一种用于纤维铺放的导纱装置，本发明专利技术涉及纤维的导纱结构，本发明专利技术为了解决传统落地式纱架导纱机构限制机器人运动自由度，需使用多自由度模具转台增大缠绕设备的体积，以及设备成本高的问题，它包括旋转机构、俯仰机构和摆动机构，转机构的固定端与导纱架固定连接，旋转机构的旋转端部与俯仰机构的固定端连接，俯仰机构的移动端与摆动机构的固定端连接，摆动机构的移动端与导纱架连接，纤维丝束由旋转机构依次穿过俯仰机构和摆动机构设置。本发明专利技术属于纤维铺放的加工领域。纤维铺放的加工领域。纤维铺放的加工领域。
【技术实现步骤摘要】
一种用于纤维铺放的导纱装置
[0001]本专利技术涉及纤维的导纱结构，特别涉及一种用于纤维铺放的导纱装置。属于纤维铺放的加工领域。
技术介绍
[0002]纤维自动铺放技术成型的碳纤维复合材料构件在航空航天领域有广泛的应用。纤维铺放技术是一种树脂基纤维增强复合材料的成型方法，其将纤维束按照一定轨迹铺放到模具上，然后经固化成型得到最终产品。随着机器人技术的发展，六自由度串联机器人已经在纤维铺放领域得到了广泛应用，其自由度数、重复定位精度和负载能力都满足纤维铺放工艺的要求，但当将纱架放置在机器人手腕上时，铺放系统的储纱量会受到机器人额定载荷的限制，同时纱架又会挤占铺放头的空间，给铺放头的设计带来困难，如果使用落地式纱架，目前使用的导纱装置会限制机器人的自由度，需要辅助设备如多自由度模具转台等才能实现对复杂曲面零件的铺放，但是使用多自由度模具转台会增大缠绕设备的整体体积，还会使设备的整体成本升高，这种解决方案显然不利于机器人纤维自动铺放技术的普及。
技术实现思路
[0003]本专利技术为了解决传统落地式纱架导纱机构限制机器人运动自由度，需使用多自由度模具转台增大缠绕设备的体积，以及设备成本高的问题，进而提供一种用于纤维铺放的导纱装置。
[0004]本专利技术为解决上述问题而采用的技术方案是：
[0005]它包括旋转机构、俯仰机构和摆动机构，转机构的固定端与导纱架固定连接，旋转机构的旋转端部与俯仰机构的固定端连接，俯仰机构的移动端与摆动机构的固定端连接，摆动机构的移动端与导纱架连接，纤维丝束由旋转机构依次穿过俯仰机构和摆动机构设置。
[0006]本专利技术的有益效果是：
[0007]本专利技术提供的可用于机器人自动纤维铺放的导纱机构，主要用于复杂构件的铺放。本专利技术中旋转机构1、俯仰机构2和摆动机构3共同组成一个多自由度导纱装置，在采用落地式纱架布局以保证储纱量时不限制机器人的运动自由度，使系统可以在不使用辅助转台的情况下铺放复杂构件，简化铺放系统结构，节省空间，降低成本。
[0008]本申请的导纱装置在铺放过程中具有多自由度运动，该导纱装置作为一种随动机构随着机械臂的运动而运动，每路纤维丝束穿过相应的导纱陶瓷环以保证在机构运动过程中各路纤维丝束之间不会出现相互缠绕的情况。同时，该多自由度导纱装置将本在一处完成的纤维扭转在空间尺度上解耦为旋转、俯仰和摆动三个动作，避免纤维丝束在一处变形过度产生缺陷。除此之外，导纱陶瓷环在约束纤维丝束的同时也起到保护纤维的作用，避免纤维因过度摩擦而产生损伤。
附图说明
[0009]图1是本申请整体结构轴测图。
[0010]图2是本申请旋转机构机构示意图。
[0011]图3是本申请俯仰机构示意图。
[0012]图4是本申请摆动机构示意图。
[0013]图5是本申请安装于铺放系统的示意图。
具体实施方式
[0014]具体实施方式一：结合图1
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图5说明本实施方式，本实施方式所述一种用于纤维铺放的导纱装置，它包括旋转机构1、俯仰机构2和摆动机构3，转机构1的固定端与导纱架固定连接，旋转机构1的旋转端部与俯仰机构2的固定端连接，俯仰机构2的移动端与摆动机构3的固定端连接，摆动机构3的移动端与导纱架连接，纤维丝束由旋转机构1依次穿过俯仰机构2和摆动机构3设置。
[0015]具体实施方式二：结合图1
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图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于纤维铺放的导纱装置，旋转机构1包括第一陶瓷环支架12、轴承连接环13、轴承座盖板14、轴承座15、十字交叉滚子轴承17、两个连接块16和多个第一导纱陶瓷环11；多个第一导纱陶瓷环11安装在第一陶瓷环支架12上，第一陶瓷环支架12固定安装在轴承连接环13上，两个连接块16对称设置固定安装在轴承连接环13，轴承连接环13固定安装在十字交叉滚子轴承17的内环上，十字交叉滚子轴承17的外环安装在轴承座15内，轴承座盖板14盖装在轴承座15上，俯仰机构2的固定端固定安装在两个连接块16上。其它与具体实施方式一相同。
[0016]具体实施方式三：结合图1
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图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于纤维铺放的导纱装置，多个第一导纱陶瓷环11呈直线设置安装在第一陶瓷环支架12上。多个第一导纱陶瓷环11按一定间距安装在第一陶瓷环支架12上用以控制纤维间距避免纤维间发生缠绕和过度摩擦损伤纤维。其它与具体实施方式二相同。
