專利名稱：一種原位固化纖維鋪放頭紫外led燈組光強均勻性調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術領域：
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本發(fā)明專利涉及復合材料制造領域，專門用于UV (多個365nm波長LED燈組成)原 位固化纖維增強復合材料的UV光強均勻性調(diào)節(jié)裝置。
背景技術：
樹脂基纖維增強復合材料具有密度小、比強度高、抗疲勞性，以及耐腐蝕形，在航空 航天、風力發(fā)電葉片、輕量化列車等領域有著非常廣闊的應用前景。纖維鋪放與熱壓罐結(jié) 合是制造復合材料構(gòu)件的主要方法之一，但這種固結(jié)工藝容易產(chǎn)生熱應力而導致構(gòu)件變 形，制造周期長，成本大。紫外光原位固化纖維鋪放技術是復合材料構(gòu)件低成本制造的一 種新方法，該方法將一層或若干層浸潤著光敏樹脂的纖維鋪層15進行鋪設滾壓，在纖維 鋪層15上方安裝有由多個365nm波長LED紫外燈組成矩形UV光源1，由該UV光源1同 時對浸潤著光敏樹脂的多束纖維進行輻照，從而使纖維鋪層15發(fā)生光固化反應而固化定 型成產(chǎn)品。UV光源1光強均勻性是影響原位固化纖維鋪放復合材料構(gòu)件性能的重要因素， UV燈光強不均勻，復合材料構(gòu)件固化程度不均勻，復合材料構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應力，發(fā)生 翹曲，導致復合材料構(gòu)件性能的下降?？刂圃还袒w維鋪放UV光源1光強均勻性是提 高原位UV固化纖維鋪放復合材料構(gòu)件性能的一個重要方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種原位固化纖維鋪放頭紫外LED 燈組光強均勻性調(diào)節(jié)裝置，包括連接機構(gòu)、后調(diào)節(jié)機構(gòu)、前調(diào)節(jié)機構(gòu)和LED燈；所述連接 機構(gòu)固定在鋪放頭系統(tǒng)14上，連接機構(gòu)后側(cè)面設置有一組后調(diào)節(jié)機構(gòu)，在每個后調(diào)節(jié)機 構(gòu)下端都安裝有LED燈，后調(diào)節(jié)機構(gòu)用于控制其上的LED燈的高度和照射角度，后調(diào)節(jié)機 構(gòu)下端的LED燈構(gòu)成后LED燈組；連接機構(gòu)前側(cè)面設置有一組前調(diào)節(jié)機構(gòu)，在每個前調(diào)節(jié) 機構(gòu)下端都安裝有LED燈，前調(diào)節(jié)機構(gòu)用于控制其上的LED燈的高度和照射角度，前調(diào)節(jié) 機構(gòu)下端的LED燈構(gòu)成前LED燈組；后LED燈組和前LED燈組相對設置，后LED燈組產(chǎn)生 的光斑與前LED燈組產(chǎn)生的光斑成交叉連續(xù)排列成矩形均勻光斑。
所述連接機構(gòu)由Z型桿10-1和倒梯形臺10-2構(gòu)成，Z型桿10-1下端垂直固定在倒梯 形臺10-2的頂面，Z型桿10-l上端固定在鋪放頭系統(tǒng)14后下側(cè)，倒梯形臺10-2后側(cè)面 設置有后橫槽3-l，倒梯形臺10-2前側(cè)面設置有前橫槽3-2;后橫槽3-l內(nèi)都設置有后調(diào)
4節(jié)螺栓12-1;前橫槽3-2內(nèi)都設置有前調(diào)節(jié)螺栓12-2;
所述后調(diào)節(jié)機構(gòu)由第一后連桿4-l、第二后連桿5-l、后調(diào)節(jié)螺栓連接件9-1、后套筒 8-1和后緊固螺釘7-1構(gòu)成，第一后連桿4-1上端通過后調(diào)節(jié)螺栓12-1與后橫槽3-1活動 連接，后調(diào)節(jié)螺栓12-1用于確定第一后連桿4-1上端在后橫槽3-1的位置，第一后連桿 4-1下端和第二后連桿5-1通過后調(diào)節(jié)螺栓連接件9-1連接，后套筒8-1的頂端設置后緊 固螺釘7-1，后套筒8-1內(nèi)部設置后LED燈6-1，后緊固螺釘7-1用于固定后套筒8-1內(nèi) 部設置后LED燈6-1;
