專利名稱：基于空間群p*對稱性的三維編織工藝方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維編織材料的工藝方法，尤其涉及一種基于空間群對稱性的三維編織材料的工藝方法，同時，本發(fā)明還涉及基于該三維編織材料的工藝方法的工藝設(shè)備。
背景技術(shù)：
三維編織復(fù)合材料以其優(yōu)異的力學(xué)性能得到航空航天、國防和醫(yī)療等行業(yè)的廣泛關(guān)注。由于受到加工工藝等因素的制約，三維編織復(fù)合材料的品種過少、加工效率低和工藝成本高。要獲得綜合性能更好的三維編織復(fù)合材料，急需開發(fā)更多的三維編織工藝。目前多數(shù)研究集中在四步法和二步法兩種編織方法，而有關(guān)三維編織方法的預(yù)測的研究還處于起步階段。

不同的晶格結(jié)構(gòu)的晶體表現(xiàn)出不同的性能，采用晶體對稱群可以將晶體幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。參照對稱群的研究方法，對編織材料的單元幾何結(jié)構(gòu)加以歸納研究，根據(jù)空間點(diǎn)群和空間群描述的對稱操作推得大量新的三維紗線交叉方法。然而作為新的三維編織材料的工藝可行性和性能研究尚未展開。從滿足空間點(diǎn)群3( J為HM符號記法)，所有對稱性操作的基礎(chǔ)上推導(dǎo)獲得一種新的紗線交叉幾何結(jié)構(gòu)的單胞。將該單胞放入滿足它的空間點(diǎn)陣即可得到紗線連續(xù)的三維紗線交叉幾何結(jié)構(gòu)。對于這種新的編織材料，現(xiàn)有的二步法編織、四步法編織及三維多向編織均不適宜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于空間群對稱性的三維編織工藝方法，以提供一種新的三維編織材料，同時，本發(fā)明還涉及基于該工藝方法的工藝設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于空間群尸了對稱性的三維編織工藝方法采用如下技術(shù)方案一種基于空間群對稱性的三維編織工藝方法，該方法包括如下步驟a)先布設(shè)上一組編織紗，各個編織紗的一端固定，另一端自由，編織紗的自由端對應(yīng)處于一組正六邊形的頂點(diǎn)上，各個正六邊形的邊長相等且對應(yīng)邊平行，各個正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個正六邊形周邊相鄰的各個正六邊形均分別與該正六邊形共用一個頂點(diǎn)，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上，一個設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)多6個，以每個正六邊形的每個邊為一個邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個正三角形，處在內(nèi)側(cè)的正三角形的三個頂點(diǎn)均對應(yīng)有一個編織紗，處在外側(cè)的正三角形只有兩個頂點(diǎn)上對應(yīng)有編織紗，在外側(cè)的正三角形的第三個頂點(diǎn)上也分別對應(yīng)設(shè)置上一根編織紗；b)所有的編織紗對應(yīng)的所述正三角形的外接圓的圓心均處于一組平行于所述正六邊形的一個邊的平行線上，每三根編織紗與一個外接圓對應(yīng)，與同一個外接圓對應(yīng)的三根編織紗的自由端在該外接圓的圓周方向上同向運(yùn)動120度，同一個外接圓對應(yīng)的同向運(yùn)動間歇進(jìn)行，圓心位于相鄰的兩條平行線上的兩個外接圓對應(yīng)的同向運(yùn)動的運(yùn)動方向相反并且交替進(jìn)行。所述正六邊形內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有一根軸紗，軸紗的兩端均固定。每根軸紗均對應(yīng)設(shè)置在各自外周的正六邊形的內(nèi)接圓圓心處。本發(fā)明的基于空間群對稱性的三維編織工藝裝置采用如下技術(shù)方案一種基于空間群對稱性 的三維編織工藝設(shè)備，包括機(jī)架，機(jī)架上固定設(shè)置有編織盤以及與編織盤相對的用于卷取編織物的卷取裝置，編織盤上能設(shè)置一組正六邊形，各個正六邊形的邊長相等且對應(yīng)邊平行，各個正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個正六邊形周邊相鄰的各個正六邊形均分別與該正六邊形共用一個頂點(diǎn)，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上，一個設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)多6個，以每個正六邊形的每個邊為一個邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