《三維圓柱體繩索和製作方法》是山東魯普科技有限公司於2013年6月26日申請的發明專利，該專利申請號為2013102577752，公布號為CN103361817A，公布日為2013年10月23日，發明人是沈明、尹延征。
《三維圓柱體繩索和製作方法》的步驟是：把多根經線（1）按照圓柱體型排列在一起，在圓柱體型的多根經線（1）的橫向截面上，一根緯線（2）的走向為：依次纏繞至少在橫向截面的中心線層的外側的經線（1）、在其它層的所有經線（1），通過一根緯線（2）的纏繞把經線（1）連線在一起，不再使用加捻和編織的方式成繩索，因此提高了繩索的強度，簡化了加工工藝。
2021年6月24日，《三維圓柱體繩索和製作方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《三維圓柱體繩索和製作方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：三維圓柱體繩索和製作方法
- 申請人：山東魯普科技有限公司
- 發明人：沈明、尹延征
- 申請號：2013102577752
- 申請日：2013年6月26日
- 公布號：CN103361817A
- 公布日：2013年10月23日
- 地址：山東省泰安市高新技術開發區
- 代理機構：泰安市泰昌專利事務所
- 代理人：姚德昌
- Int. Cl.：D03D3/00、D03D1/00
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
繩索按照結構可分為捻繩、編織繩兩大類。捻繩是由三股或更多股繩捻制而成的。捻繩的製造過程：紗線經過捻線機第一次加捻稱為初捻線；多根初捻線經反向加捻形成復捻線；多根復捻線經過捻繩機反向復捻成繩股；多根繩股即可捻制後加工為繩索。捻繩的製造過程：紗線經過捻線機加捻；預織機分線後在編織機上加工為繩索。捻線機加捻在傳統制繩領域中的作用：利用紗線橫截面間產生相對角位移，使原來伸直平行之纖維與紗軸發生傾斜來改變紗線結構，在加捻過程中紗線間寬度逐漸收縮，兩側逐漸折迭而捲入紗線條中心，形成加捻三角形，在加捻三角形中，繩索的寬度和截面發生變化，從扁平帶狀，逐漸成圓柱形的紗線團體。加捻的強度變化：相對於直徑0.5毫米以下較細的紗線集合體加捻，強度隨捻度的增加先增大後減小，強度最好的捻度係數稱為臨界捻係數。但相對於繩索，由於直徑和手感要求紗線的捻係數比較大，捻度遠超過其臨界捻係數，所以捻度對繩索強度的起副作用，也就是繩索加捻過程中存在強度損失。
編織繩是紗管按照旋轉方式絞合在一起的，以一種穿插的形式相互交叉在一起的，普通的編織結構為：管型編織繩、實心編織繩、經緯編織繩以及八股編絞繩等；還沒有三維圓柱體繩索。
發明內容
專利目的
《三維圓柱體繩索和製作方法》的目的是提供一種三維圓柱體繩索和製作方法，因此提高了繩索的強度，簡化了加工工藝。
技術方案
《三維圓柱體繩索和製作方法》的步驟是：把多根經線按照圓柱體型排列在一起，在圓柱體型的多根經線的橫向截面上，一根緯線的走向為：依次纏繞至少在橫向截面的中心線層的外側的經線、在其它層的所有經線。
由於設計了經線和一根緯線，通過一根緯線的纏繞把經線連線在一起，不再使用加捻和編織的方式成繩索，因此提高了繩索的強度，簡化了加工工藝。
