一種機織與編織相結合的多軸三維織機的制作方法

本發明屬于紡織機械技術領域，涉及一種機織與編織相結合的多軸三維織機。

背景技術：

近年來，隨著先進紡織復合材料預制件被廣泛應用于各行各業，三維正交機織物和平面三向編織物，這兩種織物被廣泛應用于復合材料的預制件中，但這兩種織物結構預制件都存在一定的局限性，從而影響復合材料的綜合性能。多軸(五軸)三維織物是一種將三維正交織物和平面編織物結合起來的一種新型織物，表面層為平面三向編織物，內芯為三維多層正交織物，該織物的結構繼承了三維正交機織物和平面編織物二者的優點，多軸(五軸)三維織物具有尺寸比較穩定以及延伸率小的特點，若這種織物的預制件應用到復合材料中，滿足復合材料對各項同性和各項異性的要求。

盡管三維織物中引入斜紗層可以提高復合材料結構件的機械特性，但帶有斜紗機構的三維多軸織機都十分復雜，織機結構上卻很難實現。將平面縱橫移動的二步法或四步法編織和三維正交機織有機的結合，可以在織物的上下表面層和近表層形成三軸向編織層，也可大大簡化現有文獻提出的多軸三維織機的結構，便于按照模塊化的思想設計三維多軸織機，將作為斜紗的編織部分和機織部分分開設計；使得正交織機的開口、引緯、打緯和三軸編織有序結合。

現有多軸三維織機引緯部分基本都是采用多層劍桿引緯，機物料消耗大，結構復雜，機器占地面積大，難于布置編織裝置；另外，開口裝置的存在也使得編織裝置布置難于實現，采用多層噴氣引緯裝置和改進的開口和提紗機構可解決此問題，使得多軸向編織和三維正交機織有機結合。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種機織與編織相結合的多軸三維織機，利用該織機實現了機織的三維正交織物表面，通過斜紗編織機構形成一層+45°、-45°和0°(經紗)三組紗線組成的三向編織物，實現多軸(五軸)三維織物的表面層編織與中間芯層機織的緊密結合。

本發明所采用的技術方案是，一種機織與編織相結合的多軸三維織機，包括兩個豎直設置的墻板，兩個墻板之間設有水平橫梁，水平橫梁上方設有噴氣引緯機構，兩個墻板之間還設有斜紗機構，噴氣引緯機構位于斜紗機構的后側。

本發明的特點還在于，

其中斜紗機構包括豎直設置的支撐板，支撐板的中心處設有開口a，支撐板的兩端分別設有支架，支撐板上設有編織底盤，編織底盤上裝有若干攜紗器，相鄰攜紗器之間通過磁鐵的磁力相互作用，編織底盤還設有用于驅動攜紗器動作的電磁閥。

其中噴氣引緯機構包括沿水平方向平行設有的上筘座和下筘座，上筘座和下筘座之間設有若干引緯筘片，引緯扣片恰好正對開口a設置，上筘座和下筘座的一端沿豎直方向設有至少兩個主噴嘴，上筘座和下筘座的內側分別相對設有輔助噴嘴。

其中編織底盤包括兩組平行設置的豎向導向框，兩組豎向導向框的上方設有至少四行橫向導向框a，兩組豎向導向框的下方設有橫向導向框b，橫向導向框b和橫向導向框a的行數相同，兩組豎向導向框與橫向導向框a、橫向導向框b形成了方框形的編織底盤結構；編織底盤的中心設有與開口a位置相對應的開口b，豎向導向框、橫向導向框a及橫向導向框b中均設有攜紗器。

其中橫向導向框a、橫向導向框b及豎向導向框均為四方形框。

其中每組豎向導向框包括兩列四方框，每列四方框包括至少六行；每組豎向導向框的各行各列四方框中均設有攜紗器；

其中最上側一行的橫向導向框a和最下側一行的橫向導向框a的列數相同且至少為12列，最上側一行的橫向導向框a和最下側一行的橫向導向框a中的攜紗器數量至少比最上側一行的橫向導向框a的列數少1；