個正三角形，在所有正三角形的每個頂點(diǎn)的對應(yīng)位置處均設(shè)置有一個中心處于正三角形的頂點(diǎn)位置處的攜紗器，攜紗器的中心位置用于固定編織紗，攜紗器相對的兩側(cè)具有曲率相同的外凸柱面部分，編織盤上于每個正三角形所在位置處均設(shè)有通過轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動裝配在編織盤上的驅(qū)動器，轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動裝配在編織盤的所述正三角形的中心所在位置處，驅(qū)動器止轉(zhuǎn)裝配在轉(zhuǎn)動軸上，驅(qū)動器為外周面均布有三個內(nèi)凹柱面的槽輪，驅(qū)動器通過其三個內(nèi)凹柱面分別與三個攜紗器的對應(yīng)柱面部分吻合配合，編織盤上于各個驅(qū)動器處設(shè)置有槽壁與對應(yīng)驅(qū)動器的三個攜紗器的對應(yīng)柱面部分均滑動限位配合的限位凹槽，攜紗器的兩側(cè)的外凸柱面部分的曲率中心線與對應(yīng)的轉(zhuǎn)動軸的中心線重合，各個轉(zhuǎn)動軸上均連接有驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸120度間歇單向旋轉(zhuǎn)的使攜紗器在對應(yīng)的正三角形的外接圓上運(yùn)動的驅(qū)動裝置，各個轉(zhuǎn)動軸均位于一組相互平行并平行于所述正六邊形的一個邊的平行直線上，處于相鄰的兩平行線上的轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)向相反并交替運(yùn)動，卷取裝置與編織盤相對的端部設(shè)置有固定各根編織紗的固定部件。所述的驅(qū)動器上或轉(zhuǎn)動軸上固定設(shè)置有下表面與攜紗器的上端面滑動配合的圓形蓋板。所述編織盤上于各個正六邊形內(nèi)設(shè)置有軸紗固定點(diǎn)。所述軸紗固定點(diǎn)均處于各自外周的正六邊形的內(nèi)接圓的圓心處。所述的驅(qū)動裝置包括由電機(jī)驅(qū)動的驅(qū)動曲柄，驅(qū)動曲柄通過主連桿連接有第一搖桿，第一搖桿通過副連桿連接有與第一搖桿運(yùn)動規(guī)律相同的第二搖桿，第一搖桿與第二搖桿的轉(zhuǎn)動中心處分別轉(zhuǎn)動設(shè)置有第一棘輪棘齒結(jié)構(gòu)和第二棘輪棘齒結(jié)構(gòu)，第一搖桿上鉸接有自由端與第一棘輪棘齒結(jié)構(gòu)的第一棘輪的輪齒單向推壓配合的第一推動齒，第一推動齒與第一搖桿之間具有使第一推動齒彈性壓在棘輪上的拉簧或扭簧，第二搖桿上鉸接有自由端與第二棘輪棘齒結(jié)構(gòu)的第二棘輪的輪齒單向推壓配合的第二推動齒，第二推動齒與第二搖桿之間具有使第二推動齒彈性壓在棘輪上拉簧或扭簧，第一棘輪與第二棘輪的轉(zhuǎn)向相反，第一棘輪與第二棘輪上分別對應(yīng)鉸接有第一連桿與第二連桿，第一連桿與第二連桿為上下疊放的板狀連桿，在板狀連桿上均有將其分割為一組肋條的矩形槽，第一連桿的肋條上鉸接有與一個轉(zhuǎn)向的所有驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸在轉(zhuǎn)動中心處對應(yīng)止轉(zhuǎn)裝配的一組第一從動曲柄，第二連桿的肋條上鉸接有與另一個轉(zhuǎn)向的所有驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸在轉(zhuǎn)動中心處對應(yīng)止轉(zhuǎn)裝配的一組第二從動曲柄。所述卷取裝置通過一成型板設(shè)置固定部件，各個固定部件均設(shè)置在成型板的與編織盤相對的表面上，成型的另一表面上固定設(shè)置有鋼絲繩，鋼絲繩的另一端卷設(shè)在由卷取電機(jī)驅(qū)動的卷揚(yáng)筒上，所述卷揚(yáng)筒轉(zhuǎn)動裝配在機(jī)架上，所述卷取電機(jī)固定安裝在機(jī)架上。所述的攜紗器的兩端也為曲率相同的外凸柱面部分，攜紗器的四部分外凸柱面部分平滑過渡連接。本發(fā)明的工藝方法的步驟中首先布設(shè)上一組編織紗，各個編織紗的一端固定，另一端自由，編織紗的自由端對應(yīng)處于一組正六邊形的頂點(diǎn)上，各個正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個正六邊形周邊相鄰的各個正六邊形均分別與該正六邊形共用一個頂點(diǎn)，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上，一個設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形·上的正六邊形的個數(shù)多6個，以每個正六邊形的每個邊為一個邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個正三角形，處在內(nèi)側(cè)的正三角形的三個頂點(diǎn)均對應(yīng)有一個編織紗，處在外側(cè)的正三角形只有兩個頂點(diǎn)上對應(yīng)有編織紗，在外側(cè)的正三角形的第三個頂點(diǎn)上也分別對應(yīng)設(shè)置上一根編織紗。