優選地，《三維圓柱體繩索和製作方法》的步驟是：把多根經線按照圓柱體型排列在一起，在圓柱體型的多根經線的橫向截面上，一根緯線的走向為：a、橫向截面的中心線層上的經線，緯線從處於橫向截面的中心線部位的一側的經線為入口並另一側為出口，纏繞處於入口部位的經線一周后對處於中間部位的經線纏繞半周再纏繞處於出口部位的經線一周；b、橫向截面的中心線兩側層上的經線，上層的入口和出口設定為與橫向截面的中心線層的入口和出口相同，纏繞處於入口部位的經線半周后對處於中間部位的經線纏繞半周再纏繞處於出口部位的經線一周；纏繞與上層同側的外層的經線一周后再纏繞與下層同側的外層的經線半周再纏繞與上層同側的外層的經線半周，纏繞與上層或下層同側的外層的經線是間隔式纏繞；下層的入口和出口設定為與橫向截面的中心線層的入口和出口相同，纏繞處於入口部位的經線半周后對處於中間部位的經線纏繞半周再纏繞處於出口部位的經線1一周；纏繞與下層同側的外層的經線一周后再纏繞與上層同側的外層的經線半周再纏繞與下層同側的外層的經線半周，從橫向截面的中心線層的入口走出進入下一個橫向截面，纏繞與上層或下層同側的外層的經線是間隔式纏繞。
《三維圓柱體繩索和製作方法》設計了一種三維圓柱體繩索，包含有呈圓柱體型排列在一起的並為多根的經線、設定在經線之間並與經線纏繞式聯接的緯線。
《三維圓柱體繩索和製作方法》設計了：多根經線設定為按照圓柱體型排列在一起，一根緯線設定為纏繞在多根經線之間，在圓柱體型的多根經線的橫向截面上，至少在橫向截面的中心線層的外側的經線、在其它層的所有經線1設定為與緯線纏繞式聯接。
改善效果
《三維圓柱體繩索和製作方法》的技術方案中，一根緯線與經線纏繞式聯接為重要技術特徵，在三維圓柱體繩索和製作方法的技術領域中，具有新穎性、創造性和實用性。具有下特點：
1、由於設計了經線1和一根緯線2，通過一根緯線2的纏繞把經線1連線在一起，不再使用加捻和編織的方式成繩索，因此提高了繩索的強度，簡化了加工工藝。。
2、由於設計了經線1和一根緯線2，提高了生產效率。
3、由於設計了經線1和一根緯線2，使經線1之間摩擦力增大，提高了強度。
附圖說明
圖1為《三維圓柱體繩索和製作方法》的示意圖。
圖1
技術領域
《三維圓柱體繩索和製作方法》涉及一種製作方法，尤其是一種三維圓柱體繩索和製作方法。
權利要求
1.《三維圓柱體繩索和製作方法》特徵是：其步驟是：把多根經線（1）按照圓柱體型排列在一起，在圓柱體型的多根經線（1）的橫向截面上，一根緯線（2）的走向為：依次纏繞至少在橫向截面的中心線層的外側的經線（1）、在其它層的所有經線（1），其中：其步驟是：把多根經線（1）按照圓柱體型排列在一起，在圓柱體型的多根經線（1）的橫向截面上，一根緯線（2）的走向為：a、橫向截面的中心線層上的經線（1），緯線（2）從處於橫向截面的中心線部位的一側的經線（1）為入口並另一側為出口，纏繞處於入口部位的經線（1）一周后對處於中間部位的經線（1）纏繞半周再纏繞處於出口部位的經線（1）一周；b、橫向截面的中心線兩側層上的經線（1），上層的入口和出口設定為與橫向截面的中心線層的入口和出口相同，纏繞處於入口部位的經線（1）半周后對處於中間部位的經線（1）纏繞半周再纏繞處於出口部位的經線（1）一周；纏繞與上層同側的外層的經線（1）一周后再纏繞與下層同側的外層的經線（1）半周再纏繞與上層同側的外層的經線（1）半周，纏繞與上層或下層同側的外層的經線（1）是間隔式纏繞；下層的入口和出口設定為與橫向截面的中心線層的入口和出口相同，纏繞處於入口部位的經線（1）半周后對處於中間部位的經線（1）纏繞半周再纏繞處於出口部位的經線（1）一周；纏繞與下層同側的外層的經線（1）一周后再纏繞與上層同側的外層的經線（1）半周再纏繞與下層同側的外層的經線（1）半周，從橫向截面的中心線層的入口走出進入下一個橫向截面，纏繞與上層或下層同側的外層的經線（1）是間隔式纏繞。
