專利名稱：基于空間群p*對(duì)稱性的三維編織工藝方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維編織材料的工藝方法，尤其涉及一種基于空間群對(duì)稱性的三維編織材料的工藝方法，同時(shí)，本發(fā)明還涉及基于該三維編織材料的工藝方法的工藝設(shè)備。
背景技術(shù)：
三維編織復(fù)合材料以其優(yōu)異的力學(xué)性能得到航空航天、國(guó)防和醫(yī)療等行業(yè)的廣泛關(guān)注。由于受到加工工藝等因素的制約，三維編織復(fù)合材料的品種過(guò)少、加工效率低和工藝成本高。要獲得綜合性能更好的三維編織復(fù)合材料，急需開(kāi)發(fā)更多的三維編織工藝。目前多數(shù)研究集中在四步法和二步法兩種編織方法，而有關(guān)三維編織方法的預(yù)測(cè)的研究還處于起步階段。

不同的晶格結(jié)構(gòu)的晶體表現(xiàn)出不同的性能，采用晶體對(duì)稱群可以將晶體幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。參照對(duì)稱群的研究方法，對(duì)編織材料的單元幾何結(jié)構(gòu)加以歸納研究，根據(jù)空間點(diǎn)群和空間群描述的對(duì)稱操作推得大量新的三維紗線交叉方法。然而作為新的三維編織材料的工藝可行性和性能研究尚未展開(kāi)。從滿足空間點(diǎn)群3( J為HM符號(hào)記法)，所有對(duì)稱性操作的基礎(chǔ)上推導(dǎo)獲得一種新的紗線交叉幾何結(jié)構(gòu)的單胞。將該單胞放入滿足它的空間點(diǎn)陣即可得到紗線連續(xù)的三維紗線交叉幾何結(jié)構(gòu)。對(duì)于這種新的編織材料，現(xiàn)有的二步法編織、四步法編織及三維多向編織均不適宜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝方法，以提供一種新的三維編織材料，同時(shí)，本發(fā)明還涉及基于該工藝方法的工藝設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于空間群尸了對(duì)稱性的三維編織工藝方法采用如下技術(shù)方案一種基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝方法，該方法包括如下步驟a)先布設(shè)上一組編織紗，各個(gè)編織紗的一端固定，另一端自由，編織紗的自由端對(duì)應(yīng)處于一組正六邊形的頂點(diǎn)上，各個(gè)正六邊形的邊長(zhǎng)相等且對(duì)應(yīng)邊平行，各個(gè)正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個(gè)正六邊形周邊相鄰的各個(gè)正六邊形均分別與該正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上，一個(gè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)多6個(gè)，以每個(gè)正六邊形的每個(gè)邊為一個(gè)邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個(gè)正三角形，處在內(nèi)側(cè)的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)均對(duì)應(yīng)有一個(gè)編織紗，處在外側(cè)的正三角形只有兩個(gè)頂點(diǎn)上對(duì)應(yīng)有編織紗，在外側(cè)的正三角形的第三個(gè)頂點(diǎn)上也分別對(duì)應(yīng)設(shè)置上一根編織紗；b)所有的編織紗對(duì)應(yīng)的所述正三角形的外接圓的圓心均處于一組平行于所述正六邊形的一個(gè)邊的平行線上，每三根編織紗與一個(gè)外接圓對(duì)應(yīng)，與同一個(gè)外接圓對(duì)應(yīng)的三根編織紗的自由端在該外接圓的圓周方向上同向運(yùn)動(dòng)120度，同一個(gè)外接圓對(duì)應(yīng)的同向運(yùn)動(dòng)間歇進(jìn)行，圓心位于相鄰的兩條平行線上的兩個(gè)外接圓對(duì)應(yīng)的同向運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向相反并且交替進(jìn)行。所述正六邊形內(nèi)均對(duì)應(yīng)設(shè)置有一根軸紗，軸紗的兩端均固定。每根軸紗均對(duì)應(yīng)設(shè)置在各自外周的正六邊形的內(nèi)接圓圓心處。本發(fā)明的基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝裝置采用如下技術(shù)方案一種基于空間群對(duì)稱性 的三維編織工藝設(shè)備，包括機(jī)架，機(jī)架上固定設(shè)置有編織盤(pán)以及與編織盤(pán)相對(duì)的用于卷取編織物的卷取裝置，編織盤(pán)上能設(shè)置一組正六邊形，各個(gè)正六邊形的邊長(zhǎng)相等且對(duì)應(yīng)邊平行，各個(gè)正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個(gè)正六邊形周邊相鄰的各個(gè)正六邊形均分別與該正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上，一個(gè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)多6個(gè)，以每個(gè)正六邊形的每個(gè)邊為一個(gè)邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個(gè)正三角形，在所有正三角形的每個(gè)頂點(diǎn)的對(duì)應(yīng)位置處均設(shè)置有一個(gè)中心處于正三角形的頂點(diǎn)位置處的攜紗器，攜紗器的中心位置用于固定編織紗，攜紗器相對(duì)的兩側(