本發(fā)明屬于編織工藝領(lǐng)域,具體地說,涉及一種三維編織工藝及三維織物。
背景技術(shù):
解決再入式的防熱問題是發(fā)展中、遠(yuǎn)程導(dǎo)彈的一項(xiàng)極為重要的技術(shù)。由于燒蝕材料的發(fā)展和應(yīng)用,洲際導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部才有可能再入大氣層命中目標(biāo),載人飛船和航天飛機(jī)才有可能按預(yù)定軌道返回地面。
作為燒蝕材料,要求氣化熱大,熱容量大,絕熱性好,向外界輻射熱量的功能強(qiáng)。近年來,研制成功了許多具有高強(qiáng)度、高彈性模量的纖維,如碳纖維、硼纖維、碳化鋯纖維和氧化鋁纖維,用它們制成的復(fù)合材料是優(yōu)異的燒蝕材料,成為航天飛行器的不破盔甲。燒蝕材料還可用來解決火箭發(fā)動(dòng)機(jī)底部、箱體級(jí)間段、航天飛機(jī)鼻錐、機(jī)翼前緣等部位的防熱問題。
目前,用于燒蝕復(fù)合材料的增強(qiáng)織物主要為三維編織復(fù)合材料,是由三維編織預(yù)制件增強(qiáng)的一種先進(jìn)復(fù)合材料,具有層間性能好、抗燒蝕、燒蝕外形均勻、燒蝕端面平整等優(yōu)點(diǎn),是極為理想的低成本耐高溫材料。其中,部分飛行器的表面燒蝕脫落后要求剩余復(fù)合材料中的增強(qiáng)織物具有完整的織物組織,既不影響飛行器表面美觀,也不影響飛行器本身結(jié)構(gòu)性能,所以,發(fā)展一種新的三維編織工藝十分必要。
有鑒于此特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種三維編織工藝及三維織物,經(jīng)過該工藝編織出的織物在受到燒蝕時(shí),其中一層織物脫落,其他層仍能具有完整的組織,仍然保持完整的交織狀態(tài),不會(huì)影響織物的整體性能。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是:
一種三維編織工藝,所述三維編織工藝在三維編織機(jī)上完成,所述三維編織機(jī)包括編織器和編織站,編織器排列成n行(n+1)列的編織矩陣A,所述編織站設(shè)置在同一行任意相鄰的兩編織器之間,使編織站排列成n階方陣M,編織站繞其軸自轉(zhuǎn)的同時(shí)帶動(dòng)編織器繞編織站轉(zhuǎn)動(dòng),控制編織器的規(guī)律運(yùn)動(dòng)完成編織,包括以下步驟:
步驟1):位于所述方陣M第1列的編織站轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織站兩側(cè)的編織器繞該編織站正轉(zhuǎn)180°后,位于所述方陣M第2列的編織站轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織站兩側(cè)的編織器繞該編織站反轉(zhuǎn)180°,如此再循環(huán)2次后,各編織器回到本步驟的初始位置,完成一個(gè)小循環(huán);然后,第2列與第3列的編織站重復(fù)上述小循環(huán)……直至第(n-1)列和第n列編織站重復(fù)上述小循環(huán)后,各編織器回到本步驟的初始位置,重新形成n行(n+1)列的編織矩陣A;
步驟2):位于n行(n+1)列的編織矩陣A中的各編織器分別繞其相鄰的任意一個(gè)編織站轉(zhuǎn)動(dòng)90°或者270°,使編織器排列為(n+1)行n列的編織矩陣B;
步驟3):位于所述方陣M第1行的編織站轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織站兩側(cè)的編織器繞該編織站正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)180°后,第2行的編織站轉(zhuǎn)動(dòng)方向與第1行的編織站轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,帶動(dòng)編織站兩側(cè)的編織器繞該編織站同向轉(zhuǎn)動(dòng)180°,如此再循環(huán)2次后,各編織器回到本步驟的初始位置,完成一個(gè)小循環(huán);然后,第2行與第3行的編織站重復(fù)上述小循環(huán)……直至第(n-1)行和第n行編織站重復(fù)上述小循環(huán)后,各編織器回到本步驟的初始位置,重新形成的(n+1)行n列的編織矩陣B;
步驟4):步驟3)得到的(n+1)行n列編織矩陣B中的各編織器按照與步驟2)的相同的路徑,轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,旋轉(zhuǎn)角度相同,重新得到步驟1)初始位置的n行(n+1)列的編織矩陣A,完成一個(gè)循環(huán);
步驟5):多次重復(fù)步驟1)-步驟4),完成編織。
所述步驟2)中,各編織器分別繞其相鄰的任意一個(gè)編織站轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)檎D(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。
所述步驟2)中,將方陣M內(nèi)的每個(gè)編織站元素編號(hào)為mi,j,將編織矩陣A的每個(gè)編織器元素編號(hào)為a,其中i,j為正整數(shù),在方陣M中,當(dāng)i=j(luò)時(shí),mi,j帶動(dòng)ai,j和ai,j+1繞mi,j轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)i>j時(shí),mi,j僅帶動(dòng)ai,j繞mi,j轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)i<j時(shí),mi,j僅帶動(dòng)ai,j+1繞mi,j轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述步驟1)中,正轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針或者為逆時(shí)針。
應(yīng)用上述任意一種三維編織工藝制備的三維織物。
采用上述技術(shù)方案后,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:由于采用上述編織工藝,將編織器排成n行(n+1)列編織矩陣A,通過編織站的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)編織器規(guī)律性運(yùn)動(dòng),具體為編織器上攜帶紗線,編織器運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)紗線運(yùn)動(dòng)完成編織,每一行的紗線為一組,每組內(nèi)的紗線按照步驟1)進(jìn)行編織,該步驟完成后形成n層織物,織物的花結(jié)類似辮子,之后按照步驟2)變換紗線位置形成(n+1)行n列編織矩陣B,該過程紗線交錯(cuò),再以每一列的紗線為一組,每組內(nèi)的紗線按照步驟3)進(jìn)行編織,該過程使織物在與步驟1)形成的紗線層垂直方向上延伸出n層,然后將紗線按照步驟4)歸位,如此重復(fù)下去,形成的織物為橫縱交替的多層織物,因此在其中一層織物脫落,保留的其他層仍具有完整的組織,不影響織物的整體性能,而且該工藝容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn),應(yīng)用于再入式航天飛行器、遠(yuǎn)程導(dǎo)彈等的燒蝕復(fù)合材料的制備。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
附圖說明
附圖作為本發(fā)明的一部分,用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步的理解,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明,但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。顯然,下面描述中的附圖僅僅是一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。在附圖中:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例二編織工藝流程示意圖;
圖2是本發(fā)明實(shí)施例四編織工藝流程示意圖;
圖3是本發(fā)明實(shí)施例五中3行4列編織矩陣A變?yōu)?行3列編織矩陣B的編織工藝流程示意圖;
圖4本發(fā)明實(shí)施例五中4行3列編織矩陣B變?yōu)?行4列編織矩陣A的編織工藝流程示意圖;
圖5使本發(fā)明實(shí)施例一的編織工藝制備的織物示意圖。
圖中:1、編織站;2、編織器。
需要說明的是,這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的構(gòu)思范圍,而是通過參考特定實(shí)施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說明本發(fā)明的概念。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明,但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例一:
