一种高阻尼碳纤维复合材料制备用铺装装置

技术领域

本发明涉及碳纤维复合材料制备领域，具体为一种高阻尼碳纤维复合材料制备用铺装装置。

背景技术

高阻尼碳纤维复合材料在制备过程中，需要将制备后的碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层间隔进行铺叠，然后在通过热压工艺对铺设后的碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层进行加热、加压固化成型。现有的对碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层的铺设采用人工进行交替式铺设，因此劳动强度较大，而且效率较低，鉴于此，我们提出一种高阻尼碳纤维复合材料制备用铺装装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高阻尼碳纤维复合材料制备用铺装装置，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高阻尼碳纤维复合材料制备用铺装装置，包括底座，底座上设置有用来铺装碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层的铺装台，底座上还设置有分别用来放置碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层的第一料台和第二料台，底座上固定有立板，立板上设置有用来将铺装碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层交替时转位至铺装台的转移机构，转移机构上设置有用来对碳纤维增强树脂层、碳纳米管泡沫层抓取的拾取机构，立板上设置有用来分别对第一料台、第二料台和铺装台进行高度调节的提升机构，且转移机构与提升机构传动连接。

优选的，转移机构包括转轴一和转轴二，转轴一和转轴二均定轴转动连接在立板上，并处于同一水平高度，且所述转轴一和转轴二同步并与电机传动连接，转轴一上垂直并固定连接有第一摇杆，第一摇杆远离转轴一的一端定轴转动连接第一压杆的中部，第一压杆的下端固定有第一拾取机构，第一压杆的上端套设并滑动连接有第一滑筒，转轴二上垂直并固定连接有第二摇杆，第二摇杆远离转轴二的一端定轴转动连接第二压杆的中部，第二压杆的下端固定有第二拾取机构，第二压杆的上端套设并滑动连接有第二滑筒，第一摇杆和第二摇杆长度相同，且第一拾取机构和第二拾取机构水平高度相同。

优选的，转移机构还包括固定在立板上的滑轨，滑轨水平设置，且滑轨上滑动连接有滑座，且滑座与提升机构传动连接，第一滑筒和第二滑筒的上端均垂直并固定在滑座的底部，且第一滑筒和第二滑筒相互平行并竖直向下设置，立板上固定有触碰开关一和触碰开关二，且第一滑筒和第二滑筒位于触碰开关一、触碰开关二之间，第一滑筒可与触碰开关一抵扣接触，第二滑筒可与触碰开关二抵扣接触。

优选的，第一拾取机构和第二拾取机构结构相同，第一拾取机构包括固定在第一压杆下端的吊盘，吊盘的侧壁上沿圆周走向设置有多个转轴三，转轴三上固定连接有气缸，吊盘上固定有多个与转轴三一一对应的驱动马达，驱动马达通过涡轮蜗杆组件与对应的转轴三传动连接，第一压杆上固定有用提供吸力的吸力泵。

优选的，气缸的缸体端固定在转轴三上，气缸的活塞杆端固定有滑套，滑套内贯穿并滑动连接有滑杆，滑杆的上端通过弹簧与滑套相连接，滑杆与第一压杆相互平行且滑杆的下端固定有吸盘，吸盘与吸力泵的进气口通过管路相连通。

优选的，提升机构包括第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和泵筒，泵筒分别通过管路与第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸相连通，底座上固定有液压泵，液压泵的进出口端分别连接有管路五和管路六，管路五同时与第一液压缸、第二液压缸相连通，管路六与第三液压缸相连通，管路五和管路六上分别连接有第一电磁阀和第二电磁阀。

优选的，第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸均竖直向上设置，且第三液压缸位于第一液压缸和第二液压缸之间，第一液压缸的活塞杆端垂直并固定连接在第一料台的底面，第二液压缸的活塞杆端垂直并固定连接在第二料台的底面，第三液压缸的活塞杆端垂直并固定连接在铺装台的底面。