cè)具有曲率相同的外凸柱面部分，編織盤(pán)上于每個(gè)正三角形所在位置處均設(shè)有通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在編織盤(pán)上的驅(qū)動(dòng)器，轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在編織盤(pán)的所述正三角形的中心所在位置處，驅(qū)動(dòng)器止轉(zhuǎn)裝配在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，驅(qū)動(dòng)器為外周面均布有三個(gè)內(nèi)凹柱面的槽輪，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)其三個(gè)內(nèi)凹柱面分別與三個(gè)攜紗器的對(duì)應(yīng)柱面部分吻合配合，編織盤(pán)上于各個(gè)驅(qū)動(dòng)器處設(shè)置有槽壁與對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的三個(gè)攜紗器的對(duì)應(yīng)柱面部分均滑動(dòng)限位配合的限位凹槽，攜紗器的兩側(cè)的外凸柱面部分的曲率中心線與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中心線重合，各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上均連接有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸120度間歇單向旋轉(zhuǎn)的使攜紗器在對(duì)應(yīng)的正三角形的外接圓上運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸均位于一組相互平行并平行于所述正六邊形的一個(gè)邊的平行直線上，處于相鄰的兩平行線上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向相反并交替運(yùn)動(dòng)，卷取裝置與編織盤(pán)相對(duì)的端部設(shè)置有固定各根編織紗的固定部件。所述的驅(qū)動(dòng)器上或轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定設(shè)置有下表面與攜紗器的上端面滑動(dòng)配合的圓形蓋板。所述編織盤(pán)上于各個(gè)正六邊形內(nèi)設(shè)置有軸紗固定點(diǎn)。所述軸紗固定點(diǎn)均處于各自外周的正六邊形的內(nèi)接圓的圓心處。所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)曲柄，驅(qū)動(dòng)曲柄通過(guò)主連桿連接有第一搖桿，第一搖桿通過(guò)副連桿連接有與第一搖桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同的第二搖桿，第一搖桿與第二搖桿的轉(zhuǎn)動(dòng)中心處分別轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有第一棘輪棘齒結(jié)構(gòu)和第二棘輪棘齒結(jié)構(gòu)，第一搖桿上鉸接有自由端與第一棘輪棘齒結(jié)構(gòu)的第一棘輪的輪齒單向推壓配合的第一推動(dòng)齒，第一推動(dòng)齒與第一搖桿之間具有使第一推動(dòng)齒彈性壓在棘輪上的拉簧或扭簧，第二搖桿上鉸接有自由端與第二棘輪棘齒結(jié)構(gòu)的第二棘輪的輪齒單向推壓配合的第二推動(dòng)齒，第二推動(dòng)齒與第二搖桿之間具有使第二推動(dòng)齒彈性壓在棘輪上拉簧或扭簧，第一棘輪與第二棘輪的轉(zhuǎn)向相反，第一棘輪與第二棘輪上分別對(duì)應(yīng)鉸接有第一連桿與第二連桿，第一連桿與第二連桿為上下疊放的板狀連桿，在板狀連桿上均有將其分割為一組肋條的矩形槽，第一連桿的肋條上鉸接有與一個(gè)轉(zhuǎn)向的所有驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)中心處對(duì)應(yīng)止轉(zhuǎn)裝配的一組第一從動(dòng)曲柄，第二連桿的肋條上鉸接有與另一個(gè)轉(zhuǎn)向的所有驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)中心處對(duì)應(yīng)止轉(zhuǎn)裝配的一組第二從動(dòng)曲柄。所述卷取裝置通過(guò)一成型板設(shè)置固定部件，各個(gè)固定部件均設(shè)置在成型板的與編織盤(pán)相對(duì)的表面上，成型的另一表面上固定設(shè)置有鋼絲繩，鋼絲繩的另一端卷設(shè)在由卷取電機(jī)驅(qū)動(dòng)的卷?yè)P(yáng)筒上，所述卷?yè)P(yáng)筒轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在機(jī)架上，所述卷取電機(jī)固定安裝在機(jī)架上。所述的攜紗器的兩端也為曲率相同的外凸柱面部分，攜紗器的四部分外凸柱面部分平滑過(guò)渡連接。本發(fā)明的工藝方法的步驟中首先布設(shè)上一組編織紗，各個(gè)編織紗的一端固定，另一端自由，編織紗的自由端對(duì)應(yīng)處于一組正六邊形的頂點(diǎn)上，各個(gè)正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個(gè)正六邊形周邊相鄰的各個(gè)正六邊形均分別與該正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上，一個(gè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形·上的正六邊形的個(gè)數(shù)多6個(gè)，以每個(gè)正六邊形的每個(gè)邊為一個(gè)邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個(gè)正三角形，處在內(nèi)側(cè)的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)均對(duì)應(yīng)有一個(gè)編織紗，處在外側(cè)的正三角形只有兩個(gè)頂點(diǎn)上對(duì)應(yīng)有編織紗，在外側(cè)的正三角形的第三個(gè)頂點(diǎn)上也分別對(duì)應(yīng)設(shè)置上一根編織紗。