一種三維編織工藝,所述三維編織工藝在三維編織機(jī)上完成,所述三維編織機(jī)包括編織器和編織站,編織器排列成n行(n+1)列的編織矩陣A,所述編織站設(shè)置在同一行任意相鄰的兩編織器之間,使編織站排列成n階方陣M,編織站繞其軸自轉(zhuǎn)的同時(shí)帶動(dòng)編織器繞編織站轉(zhuǎn)動(dòng),控制編織器的規(guī)律運(yùn)動(dòng)完成編織,其特征在于包括以下步驟:
步驟1):位于所述方陣M第1列的編織站轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織站兩側(cè)的編織器繞該編織站正轉(zhuǎn)180°后,位于所述方陣M第2列的編織站轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織站兩側(cè)的編織器繞該編織站反轉(zhuǎn)180°,如此再循環(huán)2次后,各編織器回到本步驟的初始位置,完成一個(gè)小循環(huán);然后,第2列與第3列的編織站重復(fù)上述小循環(huán)……直至第(n-1)列和第n列編織站重復(fù)上述小循環(huán)后,各編織器回到本步驟的初始位置,重新形成n行(n+1)列的編織矩陣A;
步驟2):位于n行(n+1)列的編織矩陣A中的各編織器分別繞其相鄰的任意一個(gè)編織站正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)90°,使編織器排列為(n+1)行n列的編織矩陣B;
步驟3):位于所述方陣M第1行的編織站轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織站兩側(cè)的編織器繞該編織站正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)180°后,第2行的編織站轉(zhuǎn)動(dòng)方向與第1行的編織站轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,帶動(dòng)編織站兩側(cè)的編織器繞該編織站同向轉(zhuǎn)動(dòng)180°,如此再循環(huán)2次后,各編織器回到本步驟的初始位置,完成一個(gè)小循環(huán);然后,第2行與第3行的編織站重復(fù)上述小循環(huán)……直至第(n-1)行和第n行編織站重復(fù)上述小循環(huán)后,各編織器回到本步驟的初始位置,重新形成的(n+1)行n列的編織矩陣B;
步驟4):步驟3)得到的編織矩陣B按照與步驟2)的路徑相同,方向相反旋轉(zhuǎn)90°,重新得到步驟1)初始位置的n行(n+1)列的編織矩陣A,完成一個(gè)循環(huán);
步驟5):多次重復(fù)步驟1)-步驟4),完成編織。
其中,所述步驟2)中,各編織器轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度遵循占位和避讓原則:任何一個(gè)編織站均在上、下、左、右四個(gè)位置存在四個(gè)空位,每個(gè)空位只允許一個(gè)編織器占位,當(dāng)該位置被一個(gè)編織器占位后,其他編織器則避讓該位置,每個(gè)編制器繞其相鄰的編制站轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行占位。
進(jìn)一步地,每個(gè)編制器繞其相鄰的編制站轉(zhuǎn)動(dòng)90°或者是270°進(jìn)行占位。
更進(jìn)一步地,每個(gè)編制器繞其相鄰的編制站轉(zhuǎn)動(dòng)90°為最優(yōu),因?yàn)樵撟兓^程中編織器行進(jìn)的路線最短,更加節(jié)省編織時(shí)間。
進(jìn)一步地,所述步驟2)中,將方陣M內(nèi)的每個(gè)編織站元素編號(hào)為mi,j,將編織矩陣A的每個(gè)編織器元素編號(hào)為a,其中i,j為正整數(shù),方陣M中編織站m1,1的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和a1,2同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
進(jìn)一步地,所述步驟2)中,在方陣M中,當(dāng)i=j(luò)時(shí),mi,j帶動(dòng)ai,j和ai,j+1繞mi,j轉(zhuǎn)動(dòng)。
更進(jìn)一步地,當(dāng)i=j(luò)時(shí),mi,j的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。
更進(jìn)一步地,當(dāng)i>j時(shí),mi,j僅帶動(dòng)ai,j繞mi,j轉(zhuǎn)動(dòng)。
更進(jìn)一步地,當(dāng)i<j時(shí),mi,j僅帶動(dòng)ai,j+1繞mi,j轉(zhuǎn)動(dòng)。
更進(jìn)一步地,當(dāng)i>j時(shí)和當(dāng)i<j時(shí),mi,j轉(zhuǎn)動(dòng)方向均與當(dāng)i=j(luò)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
其中,所述步驟1)中,正轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針或者為逆時(shí)針。
依照上述方法制備的三維織物具有良好的抵抗燒蝕的性能。
通過編織站的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)編織器規(guī)律性運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)編織器上攜帶紗線規(guī)律運(yùn)動(dòng),編織器運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)紗線運(yùn)動(dòng)完成編織。將編織器排列為成n行(n+1)列的編織矩陣A,每一行的紗線為一組,每組內(nèi)的紗線均按照步驟1)進(jìn)行編織,該步驟完成后形成n層織物,織物的花結(jié)類似辮子,之后按照步驟2)變換紗線位置形成(n+1)行n列矩陣B,該過程紗線交錯(cuò),步驟3)中再以每一列的紗線為一組,每組內(nèi)的紗線按照步驟3)進(jìn)行編織,該過程使織物在與步驟1)形成的紗線層垂直方向上延伸出n層,然后將紗線按照步驟4)歸位,如此重復(fù)下去,形成的織物為橫縱交替的多層織物,因此在其中一層織物脫落,保留的其他層仍具有完整的組織,不影響織物的整體性能,而且該工藝容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn),應(yīng)用于再入式航天飛行器、遠(yuǎn)程導(dǎo)彈等的燒蝕復(fù)合材料的制備
實(shí)施例二:
一種三維編織工藝,所述三維編織工藝在三維編織機(jī)上完成,所述三維編織機(jī)包括編織器和編織站,編織器排列成n行(n+1)列的編織矩陣A,所述編織站設(shè)置在同一行任意相鄰兩編織器之間,使編織站排列成n階方陣M,編織站繞其軸自轉(zhuǎn)帶動(dòng)編織器繞編織站同向轉(zhuǎn)動(dòng),控制編織器的規(guī)律運(yùn)動(dòng)完成編織。
下面以編織站排列成的2階方陣M進(jìn)行說明:
如圖1所示,編織器為6個(gè),紗線的一端與三維編織機(jī)固定,另一端設(shè)置在編織器上,編織站轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)編織器運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)紗線運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)編織,編織器排列成2行3列的編織矩陣A,每一個(gè)編織器進(jìn)行編號(hào)為ai,j(表示為第i行第j列的編織器),編織站設(shè)置在同一行任意相鄰兩編織器之間,編織站排列成的2階方陣M,方陣M內(nèi)的每個(gè)編織站元素編號(hào)為mi,j(表示第i行第j列的編織站),i,j均為正整數(shù),形成如圖1(1)所示的排列方式。
一種三維編織工藝的編織步驟如下:
步驟1):
(1)如圖1(1)所示,位于方陣M的第1列的編織站m1,1和編織站m2,1同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,1繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,1和編織器a1,2交換位置,編織站m2,1繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,1和編織器a2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,1和編織器a2,2交換位置,形成如圖1(2)所示的排列方式;
