手持纤维丝铺放装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种手持纤维丝铺放装置，包括机械手臂和铺放头，机械手臂固定在地面或小车上，铺放头固定在机械手臂的前端，所述的机械手臂包括固定立柱、旋转立柱、控制箱、摆动臂、主臂、小臂、垂臂、气缸和气动平衡系统；所述的铺放头包括导丝模块、再送模块、切割模块、压头模块、衬纸回收模块和加热模块。本发明的机械手臂使工人用很小的力就能推动工件完成铺放工作，该机械手臂在任何位置和任何工况下可以自动保持平衡状态；本发明的铺放头可以一次铺设多条窄的纤维预浸带并且能完成导丝、输送、衬纸回收、剪切、加热和铺放的功能，该铺放头既适用于圆柱体等简单结构的芯模又适用于圆锥体、网格状等异形结构的芯模；本发明操作简单，节约了人力提高了效率，铺放效果良好。
【专利说明】手持纤维丝铺放装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种纤维丝铺放设备，尤其涉及一种手持纤维丝铺放装置。
【背景技术】
[0002]纤维铺放技术是生产效率最高的复合材料成型技术之一。这种新的成型技术最开始主要用于航空航天业当中，随着纤维铺放技术的不断发展，目前这项技术在各行各业得到了广泛的应用。
[0003]目前国内复合材料成型仍然以手工铺层为主，但是国内外的纤维铺放技术的研究都是集中在自动铺丝成型装备和自动化成型软件上，大多数的设备都是自动铺放机械手以及机床，很少有关于手持纤维丝铺放装置的研究。
[0004]要克服手工铺层效率低，材料利用率不高，不适宜现代化的大规模生产的问题，亟需一种手持纤维丝铺放装置，这种装置必须能够提高生产效率，便于工人灵活省力的完成纤维铺放的工作，还必须能够精确的完成异形模心的铺放工作。
【发明内容】
[0005]本发明根据上述的技术问题提供一种手持纤维丝铺放装置，本装置的机械手臂使工人用很小的力就能推动工件完成铺放工作，该机械手臂在任何位置和任何工况下可以自动保持平衡状态。本装置的铺放头可以一次铺设多条窄的纤维预浸带并且能完成导丝、输送、衬纸回收、剪切、加热和铺放的功能，该铺放头既适用于圆柱体等简单结构的芯模又适用于圆锥体、网格状等异形结构的芯模。
[0006]为解决上述的技术问题本发明提供一种手持纤维丝铺放装置，包括机械手臂和铺放头，机械手臂固定在地面或小车上，铺放头固定在机械手臂的前端；所述的机械手臂包括固定立柱、旋转立柱、控制箱、摆动臂、主臂、小臂、垂臂、气缸和气动平衡系统，固定立柱固定在地面或小车上，固定立柱上端与旋转立柱下端连接，旋转立柱的顶端与摆动臂连接，摆动臂能绕旋转立柱固定点摆动，摆动臂的尾端与气缸的推杆连接，气缸的缸体与旋转立柱连接，摆动臂的另一端依次连接主臂、小臂和垂臂，主臂、小臂和垂臂都可以360°旋转，所述的气动平衡系统通过控制气缸的推杆的伸缩可以维持摆动臂的力矩平衡，气动平衡系统的控制开关设置在控制箱内部；所述的铺放头包括导丝模块、再送模块、切割模块、压头模块、衬纸回收模块和加热模块，导丝模块将纤维预浸带从带盘上引导到铺放头上，纤维预浸带在铺放头中依次经过再送模块、切割模块、加热模块和压头模块，所述的铺放头中设置有两处衬纸回收模块，第一处设置在再送模块和切割模块之间，第二处设置在压头模块之后，铺放头整体固定在机械手臂的垂臂上。
[0007]所述的导丝模块包括两对输丝导丝轴和集中轴，两对输丝导丝轴之间存在高度差，同一对输丝导丝轴的两跟输丝导丝轴之间也存在高度差；每根输丝导丝轴上设置有多条凹槽，纤维预浸带在凹槽的限制下分别通过两对输丝导丝轴从带盘上被引导到铺放头的集中轴上。
[0008]所述的每根输丝导丝轴上所有的凹槽都相互平行，凹槽绕输丝导丝轴外圆一周呈环形；同一对输丝导丝轴上凹槽的设置完全相同，两对输丝导丝轴上凹槽的位置交差设置、相互间隔。
