一种碳纤维预制体针刺机结构的制作方法

1.本实用新型涉及碳纤维预制体针刺的技术领域，更具体的说，它涉及一种碳纤维预制体针刺机结构。


背景技术：

2.碳碳复合材料是以碳纤维或石墨纤维为增强体的碳基复合材料，其全质碳结构不仅保留了纤维增强材料优异的力学性能和灵活的结构可设计性，还兼具碳素材料诸多优点，如低密度、低膨胀系数、高导热导电性、优异的耐热冲击、耐烧蚀及耐摩擦性等，碳碳复合材料是已知材料中耐高温性能最好的材料，尤为重要的是，该材料力学性能随温度升高不降反升，使其成为航空航天、汽车、医学等领域理想的结构材料。
3.在进行预制体生产的时候，先需要在模具上缠绕一层碳纤维布，然后在碳纤维表面均匀缠绕一层碳纤维丝，之后在缠绕一层碳纤维布，然后通过针刺结构进行针刺，通过针刺作用，将三层结构连接在一起。
4.现有的预制体生产的过程当中，每一层碳纤维布的贴合都无法保证贴合的平整度，需要人工对平整度进行检查并且将不平整的位置抹平，造成了人力物力的浪费。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种碳纤维预制体针刺机结构，其通过设置压辊，在每一层碳纤维布贴合完毕之后，通过压辊对碳纤维布进行辊压，保证碳纤维布的平整程度。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种碳纤维预制体针刺机结构，包括模具，其用于贴合碳纤维布，其呈圆柱状设置且轴线水平；
7.动力机构，其用于带动模具围绕自身轴线转动；
8.针刺机构，其设置在模具上方并且用于对模具上的预制体进行针刺加工；
9.以及压平机构，其设置在模具一侧；
10.所述压平机构包括压辊，其轴线与模具轴线平行且能够压合在模具外侧的碳纤维布上；
11.压合架，压辊转动连接在压合架上；
12.以及伸缩件，其用于带动压合架移动以实现压辊对模具外侧的碳纤维布的压紧和放松。
13.通过采用上述技术方案，碳纤维布在模具外侧贴合完毕之后，通过伸缩件带动压辊压合在碳纤维布上，然后模具在动力机构的作用下转动，压辊跟随模具的转动而转动并且在模具转动的过程当中，压辊将模具外侧各处的碳纤维布压合平整。
14.本实用新型进一步设置为：所述针刺机构包括升降板，其在模具上方上下移动，模具上下移动的最高点位置和最低点位置固定；
15.以及刺针，其固定在升降板底部且设置有多个，其竖直设置。
16.本实用新型进一步设置为：还包括升降架，动力机构和模具设置在升降架顶部，升降架用于带动模具上下移动；
17.以及限位机构，其用于对模具上升的高度进行限位。
18.本实用新型进一步设置为：还包括控制器，其用于控制升降机构升降；
19.所述限位机构包括限高传感器，其用于检测模具外预制体最高处高度，其与控制器电连接。
20.通过采用上述技术方案，由于升降板上下移动的最高点位置和最低点位置是固定的，通过限位传感器来检测模具外预制体最高处的高度，能够控制刺针刺入到预制体当中的深度。
21.本实用新型进一步设置为：所述限高传感器设置为光电传感器，光电传感器包括发射光线的发射端以及接收光线的接收端，发射端和接收端分别位于模具两侧。
22.本实用新型进一步设置为：还包括辅助传感器，其设置在限高传感器下方，辅助传感器也设置为光电传感器；
23.所述控制器控制升降板的上下移动，辅助传感器与控制器连接。
24.通过采用上述技术方案，通过辅助传感器，当辅助传感器检测到预制体最顶部高度达到辅助传感器处高度时，控制器控制升降板上下往复移动，开始对预制体的针刺操作。
25.本实用新型进一步设置为：还包括线辊，其上缠绕有碳纤维线且设置在模具一侧；
26.辊架，线辊转动连接在辊架上，辊架沿模具轴线方向滑动。
27.本实用新型进一步设置为：还包括引导轨，其长度方向与模具轴线方向平行，其沿自身长度方向贯穿辊架；
28.以及动力轴，其转动连接在辊架上并且与引导辊贴合，其轴线与引导辊长度方向平行。
29.综上所述，本实用新型相比于现有技术具有以下有益效果：
30.1、本实用新型通过设置压辊，在每一层碳纤维布贴合完毕之后，通过压辊对碳纤维布进行辊压，保证碳纤维布的平整程度；