(2)如圖1(2)所示,位于方陣M的第2列的編織站m1,2和編織站m2,2同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,2繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,1和編織器a1,3交換位置,編織站m2,2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,1和編織器a2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,1和編織器a2,3交換位置,形成如圖1(3)所示的排列方式;
(3)如圖1(3)所示,位于方陣M的第1列的編織站m1,1和編織站m2,1重復(fù)(1)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,1繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織器a1,2和編織器a1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a1,3交換位置,同時(shí)編織站m2,1繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織器a2,2和編織器a2,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a2,3交換位置,形成如圖(4)所示的排列方式;
(4)如圖1(4)所示,位于方陣M的第2列的編織站m1,2和編織站m2,2重復(fù)(2)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a1,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a1,1交換位置,編織站m2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a2,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a2,1交換位置,形成如圖1(5)所示的排列方式;
(5)如圖1(5)所示,位于方陣M的第1列的編織站m1,1和編織站m2,1重復(fù)(1)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)編織器a1,3和編織器a1,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,3和編織器a1,1交換位置,同時(shí)編織站m2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)編織器a2,3和編織器a2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a2,1交換位置,形成如圖(6)所示的排列方式;
(6)如圖1(6)所示,位于方陣M的第2列的編織站m1,2和編織站m2,2重復(fù)(2)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a1,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a1,3交換位置,編織站m2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a2,3交換位置,形成如圖1(7)所示的排列方式,圖1(7)與圖1(1)表示同一個(gè)編織矩陣A,即經(jīng)過上述重復(fù)循環(huán)操作,各編織器回到了步驟1)的初始位置;
步驟2):如圖1(7)所示,位于方陣M主對(duì)角線上的編織站m1,1和編織站m2,2繞軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,編織站m1,1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,2繞編織站m1,1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,使編織器a1,1和編織器a1,2分置m1,1上下兩側(cè),編織站m2,2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a2,3繞編織站m2,2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,使編織器a2,2和編織器a2,3分置編織站m2,2上下兩側(cè);位于方陣M主對(duì)角線兩側(cè)的編織站m2,1和編織站m1,2繞軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,編織站m2,1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)其左側(cè)的編織器a2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°,編織站m1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其右側(cè)的編織器a1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°,使編織器排列成3行2列的編織矩陣B,如圖1(8)所示;
步驟3):
(1)如圖1(8)所示,位于所述方陣M的第1行的編織站m1,1和編織站m1,2同時(shí)繞軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,編織站m1,1轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使a1,1和a1,2交換位置;編織站m1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a1,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a1,3交換位置,形成如圖1(9)所示的排列方式;
(2)如圖1(9)所示,位于所述方陣M的第2行的編織站m2,1和編織站m2,2同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°,編織站m2,1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,1和編織器a2,1交換位置;編織站m2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,3和編織器a1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a1,3交換位置,形成如圖1(10)所示的排列方式;
(3)如圖1(10)所示,位于所述方陣M的第1行的編織站m1,1和編織站m1,2重復(fù)該步驟中(1)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a2,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a2,1交換位置;編織站m1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a2,3交換位置,形成如圖1(11)所示的排列方式;
(4)如圖1(11)所示,位于所述方陣M的第2行的編織站m2,1和編織站m2,2重復(fù)該步驟中(2)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,1和編織器a1,2交換位置;編織站m2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,3和編織器a2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,3和編織器a2,2交換位置,形成如圖1(12)所示的排列方式;
(5)如圖1(12)所示,位于所述方陣M的第1行的編織站m1,1和編織站m1,2重復(fù)該步驟中(1)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,1和編織器a1,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,1和編織器a1,1交換位置;編織站m1,2順時(shí)針帶動(dòng)180°使其兩側(cè)的編織器a1,3和編織器a2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,3和編織器a2,3交換位置,形成如圖1(13)所示的排列方式;
(6)如圖1(13)所示,位于所述方陣M的第2行的編織站m2,1和編織站m2,2重復(fù)該步驟中(2)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m2,1轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a2,1交換位置;同時(shí)編織站m2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,3和編織器a2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a2,2交換位置,形成如圖1(14)所示的排列方式,此時(shí)各編織器均回到該步驟的初始位置;
