筒形三维编织平台.pdf

本发明提供一种筒形三维编织平台，包括一个中心轴以及绕该中心轴呈环形分布的n个条形单元，n为偶数；每个条形单元包括一个底板条，各底板条的长度方向均与该中心轴方向平行，而且每个底板条具有相反的两个表面，每个底板朝向该中心轴的一个表面为内表面；在每个底板条的内表面一侧沿长度方向设有一列m个内携纱盘，m为自然数，所述n个条形单元上的所有内携纱盘组成一个筒形的编织平台，该筒形的编织平台上具有m环、n列的内携纱盘阵列；每个内携纱盘用一根枢接于底板条的内轴传动连接，所述内轴与同一个动力源或者不同的动力源相接，使所述内携纱盘阵列能够依照预定的速度与方向相对转动。采用本发明提供的编织机，能够非常方便地扩大编织平台。

1.  一种筒形三维编织平台，其特征在于：其具有一个中心轴以及绕该中心轴呈环形分布的n个条形单元，n为偶数；
每个条形单元包括一个底板条，各底板条的长度方向均与该中心轴方向平行，而且每个底板条具有相反的两个表面，每个底板朝向该中心轴的一个表面为内表面，另一个表面为外表面；在每个底板条的内表面一侧沿长度方向设有一列m个内携纱盘，m为自然数，所述n个条形单元上的所有内携纱盘组成一个筒形的编织平台，该筒形的编织平台上具有m环、n列的内携纱盘阵列；
每个内携纱盘用一根枢接于底板条的内轴传动连接，所述内轴与同一个动力源或者不同的动力源相接，使所述内携纱盘阵列能够依照预定的速度与方向相对转动。

2.  根据权利要求1所述的筒形三维编织平台，其特征在于：还包括两个平行设置的环形端板，两个环形端板之间固定有所述n个条形单元。

3.  根据权利要求1所述的筒形三维编织平台，其特征在于：每一环向上的n个内携纱盘通过安装于内轴上的环向传动齿轮依次相接，而且各个环向传动齿轮的尺寸一致，使得每一环上的内携纱盘的转动速率相同，每一环上任意相邻的两个内携纱盘的转向相反。

4.  根据权利要求3所述的筒形三维编织平台，其特征在于：相邻环上的环向传动齿轮交错布置。

5.  根据权利要求3所述的筒形三维编织平台，其特征在于：所述环向传动齿轮是锥齿轮。

6.  根据权利要求3所述的筒形三维编织平台，其特征在于：不同环向上的内携纱盘之间通过安装于内轴上的列向传动齿轮相接。

7.  根据权利要求3所述的筒形三维编织平台，其特征在于：不同环向上的内携纱盘连接不同速度的动力源，该不同速度的动力源独立控制。

8.  根据权利要求1所述的筒形三维编织平台，其特征在于：在每一列内携纱盘的两头位置还各设置一个外携纱盘。

9.  根据权利要求8所述的筒形三维编织平台，其特征在于：每一个外携纱盘用一根枢接于底板条的外轴传动连接，所述外轴与独立的动力源相接或者与相邻位置的内轴通过齿轮传动连接。

