[发明专利]一种用于复合材料多丝束独立裁断的气动驱动装置

说明书

本发明涉及一种用于复合材料多丝束独立裁断的气动驱动装置。该装置包括设置在上缸体和下缸体中的多个独立的驱动单元，驱动单元与丝束的数量相同，多个驱动单元呈两排错位间隔设置，每排的驱动单元中均包括活塞、气缸腔室和缸杆，其中，每排的相邻两个驱动单元的气缸腔室分别设置在上缸体中和下缸体中，气缸腔室中均套设有相应的活塞，活塞与气缸腔室之间设有密封元件，在上缸体中的活塞连接短缸杆，在下缸体中的活塞连接长缸杆，短缸杆与长缸杆均从上缸体的上端穿出伸向外部，用于独立驱动丝束裁切机构，上缸体和下缸体上均设有连通气缸腔室的多个缸体气孔。该装置结构紧凑，实现了在有限空间下多缸杆独立运动。

技术领域

本发明涉及复合材料构件自动铺放成型技术领域，特别是涉及一种用于复合材料多丝束独立裁断的气动驱动装置。

背景技术

先进复合材料由于其轻质、高强度、高模量、抗疲劳性能好、减震性优良、耐腐蚀性能优越、可设计性和工艺性好等特点，现已广泛应用于航空、航天、船舶、风力发电等领域。复合材料构件制造技术也逐渐向自动化、专业化、整体化、低成本方向发展。

复合材料纤维丝束裁切装置是复合材料铺丝机中核心部件铺丝头部件的关键装置，铺丝头的裁切机构接收到控制系统的指令后，实施裁切纤维丝束的动作。在实际裁切过程中，一般选择气缸作为铺丝机裁切机构的驱动装置，能够满足快速裁切纤维丝束的需求，在纤维丝束铺放过程中，任意纤维丝束可被切断和调用，从而允许通过增减纤维丝束数目来实现改变铺放的复材构件的宽度和构成形式。这就需要裁切机构的执行元件由多个独立运动的气动驱动装置构成。

复合材料纤维丝束自动铺放设备多数情况下都是进行多丝束同步铺放，目前通用的丝束宽度很窄，为了实现多丝束紧密排列，保证相邻丝束间隙大小满足铺放成型要求，就需要铺放系统的各功能机构均要非常紧凑。现有技术的处理方法是将多个单缸杆气缸镶在一起，为满足缸体的强度要求和气缸输出力的要求，缸体壁厚大，镶在一起的多个气缸的缸杆间距变大，组合后的空间也变大。由于铺丝机纤维丝束切断机构设计空间的局限性和丝束多、丝束间距小的特殊需求，多个气缸平行镶在一起不能满足复合材料铺丝机纤维丝束切断机构的设计需求，增加了铺丝机的设计难度和成本，同时也增加了零件的加工难度和安装难度。

因此，发明人提供了一种用于复合材料多丝束独立裁断的气动驱动装置。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供了一种用于复合材料多丝束独立裁断的气动驱动装置，解决了现有技术的气动驱动装置不能在有限空间内实现多杠杆独立运动的问题。

本发明的实施例提出了一种用于复合材料多丝束独立裁断的气动驱动装置，该装置包括设置在上缸体和下缸体中的多个独立的驱动单元，所述驱动单元与丝束的数量相同，所述多个驱动单元呈两排错位间隔设置，每排的所述驱动单元中均包括活塞、气缸腔室和缸杆，其中，每排的相邻两个驱动单元的气缸腔室分别设置在所述上缸体中和所述下缸体中，所述气缸腔室中均套设有相应的活塞，所述活塞与所述气缸腔室之间设有密封元件，在所述上缸体中的活塞连接短缸杆，在所述下缸体中的所述活塞连接长缸杆，所述短缸杆与所述长缸杆均从所述上缸体的上端穿出伸向外部，用于独立驱动丝束裁切机构，所述上缸体和所述下缸体上均设有连通所述气缸腔室的多个缸体气孔。

进一步地，前后两排的所述驱动单元之间是等间距间隔设置，当丝束的宽度为a时，每排的所述驱动单元中相邻的两个缸杆的中心距为2a，前后两排的所述驱动单元中相邻的两个缸杆的横向中心距为a。

进一步地，还包括设在所述下缸体底部的底板，所述底板上设有与所述活塞相对应的多个底板气孔，所述底板与所述下缸体通过紧固件可拆卸连接。

进一步地，所述上缸体和下缸体之间以及所述下缸体和所述底板之间的安装连接处均设有用于密封缸体的密封元件。

进一步地，所述缸体气孔包括设在所述上缸体侧壁的上腔气孔和设在所述下缸体侧壁的下腔气孔，所述上腔气孔和所述下腔气孔均与各个所述气缸腔室一一对应设置。