步驟4):如圖1(14)所示,步驟4)中的組成方陣M的各編織站的轉(zhuǎn)動(dòng)方向均與步驟2)中相對(duì)應(yīng)的編織站的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,旋轉(zhuǎn)角度相同;即位于方陣M主對(duì)角線上的編織站m1,1和編織站m2,2繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,編織站m1,1帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,2繞編織站m1,1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,使編織器a1,1和編織器a1,2分置m1,1左右兩側(cè),編織站m2,2帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a2,3繞編織站m2,2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,使編織器a2,2和編織器a2,3分置m2,2左右兩側(cè);位于方陣M主對(duì)角線兩側(cè)的編織站m2,1和編織站m1,2繞軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m2,1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)其下側(cè)的編織器a2,1順時(shí)針轉(zhuǎn)90°,使編織器a2,1位于編織站m2,1的左側(cè),編織站m1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其上側(cè)的編織器a1,3順時(shí)針轉(zhuǎn)90°,使編織器a1,3位于編織站m1,2的右側(cè),形成如圖1(15)的排列方式,圖1(15)與圖1(1)各編織器的排列方式相同,各編織器重新回到初始位置,完成一個(gè)循環(huán);
步驟5):重復(fù)步驟1)-步驟4),完成編織形成織物。
編織器為6個(gè),各攜帶一根紡紗,六根紡紗排成2行3列,每一行為一組,通過步驟1),編織形成兩層織物,每層織物中的花結(jié)類似于辮子,然后將6根紡紗按照步驟2)變換位置形成3行2列的編織矩陣,該步驟使相互分離的兩層織物中的紗線交織,之后再以每一列為一組,按照步驟3)進(jìn)行編織,使每一列形成一層織物,共形成兩層,步驟1)與步驟3)形成的織物層相垂直,由于步驟2)使步驟1)與步驟3)中的紗線交織,形成的織物層編織在一起,最后,經(jīng)過步驟4)各紡紗歸位,完成一個(gè)循環(huán),如此循環(huán)下去,編織結(jié)構(gòu)的織物中6根紗線在織物中呈規(guī)律性的交織、分離、交織狀態(tài),當(dāng)其中的一層織物脫落后,另外一層仍具有完整的組織,不影響織物的整體性能,而且該工藝容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn),可應(yīng)用于再入式航天飛行器、遠(yuǎn)程導(dǎo)彈等的燒蝕復(fù)合材料的制備。
如圖5所示,本實(shí)施例中編織工藝制備的織物的結(jié)構(gòu)。
工業(yè)生產(chǎn)中,可以根據(jù)需要進(jìn)行拓展,拓展方式是以編織站為n階方陣的方式向外拓展。
實(shí)施例三:
本實(shí)施例與實(shí)施例二的區(qū)別在于,本實(shí)施例中步驟1)中位于方陣M的第1列的編織站m1,1和編織站m2,1同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),之后各步驟中的編織站轉(zhuǎn)動(dòng)方向均與實(shí)施例二相應(yīng)步驟中的相應(yīng)位置的編織站的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同,完成編織形成與實(shí)施例二結(jié)構(gòu)相同的三維織物。
實(shí)施例四:
一種三維編織工藝,該三維編織工藝在三維編織機(jī)上完成,三維編織機(jī)包括編織器和編織站,編織器排列成n行(n+1)列的編織矩陣A,所述編織站設(shè)置在同一行任意相鄰兩編織器之間,使編織站排列成n階方陣M,編織站繞其軸自轉(zhuǎn)帶動(dòng)編織器繞編織站同向轉(zhuǎn)動(dòng),控制編織器的規(guī)律運(yùn)動(dòng)完成編織。
如圖2所示,編織器為12個(gè),紗線的一端與三維編織機(jī)固定,另一端設(shè)置在編織器上,編織站轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)編織器運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)紗線運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)編織,編織器排列成3行4列的編織矩陣A,每一個(gè)編織器進(jìn)行編號(hào)為ai,j(表示為第i行第j列的編織器),編織站設(shè)置在同一行任意相鄰兩編織器之間,編織站排列成的3階方陣M,方陣M內(nèi)的每個(gè)編織站元素編號(hào)為mi,j(表示第i行第j列的編織站),i,j均為正整數(shù),形成如圖2(1)所示的排列方式。
一種三維編織工藝的編織步驟如下:
步驟1):
方陣M第1列的編織站與方陣M第2列的編織站進(jìn)行下述小循環(huán),步驟如下:
A:方陣M第1列的編織站與方陣M第2列的編織站按照下列方式轉(zhuǎn)動(dòng),步驟如下:
(1)如圖2(1)所示,位于方陣M的第1列的編織站m1,1、編織站m2,1和編織站m3,1同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,1繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,1和編織器a1,2交換位置;編織站m2,1繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,1和編織器a2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,1和編織器a2,2交換位置;編織站m3,1繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,1和編織器a3,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,1和編織器a3,2交換位置,形成如圖2(2)所示的排列方式;
(2)如圖2(2)所示,位于方陣M的第2列的編織站m1,2、編織站m2,2和編織站m3,2同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,2繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,1和編織器a1,3交換位置;編織站m2,2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,1和編織器a2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,1和編織器a2,3交換位置;編織站m3,2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,1和編織器a3,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,1和編織器a3,3交換位置,形成如圖2(3)所示的排列方式;
B:方陣M第1列的編織站與方陣M第2列的編織站第一次重復(fù)上述轉(zhuǎn)動(dòng)操作,步驟如下:
(3)如圖2(3)所示,位于方陣M的第1列的編織站m1,1、編織站m2,1和編織站m3,1重復(fù)(1)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,1繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織器a1,2和編織器a1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a1,3交換位置;同時(shí)編織站m2,1繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織器a2,2和編織器a2,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a2,3交換位置;編織站m3,1繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織器a3,2和編織器a3,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,2和編織器a3,3交換位置,形成如圖2(4)所示的排列方式;