31.2、本实用新型通过限位传感器来检测模具外预制体最高处的高度，能够控制刺针刺入到预制体当中的深度；
32.3、本实用新型通过辅助传感器，当辅助传感器检测到预制体最顶部高度达到辅助传感器处高度时，控制器控制升降板上下往复移动，开始对预制体的针刺操作。
附图说明
33.图1为实施例的整体结构的示意图；
34.图2为图1的a部放大示意图；
35.图3为图1的b部放大示意图；
36.图4为图1的c部放大示意图；
37.图5为实施例体现竖杆和引导套的示意图。
38.图中：1、机架；2、模具；3、输出轴；4、针刺机构；41、升降板；42、刺针；43、转轴；44、固定盘；45、连接杆；46、引导套；47、竖杆；5、压平机构；51、压辊；52、压合架；53、伸缩件；6、绕线机构；61、线辊；62、辊架；63、引导轨；64、动力轴；65、平板；7、升降架。
具体实施方式
39.为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本技术保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
40.下面结合附图和较佳的实施例对本实用新型作进一步说明。
41.实施例：一种碳纤维预制体针刺机结构，参见附图1-附图5，包括机架1、设置在机架1中的模具2、用于带动模具2进行转动的动力机构、用于对模具2上的预制体能行针刺加工的针刺机构4以及设置在模具2一侧的压平机构5。模具2设置圆柱状且轴线水平，碳纤维布贴合在模具2外侧，通过模具2来支撑碳纤维布。
42.将碳纤维布贴合模具2外侧，然后压平机构5对碳纤维布进行压平，之后在碳纤维布外侧均匀缠绕一层碳纤维线，之后在碳纤维线外侧缠绕一层碳纤维布，通过压平机构5对碳纤维布进行压平，压平之后通过针刺机构4对三层结构进行针刺，使得三层结构连接到一起。
43.具体的，压平机构5包括压合架52、转动连接在压合架52上的压辊51以及用于推动压合架52移动的伸缩件53。具体的，设置压辊51的轴线与模具2的轴线平行，从而使得压辊51在压紧在碳纤维布上的时候，能够由模具2的转动带动其一起进行转动。伸缩件53带动压合架52沿模具2的径向方向滑动，从而在伸缩件53的作用下能够调节伸缩件53对碳纤维布的压紧和放松。
44.具体的，设置伸缩件53固定在机架1上并且优选的设置伸缩件53为气缸。
45.具体的，针刺机构4包括能够在设置在模具2上方能够上下移动的升降板41、固定连接在升降板41底部的多个竖直设置的刺针42以及设置在机架1上的用于带动升降板41上下移动的升降机构。当内层碳纤维布、碳纤维线以及外层碳纤维布缠绕平整结束之后，升降板41上下往复运动，同时控制模具2转动，实现对模具2外侧三成结构的针刺加工，通过针刺加工，使得三层结构连接到一起。
46.具体的，在升降板41的顶部两端固定连接有两竖杆47，竖杆47外侧套设一固定在机架1上的引导套46，竖杆47能够在引导套46内上下互动，通过竖杆47和引导套46的设置，能够对升降板41的上下滑动方向进行引导。
47.具体的，升降机构包括转动连接在机架1顶部的转轴43、固定连接在转轴43外侧并且与转轴43偏心设置的固定盘44以及一端套设在固定盘44外侧另一端与升降板41顶部交接的连接杆45；连接杆45套设在固定盘44外一端与固定盘44转动连接。由于固定盘44与转轴43偏心设置，在固定盘44跟随转轴43进行转动的过程当中，能够改变连接杆45顶部一端的高度，从而改变连接杆45底部一端的高度，从而实现了带动升降板41上下升降操作；在转轴43转动的过程当中，连接杆45不断重复上升和下降的过程，并且连接杆45底部在重复上升和下降的过程中，最高点和最低点保持一致，从而使得升降板41在上下升降过程当中，其最高点和最低点的位置固定。
48.优选的，转轴43外侧设置有两个固定盘44，两固定盘44外侧都设置一套设在固定盘44外的连接杆45。具体的，机架1的顶部固定一带动转轴43转动的电机。连接杆45在升降
板41上的转动轴线与转轴43的轴线平行。
