一种纬纱夹持机构的制作方法

本发明涉及2.5d预制体纬纱夹持机构，使用于2.5d自动编织机，属于编织技术领域。

背景技术：

2.5d编织制造成型是一种新型编织技术，它是纱束在三维空间中沿着经向和纬向相互垂直的两个方向分布并相互交织在一起形成的整体结构，尤其作为增强体制成的复合材料构件具有质量轻、高强度、力学性能优异等诸多优点，目前已经在航空航天、国防军工、交通运输、能源等众多领域得到广泛的应用，并向民用领域不断扩展。

2.5d编织设备如图1所示，为2.5d编织的基本制造原理图。在制造的过程中，经向纱束1由经轴架2上引出，按一定规律穿过与通丝3相连综丝的综丝眼4，再穿过钢筘5后，由夹具6夹持；开口装置8控制综丝眼4升降，使经向纱束1形成多个梭口；引纬器7将纬纱引过梭口；引纬结束后，钢筘5将纬纱推向织口；引离机构将形成的预制体引出，形成一个制造循环。

在编织过程中，对于纬纱的牵引仍主要采用人工并辅助以简单工具为主，生产效率无法有效提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述缺陷，本发明提出了一种纬纱夹持机构，该机构可以接入自控系统，有效地提高生产效率，具体的技术方案为：

一种纬纱夹持机构，其用于对纬纱进行夹持并牵引，其安装于2.5d编织机的引纬机构上，该2.5d编织机具有一与该纬纱夹持机构间隔设置的选纬机构，该纬纱夹持机构包括皮带运输器、夹持杆和压紧块，皮带运输器固定安装在引纬机构的支架上，该皮带运输器具有一能够循环转动的呈环状的皮带，夹持杆布置在皮带运输器的皮带上，压紧块转动地安装在支架上，压紧块将夹持杆压紧在皮带上；当皮带转动时，能够带动夹持杆沿纬纱的延伸方向往复移动；

所述夹持杆包括呈直杆状的剑杆，该剑杆的两端分别形成为夹持端和尾端，夹持端朝向2.5d编织机的选纬机构；在剑杆的夹持端形成有一内腔，该内腔在夹持端的端面上具有一开口，在该内腔中固定安装有一气缸，在该内腔的开口处安装有夹头；

夹头包括两个相对设置的卡爪，每个卡爪均具有一安装端和与该安装端相对设置的咬合端，每个卡爪均经其安装端转动地安装在上述内腔的侧壁上，气缸的活塞杆卡持在卡爪的安装端上；当两个卡爪的咬合端抵靠在一起时能够将纬纱夹持住；

当活塞杆移动时，能够带动卡爪转动，使两个卡爪的咬合端抵靠在一起；

皮带运输器还包括转动安装在支架上的主动轮、从动轮以及驱动主动轮转动的伺服电机，所述皮带环绕在主动轮和从动轮上。

在本发明中，皮带运输器的伺服电机以及气缸均可以接入到自控系统中，采用自控系统来使各部件进行运动，对纬纱的牵引达到自动控制，以提高生产效率。

由于可以较为便捷地控制伺服电机的正反转以及其转动速度，在工作时，通过对伺服电机的控制，从而控制夹持杆的移动速度，同步通过对气缸的气源进行控制可以使气缸的活塞杆能够顺利地驱动夹头的卡爪张开及闭合，对纬纱进行牵引，在选纬机构的配合下，完成纬纱的布置。

进一步，在每个卡爪的安装端均设置有第一齿牙，气缸安装在卡爪的朝向剑杆的尾端的一侧，气缸的活塞杆沿剑杆的轴线方向延伸且能够朝向卡爪的方向伸出，在活塞杆上形成有驱动端，在该驱动端上设置有与上述第一齿牙相啮合的第二齿牙。

优选地，所述第一齿牙沿剑杆的长度方向的截面呈锯齿状，第一齿牙具有沿垂直于剑杆的长度方向延伸的第一齿槽；所述第二齿牙沿剑杆的长度方向的截面呈锯齿状，第二齿牙具有沿垂直于剑杆的长度方向延伸的第二齿槽。

采用齿牙结构可以可靠地利用气缸的活塞杆来控制卡爪的开闭，从而完成对纬纱的夹持与放开，完成对纬纱的牵引。

进一步，从皮带运输器到选选纬机构之间顺序设置有四个夹头工作位置，依次为：夹头起始点a1位、夹头回退点b1位、夹头张开点c1位和夹头闭合点d1位；选纬机构具有一用于压紧纬纱的第一压盘；

