本公開的領(lǐng)域總體上涉及一種用于將材料施加到表面的裝置，并且更具體地，涉及一種用于將復(fù)合材料施加到表面的裝置。

背景技術(shù)：

許多已知的方法用于使復(fù)合部件的制造自動(dòng)化，例如，自動(dòng)鋪絲技術(shù)(afp，automatedfiberplacement)，其使用干纖維或預(yù)浸漬纖維的大卷筒。典型地通過(guò)諸如多軸機(jī)器人臂的操縱器將材料放置到工具表面(例如用于直升機(jī)的機(jī)體)上。已知的afp方法限于與可以包裹在大卷筒中并且由操縱器解開的材料一起使用。然而，由于當(dāng)前的制造限制，一些已知的陶瓷基質(zhì)復(fù)合(cmc，ceramicmatrixcomposite)材料和聚合物基質(zhì)復(fù)合(pmc，polymermatrixcomposite)材料不能用于大卷筒。由于這些復(fù)合材料在卷筒中不適用，使用常規(guī)afp機(jī)將這些復(fù)合材料放置到工具表面上是不可行的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一方面，提供一種用于在表面上放置材料的裝置。所述裝置包括殼體，聯(lián)接到所述殼體的馬達(dá)，以及聯(lián)接到所述殼體并且由所述馬達(dá)提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)部件。所述裝置還包括與所述驅(qū)動(dòng)部件限定引導(dǎo)通道的至少一個(gè)導(dǎo)槽。所述裝置還包括鄰近所述引導(dǎo)通道聯(lián)接到所述殼體的敷設(shè)輥(layuproller)。所述敷設(shè)輥包括輥表面，并且所述引導(dǎo)通道配置成將一定數(shù)量的材料排出到所述輥表面。所述敷設(shè)輥配置成將材料沉積到所述表面上。

在另一方面，提供一種用于在表面上放置材料的裝置。所述裝置包括殼體，聯(lián)接到所述殼體的致動(dòng)器，聯(lián)接到所述致動(dòng)器的抽吸臂，以及聯(lián)接到所述殼體和所述抽吸臂的線性引導(dǎo)件。所述裝置還包括聯(lián)接到所述抽吸臂的抽吸頭。所述致動(dòng)器配置成沿著垂直于工具表面限定的豎直軸線平移(translate)所述抽吸臂。所述線性引導(dǎo)件配置成避免所述抽吸臂沿著橫向軸線和縱向軸線的平移運(yùn)動(dòng)，所述橫向軸線和所述縱向軸線被限定為彼此正交并且垂直于所述豎直軸線。所述抽吸頭配置成聯(lián)接到材料并且從遠(yuǎn)離所述表面的第一位置移除材料并且將條帶放置在所述表面上的第二位置。

在又一方面，提供一種使用裝置將材料粘附到表面的方法。所述裝置包括馬達(dá)和由所述馬達(dá)提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)帶。所述裝置還包括與所述驅(qū)動(dòng)帶相對(duì)的被動(dòng)帶，所述被動(dòng)帶和所述驅(qū)動(dòng)帶限定帶通道(beltchannel)。所述裝置還包括至少一個(gè)導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽和所述驅(qū)動(dòng)帶限定引導(dǎo)通道。所述裝置還包括鄰近所述引導(dǎo)通道的敷設(shè)輥。所述方法包括將材料定位到所述引導(dǎo)通道中，驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)帶使得材料從所述帶通道移動(dòng)到所述引導(dǎo)通道到達(dá)鄰近所述敷設(shè)輥的位置，以及沿著平行于所述表面的平面平移所述裝置使得材料粘附到工具表面。

本發(fā)明還提供了如下技術(shù)方案：

技術(shù)方案1：一種用于在表面上放置材料的裝置，所述裝置包括：

殼體；

聯(lián)接到所述殼體的馬達(dá)；

聯(lián)接到所述殼體并且由所述馬達(dá)提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)部件；

至少一個(gè)導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽和所述驅(qū)動(dòng)部件限定引導(dǎo)通道；以及

鄰近所述引導(dǎo)通道聯(lián)接到所述殼體的敷設(shè)輥，所述敷設(shè)輥包括輥表面，其中所述引導(dǎo)通道配置成將一定數(shù)量的材料排出到所述輥表面，所述敷設(shè)輥配置成將所述材料沉積到所述表面上。

技術(shù)方案2：根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置，其特征在于，其還包括聯(lián)接到所述至少一個(gè)導(dǎo)槽的切割器。

