CN116408958B - 一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，包括底座、回转装置、支撑驱动装置、顶针夹持装置、辅助压紧装置、纤维送入装置及控制单元，回转装置包括回转平台、旋转套筒和回转驱动机构，回转平台底座转动相连。支撑驱动装置包括动力机构、链传动机构及托辊。顶针夹持装置有两个，相对设于回转平台左右两侧，包括立柱、伸缩调节机构和顶针组件，顶针组件设于伸缩调节机构上。辅助压紧装置位于托辊上方，包括悬臂梁、回转架及压辊。纤维送入装置有两个，以轴对称的方式设在回转装置前后两侧。本发明对纤维张力控制恒定，纤维缠绕稳定、均匀，芯模滚动与纤维输送相配合，缠绕致密高，表面质量更好，解决了回转体两端极孔处无法缠绕的问题。

Description

一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统

技术领域

本发明涉及压力容器制造技术领域，具体涉及一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统。

背景技术

复合材料有着金属材料无法替代的优良性能。进入21世纪以来复合材料市场增长尤为迅速，随着计算机信息技术的发展，控制系统功能愈发强大，这使纤维缠绕精度提高成为可能。随着柔性制造系统概念的提出，对缠绕工艺提出了更严格的要求，对于管状制品及压力容器的生产对采用在其芯模的外部通过纤维缠绕进行制作。采用碳纤维或者玻璃纤维等强化纤维含浸固化性树脂、并且通过纤维缠绕而卷绕在芯模的外围，来形成加强层。

现有的缠绕机在变截面的回转体缠绕过程中存在纤维张力连续变化，导致纤维的收紧力不均匀，纤维层的致密度不一致，回转体缠绕过程中因两端固定，而致使极孔处无法完全缠绕的问题，以缠绕制品的形状不拘泥固定的模式，且缠绕稳定性好、精度高、效率高、成本低为目标。因此设计了一种新型回转异型构件纤维缠绕装置来制作更多的纤维缠绕制品。因此，现有技术有待于进一步改进和提高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，解决回转体缠绕成型过程中纤维张力控制精度低，纤维的收紧力不均匀，纤维层的致密度不一致，回转体两端的极孔处无法完全缠绕的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，包括底座、回转装置、支撑驱动装置、顶针夹持装置、辅助压紧装置、纤维送入装置及控制单元，回转装置包括回转平台、旋转套筒和回转驱动机构，回转平台通过设于其底部的旋转套筒与底座转动配合，回转驱动机构与旋转套筒相连并驱动回转平台水平转动。

支撑驱动装置包括动力机构、链传动机构及托辊，托辊有两个，相对间隔布置在回转平台上方，动力机构设在回转平台上，通过链传动机构驱动两个托辊同步且同向转动。

顶针夹持装置有两个，通过安装座相对设置于回转平台左右两侧，顶针夹持装置均包括立柱、伸缩调节机构和顶针组件，一侧立柱下端与安装座固定相连，另一侧立柱下端通过纵向布置的第一直线驱动组件与安装座可调节固定相连。

伸缩调节机构设于立柱上，顶针组件通过竖向布置的第一直线驱动组件设于伸缩调节机构上。

所述辅助压紧装置位于托辊上方，包括悬臂梁、回转架及压辊，悬臂梁通过竖向布置的第二直线驱动组件设于一侧立柱上，所述压辊有两个，相对间隔布置在回转架底部。

回转架通过横向布置的第二直线驱动组件设在悬臂梁下方，其顶部与横向布置的第二直线驱动组件的执行端转动相连。

纤维送入装置有两个，以轴对称的方式分别设置在回转装置前后两侧，其包括位移驱动机构、安装架、线轴旋转驱动机构、张力检测机构、换向机构，安装架设置在位移驱动机构，底部与位移驱动机构的执行端固定相连。

