專利名稱：三維全五向編織預(yù)型件及其編織方法和編織設(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預(yù)型件及其編織方法和編織設(shè)備，特別涉及一種改進(jìn)的四步法三維五向編織預(yù)型件及其編織方法。
背景技術(shù)：
三維四向和五向(或更多向)編織是近二、三十年發(fā)展起來(lái)的新型立體編織成型技術(shù)。三維四向矩形編織復(fù)合材料內(nèi)部的編織束沿空間四個(gè)方向(立方體的四個(gè)對(duì)角線方向)延伸并互相交叉，從而形成致密的不分層的整體結(jié)構(gòu)。在四向編織的基礎(chǔ)上，在其它特定方向加入非編織束束即可形成三維五向、六向、七向及更多向編織復(fù)合材料，起到在特定方向增強(qiáng)材料性能的作用。其中三維五向中的第五向?yàn)榫幙椵S線方向，在此方向加入紗束(軸向束)可加強(qiáng)軸向性能，是較常見(jiàn)的實(shí)用的三維多向編織形式。
目前，通常采用四步法編織技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱四步法)制造三維五向編織預(yù)型件，這種產(chǎn)品存在著不足之處。如圖l所示，是采用傳統(tǒng)四步法得到的三維
五向矩形編織預(yù)型件的橫截面示意圖，在部分編織束1交叉路徑處，具有空隙3而沒(méi)有軸向束2，導(dǎo)致這種復(fù)合材料的軸向性能不能達(dá)到最佳。另外，由于編織束l張力的作用，預(yù)型件內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生橫向收縮擠壓，如圖1A所示，在所述的空隙3周?chē)?，編織?由于軸向束2占據(jù)空間位置而發(fā)生彎曲以填充空隙3,因此編織束1在其空間行進(jìn)方向上呈波浪狀彎曲，不能很好地承受載荷，導(dǎo)致整體性能的進(jìn)一步下降。
以上雖然是以矩形編織為例說(shuō)明現(xiàn)有三維五向產(chǎn)品的不足，在四步法三維五向圓環(huán)形編織產(chǎn)品中，由于編織方法相似，也存在同樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種三維全五向編織預(yù)型件，在每個(gè)編織束交叉路徑形成的空隙里均形成有軸向束，以提升現(xiàn)有三維五
5向編織預(yù)型件的軸向性能與整體性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括
一種三維全五向編織預(yù)型件，包括由編織束與軸向束通過(guò)傳統(tǒng)四步法編織 技術(shù)交織形成的三維五向編織結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述的三維五向編織結(jié)構(gòu) 的編織束的交叉路徑形成的空隙內(nèi)，還沿編織軸線方向添加有軸向束。 其中在每個(gè)編織束的交叉路徑形成的空隙里均形成有軸向束。 其中在三維全五向編織預(yù)型件中的編織束和軸向束以外的其它方向還添 加有紗線，以形成三維六向編織預(yù)型件、三維七向編織預(yù)型件或者更多向的編 織預(yù)型件。
其中所述的三維全五向編織預(yù)型件的橫截面形狀是矩形、圓環(huán)形、部分 圓環(huán)形、多個(gè)矩形的組合形狀、多個(gè)圓環(huán)形的組合形狀、多個(gè)部分圓環(huán)形的組 合形狀或者是矩形、圓環(huán)形和部分圓環(huán)形的組合形狀。
其中所述的編織束與軸向束全部是紗束。
其中部分軸向束是光纖束、壓電材料束、磁致伸縮材料束或者空束。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括
一種三維全五向矩形編織預(yù)型件的編織方法，編織機(jī)器的底盤(pán)上排列著數(shù) 個(gè)行方向軌道和列方向軌道，并且在編織機(jī)器底盤(pán)上按照傳統(tǒng)四步法三維五向 矩形編織方式排列著數(shù)個(gè)編織束載紗器和軸向束載紗器，其特征在于
在每相鄰兩行軸向束載紗器之間增加設(shè)置有一行新軸向束載紗器，然后按 照傳統(tǒng)四步法三維五向矩形編織過(guò)程進(jìn)行編織；在編織過(guò)程中，所述的載紗器 的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中分為四步
在第一步中，相鄰行的編織束載紗器連同該行的軸向束載紗器沿行向軌道 向左或向右交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置；
在第二步中，相鄰列的編織束載紗器沿列向軌道向上或向下交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè) 編織束載紗器的位置，軸向束載紗器保持不動(dòng)；
