固定針位雙針高速針杆離合器及其操動方法
2023-07-15 15:55:06
固定針位雙針高速針杆離合器及其操動方法
【專利摘要】本發明涉及一種固定針位雙針高速針杆離合器及其操動方法，是針對解決現有同類產品運轉速度較低，工作噪聲較大，穩定性較差，推廣應用不便的技術問題而設計。該針杆離合器的要點是所述驅動塊的軸承座側外徑設有驅動器導杆，跳躍安裝板的另一端與電機盒連接，步進電機的輸出軸穿入電機盒與電機盒內偏心輪連接，偏心輪的偏心軸與傳動連杆的一端連接，另一端伸出電機盒，並與軸承座的連杆定位銷孔連接，雙針跳躍軸承座設有連杆定位銷孔、旋轉軸孔和軸承安裝孔三個端角孔，軸承座的旋轉軸孔固定於跳躍安裝板，軸承座的軸承安裝孔通過連體軸承與驅動器導杆相抵。其適合作為電腦絎縫（繡）機的固定針位雙針高速針杆離合器使用，及其同類產品的結構改進。
【專利說明】固定針位雙針高速針杆離合器及其操動方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電腦絎縫(繡)機，是一種雙針電腦絎縫(繡)機的固定針位雙針高速針杆離合器及其操動方法。
【背景技術】
[0002]絎縫機也稱絎繡機，是一種用於對整匹紡織品或皮革進行繡花、縫合的組合式縫紉機。電腦絎縫(繡)機原理與普通電腦繡花機類似，即將若干個機頭以主軸為軸線進行排列，通過數字控制系統使所有機頭上的繡花針以同樣的相對軌跡對基料(紡織品或皮革)進行縫合或刺繡。電腦絎縫(繡)機一般有三針、雙針和單針等機型，應用最廣泛的是雙針，即單個機頭上的兩根機針同時運行，以達到節約成本、提高效率的目的。但是，過去的雙針電腦絎縫(繡)機最大的缺陷是兩根針必須同時工作，無法做到單獨工作。為了提高其靈活性和兩根針同時運行的局限，目前市場上已經出現了兩根針獨立控制的機構，其控制源動力均由電磁鐵提供。如中國專利文獻中披露的申請號201210234266.3，申請公布日2012.10.31，發明名稱「絎繡機獨立雙針針杆驅動器離合機構及其使用方法」，該驅動器離合機構包括電磁鐵機構、機殼和針杆架，電磁鐵機構設置於針杆左側；電磁鐵通電，旋轉塊與針杆連接銷脫離；電磁鐵失電，針杆連接銷重新與旋轉塊連接。但由於此類產品的電磁鐵能提供的力矩有限，因此，穩定性較差、易失效。同時，其通過楔塊機構控制旋轉塊分合的，因此，噪音大、使用壽命受到較大影響，以及電磁鐵對工作環境的要求較高等缺陷，給其推廣造成了很大障礙。
【發明內容】
[0003]為解決以上不足造成的問題，本發明的目的在於為用戶提供一種利用步進電機驅動、用一組連杆傳動、並配以專用的傳動滑塊、使用軸承來控制滑塊，以達到提高機器運轉速度、提升穩定性、降低噪音的針杆離合機構及其操動方法，使其解決現有同類產品運轉速度較低，工作噪聲較大，穩定性較差，推廣應用不便的技術問題。其較大的運轉速度擴展性、良好的穩定性、機構本身幾乎為零的噪聲和較低的工作環境要求給更好的推廣和應用創造了條件，其目的是通過如下技術方案實現的。