所有的編織紗對(duì)應(yīng)的正三角形的外接圓的圓心均處于一組均平行于所述正六邊形的一個(gè)邊的平行線上，每三根編織紗與一個(gè)外接圓對(duì)應(yīng)，在編織時(shí)，與同一個(gè)外接圓對(duì)應(yīng)的三根編織紗的自由端在該外接圓的圓周方向上同向運(yùn)動(dòng)120度，也就是說(shuō)，三根編織紗中的一個(gè)在圓周方向上移至相鄰的一根編織紗處，而與之相鄰的這根編織紗則沿著與其相同的方向移到第三根編織紗所在的位置處，第三根編織紗則沿著與前兩根編織紗相同的運(yùn)動(dòng)方向移至第一根編織紗原來(lái)所在的位置處，在這三根編織紗運(yùn)動(dòng)時(shí)，三者可同時(shí)運(yùn)動(dòng)，也可不同時(shí)運(yùn)動(dòng)。對(duì)應(yīng)于每個(gè)外接圓的同向運(yùn)動(dòng)都是一直間歇進(jìn)行，也就是說(shuō)，一個(gè)外接圓上進(jìn)行了一次同向運(yùn)動(dòng)后會(huì)停一段時(shí)間再進(jìn)行下一次運(yùn)動(dòng)，一個(gè)外接圓上的同向運(yùn)動(dòng)的方向也一直不變。圓心位于相鄰的兩條平行線的外接圓上的運(yùn)動(dòng)交替進(jìn)行并且運(yùn)動(dòng)方向相反，也就是說(shuō)，一個(gè)外接圓上的運(yùn)動(dòng)結(jié)束后會(huì)停一段時(shí)間，在停的這段時(shí)間內(nèi)，處在與這個(gè)外接圓的圓心所在的平行線相鄰的平行線上的外接圓上的運(yùn)動(dòng)開(kāi)始進(jìn)行，當(dāng)所有的編織紗均運(yùn)動(dòng)一次后即織出一層織物。提供了能編織出一種基于空間群尸了對(duì)稱性的三維編織物的編織方法，使得這種編織物的編織成為可能。同時(shí)本發(fā)明提供的工藝設(shè)備實(shí)踐了上述編織方法，使得這種編織物可以機(jī)械化生產(chǎn)。


圖I是本發(fā)明的工藝方法的編織紗的布置圖；圖2是本發(fā)明的工藝方法的編織紗與軸紗的布置圖；圖3是本發(fā)明的工藝方法的編織紗運(yùn)動(dòng)的原理圖；圖4是本發(fā)明的工藝設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的左視圖；圖6是圖4的俯視圖；圖7是圖4中的A-A視圖；圖8是圖4中的編織盤(pán)的主視圖9是圖8的左視圖；圖10是圖8的俯視圖；圖11是驅(qū)動(dòng)器組件在編織盤(pán)上的裝配示意圖；圖12是圖4中的驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是圖12的俯視圖；圖14是圖13的仰視圖；圖15是圖12中棘輪驅(qū)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16是圖15的左視圖； 圖17是圖15的俯視圖。
具體實(shí)施例方式—種基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝方法的實(shí)施例，在圖I 3中，該方法包括如下步驟a)如圖I所示，先布設(shè)上一組編織紗103，各個(gè)編織紗103的一端固定，另一端自由，編織紗103的自由端對(duì)應(yīng)處于一組正六邊形的頂點(diǎn)上，這些正六邊形的邊長(zhǎng)均相等，并且這些正六邊形的對(duì)應(yīng)邊均平行，所有正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，每一個(gè)正六邊形周邊相鄰的各個(gè)正六邊形均分別與該正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)。也就是說(shuō)，處于一個(gè)正六邊形外周并與該正六邊形相鄰的正六邊形均與這個(gè)正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)。這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形108上，一個(gè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)多6個(gè)，由圖I我們可以知道，處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108上具有12個(gè)正六邊形，與最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108相鄰的外側(cè)的設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)為18，如果最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形為第一層設(shè)置正六邊形，對(duì)應(yīng)整數(shù)1，而與最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形I相鄰的外側(cè)的設(shè)置正六邊形為第二層設(shè)置正六邊形，對(duì)應(yīng)整數(shù)2，依次類推，第K層設(shè)置正六變形上的正六邊形的個(gè)數(shù)就為2(K+2)+2(K+l)+2K，由此也可以得出相鄰的內(nèi)外層設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)相差6個(gè)。