最上側一行的橫向導向框a和最下側一行的橫向導向框a之間的各行橫向導向框a列數相同且均比最上側一行的橫向導向框a多兩列，最上側一行的橫向導向框a和最下側一行的橫向導向框a之間的每行橫向導向框a中的攜紗器數量至少比位于最上側一行的橫向導向框a和最下側一行的橫向導向框a之間的每行橫向導向框a的列數少1；

其中最上側一行的橫向導向框b和最下側一行的橫向導向框b的列數相同且至少為12列，最上側一行的橫向導向框b和最下側一行的橫向導向框b中的攜紗器數量至少比最上側一行的橫向導向框b的列數少1；

其中最上側一行的橫向導向框b和最下側一行的橫向導向框b之間的各行橫向導向框b列數相同且均比最上側一行的橫向導向框b多兩列，最上側一行的橫向導向框b和最下側一行的橫向導向框b之間的每行橫向導向框b中的攜紗器數量至少比位于最上側一行的橫向導向框b和最下側一行的橫向導向框b之間的每行橫向導向框b的列數少1。

其中橫向導向框a的兩端、橫向導向框a的上側邊緣、橫向導向框a的下側邊緣，橫向導向框b的兩端、橫向導向框b的上側邊緣、橫向導向框b的下側邊緣均設有電磁閥。

其中橫向導向框a、橫向導向框b及豎向導向框的四周邊框上均設有導軌，攜紗器通過攜紗器底座與橫向導向框a、橫向導向框b及豎向導向框連接。

其中攜紗器底座的四個角上分別設有滑塊，滑塊與橫向導向框a、橫向導向框b及豎向導向框四周邊框上的導軌配合。

其中攜紗器底座的上、下、左、右四個面上分別設有磁鐵，編織底盤上的相鄰攜紗器上的磁鐵極性相反。

本發明的有益效果是，多軸三維織機中，主要有七部分，編織裝置，正交織機多層開口提紗裝置(圖中未示出)、多層噴氣引緯裝置和平行打緯裝置(圖中未示出)、絎縫裝置或多排針織裝置(圖中未示出)、送經和卷取裝置(圖中未示出)；其中編織裝置中通過電磁閥通斷產生的電磁力推動每組攜紗器運動實現三軸向編織；并依靠機械式的攜紗器中紗線拖拽，實現紗錠的放紗動作，紗線張力大小調節由攜紗器上進行調節，使得編織的整個過程紗線保持恒定的張力。圍繞著三維機織物表面的經紗層編織一層沿著編織底盤縱向橫向反復循環運動的三向編織層。三維正交織機部分，通過多層開口提紗裝置將需要機織的多層經紗分層開口的同時，通過提紗裝置將需要參與編織的經紗層提離布面(機織部分)，通過多層噴氣引緯實現多層引緯，通過絎縫裝置或多排針織裝置進行垂向縫制或捆綁，通過平行打緯裝置實現打緊，通過送經和卷取裝置分別實現送紗和織物卷取。從而實現多軸(五軸)三維織物的表面層編織與中間芯層機織的緊密結合。

