专利名称：一种原位固化纤维铺放头紫外led灯组光强均匀性调节装置的制作方法
技术领域：
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本发明专利涉及复合材料制造领域，专门用于UV (多个365nm波长LED灯组成)原 位固化纤维增强复合材料的UV光强均匀性调节装置。
背景技术：
树脂基纤维增强复合材料具有密度小、比强度高、抗疲劳性，以及耐腐蚀形，在航空 航天、风力发电叶片、轻量化列车等领域有着非常广阔的应用前景。纤维铺放与热压罐结 合是制造复合材料构件的主要方法之一，但这种固结工艺容易产生热应力而导致构件变 形，制造周期长，成本大。紫外光原位固化纤维铺放技术是复合材料构件低成本制造的一 种新方法，该方法将一层或若干层浸润着光敏树脂的纤维铺层15进行铺设滚压，在纤维 铺层15上方安装有由多个365nm波长LED紫外灯组成矩形UV光源1，由该UV光源1同 时对浸润着光敏树脂的多束纤维进行辐照，从而使纤维铺层15发生光固化反应而固化定 型成产品。UV光源1光强均匀性是影响原位固化纤维铺放复合材料构件性能的重要因素， UV灯光强不均匀，复合材料构件固化程度不均匀，复合材料构件内部产生内应力，发生 翘曲，导致复合材料构件性能的下降。控制原位固化纤维铺放UV光源1光强均匀性是提 高原位UV固化纤维铺放复合材料构件性能的一个重要方面。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种原位固化纤维铺放头紫外LED 灯组光强均匀性调节装置，包括连接机构、后调节机构、前调节机构和LED灯；所述连接 机构固定在铺放头系统14上，连接机构后侧面设置有一组后调节机构，在每个后调节机 构下端都安装有LED灯，后调节机构用于控制其上的LED灯的高度和照射角度，后调节机 构下端的LED灯构成后LED灯组；连接机构前侧面设置有一组前调节机构，在每个前调节 机构下端都安装有LED灯，前调节机构用于控制其上的LED灯的高度和照射角度，前调节 机构下端的LED灯构成前LED灯组；后LED灯组和前LED灯组相对设置，后LED灯组产生 的光斑与前LED灯组产生的光斑成交叉连续排列成矩形均匀光斑。
所述连接机构由Z型杆10-1和倒梯形台10-2构成，Z型杆10-1下端垂直固定在倒梯 形台10-2的顶面，Z型杆10-l上端固定在铺放头系统14后下侧，倒梯形台10-2后侧面 设置有后横槽3-l，倒梯形台10-2前侧面设置有前横槽3-2;后横槽3-l内都设置有后调
4节螺栓12-1;前横槽3-2内都设置有前调节螺栓12-2;
所述后调节机构由第一后连杆4-l、第二后连杆5-l、后调节螺栓连接件9-1、后套筒 8-1和后紧固螺钉7-1构成，第一后连杆4-1上端通过后调节螺栓12-1与后横槽3-1活动 连接，后调节螺栓12-1用于确定第一后连杆4-1上端在后横槽3-1的位置，第一后连杆 4-1下端和第二后连杆5-1通过后调节螺栓连接件9-1连接，后套筒8-1的顶端设置后紧 固螺钉7-1，后套筒8-1内部设置后LED灯6-1，后紧固螺钉7-1用于固定后套筒8-1内 部设置后LED灯6-1;
所述前调节机构由第一前连杆4-2、第二前连杆5-l、前调节螺栓连接件9-2、前套筒 8-2和前紧固螺钉7-2构成，第一前连杆4-2上端通过前调节螺栓12-2与前横槽3-2活动 连接，前调节螺栓12-2用于确定第一前连杆4-2上端在前横槽3-2的位置，第一前连杆 4-2和第二前连杆5-1通过前调节螺栓连接件9-2连接，前套筒8-2的顶端设置前紧固螺 钉7-2，前套筒8-2内部设置前LED灯6-2，前紧固螺钉7-2用于固定前套筒8-2内部设 置前LED灯6-2。