[0004]一種固定針位雙針高速針杆離合器，該針杆離合器包括跳躍安裝板、驅動器、驅動塊、針杆連接銷，所述針杆連接銷與針杆固定連接，針杆貫穿設置於針杆架，針杆架與機殼連接；驅動器設有驅動塊，針杆連接銷一端與驅動塊的驅動槽或導向邊相抵，驅動槽設有導入口，驅動器的導向杆穿過驅動器固定於機殼，驅動塊通過導管設置於驅動器中，驅動塊、驅動器連接處設有扭簧；機殼內驅動機構的連杆組件輸出端與驅動器連接，連杆組件的軸固定於機殼，連杆組件的輸入端與驅動機構的凸輪組件連接；即驅動機構帶動針杆進行繡花操動，針杆通過驅動器內的驅動塊間接操動針杆上的針杆連接銷實現針杆的運動離合。現有針杆的運動離合方式一般採用電磁鐵、擋杆等離合操動機構，而該針杆離合器主要採用步進電機、軸承結構實現，從而達到高速、靜音和穩定性提高的效果。其特徵在於所述跳躍安裝板的一端固定連接於機殼，另一端與電機盒連接，步進電機的輸出軸穿入電機盒，並與電機盒內偏心輪的中心孔連接，偏心輪的偏心軸與傳動連杆的一端連接；傳動連杆的另一端伸出電機盒，並通過連杆定位銷與軸承座的連杆定位銷孔連接，軸承座設有三個孔，即:連杆定位銷孔、旋轉軸孔和軸承安裝孔，軸承座的旋轉軸孔通過軸承座定位固定於跳躍安裝板，連體軸承與軸承座的軸承安裝孔固定連接，連體軸承與驅動塊導杆相抵。即該針杆離合器通過步進電機帶動偏心輪轉動，從而間接通過傳動連杆帶動跳躍安裝板上的軸承座轉動，促使安裝於軸承座上連體軸承作用於驅動器內驅動塊上的驅動塊導杆，迫使驅動塊旋轉，由於是驅動塊帶動針杆上的針杆連接銷上下運動，從而實現針杆與驅動塊的分離；當步進電機復位，針杆連接銷通過驅動塊的導向邊滑入驅動槽，針杆復位。軸承座通過連體軸承，實現軸承座與驅動塊之間的相互作用，其穩定性更好、噪聲更低、操動效果更加靈活。
[0005]所述驅動塊的左側外徑設有驅動器導杆，驅動器導杆與驅動塊連為一體。上述驅動塊的左側即為驅動塊的軸承座側，驅動器導杆為幹狀結構，兩端高出驅動器的槽口內徑，並設置與驅動器槽口外徑的驅動塊；驅動塊通過驅動器導杆，間接實現軸承座與驅動塊之間的相互作用，進一步提高其穩定性和操動效果靈活性，以及進一步降低噪聲。
[0006]所述偏心輪的外徑設有電機限位栓，電機限位栓與電機盒內徑的限位凸稜相抵。上述結構中的電機限位栓與限位凸稜相互作用，防止偏心輪過度和圓周旋轉，從而保證上述傳動連杆操作過程的穩定和復位；電機限位栓同時用於偏心輪與步進電機的固定。
[0007]根據上述結構特徵，其雙針結構為一組的設計為:跳躍安裝板、傳動連杆、軸承座、偏心輪、電機盒、連杆定位銷、軸承座定位銷、電機限位栓、步進電機、連體軸承、驅動器、驅動塊、針杆、針杆連接銷、驅動器導杆、導向杆對稱為一組設置於機殼內，兩個驅動器的對稱側通過連杆組件對稱設置的輸出端與機殼內驅動機構連接。即以上述雙針結構為一組，一組結構內的兩根針杆分別對應跳躍安裝板、電機盒、步進電機、偏心輪、電機限位栓、傳動連杆、連杆定位銷、軸承座、軸承座定位銷、連體軸承、驅動器、驅動塊、驅動器導杆、針杆、針杆連接銷、導向杆的結構設計和連接，並分別由其中一組步進電機帶動實現對應上述針杆的離合操動，由共有的一組驅動機構實施針杆的繡花操動。
[0008]所述軸承座的連杆定位銷孔與連杆定位銷的連接處設有緊固孔，並通過緊定螺釘將連杆定位銷固定；跳躍安裝板的機殼連接端拱起，跳躍安裝板呈「Z」字形。上述結構便於軸承座、傳動連杆、跳躍安裝板在機殼內的緊密安裝，從而減少了空間的佔用，避免了部件間的幹涉，方便了部件更換和維修。
[0009]所述驅動塊的驅動槽或導向邊，與針杆連接銷通過斜邊貼合相抵。上述結構為現有同類驅動塊和針杆連接銷離合結構方式，便於兩者之間操動、離合過程的穩定性。
