一种基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置与流程

1.本发明涉及纺纱领域，尤其涉及一种基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置。


背景技术：

2.当前纺纱行业的差异化纱线的生产主要是依托纺纱方式(环锭纺、气流纺、涡流纺、喷气纺)或者依托多组分的纤维(天然纤维、合成纤维、再生纤维)组合进行，多是基于纤维及纺纱方式本身的特性，定义大致可获得的纱线性能并进行试验。
3.目前纱线少见基于目标结构的特定纱线结构设计及生产，并且在纺纱时通常需要对纱线进行加捻处理，对于棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤类纱线，其纤维很容易伸出，这会影响纱线及最终产品的外观、手感和使用性能，另外在加捻过程中纱线之间摩擦会产生纤维漂浮，导致工作环境被污染，危害人的身体健康。


技术实现要素：

4.为了克服纱线少见基于目标结构的特定纱线结构设计及生产，并且在纺纱时通常需要对纱线进行加捻处理，对于棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤类纱线，其纤维很容易伸出，这会影响纱线及最终产品的外观、手感和使用性能的缺点，本发明提供一种基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置。
5.本发明的技术实施方案是：一种基于分形原理的仿生纱纺纱装置，包括有底脚、第一安装板、安装架、第二安装板和加捻单元；四个底脚顶部固定连接有第一安装板；第一安装板上侧后部固定连接有两个安装架，并且两个安装架呈左右对称设置；两个安装架顶部固定连接有第二安装板；第二安装板连接有加捻单元；第一安装板与加捻单元连接；还包括有圆盘、纤维凝聚单元、静电吸附单元和清理单元；第一安装板上侧中部连接有纤维凝聚单元；纤维凝聚单元连接有圆盘，纤维凝聚单元用于带动圆盘转动将纱线疏松后再凝聚，将伸出纱线的纤维重新凝聚回纱线内；加捻单元连接有静电吸附单元，静电吸附单元用于吸附加捻摩擦过程中产生的短纤维；加捻单元连接有清理单元，清理单元用于对静电吸附单元进行清理。
6.可选地，加捻单元包括有外层放纱筒、第三安装板、聚线环、加捻器、第一引导板、第四安装板、电动收卷辊、第五安装板和电动压线辊；第一安装板上侧固定连接有七个外层放纱筒，并且七个外层放纱筒呈环形阵列分布；第二安装板前侧下部固定连接有第三安装板；第三安装板中部固定连接有加捻器；第三安装板下部固定连接有聚线环；第三安装板右侧与静电吸附单元连接；第三安装板前部与清理单元连接；第二安装板中部固定连接有第一引导板；第二安装板前侧上部固定连接有两个第四安装板和两个第五安装板，并且两个第四安装板位于两个第五安装板的上方；两个第四安装板之间固定连接有电动收卷辊；两个第五安装板固定连接有电动压线辊。
7.可选地，第一引导板前部开有贯穿孔，用于引导棉线。
8.可选地，纤维凝聚单元包括有第一安装杆、第六安装板、电动转盘、芯纱筒、第二安装杆、导线筒和纤维凝聚机构；第一安装板上侧中部固定连接有电动转盘；电动转盘上侧左部和上侧右部分别固定连接有一个第二安装杆；电动转盘上侧前部和上侧后部分别固定连接有一个芯纱筒；两个第二安装杆之间上部固定连接有导线筒；第一安装板上侧中部固定连接有三个第一安装杆，并且三个第一安装杆位于电动转盘的外侧；三个第一安装杆上侧固定连接有第六安装板；第六安装板下侧连接有七个纤维凝聚机构，并且七个纤维凝聚机构与七个外层放纱筒一一对应。
9.可选地，导线筒开有两个用于芯纱通过的贯穿孔。
10.可选地，右方的纤维凝聚机构包括有第七安装板、第一电动转轴、第二引导板、第八安装板、通气筒、第二电动转轴、导轮和第九安装板；第六安装板下侧右部固定连接有第九安装板；第九安装板右侧固定连接有两个第七安装板，并且两个第七安装板呈上下对称设置；两个第七安装板相向侧分别固定连接有两个第一电动转轴，并且在同一个第七安装板上的两个第一电动转轴呈前后对称设置；四个第一电动转轴转动端分别与一个圆盘进行固定连接；第九安装板右侧固定连接有两个第二引导板，并且两个第二引导板呈上下对称设置，而且两个第二引导板位于两个第七安装板之间；第九安装板右侧中部固定连接有第八安装板；第八安装板右部固定连接有通气筒；第九安装板右侧中部固定连接有两个第二电动转轴，并且两个第二电动转轴呈前后对称设置，而且两个第二电动转轴位于第八安装板的上方；两个第二电动转轴转动端分别固定连接有一个导轮。