技術(shù)方案3：根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置，其特征在于，其還包括聯(lián)接到所述殼體的盒，所述盒配置成將所述材料排放到所述引導(dǎo)通道。

技術(shù)方案4：根據(jù)技術(shù)方案3所述的裝置，其特征在于，所述盒包括配置成保持所述材料的條帶保持器，所述材料包括多個(gè)條帶，所述條帶保持器還配置成朝著所述引導(dǎo)通道一次排出一個(gè)條帶。

技術(shù)方案5：根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置，其特征在于，其還包括聯(lián)接到所述至少一個(gè)導(dǎo)槽的加熱裝置，所述加熱裝置配置成加熱所述表面。

技術(shù)方案6：根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置，其特征在于，其還包括聯(lián)接到所述至少一個(gè)導(dǎo)槽的噴嘴，所述噴嘴配置成朝著所述表面噴射促粘附液體。

技術(shù)方案7：根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置，其特征在于，其還包括聯(lián)接到所述敷設(shè)輥的致動(dòng)器，所述致動(dòng)器配置成沿著垂直于所述表面的平面平移所述敷設(shè)輥，所述致動(dòng)器還配置成在所述敷設(shè)輥和所述表面之間壓緊所述材料。

技術(shù)方案8：根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置，其特征在于，其還包括與所述驅(qū)動(dòng)部件相對(duì)的被動(dòng)部件，所述被動(dòng)部件和所述驅(qū)動(dòng)部件限定部件通道。

技術(shù)方案9：根據(jù)技術(shù)方案8所述的裝置，其特征在于，所述被動(dòng)部件由所述馬達(dá)提供動(dòng)力。

技術(shù)方案10：根據(jù)技術(shù)方案8所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)導(dǎo)槽包括第一導(dǎo)槽和第二導(dǎo)槽，所述第一導(dǎo)槽和所述驅(qū)動(dòng)部件限定第一引導(dǎo)通道，所述第二導(dǎo)槽和所述驅(qū)動(dòng)部件限定第二引導(dǎo)通道，其中所述第一引導(dǎo)通道、所述部件通道和所述第二引導(dǎo)通道串聯(lián)配置以將所述材料排出到所述輥表面。

技術(shù)方案11：根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置，其特征在于，其還包括聯(lián)接到所述殼體的傳感器，所述傳感器配置成檢測(cè)所述材料的位置變化。

技術(shù)方案12：一種用于在表面上放置材料的裝置，所述裝置包括：

殼體；

聯(lián)接到所述殼體的致動(dòng)器；

聯(lián)接到所述致動(dòng)器的抽吸臂；

聯(lián)接到所述殼體和所述抽吸臂的線性引導(dǎo)件；以及

聯(lián)接到所述抽吸臂的抽吸頭，其中所述致動(dòng)器配置成沿著垂直于所述表面限定的豎直軸線平移所述抽吸臂，所述線性引導(dǎo)件配置成避免所述抽吸臂沿著橫向軸線和縱向軸線的平移運(yùn)動(dòng)，所述橫向軸線和所述縱向軸線被限定為彼此正交并且垂直于所述豎直軸線，并且所述抽吸頭配置成聯(lián)接到所述材料并且從遠(yuǎn)離所述表面的第一位置移除所述材料并且將所述材料放置在所述表面上的第二位置。

技術(shù)方案13：根據(jù)技術(shù)方案12所述的裝置，其特征在于，所述抽吸頭配置成在所述第二位置處釋放所述材料。

技術(shù)方案14：根據(jù)技術(shù)方案12所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括配置成在所述第二位置處將所述材料壓緊到所述表面的敷設(shè)輥。

技術(shù)方案15：根據(jù)技術(shù)方案12所述的裝置，其特征在于，其還包括聯(lián)接到所述殼體的傳感器，所述傳感器配置成檢測(cè)所述材料的位置變化。

技術(shù)方案16：一種使用裝置將材料粘附到表面的方法，所述裝置包括馬達(dá)，由所述馬達(dá)提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)帶，與所述驅(qū)動(dòng)帶相對(duì)的被動(dòng)帶，所述被動(dòng)帶和所述驅(qū)動(dòng)帶限定帶通道，至少一個(gè)導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽和所述驅(qū)動(dòng)帶限定引導(dǎo)通道，以及鄰近所述引導(dǎo)通道的敷設(shè)輥，所述方法包括：

將所述材料定位到所述引導(dǎo)通道中；

驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)帶使得所述材料從所述帶通道移動(dòng)到所述引導(dǎo)通道到達(dá)鄰近所述敷設(shè)輥的位置；以及

