“三維紡織復合材料單面縫合系統機構設計”項目通過天津市科委驗收

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“三維紡織復合材料單面縫合系統機構設計”項目通過天津市科委驗收

由天津工業大學岳建鋒副教授主持完成的天津市應用基礎及前沿技術研究計劃項目“三維紡織復合材料單面縫合系統機構設計”于2013年8月16日通過市科委組織的專家驗收.

為了在紡織復合材料加工領域實現對復雜異形件的縫合，該項目設計了一臺單邊縫合機.在一個引線針的基礎上，增加一個鉤線針，取代了傳統縫紉機械安置在被縫件底部的鉤線機構，由兩針配合在被縫件的一個表面完成OSS線跡的單邊縫合.采用復數矢量法結合分析軟件，對鉤線機構、刺料機構和挑線機構進行運動學分析和計算，研究了機構運動的位移、軌跡等特點，并對單面縫合機構進行了速度、加速度等分析，其結果表明各傳動構件的運動變化規律能夠滿足工作要求.針對單邊縫合機初始設計模型中的設備外形、傳動路線及鉤線機構進行結構優化，對引線及鉤線機構進行可調節性設計，實現了縫合參數的連續調節.針對單邊縫合機械手中各機構在時間上的動作配合關系進行了設計與規劃，并利用仿真軟件對各機構的位移進行了分析，為設備在工作中的調試并形成預期理想的線跡提供了理論依據.選取虛擬樣機軟件Pro/e研究各部分機構的建模方法，建立了單邊縫合機總體三維模型，對單邊縫合機進行了運動仿真分析，在仿真軟件環境中驗證了機構設計的合理性.對單邊縫合機的驅動方案及主要的零部件進行了分析對比與選擇，確定了齒輪、帶輪及軸承等主要零部件的型號及參數.對單邊縫合設備的整體樣機進行加工制造，并將設備樣機安裝在六自由度工業機械手上進行了縫合實驗，采用多股尼龍材料作為縫線，并分別以玻璃纖維及碳纖維復合材料做為縫料，得到了預期的單邊縫合OSS線跡.

（科技處郭建輝）