這個(gè)數(shù)字規(guī)律是一種客觀存在，在各個(gè)正六邊形滿足內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，每一個(gè)正六邊形周邊相鄰的各個(gè)正六邊形均分別與該正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)，并且這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上時(shí)，這個(gè)數(shù)字規(guī)律就存在。在本實(shí)施例中處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108上具有12個(gè)正六邊形，在其他實(shí)施例中，處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)也可以是18個(gè)、24個(gè)或是30個(gè)，這取決于所需織物內(nèi)側(cè)的空洞大小。以每個(gè)正六邊形的每個(gè)邊為一個(gè)邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外則均能設(shè)置一個(gè)正三角形，上述這組編織紗中所有的編織紗均處在這些正三角形的頂點(diǎn)上，這些正三角形中有些處于內(nèi)側(cè)，處于內(nèi)側(cè)的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)分別具有一個(gè)編織紗，有些正三角形處于外偵牝處于外側(cè)的正三角形只有兩個(gè)頂點(diǎn)上具有編織紗，第三個(gè)頂點(diǎn)沒(méi)有編織紗，也就是說(shuō)，三個(gè)頂點(diǎn)均是正六邊形的頂點(diǎn)的正三角形為處于內(nèi)側(cè)的正三角形，只有兩個(gè)頂點(diǎn)是正六邊形的頂點(diǎn)的正三角形是處于外側(cè)的正三角形。在這些處于外側(cè)的正三角形的第三個(gè)頂點(diǎn)上也均設(shè)置上一根編織紗。上面所說(shuō)的正三角形會(huì)重合，也就是說(shuō)，在以不同的正六邊形的邊向外設(shè)置正三角形時(shí)，會(huì)有一些正三角形重合在一起，事實(shí)上，處于內(nèi)側(cè)的正三角形均是重合的。如圖2所示，在圖示中的每個(gè)正六邊形內(nèi)均布設(shè)上一根軸紗104，各根軸紗104的兩端均固定，軸紗的一端與編織紗的固定端固定在一起，軸紗的另一端固定在各根編織紗的自由端所在的平面上。b)如圖3所示，每根編織紗均處在上述正三角形的頂點(diǎn)上，過(guò)這些正三角形105的三個(gè)頂點(diǎn)均能設(shè)置一個(gè)外接圓106，這些外接圓106的圓心均位于一組相互平行的平行線107上，這些平行線107均平行于上述正六邊形的相應(yīng)邊。在編織時(shí)，處于同一個(gè)外接圓上的三根編織紗在圓周方向上同向運(yùn)動(dòng)120度，也就是說(shuō)，三根編織紗中的一個(gè)在圓周方向上移至相鄰的一根編織紗處，而與之相鄰的這根編織紗則沿著與其相同的方向移到第三根編織紗所在的位置處，第三根編織紗則沿著與前兩根編織紗相同的方向移至第一根編織紗原來(lái)所在的位置處，在這三根編織紗運(yùn)動(dòng)時(shí)，三者可同時(shí)運(yùn)動(dòng)，也可不同時(shí)運(yùn)動(dòng)。外接圓上的同向運(yùn)動(dòng)一直間歇進(jìn)行，也就是說(shuō)，一個(gè)外接圓上進(jìn)行了一次同向運(yùn)動(dòng)后會(huì)停一段時(shí)間再進(jìn)行下一次運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)編織過(guò)程中，一個(gè)外接圓上的同向運(yùn)動(dòng)的方向一直不變。圓心位 于相鄰的兩條平行線上的外接圓上運(yùn)動(dòng)交替進(jìn)行并且運(yùn)動(dòng)方向相反，也就是說(shuō)，一個(gè)外接圓上的運(yùn)動(dòng)結(jié)束后會(huì)停一段時(shí)間，在停的這段時(shí)間內(nèi)，處在與這個(gè)外接圓的圓心所在的平行線相鄰的平行線上的外接圓上的運(yùn)動(dòng)開(kāi)始進(jìn)行，當(dāng)所有的編織紗均運(yùn)動(dòng)一次后即織出一層織物。由于每一根軸紗在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都具有同時(shí)屬于兩個(gè)處于相鄰的兩個(gè)平行線上的外接圓上的時(shí)候，因此在編織過(guò)程中編織紗會(huì)在不同的外接圓上運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例中的軸紗處在所述的正六邊形的中心位置，在這里，軸紗的位置不僅僅局限于正六邊形的中心處，軸紗只要設(shè)置在正六邊形內(nèi)即可。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可以不設(shè)置軸紗，這時(shí)織出來(lái)的編織物中具有一些孔洞。一種基于空間群Pf對(duì)稱性的三維編織工藝設(shè)備的實(shí)施例，在圖4 17中，結(jié)合圖I 3，該編織工藝設(shè)備包括機(jī)架8，機(jī)架8上固定設(shè)置有編織盤(pán)12。在編織盤(pán)12上能設(shè)置一組正六邊形，各個(gè)正六邊形的邊長(zhǎng)相等且對(duì)應(yīng)邊平行，各個(gè)正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個(gè)正六邊形周邊相鄰的各個(gè)正六邊形均分別與該正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)，也就是說(shuō)，處于一個(gè)正六邊形外周并與該正六邊形相鄰的正六邊形與這個(gè)正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)。