專利名稱：新型三維織物編織機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維織物或三維編織復(fù)合材料的編織機(jī)，具體為三維織物的立式編織機(jī)。
背景技術(shù)：
三維織物或三維編織復(fù)合材料是近年來(lái)在二維編織復(fù)合材料基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型復(fù)合材料，因其為三維立體結(jié)構(gòu)，無(wú)接縫，整體性好，在抗剪切，抗沖擊損傷，耐高速高溫等物理力學(xué)性能方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)層合復(fù)合材料，因而是航空航天，武器裝備，交通運(yùn)輸，石油化工，體育器材，醫(yī)療器械等諸多領(lǐng)域中關(guān)鍵件的新材料。
三維織物編織機(jī)即是這種三維編織復(fù)合材料的加工設(shè)備。傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)基本可分為兩類立式和臥式。立式編織機(jī)是指梭子運(yùn)動(dòng)處于同一水平面內(nèi)的編織機(jī)，它又分為兩種形式方形，如美國(guó)專利US4621560所示；圓形，如美國(guó)專利US432261所示。臥式編織機(jī)是指梭子運(yùn)動(dòng)不處于同一水平面內(nèi)的編織機(jī)。它也可以分為兩種形式半環(huán)形；如美國(guó)專利US4984502所示；圓筒形，如第37屆國(guó)際材料及加工工程進(jìn)展協(xié)會(huì)博覽會(huì)(37th InternationalSAMPE Symposium March 9-12，1992)文獻(xiàn)匯編第835頁(yè)的圖3(d)所示。由于臥式編織機(jī)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)加工難度大，制造成本極高，而立式編織機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，制造成本低，且梭箱排數(shù)較多，因而被更多地用于實(shí)際。
傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)的工作原理(以美國(guó)專利US4621560號(hào)所報(bào)導(dǎo)的方形立式編織機(jī)為例)如下編織機(jī)主要包括(參照?qǐng)D1，2)梭子15及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19、19′，梭箱16及其驅(qū)動(dòng)裝置18、18′，梭箱支撐17，機(jī)座23，織物成形裝置22等，在梭箱16上等距開(kāi)有⊥形槽，每個(gè)⊥形槽內(nèi)裝有一個(gè)梭子15，多節(jié)梭箱16組成梭箱排，多排并列平行的梭箱排組成梭箱列，并使所述的⊥形槽對(duì)齊，以形成梭子15的縱向或列向通道。其工作原理是當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置18，18′驅(qū)動(dòng)梭箱16作橫向或排向運(yùn)動(dòng)時(shí)，梭子15也隨梭箱16作橫向運(yùn)動(dòng)或排向運(yùn)動(dòng)，且每次梭箱移動(dòng)的距離為梭箱⊥形槽節(jié)距的整數(shù)倍，以確保各排梭箱16上的⊥形槽列向?qū)R，仍可形成梭子15的縱向通道；當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置19，19′驅(qū)動(dòng)梭子15作縱向運(yùn)動(dòng)或列向運(yùn)動(dòng)時(shí)，每次梭子15移動(dòng)的距離也為各排梭箱16的節(jié)距，梭子15將移動(dòng)到新的梭箱16的⊥形槽內(nèi)，當(dāng)交替驅(qū)動(dòng)梭子15和梭箱16時(shí)，即完成了梭子15的縱橫向或說(shuō)XY向的運(yùn)動(dòng)，從而使梭子15上的紗線20在空間上交織，并在織物成形裝置22上編織成三維織物21。圓形編織機(jī)的工作原理與方形編織機(jī)的原理相似，不同之處在于圓形編織機(jī)的梭箱16不是直線型而是弧線型，與之相匹配的梭箱支撐17也進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)。中國(guó)專利01105999.0設(shè)計(jì)了固定在機(jī)座上“縱橫等間距呈網(wǎng)狀排列的傘形塊組成的固定式編織導(dǎo)軌和上部靠?jī)芍幌噜弬阈螇K支撐、下部嵌入兩只相鄰傘形塊中的矩形定位塊”，形成縱橫通道，以固定導(dǎo)軌取代了移動(dòng)導(dǎo)軌。
