物、封套和心脏瓣膜。所述织造材料可以包括选自下列各项的产品：卫星、火箭、飞机、汽车、房屋和风力发电机叶片。所述织造材料可以包括选自下列各项的材料：棉、聚酯、尼龙、羊毛、蚕丝、大麻、苎麻、石棉、椰棕、凤梨麻、剑麻、黄麻、木棉、人造丝、粘胶纤维、莱赛尔纤维、亚麻线、亚麻、醋酸纤维、三醋酸纤维、氨纶、莫代尔纤维、聚丙烯、腈纶、变性腈纶、芳纶、碳纤维和玻璃纤维。所述织造材料可以包括每英寸至少10个、20个、30个、40个、50个、100个、200个、300个、400个或500个端头的平均线密度。所述织造材料可以仅包括经线和纬线。所述经线和所述纬线可以以约90度的角度交错编织。所述织造材料可以不包括针织材料。所述织造材料可以不包括非织造材料。在一个方面，一种被配置用于与织机相结合使用的致动器系统可以包括：(a)多个马达；以及(b)耦合到所述多个马达的多个耦合件，其中所述多个耦合件被布置成这样的配置：其允许在多个位置之间单个地控制和连续地致动所述织机的一个或多个综片(heddle)。每个马达可以机械耦合到一个耦合件。每个马达可以耦合到一个综片。每个耦合件可以降低施加到一个或多个耦合的马达的角速度，所述角速度关联于由重力或施加在一个或多个综片上的弹簧力造成的一个或多个扭矩。每个耦合件可以包括齿轮减速组件和滑轮系统。所述滑轮系统可以是带螺纹的。所述齿轮减速组件可以安设在马达与所述滑轮组件之间。所述齿轮减速组件可以包括至少两个具有不同节径或不同齿数的齿轮。所述齿轮减速组件可以减少马达的扭矩引起的转动。所述齿轮减速组件可以包括10:1、20:1、50:1或100:1的齿轮减速比。所述耦合件可以允许在所述综片的操作期间以受控方式致动所述马达。所述多个耦合件的配置可以通过消除在纬线一次或多次穿过所述织机的过程中向所述一个或多个综片提供连续扭矩的需要而实现功耗降低。所述系统可被配置成针对所述马达中的一个或多个马达消耗至多1瓦(W)、2W或5W的电功率。每个马达可以选自：有刷直流(DC)马达、无刷DC马达、伺服马达和步进马达。每个马达可被配置用于沿着所述织机的综片面的一个或多个轴移动每个综片。所述系统还可以包括多个电子控制器，所述多个电子控制器被配置用于向所述多个马达输出电信号以供控制所述马达的运动，以便实现所述综片中的一个或多个的位置的改变。所述多个位置可以包括沿着所述综片面的纵轴的两个或更多个离散位置。所述多个位置可以包括沿着所述综片面的纵轴的至少三个离散位置。两个相邻间隔开的离散位置之间的距离可以为至少约0.01mm、0.02mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm或10mm。两个相邻间隔开的离散位置之间的距离可以在从约0.01mm到约10mm的范围内。在一个方面，一种被配置用于与织机相结合使用的致动器系统可以包括可操作地彼此耦合的多个电子致动模块，其中所述模块中的一个或多个可独立地更换而不影响其余模块的操作或者不需要拆卸一个或多个其余模块。所述模块中的一个或多个可被配置成可在所述织机的操作之前或操作期间更换。每个模块可以包括：(a)一个或多个马达；(b)一个或多个耦合件，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置用于与织机相结合使用的致动器系统，包括：a.一个或多个马达；以及b.耦合到所述一个或多个马达的一个或多个耦合件，所述一个或多个耦合件被布置成这样的配置：其允许在多个位置之间单个地控制和连续地致动所述织机的一个或多个综片，其中每个所述耦合件包括齿轮减速组件和滑轮系统；以及c.一个或多个电子控制器，所述一个或多个电子控制器被配置用于向所述一个或多个马达输出电信号以供控制所述马达的运动，从而实现所述综片中的一个或多个的位置的改变。

【技术特征摘要】
2017.04.28 US 62/491,2661.一种被配置用于与织机相结合使用的致动器系统，包括：a.一个或多个马达；以及b.耦合到所述一个或多个马达的一个或多个耦合件，所述一个或多个耦合件被布置成这样的配置：其允许在多个位置之间单个地控制和连续地致动所述织机的一个或多个综片，其中每个所述耦合件包括齿轮减速组件和滑轮系统；以及c.一个或多个电子控制器，所述一个或多个电子控制器被配置用于向所述一个或多个马达输出电信号以供控制所述马达的运动，从而实现所述综片中的一个或多个的位置的改变。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，每个马达机械耦合到一个耦合件。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，每个马达耦合到一个综片。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，每个耦合件降低施加到一个或多个耦合的马达的角速度，所述角速度关联于由重力或施加在一个或多个综片上的弹簧力造成的一个或多个扭矩。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滑轮系统是带螺纹的。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述齿轮减速组件安设在马达与所述滑轮系统之间。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述齿轮减速组件包括至少两个具有不同节径或不同齿数的齿轮。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述齿轮减速组件减少马达的扭矩引起的转动。9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述齿轮减速组件包括10:1、20:1、50:1或100:1的齿轮减速比。10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述耦合件允许在所述综片的操作期间以受控方式致动所述马达。11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个耦合件的配置通过消除在纬线一次或多次穿过所述织机的过程中向所述一个或多个综片提供连续扭矩的需要而实现功耗降低。12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统被配置成针对所述马达中的一个或多个马达消耗至多1瓦(W)、2W或5W的电功率。13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，每个马达选自：有刷直流(DC)马达、无刷DC马达、伺服马达和步进马达。14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，每个马达被配置用于沿着所述织机的综片面的一个或多个轴移动每个综片。15.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个位置包括沿着所述综片面的纵轴的两个或更多个离散位置。16.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个位置包括沿着所述综片面的纵轴的至少三个离散位置。17.如权利要求1所述的系统，其特征在于，两个相邻间隔开的离散位置之间的距离为至少0.01mm、0.02mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm或10mm。18.如权利要求1所述的系统，其特征在于，两个相邻间隔开的离散位置之间的距离在从0.01mm到10mm的范围内。19.一种与织机相结合使用的综片系统，所述系统包括：多个综片，所述多个综片各自能够单独控制并且被配置用于在沿着一个或多个轴的多个位置之间连续移动，以及致动器系统，所述致动器系统包括：a.一个或多个马达；...

【专利技术属性】
技术研发人员：马腾，伊丽莎白·费思·艾斯邦尼特，林凯铭，莎拉·玛丽·拉夫斯托，本杰明·瓦格纳·克劳德，布莱恩·约瑟夫·戈姆利，蔡斯·迈克尔·古德曼，西米恩·迪米特罗夫·科斯塔迪诺夫，泰勒·纳撒尼尔·伯金斯，尼古拉斯·安东尼·博伦，
申请(专利权)人：爱世伴公司，
类型：新型
国别省市：美国,US