【技术实现步骤摘要】
本申请涉及纺织，特别涉及一种仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法。
技术介绍
1、与其他纺织结构材料相比，网类材料具有轻量、透气、较高的强度和耐久性等优点。除了传统的服装、家纺领域，网类材料也广泛应用于体育用品、建筑材料、医疗用品、航空航天等产业用领域，在水、陆、空都能见到网类材料的身影。网类材料多应用于防护、阻拦等领域，防止人或物体坠落，或者减少物体的冲击，在使用过程中不仅承受静态载荷作用，还会受到不同程度瞬时强动载荷冲击。而在自然界中，蜘蛛网具有优异的抗冲击性能，能够抵抗猎物瞬时冲击，这除了与蜘蛛丝复杂的层级结构有关，还与蜘蛛网近乎完美的几何结构有关，蜘蛛网规则的几何结构有利于力的传递、能量的耗散。当前对于仿生蛛网结构材料研究较少，仿生蛛网结构制备材料主要通过3d打印、4d打印等方式，生产成本高、生产效率低，无法大规模制备，产业化应用。
2、传统纺织网类材料结构可分为有结网、机织网、经编无结网、辫编无结网以及绞捻无结网等，传统网类材料形状常规，多为菱形、矩形、六边形等，仿生蛛网结构网类材料制备与研究处于空白状态。与其他几种结构相比，经编无结网是采用拉舍尔经编机编织的一种网眼针织结构材料，该材料除了网眼结构稳定、表面平整、轻质柔软之外，在能量吸收与材料形变等方面具有优异性能。蜘蛛网结构模型存在多方向连续线圈穿套，因此采用经编技术编织蜘蛛网结构模型具有极大的难度。另外，网类材料的原料包括常规纤维如涤纶、锦纶，高性能纤维如超高分子量聚乙烯和芳纶，其他纤维如金属丝；高性能纤维高强高韧、耐高温、耐腐蚀、耐磨损，广泛应用于复
3、因此，基于蜘蛛网几何结构，选用高性能纤维，结合经编技术编织出仿生蛛网结构高性能经编网虽然具有极大的难度，但是具有极大地应用价值和广泛的应用前景。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，以解决传统网类材料结构常规、形变小、抗冲击性能差，以及采用3d打印、4d打印等方式制备的仿生蛛网结构材料生产成本高、生产效率低、无法大规模生产应用的问题。
2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：
3、一方面，本申请提供了一种仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，所述方法适用于异形网类经编机当中，所述异形网类经编机包括筒子架、位于所述筒子架一侧的梳栉移动机构、安装于所述梳栉移动机构上的导纱针、位于所述梳栉移动机构下方的针轨、安装于所述针轨的轨道内的夹持器、用于把纱线编织成线圈并使线圈串套连接成针织物的舌针、以及用于设置工艺参数并控制各部件配合工作的集成控制系统；
4、所述方法包括：
5、s1、基于成品需求利用集成控制系统设计相关工艺参数，并控制各部件配合工作；
6、s2、高性能纤维从筒子架上退绕下来，经导纱针后到达舌针处，所述舌针沿第一圆周轨道做成圈运动以及圆周运动，开始编织第一螺旋线；
7、s3、响应于所述第一螺旋线编织完成，所述舌针沿第一径向轨道向外侧运动，开始编织第一径向线；
8、s4、响应于所述舌针到达第二圆周轨道，所述舌针沿所述第二圆周轨道的顺时针方向运动，开始编织第二螺旋线；
9、s5、响应于所述舌针编织到第二径向轨道处，所述舌针沿所述第二径向轨道向所述第一圆周轨道的方向运动直至与所述第一螺旋线连接；
10、s6、响应于所述舌针与所述第一螺旋线连接后，所述舌针沿所述第二径向轨道运动至所述第二圆周轨道处继续编织所述第二螺旋线；
11、s7、响应于所述舌针编织到第三径向轨道处，重复步骤s5至步骤s6，直至所述舌针回到所述第一径向轨道，并与所述第一径向线连接，编织出完整的第二螺旋线；
12、s8、重复步骤s3至步骤s7继续将剩余的螺旋线和径向线编织完成，直至编织出完整的仿生蛛网结构的高性能经编网。
13、在一种可能的实现方式中，所述步骤s2中，所述舌针沿第一圆周轨道做成圈运动，包括：
14、步骤s21、响应于所述舌针上升退圈，利用夹持器夹持着旧线圈，舌针上升到位后停顿预设时间，此时梳栉移动机构带动所述导纱针运动将所述高性能纤维绕在所述舌针上完成垫纱；
15、步骤s22、响应于所述高性能纤维绕在所述舌针上完成垫纱后，所述舌针下降；
16、步骤s23、响应于所述舌针下降到低于所述旧线圈的位置时向前运动，新线圈形成，所述夹持器夹持所述新线圈；
17、步骤s24、重复上述步骤s21至步骤s23实现成圈运动。
18、在一种可能的实现方式中，所述导纱针具有用于引导所述高性能纤维做垫纱运动的导纱孔。
19、在一种可能的实现方式中，所述高性能纤维至少包括芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维、碳纤维中的一种或多种。
20、在一种可能的实现方式中，所述高性能纤维的纤维形态至少包括短纤纱、单丝、复丝、编织线中的一种。
21、在一种可能的实现方式中，所述梳栉移动机构为机械臂，用于根据程序设定按固定轨迹运动，以配合所述舌针成圈。