由上述編織工作原理可知，傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)的梭子15只能沿著梭箱16上的L形槽形成的縱向通道(圓形編織機(jī)為徑向通道)和梭箱支撐17形成的橫向通道(圓形編織機(jī)為周向通道)進(jìn)行移動(dòng)，并且同一排或同一列的梭子的位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系相互制約，這種“軌道”式運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了一些不良后果，一旦一臺(tái)編織機(jī)設(shè)計(jì)、安裝完成，它的梭子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就固定了，它便只能進(jìn)行一種編織物或若干種形狀尺寸相近似的編織物的編織工作，若要進(jìn)行不同編織物的加工，需要重新安裝編織機(jī)，甚至重新設(shè)計(jì)編織機(jī)，使得編織機(jī)的靈活性很低，編織成本很高，編織效率低下。同時(shí)由于梭子之間位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的相互制約，導(dǎo)致了某些三維編織物的工藝設(shè)計(jì)難度很大，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)。隨著三維編織復(fù)合材料的應(yīng)用和發(fā)展，不斷有新的編織技術(shù)和新的應(yīng)用需求出現(xiàn)，傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)由于上述缺點(diǎn)，其應(yīng)用范圍和靈活性十分有限，越來(lái)越不能滿足科研與生產(chǎn)的需要，成為了制約三維編織復(fù)合材料的研究與應(yīng)用以及相關(guān)編織技術(shù)發(fā)展的重要因素。
發(fā)明人研究后認(rèn)為，傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)固有的“軌道”是制約其應(yīng)用范圍和靈活性的關(guān)鍵所在。由于傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)始終采用機(jī)械式“軌道”進(jìn)行梭子的導(dǎo)向，導(dǎo)致了傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本很高，更嚴(yán)重的是導(dǎo)致了梭子之間位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的相互制約，很難滿足目前及不斷出現(xiàn)的編織方法對(duì)梭子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求，也制約了編織機(jī)功能上的擴(kuò)展，很難實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，還導(dǎo)致了梭子運(yùn)動(dòng)中的阻力隨梭子個(gè)數(shù)增加而急劇增大，同時(shí)由于同一行或同一列的梭子均是從該行或該列的端部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，因此中間傳動(dòng)鏈較長(zhǎng)，這勢(shì)必造成梭子移動(dòng)和定位準(zhǔn)確度差，隨著梭子個(gè)數(shù)的增加，這一現(xiàn)象會(huì)更嚴(yán)重，這兩點(diǎn)均會(huì)促進(jìn)梭子運(yùn)動(dòng)中的“卡死”現(xiàn)象，制約傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)的編織尺寸。