11.可选地，两个第二引导板右部均开有贯穿孔，用于引导棉线。
12.可选地，静电吸附单元包括有第十安装板和第一导电板；第三安装板右侧固定连接有两个第十安装板，并且两个第十安装板呈前后对称设置；两个第十安装板相向侧分别固定连接有一个第一导电板。
13.可选地，清理单元包括有第一电动滑轨、第一电动滑块、弧形刮板、第十一安装板、第二导电板、第二电动滑轨、第二电动滑块、第十二安装板和收集箱；第三安装板前部固定连接有第一电动滑轨；第一电动滑轨上滑动连接有第一电动滑块；第一电动滑块右侧固定连接有第十一安装板；第十一安装板前侧固定连接有第二导电板；第三安装板右侧固定连接有第二电动滑轨；第二电动滑轨上滑动连接有第二电动滑块；第二电动滑块右侧固定连接有弧形刮板；第三安装板右侧固定连接有第十二安装板，并且第十二安装板位于第二电动滑轨的下方；第十二安装板上侧放置有收集箱。
14.一种基于分形原理的仿生纱制备方法，包括以下工作步骤：
15.s1：并条-第一层：预并，7+2结构，芯纱稍粗或使用高收缩纱线，可使用腈纶、涤纶、尼龙等差异结构纤维；外层纱线稍细使用棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤；
16.s2：并条-第二层：二并，用另外7根纱线与第一层并纱生成的复合纱进行合并，外层7根纱线原料与第一层外层纱线相同即棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤；
17.s3：粗纱-第三层：使用7+2的组合，对前道所产生的纱条结构进行合并粗纱。7根纱条原料与第一层外层纱线相同即棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤；2根纱条为并条第二层7+2合并后产出；
18.s4：细纱-第四层：使用7+2的组合，对前道所产生的粗纱结构进行合并细纱。7根粗纱原料与第一层外层纱线相同即棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤；2根粗纱为粗纱7+2
合并后产出。
19.与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明通过使用分形结构设计纺纱工艺模拟羊毛的结构实现羊毛仿生纱，进而达到所制备的羊毛面料的更优热湿舒适度和触感舒适度，并对外层棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤类纱线上伸出的纤维进行重新凝聚，避免影响纱线及最终产品的外观、手感和使用性能，另外对加捻过程中纱线之间摩擦产生纤维进行静电吸附，防止纤维漂浮污染工作环境。
附图说明
20.图1为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的第一种立体结构示意图；
21.图2为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的第二种立体结构示意图；
22.图3为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的加捻单元立体结构示意图；
23.图4为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的a处放大示意图；
24.图5为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的纤维凝聚单元立体结构示意图；
25.图6为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的b处放大示意图；
26.图7为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的纤维凝聚单元局部立体结构示意图；
27.图8为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的c处放大示意图；