所有的編織紗對應(yīng)的正三角形的外接圓的圓心均處于一組均平行于所述正六邊形的一個邊的平行線上，每三根編織紗與一個外接圓對應(yīng)，在編織時，與同一個外接圓對應(yīng)的三根編織紗的自由端在該外接圓的圓周方向上同向運(yùn)動120度，也就是說，三根編織紗中的一個在圓周方向上移至相鄰的一根編織紗處，而與之相鄰的這根編織紗則沿著與其相同的方向移到第三根編織紗所在的位置處，第三根編織紗則沿著與前兩根編織紗相同的運(yùn)動方向移至第一根編織紗原來所在的位置處，在這三根編織紗運(yùn)動時，三者可同時運(yùn)動，也可不同時運(yùn)動。對應(yīng)于每個外接圓的同向運(yùn)動都是一直間歇進(jìn)行，也就是說，一個外接圓上進(jìn)行了一次同向運(yùn)動后會停一段時間再進(jìn)行下一次運(yùn)動，一個外接圓上的同向運(yùn)動的方向也一直不變。圓心位于相鄰的兩條平行線的外接圓上的運(yùn)動交替進(jìn)行并且運(yùn)動方向相反，也就是說，一個外接圓上的運(yùn)動結(jié)束后會停一段時間，在停的這段時間內(nèi)，處在與這個外接圓的圓心所在的平行線相鄰的平行線上的外接圓上的運(yùn)動開始進(jìn)行，當(dāng)所有的編織紗均運(yùn)動一次后即織出一層織物。提供了能編織出一種基于空間群尸了對稱性的三維編織物的編織方法，使得這種編織物的編織成為可能。同時本發(fā)明提供的工藝設(shè)備實(shí)踐了上述編織方法，使得這種編織物可以機(jī)械化生產(chǎn)。


圖I是本發(fā)明的工藝方法的編織紗的布置圖；圖2是本發(fā)明的工藝方法的編織紗與軸紗的布置圖；圖3是本發(fā)明的工藝方法的編織紗運(yùn)動的原理圖；圖4是本發(fā)明的工藝設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的左視圖；圖6是圖4的俯視圖；圖7是圖4中的A-A視圖；圖8是圖4中的編織盤的主視圖9是圖8的左視圖；圖10是圖8的俯視圖；圖11是驅(qū)動器組件在編織盤上的裝配示意圖；圖12是圖4中的驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是圖12的俯視圖；圖14是圖13的仰視圖；圖15是圖12中棘輪驅(qū)動部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16是圖15的左視圖； 圖17是圖15的俯視圖。
具體實(shí)施例方式—種基于空間群對稱性的三維編織工藝方法的實(shí)施例，在圖I 3中，該方法包括如下步驟a)如圖I所示，先布設(shè)上一組編織紗103，各個編織紗103的一端固定，另一端自由，編織紗103的自由端對應(yīng)處于一組正六邊形的頂點(diǎn)上，這些正六邊形的邊長均相等，并且這些正六邊形的對應(yīng)邊均平行，所有正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，每一個正六邊形周邊相鄰的各個正六邊形均分別與該正六邊形共用一個頂點(diǎn)。也就是說，處于一個正六邊形外周并與該正六邊形相鄰的正六邊形均與這個正六邊形共用一個頂點(diǎn)。這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形108上，一個設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)多6個，由圖I我們可以知道，處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108上具有12個正六邊形，與最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108相鄰的外側(cè)的設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)為18，如果最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形為第一層設(shè)置正六邊形，對應(yīng)整數(shù)1，而與最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形I相鄰的外側(cè)的設(shè)置正六邊形為第二層設(shè)置正六邊形，對應(yīng)整數(shù)2，依次類推，第K層設(shè)置正六變形上的正六邊形的個數(shù)就為2(K+2)+2(K+l)+2K，由此也可以得出相鄰的內(nèi)外層設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)相差6個。