优选的，提升机构还包括固定在立板上的泵筒，泵筒内滑动连接有活塞板，活塞板上垂直并固定连接有拉杆，拉杆滑动并贯穿泵筒的左端面，且拉杆位于泵筒外部的一端固定有凸板，且凸板固定在滑座上，拉杆与滑轨相互平行。

优选的，活塞板将泵筒内分隔为两个空腔，分别为左空腔和右空腔，泵筒的侧壁上设置有与所述左空腔相连通的管路一和管路二，管路一与第三液压缸相连通，管路二与第一液压缸相连通，管路一和管路二上分别连接有单向阀一、单向阀二，单向阀一的导通方向指向所述左空腔，单向阀二的导通方向指向第一液压缸，泵筒的侧壁上设置有与所述右空腔相连通的管路三和管路四，管路三与第三液压缸相连通，管路四与第二液压缸相连通，管路三和管路四上分别连接有单向阀三、单向阀四，单向阀三的导通方向指向所述右空腔，单向阀四的导通方向指向第二液压缸。

优选的，还包括控制器，控制器的信号输入端分别与触碰开关一、触碰开关二电连接，控制器的执行输出端分别与电机、驱动马达、吸力泵、液压泵、第一电磁阀、第二电磁阀电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，通过转移机构实现对碳纤维增强树脂层、碳纳米管泡沫层的交替式自动铺装，无需人工操作，降低劳动强度，并且大大提高工作效率，转移机构驱动提升机构调节第一料台、第二料台和铺装台的高度，从而便于拾取机构对碳纤维增强树脂层、碳纳米管泡沫层的抓取和放置，从而确保整个铺装工作的顺畅进行，并且拾取机构可以对不同形状的碳纤维增强树脂层、碳纳米管泡沫层进行抓取，实用性高。

附图说明

图1为本发明的总装结构示意图一；

图2为本发明的总装结构示意图二；

图3为本发明中的拾取机构结构示意图一；

图4为本发明中的拾取机构结构示意图二；

图5为本发明中的拾取机构结构俯视图一；

图6为本发明中的拾取机构结构俯视图二。

图中：1、底座；2、液压泵；3、立板；4、滑轨；5、泵筒；6、滑座；7、第一滑筒；8、第一压杆；9、第一摇杆；10、转轴一；11、第一拾取机构；12、第一液压缸；13、第一料台；14、第二滑筒；15、第二压杆；16、第二摇杆；17、转轴二；18、第二拾取机构；19、第二液压缸；20、第二料台；21、第三液压缸；22、铺装台；23、触碰开关二；24、触碰开关一；25、凸板；26、拉杆；27、管路一；28、单向阀一；29、管路二；30、单向阀二；31、活塞板；32、单向阀三； 33、管路三；34、单向阀四；35、管路四；36、管路五；37、管路六； 38、第二电磁阀；39、第一电磁阀；40、驱动马达；41、涡轮蜗杆组件；42、转轴三；43、气缸；44、滑套；45、滑杆；46、吸盘；47、弹簧；48、吊盘；49、吸力泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种高阻尼碳纤维复合材料制备用铺装装置，包括底座1，底座1上设置有用来铺装碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层的铺装台22，底座1上还设置有分别用来放置碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层的第一料台13 和第二料台20，底座1上固定有立板3，立板3上设置有用来将铺装碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层交替时转位至铺装台的转移机构，转移机构上设置有用来对碳纤维增强树脂层、碳纳米管泡沫层抓取的拾取机构，立板3上设置有用来分别对第一料台13、第二料台20和铺装台22进行高度调节的提升机构，且转移机构与提升机构传动连接。

