一种缝合筒体类复合材料的方法与流程

1.本发明属于复合材料缝合技术领域，尤其涉及一种缝合筒体类复合材料的方法。


背景技术：

2.筒体类复合材料工件通过多种不同的材料叠合以获取隔热、耐烧蚀等多种要求，目前针对筒体类高强度复合材料的缝合方法多采用锁式缝合和链式缝合。但锁式缝合容易产生应力集中，破坏材料局部性能；而链式缝合中缝合线多次挠曲，并不适用于缝合复合材料所使用的缝合线。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少能够在一定程度上解决了现有缝合筒体类材料的方法无法适配高强度复合材料缝合的技术问题，为此，本技术提供了一种缝合筒体类复合材料的方法。
4.本技术的技术方案如下：
5.种缝合筒体类复合材料的方法，包括：
6.提供转台，将复合材料同轴固定在转台上；
7.依照目标间距在所述复合材料上制作多个缝合孔；
8.控制所述转台转动，缝合线随缝合针依次穿过多个所述缝合孔，使缝合线迹呈209线迹。
9.在一些实施方式中，所述转台可绕其轴线间歇式等分度转动，以将所述复合材料等分为多个缝合加工区；
10.所述提供缝合针缝合所述复合材料的步骤中，所述缝合针缝合完成一个缝合加工区后，所述转台转动以驱动相邻的缝合加工区进入所述缝合针的加工区域内，其中，所述缝合针的加工区域不小于所述缝合加工区的加工区域。
11.在一些实施方式中，所述提供缝合针缝合所述复合材料的步骤包括：
12.提供外缝合机构，所述外缝合机构设置在所述复合材料的外侧，所述外缝合机构抓取所述缝合针的第一端后，沿所述复合材料的径向将所述缝合针的第二端由一个缝合孔穿入所述复合材料内部；
13.提供内缝合机构，所述内缝合机构设置在所述复合材料的内侧，所述内缝合机构抓取所述缝合针的第二端，沿所述复合材料的径向将所述缝合针的第一端拖入所述复合材料内部后，所述内缝合机构沿所述复合材料的径向将所述缝合针的第一端由另一个缝合孔穿出至所述复合材料外部；
14.所述外缝合机构抓取所述缝合针的第一端，沿所述复合材料的径向将所述缝合针的第二端抽出至所述复合材料外部。
15.在一些实施方式中，所述外缝合机构包括机械臂和用于抓取所述缝合针的第一抓针机构，所述第一抓针机构设置于所述机械臂的机械手。
16.在一些实施方式中，所述外缝合机构还包括摆杆拉线机构，所述摆杆拉线机构的
勾线杆可操作的下压所述缝合针的第二端与所述复合材料之间的缝合线。
17.在一些实施方式中，提供供针机构，所述供针机构上间隔放置有多个缝合针，所述外缝合机构可操作地抓取所述供针机构上的缝合针。
18.在一些实施方式中，所述内缝合机构包括第一支架、第一滑轨、第二支架、第二滑轨、第三支架、第三滑轨、伸缩杆、回转机构和第二抓针机构；
19.所述第一支架固定设置在所述转台一侧，所述第一滑轨水平设置在所述第一支架的顶面，所述第二支架可操作沿所述第一滑轨移动；
20.所述第二滑轨竖直设置在所述第二支架朝向所述转台的侧壁，所述第三支架可操作沿所述第二滑轨升降；
21.所述第三滑轨水平设置在所述第三支架上，所述第三滑轨的长度方向垂直于与所述第一滑轨的长度方向，所述伸缩杆的顶端可操作地沿所述第三滑轨移动，所述伸缩杆可操作地伸缩，所述第二抓针机构设置在所述伸缩杆的底端，所述回转机构可驱动所述第二抓针机构绕所述伸缩杆的轴线转动。
22.在一些实施方式中，所述依照目标缝合孔间距在所述复合材料上制作多个缝合孔的步骤中，对一个缝合加工区进行打孔作业后，转动所述转台，驱动相邻的缝合加工区进入所述打孔作业的加工区域内，其中，所述打孔作业的加工区域不小于所述缝合加工区的加工区域。
23.在一些实施方式中，所述依照目标间距在所述复合材料上制作多个缝合孔的步骤包括：
24.提供打孔机构，所述打孔机构沿所述复合材料的径向进行打孔作业。