在第三步中，相鄰行的編織束載紗器連同該行的軸向束載紗器沿行向軌道 向左或向右交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第 一步的相反；
在第四步中，相鄰列的編織束載紗器沿列向軌道向上或向下交錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 一個(gè) 編織束載紗器的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第二步的相反，軸向束載紗器保持不動(dòng)。
其中在所述的底盤(pán)上的行方向軌道之間增加軸向束固定掛點(diǎn)，以供放置 所述的新軸向束載紗器。其中在每相鄰兩行編織束載紗器之間間隔有一行行方向軌道，在所述的 行方向軌道上放置所述的新軸向束載紗器，并在所述的行方向軌道上的空位上 放置空載紗器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括
一種三維全五向圓環(huán)形編織預(yù)型件的編織方法，編織機(jī)器的底盤(pán)上排列著 數(shù)個(gè)環(huán)形軌道和輻射軌道，并且在編織機(jī)器底盤(pán)上按照傳統(tǒng)四步法三維五向圓
環(huán)形編織方式排列著數(shù)個(gè)編織束載紗器和軸向束載紗器，其特征在于
在每相鄰兩環(huán)軸向束載紗器之間增加設(shè)置有 一 環(huán)新軸向束載紗器，然后按 照傳統(tǒng)四步法三維五向圓環(huán)形編織過(guò)程進(jìn)^^編織；在編織過(guò)程中，所述的載紗 器的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中分為四步
在第一步中，相鄰環(huán)的編織束載紗器連同該環(huán)的軸向束載紗器沿環(huán)向軌道 順時(shí)針或者逆時(shí)針?lè)较蚪诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置；
在第二步中，相鄰輻射方向的編織束載紗器沿輻射軌道向外或向內(nèi)交錯(cuò)運(yùn) 動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置，軸向束載紗器保持不動(dòng)；
在第三步中，相鄰環(huán)的編織束載紗器連同該環(huán)的軸向束載紗器沿環(huán)向軌道 順時(shí)針或者逆時(shí)針?lè)较蚪诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第一 步的相反；
在第四步中，相鄰輻射方向的編織束載紗器沿輻射軌道向外或向內(nèi)交錯(cuò)運(yùn) 動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第二步的相反，軸向束載紗器保持 不動(dòng)。
其中在所述的底盤(pán)上的環(huán)形軌道之間增加軸向束固定掛點(diǎn)，以供放置所 述的新軸向束載紗器。
其中在每相鄰兩環(huán)編織束載紗器之間間隔有一環(huán)環(huán)形軌道，在所述的環(huán) 形軌道上放置所述的新軸向束載紗器，并在所述的環(huán)形軌道上的空位上放置空 載紗器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括
一種用于編織三維全五向矩形編織預(yù)型件的專用編織設(shè)備，在編織機(jī)器底 盤(pán)上按照傳統(tǒng)四步法三維五向矩形編織方式排列著數(shù)個(gè)行方向軌道和列方向軌 道，其特征在于在所述的行方向軌道之間增加軸向束載紗器固定掛點(diǎn)，以供 放置新軸向束載紗器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括
一種用于編織三維全五向圓環(huán)形編織預(yù)型件的專用編織設(shè)備，在編織機(jī)器 底盤(pán)上按照傳統(tǒng)四步法三維五向圓環(huán)形編織方式排列著數(shù)個(gè)環(huán)形軌道和輻射軌
道，其特征在于在所述的環(huán)形軌道之間增加軸向束載紗器固定掛點(diǎn)，以供放 置新軸向束載紗器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是
1 .本發(fā)明三維全五向編織預(yù)型件，除包含傳統(tǒng)四步法預(yù)型件中的所有軸向 束，還在其余的編織束交叉空隙處完全加滿軸向束，使軸向束數(shù)量比現(xiàn)有四步 法三維五向編織預(yù)型件中軸向束數(shù)量提高近一倍，軸向性能顯著提高?？捎糜?航天航空、高性能船艇、運(yùn)輸車(chē)輛、建筑、體育、休閑娛樂(lè)用品等的結(jié)構(gòu)部件、 功能結(jié)構(gòu)集成部件。