在工作开始前，夹头位于夹头起始点a1位待命，当工作时，在皮带运输器的带动下，夹持杆开始移动，首先使夹头从夹头起始点a1位移动到夹头张开点c1位并张开，夹持杆继续朝选纬机构的方向移动，使夹头到达夹头闭合点d1位并闭合，在夹头从夹头张开点c1位到夹头闭合点d1位的过程中，选纬机构的第一压盘松开，纬纱被夹头的两个卡爪夹持住，然后使皮带运输器的皮带反转，使夹持杆朝远离选纬机构的方向移动，纬纱在夹头的带动下朝远离选纬机构的方向移动，当夹头移动到夹头退回点b1位时，暂停夹持杆的移动，使夹头保持在夹头退回点b1位；

然后使选纬机构的第一压盘闭合，将上述纬纱的一端固定，然后再次启动皮带运输器，使夹持杆继续朝远离选纬机构的方向移动并使夹头到达夹头起始点a1位，将上述纬纱拉紧并固定另一端，然后切断该纬纱，完成一根纬纱的牵引；

重复上述流程，完成所需纬纱的牵引。

优选地，夹头从夹头起始点a1位移动到夹头张开点c1位时的移动速度为v1，

夹头从夹头张开点c1位移动到夹头闭合点d1位时的移动速度为v2，

夹头从夹头闭合点d1位移动到夹头退回点b1位时的移动速度为v3，

夹头从夹头退回点b1位移动到夹头起始点a1位时的移动速度为v4，

v4＜v1，v4＜v2，v4＜v3。

这样做的优点就是夹头从夹头回退点b1位点移动到夹头起始点a1位时，慢速运行，从而保证伺服电机的绝对定位，确保夹头距离夹头起始点a1位的误差很小。从而确保夹持机构在整体联动过程中不会因为夹头距离夹头起始点a1位的变化而产生不必要的生产误差。

而v1、v2、v3速度较大，是因为在生产过程中，从夹头起始点a1位到夹头张开点c1位的行程较长，因此伺服电机的加减速有足够的时间来完成，而高速运行可以速度牵引时间，从而提高生产效率。夹头从夹头闭合点d1位到夹头回退点b1位的速度基于同样的道理，这样在伺服电机往复牵引纬纱的往复过程中尽可能缩短往复时间，从而提高生产效率。

进一步，v2＝v1。

因为在运行过程中夹头在夹头张开点c1位时，皮带传送伺服电机是不做停留的，是继续运行的，因此v2＝v1更有利于生产的稳定性。

进一步，夹头从夹头退回点b1位移动到夹头起始点a1位时的移动速度为100-1000mm/s。

夹头从夹头回退点b1位移动到夹头起始点a1位的速度较慢，因为夹头回退点b1位到夹头起始点a1位的距离很短，大约20mm，如果快速运行，在短距离内伺服启动停止，可能会导致传送皮带晃动，从而影响夹头距离夹头起始点a1位的绝对位置。

或者，从皮带运输器到选选纬机构之间顺序设置有六个夹头工作位置，依次为：夹头起始点a2位、夹头回退点b2位、中间回退点f位、中间停止点e位、夹头张开点c2位和夹头闭合点d2位；选纬机构具有一用于压紧纬纱的第二压盘；

在工作开始前，夹头位于夹头起始点a2位待命，当工作时，在皮带运输器的带动下，夹持杆开始移动，首先使夹头从夹头起始点a2位移动到夹头张开点c2位并张开，夹持杆继续朝选纬机构的方向移动，使夹头到达夹头闭合点d2位并闭合，在夹头从夹头张开点c2位到夹头闭合点d2位的过程中，选纬机构的第二压盘松开，纬纱被夹头的两个卡爪夹持住，然后使皮带运输器的皮带反转，使夹持杆朝远离选纬机构的方向移动，纬纱在夹头的带动下朝远离选纬机构的方向移动，当夹头移动到中间回退点f位时，暂停夹持杆的移动，使夹头保持在中间回退点f位；

然后使选纬机构的压盘闭合，将上述纬纱的一端固定，然后再次启动皮带运输器，使夹持杆继续朝远离选纬机构的方向移动并使夹头到达中间停止点e位，将上述纬纱拉紧并固定另一端，然后切断该纬纱，完成一根纬纱的牵引；

重复上述流程，完成所需纬纱的牵引；

在完成所需纬纱的牵引后，使夹持杆继续朝远离选纬机构的方向移动并使夹头到达夹头起始点a2位，待命。

当所有需纬纱牵引完成后，夹头退回到夹头起始点a2位，所有纬纱牵引完成后，编织机将进行下一道工序，打纬工序，如夹头停止在中间停止点e位，那么打纬钢扣在工作时，会把剑杆撞击坏掉，导致设备损坏。