這個數(shù)字規(guī)律是一種客觀存在，在各個正六邊形滿足內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，每一個正六邊形周邊相鄰的各個正六邊形均分別與該正六邊形共用一個頂點(diǎn)，并且這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上時，這個數(shù)字規(guī)律就存在。在本實(shí)施例中處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108上具有12個正六邊形，在其他實(shí)施例中，處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)也可以是18個、24個或是30個，這取決于所需織物內(nèi)側(cè)的空洞大小。以每個正六邊形的每個邊為一個邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外則均能設(shè)置一個正三角形，上述這組編織紗中所有的編織紗均處在這些正三角形的頂點(diǎn)上，這些正三角形中有些處于內(nèi)側(cè)，處于內(nèi)側(cè)的正三角形的三個頂點(diǎn)分別具有一個編織紗，有些正三角形處于外偵牝處于外側(cè)的正三角形只有兩個頂點(diǎn)上具有編織紗，第三個頂點(diǎn)沒有編織紗，也就是說，三個頂點(diǎn)均是正六邊形的頂點(diǎn)的正三角形為處于內(nèi)側(cè)的正三角形，只有兩個頂點(diǎn)是正六邊形的頂點(diǎn)的正三角形是處于外側(cè)的正三角形。在這些處于外側(cè)的正三角形的第三個頂點(diǎn)上也均設(shè)置上一根編織紗。上面所說的正三角形會重合，也就是說，在以不同的正六邊形的邊向外設(shè)置正三角形時，會有一些正三角形重合在一起，事實(shí)上，處于內(nèi)側(cè)的正三角形均是重合的。如圖2所示，在圖示中的每個正六邊形內(nèi)均布設(shè)上一根軸紗104，各根軸紗104的兩端均固定，軸紗的一端與編織紗的固定端固定在一起，軸紗的另一端固定在各根編織紗的自由端所在的平面上。b)如圖3所示，每根編織紗均處在上述正三角形的頂點(diǎn)上，過這些正三角形105的三個頂點(diǎn)均能設(shè)置一個外接圓106，這些外接圓106的圓心均位于一組相互平行的平行線107上，這些平行線107均平行于上述正六邊形的相應(yīng)邊。在編織時，處于同一個外接圓上的三根編織紗在圓周方向上同向運(yùn)動120度，也就是說，三根編織紗中的一個在圓周方向上移至相鄰的一根編織紗處，而與之相鄰的這根編織紗則沿著與其相同的方向移到第三根編織紗所在的位置處，第三根編織紗則沿著與前兩根編織紗相同的方向移至第一根編織紗原來所在的位置處，在這三根編織紗運(yùn)動時，三者可同時運(yùn)動，也可不同時運(yùn)動。外接圓上的同向運(yùn)動一直間歇進(jìn)行，也就是說，一個外接圓上進(jìn)行了一次同向運(yùn)動后會停一段時間再進(jìn)行下一次運(yùn)動，在整個編織過程中，一個外接圓上的同向運(yùn)動的方向一直不變。圓心位 于相鄰的兩條平行線上的外接圓上運(yùn)動交替進(jìn)行并且運(yùn)動方向相反，也就是說，一個外接圓上的運(yùn)動結(jié)束后會停一段時間，在停的這段時間內(nèi)，處在與這個外接圓的圓心所在的平行線相鄰的平行線上的外接圓上的運(yùn)動開始進(jìn)行，當(dāng)所有的編織紗均運(yùn)動一次后即織出一層織物。由于每一根軸紗在運(yùn)動過程中都具有同時屬于兩個處于相鄰的兩個平行線上的外接圓上的時候，因此在編織過程中編織紗會在不同的外接圓上運(yùn)動。本實(shí)施例中的軸紗處在所述的正六邊形的中心位置，在這里，軸紗的位置不僅僅局限于正六邊形的中心處，軸紗只要設(shè)置在正六邊形內(nèi)即可。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可以不設(shè)置軸紗，這時織出來的編織物中具有一些孔洞。一種基于空間群Pf對稱性的三維編織工藝設(shè)備的實(shí)施例，在圖4 17中，結(jié)合圖I 3，該編織工藝設(shè)備包括機(jī)架8，機(jī)架8上固定設(shè)置有編織盤12。在編織盤12上能設(shè)置一組正六邊形，各個正六邊形的邊長相等且對應(yīng)邊平行，各個正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個正六邊形周邊相鄰的各個正六邊形均分別與該正六邊形共用一個頂點(diǎn)，也就是說，處于一個正六邊形外周并與該正六邊形相鄰的正六邊形與這個正六邊形共用一個頂點(diǎn)。