所述前調(diào)節(jié)機構(gòu)由第一前連桿4-2、第二前連桿5-l、前調(diào)節(jié)螺栓連接件9-2、前套筒 8-2和前緊固螺釘7-2構(gòu)成，第一前連桿4-2上端通過前調(diào)節(jié)螺栓12-2與前橫槽3-2活動 連接，前調(diào)節(jié)螺栓12-2用于確定第一前連桿4-2上端在前橫槽3-2的位置，第一前連桿 4-2和第二前連桿5-1通過前調(diào)節(jié)螺栓連接件9-2連接，前套筒8-2的頂端設置前緊固螺 釘7-2，前套筒8-2內(nèi)部設置前LED燈6-2，前緊固螺釘7-2用于固定前套筒8-2內(nèi)部設 置前LED燈6-2。
所述后調(diào)節(jié)機構(gòu)由2-20個后調(diào)節(jié)機構(gòu)組成，所述前調(diào)節(jié)機構(gòu)由2-20個前調(diào)節(jié)機構(gòu)組 成，后調(diào)節(jié)機構(gòu)和前調(diào)節(jié)機構(gòu)交叉布置在倒梯形臺10-2的兩側(cè)面。
所述Z型桿10-1上端設置有安裝孔11， Z型桿10-1上端通過安裝孔11固定在鋪放 頭系統(tǒng)14后下側(cè)。所述后LED燈6-1和前LED燈6-2都是365nm波長的LED燈。
該裝置通過分別調(diào)節(jié)各個LED燈與鋪設層平面的距離(高度)、照射角度，以及燈與 燈之間的間距，使LED燈形成具有一定寬度和長度的連續(xù)均勻性矩形光斑。如圖la所示， 為多個365nra的LED并排排列，由該排列所形成的是不連續(xù)的照射光斑；圖b所示為多個 365nm的LED兩排排列，通過調(diào)節(jié)每個LED的照射角度、照射高度和各個LED之間的距離， 可以形成具有一定寬度和長度的矩形光斑。
本發(fā)明專利的技術方案是 一種原位UV固化纖維鋪放光強均勻性調(diào)節(jié)裝置，包括連 接機構(gòu)、角度控制機構(gòu)和高度控制機構(gòu)。連接構(gòu)件上加工用安裝孔ll及間隙調(diào)節(jié)槽，用 于將角度控制機構(gòu)和高度控制機構(gòu)連接到鋪放頭上，并通過后橫槽3-1和前橫槽3-2控制 調(diào)節(jié)LED燈之間的距離；角度控制機構(gòu)由第一連桿、第二連桿和調(diào)節(jié)螺栓連接機構(gòu)構(gòu)成， 用于調(diào)節(jié)LED燈照射角度；高度控制機構(gòu)由套筒和緊固螺釘，通過調(diào)節(jié)LED燈在套筒位置， 調(diào)節(jié)不同LED燈的高度。
本發(fā)明專利的優(yōu)點是本發(fā)明專利結(jié)構(gòu)簡單、可拆卸、操作方便；通過調(diào)節(jié)LED燈安 裝在連接構(gòu)件間隙調(diào)節(jié)槽上的距離、第一連桿與第二連桿之間的角度和LED燈在套筒的位置，可以分別簡單有效的調(diào)節(jié)LED燈之間的距離、照射角度和高度。通過本發(fā)明專利可以 以低成本獲得矩形均勻光斑。


圖1是本發(fā)明原位固化纖維鋪放頭紫外LED燈組光強均勻性調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明調(diào)節(jié)裝置連接構(gòu)件結(jié)構(gòu)主視圖； 圖3是本發(fā)明調(diào)節(jié)裝置連接構(gòu)件結(jié)構(gòu)側(cè)視圖； 圖4是本發(fā)明調(diào)節(jié)裝置安裝結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明調(diào)節(jié)裝置上的LED燈排列主視圖； 圖6是本發(fā)明調(diào)節(jié)裝置上的LED燈排列側(cè)視其中1為UV光源；2為UV光斑；3-l為后橫槽l; 3-2為前橫槽；4-1為第一后連
桿；4-2為第一前連桿；5-l為第二后連桿；5-2為第二前連桿；6-1為后LED燈；6-2為