进一步，夹头从中间回退点f位移动到中间停止点e位时的移动速度为100-1000mm/s。

夹头从中间回退点f位移动到中间停止点e位的速度较慢，因为中间回退点f位到中间停止点e位之间的距离很短，大约15mm，如果快速运行，在短距离内伺服启动停止，可能会导致传送皮带晃动，从而影响停止点e的绝对位置。

附图说明：

图1为编织设备的基本制造原理图

图2为本发明的一种实施例的结构简图。

图3图2的俯视图，为减化附图，皮带部分被取消。

图4为图2中g部分的放大图，其中的夹头处于张开状态。

图5为夹头闭合时的状态图。

图6为本发明工作时的一种状态图。

图7为本发明工作时的另一种状态图。

具体实施方式：

实施例1

请参阅图6，一种纬纱夹持机构100，其用于对纬纱进行夹持并牵引，其安装于2.5d编织机的引纬机构上，该2.5d编织机具有一与该纬纱夹持机构间隔设置的选纬机构110，该纬纱夹持机构100包括皮带运输器20、夹持杆10和压紧块30，皮带运输器固定安装在引纬机构的支架上。

请参阅图2-图5，皮带运输器20包括转动安装在支架上的主动轮21、从动轮22以及驱动主动轮转动的伺服电机24，皮带23呈环状并环绕在主动轮21和从动轮22上。其中主动轮21和从动轮22均通过转轴安装在支架上，伺服电机21也安装在支架上。

夹持杆10布置在皮带运输器的皮带23上，压紧块30转动地安装在支架上，压紧块30将夹持杆10压紧在皮带上；当皮带转动时，能够带动夹持杆沿纬纱的延伸方向往复移动。

夹持杆10包括呈直杆状的剑杆11，该剑杆11的两端分别形成为夹持端19和尾端18，夹持端19朝向2.5d编织机的选纬机构110；在剑杆11的夹持端19形成有一内腔15，该内腔15在夹持端的端面上具有一开口，在该内腔15中固定安装有一气缸12，在该内腔的开口处安装有夹头13。

夹头13包括两个相对设置的卡爪，每个卡爪均具有一安装端和与该安装端相对设置的咬合端，每个卡爪均经其安装端转动地安装在上述内腔的侧壁上，气缸的活塞杆卡持在卡爪的安装端上；当两个卡爪的咬合端抵靠在一起时能够将纬纱夹持住。当活塞杆移动时，能够带动卡爪转动，使两个卡爪的咬合端抵靠在一起。

为方便描述，将两个卡爪分别称为第一卡爪131和第二卡爪136。

第一卡爪131具有第一安装端132和与该第一安装端132相对设置的第一咬合端133，在第一咬合端133的朝向第二卡爪的端面上设置有第一槽状花纹134，该第一卡爪131转动地安装在第一转轴141上，第一转轴141固定在内腔15的内壁上。

第二卡爪136具有第二安装端137和与该第二安装端137相对设置的第二咬合端138，在第二咬合端138的朝向第一卡爪的端面上设置有第二槽状花纹139，该第二卡爪136转动地安装在第二转轴142上，第二转轴142固定在内腔15的内壁上。

两个卡爪的安装端均设置有第一齿牙1321，气缸12安装在卡爪的朝向剑杆的尾端的一侧，具体为将气缸12的缸体121固定在内腔15的内壁上，气缸的活塞杆122沿剑杆11的轴线101方向延伸且能够朝向卡爪的方向伸出，在活塞杆122的末端形成有驱动端123，在该驱动端123上设置有与上述第一齿牙1321相啮合的第二齿牙124。

第一齿牙1321与第二齿牙124相啮合，当活塞杆122剑杆11的轴线101方向伸缩时，通过第二齿牙124与第一齿牙1321之间的啮合带动两个卡爪分别绕第一转轴141和第二转轴142转动，使两个卡爪完成开闭动作。

两个卡爪均的内侧面1311均朝向外侧下凹，当两个卡爪的咬合端咬合在一起时，两个卡爪之间形成以贯穿孔130，该设计可以减少两个卡爪的咬合面，以便于卡爪的加工，以更有利于对纬纱的夹持。

具体在本实施例中，第一齿牙1321沿剑杆的长度方向的截面呈锯齿状，第一齿牙具有沿垂直于剑杆的长度方向延伸的第一齿槽；第二齿牙124沿剑杆的长度方向的截面呈锯齿状，第二齿牙具有沿垂直于剑杆的长度方向延伸的第二齿槽。第一齿牙与第二齿牙相啮合时，第一齿牙的齿尖插入到第二齿牙的齿槽内，同时使第二齿牙的齿尖插入到第一齿牙的齿槽内。