25.在一些实施方式中，所述依照目标间距在所述复合材料上制作多个缝合孔的步骤还包括：
26.提供胎模，所述胎模呈圆柱状，所述胎模外环面沿多个缝合孔的走向间隔设置有多个避让孔，所述避让孔的内径不小于所述缝合孔的内径，在所述打孔作业前将所述胎模放置于所述复合材料内，令所述胎模的外环面与所述复合材料的内环面相贴。
27.本技术实施例至少具有如下有益效果：
28.由上述技术方案可知，本发明公开的缝纫方法通过转台驱动复合材料绕自身的轴线转动，便于缝合针依次穿过相邻的缝合孔，且将209线迹应用在复合材料的缝合，相较于现有常用的链式缝合和锁式缝合，209线迹对复合材料的应力均匀，且线迹单一，缝合线不易断裂，多余线迹，能够保证复合材料的表面的规整，缝合线被刮蹭断裂的可能性低，缝合线迹的稳定性强。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
30.图1示出了本技术实施例中缝合方法的流程示意图；
31.图2示出了本技术实施例中缝合方法所使用的装置的组合结构示意图；
32.图3示出了图2中的外缝合机构的结构示意图；
33.图4示出了图3中的第一抓针机构的结构示意图；
34.图5示出了图3中的打孔机构的结构示意图；
35.图6示出了图2中的内缝合机构的结构示意图；
36.图7示出了图2中的供针机构的结构示意图；
37.图中标记：1-复合材料，2-转台，3-外缝合机构，4-内缝合机构，5-供针机构，6-控制器，7-打孔机构，8-缝合针，
38.30-机械臂，31-第一抓针机构，32-摆杆拉线机构，321-第一杆，322-第二杆，323-驱动机构，
39.41-第一支架，42-第一滑轨，43-第二支架，44-第二滑轨，45-第三支架，46-第三滑轨，47-伸缩杆，48-回转机构，49-第二抓针机构，
40.51-支座，52-放置盒，53-第四滑轨。
具体实施方式
41.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
42.此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
43.不适用于脆性及易起毛刺的缝合线，比如加蜡石英线等，当缝合线出现断线问题时，已缝合的部分必须拆除缝合线，重新进行缝合。
44.缝合复合材料时，缝合线也需考虑到隔热、耐烧蚀等需求，由此，复合材料的缝合线多使用到加蜡石英线，加蜡石英线具有一定的脆性，由此在缝合复合材料的过程中，缝合线迹越长挠曲多，缝合线就越容易断裂。
45.图1示出了本技术实施例中缝合方法的流程示意图；图2示出了本技术实施例中缝合方法所使用的装置的组合结构示意图；图3示出了图2中的外缝合机构的结构示意图；图4示出了图3中的第一抓针机构的结构示意图；图5示出了图3中的打孔机构的结构示意图；图6示出了图2中的内缝合机构的结构示意图；图7示出了图2中的供针机构的结构示意图。
46.下面结合附图并参考具体实施例描述本技术：
47.如图1-图7所示，本实施例提供了一种缝合筒体类复合材料的方法，包括以下步骤：
48.步骤1：提供转台2，将复合材料1同轴固定在转台2上。
49.步骤2：依照目标缝合孔间距在复合材料1上制作多个缝合孔。
50.步骤3：控制转台2转动，缝合线随缝合针8依次穿过多个缝合孔，使缝合线迹呈209线迹。
51.通过转台2驱动复合材料1绕自身的轴线转动，便于缝合针8依次穿过相邻的缝合
孔，进而通过工业方式完成复合材料1周向的缝合，且将209线迹应用在复合材料1的缝合，相较于现有常用的链式缝合和锁式缝合，209线迹对复合材料1的应力均匀，且线迹单一，缝合线不易断裂，多余线迹，能够保证复合材料1的表面的规整，缝合线被刮蹭断裂的可能性低，缝合线迹的稳定性强。