28.图9为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的第一种局部立体结构示意图；
29.图10为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的第二种局部立体结构示意图；
30.图11为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的清理单元立体结构示意图；
31.图12为本发明的基于分形原理的仿生纱制备方法及其纺纱装置的环扫单元立体结构示意图。
32.附图中各零部件的标记如下：1-底脚，2-第一安装板，3-安装架，4-第二安装板，201-外层放纱筒，202-第三安装板，203-聚线环，204-加捻器，205-第一引导板，206-第四安装板，207-电动收卷辊，208-第五安装板，209-电动压线辊，301-第一安装杆，302-第六安装板，303-第七安装板，304-第一电动转轴，305-圆盘，306-第二引导板，307-第八安装板，308-通气筒，309-第二电动转轴，3010-导轮，3011-第九安装板，3012-电动转盘，3013-芯纱筒，3014-第二安装杆，3015-导线筒，401-第十安装板，402-第一导电板，501-第一电动滑轨，502-第一电动滑块，503-弧形刮板，504-第十一安装板，505-第二导电板，506-第二电动滑轨，507-第二电动滑块，508-第十二安装板，509-收集箱，601-第十三安装板，602-伺服电机，603-第十四安装板，604-第十五安装板，605-第一传动轴，606-第一锥齿轮，607-第二传动轴，608-第二锥齿轮，609-第一l形板，6010-第三传动轴，6011-第二l形板，6012-第三锥
齿轮。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
34.实施例
35.一种基于分形原理的仿生纱纺纱装置，如图1-12所示，包括有底脚1、第一安装板2、安装架3、第二安装板4和加捻单元；四个底脚1顶部固定连接有第一安装板2；第一安装板2上侧后部螺栓连接有两个安装架3，并且两个安装架3呈左右对称设置；两个安装架3顶部固定连接有第二安装板4；第二安装板4连接有加捻单元；第一安装板2与加捻单元连接；
36.还包括有圆盘305、纤维凝聚单元、静电吸附单元和清理单元；第一安装板2上侧中部连接有纤维凝聚单元；纤维凝聚单元连接有圆盘305；加捻单元连接有静电吸附单元；加捻单元连接有清理单元。
37.加捻单元包括有外层放纱筒201、第三安装板202、聚线环203、加捻器204、第一引导板205、第四安装板206、电动收卷辊207、第五安装板208和电动压线辊209；第一安装板2上侧固定连接有七个外层放纱筒201，并且七个外层放纱筒201呈环形阵列分布；第二安装板4前侧下部固定连接有第三安装板202；第三安装板202中部固定连接有加捻器204；第三安装板202下部固定连接有聚线环203；第三安装板202右侧与静电吸附单元连接；第三安装板202前部与清理单元连接；第二安装板4中部固定连接有第一引导板205；第二安装板4前侧上部固定连接有两个第四安装板206和两个第五安装板208，并且两个第四安装板206位于两个第五安装板208的上方；两个第四安装板206之间固定连接有电动收卷辊207；两个第五安装板208固定连接有电动压线辊209。
38.第一引导板205前部开有贯穿孔，用于引导棉线。
39.纤维凝聚单元包括有第一安装杆301、第六安装板302、电动转盘3012、芯纱筒3013、第二安装杆3014、导线筒3015和纤维凝聚机构；第一安装板2上侧中部固定连接有电动转盘3012；电动转盘3012上侧左部和上侧右部分别固定连接有一个第二安装杆3014；电动转盘3012上侧前部和上侧后部分别固定连接有一个芯纱筒3013；两个第二安装杆3014之间上部固定连接有导线筒3015；第一安装板2上侧中部固定连接有三个第一安装杆301，并且三个第一安装杆301位于电动转盘3012的外侧；三个第一安装杆301上侧固定连接有第六安装板302；第六安装板302下侧连接有七个纤维凝聚机构，并且七个纤维凝聚机构与七个外层放纱筒201一一对应。