(4)如圖2(4)所示,位于方陣M的第2列的編織站m1,2、編織站m2,2和編織站m3,2重復(fù)(2)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a1,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a1,1交換位置;編織站m2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a2,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a2,1交換位置;編織站m3,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,2和編織器a3,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,2和編織器a3,1交換位置,形成如圖2(5)所示的排列方式;
C:方陣M第1列的編織站與方陣M第2列的編織站第二次重復(fù)上述轉(zhuǎn)動(dòng)操作,具體步驟如下:
(5)如圖2(5)所示,位于方陣M的第1列的編織站m1,1、編織站m2,1和編織站m3,1重復(fù)(1)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)編織器a1,3和編織器a1,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,3和編織器a1,1交換位置;同時(shí)編織站m2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)編織器a2,3和編織器a2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a2,1交換位置;編織站m3,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)編織器a3,3和編織器a3,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,3和編織器a3,1交換位置,形成如圖(6)所示的排列方式;
(6)如圖2(6)所示,位于方陣M的第2列的編織站m1,2、編織站m2,2和編織站m3,2重復(fù)(2)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a1,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a1,3交換位置;編織站m2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a2,3交換位置;編織站m3,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,2和編織器a3,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,2和編織器a3,3交換位置,形成如圖2(7)所示的排列方式,圖2(7)與圖2(1)表示同一個(gè)編織矩陣A,即經(jīng)過上述重復(fù)循環(huán)操作,各編織器回到了步驟1)的初始位置,上述過程為一個(gè)小循環(huán);
方陣M第2列的編織站與方陣M第3列的編織站重復(fù)上述小循環(huán),步驟如下:
A:方陣M第2列的編織站與方陣M第3列的編織站按照下列方式轉(zhuǎn)動(dòng),步驟如下:
(1)如圖2(7)所示,位于方陣M的第2列的編織站m1,2和編織站m2,2和編織站m3,2同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,2繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a1,3交換位置;編織站m2,2繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a2,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a2,3交換位置;編織站m3,2繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,2和編織器a3,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,2和編織器a3,3交換位置,形成如圖2(8)所示的排列方式;
(2)如圖2(8)所示,位于方陣M的第3列的編織站m1,3、編織站m2,3和編織站m3,3同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,3繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a1,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a1,4交換位置;編織站m2,3轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a2,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a2,4交換位置;織站m3,3轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,2和編織器a3,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,2和編織器a3,4交換位置,形成如圖2(9)所示的排列方式;
B:方陣M第2列的編織站與方陣M第3列的編織站第一次重復(fù)上述轉(zhuǎn)動(dòng)操作,步驟如下:
(3)如圖2(9)所示,位于方陣M的第2列的編織站m1,2、編織站m2,2和編織站m3,2重復(fù)(1)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,2繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織器a1,3和編織器a1,4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,3和編織器a1,4交換位置;同時(shí)編織站m2,2繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織器a2,3和編織器a2,4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a2,4交換位置;編織站m3,2繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)編織器a3,3和編織器a3,4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,3和編織器a3,4交換位置,形成如圖(10)所示的排列方式;
(4)如圖2(10)所示,位于方陣M的第3列的編織站m1,3、編織站m2,3和編織站m3,3重復(fù)(2)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,3和編織器a1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,3和編織器a1,2交換位置,編織站m2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,3和編織器a2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a2,2交換位置;編織站m3,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,3和編織器a3,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,3和編織器a3,2交換位置,形成如圖2(11)所示的排列方式;
C:方陣M第2列的編織站與方陣M第3列的編織站第二次重復(fù)上述轉(zhuǎn)動(dòng)操作,步驟如下:
(5)如圖2(11)所示,位于方陣M的第2列的編織站m1,2、編織站m2,2和編織站m3,2重復(fù)(1)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)編織器a1,4和編織器a1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,4和編織器a1,2交換位置;同時(shí)編織站m2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)編織器a2,4和編織器a2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,4和編織器a2,2交換位置,編織站m3,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)編織器a3,4和編織器a3,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,4和編織器a3,2交換位置,形成如圖(12)所示的排列方式;