[0009]所述的再送模块包括主动轮、从动轮、固定架、连接杆和气缸；主动轮和电机连接，从动轮的外圆与主动轮的外圆相切或相邻，纤维预浸带位于主动轮和从动轮之间，固定架固定在从动轮上，固定架的一端可绕固定点转动，固定架的另一端与连接杆连接，连接杆与气缸的伸出杆连接。
[0010]所述再送模块的气缸的安装方向和伸出杆运动方向为水平方向。
[0011]所述的切割模块包括超声波切割刀。
[0012]所述的压头模块包括电动机、传动机构、压头和导轨，所述的压头设置在导轨中并处于铺放头靠近芯模的最前端，电动机和压头之间通过传动机构连接，电动机通过传动机构带动压头做伸缩运动。
[0013]所述的传动机构包括传动杆和连接杆，传动杆靠近压头的一端设有凸缘，凸缘上设置有平面形凸轮槽，平面形凸轮槽的轮廓与压头所要完成的伸出路径相对应，传动杆的另一端设有圆锥齿轮，连接杆两端都套有轴承，压头的侧面后端设置有轴承槽，连接杆的两端分别放置在压头的轴承槽和传动杆的平面形凸轮槽中；电动机的输出轴前端固定有圆锥齿轮，电动机上的圆锥齿轮与传动杆上的圆锥齿轮啮合。
[0014]所述的衬纸回收模块包括收带盘、转动架和导带轴，收带盘与电机连接，衬纸依次通过导带轴和转动架被回收到收带盘上。
[0015]所述的转动架包含一根轻杆，轻杆的两端分别设置一个圆筒，轻杆的中心固定，轻杆可以绕中心转动。
[0016]所述的加热模块包括转轴、红外线加热管、旋转控制器和护罩；所述的红外线加热管和护罩都固定在转轴上，红外线加热管设置在护罩内部，所述的护罩是一种半封闭外壳，旋转控制器用于控制转轴的旋转。
[0017]所述的旋转立柱的顶端设置有U型开口，U型开口内部设置有固定轴，摆动臂的侧面设有通孔，通孔设在摆动臂尾端附近，固定轴穿过摆动臂侧面的通孔使摆动臂与旋转立柱铰接，气缸的推杆的顶端设有单耳环，摆动臂的尾端通过单耳环与气缸铰接，气缸的缸体与旋转立柱通过转轴铰接。
[0018]所述的固定立柱和旋转立柱之间通过主轴承座和转轴连接；所述的主轴承座固定在固定立柱上，主轴承座的轴承孔内设有挡肩，旋转立柱的下端设有小直径的转轴，转轴的上端设有轴肩、下端设有螺纹；一对轴承套在转轴上，轴承的外圈通过挡肩轴向定位，轴承的内圈通过轴肩轴向定位；双螺母旋在转轴上并与轴承的底面接触。
[0019]所述的摆动臂、主臂、小臂和垂臂之间都是通过旋转轴承座和转轴连接；摆动臂、主臂和小臂的相应位置上分别固定有旋转轴承座，转轴上部插入到旋转轴承座中、下部插入到下一个连接部件中；旋转轴承座的轴承孔中设有挡肩，转轴中部设有轴肩、轴肩下方设有键槽、键槽下方设有螺纹；一对轴承套在转轴上，轴承外圈由挡肩轴向固定，轴承的内圈由轴肩轴向固定，两个轴承之间通过套筒进行轴向固定，转轴通过键与下一个连接部件连接；转轴的上端套有轴端挡圈，轴端挡圈与轴承的顶面接触，圆螺母旋在转轴下端，圆螺母与下一个连接部件的底面接触。
[0020]所述的气动平衡系统包括气源处理组件、第一单向阀、第二单向阀、压力排放阀、空载减压阀、有载减压阀、第一换向阀、第二换向阀、手动换向阀、外控式精密调压阀、锁紧阀、第一单向节流阀、第二单向节流阀、快排阀、气缸；气流经过气源处理组件的处理后分别连接手动换向阀、第一换向阀、第一单向阀、第二单向阀和第一单向节流阀；所述的第一单向阀的出口连接压力排放阀，压力排放阀的出口分别连接空载减压阀和有载减压阀，空载减压阀和有载减压阀的出口依次连接第二换向阀、第二单向溢流阀、压力排放阀和外控式精密调压阀的外控端；所述的第二单向阀的出口依次连接压力排放阀、外控式精密调压阀、锁紧阀、压力排放阀和气缸；所述的第一单向溢流阀的出口依次连接快排阀和锁紧阀的外控端；所述的手动换向阀的出口连接第一换向阀的外控端，第一换向阀的出口连接第二换向阀的外控端。
[0021]本发明的有益效果是:
本发明的机械手臂使工人用很小的力就能推动工件完成铺放工作，该机械手臂在任何位置和任何工况下可以自动保持平衡状态；本发明的铺放头可以一次铺设多条窄的纤维预浸带并且能完成导丝、输送、衬纸回收、剪切、加热和铺放的功能，该铺放头既适用于圆柱体等简单结构的芯模又适用于圆锥体、网格状等异形结构的芯模；本发明操作简单，节约了人力提闻了效率，铺放效果良好。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的铺放头整体结构的示意图。
[0023]图2a是本发明的铺放头的导丝模块整体结构的示意图。
[0024]图2b是本发明的铺放头的输丝导丝轴的剖视图。
[0025]图3是本发明的铺放头的再送模块的正视图。
[0026]图4a是本发明的压头模块的结构示意图。
[0027]图4b是本发明的压头模块的三维结构示意图。
[0028]图5是本发明的铺放头的衬纸回收模块的结构示意图。
[0029]图6是本发明的铺放头的加热模块的三维结构示意图。
[0030]图7是本发明的机械手臂的整体的结构示意图。
[0031]图8是本发明的机械手臂的主轴承座的剖视图。
[0032]图9是本发明的机械手臂的旋转轴承座的剖视图。
[0033]图10是本发明的机械手臂的气动平衡系统的气动原理图。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]如图1所示，所述的铺放头包括导丝模块1、再送模块2、切割模块3、加热模块4、压头模块5和衬纸回收模块6 ;导丝模块I将纤维预浸带8从带盘引导到铺放头上，纤维预浸带在铺放头上依次经过再送模块2、切割模块3、加热模块4和压头模块5最终铺放到芯模7上；所述的铺放头中设置有两处衬纸回收模块6，第一处设置在再送模块2和切割模块3之间，第二处设置在压头模块5之后。
[0036]如图2a所示，所述的导丝模块I包括两对输丝导丝轴11和集中轴12，两对输丝导丝轴11之间存在高度差，同一对输丝导丝轴11的两轴之间也存在高度差，每根输丝导丝轴11上设置有凹槽，在导丝过程中纤维预浸带在凹槽的限制下分别通过两对输丝导丝轴11，从带盘上被引导到铺放头的集中轴12上。导丝模块I可以把纤维预浸带8稳定有序的引导到铺放头上，防止了纤维预浸带8的打卷和缠绕，提高了工作效率。
[0037]如图2b所示，在每根输丝导丝轴11上所有的凹槽都相互平行，凹槽绕输丝导丝轴11外圆一周呈环形，两对输丝导丝轴11上凹槽的位置交差设置、相互间隔；凹槽用于限制纤维预浸带8的运动方向使每条纤维预浸带8形成固定的线路，凹槽的数目和宽度根据实际需要确定，在本实施例中，每根输丝导丝轴11上均设置有4条凹槽。
[0038]如图3所示，所述的再送模块2包括主动轮21、从动轮22、固定架23、连接杆24和气缸26 ;主动轮21和电机连接，从动轮22的外圆与主动轮21的外圆相切或相邻，纤维预浸带8位于主动轮21和从动轮22之间，固定架23固定在从动轮22上，固定架23的一端可绕固定点转动，固定架23的另一端与连接杆24连接，连接杆24与气缸伸出杆25连接。在本实施例中，所述气缸26的安装方向为水平方向，这种布置节约了铺放头的垂直空间。再送模块2通过控制气缸26的伸缩来改变主动轮21和从动轮22之间的压紧和松开，从而实现纤维预浸带8的定时输送。
[0039]所述的切割模块包括超声波切割刀。超声波切割刀利用超声转换器将传统的电能转化为超高频(20KHz)的振动能，这种振动能可以使切割刀产生高速的振动，利用这种振动实现纤维预浸带的切割。这种切割技术切割出来的纤维预浸带切口光滑，牢靠，切边准确，不会变形，不会产生毛边，切割效果好。
[0040]如图4a和图4b所不,所述的压头模块5包括电动机51、传动机构、压头52和导轨53，所述的压头52设置在导轨53中并处于铺放头的最前端靠近芯模处，压头52的数目根据实际需要确定(在本实施例中，有8个压头)，电动机51和压头52之间通过传动机构连接，电动机51通过传动机构带动压头52做伸缩运动。压头模块5能够精确的控制每个压头52伸出的长度，保持压头52对芯模表面稳定的压力，能精确有效的完成纤维预浸带的铺放。