线轴旋转驱动机构设在安装架上，张力检测机构设在线轴旋转驱动机构的上方，换向机构设置在安装架靠近回转装置的一侧，其上方设有调向辊。

进一步地，底座上端竖向固定有主轴，旋转套筒的上端与回转平台的底部固定相连成一体，旋转套筒套设在主轴上并与其转动配合。

回转驱动机构包括第一伺服电机、小齿轮和大齿轮，所述大齿轮安装在旋转套筒上，与其同轴布置，小齿轮设置在大齿轮外侧且与其啮合。

第一伺服电机设置底座的一侧，其出输端通过小齿轮驱动旋转套筒转动。

进一步地，两个所述托辊的辊轴平行布置，通过第一轴承座与回转平台转动配合。

所述链传动机构包括转轴、大链轮和小链轮，转轴设置在压辊下方，且与托辊的辊轴相对平行布置，大链轮设置在转轴上，每个压辊的辊轴上均设有一个小链轮，大链轮通过链条与两个小链轮均相连。

动力机构包括第二伺服电机、主动齿轮和从动齿轮，从动齿轮设置在转轴上，主动齿轮设置在从动齿轮外侧且与其啮合，第二伺服电机安装在回转平台上，其输出端通过主动齿轮驱动转轴转动。

进一步地，伸缩调节机构包括第一导轨、第一丝杠、第一丝母及第三伺服电机，第一导轨有两个且一上一下横向平行布置，每个第一导轨上均套设有第一导滑块，第一导滑块固定嵌设于立柱上，第一导轨通过第一导滑块与立柱横向滑动配合上。

两个所述第一导轨靠近回转装置的一端均与竖向布置的第一直线驱动组件固定相连，背离回转装置的一端通过连接板固定相连，第三伺服电机设置在连接板上，可驱动第一导轨横向移动。

进一步地，第一丝母嵌设于立柱上，第一丝杠横向穿过第一丝母并与其螺纹配合，第一丝杠的一端与竖向布置的第一直线驱动组件转动相连，另一端与第三伺服电机的输出端同轴固定相连。

顶针组件包括顶针及顶针座，顶针座安装于竖向布置的第一直线驱动组件的执行端，顶针的一端插入顶针座并与其转动配合。

进一步地，悬臂梁横向水平布置，其一端与竖向布置的第二直线驱动组件的执行端固定相连，横向布置的第二直线驱动组件固定于悬臂梁底部。

横向布置的第二直线驱动组件的执行端固定有连接架，回转架包括第二轴承座和摆臂支架，所述第二轴承座的顶部通过竖轴与连接架转动相连，底部设有销轴。

摆臂支架有两个，呈八字形布置在第二轴承座下方，摆臂支架上端与销轴转动相连，两个摆臂支架的中部通过弹簧相连，两个压辊分别设置在两个摆臂支架的下端。

进一步地，所述位移驱动机构包括横梁及三个第三直线驱动组件，其中两个第三直线驱动组件纵向水平且左右对称布置，横梁的左右两端分别与纵向布置的两个第三直线驱动组件的执行端固定相连。

另一个第三直线驱动组件横向安装于横梁顶部，安装架底部与横向布置的第三直线驱动组件的执行端固定相连。

进一步地，第一、第二、第三直线驱动组件均包括条形安装板、第二导轨、第二导滑块、第二丝杠及第四伺服电机，第二导轨平行间隔布置在条形安装板的一侧，其两端分别通过端座与条形安装板固定相连。

第二导滑块套设在第二导轨上，并与沿第二导轨的长度方向其滑动配合。

第二丝杠设置在条形安装板之间第二导轨，其一端与端座转动配合，第二丝杠上设有第二丝母，第二丝母固定于第二导滑块上，第二丝杠的另一端与第四伺服电机的输出端相连，工作状态下，第二丝杠通过第二丝母驱动第二导滑块沿第二导轨运动。