結(jié)合圖1，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形108上，一個設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)多6個，由圖I我們可以知道，處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108上具有12個正六邊形,與最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108相鄰的外側(cè)的設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)為18，如果最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形為第一層設(shè)置正六邊形，對應(yīng)整數(shù)1，而與最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形I相鄰的外側(cè)的設(shè)置正六邊形為第二層設(shè)置正六邊形，對應(yīng)整數(shù)2，依次類推，第K層設(shè)置整流變形上的正六邊形的個數(shù)就為2 (K+2) +2 (K+l) +2K，由此也可以得出相鄰的內(nèi)外層設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)相差6個。這個數(shù)字規(guī)律是一種客觀存在，在各個正六邊形滿足內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，每一個正六邊形周邊相鄰的各個正六邊形均分別與該正六邊形共用一個頂點(diǎn)，并且這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上時，這個數(shù)字規(guī)律就存在。在本實(shí)施例中處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108上具有12個正六邊形，在其他實(shí)施例中，處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)也可以是18個、24個或是30個，這取決于所需織物內(nèi)側(cè)的空洞大小。以每個正六邊形的每個邊為一個邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外則均能設(shè)置一個正三角形，在所有正三角形的每個頂點(diǎn)的對應(yīng)位置處均設(shè)置有一個中心處于正三角形的頂點(diǎn)位置處的攜紗器，攜紗器29的中心部位處在正三角形的頂點(diǎn)處，攜紗器29的中心部位用于固定編織紗，在攜紗器用于固定編織紗的中心位置處設(shè)置有固定編織紗的鉤子27，所有攜紗器29均位于上述正三角形的頂點(diǎn)處，攜紗器的中心位置與上述正三角形的頂點(diǎn)重合。攜紗器29為橫截面為四段兩兩曲率半徑相同的弧形組成的長圓形，攜紗器29為長圓形的扁片體，具有四部分兩兩曲率半徑相同的外凸柱面部分，這四部分柱面部分平滑過渡。攜紗器兩側(cè)的柱面部分的曲率半徑大于其兩端的柱面部分的曲率半徑。在所述正三角形所在位置處轉(zhuǎn)動裝配有驅(qū)動器，驅(qū)動器均通過轉(zhuǎn)動軸25轉(zhuǎn)動裝配在編織盤12上。驅(qū)動器28在整體上 呈圓柱狀，在驅(qū)動器28為外周面上設(shè)置有三個內(nèi)凹柱面的槽輪，驅(qū)動器位于上述正三角形處，其轉(zhuǎn)動軸25位于該正三角形的中心處，驅(qū)動器通過其三個內(nèi)凹柱面分別與其所在正三角形的三個頂點(diǎn)處所設(shè)的三個攜紗器的柱面部分貼合，驅(qū)動器的內(nèi)凹柱面的曲率中心線與攜紗器的與其對應(yīng)的側(cè)面的曲率中心線重合，而攜紗器的側(cè)面的曲率中心線與對應(yīng)的驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸25的中心線重合。在編織盤12上設(shè)置有以驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸25的中心軸線為中心軸線的圓形的限位凹槽，也可以說成是盲孔，限位凹槽的槽壁與攜紗器的對應(yīng)側(cè)面滑動配合。由于每個攜紗器都同時與兩個驅(qū)動器配合，這樣，攜紗器的兩個側(cè)面分別與一個限位凹槽配合，也就是說這兩個限位凹槽是連通的，在工作時，驅(qū)動器通過自身的轉(zhuǎn)動驅(qū)動攜紗器在編織盤12的限位凹槽內(nèi)滑動并在不同的限位凹槽之間移動。在各個驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸25上均固定設(shè)置有一個圓形蓋板30，圓形蓋板30的下表面與攜紗器的上端面滑動配
八