所述后调节机构由2-20个后调节机构组成，所述前调节机构由2-20个前调节机构组 成，后调节机构和前调节机构交叉布置在倒梯形台10-2的两侧面。
所述Z型杆10-1上端设置有安装孔11， Z型杆10-1上端通过安装孔11固定在铺放 头系统14后下侧。所述后LED灯6-1和前LED灯6-2都是365nm波长的LED灯。
该装置通过分别调节各个LED灯与铺设层平面的距离(高度)、照射角度，以及灯与 灯之间的间距，使LED灯形成具有一定宽度和长度的连续均匀性矩形光斑。如图la所示， 为多个365nra的LED并排排列，由该排列所形成的是不连续的照射光斑；图b所示为多个 365nm的LED两排排列，通过调节每个LED的照射角度、照射高度和各个LED之间的距离， 可以形成具有一定宽度和长度的矩形光斑。
本发明专利的技术方案是 一种原位UV固化纤维铺放光强均匀性调节装置，包括连 接机构、角度控制机构和高度控制机构。连接构件上加工用安装孔ll及间隙调节槽，用 于将角度控制机构和高度控制机构连接到铺放头上，并通过后横槽3-1和前横槽3-2控制 调节LED灯之间的距离；角度控制机构由第一连杆、第二连杆和调节螺栓连接机构构成， 用于调节LED灯照射角度；高度控制机构由套筒和紧固螺钉，通过调节LED灯在套筒位置， 调节不同LED灯的高度。
本发明专利的优点是本发明专利结构简单、可拆卸、操作方便；通过调节LED灯安 装在连接构件间隙调节槽上的距离、第一连杆与第二连杆之间的角度和LED灯在套筒的位置，可以分别简单有效的调节LED灯之间的距离、照射角度和高度。通过本发明专利可以 以低成本获得矩形均匀光斑。
图1是本发明原位固化纤维铺放头紫外LED灯组光强均匀性调节装置结构示意图； 图2是本发明调节装置连接构件结构主视图； 图3是本发明调节装置连接构件结构侧视图； 图4是本发明调节装置安装结构示意图5是本发明调节装置上的LED灯排列主视图； 图6是本发明调节装置上的LED灯排列侧视其中1为UV光源；2为UV光斑；3-l为后横槽l; 3-2为前横槽；4-1为第一后连
杆；4-2为第一前连杆；5-l为第二后连杆；5-2为第二前连杆；6-1为后LED灯；6-2为
前LED灯；7-l为后紧固螺钉；7-2为前紧固螺钉；8-1为后套筒；8-2为前套筒；9-1为 后调节螺栓连接件；9-2为前调节螺栓连接件；10-1为Z型杆；10-2为倒梯形台；11为 安装孔；12-1为后调节螺栓；12-2为前调节螺栓；13为UV光强均匀性调节机构；14为 铺放头系统；15为纤维铺层；16为压辊机构。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述
参见图l、 2、 3、 4、 5， 一种原位固化纤维铺放头紫外LED灯组光强均匀性调节装置， 包括连接机构、后调节机构、前调节机构和LED灯；所述连接机构固定在铺放头系统14 上，连接机构后侧面设置有一组后调节机构，在每个后调节机构下端都安装有LED灯，后 调节机构用于控制其上的LED灯的高度和照射角度，后调节机构下端的LED灯构成后LED 灯组；连接机构前侧面设置有一组前调节机构，在每个前调节机构下端都安装有LED灯， 前调节机构用于控制其上的LED灯的高度和照射角度，前调节机构下端的LED灯构成前LED 灯组；后LED灯组和前LED灯组相对设置，后LED灯组产生的光斑与前LED灯组产生的光 斑成交叉连续排列成矩形均匀光斑。