(6)如圖2(12)所示,位于方陣M的第3列的編織站m1,3、編織站m2,3和編織站m3,3重復(fù)(2)的旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,4和編織器a1,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,4和編織器a1,3交換位置;編織站m2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,3和編織器a2,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a2,4交換位置;編織站m3,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,3和編織器a3,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,3和編織器a3,4交換位置,形成如圖2(13)所示的排列方式,完成上述小循環(huán);得到的圖2(13)與圖2(1)表示同一個(gè)3行4列的編織矩陣A,即經(jīng)過上述重復(fù)循環(huán)操作,各編織器回到了步驟1)的初始位置;
步驟2):由編織器排列而成的3行4列的編織矩陣A變換為4行3列的編織矩陣B
如圖2(13)所示,編織器排列為3行4列的編織矩陣A,編織站m1,1繞軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,2繞編織站m1,1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,使編織器a1,1和編織器a1,2分別位于編織站m1,1的上下兩側(cè),編織站m2,1和編織站m3,1分別繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°分別帶動(dòng)編織器a2,1繞編織站m3,1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,使編織器a2,1和編織器a3,1分別位于編織站m2,1和編織站m3,1的下方;編織站m1,2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°帶動(dòng)編織器a1,3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,使編織器a1,3位于編織站m1,2的上方,編織站m2,2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,帶動(dòng)編織器a2,2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,使編織器a2,2位于編織站m2,2的上方;編織站m3,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,2和編織器a3,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,使編織器a3,2和編織器a3,3分別位于編織站m3,2的上下兩側(cè);編織站m1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,編織器a1,4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,使編織器a1,4位于編織站m1,3的上方,編織站m2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,帶動(dòng)編織器a2,3和編織器a2,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,使編織器a2,3和編織器a2,4分別位于編織站m2,3的上、下兩側(cè);編織站m3,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°帶動(dòng)編織器a3,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,使編織器a3,4位于編織站m3,3的下方,形成如圖2(14)所示的排列方式,經(jīng)上述變換后,3行4列的編織矩陣A變換為4行3列的編織矩陣B;
該步驟的變換需符合占位和避讓原則:任何一個(gè)編織站均在環(huán)繞其四周的上、下、左、右四個(gè)位置存在四個(gè)空位,每個(gè)空位只允許一個(gè)編織器占位,當(dāng)該位置被一個(gè)編織器占位后,其他編織器則避讓該位置,每個(gè)編制器繞其相鄰的編制站轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行占位,以本實(shí)施例的變換以運(yùn)行路徑最短的方案進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),即每個(gè)編制器繞其相鄰的編制站只轉(zhuǎn)動(dòng)90°進(jìn)行占位,解釋如下:
該步驟中,各編織器只能順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°占位,當(dāng)編織站m1,1繞軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,2繞編織站m1,1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,將編織站m1,1上、下兩個(gè)空位占據(jù),之后由于占位和避讓原則,編織器a2,1不能順時(shí)針轉(zhuǎn)90°而只能繞編織站m2,1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,編織器a2,1占據(jù)編織站m2,1下部的空位,同理,編織器a3,1只能繞編織站m3,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,編織器a3,1占據(jù)編織站m3,1下部的空位;位于編織站m1,2上部的空位只能由編織器a1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°或由編織器a1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°占位,但是編織器a1,2已經(jīng)轉(zhuǎn)至編織站m1,1的下部,因此編織站m1,2上部的空位只能由編織器a1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°占位;編織站m1,2下部的空位可以由編織器a2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)90°或由編織器a2,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°,本實(shí)施例中編織器a2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)90°到達(dá)編織站m2,2的上部,(由編織器a2,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°的情況也可以,原則相同為另外的實(shí)施方式),本實(shí)施例中編織站m2,2下部的空位可以由編織器a2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)90°或是由編織器a3,2順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°或由編織器a3,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,編織器a2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)90°為實(shí)施例五,原則相同,在此不做詳述,編織站m3,2上、下兩個(gè)空位只能由編織器a3,2和編織器a3,3占位,因此該位置可以是編織器a3,2和編織器a3,3同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)90°或者同時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°占位;編織站m1,3上部的空位只能由編織器a1,4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°占位,編織站m3,3下部的位置只能由編織器a3,4順時(shí)針轉(zhuǎn)90°占位,編織站m2,3上部和下部的兩個(gè)空位只能由編織器a2,3和編織器a2,4順時(shí)針或者逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°占位。
在上述變換過程中,繞編織站轉(zhuǎn)動(dòng)90°的編織器也可以通過反向轉(zhuǎn)動(dòng)270°到達(dá)目標(biāo)位置,實(shí)現(xiàn)編織矩陣A到編織矩陣B的變化。
步驟3):將步驟2)得到的編織矩陣B進(jìn)行如下操作:
A:方陣M第1行的編織站與方陣M第2行的編織站按照下列方式轉(zhuǎn)動(dòng),步驟如下:
(1)如圖2(14)所示,位于所述方陣M的第1行的編織站m1,1、編織站m1,2和編織站m1,3同時(shí)繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,編織站m1,1轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使a1,1和a1,2交換位置;編織站m1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a1,3交換位置;編織站m1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,4和編織器a2,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,4和編織器a2,3交換位置,形成如圖2(15)所示的排列方式;
(2)如圖2(15)所示,位于所述方陣M的第2行的編織站m2,1、編織站m2,2和編織站m2,3同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°,編織站m2,1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a2,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,1和編織器a2,1交換位置;編織站m2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,3和編織器a3,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,3和編織器a3,2交換位置;編織站m2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,4和編織器a2,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,4和編織器a2,4交換位置,形成如圖2(16)所示的排列方式;
B:方陣M第1行的編織站與方陣M第2行的編織站第一次重復(fù)上述轉(zhuǎn)動(dòng)操作,步驟如下:
(3)如圖2(16)所示,位于所述方陣M的第1行的編織站m1,1、編織站m1,2和編織站m1,3重復(fù)該步驟中(1)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a2,1交換位置;編織站m1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a3,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a3,2交換位置,編織站m1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,3和編織器a2,4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a2,4交換位置,形成如圖2(17)所示的排列方式;
(4)如圖2(17)所示,位于所述方陣M的第2行的編織站m2,1、編織站m2,2和編織站m2,3重復(fù)該步驟中(2)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m2,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,1和編織器a1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,1和編織器a1,2交換位置;編織站m2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,3和編織器a2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,3和編織器a2,2交換位置;編織站m2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,3和編織器a1,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a1,4交換位置,形成如圖2(18)所示的排列方式;
C:方陣M第1行的編織站與方陣M第2行的編織站第二次重復(fù)上述轉(zhuǎn)動(dòng)操作,步驟如下:
(5)如圖2(18)所示,位于所述方陣M的第1行的編織站m1,1、編織站m1,2和編織站m1,3重復(fù)該步驟中(1)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m1,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,1和編織器a1,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,1和編織器a1,1交換位置;編織站m1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)180°使其兩側(cè)的編織器a1,3和編織器a3,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,3和編織器a3,2交換位置;編織站m1,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)180°使其兩側(cè)的編織器a2,4和編織器a1,4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,4和編織器a1,4交換位置,形成如圖2(19)所示的排列方式;
(6)如圖2(19)所示,位于所述方陣M的第2行的編織站m2,1、編織站m2,2和編織站m2,3重復(fù)該步驟中(2)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m2,1轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,1和編織器a1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a2,1交換位置;同時(shí)編織站m2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,2和編織器a2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,2和編織器a2,2交換位置;同時(shí)編織站m2,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,3和編織器a2,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a2,4交換位置,形成如圖2(20)所示的排列方式;
上述步驟為一個(gè)小循環(huán),此時(shí)各編織器均回到該步驟的初始位置;
方陣M第2行的編織站與方陣M第3行的編織站重復(fù)上述小循環(huán),步驟如下:
A:方陣M第2行的編織站與方陣M第3行的編織站按照下列方式轉(zhuǎn)動(dòng),步驟如下:
(1)如圖2(20)所示,位于所述方陣M的第2行的編織站m2,1、編織站m2,2和編織站m2,3同時(shí)繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,編織站m2,1轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a2,1交換位置;編織站m2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a3,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a3,2交換位置,編織站m2,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,3和編織器a2,4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a2,4交換位置,形成如圖2(21)所示的排列方式;
(2)如圖2(21)所示,位于所述方陣M的第3行的編織站m3,1、編織站m3,2和編織站m3,3同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°,編織站m3,1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a1,2和編織器a3,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a1,2和編織器a3,1交換位置;編織站m3,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,2和編織器a3,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,2和編織器a3,3交換位置,編織站m3,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,3和編織器a3,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a3,4交換位置,形成如圖2(22)所示的排列方式;
