一种异形截面非织造布立体织物针刺机的制作方法

本发明属于纺织领域，尤其涉及一种异形截面非织造布立体织物针刺机。

背景技术：

非织造布是指不需要纺纱织布而通过纤维成网、固网形成的布，近年来在我国飞速发展，新品种不断涌现，已成为轻纺行业中最具活力的新产业，在生活中，医疗卫生用布、太空棉、袋装茶叶袋、军用地图基布、台布、吸油毡等都有非织造布的身影，针刺机是在制造非织造布的过程中对纤网进行加固，使已经压缩的纤网不会再恢复原状的一种机器，从而能够制成具有一定厚度、一定强力的针刺法非织造布，而市场上常见的针刺机只能针刺平面的非织造布，具有一定的局限性。

中国专利公开号为cn103161033a的文献公开了一种用于加工碳纤维制品的针刺机，其机械部件包括机座、进料机构、高度调节机构、针梁以及针刺机构,来实现对碳纤维的针刺，但不能实现异形截面的针刺。中国专利公开号为cn102828348a的文献公开了一种异形数控针刺机，采用悬臂式结构来完成工件的装卸，但几个方向运动的配合比较困难。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种异形截面非织造布立体织物针刺机，该针刺机可以完成立体织物异形截面的针刺。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种异形截面非织造布立体织物针刺机，包括机架、针刺装置和五自由度工作台，所述针刺装置包括球面针刺装置和平面针刺装置，所述球面针刺装置和所述平面针刺装置均安装在所述机架的顶部，所述五自由度工作台包括从上至下依次设置的织物模具旋转装置、升降装置、横向移动装置和纵向移动装置，所述织物模具旋转装置设置在所述针刺装置的下方，包括支架，在所述支架上安装有翻转架，所述翻转架由电机减速器ⅰ驱动，所述电机减速器ⅰ安装在所述支架上，在所述翻转架上安装有气涨轴，在所述气涨轴上安装有织物模具，所述气涨轴由电机减速器ⅱ驱动，所述电机减速器ⅱ安装在所述翻转架上，所述织物模具旋转装置安装在所述升降装置上，所述升降装置安装在所述横向移动装置上，所述横向移动装置安装在所述纵向移动装置上。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

所述织物模具安装在所述气涨轴的输出端上，所述织物模具设有悬臂端，在所述织物模具的悬臂端下方设有气缸支撑装置，所述气缸支撑装置安装在所述翻转架上。

所述气缸支撑装置设有与所述织物模具滚动摩擦连接的托辊，所述托辊安装在支撑架，在所述支撑架的下方设有气缸，所述气缸的伸缩端与所述支撑架连接。

所述球面针刺装置和所述平面针刺装置均设有针板，在所述针板的下方设有与其适配的剥网板，所述针板由双曲柄偏心轮机构带动上下往复运动，所述剥网板由升降机构带动随相应针板上下移动，所述球面针刺装置的针板为弧面针板，所述球面针刺装置的剥网板为与所述弧面针板适配的弧面剥网板，所述平面针刺装置的针板为平面针板，所述平面针刺装置的剥网板为与所述平面针板适配的平面剥网板。

所述球面针刺装置和所述平面针刺装置隔开设置。

所述升降装置设有上下平行的升降平台和固定平台，所述支架固装在所述升降平台上，在所述升降平台和所述固定平台之间设有两组平行的x形支撑，所述x形支撑在相交处采用铰链连接，两组所述x形支撑通过连杆连接，所述x形支撑的顶部与所述升降平台铰接，两组所述x形支撑的底部一端与所述固定平台铰接，另一端设有活动杆和滑块，在所述活动杆上固接有丝母ⅰ，所述丝母ⅰ安装在丝杆ⅰ上，所述丝杆ⅰ与所述活动杆垂直，所述丝杆ⅰ由电机减速机ⅲ驱动，所述滑块安装在导向杆上，所述导向杆、所述电机减速机ⅲ和所述丝杆ⅰ均安装在所述固定平台上。