[0017]具体实施方式四：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于纤维铺放的导纱装置，俯仰机构2包括第二陶瓷环支架、俯仰第一连接框21、俯仰第二连接框29、两个带有销轴的俯仰支撑轴承28、四个俯仰光杆23、四个俯仰转杆27、八个俯仰光杆支架22、八个俯仰直线轴承24、八个带有连接杆的俯仰连接轴承25、八个俯仰轴承座26和多个第二导纱陶瓷环；俯仰第一连接框21和俯仰第二连接框29相对设置，俯仰第一连接框21同一端固定安装有四个俯仰光杆支架22，俯仰第二连接框29同一端固定安装有四个俯仰光杆支架22，每个俯仰光杆23分别安装在两个俯仰光杆支架22上，且四个俯仰光杆23平行设置在俯仰第一连接框21和俯仰第二连接框29之间，每个俯仰光杆23上滑动设置有两个俯仰直线轴承24，每个俯仰转杆27的两端分别固定安装有一个俯仰轴承座26，每两个俯仰转杆27通过一个带有销轴的俯仰支撑轴承28转动连接构成
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形连接件，两个
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X
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形连接件相对设置在俯仰第一连接框21和俯仰第二连接框29之间，且每个俯仰转杆27一端的俯仰轴承座26通过带有连接杆的俯仰连接轴承25与一个俯仰直线轴承24转动连接，多个第二导纱陶瓷环安装在第二陶瓷环支架上。在导纱装置随机械臂运动的过程中，由铺放头所引出的固定支架与导纱架的固定部分之间的相对位姿会不断发生变化。该多自由度机构需要通过运动来适应位姿变化，在铺放过程中构成
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形连接件的两个俯仰转杆27的夹角发生变化以适应
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形连接件所连接的两个俯仰光杆23之间距离的变化。同时，俯仰直线轴承24绕俯仰光杆23转动以适应俯仰第一连接框21与俯仰第二连接框29之间夹角的变化。其它与具体实施方式一相同。
[0018]具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种用于纤维铺放的导纱装置，多个第二导纱陶瓷环呈直线安装在第二陶瓷环支架上。多个第二导纱陶瓷环按一定间距安装在第二陶瓷环支架上用以控制纤维间距避免纤维间发生缠绕和过度摩擦损伤纤维。其它与具体实施方式四相同。
[0019]具体实施方式六：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于纤维铺放的导纱装置，俯仰第二连接框29通过螺栓固定安装在两个连接块16上。其它与具体实施方式二或四相同。
[0020]具体实施方式七：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式所述一种用于纤维铺本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于纤维铺放的导纱装置，其特征在于：它包括旋转机构(1)、俯仰机构(2)和摆动机构(3)，转机构(1)的固定端与导纱架固定连接，旋转机构(1)的旋转端部与俯仰机构(2)的固定端连接，俯仰机构(2)的移动端与摆动机构(3)的固定端连接，摆动机构(3)的移动端与导纱架连接，纤维丝束由旋转机构(1)依次穿过俯仰机构(2)和摆动机构(3)设置。2.根据权利要求1所述一种用于纤维铺放的导纱装置，其特征在于：旋转机构(1)包括第一陶瓷环支架(12)、轴承连接环(13)、轴承座盖板(14)、轴承座(15)、十字交叉滚子轴承(17)、两个连接块(16)和多个第一导纱陶瓷环(11)；多个第一导纱陶瓷环(11)安装在第一陶瓷环支架(12)上，第一陶瓷环支架(12)固定安装在轴承连接环(13)上，两个连接块(16)对称设置固定安装在轴承连接环(13)，轴承连接环(13)固定安装在十字交叉滚子轴承(17)的内环上，十字交叉滚子轴承(17)的外环安装在轴承座(15)内，轴承座盖板(14)盖装在轴承座(15)上，俯仰机构(2)的固定端固定安装在两个连接块(16)上。3.根据权利要求2所述一种用于纤维铺放的导纱装置，其特征在于：多个第一导纱陶瓷环(11)呈直线设置安装在第一陶瓷环支架(12)上。4.根据权利要求1所述一种用于纤维铺放的导纱装置，其特征在于：俯仰机构(2)包括第二陶瓷环支架、俯仰第一连接框(21)、俯仰第二连接框(29)、两个带有销轴的俯仰支撑轴承(28)、四个俯仰光杆(23)、四个俯仰转杆(27)、八个俯仰光杆支架(22)、八个俯仰直线轴承(24)、八个带有连接杆的俯仰连接轴承(25)、八个俯仰轴承座(26)和多个第二导纱陶瓷环；俯仰第一连接框(21)和俯仰第二连接框(29)相对设置，俯仰第一连接框(21)同一端固定安装有四个俯仰光杆支架(22)，俯仰第二连接框(29)同一端固定安装有四个俯仰光杆支架(22)，每个俯仰光杆(23)分别安装在两个俯仰光杆支架(22)上，且四个俯仰光杆(23)平行设置在俯仰第一连接框(21)和俯仰第二连接框(29)之间，每个俯仰光杆(23)上滑动设置有两个俯仰直线轴承(24)，每个俯仰转杆(27)的两端分别固定安装有一个俯仰轴承座(26)，每两个俯仰转杆(27)通过一个带有销轴的俯仰支撑轴承(28)转动连接构成
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形连接件相对设置在俯仰第一连接框(21)和俯仰第二连接框(29)之间，且每个俯仰...
【专利技术属性】
技术研发人员：金鸿宇，李品华，韩振宇，孙守政，富宏亚，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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