[发明专利]一种多层碳布缝合装置

说明书

本发明公开了一种多层碳布缝合装置，包括进行预刺和缝合植针的针刺机构，锁扣机构，夹持碳布的水平工作台；控制系统。针刺机构的主轴由步进电机驱动，主轴带动两个偏心轮转动，偏心轮带动连杆，连杆与针杆相连，一根为预刺针针杆，一根为植针针杆，在步进电机的驱动下实现两针杆做往复运动；锁扣机构主凸轮轴与步进电机相连，主凸轮轴安装有两个凸轮，主凸轮轴带动副凸轮轴上的勾针做往复摆动和轴向的往复运动，与针刺机构同步转动；工作台由X向移动平台和Y向移动平台组成，工作台上安装有步进电机，以实现放布支撑板的移动；该装置的预刺功能，减轻碳纱穿过碳布时的摩擦，降低对碳纱的损伤，实现多层碳布的缝合。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维立体织物成型的多层碳布缝合装置。

背景技术

三维织物是近40年来发展起来的性能最优的纤维增强结构，主要用于航空、航天、汽车、医疗及新技术领域。多层碳布缝合技术是三维织物的一种成型技术，其工艺采用预先裁剪的方形碳布多层叠加抻平后放置在夹持碳布的水平工作台的碳布放置平台上，进行预刺和缝合植针的针刺机构带动两根针杆往复运动，锁扣机构在引纱针穿过碳布后进行锁扣。夹持碳布的水平工作台的移动可以精确控制针脚的大小和换行。

随着科学技术的进步，人们逐步将以往手工操作的流程、工艺与信息、微电子、自动化、精密制造等技术有机结合起来，以提高生产效率、降低劳动强度。与传统的手工操作相比，自动化生产装备具有操作准确，生产效率高，降低劳动强度，节省生产成本的优点。

科技论文“立体编制预制体用自动单针插刺机设计”(玻璃纤维2011(3)：18一20)介绍了一种自动单针插刺机用于三维编织预制体成型工艺过程中的单针插刺，实现单针插刺的自动化。该设备与传统手工单针插刺工艺相比，虽然具有单针插刺间距一致性好，生产效率高，劳动强度低等特点，可更好的适应三维编制预制体形状复杂化、大型化趋势要求等优点。但其不足之处在于：仅能实现单根钢针依次对多层碳布的预刺，刚针预刺之后需人工进行穿线，增加了生产周期，提高了生产成本，降低劳动效率。

与现有技术相比，本发明一种多层碳布缝合装置具有以下特点：该装置具有预刺功能，安装的预刺针略大于植针，可以减轻碳纱穿过碳布时的摩擦，降低对碳纱的损伤，实现多层碳布的缝合。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种多层碳布缝合装置，用于实现碳纤维立体织物的生产，通过连杆与两根针杆的往复运动，不仅实现了预刺功能，还实现了自动引线功能，两者结合实现了多层碳布缝合效果，提高了生产效率，同时预刺针略大于植针，预刺之后再进行植针缝合，垂直穿过碳纱，可以减少碳纱穿过碳布时的摩擦力，减少碳纱的损伤，提高装置工作效率和精度，以此实现碳布的缝合。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：进行预刺和缝合植针的针刺机构，锁扣机构，夹持碳布的水平工作台，控制系统；针刺机构的主轴由步进电机驱动带轮组从而带动主轴转动与针杆上下往复运动，针刺机构的转动平台与上支撑板之间采用高速轴承连接，针刺机构的转动平台的整体转动由人工完成，每次转动九十度，并由钢珠来固定转动后的位置，并通过传感器获取转动到的位置，以此控制夹持碳布的水平工作台的运动。；锁扣机构由步进电机驱动主凸轮轴转动，从而带动钩针主轴转动，主凸轮轴由一个盘形凸轮和一个圆柱凸轮组成，以此来带动钩针完成轴向的运动和往复的摆动，锁扣机构与下支撑板之间采用轴承连接，锁扣机构的转动与针刺机构的转动相配合；底部的夹持碳布的水平工作台分别由两个步进电机驱动两根正交放置的丝杠转动从而带动放布平台移动，夹持碳布的水平工作台在X，Y轴方向上每次移动的距离与时间间隔由针刺机构预刺针和引纱针的速度和两根针的间距，以及转动平台整体转动角的位置决定。与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明用于涉及一种碳纤维立体织物成型的多层碳布缝合装置，实现了多层碳布的缝合，同时预刺针略大于植针，带有预刺功能，从而预刺之后，缝合植针带着碳纱通过预刺针孔进入多层碳布，可以减小碳纱穿过碳布时的摩擦，降低对碳纱的损伤，并可以提高多层碳布缝合效率。