[发明专利]碳纤维棒自动张紧装置

说明书

技术领域

本发明涉及碳纤维棒卷绕试验机的辅助机构，具体地说是一种碳纤维棒自动张紧装置。

背景技术

碳纤维棒卷绕试验机是将碳纤维棒卷绕到骨架上的试验设备。其工作原理是由电机带动骨架转动，将碳纤维棒逐层绕制到骨架上。在绕制过程中，碳纤维棒需要由一个恒定的张紧力进行牵引。由于碳纤维棒在卷绕过程中是运动的，因而其张紧力的控制是非常困难的。常规的控制方式均采用间接手段，如三点张紧法，即在碳纤维棒上选取三个测量点，测量其相互间的张力。另一种方式是采用电磁原理测量骨架驱动电机的输出力矩，并控制其达到标准值。然而，这些现有控制方式，在碳纤维棒的动态工作过程中精确测量其真实的张紧力，结果会导致碳纤维棒的张紧程度不一致，严重影响卷绕质量。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种碳纤维棒自动张紧装置，通过直接传感碳纤维棒的动态张紧力，精确控制碳纤维棒的给进速度，保证碳纤维的张紧力在标准的范围内，以确保卷绕质量。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：碳纤维棒自动张紧装置，包括底座、机架、主动轮压轮压力传感器、压轮调整机构和伺服电机，其特征在于所述的机架与底座轨道连接；所述的主动轮设置在所述的机架上，并由所述的伺服电机驱动；所述的压轮设置在所述的机架上，并与所述的主动轮相对配置；所述的压力传感器设置在所述底座的前端，并与所述机架的前端板相对配置；所述机架的前端板上还设有供碳纤维棒穿越的走线孔；所述的伺服电机通过压力传感器的反馈信号调整转速。

本发明的碳纤维棒自动张紧装置，碳纤维棒从压轮和主动轮之间穿过，经机架的前端板上的走线孔连接到骨架。骨架在驱动电机的驱动下转动进行卷绕。调节压轮调整机构在碳纤维棒上施加适当的压力。机架通过轨道方式与底座连接，可与底座相对运动。当骨架的转动速度与主动轮的进给速度相同时，机架与底座相对静止，压力传感器上没有信号输出，伺服电机保持原来的速度转动。当骨架的转动速度高于主动轮的进给速度时，机架前端板相对底座向后运动，压力传感器接触到机架前端板后输出电信号，该电信号反馈到控制系统中，控制系统控制伺服电机加速。当伺服电机加速到主动轮的进给速度与骨架的转动速度相同后，压力传感器与机架前端板不接触，停止信号输出，伺服电机开减速。如此循环，使主动轮的进给速度与骨架的转动速度保持动态平衡，从而保证碳纤维棒在整个传送过程中保持张紧力一致。

从上面分析可知，本发明的碳纤维棒自动张紧装置具有以下特点：

1、本发明采用压力传感器直接感应碳纤维棒的张紧力，能够达到实时和精确感应，可减小测量误差，提高精确度。

2、本发明采用伺服电机控制主动轮的传送速度，可实现闭环控制，确保碳纤维棒在整个传送过程中张紧力的恒定，从而保证卷绕质量。

3、本发明通过压轮调整机构调节压轮与主动轮之间的距离，在碳纤维棒上施加适当的压力，使碳纤维棒同时受骨架驱动电机和主动轮的有效控制，并通过调整伺服电机的速度达到动态平衡。

4、本发明通过机架和底座的轨道连接方式，使机架与底座产生相对运动，从而实现压力传感器与机架前端板之间的断续接触，将碳纤维棒的张紧状态实时传送到控制系统。

5、本发明结构简单，制造成本低，可控性好，操作简便，并能实现自动控制。

根据本发明，所述的压轮调整机构包括手轮和活动板，所述的手轮设置在所述机架的顶板上；所述的手轮和活动板螺纹连接；所述的压轮轴接在所述的活动板上。旋转手轮，活动板产生上下运动，从而调节压轮的高低。进一步地，所述的顶板和活动板之间还设有弹簧。所述的弹簧可以是一个，直接设置在手轮上。优选地，所述的弹簧为两个，分别置于所述的手轮两侧。

作为本发明的再进一步改进，所述的主动轮包括第一主动轮和第二主动轮，所述的压轮包括第一压轮和第二压轮，所述的第一主动轮和第一主动轮和相对配置，所述的第二主动轮和第二压轮相对配置；每个压轮上均设有一个压轮调整机构。

作为本发明的再进一步改进，在所述机架的侧板上还开设有纵向槽，所述压轮的轮轴置于所述的纵向槽内。所述的纵向槽能够更好地引导压轮上下运动，维持压轮与主动轮的相对位置。

作为本发明的再进一步改进，所述的底座上设有导轨，所述的机架底部设有与所述的导轨相对配置的滑块组。

作为本发明的再进一步改进，所述的伺服电机设置在所述的机架上，并通过齿轮与所述的主动轮连接。

作为本发明的更进一步改进，所述的底座底部还设有底脚。所述的底脚为可调式结构。

附图说明