B:方陣M第2行的編織站與方陣M第3行的編織站第一次重復(fù)上述轉(zhuǎn)動(dòng)操作,步驟如下:
(3)如圖2(22)所示,位于所述方陣M的第2行的編織站m2,1、編織站m2,2和編織站m2,3重復(fù)該步驟中(1)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,1和編織器a3,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,1和編織器a3,1交換位置;編織站m2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,2和編織器a3,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,2和編織器a3,3交換位置,編織站m2,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,4和編織器a3,4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,4和編織器a3,4交換位置,形成如圖2(23)所示的排列方式;
(4)如圖2(23)所示,位于所述方陣M的第3行的編織站m3,1、編織站m3,2和編織站m3,3重復(fù)該步驟中(2)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m3,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,1和編織器a1,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,1和編織器a1,2交換位置;編織站m3,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,2和編織器a2,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,2和編織器a2,2交換位置;編織站m3,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,3和編織器a2,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a2,4交換位置,形成如圖2(24)所示的排列方式;
C:方陣M第2行的編織站與方陣M第3行的編織站第二次重復(fù)上述轉(zhuǎn)動(dòng)操作,步驟如下:
(5)如圖2(24)所示,位于所述方陣M的第2行的編織站m2,1、編織站m2,2和編織站m2,3重復(fù)該步驟中(1)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m2,1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,1和編織器a1,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,1和編織器a1,2交換位置;編織站m2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)180°使其兩側(cè)的編織器a3,3和編織器a2,2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,3和編織器a2,2交換位置;編織站m2,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)180°使其兩側(cè)的編織器a3,4和編織器a2,3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,3和編織器a3,4交換位置,形成如圖2(25)所示的排列方式;
(6)如圖2(25)所示,位于所述方陣M的第3行的編織站m3,1、編織站m3,2和編織站m3,3重復(fù)該步驟中(2)的方向旋轉(zhuǎn),即同時(shí)按照順時(shí)針旋轉(zhuǎn),編織站m3,1轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,1和編織器a2,1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,1和編織器a2,1交換位置;同時(shí)編織站m3,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a3,3和編織器a3,2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a3,3和編織器a3,2交換位置,同時(shí)編織站m3,3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器a2,4和編織器a3,4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°,使編織器a2,4和編織器a3,4交換位置,形成如圖2(26)所示的排列方式,完成上述小循環(huán),此時(shí)各編織器均回到該步驟的初始位置,得到編織矩陣B,圖2(26)與圖2(14)為同一矩陣;
步驟4):
本步驟中,如圖2(26)所示,4行3列的編織矩陣B中的各編織器按照與步驟2)中各編織器的路徑的反向轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)角度不變,將4行3列的編織矩陣B變?yōu)?行4列的編織矩陣A如圖2(27)所示。
步驟5):多次重復(fù)步驟1)-步驟4),完成編織。
其中,步驟1)中,各步驟中各編織器的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同,所得的織物結(jié)構(gòu)與本發(fā)明所要保護(hù)的織物具有相同的性能。
其中,步驟3)中,各步驟中各編織器的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同,所得的織物結(jié)構(gòu)與本發(fā)明所要保護(hù)的織物也具有相同的性能。
其中,步驟1)和步驟3)中,方陣M中第1列與第1行的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也可以相同。
實(shí)施例五:
本實(shí)施例與實(shí)施例四的區(qū)別為:步驟2)中,3行4列的編織矩陣A變?yōu)?行3列的編織矩陣的變換過程為,如圖3(13)所示,位于方陣M主對(duì)角線位置的編織站正轉(zhuǎn),帶動(dòng)其兩側(cè)的編織器正轉(zhuǎn)90°,位于主對(duì)角線下三角位置的編織站反轉(zhuǎn),帶動(dòng)其左側(cè)的編織器反轉(zhuǎn)90°,位于主對(duì)角線上三角位置的編織站反轉(zhuǎn),帶動(dòng)其右側(cè)的編織器反轉(zhuǎn)90°,得到得到4行3列的編織矩陣B,如圖3(14);
如圖4(26)所示,步驟4)中各編織器的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與步驟2)的相反,轉(zhuǎn)動(dòng)角度與步驟2)相同,變換得到3行4列的編織矩陣A,如圖4(27)該變換后獲得的三維編織織物的性能與實(shí)施例四獲得的三維編織織物的性能相同。
其中,步驟2)的變換可以為多種,只要滿足位于n行(n+1)列的編織矩陣A中的各編織器分別繞其相鄰的任意一個(gè)編織站正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)90°且符合占位和避讓原則,使編織器排列為(n+1)行n列的編織矩陣B即可;變換過程產(chǎn)生的編織矩陣B的元素占位不同,但是,該變換的目的均是實(shí)現(xiàn)紗線的交織,最終的織物結(jié)構(gòu)及性質(zhì)相同。
其中,正轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針或是逆時(shí)針。
上述編織工藝可以采用專利201310356337.1的三維自動(dòng)編織機(jī)完成。
對(duì)編織站進(jìn)行拓展,編織站組成的方陣M為4階、5階、6階……N階均可依據(jù)上述三維編織工藝制備本發(fā)明所要保護(hù)的三維織物。
以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制,雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上,然而并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉本專利的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi),當(dāng)可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例,但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明方案的范圍內(nèi)。