所述横向移动装置设有与所述固定平台连接的丝母ⅱ和与所述丝母ⅱ连接的丝杆ⅱ，所述丝杆ⅱ沿横向延伸，采用电机减速机ⅳ驱动，所述电机减速机ⅳ和所述丝杆安装在下部平板上。

所述纵向移动装置设有与所述下部平板连接的丝母ⅲ和与所述丝母ⅲ连接的丝杆ⅲ，所述丝杆ⅲ沿纵向延伸，采用电机减速机ⅴ驱动，所述电机减速机ⅴ和所述丝杆ⅲ安装在所述机架的底部。

本发明具有的优点和积极效果是：与现有技术相比，本发明采用在机架顶部固定球面针刺装置和平面针刺装置、在下部设置采用五自由度工作台的结构，采用针刺装置不动，移动织物的方式来完成异形截面非织造织物针刺，突破以往针刺机功能上的局限性，针刺的异形截面可以是多种的，具有广泛适应性，并且可应用于军用材料和航空航天复合材料，具有很好的发展前景。

附图说明

图1是本发明的整机结构示意图；

图2是本发明的织物模具旋转装置处于球面针刺工位的结构示意图；

图3是本发明的织物模具旋转装置处于平面针刺工位的结构示意图；

图4是本发明的球形针刺装置的结构示意图；

图5是本发明的平面针刺装置的结构示意图；

图6是本发明的旋转装置的结构示意图；

图7是本发明的升降装置的结构示意图；

图8是图7的右视图。

图中：1、机架；2、球面针刺装置，21、双曲柄偏心轮机构，22、升降机构，23、弧面针板，24、剥网板；3、平面针刺装置，31、双曲柄偏心轮机构，32、升降机构，33、平面针板，34、剥网板；4、织物模具旋转装置，41、支架，42、翻转架，43、织物模具，44、气缸，45、托辊，46、支撑架，47、电机减速器ⅰ，48、气涨轴，49、电机减速器ⅱ；5、升降装置，51、升降平台，52、x形支撑，53、丝母ⅰ，54、固定平台，55、活动杆，56、导向杆，57、连杆，58、丝杆ⅰ，59、滑块，510、电机减速器ⅲ；6、横向移动装置，61、丝母ⅱ，62、丝杆ⅱ，63、电机减速器ⅳ，64、下部平板；7、纵向移动装置，71、丝母ⅲ，72、丝杆ⅲ。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图8，一种异形截面非织造布立体织物针刺机，包括机架1、针刺装置和五自由度工作台，所述针刺装置包括球面针刺装置2和平面针刺装置3，所述球面针刺装置2和所述平面针刺装置3均安装在所述机架1的顶部，所述五自由度工作台包括从上至下依次设置的织物模具旋转装置4、升降装置5、横向移动装置6和纵向移动装置7，所述织物模具旋转装置4设置在所述针刺装置的下方，包括支架41，在所述支架41上安装有翻转架42，所述翻转架42由电机减速器ⅰ47驱动，所述电机减速器ⅰ47安装在所述支架41上，在所述翻转架42上安装有气涨轴48，在所述气涨轴48上安装有织物模具43，所述气涨轴48由电机减速器ⅱ49驱动，所述电机减速器ⅱ49安装在所述翻转架42上，所述织物模具旋转装置4安装在所述升降装置5上，所述升降装置5安装在所述横向移动装置6上，所述横向移动装置6安装在所述纵向移动装置7上。