附圖說明

圖1是本發明一種機織與編織相結合的多軸三維織機的結構示意圖；

圖2是本發明一種機織與編織相結合的多軸三維織機中斜紗機構的結構示意圖；

圖3是本發明一種機織與編織相結合的多軸三維織機中支撐板與支架的連接結構示意圖；

圖4是本發明一種機織與編織相結合的多軸三維織機中編織底盤的結構示意圖；

圖5是本發明一種機織與編織相結合的多軸三維織機中噴氣引緯機構的結構示意圖；

圖6是本發明一種機織與編織相結合的多軸三維織機中攜紗器底座的結構示意圖。

圖中，1.支撐板，2.開口a，3.支架；

4.編織底盤，4-1.豎向導向框，4-2.橫向導向框a，4-3.橫向導向框b，4-4.開口b；

5.攜紗器，6.磁鐵，7.電磁閥，8.攜紗器底座，9.滑塊，10.墻板，11.水平橫梁，12.上筘座，13.下筘座，14.引緯扣片，15.主噴嘴，16.輔助噴嘴。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明一種機織與編織相結合的多軸三維織機，結構如圖1所示，包括兩個豎直設置的墻板10，兩個墻板10之間設有水平橫梁11，水平橫梁11上方設有噴氣引緯機構，兩個墻板10之間還設有斜紗機構，噴氣引緯機構位于斜紗機構的后側(操作人員正對織機的一側為前側)。

如圖2、3所示，斜紗機構包括豎直設置的支撐板1，支撐板1的中心處設有開口a2，支撐板1的兩端分別設有支架3，支撐板1上設有編織底盤4，編織底盤4上裝有若干攜紗器5，相鄰攜紗器5之間通過磁鐵6的磁力相互作用，編織底盤4還設有用于驅動攜紗器5動作的電磁閥7(參見圖4)。

如圖5所示，噴氣引緯機構包括沿水平方向平行設有的上筘座12和下筘座13，上筘座12和下筘座13之間設有若干(至少兩片)引緯筘片14，引緯扣片14恰好正對開口a2設置，上筘座12和下筘座13的一端沿豎直方向設有至少兩個主噴嘴15，上筘座12和下筘座13的內側分別相對設有輔助噴嘴16(上筘座12和上筘座13內側的輔助噴嘴16數量相同，且一一對應)。

其中編織底盤4包括兩組平行設置的豎向導向框4-1，兩組豎向導向框4-1的上方設有至少四行橫向導向框a4-2，兩組豎向導向框4-1的下方設有橫向導向框b4-3，橫向導向框b4-3和橫向導向框a4-2的行數相同，兩組豎向導向框4-1與橫向導向框a4-2、橫向導向框b4-3形成了方框形的編織底盤結構；編織底盤4的中心設有與開口a2位置相對應的開口b4-4；豎向導向框4-1、橫向導向框a4-2及橫向導向框b4-3中均設有攜紗器5。

其中橫向導向框a4-2、橫向導向框b4-3及豎向導向框4-1均為四方形框。

其中每組豎向導向框4-1包括兩列四方框，每列四方框包括至少六行；每組豎向導向框4-1的各行各列四方框中均設有攜紗器5；

其中最上側一行的橫向導向框a4-2和最下側一行的橫向導向框a4-2的列數相同且至少為12列，最上側一行的橫向導向框a4-2和最下側一行的橫向導向框a4-2中的攜紗器5的數量至少比最上側一行的橫向導向框a4-2的列數少1(但是攜紗器5的個數不為0)；

最上側一行的橫向導向框a4-2和最下側一行的橫向導向框a4-2之間的各行橫向導向框a4-2列數相同且均比最上側一行的橫向導向框a4-2多兩列，最上側一行的橫向導向框a4-2和最下側一行的橫向導向框a4-2之間的每行橫向導向框a4-2中的攜紗器5數量至少比位于最上側一行的橫向導向框a4-2和最下側一行的橫向導向框a4-2之間的每行橫向導向框a4-2的列數少1(但是攜紗器5的個數不為0)；

其中最上側一行的橫向導向框b4-3和最下側一行的橫向導向框b4-3的列數相同且至少為12列，最上側一行的橫向導向框b4-3和最下側一行的橫向導向框b4-3中的攜紗器5的數量至少比最上側一行的橫向導向框b4-3的列數少1(但是攜紗器5的個數不為0)；