結(jié)合圖1，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形108上，一個(gè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)多6個(gè)，由圖I我們可以知道，處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108上具有12個(gè)正六邊形,與最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108相鄰的外側(cè)的設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)為18，如果最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形為第一層設(shè)置正六邊形，對(duì)應(yīng)整數(shù)1，而與最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形I相鄰的外側(cè)的設(shè)置正六邊形為第二層設(shè)置正六邊形，對(duì)應(yīng)整數(shù)2，依次類推，第K層設(shè)置整流變形上的正六邊形的個(gè)數(shù)就為2 (K+2) +2 (K+l) +2K，由此也可以得出相鄰的內(nèi)外層設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)相差6個(gè)。這個(gè)數(shù)字規(guī)律是一種客觀存在，在各個(gè)正六邊形滿足內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，每一個(gè)正六邊形周邊相鄰的各個(gè)正六邊形均分別與該正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)，并且這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上時(shí)，這個(gè)數(shù)字規(guī)律就存在。在本實(shí)施例中處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形108上具有12個(gè)正六邊形，在其他實(shí)施例中，處于最內(nèi)側(cè)的設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)也可以是18個(gè)、24個(gè)或是30個(gè)，這取決于所需織物內(nèi)側(cè)的空洞大小。以每個(gè)正六邊形的每個(gè)邊為一個(gè)邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外則均能設(shè)置一個(gè)正三角形，在所有正三角形的每個(gè)頂點(diǎn)的對(duì)應(yīng)位置處均設(shè)置有一個(gè)中心處于正三角形的頂點(diǎn)位置處的攜紗器，攜紗器29的中心部位處在正三角形的頂點(diǎn)處，攜紗器29的中心部位用于固定編織紗，在攜紗器用于固定編織紗的中心位置處設(shè)置有固定編織紗的鉤子27，所有攜紗器29均位于上述正三角形的頂點(diǎn)處，攜紗器的中心位置與上述正三角形的頂點(diǎn)重合。攜紗器29為橫截面為四段兩兩曲率半徑相同的弧形組成的長(zhǎng)圓形，攜紗器29為長(zhǎng)圓形的扁片體，具有四部分兩兩曲率半徑相同的外凸柱面部分，這四部分柱面部分平滑過(guò)渡。攜紗器兩側(cè)的柱面部分的曲率半徑大于其兩端的柱面部分的曲率半徑。在所述正三角形所在位置處轉(zhuǎn)動(dòng)裝配有驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器均通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸25轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在編織盤(pán)12上。驅(qū)動(dòng)器28在整體上 呈圓柱狀，在驅(qū)動(dòng)器28為外周面上設(shè)置有三個(gè)內(nèi)凹柱面的槽輪，驅(qū)動(dòng)器位于上述正三角形處，其轉(zhuǎn)動(dòng)軸25位于該正三角形的中心處，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)其三個(gè)內(nèi)凹柱面分別與其所在正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處所設(shè)的三個(gè)攜紗器的柱面部分貼合，驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)凹柱面的曲率中心線與攜紗器的與其對(duì)應(yīng)的側(cè)面的曲率中心線重合，而攜紗器的側(cè)面的曲率中心線與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸25的中心線重合。在編織盤(pán)12上設(shè)置有以驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸25的中心軸線為中心軸線的圓形的限位凹槽，也可以說(shuō)成是盲孔，限位凹槽的槽壁與攜紗器的對(duì)應(yīng)側(cè)面滑動(dòng)配合。由于每個(gè)攜紗器都同時(shí)與兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器配合，這樣，攜紗器的兩個(gè)側(cè)面分別與一個(gè)限位凹槽配合，也就是說(shuō)這兩個(gè)限位凹槽是連通的，在工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)自身的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)攜紗器在編織盤(pán)12的限位凹槽內(nèi)滑動(dòng)并在不同的限位凹槽之間移動(dòng)。在各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸25上均固定設(shè)置有一個(gè)圓形蓋板30，圓形蓋板30的下表面與攜紗器的上端面滑動(dòng)配