2.本發(fā)明方法使其產(chǎn)品具有優(yōu)越的整體性能及可設(shè)計(jì)性。由其制成的三維全 五向編織復(fù)合材料既有二步法三維五向編織復(fù)合材料突出的軸向性能，又有四 步法三維五向編織復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此在輕質(zhì)高強(qiáng)的先進(jìn)復(fù)合 材料應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)突出，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。
3 .本發(fā)明專用編織設(shè)備可以在不改變機(jī)器底盤(pán)的大小的前提下，實(shí)現(xiàn)三維全 五向編織。


圖1是采用傳統(tǒng)四步法得到的三維五向矩形編織預(yù)型件的橫截面示意圖； 圖1A是圖1空隙處的局部放大示意圖2A、圖2B、圖2C、圖2D是傳統(tǒng)四步法三維五向矩形編織的一個(gè)動(dòng)作 循環(huán)示意圖3A、圖3B、圖3C、圖3D是本發(fā)明矩形編織的第一種實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè) 動(dòng)作循環(huán)示意圖4是本發(fā)明的三維全五向矩形編織預(yù)型件的橫截面示意圖； 圖5是本發(fā)明圓環(huán)形編織的第 一 種實(shí)現(xiàn)方法的底盤(pán)排列示意圖； 圖6是本發(fā)明的三維全五向編織圓環(huán)形預(yù)型件的橫截面示意圖； 圖7A、圖7B、圖7C、圖7D是本發(fā)明矩形編織的第二種實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè) 動(dòng)作循環(huán)示意圖；圖8是本發(fā)明圓環(huán)形編織的第二種實(shí)現(xiàn)方法的底盤(pán)排列示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明l-編織束；2-軸向束；3-空隙；4-底盤(pán)；41-矩形框；42-邊 紗載紗器；5-行方向軌道；51-環(huán)形軌道；6-列方向軌道；61-輻射軌道；7-編織 束載紗器；8-軸向束載紗器；9-新軸向束載紗器；91-軸向束載紗器固定掛點(diǎn)； 92-增擴(kuò)行方向軌道；93-空載紗器；94-增擴(kuò)環(huán)形軌道。
具體實(shí)施例方式
一、為了使本申請(qǐng)?zhí)攸c(diǎn)更加突出，也為了使本申請(qǐng)的結(jié)構(gòu)與方法能夠更清 楚地被理解，首先需要介紹傳統(tǒng)四步法三維五向矩形編織技術(shù)。
傳統(tǒng)四步法三維五向矩形編織中，編織機(jī)器的底盤(pán)4上排列著數(shù)個(gè)行方向 軌道5和列方向軌道6，以供載紗器7、 8在軌道上定位與來(lái)回移動(dòng)。
在矩形編織中，行方向軌道5與列方向軌道6縱橫交錯(cuò)，而且編織束載紗 器7與軸向束載紗器8在機(jī)器底盤(pán)4上的初始排列方式如圖2A所示，多個(gè)編織 束載紗器7呈矩陣式排列在一個(gè)矩形框41中，且在矩形框41內(nèi)的每相鄰兩列 編織束載紗器7之間設(shè)置有一列軸向束載紗器8，矩形框41內(nèi)的編織束載紗器 7與軸向束載紗器8也呈矩陣式排列，矩形框41外還間隔排列著邊紗載紗器42。 圖2A 圖2D中多個(gè)載紗器7、 8可沿軌道5、 6以一定規(guī)律反復(fù)運(yùn)動(dòng)，載紗器 7、 8的運(yùn)動(dòng)就帶動(dòng)從其退繞出來(lái)的纖維束或紗線的一同運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)每進(jìn)行四 步稱為一個(gè)循環(huán)，每完成運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)之后，打緊棒就在紗線之間擺動(dòng)，把 相互編織的紗線打向編織物的織口 ，同時(shí)編織物向上運(yùn)動(dòng) 一個(gè)距離(相當(dāng)編織物 中的一個(gè)節(jié)距)。然后載紗器7、 8再以其規(guī)律運(yùn)動(dòng)一個(gè)循環(huán)，這樣不斷反復(fù)進(jìn)行 載紗器運(yùn)動(dòng)、打緊運(yùn)動(dòng)、編織物輸出運(yùn)動(dòng)就可連續(xù)編織出三維編織物。
具體而言，四步法就是在紗線的 一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中分為四步
在第 一 步中，相鄰行的編織束載紗器7連同紗線沿行向軌道向左或向右(其 中的"左"、"右"的方向與行的方向平行，下同)交錯(cuò)地運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7 的位置(如圖2A所示)；
