[发明专利]一种大型复杂回转预制体的自动化周向植入装置和方法

说明书

本发明公开了一种大型复杂回转预制体的自动化周向植入装置和方法，包括双铰链携纱卷与U形支架；双铰链携纱卷两端为铰链结构，铰链结构为圆柱结构设计，与U形支架两端铰链结构各形成一个转动副连接；U形支架两端铰链结构分别为外卡扣和内卡扣，保证双铰链携纱卷在工作过程中始终至少有一个圆柱结构与U形支架连接；U形支架上两侧各设置一个电磁铁，在U形支架外卡扣处设置一卡销，以防止完成换手动作中双铰链携纱卷发生脱手状况；卡销的控制设置为触发控制，并与U形支架外卡扣结构侧电磁铁同时触发。本发明实现了双铰链携纱卷在工作过程中握手‑放手‑换手的交替，实现了全自动的交叉周向布纱。

技术领域

本发明属于复合材料中的三维编织技术领域，具体涉及一种大型复杂回转预制体的自动化周向植入装置和方法。

背景技术

三维编织结构复合材料因其力学性能优异，同时质量轻便，因此在军事以及民用上都有重要意义。

三维四向和五向以及更多向的编织技术是近二、三十年发展起来的新型立体编织成型技术，目前较多使用的是三维四向结构，其内部的编织束沿空间四个方向延伸并相互交叉，所有编织束与编织成型方向均有夹角，并保持各向同性。

由于材料厚度方向有纤维分布，提高了材料厚度方向的力学性能；在四向编织基础上，在其特定方向增加其他编织束可形成三维五向、六向以及更多向的三维编织结构，并起到一定的增强材料性能的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种大型复杂回转预制体的自动化周向植入装置和方法，在三维四向、三维五向以及三维多向结构的基础上增加周向纱，可实现大型复杂回转预制体的自动化周向植入，可极大提高复合材料三维编织成型效率，增强复合材料层间剪切性能和环向性能，同时也可进一步提升三维编织结构复合材料的整体力学性能。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种大型复杂回转预制体的自动化周向植入装置，包括双铰链携纱卷与U形支架；

所述双铰链携纱卷两端为铰链结构，所述铰链结构为圆柱结构设计，与U形支架两端铰链结构各形成一个转动副连接；

所述U形支架两端铰链结构分别为外卡扣和内卡扣，保证双铰链携纱卷在工作过程中始终至少有一个圆柱结构与U形支架连接；

所述U形支架上两侧各设置一个电磁铁，与双铰链携纱卷上设置的磁铁配对使用，用于实现双铰链携纱卷与U形支架的握手动作，其中在U形支架外卡扣处设置一卡销，以防止完成换手动作中双铰链携纱卷发生脱手状况；

所述卡销的控制设置为触发控制，并与U形支架外卡扣结构侧电磁铁同时触发。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

所述装置还包括：前置挡销、斜向纱、后置挡销；

所述前置挡销位于斜向纱左前侧且前后距离相距足够近，后置挡销位于斜向纱右后侧且前后距离相距足够近，起到辅助双铰链携纱卷的换手动作，同时保护斜向纱不被双铰链携纱卷损坏。

U形支架，其外卡扣包括：外卡扣拉簧；外卡扣卡销；外卡扣卡销电磁铁；外卡扣复位电磁铁；

其内卡扣包括：内卡扣电磁铁；内卡扣卡销；内卡扣拉簧；

外卡扣卡销在U形结构前进时工作，在U形结构后退时复位；

内卡扣卡销在U形结构后退时工作，在U形结构前进时复位；

外卡扣复位电磁铁在U形结构前进时通电，在U形结构后退时断电；

内卡扣电磁铁在U形结构后退时通电，在U形结构前进时断电。