中國(guó)專利96109123.1克服了傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)的“卡死”現(xiàn)象，將編織機(jī)尺寸從30列擴(kuò)大到了最大200列，但這一技術(shù)同時(shí)增加了機(jī)械加工難度與成本，且沒(méi)有從根本上解決“卡死”的隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)現(xiàn)有技術(shù)的不足，對(duì)三維織物編織機(jī)進(jìn)行改造創(chuàng)新，使其擺脫對(duì)機(jī)械式“軌道”的依賴，使梭子的位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系相互獨(dú)立，能以任意軌跡在底盤(pán)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，減小梭子運(yùn)動(dòng)中的阻力，提高梭子移動(dòng)和定位的準(zhǔn)確度，同時(shí)使編織機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，從而使三維織物編織機(jī)擺脫編織方法，編織尺寸和制造成本的束縛，滿足目前各種編織方法、各種尺寸與復(fù)雜結(jié)構(gòu)三維編織物的編織要求，同時(shí)為不斷出現(xiàn)的新型編織方法、新型編織物的研究與應(yīng)用創(chuàng)造條件。
本發(fā)明的目的是如下實(shí)現(xiàn)的(參見(jiàn)圖3)一種三維織物立式編織機(jī)，它包括織物成型裝置22，其特征在于還包括由液相層6和浮于液相層6上的固相層5組成的固-液兩相底盤(pán)，由儲(chǔ)紗器1、儲(chǔ)紗器1上面的紗線管3以及包在紗線管3外部的電熱絲4組成的梭子，由驅(qū)動(dòng)手7和驅(qū)動(dòng)手臂8組成的驅(qū)動(dòng)裝置和用于放置固-液兩相底盤(pán)、梭子和驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)座10；所述固相層5呈固態(tài)，經(jīng)加熱后可轉(zhuǎn)化為液態(tài)，冷卻后又可轉(zhuǎn)化為固態(tài)；所述液相層6呈液態(tài)；所述梭子的紗線管3和電熱絲4貫穿固相層5，梭子的儲(chǔ)紗器1處于液相層6中；所述梭子的儲(chǔ)紗器1與所述驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)手7之間有一個(gè)可分離的對(duì)接接口；所述電熱絲4與電源電連接。
當(dāng)梭子固定時(shí)，梭子靠紗線管3固定在固相層5中；當(dāng)梭子移動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)手7與梭子的儲(chǔ)紗器1對(duì)接，梭子的電熱絲4加熱使其周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)的固相層物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，則梭子可以在驅(qū)動(dòng)手7的驅(qū)動(dòng)下在底盤(pán)平面內(nèi)以任意軌跡移動(dòng)；當(dāng)梭子按指定軌跡移動(dòng)到指定位置后，梭子的電熱絲4停止加熱，其周?chē)墓滔鄬游镔|(zhì)冷卻凝固，重新固定住梭子，完成梭子的移動(dòng)過(guò)程。
本發(fā)明所述編織機(jī)由于舍棄了傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)所采用的機(jī)械式軌道結(jié)構(gòu)，其梭子之間的位置關(guān)系與運(yùn)動(dòng)關(guān)系相互獨(dú)立、互不影響，可以靈活實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)軌跡；由于梭子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械摩擦小，并且處于固相層5中的紗線管3的運(yùn)動(dòng)截面也可以制作的很小，同時(shí)移動(dòng)的梭子數(shù)量也可以人為的進(jìn)行控制，這些均可減小梭子的運(yùn)動(dòng)阻力，使編織機(jī)擺脫梭子數(shù)量的限制；同時(shí)，編織機(jī)的梭子由驅(qū)動(dòng)裝置直接驅(qū)動(dòng)，縮短了傳動(dòng)鏈長(zhǎng)度，提高了梭子運(yùn)動(dòng)和定位的準(zhǔn)確度；并且，本發(fā)明所述編織機(jī)的機(jī)械加工量與傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)相比有明顯的減少，隨著編織尺寸的增大，該編織機(jī)就越發(fā)明顯的具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明所述的編織機(jī)可以擺脫編織方法、編織尺寸和制造成本的束縛，一機(jī)多用，以低的加工成本滿足目前各種編織方法、各種尺寸和復(fù)雜結(jié)構(gòu)三維編織物的編織要求。通過(guò)實(shí)施本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)編織機(jī)完成方形編織、圓形編織、異形截面編織、變截面編織等編織工藝，可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)編織機(jī)完成二步法編織、四步法編織等各種成熟編織技術(shù)，同時(shí)也為編織技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與發(fā)展提供了硬件基礎(chǔ)。