在第二步中，相鄰列的編織束載紗器7沿列向軌道向上或向下(其中的"上"、 "下"的方向與列的方向平行，下同)交錯(cuò)地運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置(如 圖2B所示)；
第三步的運(yùn)動(dòng)方向與第一步的相反(如圖2C所示)；
9第四步的運(yùn)動(dòng)方向與第二步的相反(如圖2D所示)。
紗線不斷反復(fù)上述四個(gè)運(yùn)動(dòng)步驟再加上打緊運(yùn)動(dòng)和織物輸出運(yùn)動(dòng)就可完成 編織過(guò)牙呈。
以上雖然僅以矩形編織為例介紹了傳統(tǒng)四步法三維五向編織，其實(shí)在圓環(huán) 形編織中，將其中的環(huán)形軌道視為行方向軌道，將其中的輻射軌道視為列方向 軌道，其編織方法和原理與矩形編織是相同的。
二 、三維全五向編織預(yù)型件的編織方法以及編織i殳備。
1 、以增加軸向束載紗器固定掛點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)矩形編織 如圖3A所示，在編織機(jī)器底盤(pán)4上按照傳統(tǒng)四步法三維五向矩形編織方式 排列著數(shù)個(gè)行方向軌道5和列方向軌道6，而且在編織機(jī)器底盤(pán)4上按照傳統(tǒng)四 步法三維五向矩形編織方式排列著數(shù)個(gè)編織束載紗器7和軸向束載紗器8,本發(fā) 明的變化在于在所述的行方向軌道5之間增加軸向束載紗器固定掛點(diǎn)91,在 所述的固定掛點(diǎn)91上固定新軸向束載紗器9 (即相當(dāng)于在每相鄰兩行軸向束載 紗器8之間增加設(shè)置有一行新軸向束載紗器9),然后按照傳統(tǒng)四步法三維五向 矩形編織過(guò)程進(jìn)行編織。
在矩形編織中，所述的載紗器的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中分為四步 如圖3A所示，在第一步中，相鄰行的編織束載紗器7連同該行的軸向束載 紗器8沿行向軌道向左或向右交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置；
如圖3B所示，在第二步中，相鄰列的編織束載紗器7沿列向軌道向上或向 下交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，軸向束載紗器8保持不動(dòng)；
如圖3C所示，在第三步中，相鄰行的編織束載紗器7連同該行的軸向束載 紗器8沿行向軌道向左或向右交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，其運(yùn)動(dòng)方 向與第一步的相反；
如圖3D所示，在第四步中，相鄰列的編織束載紗器7沿列向軌道向上或向 下交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第二步的相反，軸向束 載紗器8保持不動(dòng)。
采用上述方法得到的三維五向編織矩形預(yù)型件，包括由編織束1與軸向束2 通過(guò)傳統(tǒng)四步法編織技術(shù)交織形成的三維五向矩形編織結(jié)構(gòu)，其特征如圖4所 示的橫截面圖，在所述的三維五向矩形編織結(jié)構(gòu)的編織束的交叉路徑形成的空隙3內(nèi)，還沿編織軸線方向添加有軸向束2。在本實(shí)施例中，為了得到軸向強(qiáng)度
最好的預(yù)型件，在每個(gè)編織束1交叉i^各徑形成的空隙3里均形成有軸向束2。
2 、以增加軸向束載紗器固定掛點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)圓環(huán)形編織 如圖5所示，在編織機(jī)器底盤(pán)4上按照傳統(tǒng)四步法三維五向圓環(huán)形編織方 式排列著數(shù)個(gè)環(huán)形軌道51和輻射軌道61。如圖5所示，在編織機(jī)器底盤(pán)4上還 按照傳統(tǒng)四步法三維五向圓環(huán)形編織方式排列著數(shù)個(gè)編織束載紗器7和軸向束 載紗器8，本發(fā)明的變化在于在所述的環(huán)形軌道51之間增加軸向束載紗器固 定掛點(diǎn)91，在所述的固定掛點(diǎn)91上固定新軸向束載紗器9 (即相當(dāng)于在每相鄰 兩環(huán)軸向束載紗器8之間增加設(shè)置有一環(huán)新軸向束載紗器9 ),然后按照傳統(tǒng)四 步法三維五向圓環(huán)形編織過(guò)程進(jìn)行編織。