进一步地，线轴旋转驱动机构包括支撑辊和第五伺服电机，支撑辊横向水平设置安装架的一侧，支撑辊的端部穿过安装架并与其转动配合。

第五伺服电机设于安装架的另一侧，其输出端与支撑辊的端部相连，可驱动支撑辊转动。

张力检测机构包括张力辊、导辊及张力传感器，所述张力辊通过张力支架设置在支撑辊的上方，导辊有两个，分别设置在张力辊的前上方和后上方，张力传感器设置在张力支架上，且与控制单元通讯相连。

进一步地，所述换向机构包括换向支架、换向辊、L形连杆及第六伺服电机，所述第六伺服电机设于安装架的一侧，其输出端连接有减速机，减速机的输出轴纵向水平布置。

换向辊有两个，平行间隔设置在换向支架上且与其转动配合，L形连杆的一端与减速机的输出轴同轴固定相连，另一端与换向支架背离换向辊一侧的中部固定相连。

工作状态下，第六伺服电机可驱动换向支架绕减速机的输出轴转动，调节纤维在芯模表面缠绕方向的变换。

通过采用上述技术方案，本发明的有益技术效果是：本发明对纤维的张力控制精度高，缠绕过程保持纤维张力恒定，芯模表面纤维缠绕稳定、均匀，自动化程度高，芯模的滚动与纤维的运动相配合，实现的纤维缠绕致密高，表面质量更好，解决了回转体两端极孔处无法缠绕的问题。

附图说明

图1是本发明一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统的结构示意图。

图2是本发明底座、回转装置和支撑驱动装置的组合结构的示意图。

图3是图2中组合结构去掉托辊后的示意图。

图4是图2中本发明一部分结构示意图，示出的是底座和回转装置。

图5本发明顶针夹持装置、辅助压紧装置的组合结构的示意图

图6是图5中一部分的示意图，示出的是顶针夹持装置及相关部分。

图7是图5中另一部分的示意图，示出的是辅助压紧装置及相关部分。

图8是本发明纤维送入装置的结构示意图。

图9是本发明一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统的使用状态图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

结合图1至图8，一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，用于圆柱或圆锥形压力容器芯模外部的纤维缠绕成型，其包括底座1、回转装置、支撑驱动装置、顶针夹持装置、辅助压紧装置、纤维送入装置及控制单元，所述底座1为圆形台状或者多边形台状结构，通过地脚螺栓固定于地面或者地面支撑体上，所述底座1的上方竖向固定有主轴16，主轴16优选采用阶梯轴，主轴16的下端与底座1的顶部固定相连成一体。控制单元包括控制器，所述控制器采用现有技术已有的控制器

回转装置包括回转平台11、旋转套筒12和回转驱动机构，回转平台11为方形的金属板，回转平台11通过设于其底部的旋转套筒12与底座1转动配合，回转驱动机构与旋转套筒12相连并驱动回转平台11水平转动。具体地，旋转套筒12的上端与回转平台11的底部固定相连成一体，旋转套筒12套设在主轴16上，旋转套筒12的内壁与主轴16通过轴承转动配合。

所述主轴16的上端穿出回转平台11的上表面，并配置有止推轴承18和锁紧螺母19，止推轴承18位于锁紧螺母19和回转平台11的上表面之间，所述旋转套筒12的下端与底座1的上表面之间设有同样的止推轴承18，锁紧螺母19拧紧在主轴16上端，将旋转套筒12锁止于主轴16上。

回转驱动机构包括第一伺服电机13、小齿轮14和大齿轮15，所述大齿轮15固定安装在旋转套筒12的下端，与其同轴布置，小齿轮14设置在大齿轮15外侧且与其啮合。第一伺服电机13通过电机座17固定安装在底座1的一侧，第一伺服电机13配置有减速机，小齿轮14固定安装在减速机的输出轴上，所述减速机的出输轴通过小齿轮14驱动旋转套筒12绕主轴16转动，同时，旋转套筒12带动回转平台11绕主轴16水平转动。