圖1是傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)橫向結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)縱向結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明編織機(jī)基本原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明編織機(jī)儲(chǔ)紗器1下部與驅(qū)動(dòng)手7上部接口連接狀態(tài)示意圖；圖5是本發(fā)明編織機(jī)儲(chǔ)紗器1下部與驅(qū)動(dòng)手7上部接口分離狀態(tài)示意圖；圖6是本發(fā)明編織機(jī)梭子運(yùn)動(dòng)循環(huán)中初始狀態(tài)位置結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明編織機(jī)梭子運(yùn)動(dòng)循環(huán)中驅(qū)動(dòng)手7與梭子對(duì)接狀態(tài)位置結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明編織機(jī)梭子運(yùn)動(dòng)循環(huán)中驅(qū)動(dòng)手7驅(qū)動(dòng)梭子移動(dòng)狀態(tài)位置結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明編織機(jī)梭子運(yùn)動(dòng)循環(huán)中驅(qū)動(dòng)手7在指定位置將梭子放回原位狀態(tài)位置結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明編織機(jī)“萬(wàn)能”驅(qū)動(dòng)方案整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是圖10的俯視圖，其中未畫(huà)出紗線20、三維織物21和織物成形裝置22；圖12是圖11的側(cè)視圖(左、右側(cè)視圖對(duì)稱)；圖13是方形編織機(jī)專用驅(qū)動(dòng)方案底盤(pán)布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是圓形編織機(jī)專用驅(qū)動(dòng)方案底盤(pán)布置結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明編織機(jī)保留傳統(tǒng)三維織物編織機(jī)中織物成形裝置22的結(jié)構(gòu)形式基本不變，其重點(diǎn)是重新設(shè)計(jì)了編織機(jī)的底盤(pán)(參見(jiàn)圖3)。固-液兩相底盤(pán)是由上下兩個(gè)不同的物質(zhì)層組成，通過(guò)上下兩個(gè)物質(zhì)層的特定物質(zhì)屬性來(lái)完成底盤(pán)功能的，這兩個(gè)層中上層5稱為固相層，下層6稱為液相層。梭子由儲(chǔ)紗器1，紗線管3，電熱絲4組成，同時(shí)增加起輔助作用的固定錐2和止動(dòng)帽9。梭子由驅(qū)動(dòng)手臂8，驅(qū)動(dòng)手7驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各種編織運(yùn)動(dòng)。梭子的儲(chǔ)紗器1與驅(qū)動(dòng)手7之間有一個(gè)可分離的對(duì)接接口，對(duì)接時(shí)，梭子的電熱絲4通過(guò)驅(qū)動(dòng)手7與電源電連接。梭子的儲(chǔ)紗器1，驅(qū)動(dòng)手臂8，驅(qū)動(dòng)手7全部處于液相層液相組份中，梭子的固定錐2，紗線管3下部，電熱絲4下部處于固相層固相組份中，紗線管3上部，電熱絲4上部，止動(dòng)帽9伸出固相層固相組份外部。整個(gè)固-液兩相底盤(pán)、梭子及其驅(qū)動(dòng)裝置放置在一個(gè)容器——機(jī)座10中。