其中最上側一行的橫向導向框b4-3和最下側一行的橫向導向框b4-3之間的各行橫向導向框b4-3列數相同且均比最上側一行的橫向導向框b4-3多兩列，最上側一行的橫向導向框b4-3和最下側一行的橫向導向框b4-3之間的每行橫向導向框b4-3中的攜紗器5的數量至少比位于最上側一行的橫向導向框b4-3和最下側一行的橫向導向框b4-3之間的每行橫向導向框b4-3的列數少1(但是攜紗器5的個數不為0)。

其中橫向導向框a4-2的兩端、橫向導向框a4-2的上側邊緣、橫向導向框a4-2的下側邊緣，橫向導向框b4-3的兩端、橫向導向框b4-3的上側邊緣、橫向導向框b4-3的下側邊緣均設有電磁閥7。

其中橫向導向框a4-2、橫向導向框b4-3及豎向導向框4-1的四周邊框上均設有導軌，攜紗器5通過攜紗器底座8(參見圖6)與橫向導向框a4-2、橫向導向框b4-3及豎向導向框4-1連接。

其中攜紗器底座8的四個角上分別設有滑塊9，滑塊9與橫向導向框a4-2、橫向導向框b4-3及豎向導向框4-1上的導軌配合。

其中攜紗器底座8的上、下、左、右四個面上分別設有磁鐵6，編織底盤4上的相鄰攜紗器5上的磁鐵6極性相反。

對編織底盤的結構舉例說明：如圖3中所示，橫向導向框a4-2共有四行，從上至下分別為第1行(最上側的行)、第2行、第3行、第4行(最下側的行)，第1行和第4行為12列，每行最多布置11個攜紗器5,；第2行和第3行為14列，每行最多布置13個攜紗器；

橫向導向框b4-3同樣為4行，從上至下分別為第1行(最上側的行)、第2行、第3行、第4行(最下側的行)，第1行和第4行為12列，每行最多布置11個攜紗器5,；第2行和第3行為14列，每行最多布置13個攜紗器；

兩組豎向導向框4-1均為兩列6行，豎向導向框4-1的每行每列中均布置有攜紗器5，在中間正交織物的外圍形成一層三維編織層，可以通過改變攜紗器5的初始布置方式和電磁閥7的通斷來改變編織結構。

本發明一種機織與編織相結合的多軸三維織機的工作過程為：三維正交織機部分，通過多層開口提紗裝置將需要機織的多層經紗分層開口的同時，通過提紗裝置將需要參與編織的經紗層提離布面(機織部分)，通過多層噴氣引緯實現多層引緯，通過絎縫裝置或多排針織裝置進行垂向縫制或捆綁，通過平行打緯裝置實現打緊，從而實現三維正交織物的織造。

編織裝置中通過電磁閥通斷產生的電磁力推動每組攜紗器運動實現編織紗(攜紗器上所帶紗線)與經紗(提紗裝置提起的經紗作為軸向紗)在正交織物表面編織成三軸向織物；編織紗依靠機械式的攜紗器中紗線拖拽，實現紗錠的放紗動作，紗線張力大小調節由攜紗器上進行調節，使得編織的整個過程紗線保持恒定的張力。圍繞著三維機織物表面編織一層沿著編織底盤縱向橫向反復循環運動的三向編織層。通過送經和卷取裝置分別實現送紗和織物卷取，從而實現多軸(五軸)三維織物的表面層編織與中間芯層機織的緊密結合。

電磁閥7通過外部信號的開或閉，使得電磁閥7中的線圈通電，根據電磁感應原理，電磁閥7進而推動攜紗器5在編織底盤4中縱橫運動，將編織底盤4固定于由支撐板1和兩個支架3組成的斜紗機構機架上，攜紗器5上的攜紗器底座8與編織底盤4通過有規律的控制電磁閥7的開或閉，實現多個攜紗器5有規律的運動，完成二組斜向紗線+45°、-45°的編織動作。控制攜紗器5的運動規律、織物表面層經紗送經的卷取速度，可以實現二組斜向紗+30°、-30°、+60°、-60°等不同角度的編織動作。