支撑驱动装置安装在回转平台11上，其包括动力机构、链传动机构及托辊21，托辊21为锥形圆辊且设有两个，相对间隔布置在回转平台11上方，动力机构设在回转平台11上，通过链传动机构驱动两个托辊21同步且同向转动。两个所述托辊21的辊轴211平行布置，托辊21与其内侧的辊轴211键连接，每个辊轴211的两端均通过第一轴承座22与回转平台11转动配合。

所述链传动机构包括转轴23、大链轮24和小链轮25，转轴23设置在两个压辊42下方，且与托辊21的辊轴相对平行布置，转轴23的两端均采用轴承架与回转平台11转动配合。所述大链轮24有两个，分别固定于转轴23的两端上，每个压辊42的辊轴两端均设有一个小链轮25，每个大链轮24均通过一个链条26与同侧的两个小链轮25相连，转轴23可通过链条26驱动其上方的两个托辊21同步且同向转动。

动力机构包括第二伺服电机27、主动齿轮28和从动齿轮29，从动齿轮29固定安装在转轴23上，主动齿轮28设置在从动齿轮29外侧且与其啮合。第二伺服电机27固定安装在回转平台11上，第二伺服电机27配置有同样的减速机，主动齿轮28固定安装在该减速机的输出轴上，第二伺服电机27通过主动齿轮28驱动转轴23转动，所述转轴23通过其两端的链条26驱动托辊21转动。第一伺服电机13和第二伺服电机27的信号端均与控制器通讯相连，控制器通过程序分别控制第一伺服电机13和第二伺服电机27输出轴的方向及转速，进而实现分别对回转平台11和压辊42的转速控制。

所述回转平台11的外侧设有防护罩111，防护罩111是由环形侧壁及顶壁组成的一体结构，其内侧设骨架，防护罩111通过其内侧的骨架与回转平台11固定相连，所述回转驱动机构及回转平台11均位于防护罩111内侧，防护罩111的顶壁上具有方形开口，两个所述托辊21均位于方形开口内，上表面高于顶壁。工作状态下，两个所述托辊21的上表面放置芯模10，托辊21带动芯模10滚动。

顶针夹持装置有两个，通过安装座3相对设置于回转平台11左右两侧，安装座3为C形结构且布置在顶针夹持装置均包括立柱31、伸缩调节机构和顶针组件，一侧立柱31下端与安装座3固定相连，另一侧立柱31下端通过纵向布置的第一直线驱动组件30与安装座3可调节固定相连。

伸缩调节机构设于立柱31上，顶针组件通过竖向布置的第一直线驱动组件30设于伸缩调节机构上。伸缩调节机构包括第一导轨32、第一丝杠33、第一丝母34及第三伺服电机35，第一导轨32有两个且一上一下横向平行布置，每个第一导轨32上均套设有第一导滑块36，第一导滑块36固定嵌设于立柱31上，第一导轨32通过第一导滑块36与立柱31横向滑动配合上。

两个所述第一导轨32靠近回转装置的一端均与竖向布置的第一直线驱动组件30固定相连，背离回转装置的一端通过连接板37固定相连，第三伺服电机35设置在连接板37上，可驱动第一导轨32横向移动。

第一丝母34固定嵌设于立柱31上，第一丝杠33横向穿过第一丝母34并与其螺纹配合，第一丝杠33的一端与竖向布置的第一直线驱动组件30转动相连，另一端与第三伺服电机35的输出端同轴固定相连。第三伺服电机35的信号端与控制器通讯相连，控制器对顶针38的位移进行控制。

工作状态下，第三伺服电机35驱动第一丝杠33转动，第一丝杠33与第一丝母34配合驱动两个所述第一导轨32带动第一直线驱动组件30相对立柱31上横向运动，靠近或远离芯模10。

顶针组件包括顶针38及顶针座39，顶针座39安装于竖向布置的第一直线驱动组件30的执行端，顶针38的一端插入顶针座39并与其转动配合。位于右侧的立柱31通过两个第一直线驱动组件30调节左侧顶针组件的位置，使其与右侧的顶针组件正向对应，两个顶针38相对移动将芯模10的两端顶住，限制其在水平方向的位置，保证芯模10绕其轴线滚动。