其中各部分的功能和性能詳述如下1、固相層5常溫下為固態(tài)，經(jīng)電阻絲4加熱后可迅速轉(zhuǎn)化為液態(tài)，冷卻后可迅速轉(zhuǎn)化為固態(tài)，無(wú)腐蝕性，其厚度參數(shù)設(shè)計(jì)以保證其重力可以平衡紗線的張緊力為準(zhǔn)則，其組份可以是但不限于高分子聚合物及其與添加劑的混合物，如石蠟，聚乙烯，聚丙烯；2、液相層6常溫下為液態(tài)，不導(dǎo)電，流動(dòng)性好，無(wú)腐蝕性，其組份可以是但不限于硅油及其與添加劑的混合物，如二甲基硅油；同時(shí)固相層與液相層物質(zhì)組份之間的物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，互不相溶或溶解飽和，固相層的密度小于液相層，以保證組態(tài)穩(wěn)定。符合上述物理化學(xué)特性的固相層與液相層可以構(gòu)成一個(gè)固-液兩相底盤(pán)。
3、儲(chǔ)紗器1用于儲(chǔ)藏供紗裝置，其下部設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)手7的上部相應(yīng)的電氣和機(jī)械接口，包括但不限于機(jī)械、電磁手段，保證驅(qū)動(dòng)手7和梭子能實(shí)現(xiàn)電氣與動(dòng)力的對(duì)接。
4、若干個(gè)固定錐2分布在儲(chǔ)紗器1上，插入固相層中用于輔助穩(wěn)定梭子；5、紗線管3插入固相層固定梭子，引導(dǎo)紗線穿過(guò)固相層；6、電熱絲4覆蓋在紗線管3外部，通電后起到將固相層加熱轉(zhuǎn)化為液態(tài)的作用；7、止動(dòng)帽9安裝在紗線管3上端，用于防止梭子意外脫落固相層，掉入液相層；8、驅(qū)動(dòng)手7能實(shí)現(xiàn)軸向伸縮，其上部設(shè)計(jì)與儲(chǔ)紗器1下部相應(yīng)的電氣和機(jī)械接口，包括但不限于機(jī)械、電磁手段，保證驅(qū)動(dòng)手7和梭子能實(shí)現(xiàn)電氣與動(dòng)力的對(duì)接；9、驅(qū)動(dòng)手臂8用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)手7及梭子執(zhí)行要求的運(yùn)動(dòng)。
關(guān)于儲(chǔ)紗器1下部和驅(qū)動(dòng)手7上部的接口，它可以實(shí)現(xiàn)的方案是多種多樣的，它可以采用但不限于以下方案該方案是采用電磁手段實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)紗器1與驅(qū)動(dòng)手7的對(duì)接的(參見(jiàn)圖4、圖5)。驅(qū)動(dòng)手7上部安裝電磁鐵24，電極25和電極26，兩者相互絕緣，電極25與電源的零線N電連接，電極26與電源的火線L電連接；儲(chǔ)紗器1下部對(duì)應(yīng)安裝鐵磁性材料電極25’和電極26’，兩者相互絕緣，并分別與電熱絲4的兩極電連接。在儲(chǔ)紗器1下部和驅(qū)動(dòng)手7上部分別設(shè)計(jì)出錐形結(jié)構(gòu)，對(duì)接時(shí)用來(lái)輔助定位，驅(qū)動(dòng)時(shí)用來(lái)輔助傳遞動(dòng)力。連接狀態(tài)下，電極25與鐵磁性電極25’接觸，實(shí)現(xiàn)電連接，電極26與電極26’接觸，實(shí)現(xiàn)電連接，則電熱絲4通過(guò)驅(qū)動(dòng)手7與電源實(shí)現(xiàn)了電連接。電磁鐵24工作后吸住鐵磁性材料電極25’，可將連接狀態(tài)鎖死，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)手7和梭子的電氣與動(dòng)力對(duì)接；電磁鐵24停止工作后，驅(qū)動(dòng)手7即可與梭子分離以斷開(kāi)電氣與動(dòng)力的連接。
本發(fā)明除上述的實(shí)施方式外，還可以在上述實(shí)施方案的基礎(chǔ)上，在梭子內(nèi)部安裝電源和無(wú)線接收裝置，在梭子外部安裝無(wú)線發(fā)射裝置，將“電熱絲4通過(guò)驅(qū)動(dòng)手7與電源電連接”改為電熱絲4、梭子內(nèi)部無(wú)線接收裝置和梭子內(nèi)部電源電連接，通過(guò)梭子外部無(wú)線發(fā)射裝置遙控電熱絲的通/斷電，則梭子的儲(chǔ)紗器1下部和驅(qū)動(dòng)手7上部的對(duì)接接口只需進(jìn)行動(dòng)力的對(duì)接就可以了，它同樣可以采用電磁、機(jī)械等多種手段實(shí)現(xiàn)，如儲(chǔ)紗器1下部設(shè)計(jì)成鐵磁性材料，而驅(qū)動(dòng)手7上部設(shè)計(jì)成一個(gè)電磁鐵；而儲(chǔ)紗器1下部和驅(qū)動(dòng)手7上部的錐形結(jié)構(gòu)也可變換成半圓形、弧形或類似結(jié)構(gòu)形式；由于可以避免電極裸露在液相層6中，因此液相層6也可以使用導(dǎo)電液體，如水及水溶液；采用此種實(shí)施方案同樣可以達(dá)到本發(fā)明所述的目的。