一种用于粘接TPU气囊转角接头的粘接装置

一种用于粘接tpu气囊转角接头的粘接装置
技术领域
1.本发明涉及充气结构制造技术领域，具体而言，尤其涉及一种用于粘接tpu气囊转角接头的粘接装置。


背景技术：

2.纤维膜气胀结构充气后可得到较大的体积与浮力，因而广泛应用于各类海上救援设备中。海上救援设备大多是多个充气气囊构成的充气结构，用传统方式制造求生艇等海上救援设备时，通常将端面与端面粘接作为转角接头连接彼此独立的气囊，这种方式虽然在个别气囊破损时，其它部分仍保持足够浮力，但是粘接后剥离力方向垂直于粘接端面，在端面处会承受较大的剥离力，导致端面粘接不可靠，甚至脱落解体。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于粘接tpu气囊转角接头的粘接装置。
4.本发明采用的技术手段如下：
5.一种用于粘接tpu气囊转角接头的粘接装置，包括两个轨迹模具，每一个所述轨迹模具对应一个压紧模具；
6.所述压紧模具底面包括两个凸起；
7.所述轨迹模具设置有两个凹槽，两个所述凹槽的表面轮廓分别与与相应的所述压紧模具的两个所述凸起的表面轮廓相匹配；
8.待粘接气囊转角接头处两侧的布料分别对应一个所述轨迹模具，所述凹槽用于放置所述布料和相应的所述压紧模具，通过所述凸起与所述凹槽的压紧配合能够使位于所述轨迹模具与所述压紧模具之间的所述布料实现位置固定；两个所述轨迹模具并排对齐放置。
9.进一步地，两个所述凸起沿所述压紧模具的长度方向依次设置；所述轨迹模具上的两个所述凹槽与相应的所述压紧模具上的两个所述凸起一一对应，所述凹槽的表面轮廓与相应的所述凸起的表面轮廓形状相同。
10.进一步地，所述凸起的表面轮廓为由若干条半径相同的圆弧线段组成的弧形面，各条所述圆弧线段对应的圆心在同一条直线上；沿所述压紧模具的长度方向，由所述压紧模具中心至端部，各条所述圆弧线段对应的圆心的高度逐渐降低。
11.进一步地，各条所述圆弧线段对应的圆心所在直线在所述压紧模具表面的正投影与所述压紧模具的长度方向上的轴线相互平行。
12.进一步地，半径为r，转角角度为u的气囊转角接头弧形部分可以视为半径为r的气囊圆以与所述气囊圆所在平面共面的某一点为旋转中心o1，以r为旋转半径旋转角度u形成的弧形轮廓面，所述圆弧线段的半径为转换半径rr，rr满足r≤rr≤r。
13.进一步地，所述待粘接气囊转角接头处两侧的布料的粘接边轮廓线为正弦曲线式
的轴对称的弧形曲线。
14.进一步地，还包括用于粘接待粘接气囊转角接头处两侧的布料的粘接布条，所述粘接布条的长度大于所述弧形曲线的长度。
15.进一步地，所述压紧模具和所述轨迹模具的长度相同且均大于等于所述弧形曲线的长度。
16.进一步地，所述压紧模具的厚度大于所述轨迹模具的凹槽最深处的深度；所述轨迹模具的厚度大于所述轨迹模具的凹槽的深度。
17.进一步地，所述压紧模具最宽处的宽度等于所述凸起最宽处的宽度；所述轨迹模具为长方体，且宽度大于所述凹槽最宽处的宽度。
18.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
19.本发明提供的用于粘接tpu气囊转角接头的粘接装置，采用压紧模具与轨迹模具将原本的弧线粘接转化为直线粘接，降低了粘接难度，针对具有不同转角u、旋转半径r和气囊圆半径r的气囊转角接头，通过设定转换半径rr的数值，可以得到适合的压紧模具与轨迹模具，实现相应的接头粘接。
20.基于上述理由本发明可在充气结构制造领域广泛推广。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是采用本发明所述粘接装置对气囊转角接头两侧的布料进行粘接的工作过程示意图。
