強度纖維制成的二維纏繞鋪層織物結構和浸漬固化在二維纏繞鋪層織物結構上的樹脂層(或稱樹脂結構)；該機械臂還包括:將所述主體剛性結構層1、耐沖擊層2和表面機械加工裝配層3三個層進行縫合的二次纖維鋪縫結構。
[0055]本發明一種三維編織復合材料機械臂的制備方法，其制備具體實施工藝如下:
[0056](I)主體剛性結構層I預制體織物的制備。選用M40J碳纖維，采用三維四向層連立體編織結構形式進行織物編織，主體剛性結構層截面加工成方形(中空的矩形橫截面的矩形結構)，主體剛性結構層長度為2米、厚度為3毫米。
[0057](2)中間耐沖擊層2預制體織物的制備。選用M40 J碳纖維與UHMffPE纖維進行混雜作為預制體編織長絲纖維原料，混雜體積比例為1:1，采用三維四向層連立體編織結構形式進行織物編織，中間耐沖擊層在剛性主體結構層的外部，其截面加工形狀及長度與主體剛性層一致，中間耐沖擊層的厚度為I毫米。
[0058](3)表面機械加工裝配層3預制體織物的制備。選用T300碳纖維，采用平紋織物預制體進行表面加工裝配層的螺旋纏繞，表面機械加工裝配層在中間耐沖擊層的外部，截面形狀及長度與中間耐沖擊層和主體剛性結構層相一致，厚度為2毫米。
[0059](4)高強度纖維(二次縫合強化纖維4)的二次縫合強化。選用T300碳纖維進行厚度方向的二次縫合強化，使三層結構形成整體。厚度方向縫合纖維所占的體積比例為三層纖維預制體纖維總比例的5%。
[0060](5)三維編織復合材料機械臂的復合固化成型。采用熱固性環氧樹脂膠黏劑為基體，對以上二維纏繞鋪層、層連三維立體編織及二次鋪縫強化組合結構的三層預制體織物進行樹脂浸漬復合，采用VARI真空導入工藝實現樹脂膠液對混雜纖維立體結構的快速浸漬，熱固化過程在大型烘箱中進行，整個固化過程保持真空體系工作，真空度保證在0.06MPa，樹脂含膠量保持在35%，浸漬樹脂后的機械臂織物預制體于80°C固化3小時后成型，最終形成三維立體織物增強的樹脂基復合材料機械臂，圖1所示。
[0061 ] 實施例2
[0062]一種三維編織復合材料機械臂，該機械臂從內至外依次包括主體剛性結構層1、耐沖擊層2和表面機械加工裝配層3;其中，所述主體剛性結構層I包括采用高模量纖維制成的三維立體編織結構和浸漬固化在三維立體編織結構上的樹脂層;所述耐沖擊層2包括采用高模量纖維與有機纖維的組成的混雜纖維制成的三維立體編織結構和浸漬固化在三維立體編織結構上的樹脂層;所述表面機械加工裝配層3包括采用高強度纖維制成的二維纏繞鋪層織物結構和浸漬固化在二維纏繞鋪層織物結構上的樹脂層;該機械臂還包括:將所述主體剛性結構層1、耐沖擊層2和表面機械加工裝配層3三個層進行縫合的二次纖維鋪縫結構。
[0063]本發明一種三維編織復合材料機械臂的制備方法，其制備具體實施工藝如下:
[0064](I)主體剛性結構層預制體織物的制備。選用碳化硅纖維，采用三維五向層連立體編織結構形式進行織物編織，主體剛性結構層截面加工成圓形(中空的圓形橫截面的矩形結構)，主體剛性結構層長度為3米、厚度為4毫米。
[0065](2)中間耐沖擊層預制體織物的制備。選用M40J碳纖維與芳綸纖維進行混雜作為預制體編織長絲纖維原料，混雜體積比例為1:1，采用三維五向層連立體編織結構形式進行織物編織，中間耐沖擊層在剛性主體結構層的外部，其截面加工形狀及長度與主體剛性層一致，中間耐沖擊層的厚度為2毫米。