此種改變僅僅是梭子獲取電力和動(dòng)力的具體方法的簡(jiǎn)單變換，當(dāng)然它還可以采用其它的變換，但是這些變換并未超出本發(fā)明所描述的發(fā)明內(nèi)容，故這樣的變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明編織機(jī)實(shí)現(xiàn)梭子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程如下1、初始位置，梭子固定在固相層中，固定錐2嵌入固相層中起到輔助定位作用，驅(qū)動(dòng)手7在驅(qū)動(dòng)手臂8的驅(qū)動(dòng)下，定位于梭子下部一定距離處，準(zhǔn)備與梭子對(duì)接(參見(jiàn)圖6)。
2、驅(qū)動(dòng)手7向上伸出，與梭子實(shí)現(xiàn)對(duì)接并鎖死(參見(jiàn)圖7)。
3、電熱絲4通電并發(fā)熱，促使紗線管3周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)的固相層物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)手7攜帶梭子向下縮回至驅(qū)動(dòng)手7的初始位置，以將固定錐2完全拔出固相層，準(zhǔn)備移動(dòng)梭子(參見(jiàn)圖8)。
4、驅(qū)動(dòng)手7攜帶著梭子在驅(qū)動(dòng)手臂8的驅(qū)動(dòng)下，以適當(dāng)?shù)乃俣龋梢园粗噶钛刂我廛壽E在底盤(pán)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)(參見(jiàn)圖8)。梭子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有紗線管3，電熱絲4處于固相層中，由于電熱絲4處于通電加熱狀態(tài)，則紗線管3運(yùn)動(dòng)前方的固相層物質(zhì)迅速轉(zhuǎn)化為液態(tài)，為梭子運(yùn)動(dòng)開(kāi)辟了一條實(shí)時(shí)的“軌道”，由于固相層物質(zhì)密度小于液相層物質(zhì)，所以液態(tài)的固相層物質(zhì)仍然浮在液相層物質(zhì)之上，填充在梭子紗線管3移動(dòng)后留下的空隙內(nèi)，而紗線管3運(yùn)動(dòng)后方的固相層物質(zhì)則在冷卻后迅速凝固為固態(tài)，重新聯(lián)成一體，防止固相層被分割成零散的小塊。
5、梭子在驅(qū)動(dòng)手7的攜帶下準(zhǔn)確地沿預(yù)定路徑移動(dòng)到預(yù)定位置后，電阻絲4斷電冷卻，同時(shí)驅(qū)動(dòng)手7推動(dòng)梭子向上移動(dòng)至梭子的初始高度，將固定錐2插入固相層以起到輔助固定的作用，而紗線管3、電熱絲4周?chē)墓滔鄬游镔|(zhì)也逐漸冷卻固化，固定住梭子(參見(jiàn)圖9)。
6、驅(qū)動(dòng)手7斷開(kāi)與梭子的對(duì)接，向下縮回至其初始位置，完成一次梭子移動(dòng)過(guò)程，回到步驟1的初始位置狀態(tài)(參見(jiàn)圖6)。
本發(fā)明的整體驅(qū)動(dòng)方案可以根據(jù)實(shí)際的功能要求、效率要求和成本要求，設(shè)計(jì)成多種多樣的具體形式，以達(dá)到綜合效益的最大化，它可以采用但不限于以下方案中的任何一種
1、“萬(wàn)能”驅(qū)動(dòng)方案指一臺(tái)編織機(jī)可以完成多種編織工藝和技術(shù)的驅(qū)動(dòng)方案，包括但不限于方形編織、圓形編織等。其驅(qū)動(dòng)方案如圖10、11、12所示驅(qū)動(dòng)手臂8上安裝一排或若干排驅(qū)動(dòng)手7，驅(qū)動(dòng)手臂的運(yùn)動(dòng)由周向驅(qū)動(dòng)11，X向驅(qū)動(dòng)12，Y向驅(qū)動(dòng)13共同完成，普通技術(shù)人員可以容易分析得到，這種驅(qū)動(dòng)方式可以控制驅(qū)動(dòng)手臂8攜帶一排或若干排驅(qū)動(dòng)手7實(shí)現(xiàn)直角坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)，又可以方便地實(shí)現(xiàn)一個(gè)或若干個(gè)梭子的長(zhǎng)距離移動(dòng)，因此它既能完成方形編織，也能完成圓形編織，還可以完成各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)以較小的成本投入獲得多功能、大尺寸范圍的編織能力，其缺點(diǎn)是編織效率低，因此該方案在編織尺寸比較大、編織種類比較多變的場(chǎng)合尤其適用。