49.通过设置两固定盘44和两连接杆45，能够更加稳定的带动升降板41上下移动。
50.由于升降板41上下升降过程当中，其最高点和最低点的位置固定，因此只需要控制模具2上预制件最顶部的高度，就能够控制刺针42刺入到预制件当中的深度。
51.具体的，本实施例包括升降架7，升降架7能够在机架1当中上下滑动，模具2和动力机构都设置在升降架7顶部，通过升降架7的上下移动能够调节模具2上预制件最顶部的高度，从而控制刺针42刺入到预制件当中的深度。
52.具体的，升降架7底部设置多个用于推动升降架7升降的升降件，升降件可以设置为气缸、液压缸、直线电机以及电动推杆当中的一种，具体的，本实施例当中设置为直线电机。
53.具体的，动力机构包括转动连接在升降架7顶部的输出轴3以及固定在升降架7顶部的用于带动输出轴3进行转动的电机；模具2固定连接在输出轴3的一端，并且保持与输出轴3的同轴设置。
54.具体的，本实施例还包括控制器以及限位机构，控制器与直线电机连接，从而控制直线电机动作，从而控制升降架7的升降动作。限位机构用于对升降架7升降的高度进行限位。具体的，限位机构包括限高传感器，其用于检测模具2外预制体最高处的高度，并且限高传感器于控制器电连接。当限高传感器检测到预制体最高处的高度达到预设高度的时候，限高传感器将检测到的信号传递至控制器，控制器控制直线电机停止动作，从而使得预制体最高处的高度保持在预设高度。预设高度为实现设定的，预制体最高处所需要达到的最高高度。
55.具体的，将限高传感器设置为光电传感器，光电传感器包括发射光纤的发射端以及接收光线的接收端，将发射端和接收端的设置高度都与预设高度相等，并且使得发射端和接收端分别位于模具2两侧，当模具2外预制体最高处对光线产生遮挡的时候，接收端没有接收到光线，此时光电传感器将未接收到光线的信号传递至控制器，控制器控制直线电机停止动作。
56.通过将限高传感器设置为光电传感器，无需在控制器内预存预设高度，只需要将光电传感器设置在预设高度处即可。
57.具体的，本实施例还包括辅助传感器，其高度低于限高传感器，辅助传感器也设置为光电传感器；控制器与带动转轴43转动的电机连接，以控制电机的启停；辅助传感器所处高度为预设气动高度，当模具2外预制体最高处遮挡住辅助传感器光线时，辅助传感器将信号传递至控制器，控制器控制电机带动转轴43开始转动，刺针42开始对预制体的针刺动作。
58.具体的，在机架1的两侧固定连接两固定板，模具2位于两固定板之间，限高传感器的发射端和接收端分别设置在两固定板上，辅助传感器的发射端和接收端也分别设置在两固定板上。
59.具体的，本实施例还包括绕线机构6，绕线机构6包括设置在模具2一侧的线辊61以及用于对线辊61进行支撑的辊架62，具体的，线辊61转动连接在辊架62上，线辊61外侧绕设有碳纤维线；辊架62能够沿水平方向进行滑动且滑动方向与模具2的轴线平行；在模具2外侧绕设碳纤维线的时候，现将碳纤维线固定在模具2外侧的碳纤维布上，然后模具2开始转动，从而带动线辊61对碳纤维线进行放卷，在放卷的过程当中，辊架62匀速进行滑动，从而
使得碳纤维线能够均匀的被绕卷在模具2外侧。
60.具体的，本实施例还包括一引导轨63，引导轨63的长度方向与模具2轴线方向平行，其沿自身长度方向贯穿辊架62；在辊架62上设置一动力轴64，动力轴64的轴线方向与引导轨63的长度方向垂直，动力轴64与引导轨63贴合，通过动力轴64的转动能够带动辊架62在引导轨63上沿引导轨63长度方向移动。具体的，在辊架62上固定连接一电机，以带动动力轴64进行转动。
61.具体的，引导轨63两端通过平板65固定在机架1上。
62.该碳纤维预制体针刺机结构在进行使用时的工作原理如下：将碳纤维布贴合模具2外侧，然后压平机构5对碳纤维布进行压平，之后在碳纤维布外侧均匀缠绕一层碳纤维线，之后在碳纤维线外侧缠绕一层碳纤维布，通过压平机构5对碳纤维布进行压平，压平之后通过针刺机构4对三层结构进行针刺，使得三层结构连接到一起。
63.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。