一种电磁式步进三维旋转编织机及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电磁式步进三维旋转编织机，包括编织机机器底盘及其运动机构

【技术实现步骤摘要】
一种电磁式步进三维旋转编织机及控制方法


[0001]本专利技术涉及编织机
，具体涉及一种电磁式步进三维旋转编织机及控制方法
。

技术介绍

[0002]三维编织织物可作为复合材料增强体，其结构稳定
、
可设计性好
、
可一体化近净成形
。
在航空航天
、
轨道交通
、
汽车船舶领域取得了成功应用，与之相应的三维编织成形技术与装备也因此得到了较好发展
。
[0003]三维编织技术通过织机驱动绕有纱线的携纱器牵引纱线循环交织从而制成具有空间三维网状结构的三维编织预制体
。
三维编织预制体可由行列式三维编织机和旋转式三维编织机制成
。
旋转式三维编织机则通过底盘运动部件旋转带动携纱器以纱线交织规律循环运动，可分为连续式旋转编织机和步进式旋转编织机
。
[0004]步进式旋转编织机旋转运动部件存在动作时序，但其能实现携纱器运动轨迹数字化控制，更适合复杂截面三维编织预制体成形
。
但目前用于制备三维编织预制体的步进式三维旋转编织机因组成结构复杂且运转过程中运动部件之间的碰撞
、
干涉问题难以得到有效控制导致装备故障率高，影响织造效率，进而限制了其在工程领域的进一步推广应用
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的针对现有技术中的不足，提出了一种电磁式步进三维旋转编织机，以实现复杂截面三维编织预制体高效成形
>。
[0006]本专利技术还提供了电磁式步进三维旋转编织机的控制方法
。
[0007]为达到上述目的，本专利技术电磁式步进三维旋转编织机可采用如下技术方案：
[0008]一种电磁式步进三维旋转编织机，包括上支撑板
、
安装在支撑板上的若干十字拨叉
、
驱动十字拨叉转动的驱动装置
、
与十字拨叉配合的若干携纱器组件；所述若干十字拨叉成排成列的均匀安装在上支撑板上，每个十字拨叉均包括垂直上支撑板表面并插入支撑板中的中心转轴
、
自中心转轴向四个方向延伸的指部；每个指部均为电磁铁结构且独立控制通电；所述驱动装置用以驱动所有十字拨叉同时转动，且相邻两个十字拨叉的转动方向相反；所述携纱器组件包括携纱器底座及设置于底座上的携纱器，所述携纱器底座中间设有铁磁性材料的支撑柱用以与指部配合；当其中一个十字拨叉的指部通电时产生磁力将支撑柱吸附并同时带动携纱器底座转动
。
[0009]进一步的，所述上支撑板上还设有若干导向槽，相邻两个十字拨叉中间均设有一个导向槽，每个导向槽的底部设有一个导向电磁铁，当一个十字拨叉的指部通电后将支撑柱转动至面对导向槽位置时，导向电磁铁通电用以产生相对于指部更大的磁力将支撑柱吸附至导向槽内
。
[0010]进一步的，所述驱动装置包括位于上支撑板下方的电机及若干成排成列且相互平行的齿轮轴，一个齿轮轴与一个十字拨叉的中心转轴同轴连接，且每个齿轮轴上均设有一
个齿轮，每行或每列中的相邻两个齿轮相互啮合，其中一个齿轮轴作为主动齿轮轴与电机输出轴连接
。
[0011]进一步的，还包括位于携纱器组件上方的织物牵引装置用以牵引携纱器组件上缠绕的纱线
。
[0012]进一步的，所述携纱器底座还包括上安装块和下滑块，所述支撑柱位于上安装块和下滑块之间，所述下滑块的底面为中间低两端逐渐升高的船底形以与导向槽配合
。
[0013]进一步的，所述支撑柱为圆柱形，而指部的前端为与圆柱形支撑柱适配的弧形凹槽
。
[0014]进一步的，还包括位于上支撑板下方的下支撑板，所述齿轮轴的底部通过轴承安装在下支撑板上，且上支撑板与下支撑板之间设有支撑轴，支撑轴底部与下支撑板固定而顶部与上支撑板固定，支撑轴中心处设有通孔用于引入轴向纱
。
[0015]有益效果：本专利技术在传统步进三维旋转编织机的基础上，通过电磁吸附的方式实现对携纱器运动以及停驻的控制，提出了一种电磁式步进三维旋转编织机，以替代传统步进式三维旋转编织机通过角轮和拨盘联动驱动携纱器运动的方式，本专利技术中的电磁式步进三维旋转编织机的机械结构以及传动模式相较传统步进三维旋转编织机简化，使得运动机构之间摩擦碰撞程度以及装备故障率降低，且易于实现复杂结构三维编织织物的自动化
、
数字化成形
。
[0016]本专利技术还提供了上述电磁式步进三维旋转编织机的控制方法的技术方案，一种可选的技术方案包括以下步骤：
[0017]S1、