所述连接机构由Z型杆10-1和倒梯形台10-2构成，Z型杆10-1下端垂直固定在倒梯 形台10-2的顶面，Z型杆10-l上端固定在铺放头系统14后下侧，倒梯形台10-2后侧面 设置有后横槽3-l，倒梯形台10-2前侧面设置有前横槽3-2;后横槽3-l内都设置有后调节螺栓12-1;前横槽3-2内都设置有前调节螺栓12-2;
所述后调节机构由第一后连杆4-1、第二后连杆5-l、后调节螺栓连接件9-l、后套筒 8-1和后紧固螺钉7-1构成，第一后连杆4-1上端通过后调节螺栓12-1与后横槽3-1活动 连接，后调节螺栓12-1用于确定第一后连杆4-1上端在后横槽3-1的位置，第一后连杆 4-1下端和第二后连杆5-1通过后调节螺栓连接件9-1连接，后套筒8-1的顶端设置后紧 固螺钉7-1，后套筒8-1内部设置后LED灯6-1，后紧固螺钉7-1用于固定后套筒8-1内 部设置后LED灯6-1;
所述前调节机构由第一前连杆4-2、第二前连杆5-1、前调节螺栓连接件9-2、前套筒 8-2和前紧固螺钉7-2构成，第一前连杆4-2上端通过前调节螺栓12-2与前横槽3-2活动 连接，前调节螺栓12-2用于确定第一前连杆4-2上端在前横槽3-2的位置，第一前连杆 4-2和第二前连杆5-1通过前调节螺栓连接件9-2连接，前套筒8-2的顶端设置前紧固螺 钉7-2，前套筒8-2内部设置前LED灯6-2，前紧固螺钉7-2用于固定前套筒8-2内部设 置前LED灯6-2。
所述后调节机构由2-20个后调节机构组成，所述前调节机构由2-20个前调节机构组 成，后调节机构和前调节机构交叉布置在倒梯形台10-2的两侧面。
所述Z型杆10-1上端设置有安装孔11， Z型杆10-1上端通过安装孔11固定在铺放 头系统14后下侧。所述后LED灯6-1和前LED灯6-2都是365nm波长的LED灯。
该纤维铺放头系统14UV光源1是由多个365nm波长的LED灯组成。光强均匀性调节 机构固定在铺放头系统14上，连接机构上加工有后横槽3-1和前横槽3-2，通过调节每个 LED灯第一连杆安装在后横槽3-l和前横槽3-2的位置，调节灯与灯之间的距离；通过调 节每个LED灯第一连杆和第二连杆之间的角度，调节每个LED灯的照射角度；通过调节LED 灯放置在套筒中的位置，调节LED灯的高度，使多个365nm的LED灯形成一个具有一定宽 度和长度的连续矩形光斑。纤维束由铺放头系统14经过压辊机构16的挤压，由连续均匀 UV光斑2照射固化在芯模表面，形成复合材料构件。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施方式
仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本 发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交 的权利要求书确定专利保护范围。
权利要求
1、一种原位固化纤维铺放头紫外LED灯组光强均匀性调节装置，其特征在于包括连接机构、后调节机构、前调节机构和LED灯；所述连接机构固定在铺放头系统(14)上，连接机构后侧面设置有一组后调节机构，在每个后调节机构下端都安装有LED灯，后调节机构用于控制其上的LED灯的高度和照射角度，后调节机构下端的LED灯构成后LED灯组；连接机构前侧面设置有一组前调节机构，在每个前调节机构下端都安装有LED灯，前调节机构用于控制其上的LED灯的高度和照射角度，前调节机构下端的LED灯构成前LED灯组；后LED灯组和前LED灯组相对设置，后LED灯组产生的光斑与前LED灯组产生的光斑成交叉连续排列成矩形均匀光斑。