沿著平行于所述表面的平面平移所述裝置使得所述材料粘附到所述表面。

技術(shù)方案17：根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，所述自動(dòng)材料輸送裝置還包括聯(lián)接到所述至少一個(gè)導(dǎo)槽的切割器，所述方法還包括用所述原位切割器切割所述材料。

技術(shù)方案18：根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，所述自動(dòng)材料輸送裝置還包括聯(lián)接到所述殼體的盒，所述方法還包括將所述材料從所述盒排出到所述帶通道和所述引導(dǎo)通道中的一個(gè)。

技術(shù)方案19：根據(jù)技術(shù)方案18所述的方法，其特征在于，所述盒包括配置成保持所述材料的條帶保持器，所述材料包括多個(gè)條帶，所述方法還包括將至少一個(gè)條帶從所述條帶保持器排出到所述帶通道和所述引導(dǎo)通道中的一個(gè)。

技術(shù)方案20：根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，所述自動(dòng)材料輸送裝置還包括聯(lián)接到所述敷設(shè)輥的致動(dòng)器，所述方法還包括在所述敷設(shè)輥和所述表面之間壓緊所述材料。

附圖說(shuō)明

當(dāng)參考附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，將更好地理解本公開的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中在所有附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，其中：

圖1是示例性自動(dòng)材料輸送裝置的前平面視圖；

圖2是圖1中顯示且在區(qū)域2內(nèi)獲取的自動(dòng)材料輸送裝置的放大透視圖；

圖3是用于與圖1中所示的自動(dòng)材料輸送裝置一起使用的條帶保持器的示例性實(shí)施例的透視圖；

圖4是沿著線4-4截取的圖1中所示的自動(dòng)材料輸送裝置的橫截面視圖；

圖5是還包括原位切割器的圖1中所示的自動(dòng)材料輸送裝置的透視圖；

圖6是還包括光學(xué)加熱器的圖1中所示的自動(dòng)材料輸送裝置的透視圖；

圖7是還包括液體噴嘴的圖1中所示的自動(dòng)材料輸送裝置的透視圖；以及

圖8是在區(qū)域8內(nèi)獲取的圖1中所示的自動(dòng)材料輸送裝置的放大透視圖。

除非另有說(shuō)明，本文中提供的附圖旨在舉例說(shuō)明本公開的實(shí)施例的特征。這些特征被認(rèn)為可應(yīng)用于包括本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的多種系統(tǒng)中。因而，附圖并不意味著包括本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的用于實(shí)施本文中公開的實(shí)施例所需的所有常規(guī)特征。

具體實(shí)施方式

在下面的說(shuō)明書和權(quán)利要求中，將參考多個(gè)術(shù)語(yǔ)，所述術(shù)語(yǔ)應(yīng)被定義為具有以下含義。

單數(shù)形式“一”、“一個(gè)/種”和“所述/該”包括復(fù)數(shù)指代，除非上下文另有明確規(guī)定。

“可選的”或“可選地”是指隨后描述的事件或情況可以發(fā)生或可以不發(fā)生，并且該描述包括事件發(fā)生的情況和不發(fā)生的情況。

在整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求書中使用的近似語(yǔ)言可以應(yīng)用于修飾可允許變化的任何定量表示，而不導(dǎo)致與其相關(guān)的基本功能的變化。因此，由一個(gè)或多個(gè)術(shù)語(yǔ)(例如“約”、“近似”和“大致”)修飾的值不限于所指定的精確值。在至少一些情況下，近似語(yǔ)言可以對(duì)應(yīng)于用于測(cè)量該值的儀器的精度。在此和整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求書中，范圍限制可以組合和/或互換；這樣的范圍被確定并且包括其中包含的所有子范圍，除非上下文或語(yǔ)言另有說(shuō)明。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“處理器”和“計(jì)算機(jī)”以及相關(guān)術(shù)語(yǔ)(例如“處理設(shè)備”、“計(jì)算設(shè)備”和“控制器”)不僅僅限于本領(lǐng)域中稱為計(jì)算機(jī)的那些集成電路，而是廣義地指微控制器，微型計(jì)算機(jī)，可編程邏輯控制器(plc)，專用集成電路，和其它可編程電路，并且這些術(shù)語(yǔ)在本文中可互換使用。在本文所述的實(shí)施例中，存儲(chǔ)器可以包括但不限于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)，以及計(jì)算機(jī)可讀非易失性介質(zhì)，如閃存?；蛘?，也可以使用軟盤，光盤-只讀存儲(chǔ)器(cd-rom)，磁光盤(mod)，和/或數(shù)字通用盤(dvd)。此外，在本文所述的實(shí)施例中，附加輸入通道可以是但不限于與諸如鼠標(biāo)和鍵盤的操作者接口相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備?；蛘?，也可使用其它計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備，其可以包括例如但不限于掃描儀。此外，在示例性實(shí)施例中，附加輸出通道可以包括但不限于操作者接口監(jiān)視器。