[0066](3)表面機械加工裝配層預制體織物的制備。選用T700碳纖維，采用斜紋織物預制體進行表面加工裝配層的螺旋纏繞，表面機械加工裝配層在中間耐沖擊層的外部，截面形狀及長度與中間耐沖擊層和主體剛性結構層相一致，厚度為I毫米。
[0067](4)高強度纖維的二次縫合強化。選用T700碳纖維進行厚度方向的二次縫合強化，使三層結構形成整體。厚度方向縫合纖維所占的體積比例為三層纖維預制體纖維總比例的10%。
[0068](5)三維編織復合材料機械臂的復合固化成型。采用熱固性酚醛樹脂膠黏劑為基體，對以上二維纏繞鋪層、層連三維立體編織及二次鋪縫強化組合結構的三層預制體織物進行樹脂浸漬復合，采用VARI真空導入工藝實現樹脂膠液對混雜纖維立體結構的快速浸漬，熱固化過程在大型烘箱中進行，整個固化過程保持真空體系工作，真空度保證在0.07MPa，樹脂含膠量保持在40%，浸漬樹脂后的機械臂織物預制體于85°C固化2.5小時后成型，最終形成三維立體織物增強的樹脂基復合材料機械臂。
[0069]實施例3
[0070]一種三維編織復合材料機械臂，該機械臂從內至外依次包括主體剛性結構層1、耐沖擊層2和表面機械加工裝配層3;其中，所述主體剛性結構層I包括采用高模量纖維制成的三維立體編織結構和浸漬固化在三維立體編織結構上的樹脂層;所述耐沖擊層2包括采用高模量纖維與有機纖維的組成的混雜纖維制成的三維立體編織結構和浸漬固化在三維立體編織結構上的樹脂層;所述表面機械加工裝配層3包括采用高強度纖維制成的二維纏繞鋪層織物結構和浸漬固化在二維纏繞鋪層織物結構上的樹脂層;該機械臂還包括:將所述主體剛性結構層1、耐沖擊層2和表面機械加工裝配層3三個層進行縫合的二次纖維鋪縫結構。
[0071 ]本發明一種三維編織復合材料機械臂的制備方法，其制備具體實施工藝如下:
[0072](I)主體剛性結構層預制體織物的制備。選用氮化硼纖維，采用三維六向層連立體編織結構形式進行織物編織，主體剛性結構層截面加工成橢圓形(中空的橢圓形橫截面的矩形結構)，主體剛性結構層長度為4米、厚度為2.5毫米。
[0073](2)中間耐沖擊層預制體織物的制備。選用M40J碳纖維與聚酰胺纖維進行混雜作為預制體編織長絲纖維原料，混雜體積比例為I: I，采用三維六向層連立體編織結構形式進行織物編織，中間耐沖擊層在剛性主體結構層的外部，其截面加工形狀及長度與主體剛性層一致，中間耐沖擊層的厚度為1.5毫米。
[0074](3)表面機械加工裝配層預制體織物的制備。選用芳綸纖維，采用斜紋織物預制體進行表面加工裝配層的螺旋纏繞，表面機械加工裝配層在中間耐沖擊層的外部，截面形狀及長度與中間耐沖擊層和主體剛性結構層相一致，厚度為1.5毫米。
[0075](4)高強度纖維的二次縫合強化。選用T700碳纖維進行厚度方向的二次縫合強化，使三層結構形成整體。厚度方向縫合纖維所占的體積比例為三層纖維預制體纖維總比例的20%。
[0076](5)三維編織復合材料機械臂的復合固化成型。采用熱固性不飽和聚酯樹脂膠黏劑為基體，對以上二維纏繞鋪層、層連三維立體編織及二次鋪縫強化組合結構的三層預制體織物進行樹脂浸漬復合，采用VARI真空導入工藝實現樹脂膠液對混雜纖維立體結構的快速浸漬，熱固化過程在大型烘箱中進行，整個固化過程保持真空體系工作，真空度保證在0.08MPa，樹脂含膠量保持在42%，浸漬樹脂后的機械臂織物預制體于90°C固化2小時后成型，最終形成三維立體織物增強的樹脂基復合材料機械臂。
[0077]實施例4
[0078]一種三維編織復合材料機械臂，該機械臂從內至外依次包括主體剛