请参阅图6，在本实施例中，从皮带运输器20到选选纬机构110之间顺序设置有一夹头起始点a1位111、夹头回退点b1位112、夹头张开点c1位113和夹头闭合点d1位114；选纬机构110具有一用于压紧纬纱的第一压盘181。

在工作开始前，夹头位于夹头起始点a1位111待命，当工作时，在皮带运输器20的带动下，夹持杆10开始移动，首先使夹头从夹头起始点a1位111移动到夹头张开点c1位113并张开，夹持杆继续朝选纬机构110的方向移动，使夹头到达夹头闭合点d1位114并闭合。在夹头从夹头张开点c1位113到夹头闭合点d1位114的过程中，选纬机构的第一压盘181松开，纬纱被夹头的两个卡爪夹持住，然后使皮带运输器20的皮带反转，使夹持杆10朝远离选纬机构110的方向移动，纬纱在夹头的带动下朝远离选纬机构110的方向移动，当夹头移动到夹头退回点b1位112时，暂停夹持杆10的移动，使夹头保持在夹头退回点b1位112。

然后使选纬机构的第一压盘181闭合，将上述纬纱的一端固定，然后再次启动皮带运输器，使夹持杆继续朝远离选纬机构的方向移动并使夹头到达夹头起始点a1位111，将上述纬纱拉紧并固定另一端，然后切断该纬纱，完成一根纬纱的牵引。

重复上述流程，完成所需纬纱的牵引。

夹头从夹头起始点a1位移动到夹头张开点c1位时的移动速度为v1，

夹头从夹头张开点c1位移动到夹头闭合点d1位时的移动速度为v2，

夹头从夹头闭合点d1位移动到夹头退回点b1位时的移动速度为v3，

夹头从夹头退回点b1位移动到夹头起始点a1位时的移动速度为v4，

v4＜v1，v4＜v2，v4＜v3；具体在本实施例中，v2＝v1，且夹头从夹头退回点b1位移动到夹头起始点a1位时的移动速度v4为500mm/s。可以理解，在其它实施例中，移动速度v4还可以为100mm/s、200mm/s、400mm/s、700mm/s或1000mm/s，当然也可以为100-1000mm/s之间的其它速度。该速度可根据生产要求进行设置所需速度。

实施例2

本实施例的机械结构与实施例1相同，其区别在于，在牵引纬纱时，夹头的运行方式不同，具体说明如下：

如图7所示，在本实施例中，从皮带运输器820到选选纬机构120之间顺序设置有一夹头起始点a2位821、夹头回退点b2位822、中间停止点e位825、中间回退点f位826、夹头张开点c2位823和夹头闭合点d2位824；选纬机构具有一用于压紧纬纱的第二压盘182；

在工作开始前，夹头位于夹头起始点a2位821待命，当工作时，在皮带运输器820的带动下，夹持杆810开始移动，首先使夹头从夹头起始点a2位821移动到夹头张开点c2位823并张开，夹持杆继续朝选纬机构120的方向移动，使夹头到达夹头闭合点d2位824并闭合，在夹头从夹头张开点c2位823到夹头闭合点d2位824的过程中，选纬机构120的第二压盘882松开，纬纱被夹头的两个卡爪夹持住，然后使皮带运输器820的皮带反转，使夹持杆朝远离选纬机构的方向移动，纬纱在夹头的带动下朝远离选纬机构的方向移动，当夹头移动到中间回退点f位826时，暂停夹持杆的移动，使夹头保持在中间回退点f位826；

然后使选纬机构的压盘闭合，将上述纬纱的一端固定，然后再次启动皮带运输器，使夹持杆继续朝远离选纬机构的方向移动并使夹头到达中间停止点e位825，将上述纬纱拉紧并固定另一端，然后切断该纬纱，完成一根纬纱的牵引；

重复上述流程，完成所需纬纱的牵引；

在完成所需纬纱的牵引后，使夹持杆继续朝远离选纬机构的方向移动并使夹头到达夹头起始点a2位821，待命。

在本实施例中，夹头从中间回退点f位826移动到中间停止点e位825时的移动速度为600mm/s。

可以理解，在其它实施例中，夹头从中间回退点f位826移动到中间停止点e位825时的移动速度还可以为100mm/s、200mm/s、400mm/s、700mm/s或1000mm/s，当然也可以为100-1000mm/s之间的其它速度。该速度可根据生产要求进行设置所需速度。