23.图2是本发明所述粘接装置工作状态示意图。
24.图3是所述压紧模具结构示意图。
25.图4是所述轨迹模具结构示意图。
26.图5是所述弧形曲线示意图。
27.图6是各参数关系示意图。
28.图7是所述圆弧线段对应的圆心偏移原理图。
29.图中：1、压紧模具；2、轨迹模具；3、布料；4、粘接布条。
具体实施方式
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属
于本发明保护的范围。
32.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
33.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
35.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
36.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
37.实施例1
38.如图2-5所示，本发明提供了一种用于粘接tpu气囊转角接头的粘接装置，包括两个轨迹模具2，每一个所述轨迹模具2对应一个压紧模具1；
39.所述压紧模具1底面包括两个凸起；
40.所述轨迹模具2设置有两个凹槽，两个所述凹槽的表面轮廓分别与与相应的所述压紧模具1的两个所述凸起的表面轮廓相匹配；
41.待粘接气囊转角接头处两侧的布料3分别对应一个所述轨迹模具2，所述凹槽用于放置所述布料3和相应的所述压紧模具1，通过所述凸起与所述凹槽的压紧配合能够使位于所述轨迹模具2与所述压紧模具1之间的所述布料3实现位置固定；两个所述轨迹模具2并排对齐放置。
42.进一步地，两个所述凸起沿所述压紧模具1的长度方向依次设置；所述轨迹模具2上的两个所述凹槽与相应的所述压紧模具1上的两个所述凸起一一对应，所述凹槽的表面轮廓与相应的所述凸起的表面轮廓形状相同。
43.进一步地，所述凸起的表面轮廓为由若干条半径相同的圆弧线段组成的弧形面，各条所述圆弧线段对应的圆心在同一条直线上；沿所述压紧模具1的长度方向，由所述压紧模具1中心至端部，各条所述圆弧线段对应的圆心的高度逐渐降低。
44.进一步地，各条所述圆弧线段对应的圆心所在直线在所述压紧模具1表面的正投影与所述压紧模具1的长度方向上的轴线相互平行。
45.进一步地，半径为r，转角角度为u的气囊转角接头弧形部分可以视为半径为r的气囊圆以与所述气囊圆所在平面共面的某一点为旋转中心o1，以r为旋转半径旋转角度u形成的弧形轮廓面，所述圆弧线段的半径为转换半径rr，rr满足r≤rr≤r。
46.进一步地，所述待粘接气囊转角接头处两侧的布料3的粘接边轮廓线为正弦曲线式的轴对称的弧形曲线。
47.进一步地，所述弧形曲线为沿所述气囊圆上距离所述旋转中心最远点a旋转的轨迹展开所述弧形轮廓面得到的。
48.进一步地，气囊圆半径r、旋转半径r和转角角度u是待粘接气囊的已知参数。
49.进一步地，还包括用于粘接待粘接气囊转角接头处两侧的布料3的粘接布条4，所述粘接布条4的长度大于所述弧形曲线的长度。
50.进一步地，所述压紧模具1和所述轨迹模具2的长度相同且均大于等于所述弧形曲线的长度。
51.进一步地，所述压紧模具1的厚度大于所述轨迹模具2的凹槽最深处的深度，从而使所述压紧模具1在压紧所述布料时保证足够强度；所述轨迹模具2的厚度大于所述轨迹模具2的凹槽的深度，从而使所述压紧模具1在压紧所述布料时，所述凹槽的最低点具有足够的强度。
52.进一步地，所述压紧模具1最宽处的宽度等于所述凸起最宽处的宽度；所述轨迹模具2为长方体，且宽度大于所述凹槽最宽处的宽度。