根据编织需求在上支撑板上布置携纱器组件；
[0018]S2、
启动指部电磁铁结构吸附携纱器组件；
[0019]S3、
驱动所有十字拨叉同时旋转
90
°
；
[0020]S4、S2
中通电指部电磁体结构断电，与该断电的指部相邻的另一十字拨叉的指部电磁铁结构通电，携纱器组件滑向该通电的指部；
[0021]S5、
根据织物结构设计要求提升织物高度；
[0022]S6、
编织机重复上述机械步骤以预设轨迹循环形成织物结构
。
[0023]而另一种可选的控制方法的技术方案包括以下步骤：
[0024]S1、
根据编织需求在上支撑板上布置携纱器组件；
[0025]S2、
启动一个指部电磁铁结构吸附携纱器组件；
[0026]S3、
驱动所有十字拨叉同时旋转
90
°
；
[0027]S4、
启动导向槽内电磁铁直至携纱器组件从该指部滑入导向槽；
[0028]S5、S2
中通电指部电磁体结构断电，与该断电的指部相邻的另一十字拨叉的指部电磁铁结构通电直至携纱器组件滑向该通电的指部；
[0029]S6、
根据织物结构设计要求提升织物高度；
[0030]S7、
编织机重复上述机械步骤以预设轨迹循环形成织物结构
。
[0031]进一步的，步骤
S6
中织物高度由以下方程约束：
[0032][0033]式中
v
为提升机构
(1)
织物提升速度，
H
为织物节距高度，
W
为十字拨叉
(10)
旋转角速度，
Δ
T1为指部电磁铁结构通电产生磁力的时间，
Δ
T2为导向槽内电磁铁通电产生磁力的时间
。
附图说明
[0034]图1为本专利技术所述一种电磁式步进三维旋转编织机整体示意图；
[0035]图2为本专利技术所述编织机机器底盘及其运动机构示意图；
[0036]图3为本专利技术所述编织机运动机构及电磁辅助系统俯视图；
[0037]图4为本专利技术所述编本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电磁式步进三维旋转编织机，其特征在于，包括上支撑板
(6)、
安装在支撑板上的若干十字拨叉
(10)、
驱动十字拨叉
(10)
转动的驱动装置
、
与十字拨叉
(10)
配合的若干携纱器组件
(23)
；所述若干十字拨叉
(10)
成排成列的均匀安装在上支撑板
(6)
上，每个十字拨叉
(10)
均包括垂直上支撑板
(6)
表面并插入支撑板中的中心转轴
(19)、
自中心转轴
(19)
向四个方向延伸的指部
(22)
；每个指部
(22)
均为电磁铁结构
(13)
且独立控制通电；所述驱动装置用以驱动所有十字拨叉
(10)
同时转动，且相邻两个十字拨叉
(10)
的转动方向相反；所述携纱器组件包括携纱器底座
(14)
及设置于底座上的携纱器
(5)
，所述携纱器底座
(14)
中间设有铁磁性材料的支撑柱
(18)
用以与指部
(22)
配合；当其中一个十字拨叉
(10)
的指部
(22)
通电时产生磁力将支撑柱
(18)
吸附并同时带动携纱器底座
(14)
转动
。2.
根据权利要求1所述的电磁式步进三维旋转编织机，其特征在于：所述上支撑板
(6)
上还设有若干导向槽
(11)
，相邻两个十字拨叉
(10)
中间均设有一个导向槽，每个导向槽的底部设有一个导向电磁铁
(12)
，当一个十字拨叉
(10)
的指部
(22)
通电后将支撑柱
(18)
转动至面对导向槽位置时，导向电磁铁
(12)
通电用以产生相对于指部
(22)
更大的磁力将支撑柱
(18)
吸附至导向槽内
。3.
根据权利要求2所述的电磁式步进三维旋转编织机，其特征在于：所述驱动装置包括位于上支撑板
(6)
下方的电机及若干成排成列且相互平行的齿轮轴，一个齿轮轴与一个十字拨叉
(10)
的中心转轴
(19)
同轴连接，且每个齿轮轴上均设有一个齿轮
(9)
，每行或每列中的相邻两个齿轮相互啮合，其中一个齿轮轴作为主动齿轮轴与电机输出轴连接
。4.
根据权利要求1或2或3所述的电磁式步进三维旋转编织机，其特征在于：还包括位于携纱器组件
(5)
上方的织物牵引装置
(1)
用以牵引携纱器组件
(5)
上缠绕的纱线
。5.
根据权利要求1或2所述的电磁式步进三维旋转编织机，其特征在于：所述携纱器底座
(14)
还包括上安装块
(16)
和下滑块
(17)
，所述支撑柱
(18)
位于上...

【专利技术属性】
技术研发人员：单忠德，周征西，孙正，郭子桐，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：