[0041 ] 如图4a和图4b所示,在本实施例中，所述的传动机构包括传动杆54和连接杆55,压头的侧面后端设置有轴承槽59，传动杆54靠近压头52的一端设有平面形凸轮槽56，传动杆54的另一端设有圆锥齿轮57，连接杆55两端都套有轴承，连接杆的两端分别放置在压头52的轴承槽59和传动杆54的平面形凸轮槽56中，电动机51的输出轴前端固定有圆锥齿轮58，电动机51上的圆锥齿轮58与传动杆54上的圆锥齿轮57啮合，所述的传动杆54的平面形凸轮槽56的轮廓与压头52所要完成的伸缩路径相对应，这种传动机构结构简单，传动稳定，可以完成压头52所以轨迹的伸缩运动。所述的电动机51安装在铺丝机的横梁上，有效的减轻了铺放头的重量。
[0042] 如图5所示，衬纸回收模块6包括收带盘63、转动架62和导带轴61，所述的收带盘63与电机连接，衬纸依次通过导带轴61和转动架62被回收到收带盘63上。所述的衬纸回收模块6用于回收纤维预浸带上下两层衬纸，衬纸回收模块6使纤维预浸带8的铺放更方便，同时为纤维预浸带8的输送提供一定的张紧力，使碳纤维预浸带8的传输更稳定。
[0043]在本实施例中，所述的转动架62包含一根轻杆，轻杆的两端分别设置一个圆筒，轻杆中心固定，轻杆可以绕中心转动，衬纸回收模块6通过调节转动架62转动的角度来改变衬纸回收的路径，达到调节张紧力的作用。
[0044]如图6所示，所述的加热模块4包括转轴41、红外线加热管42、旋转控制器和护罩43。红外线加热管42和护罩43固定在转轴41上，红外线加热管42设置在护罩43内部，所述的护罩43是一种半封闭外壳，旋转控制器用于控制转轴41的旋转，红外线加热管42主要用来产生热量，护罩43保护灯管不被工作空间里的杂物损害，加热模块4根据铺放头的伸出长度调整红外线灯管的照射方向，从而实现对纤维预浸带铺放部位的加热。
[0045]如图7所示，所述的机械手臂包括固定立柱71、旋转立柱72、控制箱73、摆动臂77、主臂78、小臂79、垂臂710、气缸74和气动平衡系统；固定立柱71固定在地面或小车上，固定立柱71上端与旋转立柱72下端连接，旋转立柱72的顶端与摆动臂77连接，摆动臂77能绕旋转立柱72摆动，摆动臂77的尾端与气缸推杆75连接，气缸74的缸体与旋转立柱72连接，摆动臂77的另一端依次连接主臂78、小臂79和垂臂710，主臂78、小臂79和垂臂710都可以360°旋转，垂臂710末端用于固定铺放头711 ;所述的气动平衡系统通过控制气缸推杆75的伸缩可以维持摆动臂77的力矩平衡，气动平衡系统的控制开关设置在控制箱73内部。通过协调摆动臂77、主臂78、小臂79和垂臂710各个关节的运动，从而使其末端搭载的铺放头11能够在空间中实现各种轨迹的复杂运动。
[0046]如图7所示，在本实施例中所述的旋转立柱72的顶端设置有U型开口，U型开口内部设置有固定轴76，摆动臂77侧面设有通孔、固定轴76穿过通孔使摆动臂77与旋转立柱72铰接，这种连接方式安全可靠能使摆动臂77在旋转立柱72上绕固定轴76摆动，气缸推杆75的顶端设有单耳环，摆动臂77的尾端通过单耳环与气缸74铰接。
[0047]在本实施例中，所述的固定立柱通过地脚螺栓固定在地面或小车上。
[0048]如图7和图8所示，所述的固定立柱71和旋转立柱72之间通过主轴承座712和转轴714连接；所述的主轴承座712固定在固定立柱71上，主轴承座714的轴承孔内设有挡肩，旋转立柱72的下端设有小直径的转轴714 (在本实施例中旋转立柱和转轴为一个整体)，转轴714的上端设有轴肩、下端设有螺纹；一对轴承715套在转轴714上，轴承715的外圈通过挡肩轴向定位，轴承715的内圈通过轴肩轴向定位；双螺母716旋在转轴714上并与轴承715底面接触。旋转立柱72能够实现360°的自由旋转，双螺母716不仅能承受很大的轴向载荷还可以产生不随着外界载荷变化的附加压力，附加压力作用在螺纹附中，可以防止螺母松动。