所述辅助压紧装置位于托辊21上方，包括悬臂梁41、回转架及压辊42，悬臂梁41通过竖向布置的第二直线驱动组件40设于一侧立柱31上。悬臂梁41横向水平布置，其一端与竖向布置的第二直线驱动组件40的执行端固定相连，横向布置的第二直线驱动组件40固定于悬臂梁41底部。两个第二直线驱动组件40相互配合调节回转架及压辊42的高度及水平面内的位置。

回转架通过横向布置的第二直线驱动组件40设在悬臂梁41下方，其顶部与横向布置的第二直线驱动组件40的执行端转动相连。具体地，横向布置的第二直线驱动组件40的第二导滑块103上固定有连接架43，回转架包括第二轴承座44和摆臂支架45，所述第二轴承座44位于连接架43的下方，其顶部中间位置固定有竖轴，竖轴的上端穿入连接架43的内侧并与其转动相连，第二轴承座44的底部具有水平布置的销轴47，第二轴承座44和摆臂支架45可相对于悬臂梁41水平自由转动。

摆臂支架45有两个，呈八字形布置在第二轴承座44下方，摆臂支架45上端与销轴47转动相连，两个摆臂支架45的中部通过弹簧46相连。所述压辊42采用锥形圆辊且设置有两个，两个压辊42相对间隔布置在回转架底部。具体地，两个压辊42分别设置在两个摆臂支架45的下端，压辊42的辊轴两端分别与摆臂支架45转动相连。

使用状态下，两个压辊42均压持在芯模10的上表面，芯模10的上侧和下侧分别被两个压辊42和两个托辊21限制且具有预压紧力，其两端还被两个顶针38顶住，两个托辊21带动芯模10滚动进行纤维缠绕。两个压辊42下降过程中与芯模10上表面接触后，芯模10对压辊42的反作用力可使两个摆臂支架45张开，弹簧46受拉，两个压辊42对芯模10保持压紧，使芯模10随两个托辊21同步滚动。

纤维送入装置有两个，以轴对称的方式分别设置在回转装置前后两侧，其包括位移驱动机构6、安装架62、线轴旋转驱动机构、张力检测机构、换向机构9，安装架62设置在位移驱动机构6，底部与位移驱动机构6的执行端固定相连。

所述位移驱动机构6包括横梁61及三个第三直线驱动组件60，其中两个第三直线驱动组件60纵向水平且左右对称布置，横梁61的左右两端分别与纵向布置的两个第三直线驱动组件60的执行端固定相连。

第一直线驱动组件30、第二直线驱动组件40、第三直线驱动组件60均包括条形安装板101、第二导轨102、第二导滑块103、第二丝杠及第四伺服电机，第二导轨102平行间隔布置在条形安装板101的一侧，其两端分别通过端座与条形安装板101固定相连。第二导滑块103套设在第二导轨102上，并与沿第二导轨102的长度方向其滑动配合。第四伺服电机的信号端与控制器通信相连，控制器实现第二导滑块103在第二导轨102上的位置进行控制。

第二丝杠设置在条形安装板101之间第二导轨102，其一端与端座转动配合，第二丝杠上设有第二丝母，第二丝母固定于第二导滑块103上，第二丝杠的另一端与第四伺服电机的输出端相连，工作状态下，第二丝杠通过第二丝母驱动第二导滑块103沿第二导轨102运动。

纵向布置的两个第三直线驱动组件60的第二导滑块103同步运动，横梁61的左右两端分别与纵向布置的两个第三直线驱动组件60的第二导滑块103固定相连，纵向布置的两个第三直线驱动组件60驱动横梁61前后移动。剩余的一个第三直线驱动组件60横向安装于横梁61顶部，随横梁61一起前后运动，安装架62底部与横向布置的第三直线驱动组件60的第二导滑块103固定相连，横向布置的第三直线驱动组件60的第二导滑块103带动安装架62横向移动，与纵向布置的两个第三直线驱动组件60相配合实现位移驱动机构6在水平面内的位置调节。

