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龍圖騰網獲悉天津工業大學申請的專利一種長臂式厚料縫合裝置及其設計方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN116479588B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-05發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202310501955.4，技術領域涉及：D05B19/12；該發明授權一種長臂式厚料縫合裝置及其設計方法是由王天琪;張毅丞;劉佳新;陳秋雨;李智健設計研發完成，并于2023-05-06向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種長臂式厚料縫合裝置及其設計方法在說明書摘要公布了：本發明提供一種長臂式厚料縫合裝置及其設計方法，屬于碳碳復合材料三維縫合技術領域，包括挑線機構，用于維持縫合線張力；刺料機構，用于將縫合線刺入碳碳復合材料；勾線機構，用于送入底線以及勾住刺料機構送入的縫合線形成線環；抱針機構，用于保護縫合針，防止縫合針在受到較大阻力時發生彎曲甚至折斷。本發明針對性的對厚度50mm以上的錐形大厚度碳\碳復合材料進行縫合，提高其力學性能并為相關研究提供相應的理論基礎，改善了縫合技術的自動化程度，擴大了三維縫合碳\碳復合材料應用范圍，能有效地提高碳\碳復合材料預制體的加工工作效率，降低成本，提高經濟效益。

本發明授權一種長臂式厚料縫合裝置及其設計方法在權利要求書中公布了：1.一種長臂式厚料縫合裝置的設計方法，其特征在于：包括長臂式厚料縫合裝置，所述長臂式厚料縫合裝置包括挑線機構、刺料機構、勾線機構和抱針機構，所述刺料機構包括飛輪曲柄，所述飛輪曲柄安裝在主軸上，所述飛輪曲柄與滑塊連桿鉸接，所述滑塊連桿鉸接于針桿滑塊上，所述針桿滑塊帶動針桿上下運動，所述針桿底端安裝有縫合針；所述挑線機構包括挑線桿，所述挑線桿呈L形，該挑線桿安裝于飛輪曲柄上，該挑線桿長邊為挑線桿Ⅰ，所述挑線桿Ⅰ向外伸出且端部設置有過線孔，該挑線桿短邊為挑線桿Ⅱ，所述挑線桿Ⅱ端部通過挑線曲柄與飛輪曲柄相連；所述挑線桿折彎處鉸接有挑線搖桿；所述抱針機構包括抱針塊，所述抱針塊安裝于壓腳桿底端，所述縫合針穿過抱針塊設置，所述壓腳桿上安裝有壓腳滑塊；所述勾線機構包括盤形凸輪和圓柱凸輪，所述盤形凸輪和圓柱凸輪均安裝于主軸上，所述盤形凸輪通過驅動推桿Ⅰ帶動連桿使得鉤針擺桿進行轉動，所述鉤針擺桿帶動鉤針軸轉動，鉤針安裝在所述鉤針軸上；所述圓柱凸輪驅動推桿Ⅱ，所述推桿Ⅱ與導軌相連接，所述導軌驅動鉤針實現直線往復運動；所述挑線機構、刺料機構、抱針機構和勾線機構均安裝于機體支架上，所述機體支架上安裝有法蘭接口，該機體支架通過法蘭接口與工業縫紉機連接固定；所述機體支架底部設置有勾線機構殼體，所述勾線機構殼體截面呈空心的六邊形，該勾線機構殼體包括前蓋、鉤針上蓋、腔體上殼和腔體基殼，所述腔體上殼和腔體基殼扣合后通過連接件固定形成勾線機構腔體，所述前蓋固定于勾線機構腔體前端，所述鉤針上蓋安裝于腔體上殼頂部；所述壓腳滑塊上鉸接有鉸接板，所述鉸接板通過連桿Ⅰ與壓腳扳手鉸接，該鉸接板通過連桿Ⅱ與偏心軸曲柄鉸接，所述偏心軸曲柄通過偏心軸與連桿Ⅱ相連，該偏心軸曲柄安裝于飛輪曲柄一側；所述圓柱凸輪與盤形凸輪之間設置有墊片；所述主軸通過電機驅動；所述導軌末端安裝有銷，所述銷與鉤針的鉤針槽相配合； 所述長臂式厚料縫合裝置的設計方法，包括如下步驟： S1、刺料機構的確定：設定需要縫合的碳碳復合材料厚度為，根據縫合針到達最低端時縫合針針孔至碳碳復合材料底面距離及縫合針針孔至縫合針針尖的固定距離，取縫合針針尖至碳碳復合材料底面的距離為；當縫合針回升至最高點時，取縫合針針尖與碳碳復合材料上表面距離為，最終確定縫合針的運動行程為，進而確定飛輪曲柄工作長度，偏心距b和滑塊連桿長度； S2、抱針機構的確定： 所述縫合針針桿穩定的失穩條件為： 11 式（11）中，為縫合針的工作長度，為彈性模量，為截面慣性矩，為長度因數； 分別計算縫合針穿刺不同厚度的圓錐體形態碳碳復合材料受到的最大阻力，在無抱針機構的狀態下，縫合針的工作安全因數為： 12 將式（12）中的值與穩定安全系數對比，n的值小于時，需要設計抱針機構以增大縫合針的工作安全系數，用于維持縫合針的穩定運轉； S3、挑線機構的確定： 對挑線機構挑線桿上過線孔的軌跡行程進行規劃：選取合適的挑線桿Ⅰ長度及挑線桿Ⅰ與挑線桿Ⅱ之間角度的大小，并選取挑線桿Ⅰ上不同的點進行仿真，得到挑線桿Ⅰ上部分點運動軌跡形成的軌跡線； S4、勾線機構的確定： S41、盤形凸輪機構的計算： 設定推桿Ⅰ長度、連桿長度、鉤針擺桿長度和鉤針轉角度數，計算鉤針轉角與盤形凸輪輪廓線的關系，得到盤形凸輪輪廓線； S42、圓柱凸輪機構的計算： 縫紉時，所述鉤針水平移動，設定鉤針距縫合針間隙為s，鉤針厚度為m，縫合針直徑為d，則鉤針的移動行程a為： 根據鉤針的移動行程a計算得到圓柱凸輪的廓線。

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