在圓環(huán)形編織中，所述的載紗器的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中分為四步 在第一步中，相鄰環(huán)的編織束載紗器7連同該環(huán)的軸向束載紗器8沿環(huán)向 軌道順時(shí)針或者逆時(shí)針(其中的"順時(shí)針"、"逆時(shí)針"是相對(duì)編織軸方向而言)方 向交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置；
在第二步中，相鄰輻射方向的編織束載紗器7沿輻射軌道向外或向內(nèi)(其 中的"外"、"內(nèi)"是相對(duì)輻射方向而言)交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，軸 向束載紗器8保持不動(dòng)；
在第三步中，相鄰環(huán)的編織束載紗器7連同該環(huán)的軸向束載紗器8沿環(huán)向 軌道順時(shí)針或者逆時(shí)針?lè)较蚪诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，其運(yùn)動(dòng)方向 與第一步的相反；
在第四步中，相鄰輻射方向的編織束載紗器7沿輻射軌道向外或向內(nèi)交錯(cuò) 運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第二步的相反，軸向束載紗器8 保持不動(dòng)。
可見(jiàn)，只要將其中的環(huán)形軌道51視為行方向軌道5,將其中的輻射軌道61 視為列方向軌道6,圓環(huán)形編織方法與矩形編織方法的工作原理是完全一致的。 由于此編織方法與矩形編織十分相似，在此不再以分解步驟圖祥述。
采用上述方法得到的三維五向圓環(huán)形編織預(yù)型件，包括由編織束1與軸向 束2通過(guò)傳統(tǒng)四步法編織技術(shù)交織形成的三維五向圓環(huán)形編織結(jié)構(gòu)，其特征如 圖6所示的橫截面圖，在所述的三維五向圓環(huán)形編織結(jié)構(gòu)的編織束的交叉路徑
11形成的空隙3內(nèi)，還沿編織軸線方向添加有軸向束2。
在本實(shí)施例中，為了得到軸向強(qiáng)度最好的預(yù)型件，在每個(gè)編織束1交叉路
徑形成的空隙3里均形成有軸向束2。本發(fā)明三維五向編織圓環(huán)形預(yù)型件，除包
含傳統(tǒng)四步法圓環(huán)形編織預(yù)型件中的所有軸向束，還在其余的編織束交叉空隙 處完全加滿軸向束，使軸向束數(shù)量比現(xiàn)有四步法預(yù)型件中軸向束數(shù)量提高近一 倍，軸向性能顯著提高。
由以上描述可知，以增加軸向束載紗器固定掛點(diǎn)91的方式進(jìn)行矩形編織或 者圓環(huán)形編織，可以在不改變機(jī)器底盤(pán)4的大小的前提下，實(shí)現(xiàn)三維全五向編 織。
3 、以增加編織軌道的方式實(shí)現(xiàn)矩形編織
如圖7A所示，在編織機(jī)器底盤(pán)4上按照傳統(tǒng)四步法三維五向矩形編織方式 排列著數(shù)個(gè)行方向軌道5和列方向軌道6,而且在編織機(jī)器底盤(pán)4上按照傳統(tǒng)四 步法三維五向矩形編織方式的相對(duì)應(yīng)位置排列著數(shù)個(gè)編織束載紗器7和軸向束 載紗器8，本發(fā)明的變化在于在每相鄰兩行編織束載紗器7之間間隔有一行增 擴(kuò)行方向軌道92,在所述的增擴(kuò)行方向軌道92上放置一行新軸向束載紗器9, 并在所述的增擴(kuò)行方向軌道92上的空位上放置空載紗器93，然后按照傳統(tǒng)四步 法三維五向矩形編織過(guò)程進(jìn)行編織。
在矩形編織中，所述的載紗器的 一 個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中分為四步
如圖7A所示，在第一步中，相鄰行的編織束載紗器7連同該行的軸向束載 紗器8沿行向軌道向左或向右交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置；
如圖7B所示，在第二步中，相鄰列的編織束載紗器7沿列向軌道向上或向 下交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，軸向束載紗器8保持不動(dòng)；所述的空 載紗器93在編織束載紗器7之間跟隨移動(dòng)，以免編織束載紗器7發(fā)生錯(cuò)行；
如圖7C所示，在第三步中，相鄰行的編織束載紗器7連同該行的軸向束載 紗器8沿行向軌道向左或向右交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，其運(yùn)動(dòng)方 向與第一步的相反；
如圖7D所示，在第四步中，相鄰列的編織束載紗器7沿列向軌道向上或向 下交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第二步的相反，軸向束 載紗器8保持不動(dòng)；所述的空載紗器93在編織束載紗器7之間跟隨移動(dòng)，以免 編織束載紗器7發(fā)生錯(cuò)行。采用上述方法得到的三維全五向矩形編織預(yù)型件，與采用增加軸向束載紗 器固定掛點(diǎn)91的方式得到的產(chǎn)品完全相同，其橫截面也如圖4所示。