线轴旋转驱动机构设在安装架62上，线轴旋转驱动机构包括支撑辊71和第五伺服电机72，支撑辊71横向水平设置安装架62的一侧，支撑辊71的端部穿过安装架62并与其转动配合。第五伺服电机72设于安装架62的另一侧，其输出端与支撑辊71的端部相连，可驱动支撑辊71转动，第五伺服电机72的信号端与控制器通信相连。纤维筒70固定安装在支撑辊71上，第五伺服电机72驱动支撑辊71和纤维筒70同步转动，向芯模连续进行限纤维输送。

张力检测机构设在线轴旋转驱动机构的上方，张力检测机构包括张力辊81、导辊82及张力传感器83，所述张力辊81通过张力支架84设置在支撑辊71的上方，导辊82有两个，分别设置在张力辊81的前上方和后上方，张力传感器83设置在张力支架84上，且与控制单元通讯相连。

换向机构9设置在安装架62靠近回转装置的一侧，其上方设有调向辊73。具体地，所述换向机构9包括换向支架91、换向辊92、L形连杆93及第六伺服电机94，所述第六伺服电机94设于安装架62的一侧，其输出端连接有减速机95，减速机95的输出轴纵向水平布置。

换向辊92有两个，平行间隔设置在换向支架91上且与其转动配合，L形连杆93的一端与减速机95的输出轴同轴固定相连，另一端与换向支架91背离换向辊92一侧的中部固定相连。工作状态下，第六伺服电机94可驱动换向支架91绕减速机95的输出轴转动，调节纤维在芯模表面缠绕方向的变换。

纤维筒70上的纤维向上绕过其中一个导辊82的上表面后，向下绕过张力辊81的下表面，再向上绕过另一个导辊82的上表面，之后，绕过调向辊73的上表面，再穿过两个换向辊92之间，到达芯模10的表面缠绕。

第六伺服电机94的输出轴与L形连杆93纵向部分的端部同轴固定相连，换向支架91的中部与L形连杆93横向部分的端部固定相连，第六伺服电机94的输出轴转动180°，可将换向支架91由L形连杆93纵向部分的一侧调节至另一侧，实现纤维与芯模轴向夹角的变化，纤维与芯模10的横截面保持一定夹角，纤维沿着芯模10的轴线同一方向缠绕，当沿着芯模10的轴线的反方向缠绕时，纤维与芯模10横截面的夹角对称到横截面的另一侧。

本发明一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统的工作过程如下：

S1，将成型后的芯模10放置在两个所述托辊21的上表面，两个纤维送入装置的安装架62调节至初始位置；

在支撑辊71上固定纤维筒，并将其中一个纤维筒上的纤维端部依次绕过其中一个导辊82、张力辊81、另一个导辊82、调向辊73，再由两个换向辊92之间穿过后，缠绕在芯模10一端的圆周表面；

另一个纤维筒上的纤维采用同样的穿线方式缠绕在芯模10另一端的圆周表面，纤维缠绕至少一周后将其线头压紧在芯模10表面。

S2，辅助压紧装置的两个压辊42向下运动，压紧芯模10的上表面；

两个顶针夹持装置的伸缩调节机构分别驱动两个顶针38相对运动，顶针38的针尖顶住芯模10的对应端。

S3，同时启动第二伺服电机27和第五伺服电机72，第二伺服电机27通过齿轮机构及链传动机构驱动两个托辊21同步转动，托辊21依靠摩擦力带动芯模10绕其轴线滚动；

第五伺服电机72驱动纤维筒转动与芯模10滚动相配合，向芯模10的圆周表面连续输送纤维，同时位移驱动机构6横向布置的第三直线驱动组件60驱动纤维筒连续横向移动，使纤维在芯模10的圆周表面螺旋缠绕。