口 o在編織盤12上的上述正六邊形的中心位置處為軸紗固定點(diǎn)，在軸紗固定點(diǎn)上固定設(shè)置有軸紗桿26，軸紗桿26用于固定軸紗。各個轉(zhuǎn)動軸25均位于一組相互平行的直線上，這組直線均平行于軸紗桿所在正六邊形的兩個邊，處于相鄰的直線上的轉(zhuǎn)動軸25的轉(zhuǎn)向相反并交替運(yùn)動。各個轉(zhuǎn)動軸25上均連接有驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸25進(jìn)行120度間歇旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置包括電機(jī)17，電機(jī)17通過減速器15、帶傳動驅(qū)動作為曲柄的轉(zhuǎn)盤18，轉(zhuǎn)盤18圍繞其幾何中心轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤18的邊沿上鉸接有主連桿19，主連桿19與第一搖桿20鉸接，轉(zhuǎn)盤18與主連桿19以及第一搖桿20組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。第一搖桿20的單向行程為120度,且第一搖桿20通過副連桿21連接有與第一搖桿運(yùn)動規(guī)律相同的第二搖桿22。也就是說，第一搖桿20與第二搖桿22以及副連桿21組成平行四邊形。在第一搖桿20與第二搖桿22的轉(zhuǎn)動中心處分別轉(zhuǎn)動設(shè)置有第一棘輪結(jié)構(gòu)24和第二棘輪結(jié)構(gòu)23，第一棘輪與第二棘輪的轉(zhuǎn)向相反，兩棘輪分別由各自對應(yīng)的搖桿驅(qū)動。第一搖桿上鉸接有第一驅(qū)動齒13，第二搖桿上鉸接有第二驅(qū)動齒14，第一驅(qū)動齒與第二驅(qū)動齒的結(jié)構(gòu)相同，兩驅(qū)動齒與各自對應(yīng)的搖桿之間設(shè)置有拉簧，拉簧使得兩驅(qū)動齒的自由端分別壓在各自對應(yīng)的棘輪上，兩驅(qū)動齒的自由端始終與各個對應(yīng)的棘輪的輪齒推壓配合。兩驅(qū)動齒分別設(shè)置在對應(yīng)的搖桿的相反側(cè)，分別驅(qū)動棘輪反向運(yùn)動。第一棘輪與第二棘輪的轉(zhuǎn)動軸25上分別裝配有通過鍵配合連接的曲柄輪，兩個曲柄輪端面上分別鉸接第一連桿11與第二連桿9。第一連桿與第二連桿為上下疊放的板狀連桿，在板狀連桿上均有將其分割為一組肋條的矩形槽。第一連桿的肋條上鉸接有與一個轉(zhuǎn)向相同的所有驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸形成鍵配合的一組第一曲柄輪10，第二連桿的肋條上鉸接有與另一個轉(zhuǎn)向相同的所有驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸形成鍵配合的一組第二曲柄輪。棘輪軸上的曲柄輪、第一曲柄輪和第二曲柄輪完全相同。機(jī)架上設(shè)置有與編織盤12相對的用于卷取編織物的卷取裝置，卷取裝置包括設(shè)置在機(jī)架8上的由卷取電機(jī)I帶動的卷揚(yáng)筒，卷取電機(jī)I通過其輸出軸將動力傳遞給帶傳動裝置2，帶傳動裝置2的從動帶輪3與卷揚(yáng)筒止轉(zhuǎn)傳動。卷揚(yáng)筒上卷設(shè)有鋼絲4，鋼絲4繞過支撐架5的另一端通過固定鉤6固定有用于與編織物固連的成型板7，編織紗與軸紗均固定在成型板7的表面上。在本實(shí)施例中，驅(qū)動器整體呈圓柱形，在驅(qū)動器的外周面上均勻地設(shè)置有三個內(nèi) 凹的柱面，攜紗器通過其外凸柱面狀的側(cè)面的吻合緊貼在驅(qū)動器上，驅(qū)動器的外周面與攜紗器的另一個側(cè)面重合，攜紗器的另一個側(cè)面吻合緊貼在另一個驅(qū)動器的內(nèi)凹柱面上。限位凹槽的直徑也就與驅(qū)動器的外周面直徑相等，也就是說，驅(qū)動器剛好吻合設(shè)置在限位凹槽內(nèi)。當(dāng)然，驅(qū)動器的外周面的直徑也可以小一些，只要能驅(qū)動攜紗器運(yùn)動就可以了。上述實(shí)施例中設(shè)置了軸紗桿，當(dāng)不使用軸紗時，也就不用設(shè)置軸紗桿了。在使用時候，軸紗桿與編織紗的一端分別固定在軸紗桿與攜紗器上，另一端則一起固定在成型板7上。上述技術(shù)方案中的驅(qū)動裝置還可以是齒輪傳動裝置或蝸輪蝸桿傳動裝置。上述技術(shù)方案中設(shè)置在第一驅(qū)動齒與第一連桿之間的拉簧也可以由設(shè)置在第一驅(qū)動齒與第一連桿的鉸接軸上的扭簧代替，同樣，設(shè)置在第二驅(qū)動齒與第二連桿之間的拉簧也可以由設(shè)置在第二驅(qū)動齒與第二連桿的鉸接軸上的扭簧代替。
權(quán)利要求