本实施例中，如图1和图2所示，转移机构包括转轴一10和转轴二17，转轴一10和转轴二17均定轴转动连接在立板3上，并处于同一水平高度，且所述转轴一10和转轴二17同步并与电机传动连接，本申请中电机未画出，通过电机同步驱动转轴一10和转轴二17 同步逆时针或顺时针转动，转轴一10上垂直并固定连接有第一摇杆 9，第一摇杆9远离转轴一10的一端定轴转动连接第一压杆8的中部，第一压杆8的下端固定有第一拾取机构11，第一压杆8的上端套设并滑动连接有第一滑筒7，转轴二17上垂直并固定连接有第二摇杆 16，第二摇杆16远离转轴二17的一端定轴转动连接第二压杆15的中部，第二压杆15的下端固定有第二拾取机构18，第二压杆15的上端套设并滑动连接有第二滑筒14，第一摇杆9和第二摇杆16长度相同，且第一拾取机构11和第二拾取机构18水平高度相同。

本实施例中，如图1和图2所示，转移机构还包括固定在立板3 上的滑轨4，滑轨4水平设置，且滑轨4上滑动连接有滑座6，且滑座6与提升机构传动连接，第一滑筒7和第二滑筒14的上端均垂直并固定在滑座6的底部，且第一滑筒7和第二滑筒14相互平行并竖直向下设置，立板3上固定有触碰开关一24和触碰开关二23，且第一滑筒7和第二滑筒14位于触碰开关一24、触碰开关二23之间，第一滑筒7可与触碰开关一24抵扣接触，第二滑筒14可与触碰开关二23抵扣接触。

本实施例中，如图3和图4所示，第一拾取机构11和第二拾取机构18结构相同，以第一拾取机构11为例：第一拾取机构11包括固定在第一压杆8下端的吊盘48，吊盘48的侧壁上沿圆周走向设置有多个转轴三42，转轴三42上固定连接有气缸43，吊盘48上固定有多个与转轴三42一一对应的驱动马达40，驱动马达40通过涡轮蜗杆组件41与对应的转轴三42传动连接，第一压杆8上固定有用提供吸力的吸力泵49。

本实施例中，如图3和图4所示，气缸43的缸体端固定在转轴三42上，气缸43的活塞杆端固定有滑套44，滑套44内贯穿并滑动连接有滑杆45，滑杆45的上端通过弹簧47与滑套44相连接，滑杆 45与第一压杆8相互平行且滑杆45的下端固定有吸盘46，吸盘46 与吸力泵49的进气口通过管路相连通。

本实施例中，如图1和图2所示，提升机构包括第一液压缸12、第二液压缸19、第三液压缸21和泵筒5，泵筒5分别通过管路与第一液压缸12、第二液压缸19、第三液压缸21相连通，底座1上固定有液压泵2，液压泵2的进出口端分别连接有管路五36和管路六37，管路五36同时与第一液压缸12、第二液压缸19相连通，管路六37 与第三液压缸21相连通，管路五36和管路六37上分别连接有第一电磁阀39和第二电磁阀38。

本实施例中，如图1和图2所示，第一液压缸12、第二液压缸 19和第三液压缸21均竖直向上设置，且第三液压缸21位于第一液压缸12和第二液压缸19之间，第一液压缸12的活塞杆端垂直并固定连接在第一料台13的底面，第二液压缸19的活塞杆端垂直并固定连接在第二料台20的底面，第三液压缸21的活塞杆端垂直并固定连接在铺装台22的底面。

本实施例中，提升机构还包括固定在立板3上的泵筒5，泵筒5 内滑动连接有活塞板31，活塞板31上垂直并固定连接有拉杆26，拉杆26滑动并贯穿泵筒5的左端面，且拉杆26位于泵筒5外部的一端固定有凸板25，且凸板25固定在滑座6上，拉杆26与滑轨4相互平行。