10.  根据权利要求8所述的筒形三维编织平台，其特征在于：所有的内携纱盘和外携纱盘分别连接独立的动力源，并通过自动控制系统独立控制每个内携纱盘和外携纱盘。

11.  根据权利要求1所述的筒形三维编织平台，其特征在于：在所述底板条的内表面上还设有编织槽轨。

12.  根据权利要求1所述的筒形三维编织平台，其特征在于：所述n个条形单元构成圆筒形或圆锥形。

13.  根据权利要求1所述的筒形三维编织平台，其特征在于：所述中心轴沿水平方向、竖直方向或者空间中其他方向布置。

14.  根据权利要求8所述的筒形三维编织平台，其特征在于：所述外携纱盘的直径小于或者等于所述内携纱盘的直径。

筒形三维编织平台
技术领域
本发明涉及一种三维编织机，特别涉及一种筒形的三维编织机的筒形编织平台。
背景技术
三维编织技术是制备复合材料，尤其是先进纤维增强复合材料预成型件的一项重要技术，在制备具有一定厚度、整体性的且对性能要求较高的纤维复合材料预成型件的领域有着广泛的应用。
目前世界上的三维编织机从编织方法上分为四步法、二步法和旋转法(前两者又被称为纵横步进法，后者旋转法参见申请人的中国发明专利：旋转编织机，申请号为200810226422.5)，其中的旋转法由于能够连续运行，生产效率相对较高。
目前的三维编织机，按照平台形状，又可分为矩形、圆(盘)形和筒形几种，其中矩形和圆(盘)形较容易实现(在上述“旋转编织机”专利中，申请人提出了一个使用携纱盘带动携纱座运动的旋转运动编织机，能够在矩形平台和圆(盘)形平台上实现连续编织)，而筒形编织机由于技术难度原因，仅有四步法形式有公开报道。
而在圆(盘)形平台的三维编织机技术中，申请人也遇到了瓶颈：在具有多个环形轨道的圆(盘)形平台上，越靠向外缘的环形轨道上的携带盘的直径越大，随着环形轨道的数目增多，导致设备台面面积迅速地增加，携纱器从内环到外环运动过程中所需要的回纱量也迅速增加，因此环形轨道的数量只能局限在有限的范围，导致目前世界上此类编织机一般只有5-6环的环形轨道。
总之，目前还没有筒形三维编织平台能够用旋转法进行连续编织，并能够在保证生产效率的同时，减少占地面积。
发明内容
为了改善现有技术的不足和缺陷，满足工业化生产的需要，本发明提出了一种筒形三维编织平台，在保证生产效率的同时，减少占地面积，使其能够突破圆(盘)形平台的三维编织机技术的瓶颈。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种筒形三维编织平台，其特征在于：其具有一个中心轴以及绕该中心轴呈环形分布的n个条形单元，n为偶数；
每个条形单元包括一个底板条，各底板条的长度方向均与该中心轴方向平行，而且每个底板条具有相反的两个表面，每个底板朝向该中心轴的一个表面为内表面，另一个表面为外表面；在每个底板条的内表面一侧沿长度方向设有一列m个内携纱盘，m为自然数，所述n个条形单元上的所有内携纱盘组成一个筒形的编织平台，该筒形的编织平台上具有m环、n列的内携纱盘阵列；
每个内携纱盘用一根枢接于底板条的内轴传动连接，所述内轴与同一个动力源或者不同的动力源相接，使所述内携纱盘阵列能够依照预定的速度与方向相对转动。
所述的筒形三维编织平台，其中：还包括两个平行设置的环形端板，两个环形端板之间固定有所述n个条形单元。
所述的筒形三维编织平台，其中：每一环向上的n个内携纱盘通过安装于内轴上的环向传动齿轮依次相接，而且各个环向传动齿轮的尺寸一致，使得每一环上的内携纱盘的转动速率相同，每一环上任意相邻的两个内携纱盘的转向相反。
所述的筒形三维编织平台，其中：相邻环上的环向传动齿轮交错布置。
所述的筒形三维编织平台，其中：所述环向传动齿轮是锥齿轮。
所述的筒形三维编织平台，其中：不同环向上的内携纱盘之间通过安装于内轴上的列向传动齿轮相接。
所述的筒形三维编织平台，其中：不同环向上的内携纱盘连接不同速度的动力源，该不同速度的动力源独立控制。
所述的筒形三维编织平台，其中：在每一列内携纱盘的两头位置还各设置一个外携纱盘。
所述的筒形三维编织平台，其中：每一个外携纱盘用一根枢接于底板条的外轴传动连接，所述外轴与独立的动力源相接或者与相邻位置的内轴通过齿轮 传动连接。
所述的筒形三维编织平台，其中：所有的内携纱盘和外携纱盘分别连接独立的动力源，并通过自动控制系统独立控制每个内携纱盘和外携纱盘。
所述的筒形三维编织平台，其中：在所述底板条的内表面上还设有编织槽轨。
所述的筒形三维编织平台，其中：所述n个条形单元构成圆筒形或圆锥形。
所述的筒形三维编织平台，其中：所述中心轴沿水平方向、竖直方向或者空间中其他方向布置。
所述的筒形三维编织平台，其中：所述外携纱盘的直径小于或者等于所述内携纱盘的直径。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：采用本发明提供的编织机，能够非常方便地扩大编织平台，不再受携纱盘尺寸随环数增大的限制。而且本发明由于零件种类少，尺寸单一，因此较容易实现规模上的扩展，容易实现模块化生产和规模化生产。
附图说明
图1是本发明提供的筒形三维编织平台的简化后的立体外观示意图；