在本实施例中，所述织物模具43安装在所述气涨轴48的输出端上，所述织物模具43设有悬臂端，在所述织物模具43的悬臂端下方设有气缸支撑装置，所述气缸支撑装置安装在所述翻转架42上。所述气缸支撑装置设有与所述织物模具43滚动摩擦连接的托辊45，所述托辊45安装在支撑架46，在所述支撑架46的下方设有气缸44，所述气缸44的伸缩端与所述支撑架46连接。所述球面针刺装置2和所述平面针刺装置3结构相似，均设有针板，在所述针板的下方设有与其适配的剥网板，所述针板由双曲柄偏心轮机构21、31带动上下往复运动，所述剥网板由升降机构22、32带动随相应针板上下移动，所述球面针刺装置2的针板为弧面针板23，所述球面针刺装置2的剥网板为与所述弧面针板23适配的弧面剥网板24，所述平面针刺装置3的针板为平面针板33，所述平面针刺装置3的剥网板为与所述平面针板33适配的平面剥网板34。针板上密布有刺针，剥网板上密布有一一对应的针眼，剥网板能使刺针通过并且能够固定纤网。上述升降机构22、32可以采用蜗轮丝杆升降机构。所述球面针刺装置2和所述平面针刺装置3隔开设置，可在它们之间增设其他加工装置。

在本实施例中，所述升降装置5设有上下平行的升降平台51和固定平台54，所述支架41固装在所述升降平台51上，在所述升降平台51和所述固定平台54之间设有两组平行的x形支撑52，所述x形支撑52在相交处采用铰链连接，两组所述x形支撑52通过连杆57连接，所述x形支撑52的顶部与所述升降平台51铰接，两组所述x形支撑52的底部一端与所述固定平台54铰接，另一端设有活动杆55和滑块59，在所述活动杆55上固接有丝母ⅰ53，所述丝母ⅰ53安装在丝杆ⅰ58上，所述丝杆ⅰ58与所述活动杆55垂直，所述丝杆ⅰ58由电机减速机ⅲ510驱动，所述滑块59安装在导向杆56上，所述导向杆56、所述电机减速机ⅲ510和所述丝杆ⅰ58均安装在所述固定平台54上。所述横向移动装置6设有与所述固定平台52连接的丝母ⅱ61和与所述丝母ⅱ61连接的丝杆ⅱ62，所述丝杆ⅱ62沿横向延伸，采用电机减速机ⅳ63驱动，所述电机减速机ⅳ63和所述丝杆62安装在下部平板64上。所述纵向移动装置7设有与所述下部平板64连接的丝母ⅲ71和与所述丝母ⅲ71连接的丝杆ⅲ72，所述丝杆ⅲ72沿纵向延伸，采用电机减速机ⅴ驱动，所述电机减速机ⅴ和所述丝杆ⅲ72安装在所述机架1的底部。

在本实施例中，所述电机减速器ⅰ、所述电机减速器ⅱ、所述电机减速器ⅲ、所述电机减速器ⅳ和所述电机减速器ⅴ均为伺服电机减速器，便于精确控制。

本发明的工作过程：

以粮仓形织物模具为例，其形状从上至下依次为球形、圆锥和圆柱的结合体。请参见图2，将需要进行针刺的异形截面非织造布放置在处于竖直状态的织物模具上，然后启动升降装置、横向移动装置和纵向移动装置将织物模具移动到球面针刺工位，球面针刺装置采用双曲柄偏心轮机构带动弧面针板上下运动、蜗轮丝杆升降机构带动弧面剥网板随弧面针板往复运动，对顶部球形曲面进行针刺，直至完成球形曲面的制作。

之后进行圆锥母线的针刺，首先启动升降装置、横向移动装置和纵向移动装置将织物模具移动到圆锥母线平面针刺工位，此时，织物模具的圆锥母线与平面针板以及平面剥网板平行，平面针刺装置采用双曲柄偏心轮机构带动平面针板上下运动、蜗轮丝杆升降机构带动平面剥网板随平面针板往复运动，对圆锥母线进行针刺，直至完成锥形曲面的制作，

最后对圆柱母线进行针刺，请参见图3，使翻转架转动，直至织物模具的圆柱母线与平面针板平行，并将织物模具移动到圆柱母线的针刺工作位，启动平面针刺装置对圆柱母线进行针刺，直至完成圆柱曲面的加工。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。