八
口 o在編織盤(pán)12上的上述正六邊形的中心位置處為軸紗固定點(diǎn)，在軸紗固定點(diǎn)上固定設(shè)置有軸紗桿26，軸紗桿26用于固定軸紗。各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸25均位于一組相互平行的直線上，這組直線均平行于軸紗桿所在正六邊形的兩個(gè)邊，處于相鄰的直線上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸25的轉(zhuǎn)向相反并交替運(yùn)動(dòng)。各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸25上均連接有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸25進(jìn)行120度間歇旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)17，電機(jī)17通過(guò)減速器15、帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)作為曲柄的轉(zhuǎn)盤(pán)18，轉(zhuǎn)盤(pán)18圍繞其幾何中心轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤(pán)18的邊沿上鉸接有主連桿19，主連桿19與第一搖桿20鉸接，轉(zhuǎn)盤(pán)18與主連桿19以及第一搖桿20組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。第一搖桿20的單向行程為120度,且第一搖桿20通過(guò)副連桿21連接有與第一搖桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同的第二搖桿22。也就是說(shuō)，第一搖桿20與第二搖桿22以及副連桿21組成平行四邊形。在第一搖桿20與第二搖桿22的轉(zhuǎn)動(dòng)中心處分別轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有第一棘輪結(jié)構(gòu)24和第二棘輪結(jié)構(gòu)23，第一棘輪與第二棘輪的轉(zhuǎn)向相反，兩棘輪分別由各自對(duì)應(yīng)的搖桿驅(qū)動(dòng)。第一搖桿上鉸接有第一驅(qū)動(dòng)齒13，第二搖桿上鉸接有第二驅(qū)動(dòng)齒14，第一驅(qū)動(dòng)齒與第二驅(qū)動(dòng)齒的結(jié)構(gòu)相同，兩驅(qū)動(dòng)齒與各自對(duì)應(yīng)的搖桿之間設(shè)置有拉簧，拉簧使得兩驅(qū)動(dòng)齒的自由端分別壓在各自對(duì)應(yīng)的棘輪上，兩驅(qū)動(dòng)齒的自由端始終與各個(gè)對(duì)應(yīng)的棘輪的輪齒推壓配合。兩驅(qū)動(dòng)齒分別設(shè)置在對(duì)應(yīng)的搖桿的相反側(cè)，分別驅(qū)動(dòng)棘輪反向運(yùn)動(dòng)。第一棘輪與第二棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸25上分別裝配有通過(guò)鍵配合連接的曲柄輪，兩個(gè)曲柄輪端面上分別鉸接第一連桿11與第二連桿9。第一連桿與第二連桿為上下疊放的板狀連桿，在板狀連桿上均有將其分割為一組肋條的矩形槽。第一連桿的肋條上鉸接有與一個(gè)轉(zhuǎn)向相同的所有驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸形成鍵配合的一組第一曲柄輪10，第二連桿的肋條上鉸接有與另一個(gè)轉(zhuǎn)向相同的所有驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸形成鍵配合的一組第二曲柄輪。棘輪軸上的曲柄輪、第一曲柄輪和第二曲柄輪完全相同。機(jī)架上設(shè)置有與編織盤(pán)12相對(duì)的用于卷取編織物的卷取裝置，卷取裝置包括設(shè)置在機(jī)架8上的由卷取電機(jī)I帶動(dòng)的卷?yè)P(yáng)筒，卷取電機(jī)I通過(guò)其輸出軸將動(dòng)力傳遞給帶傳動(dòng)裝置2，帶傳動(dòng)裝置2的從動(dòng)帶輪3與卷?yè)P(yáng)筒止轉(zhuǎn)傳動(dòng)。卷?yè)P(yáng)筒上卷設(shè)有鋼絲4，鋼絲4繞過(guò)支撐架5的另一端通過(guò)固定鉤6固定有用于與編織物固連的成型板7，編織紗與軸紗均固定在成型板7的表面上。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器整體呈圓柱形，在驅(qū)動(dòng)器的外周面上均勻地設(shè)置有三個(gè)內(nèi) 凹的柱面，攜紗器通過(guò)其外凸柱面狀的側(cè)面的吻合緊貼在驅(qū)動(dòng)器上，驅(qū)動(dòng)器的外周面與攜紗器的另一個(gè)側(cè)面重合，攜紗器的另一個(gè)側(cè)面吻合緊貼在另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)凹柱面上。限位凹槽的直徑也就與驅(qū)動(dòng)器的外周面直徑相等，也就是說(shuō)，驅(qū)動(dòng)器剛好吻合設(shè)置在限位凹槽內(nèi)。當(dāng)然，驅(qū)動(dòng)器的外周面的直徑也可以小一些，只要能驅(qū)動(dòng)攜紗器運(yùn)動(dòng)就可以了。上述實(shí)施例中設(shè)置了軸紗桿，當(dāng)不使用軸紗時(shí)，也就不用設(shè)置軸紗桿了。在使用時(shí)候，軸紗桿與編織紗的一端分別固定在軸紗桿與攜紗器上，另一端則一起固定在成型板7上。上述技術(shù)方案中的驅(qū)動(dòng)裝置還可以是齒輪傳動(dòng)裝置或蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置。上述技術(shù)方案中設(shè)置在第一驅(qū)動(dòng)齒與第一連桿之間的拉簧也可以由設(shè)置在第一驅(qū)動(dòng)齒與第一連桿的鉸接軸上的扭簧代替，同樣，設(shè)置在第二驅(qū)動(dòng)齒與第二連桿之間的拉簧也可以由設(shè)置在第二驅(qū)動(dòng)齒與第二連桿的鉸接軸上的扭簧代替。