此外，如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“軟件”和“固件”是可互換的，并且包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中以由個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站、客戶端和服務(wù)器執(zhí)行的任何計(jì)算機(jī)程序。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”旨在表示以用于短期和長(zhǎng)期存儲(chǔ)信息的任何方法或技術(shù)實(shí)現(xiàn)的任何有形的基于計(jì)算機(jī)的設(shè)備，例如，計(jì)算機(jī)可讀指令，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，程序模塊和子模塊，或任何設(shè)備中的其它數(shù)據(jù)。所以，本文描述的方法可以被編碼為在有形的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(包括但不限于存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)器設(shè)備)中實(shí)施的可執(zhí)行指令。當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)這樣的指令使處理器執(zhí)行本文中所述的方法的至少一部分。而且，如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”包括所有有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括但不限于非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備，包括但不限于易失性和非易失性介質(zhì)，以及可移動(dòng)和不可移動(dòng)介質(zhì)，如固件，物理和虛擬存儲(chǔ)器，cd-roms，dvds，和諸如網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)的任何其它數(shù)字源，以及尚未開發(fā)的數(shù)字裝置，唯一的例外是暫態(tài)、傳播信號(hào)。

本文中所述的自動(dòng)材料輸送裝置便于制造與自動(dòng)材料輸送裝置分離的裝置的部件。自動(dòng)材料輸送裝置通過(guò)將材料的薄條帶鋪設(shè)在工具表面上來(lái)促進(jìn)部件的制造。工具表面包括例如但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)部件，葉片(blades)，輪葉(vanes)，噴嘴，護(hù)罩，和內(nèi)襯。使用本文中所述的裝置和方法鋪設(shè)條帶有利于在制造部件時(shí)更大程度的控制和靈活性。一旦制造，部件具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用，例如在飛行器工業(yè)中用于制造結(jié)構(gòu)部件。薄條帶能夠在工具表面上適應(yīng)和輪廓化為復(fù)雜幾何形狀，并且減少在條帶的復(fù)合纖維中產(chǎn)生褶皺的可能性。此外，薄條帶通過(guò)減少原始復(fù)合材料的浪費(fèi)量來(lái)提高材料利用率。本文中所述的裝置便于在工具表面上鋪設(shè)條帶的自動(dòng)化，同時(shí)也改善部件的質(zhì)量和部件表面的一致性。

圖1是示例性自動(dòng)材料輸送裝置100的前平面視圖。裝置100包括聯(lián)接到帶殼體104的盒102。驅(qū)動(dòng)部件106和被動(dòng)部件108由至少部分地在帶殼體104內(nèi)的馬達(dá)110驅(qū)動(dòng)。在示例性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)部件106是驅(qū)動(dòng)帶106，并且相對(duì)部件108是被動(dòng)帶108。在替代實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)部件106是使裝置100能夠如本文所述運(yùn)行的任何合適的部件，并且包括但不限于輥、帶和具有用于改善夾持(gripping)的抽吸孔的帶。在替代實(shí)施例中，被動(dòng)部件108是使裝置100能夠如本文所述運(yùn)行的任何合適的部件，并且包括但不限于輥、帶和具有用于改善夾持的抽吸孔的帶。

在示例性實(shí)施例中，如下面更詳細(xì)地解釋，當(dāng)驅(qū)動(dòng)帶106平移時(shí)，驅(qū)動(dòng)帶106穿過(guò)在本文中也被描述為第一引導(dǎo)表面的第一導(dǎo)槽111和在本文中也被描述為第二引導(dǎo)表面的第二導(dǎo)槽112。敷設(shè)輥114聯(lián)接到帶殼體104并且定位成與致動(dòng)器116相對(duì)，所述致動(dòng)器116選擇性地朝著工具表面117(在圖2中顯示)平移敷設(shè)輥114。在示例性實(shí)施例中，裝置100還包括聯(lián)接到帶殼體104的第一線性致動(dòng)器118，和聯(lián)接到線性致動(dòng)器118的抽吸臂120，所述線性致動(dòng)器118使在抽吸臂120的遠(yuǎn)端處的抽吸頭122能夠經(jīng)由沿著豎直軸線123的運(yùn)動(dòng)選擇性地接合位于獨(dú)立托盤(未顯示)中的層材料的條帶121。裝置100還包括聯(lián)接到帶殼體104和抽吸臂120的第二線性致動(dòng)器124(在本文中也稱為線性引導(dǎo)件124)，所述第二線性致動(dòng)器124使抽吸頭122能夠選擇性地接合條帶121，如本文中進(jìn)一步所述。在替代實(shí)施例中，第一導(dǎo)槽111和第二導(dǎo)槽112是任何合適的表面，其使條帶121能夠被引導(dǎo)到位，同時(shí)減小引導(dǎo)表面111、112和條帶121之間的摩擦，包括但不限于輥、帶和空氣軸承。