本实施例中，如图1和图2所示，活塞板31将泵筒5内分隔为两个空腔，分别为左空腔和右空腔，泵筒5的侧壁上设置有与所述左空腔相连通的管路一27和管路二29，管路一27与第三液压缸21相连通，管路二29与第一液压缸12相连通，管路一27和管路二29上分别连接有单向阀一28、单向阀二30，单向阀一28的导通方向指向所述左空腔，单向阀二30的导通方向指向第一液压缸12，泵筒5的侧壁上设置有与所述右空腔相连通的管路三33和管路四35，管路三 33与第三液压缸21相连通，管路四35与第二液压缸19相连通，管路三33和管路四35上分别连接有单向阀三32、单向阀四34，单向阀三32的导通方向指向所述右空腔，单向阀四34的导通方向指向第二液压缸19。

本实施例中，还包括控制器，控制器的信号输入端分别与触碰开关一24、触碰开关二23电连接，控制器的执行输出端分别与电机、驱动马达40、吸力泵49、液压泵2、第一电磁阀39、第二电磁阀38 电连接。

本发明的使用方法和优点：该种高阻尼碳纤维复合材料制备用铺装装置在进行碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层的交替式铺装时，工作过程如下：

如图1和图2所示，设定第一料台13用来放置碳纤维增强树脂层，第二料台20用来放置碳纳米管泡沫层，通过控制器启动电机工作，电机驱动转轴一10和转轴二17同时逆时针转动，从而使得转轴一10和转轴二17分别带动第一摇杆9、第二摇杆16逆时针转动，进而使得第一摇杆9、第二摇杆16分别带动对应的第一压杆8、第二压杆15绕对应的转轴一10和转轴二17逆时针转动，并在第一滑筒 7、第二滑筒14的约束作用下使得第一压杆8、第二压杆15在移动过程中保持竖直状态不变，从而使得第一拾取机构11将抓取的碳纤维增强树脂层向铺装台22上移动，并且同时将空置的第二拾取机构 18向第二料台20处移动，在第一压杆8、第二压杆15绕对应的转轴一10和转轴二17逆时针转动的过程中，同步带动对应的第一滑筒7、第二滑筒14左移并使得第二滑筒14向触碰开关二23靠近，当第二滑筒14与触碰开关二23抵扣接触时，此时第一拾取机构11将抓取的碳纤维增强树脂层正好移动至铺装台22上，第二拾取机构18正好移动至第二料台20上最上层的碳纳米管泡沫层上，触碰开关二23将第二滑筒14的触碰信号输送至控制器，控制器控制第一拾取机构11 松开碳纤维增强树脂层，并控制第二拾取机构18对碳纳米管泡沫层进行抓取，同时控制器控制电机反向工作，并驱动转轴一10和转轴二17同时顺时针转动，从而使得转轴一10和转轴二17分别带动第一摇杆9、第二摇杆16顺时针转动，进而使得第一摇杆9、第二摇杆 16分别带动对应的第一压杆8、第二压杆15绕对应的转轴一10和转轴二17顺时针转动，使得空置的第一拾取机构11向第一料台13处移动，并且同时使得第二拾取机构18将抓取的碳纳米管泡沫层向铺装台22上移动，在第一压杆8、第二压杆15绕对应的转轴一10和转轴二17顺时针转动的过程中，同步带动对应的第一滑筒7、第二滑筒14右移并使得第一滑筒7向触碰开关一24靠近，当第一滑筒7 与触碰开关一24抵扣接触时，此时第二拾取机构18将抓取的碳纳米管泡沫层正好移动至铺装台22上，第一拾取机构11正好移动至第一料台13上最上层的碳纤维增强树脂层上，触碰开关一24将第一滑筒 7的触碰信号输送至控制器，控制器控制第二拾取机构18松开碳纳米管泡沫层，并控制第一拾取机构11对碳纤维增强树脂层进行抓取，以便下一侧铺设碳纤维增强树脂层，如此循环，从而实现对碳纤维增强树脂层、碳纳米管泡沫层的交替式自动铺装，无需人工操作，降低劳动强度，并且大大提高工作效率。