前LED燈；7-l為后緊固螺釘；7-2為前緊固螺釘；8-1為后套筒；8-2為前套筒；9-1為 后調(diào)節(jié)螺栓連接件；9-2為前調(diào)節(jié)螺栓連接件；10-1為Z型桿；10-2為倒梯形臺；11為 安裝孔；12-1為后調(diào)節(jié)螺栓；12-2為前調(diào)節(jié)螺栓；13為UV光強均勻性調(diào)節(jié)機構(gòu)；14為 鋪放頭系統(tǒng)；15為纖維鋪層；16為壓輥機構(gòu)。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述
參見圖l、 2、 3、 4、 5， 一種原位固化纖維鋪放頭紫外LED燈組光強均勻性調(diào)節(jié)裝置， 包括連接機構(gòu)、后調(diào)節(jié)機構(gòu)、前調(diào)節(jié)機構(gòu)和LED燈；所述連接機構(gòu)固定在鋪放頭系統(tǒng)14 上，連接機構(gòu)后側(cè)面設置有一組后調(diào)節(jié)機構(gòu)，在每個后調(diào)節(jié)機構(gòu)下端都安裝有LED燈，后 調(diào)節(jié)機構(gòu)用于控制其上的LED燈的高度和照射角度，后調(diào)節(jié)機構(gòu)下端的LED燈構(gòu)成后LED 燈組；連接機構(gòu)前側(cè)面設置有一組前調(diào)節(jié)機構(gòu)，在每個前調(diào)節(jié)機構(gòu)下端都安裝有LED燈， 前調(diào)節(jié)機構(gòu)用于控制其上的LED燈的高度和照射角度，前調(diào)節(jié)機構(gòu)下端的LED燈構(gòu)成前LED 燈組；后LED燈組和前LED燈組相對設置，后LED燈組產(chǎn)生的光斑與前LED燈組產(chǎn)生的光 斑成交叉連續(xù)排列成矩形均勻光斑。
所述連接機構(gòu)由Z型桿10-1和倒梯形臺10-2構(gòu)成，Z型桿10-1下端垂直固定在倒梯 形臺10-2的頂面，Z型桿10-l上端固定在鋪放頭系統(tǒng)14后下側(cè)，倒梯形臺10-2后側(cè)面 設置有后橫槽3-l，倒梯形臺10-2前側(cè)面設置有前橫槽3-2;后橫槽3-l內(nèi)都設置有后調(diào)節(jié)螺栓12-1;前橫槽3-2內(nèi)都設置有前調(diào)節(jié)螺栓12-2;
所述后調(diào)節(jié)機構(gòu)由第一后連桿4-1、第二后連桿5-l、后調(diào)節(jié)螺栓連接件9-l、后套筒 8-1和后緊固螺釘7-1構(gòu)成，第一后連桿4-1上端通過后調(diào)節(jié)螺栓12-1與后橫槽3-1活動 連接，后調(diào)節(jié)螺栓12-1用于確定第一后連桿4-1上端在后橫槽3-1的位置，第一后連桿 4-1下端和第二后連桿5-1通過后調(diào)節(jié)螺栓連接件9-1連接，后套筒8-1的頂端設置后緊 固螺釘7-1，后套筒8-1內(nèi)部設置后LED燈6-1，后緊固螺釘7-1用于固定后套筒8-1內(nèi) 部設置后LED燈6-1;
所述前調(diào)節(jié)機構(gòu)由第一前連桿4-2、第二前連桿5-1、前調(diào)節(jié)螺栓連接件9-2、前套筒 8-2和前緊固螺釘7-2構(gòu)成，第一前連桿4-2上端通過前調(diào)節(jié)螺栓12-2與前橫槽3-2活動 連接，前調(diào)節(jié)螺栓12-2用于確定第一前連桿4-2上端在前橫槽3-2的位置，第一前連桿 4-2和第二前連桿5-1通過前調(diào)節(jié)螺栓連接件9-2連接，前套筒8-2的頂端設置前緊固螺 釘7-2，前套筒8-2內(nèi)部設置前LED燈6-2，前緊固螺釘7-2用于固定前套筒8-2內(nèi)部設 置前LED燈6-2。
所述后調(diào)節(jié)機構(gòu)由2-20個后調(diào)節(jié)機構(gòu)組成，所述前調(diào)節(jié)機構(gòu)由2-20個前調(diào)節(jié)機構(gòu)組 成，后調(diào)節(jié)機構(gòu)和前調(diào)節(jié)機構(gòu)交叉布置在倒梯形臺10-2的兩側(cè)面。