4 、以增加編織4九道的方式實(shí)現(xiàn)圓環(huán)形編織
如圖8所示，在編織機(jī)器底盤(pán)4上按照傳統(tǒng)四步法三維五向圓環(huán)形編織方 式排列著數(shù)個(gè)環(huán)形軌道51和輻射軌道61，在編織機(jī)器底盤(pán)4上還按照傳統(tǒng)四步 法三維五向圓環(huán)形編織方式的相對(duì)應(yīng)位置排列著數(shù)個(gè)編織束載紗器7和軸向束 載紗器8，本發(fā)明的變化在于在每相鄰兩環(huán)編織束載紗器7之間間隔有一環(huán)增 擴(kuò)環(huán)形軌道94,在所述的增擴(kuò)環(huán)形軌道94上放置所述的新軸向束載紗器9，并 在所述的增擴(kuò)環(huán)形軌道94上的空位上放置空載紗器93，然后按照傳統(tǒng)四步法三 維五向圓環(huán)形編織過(guò)程進(jìn)行編織。
在圓環(huán)形編織中，所述的載紗器的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中分為四步
在第一步中，相鄰環(huán)的編織束載紗器7連同該環(huán)的軸向束載紗器8沿環(huán)向 軌道順時(shí)針或者逆時(shí)針(其中的"順時(shí)針"、"逆時(shí)針"是相對(duì)編織軸向而言)方向 交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置；
在第二步中，相鄰輻射方向的編織束載紗器7沿輻射軌道向外或向內(nèi)交錯(cuò) 運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，軸向束載紗器8保持不動(dòng)；所述的空載紗器 93在編織束載紗器7之間跟隨移動(dòng)，以免編織束載紗器7發(fā)生錯(cuò)行；
在第三步中，相鄰環(huán)的編織束載紗器7連同該環(huán)的軸向束載紗器8沿環(huán)向 軌道順時(shí)針或者逆時(shí)針?lè)较蚪诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，其運(yùn)動(dòng)方向 與第一步的相反；
在第四步中，相鄰輻射方向的編織束載紗器7沿輻射軌道向外或向內(nèi)交錯(cuò) 運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器7的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第二步的相反，軸向束載紗器8 保持不動(dòng)；所述的空載紗器93在編織束載紗器7之間跟隨移動(dòng)，以免編織束載 紗器7發(fā)生錯(cuò)行。
采用上述方法得到的三維全五向編織圓環(huán)形預(yù)型件，與采用增加軸向束載 紗器固定掛點(diǎn)91的方式得到的產(chǎn)品完全相同，其橫截面也如圖6所示。
以增加編織軌道的方式進(jìn)行矩形編織或者圓環(huán)形編織，在現(xiàn)有的編織才幾器 上即可實(shí)現(xiàn)三維全五向編織。
13以上僅僅針對(duì)本發(fā)明的創(chuàng)作要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，但本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)形式并 不限于以上幾種，還有各種變化形式。
實(shí)際生產(chǎn)中，為了使預(yù)型件的橫截面尺寸符合某些特定要求，不能在每個(gè) 編織束1交叉路徑形成的空隙3里均添加軸向束2，也就是說(shuō)，要保留一個(gè)或者
更多個(gè)空隙3。這時(shí)候，在生產(chǎn)過(guò)程中，可以對(duì)應(yīng)欲保留空隙3的位置，拆除軸 向束載紗器8或者新軸向束載紗器9 (以增加軸向束載紗器固定掛點(diǎn)的方式編 織)，也可以對(duì)應(yīng)欲保留空隙3的位置，將軸向束載紗器8或者新軸向束載紗 器9替換為空載紗器93 (以增加編織軌道的方式編織)，這樣得到的三維全五 向編織預(yù)型件就會(huì)出現(xiàn)預(yù)定空隙。
在實(shí)際生產(chǎn)中，編織束1和軸向束2的材料以紗束最為常見(jiàn)，當(dāng)然，也可 以根據(jù)設(shè)計(jì)要求將軸向束取為與編織束不同的纖維種類(lèi)，以便形成混雜編織復(fù) 合材料。軸向束還可部分取為彼此不同的纖維種類(lèi)，甚至可取為非纖維材料， 如光纖束、壓電材料束、磁致伸縮材料束等，以實(shí)現(xiàn)三維編織復(fù)合材料的智 能化。