53.如图1所示，使用时，首先根据需要设定待粘接气囊的气囊圆半径r、旋转半径r和转角角度u，通过裁剪得到待粘接气囊转接接头处两侧的布料3，根据预先设定的转换半径rr，得到本发明所述的粘接装置，进行粘接时，将待粘接气囊转角接头处两侧的布料3分别放置于两个所述轨迹模具2的所述凹槽内，且两块所述布料3的粘接边相对，便于粘接，所述布料3的底部可以使用g型夹或木工夹固定于所述轨迹模具2上；然后通过所述压紧模具1将所述布料3压入所述凹槽中，所述布料3的粘接边(弧形曲线)能够转化为直线边，在此过程中，通过所述凸起与所述凹槽的紧密配合，能够使所述布料3不会发生前后左右方向的滑移，最后使用所述粘接布条4对待粘接气囊转角接头处两侧的布料3进行粘接。粘接好的两块所述布料3按照气囊圆半径r卷起并将侧面进行粘接即可得到粘接良好的转角接头。
54.下面结合图6-7说明采用本发明提供的粘接装置将所述布料3的粘接边(弧形曲线)转化为直线边的原理：
55.半径为r，转角角度为u的气囊转角接头弧形部分可以视为半径为r的气囊圆以与所述气囊圆所在平面共面的某一点为旋转中心o1，以r为旋转半径旋转角度u形成的弧形轮
廓面，所述待粘接气囊转角接头处两侧的布料3的粘接边轮廓线为正弦曲线式的轴对称的弧形曲线，所述弧形曲线为沿所述气囊圆上距离所述旋转中心最远点a旋转的轨迹展开所述弧形轮廓面得到的，所述弧形曲线上最高点为a和a’，最低点为b，最低点b也是所述弧形曲线的中点；所述气囊圆上，距离所述旋转中心最远点a对应至点a和a’，距离所述旋转中心最近点b对应至点b；
56.在所述弧形曲线所在平面建立平面直角坐标系，纵轴与所述弧形曲线的对称轴平行，所述弧形曲线上各点的纵坐标为对应至所述气囊圆上的点旋转的轨迹弧线长度，所述弧形曲线上各点的纵坐标与点b的纵坐标的差值δyi即为各点与点b之间的高度差δhi，如果能将所述弧形曲线上各点的纵坐标减去相应的高度差，那么所述弧形曲线即可转化为一条直线；
57.如图6所示，所述旋转中心为o1，所述气囊圆圆心为o2，则线段o1o2的长度为旋转半径r，所述气囊圆上任意点ni与所述气囊圆的圆心o2连线o2ni与所述点a与所述旋转中心o1连线o1a之间的夹角为v，记线段o1ni长度为l，高度差δhi在数值上等于距离o1为l的点在旋转过程中走过的弧度减去气囊圆上b点在旋转过程中走过的弧度，即两者半径的差值lc在旋转过程中走过的弧度，l、lc以及δhi之间的关系可以表示为公式(1)～(3)：
[0058][0059]
lc＝l-r+r
ꢀꢀꢀ
(2)
[0060][0061]
所述弧形曲线上的点能够对应至用于组成所述弧形面的其中一条所述圆弧线段，为消去所述弧形曲线上的点对应的高度差δhi，可以将高度差δhi转换为圆心角为k的所述圆弧线段，如图7所示，以所述弧形曲线上点b对应的所述圆弧线段对应的圆心ob为基准，其他所述圆弧线段对应的圆心与ob之间的偏移距离为h，所述气囊圆上点ni对应至所述弧形曲线上的点的高度差δhi，以及相应的k和h之间的关系可以表示为公式(4)～(5)：
[0062][0063][0064]
由于tpu气囊布料是弹性体，因此通过所述轨迹模具2和所述压紧模具1的配合即可将所述弧形曲线转化为转换半径rr对应的圆形展开得到的直线。
[0065]
进一步地，以90
°
tpu气囊转角接头为例，设定旋转半径r为200mm，气囊圆半径r为100mm，转角角度u为45
°
，相应的粘接装置的转换半径rr为200mm，所述粘接装置中，所述压紧模具1的厚度略大于所述轨迹模具2凹槽最深处深度，轨迹模具2的宽度为350mm，厚度为40mm，凹槽最深处深度为4.39mm，采用本发明提供的粘接装置，能够得到粘接良好的90
°
弧形转角接头。
[0066]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。