[发明专利]复合材料缝合机械手的末端缝合装置及其线迹形成方法

权利要求书

1.一种复合材料缝合机械手的末端缝合装置，其特征在于，包括机架、驱动机构、刺料机构、锁线机构和送线机构；

所述机架包括相互平行设置的前挡板、后挡板和衬板；所述前挡板与衬板之间、衬板与后挡板之间均通过螺栓固定设置有若干支撑轴，所述机架顶部设置有用于与工业机器人末端相配合连接的法兰，所述法兰通过螺栓与前挡板及后挡板的顶部实现固定连接；

所述驱动机构包括贯穿设置于前挡板与衬板之间的电机，所述电机通过螺钉与前挡板固定连接，所述电机输出轴的末端通过带传动与第一传动轴的一端联接；所述第一传动轴的另一端通过紧定螺钉固定设置有用于驱动第二传动轴运动的主动槽轮，该主动槽轮的中部固定安装有槽轮拨杆，所述第一传动轴的中间部位分别设置有用于驱动第三传动轴和第四传动轴运动的主动齿轮Ⅰ和主动齿轮Ⅱ；

所述第二传动轴贯穿设置于前挡板与衬板之间，该第二传动轴的一端固定设置有与主动槽轮相配合联接的被动槽轮，另一端设有用于驱动第五传动轴运动的主动齿轮Ⅲ；

所述第三传动轴贯穿设置于衬板上，该第三传动轴中部设有与主动齿轮Ⅰ相啮合的被动齿轮Ⅰ；所述第三传动轴的一端设置有刺料机构；

所述第四传动轴贯穿设置于前挡板上，该第四传动轴的一端设有与主动齿轮Ⅱ相啮合的被动齿轮Ⅱ；所述第四传动轴的一端设置有送线机构；

所述第五传动轴贯穿设置于前档板与衬板之间，该第五传动轴的中部设有与主动齿轮Ⅲ相啮合的被动齿轮Ⅲ；所述被动齿轮Ⅲ的一侧相邻设置有用于驱动锁线机构运动的主动伞齿轮Ⅳ；

所述刺料机构包括设置于第三传动轴末端的曲柄盘Ⅰ，所述曲柄盘Ⅰ的圆周位置通过连杆Ⅰ与齿条的一端连接，所述连杆Ⅰ的两端通过销轴分别与曲柄盘Ⅰ及齿条的一端固定连接；所述齿条通过导向块安装于前挡板上，所述齿条与设置于第六传动轴中部的主动齿轮Ⅴ相啮合，所述主动齿轮Ⅴ与设置于第七传动轴上的被动齿轮Ⅴ相啮合；所述第六传动轴贯穿设置于前挡板与衬板之间，所述第七传动轴贯穿设置于前挡板之上；所述第七传动轴的一端通过螺钉固定安装有用于穿刺缝料的缝针；

所述送线机构包括设置于第四传动轴末端的曲柄盘Ⅱ，所述曲柄盘Ⅱ的圆周位置通过销轴连接有送线杆，所述送线杆的中部通过销轴安装有连杆Ⅱ，所述连杆Ⅱ与前挡板之间通过销钉固定连接；

所述锁线机构包括与所述主动伞齿轮Ⅳ相啮合的被动伞齿轮Ⅳ，所述被动伞齿轮Ⅳ固定设置于锁线转轴的一端，所述锁线转轴贯穿设置于连接板上，所述连接板通过螺钉固接与前挡板上，所述锁线转轴的另一端通过螺钉固定安装有与缝针相配合工作的旋梭。

2.根据权利要求1所述的复合材料缝合机械手的末端缝合装置，其特征在于，所述第一传动轴的两端与前挡板及衬板之间、第二传动轴的两端与前挡板及衬板之间、第三传动轴的一端与衬板之间、第四传动轴的中部与前挡板之间、第五传动轴的两端与前挡板及衬板之间、第六传动轴的两端与前挡板及衬板之间、第七传动轴的一端与前挡板之间均通过轴承座固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的复合材料缝合机械手的末端缝合装置，其特征在于，所述前挡板上开设有用于调节连接板位置的导向调节槽。

4.根据权利要求1所述的复合材料缝合机械手的末端缝合装置，其特征在于，所述锁线转轴与连接板之间安装有滚动轴承。

5.根据权利要求1所述的复合材料缝合机械手的末端缝合装置，其特征在于，所述缝针为类“弯月形”结构，该缝针的末端开设有穿线孔。

6.根据权利要求1所述的复合材料缝合机械手的末端缝合装置，其特征在于，所述送线杆的末端开设有送线孔。

7.一种复合材料缝合机械手末端缝合装置的线迹形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)，缝合线迹的形成需要两根缝线配合实现，其中一根缝线穿过缝针的穿线孔，另一根缝线的线轴置于旋梭内；

步骤(2)，缝针在刺料机构运动规律的作用下带线刺入缝料上表面，经180°旋转后再次穿出缝料表面；

步骤(3)，缝针回转至极限位置后做返程运动，在返程过程中，穿线孔附近的缝线由于缝料穿刺点处的挤压摩擦力而形成线环，此时旋梭在锁线机构间歇性运动的作用下回转一周，在旋梭回转过程中，旋梭梭尖位置穿过已形成的线环起到锁线的作用；

步骤(4)，缝针继续做返程运动至初始位置，旋梭回转一周后其内缝线与缝针上的缝线相互锁结，此后本装置向前移动一个针距，准备完成下一周期的缝合操作；

步骤(5)，重复进行上述步骤(1)至步骤(4)，即可得到相互锁结的连续缝合线迹。