權(quán)利要求
1.一種基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝方法，其特征在于該方法包括如下步驟 a)先布設(shè)上一組編織紗，各個(gè)編織紗的一端固定，另一端自由，編織紗的自由端對(duì)應(yīng)處于一組正六邊形的頂點(diǎn)上，各個(gè)正六邊形的邊長(zhǎng)相等且對(duì)應(yīng)邊平行，各個(gè)正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個(gè)正六邊形周邊相鄰的各個(gè)正六邊形均分別與該正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上，一個(gè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)多6個(gè)，以每個(gè)正六邊形的每個(gè)邊為一個(gè)邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個(gè)正三角形，處在內(nèi)側(cè)的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)均對(duì)應(yīng)有一個(gè)編織紗，處在外側(cè)的正三角形只有兩個(gè)頂點(diǎn)上對(duì)應(yīng)有編織紗，在外側(cè)的正三角形的第三個(gè)頂點(diǎn)上也分別對(duì)應(yīng)設(shè)置上一根編織紗； b)所有的編織紗對(duì)應(yīng)的所述正三角形的外接圓的圓心均處于一組平行于所述正六邊 形的一個(gè)邊的平行線上，每三根編織紗與一個(gè)外接圓對(duì)應(yīng)，與同一個(gè)外接圓對(duì)應(yīng)的三根編織紗的自由端在該外接圓的圓周方向上同向運(yùn)動(dòng)120度，同一個(gè)外接圓對(duì)應(yīng)的同向運(yùn)動(dòng)間歇進(jìn)行，圓心位于相鄰的兩條平行線上的兩個(gè)外接圓對(duì)應(yīng)的同向運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向相反并且交替進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝方法，其特征在于所述正六邊形內(nèi)均對(duì)應(yīng)設(shè)置有一根軸紗，軸紗的兩端均固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝方法，其特征在于每根軸紗均對(duì)應(yīng)設(shè)置在各自外周的正六邊形的內(nèi)接圓圓心處。
4.一種基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于包括機(jī)架，機(jī)架上固定設(shè)置有編織盤(pán)以及與編織盤(pán)相對(duì)的用于卷取編織物的卷取裝置，編織盤(pán)上能設(shè)置一組正六邊形，各個(gè)正六邊形的邊長(zhǎng)相等且對(duì)應(yīng)邊平行，各個(gè)正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組等距的平行線上，一個(gè)正六邊形周邊相鄰的各個(gè)正六邊形均分別與該正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)，這組正六邊形的內(nèi)接圓圓心還均處在一組內(nèi)接圓圓心重合的設(shè)置正六邊形上，一個(gè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)比與該設(shè)置正六邊形相鄰的內(nèi)側(cè)設(shè)置正六邊形上的正六邊形的個(gè)數(shù)多6個(gè)，以每個(gè)正六邊形的每個(gè)邊為一個(gè)邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個(gè)正三角形，在所有正三角形的每個(gè)頂點(diǎn)的對(duì)應(yīng)位置處均設(shè)置有一個(gè)中心處于正三角形的頂點(diǎn)位置處的攜紗器，攜紗器的中心位置用于固定編織紗，攜紗器相對(duì)的兩側(cè)具有曲率相同的外凸柱面部分，編織盤(pán)上于每個(gè)正三角形所在位置處均設(shè)有通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在編織盤(pán)上的驅(qū)動(dòng)器，轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在編織盤(pán)的所述正三角形的中心所在位置處，驅(qū)動(dòng)器止轉(zhuǎn)裝配在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，驅(qū)動(dòng)器為外周面均布有三個(gè)內(nèi)凹柱面的槽輪，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)其三個(gè)內(nèi)凹柱面分別與三個(gè)攜紗器的對(duì)應(yīng)柱面部分吻合配合，編織盤(pán)上于各個(gè)驅(qū)動(dòng)器處設(shè)置有槽壁與對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的三個(gè)攜紗器的對(duì)應(yīng)柱面部分均滑動(dòng)限位配合的限位凹槽，攜紗器的兩側(cè)的外凸柱面部分的曲率中心線與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