2、“專用”驅(qū)動(dòng)方案指針對(duì)某種具體編織方法的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)的專用驅(qū)動(dòng)方案1)方形編織機(jī)專用驅(qū)動(dòng)方案該方案是依據(jù)方形編織的梭子排布和運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)的，它以最大密度在底盤(pán)范圍內(nèi)排布出若干行、列驅(qū)動(dòng)手7，安裝在變異的驅(qū)動(dòng)手臂8上，驅(qū)動(dòng)手臂8在X向驅(qū)動(dòng)12，Y向驅(qū)動(dòng)13的驅(qū)動(dòng)下可以實(shí)現(xiàn)直角坐標(biāo)系下的短行程移動(dòng)，由于每個(gè)梭子下面始終對(duì)應(yīng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)手7，這樣在進(jìn)行方形編織的時(shí)候，具有相同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的梭子可以同時(shí)移動(dòng)，效率就大大提高(參見(jiàn)圖13)。其顯而易見(jiàn)的缺點(diǎn)是成本較高，不適于梭子數(shù)量巨大的大尺寸編織，靈活性差，只能進(jìn)行方形編織或運(yùn)動(dòng)規(guī)律與方形編織類似的編織。
2)圓形編織機(jī)專用驅(qū)動(dòng)方案該方案是依據(jù)圓形編織的梭子排布和運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)的，其設(shè)計(jì)思想與方形編織機(jī)專用驅(qū)動(dòng)方案相似，不同之處在于驅(qū)動(dòng)手臂8在周向驅(qū)動(dòng)和徑向驅(qū)動(dòng)的作用下實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)系下的移動(dòng)(參見(jiàn)圖14)。因此它與方形編織機(jī)專用驅(qū)動(dòng)方案具有相同的優(yōu)缺點(diǎn)?！叭f(wàn)能”驅(qū)動(dòng)方案的效率低的原因在于每次移動(dòng)的梭子數(shù)量占總數(shù)的比例較小，為了提高效率，可以犧牲一部分功能和尺寸上的優(yōu)勢(shì)，“專用”驅(qū)動(dòng)方案正是基于這一思路設(shè)計(jì)而成，它非常適用于固定系列、固定型號(hào)編織物的批量生產(chǎn)之用。
權(quán)利要求
1.一種三維織物立式編織機(jī)，它包括織物成型裝置22，其特征在于還包括由液相層6和浮于液相層6上的固相層5組成的固-液兩相底盤(pán)，由儲(chǔ)紗器1、儲(chǔ)紗器1上面的紗線管3以及包在紗線管3外部的電熱絲4組成的梭子，由驅(qū)動(dòng)手7和驅(qū)動(dòng)手臂8組成的驅(qū)動(dòng)裝置和用于放置固-液兩相底盤(pán)、梭子和驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)座10；所述固相層5呈固態(tài)，經(jīng)加熱后可轉(zhuǎn)化為液態(tài)，冷卻后又可轉(zhuǎn)化為固態(tài)；所述液相層6呈液態(tài)；所述梭子的紗線管3和電熱絲4貫穿固相層5，梭子的儲(chǔ)紗器1處于液相層6中；所述梭子的儲(chǔ)紗器1與所述驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)手7之間有一個(gè)可分離的對(duì)接接口；所述電熱絲4與電源電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維織物立式編織機(jī)，其特征在于所述梭子的儲(chǔ)紗器1與所述驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)手7之間的可分離的對(duì)接接口是由所述儲(chǔ)紗器1下部互相絕緣的鐵磁性電極25’、電極26’和所述驅(qū)動(dòng)手7上部對(duì)應(yīng)安裝的電磁鐵24、互相絕緣的電極25、電極26組成；所述電磁鐵24與電源電連接；所述液相層6的液態(tài)物質(zhì)不導(dǎo)電；所屬電熱絲4與電源電連接是通過(guò)在所述梭子的儲(chǔ)紗器1與所述驅(qū)動(dòng)手7對(duì)接時(shí)，所述電極25、所述鐵磁性電極25’、所述電熱絲4、所述電極26’、所述電極26與