如上所述，在第一滑筒7、第二滑筒14左移的过程中，通过滑座6、凸板25和拉杆26带动活塞板31在泵筒5内左移，并使得活塞板31对左空腔内的液压油加压，由于单向阀一28的导通方向指向所述左空腔，单向阀二30的导通方向指向第一液压缸12，从而使得左空腔内的液压油经过管路二29输送至第一液压缸12内，从而使得第一液压缸12带动第一料台13和其上的碳纤维增强树脂层上升一层碳纤维增强树脂层的高度，以便下一次抓取时能够确保第一拾取机构 11对碳纤维增强树脂层的抓取，同时活塞板31在左移的同时使得右空腔内部产生抽吸力，并且由于单向阀三32的导通方向指向所述右空腔，单向阀四34的导通方向指向第二液压缸19，从而使得第三液压缸21内部的液压油通过管路三33进入所述右空腔，进而使得第三液压缸21带动铺装台22下降一层碳纳米管泡沫层的高度，以便放置下一层碳纳米管泡沫层。

在第一滑筒7、第二滑筒14右移的过程中，通过滑座6、凸板 25和拉杆26带动活塞板31在泵筒5内右移，并使得活塞板31对右空腔内的液压油加压，由于单向阀三32的导通方向指向所述右空腔，单向阀四34的导通方向指向第二液压缸19，从而使得右空腔内部的液压油通过管路四35进入第二液压缸19，进而使得第二液压缸19 带动第二料台20和其上的碳纳米管泡沫层上升一层碳纳米管泡沫层的高度，以便下一次抓取时能够确保第二拾取机构18对碳纳米管泡沫层的抓取，同时活塞板31在右移的同时使得左空腔内部产生抽吸力，并且由于单向阀一28的导通方向指向所述左空腔，单向阀二30 的导通方向指向第一液压缸12，从而使得第三液压缸21内的液压油经过管路一27输送至所述左空腔内，从而第三液压缸21带动铺装台22下降一层碳纤维增强树脂层的高度，以便放置下一层碳纤维增强树脂层，需要注意的是，根据碳纤维增强树脂层和碳纳米管泡沫层的厚度来选用不同内径的第一液压缸12和第二液压缸19，以便在泵筒 5抽吸相同容积液压油的情况下使得第一液压缸12和第二液压缸19 下降高度与碳纳米管泡沫层、碳纤维增强树脂层的厚度相对应，从而确保对碳纤维增强树脂层、碳纳米管泡沫层的抓取和放置。

如上所述，在控制器控制第一拾取机构11对碳纤维增强树脂层抓取时，如图3和图4所示，第一压杆8通过吊盘48、气缸43和滑杆45带动吸盘46压紧在第一料台13上处于最上层的碳纤维增强树脂层的上表面，并启动吸力泵49工作，使得吸盘46对碳纤维增强树脂层进行吸附式抓取，并且当控制器控制第一拾取机构11将抓取碳纤维增强树脂层放置在铺装台22上时，通过停止吸力泵49工作，从而使得吸盘46松开碳纤维增强树脂层，从而完成对碳纤维增强树脂层的抓取和松开，同样的控制器通过上述方式控制第二拾取机构18 对碳纳米管泡沫层的抓取和松开。

如图3、图4、图5和图6所示，在对不同形状的碳纤维增强树脂层、碳纳米管泡沫层进行抓取时，可通过控制器控制各个驱动马达 40工作，使得驱动马达40通过涡轮蜗杆组件41带动转轴三42转动，并控制气缸43伸长或缩短，从而使得转轴三42和对应的气缸43调节吸盘46的位置，进而使得各个吸盘46的位置能够与目标形状的碳纤维增强树脂层、碳纳米管泡沫层的轮廓相对应，从而更好的对碳纤维增强树脂层、碳纳米管泡沫层的抓取，提高实用性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。