圖2是在區(qū)域2內(nèi)獲取的自動(dòng)材料輸送裝置100(在圖1中顯示)的一部分的放大透視圖。在示例性實(shí)施例中，條帶121被彎曲并定位到工具表面117上并且由敷設(shè)輥114壓緊(compress)到工具表面117。也稱為短帶的條帶121是大致矩形的材料片。在示例性實(shí)施例中，條帶121包括陶瓷基質(zhì)復(fù)合(cmc，ceramicmatrixcomposite)材料或聚合物基質(zhì)復(fù)合(pmc，polymermatrixcomposite)材料。在替代實(shí)施例中，條帶121是任何合適的形狀，并且包括使裝置100能夠如本文中所述運(yùn)行的任何合適的材料，包括但不限于原本不被表征為條帶的材料包。

圖3是用于與自動(dòng)材料輸送裝置100(在圖1中顯示)一起使用的條帶保持器129的示例性實(shí)施例的透視圖。更具體地，條帶保持器129聯(lián)接到盒102。條帶保持器129配置成周向地圍繞條帶保持器129的外表面保持聯(lián)接到條帶保持器129的多個(gè)條帶121。條帶保持器129配置成在盒102的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)并且配置成朝著第一導(dǎo)槽111一次排出一個(gè)條帶121，類似于下面描述的操作。在替代實(shí)施例中，條帶保持器129具有帶輥的形狀，使得條帶121保持在條帶保持器129的體積內(nèi)，而不僅僅保持在條帶保持器129的外部。在其它替代實(shí)施例中，在沒(méi)有條帶保持器129的情況下，盒102配置成朝著第一導(dǎo)槽111排出至少一個(gè)條帶121。

圖4是沿著線4-4截取的自動(dòng)材料輸送裝置100的橫截面視圖。盒102包括條帶保持器129(在圖3中顯示)，或者包括在盒102內(nèi)部的獨(dú)立于諸如條帶保持器129的機(jī)構(gòu)的多個(gè)條帶121(在圖2中顯示)。無(wú)論如何，壓合輥130一次與一個(gè)條帶121接合，并且將每個(gè)條帶121定位到由驅(qū)動(dòng)帶106和第一導(dǎo)槽111限定的通道160(在本文中也稱為引導(dǎo)通道)中。當(dāng)條帶保持器129(在圖3中顯示)旋轉(zhuǎn)到將條帶121定位到通道160中時(shí)，壓合輥130從帶106脫離以在壓合輥130和帶106之間提供足夠的空間。一旦條帶保持器129將條帶121定位到通道160中，壓合輥130接合在驅(qū)動(dòng)帶106上以在壓合輥130和帶106之間壓合條帶121。在示例性實(shí)施例中，壓合輥130由線性致動(dòng)器(未顯示)(例如但不限于線性電磁馬達(dá)、氣動(dòng)缸或液壓缸)平移，以使壓合輥130與帶106接合和脫離以控制推力，從而允許條帶121在帶106平移時(shí)與帶106一起移動(dòng)。也被描述為帶傳送帶106或進(jìn)給帶106的驅(qū)動(dòng)帶106由馬達(dá)110驅(qū)動(dòng)并且在圍繞帶輪142、144和146的方向140上平移。張緊器148在驅(qū)動(dòng)帶106上引起張力。也被描述為拐角帶108的相對(duì)帶108也由馬達(dá)110驅(qū)動(dòng)并且在圍繞帶輪152和154的方向150上旋轉(zhuǎn)。在示例性實(shí)施例中，馬達(dá)110是電動(dòng)馬達(dá)。在替代實(shí)施例中，馬達(dá)110是使裝置100能夠如本文中所述運(yùn)行的任何合適的馬達(dá)。