中心線重合，各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上均連接有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸120度間歇單向旋轉(zhuǎn)的使攜紗器在對(duì)應(yīng)的正三角形的外接圓上運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸均位于一組相互平行并平行于所述正六邊形的一個(gè)邊的平行直線上，處于相鄰的兩平行線上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向相反并交替運(yùn)動(dòng)，卷取裝置與編織盤(pán)相對(duì)的端部設(shè)置有固定各根編織紗的固定部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)器上或轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定設(shè)置有下表面與攜紗器的上端面滑動(dòng)配合的圓形蓋板。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于空間群尸了對(duì)稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述編織盤(pán)上于各個(gè)正六邊形內(nèi)設(shè)置有軸紗固定點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述軸紗固定點(diǎn)均處于各自外周的正六邊形的內(nèi)接圓的圓心處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)曲柄，驅(qū)動(dòng)曲柄通過(guò)主連桿連接有第一搖桿，第一搖桿通過(guò)副連桿連接有與第一搖桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同的第二搖桿，第一搖桿與第二搖桿的轉(zhuǎn)動(dòng)中心處分別轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有第一棘輪棘齒結(jié)構(gòu)和第二棘輪棘齒結(jié)構(gòu)，第一搖桿上鉸接有自由端與第一棘輪棘齒結(jié)構(gòu)的第一棘輪的輪齒單向推壓配合的第一推動(dòng)齒，第一推動(dòng)齒與第一搖桿 之間具有使第一推動(dòng)齒彈性壓在棘輪上的拉簧或扭簧，第二搖桿上鉸接有自由端與第二棘輪棘齒結(jié)構(gòu)的第二棘輪的輪齒單向推壓配合的第二推動(dòng)齒，第二推動(dòng)齒與第二搖桿之間具有使第二推動(dòng)齒彈性壓在棘輪上拉簧或扭簧，第一棘輪與第二棘輪的轉(zhuǎn)向相反，第一棘輪與第二棘輪上分別對(duì)應(yīng)鉸接有第一連桿與第二連桿，第一連桿與第二連桿為上下疊放的板狀連桿，在板狀連桿上均有將其分割為一組肋條的矩形槽，第一連桿的肋條上鉸接有與一個(gè)轉(zhuǎn)向的所有驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)中心處對(duì)應(yīng)止轉(zhuǎn)裝配的一組第一從動(dòng)曲柄，第二連桿的肋條上鉸接有與另一個(gè)轉(zhuǎn)向的所有驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)中心處對(duì)應(yīng)止轉(zhuǎn)裝配的一組第二從動(dòng)曲柄。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述卷取裝置通過(guò)一成型板設(shè)置固定部件，各個(gè)固定部件均設(shè)置在成型板的與編織盤(pán)相對(duì)的表面上，成型的另一表面上固定設(shè)置有鋼絲繩，鋼絲繩的另一端卷設(shè)在由卷取電機(jī)驅(qū)動(dòng)的卷?yè)P(yáng)筒上，所述卷?yè)P(yáng)筒轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在機(jī)架上，所述卷取電機(jī)固定安裝在機(jī)架上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝設(shè)備，其特征在于所述的攜紗器的兩端也為曲率相同的外凸柱面部分，攜紗器的四部分外凸柱面部分平滑過(guò)渡連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于空間群對(duì)稱性的三維編織工藝方法及設(shè)備，其工藝方法是先布設(shè)上一組一端固定一端自由的編織紗，編織紗的自由端對(duì)應(yīng)處于一組整體呈板狀的正六邊形的頂點(diǎn)上，各個(gè)正六邊形的內(nèi)接圓圓心均處于一組平行線上，一個(gè)正六邊形周邊相鄰的各個(gè)正六邊形均分別與該正六邊形共用一個(gè)頂點(diǎn)，以每個(gè)正六邊形的每個(gè)邊為一個(gè)邊向?qū)?yīng)的正六邊形的外側(cè)均能設(shè)置一個(gè)正三角形，處在外側(cè)的正三角形只有兩個(gè)頂點(diǎn)上對(duì)應(yīng)有編織紗，在外側(cè)的正三角形的第三個(gè)頂點(diǎn)上也分別對(duì)應(yīng)設(shè)置上一根編織紗，上述正三角形的外接圓的圓心均處在一組相互平行的直線上，編織時(shí)，外接圓上的編織紗同向120度運(yùn)動(dòng)，處于相鄰直線上的外接圓上的運(yùn)動(dòng)方向相反并交替進(jìn)行。
文檔編號(hào)D04C1/06GK102747535SQ201210011698
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月15日
發(fā)明者李凱, 許創(chuàng), 馬文鎖 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)