實施方式
《三維圓柱體繩索和製作方法》的步驟是：把多根經線1按照圓柱體型排列在一起，在圓柱體型的多根經線1的橫向截面上，一根緯線2的走向為：a、橫向截面的中心線層上的經線1，緯線2從處於橫向截面的中心線部位的一側的經線1為入口並另一側為出口，纏繞處於入口部位的經線1一周后對處於中間部位的經線1纏繞半周再纏繞處於出口部位的經線1一周；b、橫向截面的中心線兩側層上的經線1，上層的入口和出口設定為與橫向截面的中心線層的入口和出口相同，纏繞處於入口部位的經線1半周后對處於中間部位的經線1纏繞半周再纏繞處於出口部位的經線1一周；纏繞與上層同側的外層的經線1一周后再纏繞與下層同側的外層的經線1半周再纏繞與上層同側的外層的經線1半周，纏繞與上層或下層同側的外層的經線1是間隔式纏繞；下層的入口和出口設定為與橫向截面的中心線層的入口和出口相同，纏繞處於入口部位的經線1半周后對處於中間部位的經線1纏繞半周再纏繞處於出口部位的經線1一周；纏繞與下層同側的外層的經線1一周后再纏繞與上層同側的外層的經線1半周再纏繞與下層同側的外層的經線1半周，從橫向截面的中心線層的入口走出進入下一個橫向截面，纏繞與上層或下層同側的外層的經線1是間隔式纏繞。
在該實施例中，經線1和緯線2設定為纖維長絲。
緯紗從緯紗入口進入，圍繞經紗旋轉纏繞，然後進入經線集團內部；纏繞在經線上起到固定緯線的作用。在經線集團內部緯線經過纏繞經線後，纏繞經線，然後改變方向，反方向到達經線的位置。緯線纏繞經線之後，依次纏繞根經線，到達經線的位置，緯線依次經過經紗、經線、經線，像緯線這種上下折返的路經稱為穿梭。緯線再次穿梭與纏繞，這一個循環在經線處完成。緯線在緯線入口的位置被拉起，經過然後進入下一個循環。
該制繩方法所用的紗線分為兩種：即一種紗線呈平行狀態排列，稱為經紗，重量占繩索比重的80%-90%。另一種紗線在經紗截面上捆綁經紗，稱為緯紗，重量占繩索重量的10%-20%。
該制繩方法為：經線通過三維立體編織機的張力裝置、分線裝置、穿線裝置進入編織裝置；緯線經過退繞裝置、磁眼、緯線送入輪、張力彈簧進入編織裝置；在張力裝置內緯線在鉤針的引導下，圍繞一根或者若干根經線旋轉纏繞，最終將經線捆綁在一起。
上述制繩方法可以看出：繩索直接由紗線製成，沒有經過加捻等中間環節。
上述制繩方法可以通過改變繩索結構來實現，由於緯紗貫穿繩索內部，形成了有別於傳統繩索的捆綁結構。
《三維圓柱體繩索和製作方法》所涉及的紗線為化纖工業長絲，纖維細度在1000旦尼爾到3000旦尼爾之間，纖維本身具有一定的斷裂強力。在若干根纖維組成的軸向纖維集合體中，所有纖維的斷裂強力之和應該大於等於纖維集合體的斷裂強力。
根據《三維圓柱體繩索和製作方法》的實驗編織繩纖維的強度利用率在60%-65%，捻繩纖維的強度利用率在55%-60%，三維圓柱體繩索纖維的強度利用率在75%-90%之間。原因是，經線在軸向平行分布，軸向的受力能夠完全發揮作用。極少的緯線起到約束作用，在軸向受力時增加緯線之間的摩擦力。
一種三維圓柱體繩索，包含有經線1和緯線2，多根經線1設定為按照圓柱體型排列在一起，一根緯線2設定為纏繞在多根經線1之間，在圓柱體型的多根經線1的橫向截面上，至少在橫向截面的中心線層的外側的經線1、在其它層的所有經線1設定為與緯線2纏繞式聯接。
專利榮譽
2021年6月24日，《三維圓柱體繩索和製作方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