驅(qū)動(dòng)帶106和第一導(dǎo)槽111限定用于條帶121沿著驅(qū)動(dòng)帶106從盒102朝著第二導(dǎo)槽112移動(dòng)的通道160。條帶121沿著驅(qū)動(dòng)帶106從通道160移動(dòng)進(jìn)入限定在驅(qū)動(dòng)帶106和相對(duì)帶108之間的通道162，并進(jìn)入由第二導(dǎo)槽112和驅(qū)動(dòng)帶106限定的通道164(在本文中也描述為引導(dǎo)通道)。第二導(dǎo)槽112相對(duì)于第一導(dǎo)槽111成一定角度定位，使得當(dāng)條帶121從第二導(dǎo)槽112朝著敷設(shè)輥114排出時(shí)，條帶121接觸敷設(shè)輥114的表面166。因此，引導(dǎo)通道164配置成將條帶121排出到敷設(shè)輥114的表面166。當(dāng)敷設(shè)輥114將條帶121引導(dǎo)到工具表面117上的適當(dāng)位置時(shí)，致動(dòng)器116朝著工具表面117推動(dòng)敷設(shè)輥114，從而當(dāng)敷設(shè)輥114在方向168上旋轉(zhuǎn)時(shí)將條帶121壓緊到工具表面117上。敷設(shè)輥114在條帶121上施加大致恒定的壓力，其增強(qiáng)裝置100適應(yīng)工具表面117的輪廓的能力。因此，敷設(shè)輥114配置成將條帶121沉積到工具表面117上。條帶121的引導(dǎo)鋪設(shè)用于控制條帶121定位到工具表面117上并將條帶121粘附到工具表面117。該過(guò)程通過(guò)策略性地將條帶121放置到工具表面117的有用部分上而不是工具表面117的非有用部分(例如將通過(guò)車床或銑床或其它加工設(shè)備去除的區(qū)域)上來(lái)減少浪費(fèi)，這減少了浪費(fèi)的多余材料的量。一旦條帶121已前進(jìn)到敷設(shè)輥114下方的位置，驅(qū)動(dòng)帶106被動(dòng)空轉(zhuǎn)以允許敷設(shè)輥114繼續(xù)推進(jìn)條帶121本身，或者當(dāng)條帶121接觸敷設(shè)輥114時(shí)主動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)帶106以減小條帶121上的潛在剪切力。在示例性實(shí)施例中，致動(dòng)器116是氣動(dòng)致動(dòng)器。在替代實(shí)施例中，致動(dòng)器116是使裝置100能夠如本文中所述運(yùn)行的任何合適的致動(dòng)器。

在替代實(shí)施例中，條帶121未組裝到盒102中，而是遠(yuǎn)離裝置100組裝在堆疊(未顯示)中。在另外的替代實(shí)施例中，條帶121遠(yuǎn)離裝置100定位在可接近表面上，例如但不限于分散的多個(gè)條帶121的托盤(未顯示)上。此外，在替代實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)條帶121是任何合適的形狀，并且包括使抽吸頭122能夠如本文中所述運(yùn)行的任何合適的材料，包括但不限于原本不被表征為條帶的材料包。抽吸臂120通過(guò)致動(dòng)器118和線性引導(dǎo)件124沿著軸線123被致動(dòng)以將抽吸頭122定位在條帶121或條帶121的堆疊上。抽吸頭122然后將抽吸或部分真空施加到至少一個(gè)條帶121。所以致動(dòng)器118和抽吸頭122配置成使臂120沿著垂直工具表面123限定的豎直軸線123平移。線性引導(dǎo)件124允許臂120并且因此允許抽吸頭122沿著軸線123平移，這避免條帶121沿著由軸線125和127限定的正交平面的運(yùn)動(dòng)。因此，線性引導(dǎo)件124配置成避免臂120沿著橫向軸線125和縱向軸線127的平移運(yùn)動(dòng)。然后每個(gè)條帶121可以通過(guò)抽吸頭122從堆疊(在本文中也稱為第一位置)拾取，并且定位在工具表面117(在本文中也稱為第二位置)上。所以抽吸頭122配置成通過(guò)以下方式聯(lián)接多個(gè)條帶121：首先從遠(yuǎn)離工具表面117的第一位置移除條帶121，在工具表面117上的第二位置處定位條帶121，以及在工具表面117上的第二位置處釋放條帶121。一旦條帶121在工具表面117上，可以通過(guò)在垂直于工具表面117的平面中平移致動(dòng)器118并因此平移抽吸臂120將壓力施加到條帶121以將條帶121壓緊到工具表面117上。在替代實(shí)施例中，一旦條帶121通過(guò)抽吸頭122放置到工具表面117上，敷設(shè)輥114配置成經(jīng)由在垂直于工具表面117的平面中的致動(dòng)致動(dòng)器116壓緊條帶121以將條帶121壓緊到工具表面117上。