[0049]在本实施例中，所述的一对轴承715为圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承既可以承受径向载荷，又可以承受较大的轴向载荷；所述的固定立柱和轴承座位通过螺栓连接。
[0050]如图1和图3所示，所述的摆动臂77、主臂78、小臂79和垂臂710之间都是通过旋转轴承座713和转轴717连接；摆动臂77、主臂78和小臂79的相应位置上分别固定有旋转轴承座713 (或者为一个整体)，转轴717上部插入到旋转轴承座713中、下部插入到下一个连接部件中；旋转轴承座713的轴承孔中设有挡肩，转轴中部设有轴肩、轴肩下方设有键槽、键槽下方设有螺纹；一对轴承718套在转轴717上，轴承718的外圈由挡肩轴向固定，轴承718的内圈由轴肩轴向固定，两个轴承718之间通过套筒719进行轴向固定，转轴717通过键720与下一个连接部件连接；转轴717的上端设有轴端挡圈722，轴端挡圈722与轴承718的顶面接触，圆螺母721旋在转轴717的下端，圆螺母721与下一个连接部件外侧接触。在本实施例中，所述轴承718为圆锥滚子轴承。
[0051]如图4所示，所述的气动平衡系统包括气源处理组件723、第一单向阀726、第二单向阀727、压力排放阀736、空载减压阀729、有载减压阀730、第一换向阀725、第二换向阀731、手动换向阀724、外控式精密调压阀723、锁紧阀734、第一单向节流阀728、第二单向节流阀732、快排阀735、气缸74 ;气流经过气源处理组件723的处理后分别连接手动换向阀724、第一换向阀725、第一单向阀726、第二单向阀727和第一单向节流阀728 ;所述的第一单向阀726的出口连接压力排放阀736，压力排放阀736的出口分别连接空载减压阀729和有载减压阀730，空载减压阀729和有载减压阀730的出口依次连接第二换向阀731、第二单向溢流阀732、压力排放阀736和外控式精密调压阀733的外控端；所述的第二单向阀727的出口依次连接压力排放阀736、外控式精密调压阀733、锁紧阀734、压力排放阀736和气缸74 ;所述的第一单向溢流阀728的出口依次连接快排阀735和锁紧阀734的外控端；所述的手动换向阀724的出口连接第一换向阀725的外控端，第一换向阀725的出口连接第二换向阀731的外控端。
[0052]气动平衡系统的平衡状态分为空载平衡和有载平衡，其具体工作过程如下:
I)空载平衡
开启空气源的开关，气动系统开始供气，换向阀此时处于图中所示的状态，空载减压阀729工作，其输出压力作用于外控式精密调压阀733的外控端，使外控式精密调压阀733输出的压力与空载减压阀729相同。因为系统处于正常供气状态，此时锁紧阀734处于开启状态，外控式精密调压阀733的输出压力可以正常进入到气缸74中，气缸74运动产生压力，实现摆动臂77的力矩平衡。
[0053]第一单向节流阀28能够使外控式精密调压阀733建立压力之后再打开锁紧阀734，防止气缸74的活塞在铺放机构重力的作用下向下运动，从而造成铺放机构在空间中摆动。第一单向节流阀728的开度时间决定了锁紧阀734的开启时间。
[0054]2)有载平衡
工作人员手动扳动手动换向阀724，使整个系统处于有载工作状态，此时负载产生的压力作用在第一换向阀725的右端，第一换向阀725进行切换，第二换向731阀随之进行切换。此时有载减压阀730工作，有载减压阀730的输出压力作用于外控式精密调压阀733的外控端，使有载减压阀730输出的压力与外控式精密调压阀733相同。因为系统处于正常供气状态，此时锁紧阀734处于开启状态，外控式精密调压阀733的输出压力可以正常进入到气缸74中，通过气缸74运动实现摆动臂77的力矩平衡。