2、 如权利要求1所述一种原位固化纤维铺放头紫外LED灯组光强均匀性调节装置， 其特征在于所述连接机构由Z型杆(IO-1)和倒梯形台(10-2)构成，Z型杆(10-1)下端垂直固定在 倒梯形台(10-2)的顶面，Z型杆(10-1)上端固定在铺放头系统(14)后下侧，倒梯形台(10-2) 后侧面设置有后横槽(3-l)，倒梯形台(10-2)前侧面设置有前横槽(3-2);后横槽(3-l)内 都设置有后调节螺栓(12-1);前横槽(3-2)内都设置有前调节螺栓12-2;所述后调节机构由第一后连杆(4-1)、第二后连杆(5-1)、后调节螺栓连接件(9-1)、 后套筒(8-1)和后紧固螺钉(7-1)构成，第一后连杆(4-1)上端通过后调节螺栓(12-1)与后 横槽(3-1)活动连接，后调节螺栓(12-1)用于确定第一后连杆(4-1)上端在后横槽(3-1)的 位置，第一后连杆(4-1)下端和第二后连杆(5-l)通过后调节螺栓连接件(9-l)连接，后套 筒(8-1)的顶端设置后紧固螺钉(7-1)，后套筒(8-l)内部设置后LED灯(6-1),后紧固螺钉 (7-1)用于固定后套筒(8-1)内部设置后LED灯(6-l);所述前调节机构由第一前连杆(4-2)、第二前连杆(5-1)、前调节螺栓连接件(9-2)、 前套筒(8-2)和前紧固螺钉(7-2)构成，第一前连杆(4-2)上端通过前调节螺栓12-2与前横 槽(3-2)活动连接，前调节螺栓12-2用于确定第一前连杆(4-2)上端在前横槽(3-2)的位置， 第一前连杆(4-2)和第二前连杆(5-1)通过前调节螺栓连接件(9-2)连接，前套筒(8-2)的顶 端设置前紧固螺钉(7-2)，前套筒(8-2)内部设置前LED灯(6-2)，前紧固螺钉(7-2)用于固 定前套筒(8-2)内部设置前LED灯(6-2)。
3、 如权利要求2所述一种原位固化纤维铺放头紫外LED灯组光强均匀性调节装置， 其特征在于所述后调节机构由2-20个后调节机构组成，所述前调节机构由2-20个前调 节机构组成，后调节机构和前调节机构交叉布置在倒梯形台(10-2)的两侧面。
4、 如权利要求2所述一种原位固化纤维铺放头紫外LED灯组光强均匀性调节装置，其特征在于所述Z型杆(10-l)上端设置有安装孔(ll) ， Z型杆(10-1)上端通过安装孔(11)固定在铺放头系统(14)后下侧。
5、如权利要求1或2所述一种原位固化纤维铺放头紫外LED灯组光强均匀性调节装 置，其特征在于所述后LED灯(6-1)和前LED灯(6-2)都是365nm波长的LED灯。
全文摘要
本发明公开了一种原位固化纤维铺放头紫外LED灯组光强均匀性调节装置，包括连接机构、后调节机构、前调节机构和LED灯；所述连接机构固定在铺放头系统上，连接机构后侧面设置有一组后调节机构，在每个后调节机构下端都安装有LED灯，后调节机构用于控制其上的LED灯的高度和照射角度，后调节机构下端的LED灯构成后LED灯组；连接机构前侧面设置有一组前调节机构，在每个前调节机构下端都安装有LED灯，前调节机构用于控制其上的LED灯的高度和照射角度，前调节机构下端的LED灯构成前LED灯组；后LED灯组和前LED灯组相对设置，后LED灯组产生的光斑与前LED灯组产生的光斑成交叉连续排列成矩形均匀光斑。本发明的优点是本发明结构简单、可拆卸、操作方便；可以分别简单有效的调节LED灯之间的距离、照射角度和高度；通过本发明可以以低成本获得矩形均匀光斑。
文档编号F21V21/14GK101650005SQ200910023850
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者卢秉恒, 甲 李, 李涤尘, 段玉岗 申请人:西安交通大学