[01135292]复合材料三维碳纤预制件变截面纵横编织关键技术

本成果开展了变截面和异型截面预制件的整体编织工艺和设备的研究,分析了前期设备的局限性,提出了基于AGV 技术的轮式主动携纱器及其配套编织底盘装置,整个装置采用模块化设计思想,完成了主动携纱器及编织底盘结构的设计,控制系统硬件的设计和上位机方案的确定并研究适应其特性的编织工艺。具体内容如下：1)分析柔性编织设备采用整体编织工艺织造变截面或异型截面预制件时的特点和局限,并根据前期工艺和设备的研究提出了基于AGV技术的轮式主动携纱器及其配套编织底盘装置。2)完成主动携纱器运动规律分析,为主动携纱器及编织底盘装置的编织过程控制提出两套解决方案;对主动携纱器进行受力分析,明确编织过程和织口位置对主动携纱器运动的影响,为后期设计提供理论支持。3)确定轮式主动携纱器及编织底盘的整体设计方案,设计主动携纱器及其配套编织底盘的结构,主要包括主动携纱器的驱动装置、转向装置、导向导电装置和 编织底盘的轨道、供电网络等部分,采用 SolidWorks 软件进行主动携纱器及其配套 编织底盘各个零件结构建模装配,详细分析其主动携纱器的工作过程和导向导电模 块的工作原理。4)设计三维编织主动携纱器及编织底盘装置的控制系统。其中设计重点在主动携纱器控制模块,根据功能需求选用 STM32 控制芯片、ULN2003A 步进电机驱动芯片、L298N 双 H 桥直流电机驱动芯片及电机、传感器和无线收发装置等硬件,并使用Altium Designer软件完成主动携纱器控制系统电路原理图和印制电路板（PCB）;提出上位机和其控制界面初步的实现方案,为后续开发提供思路。5)分析了主动携纱器与现有编织设备加工工字型和 L 型常用预制件的具体编 织工艺,得出使用主动携纱器装置比其它编织设备更具优势;重点研究了分叉管状结构预制件织造特征和注意事项,并完成采用主动携纱器织造的具体编织工艺。