圖5是還包括原位切割器(in-situcutter)202的自動(dòng)材料輸送裝置100的透視圖。原位切割器202聯(lián)接到第二導(dǎo)槽112，并且定位成使得條帶121在到達(dá)敷設(shè)輥114之前穿過(guò)原位切割器202。條帶121進(jìn)給通過(guò)裝置100，如上所述，并且在條帶121由敷設(shè)輥114滾壓到工具表面117(在圖2中顯示)上之前原位切割器202配置成將條帶121切割成更小的條帶121。在示例性實(shí)施例中，原位切割器202將條帶121切割成大致矩形形狀。在替代實(shí)施例中，原位切割器202以任何合適的角度切割條帶121，使得所得到的條帶121為梯形并且使條帶121能夠通過(guò)如本文中所述的裝置100放置在工具表面117上。

圖6是還包括加熱裝置302的自動(dòng)材料輸送裝置100的透視圖。加熱裝置302聯(lián)接到第二導(dǎo)槽112并且配置成在條帶121布置在工具表面117上之前加熱工具表面117(在圖2中顯示)和/或條帶121的表面的至少一部分。在條帶121滾壓到工具表面117上之前加熱工具表面117將條帶121更有效地粘附到工具表面117。在替代實(shí)施例中，在條帶121滾壓到工具表面117上之前整個(gè)工具表面117在裝置100(未顯示)的外部被加熱。在示例性實(shí)施例中，加熱裝置302是紅外加熱器或紅外激光器。在替代實(shí)施例中，加熱裝置302是使裝置100能夠如本文中所述運(yùn)行的任何合適的加熱裝置。

圖7是還包括噴嘴402的自動(dòng)材料輸送裝置100的透視圖。噴嘴402聯(lián)接到第二導(dǎo)槽112并且配置成將促粘附(adhesion-promoting)液體從外部源(未顯示)朝著工具表面117噴射以便于條帶121粘附到工具表面117，這增進(jìn)條帶121和工具表面117之間的結(jié)合。在替代實(shí)施例中，噴嘴402包括將促粘附液體輸送到噴嘴402的液體壓力源和使液體噴霧能夠形成促進(jìn)粘合劑大致均勻地分布在工具表面117上的氣霧劑的空氣壓力源。在這些實(shí)施例中，空氣源和液體源的壓力由壓力調(diào)節(jié)器控制，并且僅在敷設(shè)過(guò)程期間(即在條帶121粘附到工具表面117期間)是有效的。

圖8是在區(qū)域8內(nèi)獲取的自動(dòng)材料輸送裝置100(在圖1中顯示)的一部分的放大透視圖。在示例性實(shí)施例中，傳感器502聯(lián)接到殼體104。當(dāng)條帶121進(jìn)給通過(guò)裝置100時(shí)傳感器502配置成檢測(cè)條帶121的第一條帶位置504(以虛線顯示)和第二條帶位置506。傳感器502還配置成檢測(cè)條帶121的位置變化。在示出的實(shí)施例中，傳感器502在條帶121由壓合輥130接合時(shí)檢測(cè)條帶121的第一條帶位置504，并且在條帶121由驅(qū)動(dòng)帶106平移到通道160(在圖4中顯示)中時(shí)檢測(cè)條帶121的第二條帶位置506。在替代實(shí)施例中，傳感器502聯(lián)接到使傳感器502能夠檢測(cè)條帶121的位置或位置變化的裝置100的任何其它部分。在其它替代實(shí)施例中，傳感器502聯(lián)接到殼體104以檢測(cè)在裝置100外部的條帶121的位置或位置變化，例如在條帶121的堆疊中的條帶121的位置。在另外的替代實(shí)施例中，傳感器502配置成檢測(cè)條帶保持器129的位置。在其它替代實(shí)施例中，傳感器502不聯(lián)接到裝置100，而是聯(lián)接到外表面(未顯示)以檢測(cè)條帶121相對(duì)于裝置100的位置，例如條帶121相對(duì)于抽吸頭122的位置。在示例性實(shí)施例中，傳感器502是光學(xué)傳感器。在替代實(shí)施例中，傳感器502是接近傳感器(proximitysensor)，或使裝置100能夠如本文所述運(yùn)行的任何其它合適的傳感器。