所述Z型桿10-1上端設置有安裝孔11， Z型桿10-1上端通過安裝孔11固定在鋪放 頭系統(tǒng)14后下側(cè)。所述后LED燈6-1和前LED燈6-2都是365nm波長的LED燈。
該纖維鋪放頭系統(tǒng)14UV光源1是由多個365nm波長的LED燈組成。光強均勻性調(diào)節(jié) 機構(gòu)固定在鋪放頭系統(tǒng)14上，連接機構(gòu)上加工有后橫槽3-1和前橫槽3-2，通過調(diào)節(jié)每個 LED燈第一連桿安裝在后橫槽3-l和前橫槽3-2的位置，調(diào)節(jié)燈與燈之間的距離；通過調(diào) 節(jié)每個LED燈第一連桿和第二連桿之間的角度，調(diào)節(jié)每個LED燈的照射角度；通過調(diào)節(jié)LED 燈放置在套筒中的位置，調(diào)節(jié)LED燈的高度，使多個365nm的LED燈形成一個具有一定寬 度和長度的連續(xù)矩形光斑。纖維束由鋪放頭系統(tǒng)14經(jīng)過壓輥機構(gòu)16的擠壓，由連續(xù)均勻 UV光斑2照射固化在芯模表面，形成復合材料構(gòu)件。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā) 明的具體實施方式
僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本 發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交 的權(quán)利要求書確定專利保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種原位固化纖維鋪放頭紫外LED燈組光強均勻性調(diào)節(jié)裝置，其特征在于包括連接機構(gòu)、后調(diào)節(jié)機構(gòu)、前調(diào)節(jié)機構(gòu)和LED燈；所述連接機構(gòu)固定在鋪放頭系統(tǒng)(14)上，連接機構(gòu)后側(cè)面設置有一組后調(diào)節(jié)機構(gòu)，在每個后調(diào)節(jié)機構(gòu)下端都安裝有LED燈，后調(diào)節(jié)機構(gòu)用于控制其上的LED燈的高度和照射角度，后調(diào)節(jié)機構(gòu)下端的LED燈構(gòu)成后LED燈組；連接機構(gòu)前側(cè)面設置有一組前調(diào)節(jié)機構(gòu)，在每個前調(diào)節(jié)機構(gòu)下端都安裝有LED燈，前調(diào)節(jié)機構(gòu)用于控制其上的LED燈的高度和照射角度，前調(diào)節(jié)機構(gòu)下端的LED燈構(gòu)成前LED燈組；后LED燈組和前LED燈組相對設置，后LED燈組產(chǎn)生的光斑與前LED燈組產(chǎn)生的光斑成交叉連續(xù)排列成矩形均勻光斑。
2、 如權(quán)利要求1所述一種原位固化纖維鋪放頭紫外LED燈組光強均勻性調(diào)節(jié)裝置， 其特征在于所述連接機構(gòu)由Z型桿(IO-1)和倒梯形臺(10-2)構(gòu)成，Z型桿(10-1)下端垂直固定在 倒梯形臺(10-2)的頂面，Z型桿(10-1)上端固定在鋪放頭系統(tǒng)(14)后下側(cè)，倒梯形臺(10-2) 后側(cè)面設置有后橫槽(3-l)，倒梯形臺(10-2)前側(cè)面設置有前橫槽(3-2);后橫槽(3-l)內(nèi) 都設置有后調(diào)節(jié)螺栓(12-1);前橫槽(3-2)內(nèi)都設置有前調(diào)節(jié)螺栓12-2;所述后調(diào)節(jié)機構(gòu)由第一后連桿(4-1)、第二后連桿(5-1)、后調(diào)節(jié)螺栓連接件(9-1)、 后套筒(8-1)和后緊固螺釘(7-1)構(gòu)成，第一后連桿(4-1)上端通過后調(diào)節(jié)螺栓(12-1)與后 橫槽(3-1)活動連接，后調(diào)節(jié)螺栓(12-1)用于確定第一后連桿(4-1)上端在后橫槽(3-1)的 