[0055]第二单向节流阀732的作用是在换向阀进行压力的切换时可以使进整个的负载压力缓缓的作用于外控式精密调压阀外733的控端，使外控式精密调压阀733的输出压力慢慢变化，不会产生突变，这样可以避免因压力变化过大而产生的振动，更有利于手工铺放操作，提高铺放的质量。
[0056]以上实施例仅为本发明之优选方案，而非对本发明的限制，有关【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案，都落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种手持纤维丝铺放装置，包括机械手臂和铺放头，机械手臂固定在地面或小车上，铺放头固定在机械手臂的前端； 所述的机械手臂包括固定立柱、旋转立柱、控制箱、摆动臂、主臂、小臂、垂臂、气缸和气动平衡系统，固定立柱固定在地面或小车上，固定立柱上端与旋转立柱下端连接，旋转立柱的顶端与摆动臂连接，摆动臂能绕旋转立柱固定点摆动，摆动臂的尾端与气缸的推杆连接，气缸的缸体与旋转立柱连接，摆动臂的另一端依次连接主臂、小臂和垂臂，主臂、小臂和垂臂都可以360°旋转，所述的气动平衡系统通过控制气缸的推杆的伸缩可以维持摆动臂的力矩平衡，气动平衡系统的控制开关设置在控制箱内部； 所述的铺放头包括导丝模块、再送模块、切割模块、压头模块、衬纸回收模块和加热模块，导丝模块将纤维预浸带从带盘上引导到铺放头上，纤维预浸带在铺放头中依次经过再送模块、切割模块、加热模块和压头模块，所述的铺放头中设置有两处衬纸回收模块，第一处设置在再送模块和切割模块之间，第二处设置在压头模块之后，铺放头整体固定在机械手臂的垂臂上。
2.如权利要求1所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的导丝模块包括两对输丝导丝轴和集中轴，两对输丝导丝轴之间存在高度差，同一对输丝导丝轴的两跟输丝导丝轴之间也存在高度差；每根输丝导丝轴上设置有多条凹槽，纤维预浸带在凹槽的限制下分别通过两对输丝导丝轴从带盘上被引导到铺放头的集中轴上。
3.如权利要求2所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:每根输丝导丝轴上所有的凹槽都相互平行，凹槽绕输丝导丝轴外圆一周呈环形；同一对输丝导丝轴上凹槽的设置完全相同，两对输丝导丝轴上凹槽的位置交差设置、相互间隔。
4.如权利要求1所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的再送模块包括主动轮、从动轮、固定架、连接杆和气缸；主动轮和电机连接，从动轮的外圆与主动轮的外圆相切或相邻，纤维预浸带位于主动轮和从动轮之间，固定架固定在从动轮上，固定架的一端可绕固定点转动，固定架的另一端与连接杆连接，连接杆与气缸的伸出杆连接。
5.如权利要求4所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述再送模块的气缸的安装方向和伸出杆运动方向为水平方向。
6.如权利要求1所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的切割模块包括超声波切割刀。
7.如权利要求1所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的压头模块包括电动机、传动机构、压头和导轨，所述的压头设置在导轨中并处于铺放头靠近芯模的最前端，电动机和压头之间通过传动机构连接，电动机通过传动机构带动压头做伸缩运动。
8.如权利要求7所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的传动机构包括传动杆和连接杆，传动杆靠近压头的一端设有凸缘，凸缘上设置有平面形凸轮槽，平面形凸轮槽的轮廓与压头所要完成的伸出路径相对应，传动杆的另一端设有圆锥齿轮，连接杆两端都套有轴承，压头的侧面后端设置有轴承槽，连接杆的两端分别放置在压头的轴承槽和传动杆的平面形凸轮槽中；电动机的输出轴前端固定有圆锥齿轮，电动机上的圆锥齿轮与传动杆上的圆锥齿轮啮合。