上述自動(dòng)材料輸送裝置克服了與已知裝置相關(guān)的若干缺陷。本文中所述的裝置便于制造與自動(dòng)材料輸送裝置分離的裝置的部件。自動(dòng)材料輸送裝置通過(guò)將材料的薄條帶鋪設(shè)在工具表面上來(lái)促進(jìn)部件的制造。工具表面包括例如但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)部件，葉片(blades)，輪葉(vanes)，噴嘴，護(hù)罩，和內(nèi)襯。使用本文中所述的裝置和方法鋪設(shè)條帶有利于在制造部件時(shí)更大程度的控制和靈活性。一旦制造，部件具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用，例如在飛行器工業(yè)中用于制造結(jié)構(gòu)部件。薄條帶能夠在工具表面上適應(yīng)和輪廓化為復(fù)雜幾何形狀，并且減少在條帶的復(fù)合纖維中產(chǎn)生褶皺的可能性。此外，薄條帶通過(guò)減少原始復(fù)合材料的浪費(fèi)量來(lái)提高材料利用率。本文中所述的裝置便于在工具表面上鋪設(shè)條帶的自動(dòng)化，同時(shí)也改善部件的質(zhì)量和部件表面的一致性。

本文的方法、系統(tǒng)和裝置的示例性技術(shù)效果包括以下的至少一個(gè)：(a)將復(fù)合材料的條帶粘附或定位到用于不期望制造成卷筒的材料的工具表面上；(b)通過(guò)策略性地定位材料的小條帶而不是使用材料的較大片材并且切掉多余材料來(lái)減少材料浪費(fèi)；(c)通過(guò)僅將條帶放置在工具表面的有用區(qū)域上而不是例如稍后將通過(guò)車床或其它加工設(shè)備去除的工具表面的區(qū)域上來(lái)減少材料浪費(fèi)；(d)減少在鋪設(shè)復(fù)合材料中涉及的體力勞動(dòng)，導(dǎo)致更高質(zhì)量的部件和放置條帶的更大準(zhǔn)確性；以及(e)通過(guò)在條帶上以恒定壓力使用輥來(lái)增強(qiáng)適應(yīng)工具表面的輪廓的能力。

上面詳細(xì)描述了自動(dòng)材料輸送裝置的示例性實(shí)施例。自動(dòng)材料輸送裝置和制造或操作此類系統(tǒng)和裝置的方法不限于本文中所述的具體實(shí)施例，而是系統(tǒng)的部件和/或方法的步驟可以獨(dú)立地和獨(dú)立于本文中所述的其它部件和/或步驟被使用。例如，系統(tǒng)、裝置和方法也可以與其它類型的材料組合使用，并且不限于僅使用本文中所述的復(fù)合材料實(shí)施。而是，示例性實(shí)施例可以結(jié)合可從使用自動(dòng)材料輸送裝置受益的許多其它應(yīng)用、設(shè)備和系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)和使用。

盡管本公開的各種實(shí)施例的具體特征可以在一些附圖中顯示而不在其它附圖中顯示，但這僅是為了方便。根據(jù)本公開的原理，附圖的任何特征可以與任何其它附圖的任何特征組合地引用和/或要求權(quán)利。

一些實(shí)施例涉及使用一個(gè)或多個(gè)電子或計(jì)算設(shè)備。這樣的設(shè)備典型地包括處理器，處理設(shè)備，或控制器，如通用中央處理單元(cpu，centralprocessingunit)，圖形處理單元(gpu，graphicsprocessingunit)，微控制器，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(risc，reducedinstructionsetcomputer)處理器，專用集成電路(asic，applicationspecificintegratedcircuit)，可編程邏輯電路(plc，programmablelogiccircuit)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga，fieldprogrammablegatearray)，數(shù)字信號(hào)處理(dsp，digitalsignalprocessing)設(shè)備，和/或能夠執(zhí)行本文中所述功能的任何其它電路或處理設(shè)備。本文中所述的方法可以被編碼為在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(包括但不限于存儲(chǔ)設(shè)備和/或存儲(chǔ)器設(shè)備)中實(shí)施的可執(zhí)行指令。當(dāng)由處理設(shè)備執(zhí)行時(shí)，這樣的指令使處理設(shè)備能夠執(zhí)行本文中所述的方法的至少一部分。以上示例僅是示例性的，并且因此并不旨在以任何方式限制術(shù)語(yǔ)處理器和處理設(shè)備的定義和/或含義。

該書面描述使用示例來(lái)公開包括最佳模式的實(shí)施例，并且也使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤?shí)施例，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何包含的方法。本公開的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可以包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它示例。這樣的其它示例旨在屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)，只要它們具有與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言沒(méi)有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或者只要它們包括與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)區(qū)別的等效結(jié)構(gòu)元件。