[实用新型]单驱动的复合材料铺丝头一体化装置及其重送轮轴系统

说明书

本实用新型属于复合材料自动铺放成型技术领域，具体提供一种单驱动的复合材料铺丝头一体化装置及其重送轮轴系统。本实用新型旨在解决现有的单驱动的复合材料铺丝头一体化装置在进行转角铺放或变曲率曲面的铺放过程中铺放质量较差的问题。为此，本实用新型的重送轮轴系统包括传动轴和多个单向轮装置；每一个单向轮装置都包括与传动轴同轴固定的内圈和与重送轮装置匹配的外圈，外圈与内圈同轴连接，并且外圈和内圈之间的连接设置成使外圈仅能朝一个方向相对于内圈自由转动。本实用新型具有上述重送轮轴系统的单驱动的复合材料铺丝头一体化装置能够允许多条丝束的铺放路径长度不一致，允许多条丝束的铺放速度不一致，维持每一条丝束的铺放张力稳定，提高了铺放质量。

技术领域

本实用新型属于复合材料自动铺放成型技术领域，具体提供一种单驱动的复合材料铺丝头一体化装置及其重送轮轴系统。

背景技术

复合材料具有高比强度、高比模量、耐疲劳、减振性好、工艺性好等优点，这些优点对飞行器的性能具有很大的价值，在航天航空工业中已经得到了广泛的应用。同时在其他行业，如体育器材、船舶、高铁等领域，复合材料的用量也在日益增多。

对高曲率轮廓复材整体构件，如飞机机身段，以及其他诸如喷气发动机整流罩、进气道、喷管、锥形管、压气机叶片、圆形或“C”形通道管等椭圆高曲率轮廓整体复材构件，使用复合材料自动铺带机设备将难以满足铺放制造的要求。复合材料自动铺丝机由于可以对多束窄条丝带进行单独控制，可根据铺放层轮廓形状对丝束进行独立切断控制，可铺放复杂的、甚至带窗口的曲面。因此，对于此类复杂构件，需要使用自动铺丝机来实现铺放加工制造。

自动铺丝机的铺丝头是复合材料铺丝机最核心的部件，铺丝头的核心功能装置主要实现对多束复材纤维丝束的独立重送、压紧止动、剪切、导向等功能，这是铺丝机实现对复杂轮廓铺放的保障和前提条件。

现有的铺丝头采用的分立装置实现对复合材料纤维丝束的重送、压紧止动和剪切功能。每套装置都需要采用独立的驱动系统进行驱动控制。在铺丝头的结构方面，不仅驱动元件的数量翻倍，还增加了装置的总质量和体积；在控制方面，由于要对每一束纤维丝束进行独立的重送、压紧止动和剪切，重送系统、压紧止动系统和剪切系统必须要相互协同，才能保证丝束准确的切断和铺放，在复杂性方面也有所增加。一旦出现控制失调，重送、压紧止动和剪切系统没有按照设定功能进行配合，三套运动控制系统的动作发生时序偏差，出现重送、压紧止动和剪切系统同时动作或不动作，都会影响铺丝机的正常工作，轻则导致铺丝精度不准确，功能不正常，重则会导致铺丝机系统运行故障。

为此，公开号为CN103640229A的专利申请中公开了一种单驱动的复合材料铺丝头一体化装置。虽然，该复合材料铺丝头一体化装置通过一个驱动系统和控制系统就能够控制多个铺丝头同时作业。但是，由于该复合材料铺丝头一体化装置的多个铺丝头使用的是同一根重送轴，使得复合材料铺丝头一体化装置在进行转角铺放或变曲率曲面的铺放过程中，会出现多条丝束的铺放路径长度不一致，铺放速度不一致，铺放张力不稳定的情况，影响铺放质量。

相应地，本领域需要一种新的单驱动的复合材料铺丝头一体化装置来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的单驱动的复合材料铺丝头一体化装置在进行转角铺放或变曲率曲面的铺放过程中铺放质量较差的问题，本实用新型提供了一种单驱动的复合材料铺丝头一体化装置的重送轮轴系统，所述复合材料铺丝头一体化装置包括与外部固定装置枢转连接的连杆装置、一端与所述连杆装置枢转连接的驱动臂、枢转地设置在所述连杆装置上的重送轮装置和所述重送轮轴系统；所述重送轮轴系统包括传动轴和多个单向轮装置；其中，每个所述单向轮装置都包括与所述传动轴同轴固定的内圈和与所述重送轮装置匹配的外圈，所述外圈与所述内圈同轴连接，并且所述外圈和所述内圈之间的连接设置成使所述外圈仅能朝一个方向相对于所述内圈自由转动。