實(shí)際生產(chǎn)中，三維全五向編織預(yù)型件的橫截面形狀不僅僅可以是矩形，還 可以是十字形、丁字形、口字形、工字形、三角形、六邊形或者門(mén)字型等多個(gè) 矩形的組合，其橫截面形狀不僅僅可以是圓環(huán)形，還可以是圓環(huán)形的部分形狀， 如弓形、扇形或者半圓環(huán)形，還可以是上述各種形狀的組合形狀。即所述的三 維全五向編織預(yù)型件的橫截面形狀是矩形、圓環(huán)形、多個(gè)矩形的組合形狀、多 個(gè)圓環(huán)形的組合形狀或者是矩形和圓環(huán)形的組合形狀。需要實(shí)現(xiàn)這些形狀時(shí)， 本領(lǐng)域技術(shù)人員只要相應(yīng)地改變底盤(pán)4的形狀就可以輕易做到。
實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，還可以在三維全五向編織預(yù)型件中的編織束和軸向束以外的 其它方向添加紗線，以形成三維六向編織預(yù)型件、三維七向編織預(yù)型件或者更 多向的編織預(yù)型件。
以上說(shuō)明對(duì)本發(fā)明而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，還可作出許多修改、 變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種三維全五向編織預(yù)型件，包括由編織束與軸向束通過(guò)傳統(tǒng)四步法編織技術(shù)交織形成的三維五向編織結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述的三維五向編織結(jié)構(gòu)的編織束的交叉路徑形成的空隙內(nèi)，還沿編織軸線方向添加有軸向束。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維全五向編織預(yù)型件，其特征在于在每個(gè)編 織束的交叉i 各徑形成的空隙里均形成有軸向束。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維全五向編織預(yù)型件，其特征在于在三維全 五向編織預(yù)型件中的編織束和軸向束以外的其它方向還添加有紗線，以形成三 維六向編織預(yù)型件、三維七向編織預(yù)型件或者更多向的編織預(yù)型件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維全五向編織預(yù)型件，其特征在于所述的三 維全五向編織預(yù)型件的橫截面形狀是矩形、圓環(huán)形、部分圓環(huán)形、多個(gè)矩形的 組合形狀、多個(gè)圓環(huán)形的組合形狀、多個(gè)部分圓環(huán)形的組合形狀或者是矩形、 圓環(huán)形和部分圓環(huán)形的組合形狀。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維全五向編織預(yù)型件，其特征在于所述的編 織束與軸向束全部是紗束。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維全五向編織預(yù)型件，其特征在于部分軸向 束是光纖束、壓電材料束、磁致伸縮材料束或者空束。
7、 一種三維全五向矩形編織預(yù)型件的編織方法，編織機(jī)器的底盤(pán)上排列著 數(shù)個(gè)行方向軌道和列方向軌道，并且在編織機(jī)器底盤(pán)上按照傳統(tǒng)四步法三維五 向矩形編織方式排列著多個(gè)編織束載紗器和軸向束載紗器，其特征在于在每相鄰兩行軸向束載紗器之間增加設(shè)置有一行新軸向束載紗器，然后按 照傳統(tǒng)四步法三維五向矩形編織過(guò)程進(jìn)行編織；在編織過(guò)程中，所述的載紗器 的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中分為四步在第一步中，相鄰行的編織束載紗器連同該行的軸向束載紗器沿行向軌道 向左或向右交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置；在第二步中，相鄰列的編織束載紗器沿列向軌道向上或向下交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè) 編織束載紗器的位置，軸向束載紗器保持不動(dòng)；在第三步中，相鄰行的編織束載紗器連同該行的軸向束載紗器沿行向軌道 向左或向右交錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 一 個(gè)編織束載紗器的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第 一 