位置，第一后連桿(4-1)下端和第二后連桿(5-l)通過后調(diào)節(jié)螺栓連接件(9-l)連接，后套 筒(8-1)的頂端設置后緊固螺釘(7-1)，后套筒(8-l)內(nèi)部設置后LED燈(6-1),后緊固螺釘 (7-1)用于固定后套筒(8-1)內(nèi)部設置后LED燈(6-l);所述前調(diào)節(jié)機構(gòu)由第一前連桿(4-2)、第二前連桿(5-1)、前調(diào)節(jié)螺栓連接件(9-2)、 前套筒(8-2)和前緊固螺釘(7-2)構(gòu)成，第一前連桿(4-2)上端通過前調(diào)節(jié)螺栓12-2與前橫 槽(3-2)活動連接，前調(diào)節(jié)螺栓12-2用于確定第一前連桿(4-2)上端在前橫槽(3-2)的位置， 第一前連桿(4-2)和第二前連桿(5-1)通過前調(diào)節(jié)螺栓連接件(9-2)連接，前套筒(8-2)的頂 端設置前緊固螺釘(7-2)，前套筒(8-2)內(nèi)部設置前LED燈(6-2)，前緊固螺釘(7-2)用于固 定前套筒(8-2)內(nèi)部設置前LED燈(6-2)。
3、 如權(quán)利要求2所述一種原位固化纖維鋪放頭紫外LED燈組光強均勻性調(diào)節(jié)裝置， 其特征在于所述后調(diào)節(jié)機構(gòu)由2-20個后調(diào)節(jié)機構(gòu)組成，所述前調(diào)節(jié)機構(gòu)由2-20個前調(diào) 節(jié)機構(gòu)組成，后調(diào)節(jié)機構(gòu)和前調(diào)節(jié)機構(gòu)交叉布置在倒梯形臺(10-2)的兩側(cè)面。
4、 如權(quán)利要求2所述一種原位固化纖維鋪放頭紫外LED燈組光強均勻性調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述Z型桿(10-l)上端設置有安裝孔(ll) ， Z型桿(10-1)上端通過安裝孔(11)固定在鋪放頭系統(tǒng)(14)后下側(cè)。
5、如權(quán)利要求1或2所述一種原位固化纖維鋪放頭紫外LED燈組光強均勻性調(diào)節(jié)裝 置，其特征在于所述后LED燈(6-1)和前LED燈(6-2)都是365nm波長的LED燈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種原位固化纖維鋪放頭紫外LED燈組光強均勻性調(diào)節(jié)裝置，包括連接機構(gòu)、后調(diào)節(jié)機構(gòu)、前調(diào)節(jié)機構(gòu)和LED燈；所述連接機構(gòu)固定在鋪放頭系統(tǒng)上，連接機構(gòu)后側(cè)面設置有一組后調(diào)節(jié)機構(gòu)，在每個后調(diào)節(jié)機構(gòu)下端都安裝有LED燈，后調(diào)節(jié)機構(gòu)用于控制其上的LED燈的高度和照射角度，后調(diào)節(jié)機構(gòu)下端的LED燈構(gòu)成后LED燈組；連接機構(gòu)前側(cè)面設置有一組前調(diào)節(jié)機構(gòu)，在每個前調(diào)節(jié)機構(gòu)下端都安裝有LED燈，前調(diào)節(jié)機構(gòu)用于控制其上的LED燈的高度和照射角度，前調(diào)節(jié)機構(gòu)下端的LED燈構(gòu)成前LED燈組；后LED燈組和前LED燈組相對設置，后LED燈組產(chǎn)生的光斑與前LED燈組產(chǎn)生的光斑成交叉連續(xù)排列成矩形均勻光斑。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、可拆卸、操作方便；可以分別簡單有效的調(diào)節(jié)LED燈之間的距離、照射角度和高度；通過本發(fā)明可以以低成本獲得矩形均勻光斑。
文檔編號F21V21/14GK101650005SQ200910023850
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者盧秉恒, 甲 李, 李滌塵, 段玉崗 申請人:西安交通大學