40.导线筒3015开有两个用于芯纱通过的贯穿孔。
41.右方的纤维凝聚机构包括有第七安装板303、第一电动转轴304、第二引导板306、第八安装板307、通气筒308、第二电动转轴309、导轮3010和第九安装板3011；第六安装板302下侧右部固定连接有第九安装板3011；第九安装板3011右侧固定连接有两个第七安装板303，并且两个第七安装板303呈上下对称设置；两个第七安装板303相向侧分别固定连接有两个第一电动转轴304，并且在同一个第七安装板303上的两个第一电动转轴304呈前后对称设置；四个第一电动转轴304转动端分别与一个圆盘305进行固定连接；第九安装板
3011右侧固定连接有两个第二引导板306，并且两个第二引导板306呈上下对称设置，而且两个第二引导板306位于两个第七安装板303之间；第九安装板3011右侧中部固定连接有第八安装板307；第八安装板307右部固定连接有通气筒308；第九安装板3011右侧中部固定连接有两个第二电动转轴309，并且两个第二电动转轴309呈前后对称设置，而且两个第二电动转轴309位于第八安装板307的上方；两个第二电动转轴309转动端分别固定连接有一个导轮3010。
42.两个第二引导板306右部均开有贯穿孔，用于引导棉线。
43.通气筒308内侧设置有若干个通气孔，用于通入热气。
44.导轮3010外表面开有凹槽，用于抚顺凸出的纤维。
45.静电吸附单元包括有第十安装板401和第一导电板402；第三安装板202右侧固定连接有两个第十安装板401，并且两个第十安装板401呈前后对称设置；两个第十安装板401相向侧分别固定连接有一个第一导电板402。
46.清理单元包括有第一电动滑轨501、第一电动滑块502、弧形刮板503、第十一安装板504、第二导电板505、第二电动滑轨506、第二电动滑块507、第十二安装板508和收集箱509；第三安装板202前部螺栓连接有第一电动滑轨501；第一电动滑轨501上滑动连接有第一电动滑块502；第一电动滑块502右侧固定连接有第十一安装板504；第十一安装板504前侧固定连接有第二导电板505；第三安装板202右侧螺栓连接有第二电动滑轨506；第二电动滑轨506上滑动连接有第二电动滑块507；第二电动滑块507右侧固定连接有弧形刮板503；第三安装板202右侧固定连接有第十二安装板508，并且第十二安装板508位于第二电动滑轨506的下方；第十二安装板508上侧放置有收集箱509。
47.还包括有环扫单元；第二安装板4前侧右部连接有环扫单元；加捻单元与环扫单元接触；环扫单元包括有第十三安装板601、伺服电机602、第十四安装板603、第十五安装板604、第一传动轴605、第一锥齿轮606、第二传动轴607、第二锥齿轮608、第一l形板609、第三传动轴6010、第二l形板6011和第三锥齿轮6012；第二安装板4前侧右部从右至左依次固定连接有第十三安装板601、伺服电机602、第十四安装板603和第十五安装板604；第十三安装板601与第十五安装板604前部固定连接有第二传动轴607；第二传动轴607外表面右部转动连接有第二锥齿轮608；第二传动轴607外表面左部固定连接有第一l形板609；第十四安装板603前部转动连接有第三传动轴6010；第三传动轴6010外表面右部固定连接有第三锥齿轮6012；第三传动轴6010外表面左部固定连接有第二l形板6011；伺服电机602输出轴固定连接有第一锥齿轮606；第一锥齿轮606与第二锥齿轮608啮合；第一锥齿轮606与第三锥齿轮6012；第一l形板609和第二l形板6011均与加捻器204接触。
48.第一l形板609和第二l形板6011下侧均开有凹槽，用于贴合加捻器204表面。
49.一种基于分形原理的仿生纱制备方法，包括以下工作步骤：
50.s1：并条-第一层：预并，7+2结构，芯纱稍粗或使用高收缩纱线，可使用腈纶、涤纶、尼龙等差异结构纤维；外层纱线稍细使用棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤；
51.s2：并条-第二层：二并，用另外7根纱线与第一层并纱生成的复合纱进行合并，外层7根纱线原料与第一层外层纱线相同即棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤；