图2是本发明提供的筒形三维编织平台的简化后的侧视图；
图3是本发明提供的筒形三维编织平台的条形单元的立体结构示意图；
图4是本发明提供的筒形三维编织平台的条形单元的侧视图；
图5是本发明提供的筒形三维编织平台的条形单元的正视图；
图6是本发明提供的筒形三维编织平台的相邻的两个内轴的传动连接示意图；
图7是本发明提供的筒形三维编织平台的底板条上的轨道形状示意图。
附图标记说明：端板1；支座11；条形单元2；底板条3；编织槽轨31；内携纱盘4；内轴41；环向传动齿轮42；列向传动齿轮43；外携纱盘5；外轴51；外传动齿轮52。
具体实施方式
如图1、图2所示，是本发明提供的一种筒形三维编织平台的简化结构示意图，其具有两个平行设置的环形端板1，两个环形端板1靠近地面的一侧延伸为 支座11，两个圆环形端板1之间固定有呈圆形均匀分布的n个条形单元2(n为偶数)，由于在本实施例中，条形单元2的数目过多，为清楚起见，图1、图2中仅示出了两个相邻条形单元2的详细结构。
请再参阅图3、图4、图5所示，是本发明提供的筒形三维编织平台的条形单元2结构示意图，每个条形单元2包括一个底板条3，各底板条3的长度方向均与圆环形端板1的中心轴方向平行，而且每个底板条3具有相反的两个表面，其中朝向圆环形端板1中心的一个表面为内表面，另一个表面为外表面；在每个底板条3的内表面一侧沿长度方向设有一列m个内携纱盘4(m为自然数)，在该列内携纱盘4的两头位置各设置一个外携纱盘5；所述n个条形单元2上的所有内携纱盘4组成一个圆筒形的编织平台，该圆筒形的编织平台上具有m×n的内携纱盘4阵列(m环，n列)。每个内携纱盘4用一根内轴41传动，每个外携纱盘5用一根外轴51传动，所述内轴41与外轴51均穿透至底板条3的外表面并连接若干齿轮，该若干齿轮使所述内携纱盘4与外携纱盘5依照预定的速度转动，而坐落于所述内携纱盘4与外携纱盘5的豁口上的携纱器将按照规定的路径前进。
在本实施例中，如图3、图4、图5所示，每一环向上的n个内携纱盘4通过安装于内轴41上的环向传动齿轮42依次相接，而且各个环向传动齿轮42的尺寸一致，使得每一环上的内携纱盘4的转动速率相同，每一环上任意相邻的两个内携纱盘4的转向相反；为了避免相邻环上的环向传动齿轮42发生干涉，相邻环上的环向传动齿轮42的轴向位置最好交错布置；如图6所示，相邻的两个内轴41之间并不平行，而是具有360/n度的夹角，为了保证更好的传动稳定性，所述环向传动齿轮42最好采用锥齿轮；
而不同环向上的内携纱盘4的转速可以相同，也可以不同；可以独立控制，也可以用齿轮连动。在本实施例中，如图3、图4、图5所示，同一列上的内携纱盘4通过安装于内轴41上的列向传动齿轮43依次相接，而且各个列向传动齿轮43的尺寸一致，使得每一列上的内携纱盘4的转动速率相同，每一列上任意相邻的两个内携纱盘4的转向相反；
再如图3、图4、图5所示，每个外轴51上还设有一个外传动齿轮52，所述外传动齿轮52与一个列向传动齿轮43啮合，使得外携纱盘5与内携纱盘4具有确切的传动关系；
采用本实施例中的传动构造，只要在任意一根内轴41或者任意一根外轴51 上加入驱动力矩，即可使所有内携纱盘4与外携纱盘5运动起来。
当然，若要使不同环向上的内携纱盘4的转速不同，以适应复杂的编织需求(例如：编织物内部区域和表面区域的结构不同，内部区域编织所用的环和表面区域编织所在的环的转速很可能是不同的，这时候就需要根据实际编织结构的需要合理设计不同环的转速)，一种方法是在不同速度的环向上的内携纱盘4上施加不同速度的动力源，另一种方法是用不等于1的传动比(如不同齿数的齿轮传动)将两个环向上的内携纱盘4传动连接，这两种方法均是在上述实施例的基础上进行的简单改进，就不再配图说明了。
更进一步地说，所有的内携纱盘4和外携纱盘5还可以分别连接独立的动力源，并通过自动控制系统独立控制每个内携纱盘4和外携纱盘5。
如图7所示，在所述底板条3的内表面上还设有编织槽轨31，携纱器在被所述内携纱盘4与外携纱盘5的豁口带动的时候，所述编织槽轨31将引导携纱器的携纱轴按照规定的路径前进。
采用本发明筒形三维编织平台的三维编织机的其他相关结构，例如编织成型环、牵引装置等，并非本发明的创作重点，在此不予赘述了。
该筒形三维编织平台在地面的布置方式可以根据需要任意变化，典型的方式有水平放置和垂直放置，其中水平放置时筒形编织平台的轴线垂直于地面，所有的环平面与地面平行，环上的内轴41、外轴51均呈水平，成型好的织物沿上下正方向或斜方向牵引；垂直放置时筒形编织平台的轴线沿水平方向(图1、图2所示)，所有的环所在平面均与地面垂直，成型好的编织物沿前后正方向或斜方向牵引。
最后需要补充的是，上述实施例中，所述n个条形单元相互平行而构成圆筒形编织平台，而实际上，所述n个条形单元也可以与中心轴之间具有夹角，使所述n个条形单元构成圆锥形编织平台；上述实施例中，所述外携纱盘的直径小于所述内携纱盘的直径，而实际上，所述外携纱盘的直径也可以等于所述内携纱盘的直径。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。