1.一種基于空間群對稱性的三維編織工藝方法，其特征在于該方法包括如下步驟 a)先布設(shè)上一組編織紗，各個編織紗的一端固定，另一端自由，編織紗的自由端對應(yīng)處于一組正六邊形的頂點(diǎn)上，各個正六邊形的邊長相等且對應(yīng)邊平行，各個正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個正六邊形周邊相鄰的各個正六邊形均分別與該正六邊形共用一個頂點(diǎn)，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上，一個設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)多6個，以每個正六邊形的每個邊為一個邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個正三角形，處在內(nèi)側(cè)的正三角形的三個頂點(diǎn)均對應(yīng)有一個編織紗，處在外側(cè)的正三角形只有兩個頂點(diǎn)上對應(yīng)有編織紗，在外側(cè)的正三角形的第三個頂點(diǎn)上也分別對應(yīng)設(shè)置上一根編織紗； b)所有的編織紗對應(yīng)的所述正三角形的外接圓的圓心均處于一組平行于所述正六邊 形的一個邊的平行線上，每三根編織紗與一個外接圓對應(yīng)，與同一個外接圓對應(yīng)的三根編織紗的自由端在該外接圓的圓周方向上同向運(yùn)動120度，同一個外接圓對應(yīng)的同向運(yùn)動間歇進(jìn)行，圓心位于相鄰的兩條平行線上的兩個外接圓對應(yīng)的同向運(yùn)動的運(yùn)動方向相反并且交替進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于空間群對稱性的三維編織工藝方法，其特征在于所述正六邊形內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有一根軸紗，軸紗的兩端均固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于空間群對稱性的三維編織工藝方法，其特征在于每根軸紗均對應(yīng)設(shè)置在各自外周的正六邊形的內(nèi)接圓圓心處。
4.一種基于空間群對稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于包括機(jī)架，機(jī)架上固定設(shè)置有編織盤以及與編織盤相對的用于卷取編織物的卷取裝置，編織盤上能設(shè)置一組正六邊形，各個正六邊形的邊長相等且對應(yīng)邊平行，各個正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個正六邊形周邊相鄰的各個正六邊形均分別與該正六邊形共用一個頂點(diǎn)，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上，一個設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個數(shù)多6個，以每個正六邊形的每個邊為一個邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個正三角形，在所有正三角形的每個頂點(diǎn)的對應(yīng)位置處均設(shè)置有一個中心處于正三角形的頂點(diǎn)位置處的攜紗器，攜紗器的中心位置用于固定編織紗，攜紗器相對的兩側(cè)具有曲率相同的外凸柱面部分，編織盤上于每個正三角形所在位置處均設(shè)有通過轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動裝配在編織盤上的驅(qū)動器，轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動裝配在編織盤的所述正三角形的中心所在位置處，驅(qū)動器止轉(zhuǎn)裝配在轉(zhuǎn)動軸上，驅(qū)動器為外周面均布有三個內(nèi)凹柱面的槽輪，驅(qū)動器通過其三個內(nèi)凹柱面分別與三個攜紗器的對應(yīng)柱面部分吻合配合，編織盤上于各個驅(qū)動器處設(shè)置有槽壁與對應(yīng)驅(qū)動器的三個攜紗器的對應(yīng)柱面部分均滑動限位配合的限位凹槽，攜紗器的兩側(cè)的外凸柱面部分的曲率中心線與對應(yīng)的轉(zhuǎn)動軸的中心線重合，各個轉(zhuǎn)動軸上均連接有驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸120度間歇單向旋轉(zhuǎn)的使攜紗器在對應(yīng)的正三角形的外接圓上運(yùn)動的驅(qū)動裝置，各個轉(zhuǎn)動軸均位于一組相互平行并平行于所述正六邊形的一個邊的平行直線上，處于相鄰的兩平行線上的轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)向相反并交替運(yùn)動，卷取裝置與編織盤相對的端部設(shè)置有固定各根編織紗的固定部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于空間群對稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述的驅(qū)動器上或轉(zhuǎn)動軸上固定設(shè)置有下表面與攜紗器的上端面滑動配合的圓形蓋板。