S4，两个纤维筒上的纤维沿芯模10轴线的移动方向相反，当纤维缠绕沿芯模10的轴线到达其一端后，第六伺服电机94的输出轴转动180°，将两个换向辊92翻转至另一侧，变换纤维的方向，纤维沿着芯模10轴线的反方向继续缠绕，到达芯模10轴线的另一端后再次换向缠绕，完成纤维在芯模10圆周表面的多层缠绕，断开纤维。

S5，伸缩调节机构分别驱动两个顶针38向相反方形运动，解除对芯模10两端的约束；

将纤维的端部沿芯模10的径向表面缠绕至少一周后压住线头，启动第一伺服电机13，芯模10随回转平台11水平转动，同时，托辊21带动芯模10绕其轴线转动，纤维绕芯模10的径向表面连续缠绕数层后完成。

本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，其特征在于，包括底座、回转装置、支撑驱动装置、顶针夹持装置、辅助压紧装置、纤维送入装置及控制单元，回转装置包括回转平台、旋转套筒和回转驱动机构，回转平台通过设于其底部的旋转套筒与底座转动配合，回转驱动机构与旋转套筒相连并驱动回转平台水平转动；

支撑驱动装置包括动力机构、链传动机构及托辊，托辊有两个，相对间隔布置在回转平台上方，动力机构设在回转平台上，通过链传动机构驱动两个托辊同步且同向转动；

顶针夹持装置有两个，通过安装座相对设置于回转平台左右两侧，顶针夹持装置均包括立柱、伸缩调节机构和顶针组件，一侧立柱下端与安装座固定相连，另一侧立柱下端通过纵向布置的第一直线驱动组件与安装座可调节固定相连；

伸缩调节机构设于立柱上，顶针组件通过竖向布置的第一直线驱动组件设于伸缩调节机构上；

所述辅助压紧装置位于托辊上方，包括悬臂梁、回转架及压辊，悬臂梁通过竖向布置的第二直线驱动组件设于一侧立柱上，所述压辊有两个，相对间隔布置在回转架底部；

回转架通过横向布置的第二直线驱动组件设在悬臂梁下方，其顶部与横向布置的第二直线驱动组件的执行端转动相连；

纤维送入装置有两个，以轴对称的方式分别设置在回转装置前后两侧，其包括位移驱动机构、安装架、线轴旋转驱动机构、张力检测机构、换向机构，安装架设置在位移驱动机构，底部与位移驱动机构的执行端固定相连；

线轴旋转驱动机构设在安装架上，张力检测机构设在线轴旋转驱动机构的上方，换向机构设置在安装架靠近回转装置的一侧，其上方设有调向辊。

2.根据权利要求1所述的一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，其特征在于，底座上端竖向固定有主轴，旋转套筒的上端与回转平台的底部固定相连成一体，旋转套筒套设在主轴上并与其转动配合；

回转驱动机构包括第一伺服电机、小齿轮和大齿轮，所述大齿轮安装在旋转套筒上，与其同轴布置，小齿轮设置在大齿轮外侧且与其啮合；

第一伺服电机设置底座的一侧，其出输端通过小齿轮驱动旋转套筒转动。

3.根据权利要求1所述的一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，其特征在于，两个所述托辊的辊轴平行布置，通过第一轴承座与回转平台转动配合；

所述链传动机构包括转轴、大链轮和小链轮，转轴设置在压辊下方，且与托辊的辊轴相对平行布置，大链轮设置在转轴上，每个压辊的辊轴上均设有一个小链轮，大链轮通过链条与两个小链轮均相连；

动力机构包括第二伺服电机、主动齿轮和从动齿轮，从动齿轮设置在转轴上，主动齿轮设置在从动齿轮外侧且与其啮合，第二伺服电机安装在回转平台上，其输出端通过主动齿轮驱动转轴转动。