52.通过转台2匀速转动，即通过现有装置亦可实现缝合针8对复合材料1的209线迹缝合，考虑到复合材料1的直径较大，而相邻针脚之间的分度较小，现有能够驱动转台2实现匀速转动或者小分度转动的装置误差率较大，缝合针8与缝合孔之间的对准存在较大的难度，由此，本实施例中，转台2可采用分度盘，以使转台2可绕其轴线间歇式等分度转动，以将复合材料1等分为多个缝合加工区，缝合加工区呈弧面，多个缝合加工区沿复合材料1的周向依次排列，可以理解的，步骤3中缝合针8缝合复合材料1时，缝合针8缝合完成一个缝合加工区后，转台2转动以驱动相邻的缝合加工区进入缝合针8的加工区域内，其中，缝合针8的加工区域不小于缝合加工区的加工区域，具体的，为了使缝合针8能够针对缝合加工区进行加工，缝合针8可采用机械臂30进行驱动，机械臂30操作灵活可保证缝合针8与缝合孔之间的精准配合。
53.具体的，提供一种缝合针8，缝合针8的具有相对的第一端和第二端，缝合针8的第一端和第二端均为尖端，缝合针8的中部设有用于穿设缝合线的针孔，在步骤3中，缝合针8将完全进入复合材料1内部，再由另一个缝合孔穿出至缝合针8完全位于复合材料1外部，以此实现缝合线的209线迹。参照图2-图6，提供外缝合机构3和内缝合机构4以实现缝合针8的缝合作业，外缝合机构3设置在复合材料1的外侧，内缝合机构4设置在复合材料1的内侧。外缝合机构3的抓取穿有缝合线的缝合针8的第一端后，沿复合材料1的径向将缝合针8的第二端由一个缝合孔穿入复合材料1内部，内缝合机构4抓取进入复合材料1内部的缝合针8的第二端，沿复合材料1的径向将缝合针8的第一端拖入复合材料1内部后，内缝合机构4沿复合材料1的径向将缝合针8的第一端由另一个缝合孔穿出至复合材料1外；外缝合机构3抓取缝合针8的第一端，沿复合材料1的径向将缝合针8的第二端抽出至复合材料1外部，往复多次以上缝合操作并配合转台2的转动，即可实现复合材料1周向的缝合，同时，转台2保持不动，通过机械臂30也可实现复合材料1轴向的缝合。缝合过程中，缝合针8无需掉头，缝合效率高。
54.具体的，参照图3，外缝合机构3包括机械臂30和第一抓针机构31，第一抓针机构31通过螺栓固定的方式设置于机械臂30的机械手上。机械臂30设置在复合材料1的外侧，机械臂30可采用六轴机械臂30，以轻松并精准地定位缝合加工区上各个区域的缝合孔。
55.考虑到复合材料1的内部空间有限，由此本实施例中，参照图4，外缝合机构3还包括摆杆拉线机构32，摆杆拉线机构32的勾线杆可操作地下压缝合针8的第二端与复合材料1之间的缝合线，具体地，勾线杆包括相互垂直的第一杆321和第二杆322，第二杆322的轴向垂直于缝合针8的轴向，第一杆321连接有驱动机构323，驱动机构323驱动第一杆321往复转动，以此实现第二杆322间歇性下压缝合线的操作。当第一抓针机构31将缝合针8抓取至复合材料1外后，通过摆杆拉线机构32实现位于复合材料1内部的缝合线的收紧，保证缝合线迹的紧密。
56.缝合过程中，缝合线的长度随着缝合过程而递减，由此，参照图2和图7本实施例还提供有供针机构5，供针机构5可包括机架，机架上设置有放置盒52，放置盒52上设置有多个
缝合针8放置孔，以使多个穿设好缝合线的缝合针8可间隔放置在放置盒52内，机械臂30驱动机械手移动至机架处，松开待更换的缝合针8后，抓取放置盒52内的缝合针8即可实现缝合针8的更换。更进一步的，机架顶端可设置有第四滑轨53，放置盒52可操作地在第四滑轨53上移动以缩小放置盒52与机械臂30之间的间距，为机械臂30的抓取提供便利。