步的相反；在第四步中，相鄰列的編織束載紗器沿列向軌道向上或向下交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第二步的相反，軸向束載紗器保持不動(dòng)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維全五向矩形編織預(yù)型件的編織方法，其特征在于在所述的底盤(pán)上的行方向軌道之間增加軸向束固定掛點(diǎn)，以供放置所述 的新軸向束載紗器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維全五向矩形編織預(yù)型件的編織方法，其特征 在于在每相鄰兩行編織束載紗器之間間隔有一行增擴(kuò)行方向軌道，在所述的 增擴(kuò)行方向軌道上放置所述的新軸向束載紗器，并在所述的增擴(kuò)行方向軌道上 的空位上放置空載紗器。
10、 一種三維全五向圓環(huán)形編織預(yù)型件的編織方法，編織機(jī)器的底盤(pán)上排 列著數(shù)個(gè)環(huán)形軌道和輻射軌道，并且在編織機(jī)器底盤(pán)上按照傳統(tǒng)四步法三維五 向圓環(huán)形編織方式排列著數(shù)個(gè)編織束載紗器和軸向束載紗器，其特征在于在每相鄰兩環(huán)軸向束載紗器之間增加設(shè)置有一環(huán)新軸向束載紗器，然后按 照傳統(tǒng)四步法三維五向編織過(guò)程進(jìn)行編織；在編織過(guò)程中，所述的載紗器的一 個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中分為四步在第一步中，相鄰環(huán)的編織束載紗器連同該環(huán)的軸向束載紗器沿環(huán)向軌道 順時(shí)針或者逆時(shí)針?lè)较蚪诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置；在第二步中，相鄰輻射方向的編織束載紗器沿輻射軌道向外或向內(nèi)交錯(cuò)運(yùn) 動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置，軸向束載紗器保持不動(dòng)；在第三步中，相鄰環(huán)的編織束載紗器連同該環(huán)的軸向束載紗器沿環(huán)向軌道 順時(shí)針或者逆時(shí)針?lè)较蚪诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第一 步的相反；在第四步中，相鄰輻射方向的編織束載紗器沿輻射軌道向外或向內(nèi)交錯(cuò)運(yùn) 動(dòng)一個(gè)編織束載紗器的位置，其運(yùn)動(dòng)方向與第二步的相反，軸向束載紗器保持 不動(dòng)。
11、 才艮據(jù)權(quán)利要求10所述的三維全五向圓環(huán)形編織預(yù)型件的編織方法，其 特征在于在所述的底盤(pán)上的環(huán)形軌道之間增加軸向束固定掛點(diǎn)，以供放置所 述的新軸向束載紗器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的三維全五向圓環(huán)形編織預(yù)型件的編織方法，其 特征在于在每相鄰兩環(huán)編織束載紗器之間間隔有一環(huán)增擴(kuò)環(huán)形軌道，在所述 的增擴(kuò)環(huán)形軌道上放置所述的新軸向束載紗器，并在所述的增擴(kuò)環(huán)形軌道上的 空位上放置空載紗器。
13、 一種用于編織三維全五向編織預(yù)型件的專用編織設(shè)備，在編織機(jī)器底 盤(pán)上按照傳統(tǒng)四步法三維五向編織方式排列著數(shù)個(gè)行方向軌道和列方向軌道， 其特征在于在所述的行方向軌道之間增加軸向束載紗器固定掛點(diǎn)，以供放置 新軸向束載紗器。
14、 一種用于編織三維全五向圓環(huán)形編織預(yù)型件的專用編織設(shè)備，在編織機(jī)器底盤(pán)上按照傳統(tǒng)四步法三維五向編織方式排列著數(shù)個(gè)環(huán)形軌道和輻射軌道，其特征在于在所述的環(huán)形軌道之間增加軸向束載紗器固定掛點(diǎn)，以供放 置新軸向束載紗器。
全文摘要
本發(fā)明是一種三維全五向編織預(yù)型件及其編織方法和編織設(shè)備，通過(guò)在編織機(jī)器的底盤(pán)上增加數(shù)行或者數(shù)環(huán)軸向束載紗器，使得預(yù)型件的軸向束數(shù)目增多。本發(fā)明三維全五向編織預(yù)型件，除包含傳統(tǒng)四步法三維五向預(yù)型件中的所有軸向束，還在其余的編織束交叉空隙處添加有軸向束，使軸向束數(shù)量比現(xiàn)有四步法預(yù)型件中軸向束數(shù)量提高近一倍，軸向性能顯著提高。
文檔編號(hào)D04C1/00GK101487169SQ200810056269
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者劉振國(guó), 闞玉華 申請(qǐng)人:闞玉華