電源電連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維織物立式編織機(jī)，其特征在于還包括梭子內(nèi)部電源、梭子內(nèi)部無(wú)線接收裝置和梭子外部無(wú)線發(fā)射裝置；所述梭子的儲(chǔ)紗器1與所述驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)手7之間的可分離的對(duì)接接口是由所述儲(chǔ)紗器1下部的鐵磁性材料體和所述驅(qū)動(dòng)手7上對(duì)應(yīng)安裝的電磁鐵組成；所述電熱絲4與電源電連接是通過(guò)所屬電熱絲4、所述梭子內(nèi)部無(wú)線接收裝置與所述梭子內(nèi)部電源電連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的三維織物立式編織機(jī)，其特征在于所述梭子的儲(chǔ)紗器1上分布了若干個(gè)固定椎2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的三維織物立式編織機(jī)，其特征在于所述梭子的紗線管3上端裝有止動(dòng)帽9。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維織物立式編織機(jī)，其特征在于所述梭子的紗線管3上端裝有止動(dòng)帽9。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的三維織物立式編織機(jī)，其特征在于還包括機(jī)座10上的周向驅(qū)動(dòng)裝置周向驅(qū)動(dòng)11，周向驅(qū)動(dòng)11上的直線驅(qū)動(dòng)裝置X向驅(qū)動(dòng)12，X向驅(qū)動(dòng)12上與X向驅(qū)動(dòng)12驅(qū)動(dòng)方向垂直的直線驅(qū)動(dòng)裝置Y向驅(qū)動(dòng)13；所述驅(qū)動(dòng)手臂8由所述Y向驅(qū)動(dòng)13直接驅(qū)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的三維織物立式編織機(jī)，其特征在于還包括機(jī)座10上的直線驅(qū)動(dòng)裝置X向驅(qū)動(dòng)12，X向驅(qū)動(dòng)12上與X向驅(qū)動(dòng)12驅(qū)動(dòng)方向垂直的直線驅(qū)動(dòng)裝置Y向驅(qū)動(dòng)13；所述驅(qū)動(dòng)手臂8由所述Y向驅(qū)動(dòng)13直接驅(qū)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的三維織物立式編織機(jī)，其特征在于還包括機(jī)座10上的周向驅(qū)動(dòng)裝置周向驅(qū)動(dòng)和周向驅(qū)動(dòng)上的徑向驅(qū)動(dòng)裝置徑向驅(qū)動(dòng)；所述驅(qū)動(dòng)手臂8由所述徑向驅(qū)動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
一種三維織物立式編織機(jī)，其特征在于包括由液相層6和浮于液相層6上的固相層5組成的固液兩相底盤(pán)，由儲(chǔ)紗器1、儲(chǔ)紗器1上面的紗線管3以及包在紗線管3外部的電熱絲4組成的梭子，由驅(qū)動(dòng)手7和驅(qū)動(dòng)手臂8組成的驅(qū)動(dòng)裝置和用于放置固－液兩相底盤(pán)、梭子和驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)座10；所述固相層5呈固態(tài)，經(jīng)加熱后可轉(zhuǎn)化為液態(tài)，冷卻后又可轉(zhuǎn)化為固態(tài)；所述液相層6呈液態(tài)；所述梭子的紗線管3和電熱絲4貫穿固相層5，梭子的儲(chǔ)紗器1處于液相層6中；所述梭子的儲(chǔ)紗器1與所述驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)手7之間有一個(gè)可分離的對(duì)接接口；所述電熱絲4與電源電連接。這種設(shè)計(jì)使梭子能以任意軌跡在底盤(pán)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使編織機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。
文檔編號(hào)D04C3/00GK1944744SQ20061014586
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
發(fā)明者馮威 申請(qǐng)人:馮威