[发明专利]一种三维结构缝编成型设备及缝编成型方法

说明书

本发明公开了一种三维结构缝编成型设备及缝编成型方法，该缝编成型设备具有二维编织和三维缝合双重编织功能的功能，该设备包括：环形机架、径向纱锭、导向盘、驱动装置、编织纱、轴向纱、成型模芯、环向缝合装置、机械臂。其中环向缝合装置包括：环形机架、环向缝合机、驱动装置与导轨。该混合缝编设备可通过机械臂的轴向往复运动在二维编织的同时完成编织层的叠层，在相邻叠层结构的层间通过环向缝合装置与二维编织形成同步动作，完成层间纱线的径向缝合，从而形成三维缝编结构织物，该设备成型织物的厚度和任意调节，形成的三维织物可根据要求任意调整尺寸规格。

技术领域

本发明属于高性能纤维或混杂纤维三维结构织物的编织设备，特别涉及一种具有二维编织和三维缝合双重编织功能的缝编混合成型设备，该设备成型织物的厚度和任意调节，形成的三维织物结构可根据要求任意调整尺寸规格。

背景技术

在我国编织设备的发展过程中，编织机于20世纪初期出现，作为特种编织设备，三维结构的编织成型设备自从出现之后就被不断改进，其编织的动作类型和编织成型织物的结构和种类也在不断增多，编织过程纱线不仅要求在单层织物结构中进行，而且要求在不同的编织层间进行运动，因此三维结构织物要求纱线必须完成在二维层内和三维层间的复杂运动，实现真正三维织物的结构成型。

目前，三维织物结构的编织方法，主要有二步法、四步法和旋转法，其中旋转法相对于其他编织结构来讲具有一定的优势，例如可以实现编织过程的同步运转，编织效率较高，编织速度也比较高，但是单位同步控制要求部件较多，控制难度较大。而二步法和四步法的三维编织结构中，纱线的运动轨迹贯穿于整个织物的厚度层范围，纱线在织物中的运动轨迹较为复杂，而且编织过程中的纱线接触、交织动作频繁，纱线之间的摩擦问题较为严重，容易造成单丝纤维的严重磨损，影响三维织物的整体力学性能的有效发挥。为了克服以上技术问题，有必要提供一种新型的三维结构成型的编织设备，克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种三维结构缝编成型设备及缝编成型方法。

为了解决以上问题，本发明的技术方案为：

一种三维结构缝编成型设备，包括第一机架、若干个纱锭、若干个导向盘、集束导向盘、成型模芯、环向缝合装置和机械臂，其中，

若干个导向盘活动安装在所述第一机架上，每个导向盘均与第一驱动装置连接，每个导向盘上均设置有一个垂直于导向盘工作面的中空管体，该中空管体的一端贯穿导向盘的盘体，另一端延伸出导向盘，所述若干个纱锭中的每个纱锭分别安装在一个导向盘的中空管体上；

成型模芯设置于第一机架的一侧，且固定在机械臂上，机械臂的运动带动成型模芯靠近或远离第一机架；所述集束导向盘设置于成型模芯与第一机架之间；

所述环向缝合装置包括第二机架、若干个缝合机和第二驱动装置，所述第二机架为环形机架，该环形机架套合在成型模芯上，若干个缝合机均匀沿环形机架的周向安装，每个缝合机均与所述第二驱动装置连接。

径向纱锭固定在导向盘上，导向盘在驱动装置的驱动下沿着环形机架进行环向编织动作，导向盘中部的中空圆管引出轴向纱，编织纱与轴向纱最终形成伞形网状织物，最终集中于集束导向盘内，通过集束导向盘的导向最终在成型模芯表面形成单层二维编织织物单层。

环向缝合装置通过环形机架固定于成型模芯的环向，通过驱动装置提供动力将四组缝合机沿着环形机架进行二维织物相邻叠层层间缝合，驱动装置和缝合机固定于环形机架上，沿导轨完成轴向动作，实现径向缝合成型。机械臂提供整个轴向的往复运动的驱动力，在轴向二维编织物达到编织限位点时提供换向动作，从而最终完成轴向往复运动制备二维织物的叠层。

该设备的结构较为简单，控制难度小，编织过程中首先进行单层的二维编织，然后再进行叠层的二维编织，在叠层二维编织的同时进行径向缝合成型，纱线的运动轨迹简单，不易造成单丝纤维的严重磨损，有利于促进三维织物的整体力学性能的有效发挥。