9.如权利要求1所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的衬纸回收模块包括收带盘、转动架和导带轴，收带盘与电机连接，衬纸依次通过导带轴和转动架被回收到收带盘上。
10.如权利要求9所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的转动架包含一根轻杆，轻杆的两端分别设置一个圆筒，轻杆的中心固定，轻杆可以绕中心转动。
11.如权利要求1所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的加热模块包括转轴、红外线加热管、旋转控制器和护罩；所述的红外线加热管和护罩都固定在转轴上，红外线加热管设置在护罩内部，所述的护罩是一种半封闭外壳，旋转控制器用于控制转轴的旋转。
12.如权利要求1所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的旋转立柱的顶端设置有U型开口，U型开口内部设置有固定轴，摆动臂的侧面设有通孔，通孔设在摆动臂尾端附近，固定轴穿过摆动臂侧面的通孔使摆动臂与旋转立柱铰接，气缸的推杆的顶端设有单耳环，摆动臂的尾端通过单耳环与气缸铰接，气缸的缸体与旋转立柱通过转轴铰接。
13.如权利要求1所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的固定立柱和旋转立柱之间通过主轴承座和转轴连接；所述的主轴承座固定在固定立柱上，主轴承座的轴承孔内设有挡肩，旋转立柱的下端设有小直径的转轴，转轴的上端设有轴肩、下端设有螺纹；一对轴承套在转轴上，轴承的外圈通过挡肩轴向定位，轴承的内圈通过轴肩轴向定位；双螺母旋在转轴上并与轴承的底面接触。
14.如权利要求1所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的摆动臂、主臂、小臂和垂臂之间都是通过旋转轴承座和转轴连接；摆动臂、主臂和小臂的相应位置上分别固定有旋转轴承座，转轴上部插入到旋转轴承座中、下部插入到下一个连接部件中；旋转轴承座的轴承孔中设有挡肩，转轴中部设有轴肩、轴肩下方设有键槽、键槽下方设有螺纹；一对轴承套在转轴上，轴承外圈由挡肩轴向固定，轴承的内圈由轴肩轴向固定，两个轴承之间通过套筒进行轴向固定，转轴通过键与下一个连接部件连接；转轴的上端套有轴端挡圈，轴端挡圈与轴承的顶面接触，圆螺母旋在转轴下端，圆螺母与下一个连接部件的底面接触。
15.如权利要求1所述的一种手持纤维丝铺放装置，其特征在于:所述的气动平衡系统包括气源处理组件、第一单向阀、第二单向阀、压力排放阀、空载减压阀、有载减压阀、第一换向阀、第二换向阀、手动换向阀、外控式精密调压阀、锁紧阀、第一单向节流阀、第二单向节流阀、快排阀和气缸；气流经过气源处理组件的处理后分别连接手动换向阀、第一换向阀、第一单向阀、第二单向阀和第一单向节流阀；所述的第一单向阀的出口连接压力排放阀，压力排放阀的出口分别连接空载减压阀和有载减压阀，空载减压阀和有载减压阀的出口依次连接第二换向阀、第二单向溢流阀、压力排放阀和外控式精密调压阀的外控端；所述的第二单向阀的出口依次连接压力排放阀、外控式精密调压阀、锁紧阀、压力排放阀和气缸；所述的第一单向溢流阀的出口依次连接快排阀和锁紧阀的外控端；所述的手动换向阀的出口连接第一换向阀的外控端，第一换向阀的出口连接第二换向阀的外控端。
【文档编号】B29C70/38GK104385630SQ201410678006
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】田会方, 吴迎峰, 李力 申请人:武汉理工大学