57.内缝合机构4也可采用其他机械臂30结构驱动，但考虑到复合材料1内部空间有限，参照图2和图6，本实施例中内缝合机构4包括第一支架41、第一滑轨42、第二支架43、第二滑轨44、第三支架45、第三滑轨46、伸缩杆47、回转机构48和第二抓针机构49；第一支架41固定设置在转台2一侧，第一滑轨42水平并通过螺栓固定设置在第一支架41的顶面，第二支架43可操作沿第一滑轨42移动；第二滑轨44竖直并通过螺栓固定设置在第二支架43朝向转台2的侧壁，第三支架45可操作沿第二滑轨44升降；第三滑轨46水平并通过螺栓固定设置在第三支架45上，第三滑轨46的长度方向垂直于与第一滑轨42的长度方向，伸缩杆47的顶端可操作地沿第三滑轨46移动，回转机构48通过螺栓固定设置在伸缩杆47的底端，第二抓针机构49与回转机构48连接，回转机构48可驱动第二抓针机构49绕伸缩杆47的轴线转动。即通过第二支架43、第三支架45和伸缩杆47的在对应滑轨上的移动实现第二抓针机构49空间位置的调节，通过伸缩杆47的升降也能实现对第二抓针装置在复合材料1内高度的调节，以此实现对第二抓针机构49的精准定位，而通过回转机构48改变第二抓针机构49的朝向，便于第二抓针机构49能够准确抓取缝合针8，且在送针时能够沿缝合孔的轴线将缝合针8送出。
58.本实施例的步骤2中，为了保证打孔的精准度，可以通过转台2将复合材料1进行分区，对一个缝合加工区进行打孔作业后，转动转台2，驱动相邻的缝合加工区进入打孔作业的加工区域内，其中，打孔作业的加工区域不小于缝合加工区的加工区域。
59.而为了减少方法所使用到的装置，本实施提供打孔机构7，打孔装置安装在机械臂30的机械手上，打孔机构7的打孔针的轴线与第一抓针机构31抓取缝合针8时的轴向平行，即，使用同样的机械臂30，降低打孔机构7打孔时与第一抓针机构31送针进入缝合孔时的误差，提升缝合过程的准确度和效率。
60.打孔机构7沿复合材料1的径向进行打孔作业，可以理解的，沿复合材料1的径向打孔，打孔机构7不易打滑且误差小。考虑到复合材料1依旧具有一定的柔软性，为了进一步提高打孔机构7的打孔精准度，本实施例在步骤2中还提供胎模，胎模呈圆柱状，胎模外环面沿多个缝合孔的走向间隔设置有多个避让孔，避让孔的内径不小于缝合孔的内径，在打孔作业前将胎模放置于复合材料1内，令胎模的的外环面与复合材料1的内环面相贴。在步骤2前，将胎模放置在复合材料1的内部，通过胎模对复合材料1进行支撑，使复合材料1在打孔时能够保持筒状形态，打孔完成后，将胎模取出即可。胎模的高度高于复合材料1的高度，不仅实现有效支撑，还便于胎模的放置和取出。
61.本实施例中，还包括控制器6，控制器6与本实施中各个机构电连接，依照流程控制各个机构的运作，通过209线迹实现对复合材料1的缝合。
62.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
63.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
64.需要说明的是，本技术实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
65.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
66.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
67.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
68.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
69.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。