4.根据权利要求1所述的一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，其特征在于，伸缩调节机构包括第一导轨、第一丝杠、第一丝母及第三伺服电机，第一导轨有两个且一上一下横向平行布置，每个第一导轨上均套设有第一导滑块，第一导滑块固定嵌设于立柱上，第一导轨通过第一导滑块与立柱横向滑动配合上；

两个所述第一导轨靠近回转装置的一端均与竖向布置的第一直线驱动组件固定相连，背离回转装置的一端通过连接板固定相连，第三伺服电机设置在连接板上，可驱动第一导轨横向移动。

5.根据权利要求1所述的一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，其特征在于，第一丝母嵌设于立柱上，第一丝杠横向穿过第一丝母并与其螺纹配合，第一丝杠的一端与竖向布置的第一直线驱动组件转动相连，另一端与第三伺服电机的输出端同轴固定相连；

顶针组件包括顶针及顶针座，顶针座安装于竖向布置的第一直线驱动组件的执行端，顶针的一端插入顶针座并与其转动配合。

6.根据权利要求1所述的一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，其特征在于，悬臂梁横向水平布置，其一端与竖向布置的第二直线驱动组件的执行端固定相连，横向布置的第二直线驱动组件固定于悬臂梁底部；

横向布置的第二直线驱动组件的执行端固定有连接架，回转架包括第二轴承座和摆臂支架，所述第二轴承座的顶部通过竖轴与连接架转动相连，底部设有销轴；

摆臂支架有两个，呈八字形布置在第二轴承座下方，摆臂支架上端与销轴转动相连，两个摆臂支架的中部通过弹簧相连，两个压辊分别设置在两个摆臂支架的下端。

7.根据权利要求1所述的一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，其特征在于，所述位移驱动机构包括横梁及三个第三直线驱动组件，其中两个第三直线驱动组件纵向水平且左右对称布置，横梁的左右两端分别与纵向布置的两个第三直线驱动组件的执行端固定相连；

另一个第三直线驱动组件横向安装于横梁顶部，安装架底部与横向布置的第三直线驱动组件的执行端固定相连。

8.根据权利要求7所述的一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，其特征在于，第一、第二、第三直线驱动组件均包括条形安装板、第二导轨、第二导滑块、第二丝杠及第四伺服电机，第二导轨平行间隔布置在条形安装板的一侧，其两端分别通过端座与条形安装板固定相连；

第二导滑块套设在第二导轨上，并与沿第二导轨的长度方向其滑动配合；

第二丝杠设置在条形安装板之间第二导轨，其一端与端座转动配合，第二丝杠上设有第二丝母，第二丝母固定于第二导滑块上，第二丝杠的另一端与第四伺服电机的输出端相连，工作状态下，第二丝杠通过第二丝母驱动第二导滑块沿第二导轨运动。

9.根据权利要求1所述的一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，其特征在于，线轴旋转驱动机构包括支撑辊和第五伺服电机，支撑辊横向水平设置安装架的一侧，支撑辊的端部穿过安装架并与其转动配合；

第五伺服电机设于安装架的另一侧，其输出端与支撑辊的端部相连，可驱动支撑辊转动；

张力检测机构包括张力辊、导辊及张力传感器，所述张力辊通过张力支架设置在支撑辊的上方，导辊有两个，分别设置在张力辊的前上方和后上方，张力传感器设置在张力支架上，且与控制单元通讯相连。

10.根据权利要求1所述的一种异形回转体纤维缠绕成型制造系统，其特征在于，所述换向机构包括换向支架、换向辊、L形连杆及第六伺服电机，所述第六伺服电机设于安装架的一侧，其输出端连接有减速机，减速机的输出轴纵向水平布置；

换向辊有两个，平行间隔设置在换向支架上且与其转动配合，L形连杆的一端与减速机的输出轴同轴固定相连，另一端与换向支架背离换向辊一侧的中部固定相连；

工作状态下，第六伺服电机可驱动换向支架绕减速机的输出轴转动，调节纤维在芯模表面缠绕方向的变换。