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于空間群尸了對稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述編織盤上于各個正六邊形內(nèi)設(shè)置有軸紗固定點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于空間群對稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述軸紗固定點(diǎn)均處于各自外周的正六邊形的內(nèi)接圓的圓心處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于空間群對稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述的驅(qū)動裝置包括由電機(jī)驅(qū)動的驅(qū)動曲柄，驅(qū)動曲柄通過主連桿連接有第一搖桿，第一搖桿通過副連桿連接有與第一搖桿運(yùn)動規(guī)律相同的第二搖桿，第一搖桿與第二搖桿的轉(zhuǎn)動中心處分別轉(zhuǎn)動設(shè)置有第一棘輪棘齒結(jié)構(gòu)和第二棘輪棘齒結(jié)構(gòu)，第一搖桿上鉸接有自由端與第一棘輪棘齒結(jié)構(gòu)的第一棘輪的輪齒單向推壓配合的第一推動齒，第一推動齒與第一搖桿 之間具有使第一推動齒彈性壓在棘輪上的拉簧或扭簧，第二搖桿上鉸接有自由端與第二棘輪棘齒結(jié)構(gòu)的第二棘輪的輪齒單向推壓配合的第二推動齒，第二推動齒與第二搖桿之間具有使第二推動齒彈性壓在棘輪上拉簧或扭簧，第一棘輪與第二棘輪的轉(zhuǎn)向相反，第一棘輪與第二棘輪上分別對應(yīng)鉸接有第一連桿與第二連桿，第一連桿與第二連桿為上下疊放的板狀連桿，在板狀連桿上均有將其分割為一組肋條的矩形槽，第一連桿的肋條上鉸接有與一個轉(zhuǎn)向的所有驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸在轉(zhuǎn)動中心處對應(yīng)止轉(zhuǎn)裝配的一組第一從動曲柄，第二連桿的肋條上鉸接有與另一個轉(zhuǎn)向的所有驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動軸在轉(zhuǎn)動中心處對應(yīng)止轉(zhuǎn)裝配的一組第二從動曲柄。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于空間群對稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述卷取裝置通過一成型板設(shè)置固定部件，各個固定部件均設(shè)置在成型板的與編織盤相對的表面上，成型的另一表面上固定設(shè)置有鋼絲繩，鋼絲繩的另一端卷設(shè)在由卷取電機(jī)驅(qū)動的卷揚(yáng)筒上，所述卷揚(yáng)筒轉(zhuǎn)動裝配在機(jī)架上，所述卷取電機(jī)固定安裝在機(jī)架上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于空間群對稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述的攜紗器的兩端也為曲率相同的外凸柱面部分，攜紗器的四部分外凸柱面部分平滑過渡連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于空間群對稱性的三維編織工藝方法及設(shè)備，其工藝方法是先布設(shè)上一組一端固定一端自由的編織紗，編織紗的自由端對應(yīng)處于一組整體呈板狀的正六邊形的頂點(diǎn)上，各個正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組平行線上，一個正六邊形周邊相鄰的各個正六邊形均分別與該正六邊形共用一個頂點(diǎn)，以每個正六邊形的每個邊為一個邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個正三角形，處在外側(cè)的正三角形只有兩個頂點(diǎn)上對應(yīng)有編織紗，在外側(cè)的正三角形的第三個頂點(diǎn)上也分別對應(yīng)設(shè)置上一根編織紗，上述正三角形的外接圓的圓心均處在一組相互平行的直線上，編織時，外接圓上的編織紗同向120度運(yùn)動，處于相鄰直線上的外接圓上的運(yùn)動方向相反并交替進(jìn)行。
文檔編號D04C1/06GK102747535SQ201210011698
公開日2012年10月24日 申請日期2012年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月15日
發(fā)明者李凱, 許創(chuàng), 馬文鎖 申請人:河南科技大學(xué)