22、在一种可能的实现方式中，所述舌针通过传动机构带动其运动，所述传动机构包括：
23、平行的设置于所述针轨的下方的、且与所述针轨的形状相同的驱动滑轨；以及
24、滑动连接于所述驱动滑轨上的无摩擦曲柄轴；
25、其中，所述舌针通过所述无摩擦曲柄轴带动其运动。
26、另一方面，本申请提供了一种仿生蛛网结构的高性能经编网，所述仿生蛛网结构的高性能经编网由权利要求1至7任一所述的仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法制备而成，所述仿生蛛网结构的高性能经编网由若干螺旋线与若干径向线构成。
27、本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
28、通过经编技术编织出仿生蛛网结构材料，大大提高了生产效率，降低了生产成本，有利于大规模生产和应用；传统纺织网类材料网眼形状常规，形变较小，抗冲击性能差，力学性能不能满足某些需要，仿生蛛网结构材料受蜘蛛网结构的启发，规则的几何结构有利于力的传递、能量的耗散，力学性能优于现有结构材料；仿生蛛网结构高性能经编网具有优异的可设计性，可以通过调控原料种类、粗细，编织参数、织造工艺，表面处理工艺生产出不同规格网，应用不同的场合。
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1.一种仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，其特征在于，所述方法适用于异形网类经编机当中，所述异形网类经编机包括筒子架、位于所述筒子架一侧的梳栉移动机构、安装于所述梳栉移动机构上的导纱针、位于所述梳栉移动机构下方的针轨、安装于所述针轨的轨道内的夹持器、用于把纱线编织成线圈并使线圈串套连接成针织物的舌针、以及用于设置工艺参数并控制各部件配合工作的集成控制系统；
2.根据权利要求1所述的仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述舌针沿第一圆周轨道做成圈运动，包括：
3.根据权利要求2所述的仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，其特征在于，所述导纱针具有用于引导所述高性能纤维做垫纱运动的导纱孔。
4.根据权利要求1所述的仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，其特征在于，所述高性能纤维至少包括芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维、碳纤维中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，其特征在于，所述高性能纤维的纤维形态至少包括短纤纱、单丝、复丝、编织线中的一种。
6.根
7.根据权利要求1所述的仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，其特征在于，所述舌针通过传动机构带动其运动，所述传动机构包括：
8.一种仿生蛛网结构的高性能经编网，其特征在于，所述仿生蛛网结构的高性能经编网由权利要求1至7任一所述的仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法制备而成，所述仿生蛛网结构的高性能经编网由若干螺旋线与若干径向线构成。
...【技术特征摘要】
1.一种仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，其特征在于，所述方法适用于异形网类经编机当中，所述异形网类经编机包括筒子架、位于所述筒子架一侧的梳栉移动机构、安装于所述梳栉移动机构上的导纱针、位于所述梳栉移动机构下方的针轨、安装于所述针轨的轨道内的夹持器、用于把纱线编织成线圈并使线圈串套连接成针织物的舌针、以及用于设置工艺参数并控制各部件配合工作的集成控制系统；
2.根据权利要求1所述的仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述舌针沿第一圆周轨道做成圈运动，包括：
3.根据权利要求2所述的仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，其特征在于，所述导纱针具有用于引导所述高性能纤维做垫纱运动的导纱孔。
4.根据权利要求1所述的仿生蛛网结构的高性能经编网的制备方法，其特征在于，所述高性能纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丕波，杨奥林，刘乐乐，蒋高明，陈超余，董智佳，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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