三维立体碳纤维管具有轻质高强的特性,具有很广泛的应用前景,因此需要研发出能织造立体碳纤维管的机器。管状立体织机采用三维圆织法,可实现立体碳纤维管的编织。其卷取系统负责将织物卷取并将织物引离织物形成区,提供编织过程经纱提升所需要的牵引力。由于碳纤维等特殊纤维的引入,传统卷取牵引机构必定对织物产生碾压破坏,因此突破传统卷取牵引技术,研发满足碳纤维等特殊纤维编织的卷取系统非常必要。另一方面,随着编织技术的发展,需要实现织物口径的动态变化,因此为扩大织物产品类型,研发织机变径控制系统也是非常必要。本课题旨在研制出适用于管状立体织机的卷取及变径控制机械系统。针对卷取牵引系统,不仅需提供织物提升所需的全部牵引力,而且还应避免对碳纤维管的破坏,降低对织物的损伤;而对于变径控制系统,由于纱线在编织过程存在开口,因此应避免对开口纱线的干涉,降低对纱线的磨损,保证织物口径变化的顺利进行。在调研各类织机的卷取牵引系统的基础上,结合管状立体织机的实际情况,确定了不同于传统牵引卷取方式的机械手夹持牵引织物的牵引方案。同时为保证系统满足织物牵引要求,对系统中核心部件机械手进行了较为详细的研究与设计。最后利用ADAMS软件对机械手夹持机构进行了相关仿真,确定了关键零部件参数,为现场应用提供支持。通过研究分析国内外变径控制机构,指出了其在立体织机应用上存在的不足,确定了满足立体织机纱线上下开口织物向上牵引工艺要求的内凸轮驱动式变径控制方案。为保证内凸轮驱动方式的可靠性,从理论上分析了内凸轮驱动的工作机理,为内凸轮曲线的优化提供了依据,并且依靠此研究,优化了内凸轮轮廓,确定了驱动电机技术参数,为电机的选型和变径控制提供了支持。由于管状立体织机织造过程牵引速度不高,因此卷取及变径控制机械系统对于速度的要求不高,则文中主要进行静力校核计算。并应用Solidworks软件完成管状立体织机的卷取和变径控制机械系统的三维模型的建立及相关图纸的绘制。