52.s3：粗纱-第三层：使用7+2的组合，对前道所产生的纱条结构进行合并粗纱。7根纱条原料与第一层外层纱线相同即棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤；2根纱条为并条第
二层7+2合并后产出；
53.s4：细纱-第四层：使用7+2的组合，对前道所产生的粗纱结构进行合并细纱。7根粗纱原料与第一层外层纱线相同即棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤；2根粗纱为粗纱7+2合并后产出。
54.工作前，将芯纱辊套在中间的两个外层放纱筒201上，外层纱线辊套在外侧的七个外层放纱筒201上，将外层的七个纱线辊的端部引出使得纱线依次经过纤维凝聚机构、聚线环203、加捻器204、第一引导板205和电动压线辊209，最后绕在电动收卷辊207上，芯纱辊的端部引出穿过导线筒3015上的两个贯穿孔后再依次经过加捻器204、第一引导板205和电动压线辊209，最后绕在电动收卷辊207上，工作时控制电动转盘3012启动带动两个芯纱筒3013、两个第二安装杆3014和导线筒3015转动，导线筒3015转动将两根芯纱先卷绕在一起，控制加捻器204启动将两根芯纱与外层七根纱线加捻在一起，如此实现了外侧七根包裹两根芯纱，同时控制电动收卷辊207和电动压线辊209启动将加捻后的纱线持续收卷；外侧纱线多用棉、羊毛、modal、lyocell、粘胶等短纤，这类纱线上的纤维容易伸出纱线，影响纱线的外观、手感和使用性能，因此外层纱线经过纤维凝聚机构时，纤维凝聚机构启动将伸出外层纱线的纤维重新凝聚在纱线内，右方的纤维凝聚机构工作时，纱线依次经过下方的第二引导板306、下方的两个圆盘305之间、通气筒308、两个导轮3010之间、上方的两个圆盘305之间和上方的第二引导板306，控制下方的两个第一电动转轴304带动下方的两个圆盘305转动，两个圆盘305转动方向相反将纱线的结构疏松，往通气筒308注入热气，热气通过通气筒308内的通气孔喷在纱线上，使得纱线的纤维软化，控制两个第二电动转轴309启动带动两个导轮3010转动相向转动，将纱线上纤维向上梳理抚顺，如此使得伸出的纤维重新融合在纱线内，而后控制上方的两个第一电动转轴304带动上方的两个圆盘305转动，两个圆盘305转动方向相反将纱线的结构旋紧，如此实现了纱线伸出的纤维的凝聚。
55.纱线在被加捻器204加捻的过程中，纱线之间会相互摩擦产生纤维漂浮在空中，这时给两个第一导电板402通电，使得两个第一导电板402之间形成电场，在电场的作用下纤维被前方第一导电板402吸附，加捻器204外表面会粘附一些纤维，电场的作用无法让第一导电板402吸附这些纤维；当加捻器204外表面的积累大量纤维时，控制启动伺服电机602带动第一传动轴605传动第一锥齿轮606转动，第一锥齿轮606带动第二锥齿轮608和第三锥齿轮6012转动，以由右往左看为基准，第二锥齿轮608带动第二传动轴607传动第一l形板609顺时针转动，第三锥齿轮6012带动第三传动轴6010传动第二l形板6011逆时针转动，如此使得第一l形板609和第二l形板6011在加捻器204外表面滑动的纤维给刮除下来，刮下纤维再被前方第一导电板402吸附，当第一l形板609和第二l形板6011即将接触时停止，下次再处理时控制伺服电机602反转，使得第一l形板609和第二l形板6011往回转动即可。
56.纱线加捻完成后，前方的第一导电板402上吸附了大量纤维，这时需要对纤维进行收集处理，控制启动第一电动滑轨501带动第一电动滑块502、第十一安装板504和第二导电板505向右移动，使得第二导电板505正对前方的第一导电板402，而后给前方的第一导电板402和第二导电板505通电，使得前方的第一导电板402和第二导电板505形成电场，在电场的作用下使得前方的第一导电板402上的纤维立起来朝向第二导电板505，此时纤维仍与第一导电板402接触，而后控制启动第二电动滑轨506带动第二电动滑块507向下移动，第二电动滑块507带动弧形刮板503向下移动将前方的第一导电板402上的纤维刮下落在下方的收
集箱509内收集即可。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。