[0010]所述軸承座呈直角三角形，軸承座的一面為平面，另一與跳躍安裝板的貼合面設有凸臺；凸臺以滿足連體軸承安裝與跳躍安裝板保持適當間隙，以及滿足傳動連杆與連杆定位銷的安裝位置。軸承座的三個孔分別位於三角形的三角端。三角形結構為一種軸承座的結構實施例，其滿足軸承座三個孔分別與傳動連杆、跳躍安裝板和連體軸承連接，以及連體軸承與驅動器導杆相抵的結構要求，並實現了該針杆離合器動作操動的技術目的和技術效果。
[0011]所述針杆的針杆連接銷上部設有限位件和復位彈簧。限位件便於調節針杆的初始位置，復位彈簧便於針杆的復位。[0012]根據上結構特徵，其操動方法為:所述步進電機通過偏心輪將輸出軸的傳動力轉化為偏心輪的偏心轉動力，偏心輪帶動傳動連杆實現上下操動；傳動連杆帶動軸承座的連體軸承迫使驅動塊旋轉，驅動塊帶動針杆上的針杆連接銷上下運動，實現針杆與驅動塊的分離；當步進電機復位，針杆連接銷通過驅動塊的導向邊滑入驅動槽，針杆復位。即軸承座利用一點固定於跳躍安裝板，傳動連杆與軸承座的連接端操動，帶動軸承座上連體軸承與驅動塊的相抵端操動，實現上述針杆與驅動塊的分離。
[0013]同時，根據上述結構:所述軸承座呈三角形，軸承座的三個孔分別位於三角形的三角端；驅動塊的驅動器導杆與驅動塊連為一體，偏心輪外徑的電機限位栓與電機盒內徑的限位凸稜相抵。從而進一步提高其操動的聯動性和穩定性，並通過驅動器導杆間接迫使驅動塊旋轉。
[0014]本發明結構設計合理，裝卸、維修、更換方便，穩定性好，益於機器運轉速度的擴展；適合作為電腦絎縫(繡)機的固定針位雙針高速針杆離合器使用，及其同類產品的結構改進。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的使用狀態部分爆炸結構示意圖。
[0016]圖2是本發明的爆炸結構示意圖。
[0017]圖3是本發明的使用狀態結構示意圖。
[0018]圖4是圖3的剖視結構示意圖一。
[0019]圖5是圖3的剖視結構示意圖二。
[0020]附圖序號及名稱:1、跳躍安裝板，2、傳動連杆，3、軸承座，4、偏心輪，5、電機盒，6、連杆定位銷，7、軸承座定位銷，8、電機限位栓，9、步進電機，10、連體軸承，11、驅動器，12、驅動塊，13、針杆，14、針杆連接銷，15、驅動器導杆，16、導向杆，17、機殼，18、驅動機構，1801、連杆組件，1802、主動驅動盤，1803、偏心驅動盤，1804、驅動軸承，1805、驅動座，1806、驅動軸套。
【具體實施方式】
[0021]現結合附圖，對本發明結構和工作原理作進一步描述。如圖1?圖5所示，以本發明的雙針杆結構為例，該針杆離合器包括跳躍安裝板1、傳動連杆2、軸承座3、偏心輪4、電機盒5、連杆定位銷6、軸承座定位銷7、電機限位栓8、步進電機9、連體軸承10、驅動器11、驅動塊12、針杆13、針杆連接銷14、驅動器導杆15 ;上述組成該針杆離合器的部件對稱為一組設置於機殼17內，驅動器的對稱側通過連杆組件1801對稱設置的輸出端與機殼內驅動機構18連接；所述驅動機構包括連杆組件、主動驅動盤1802、偏心驅動盤1803、驅動軸承1804、驅動座1805、驅動軸套1806，所述連杆組件的軸固定於機殼，連杆組件的輸入端與驅動機構的凸輪組件連接。所述針杆分別設有針杆連接銷，針杆分別貫穿設置於針杆架，針杆架與機殼連接，驅動塊分別設置於驅動器的槽口內，驅動塊與驅動器連接處設有扭簧；導向杆(或稱豎軸)16穿過驅動器固定於機殼，驅動塊通過導管設置於驅動器中，驅動塊通過固定在針杆上的針杆連接銷一端分別與驅動塊的驅動槽或導向邊相抵，驅動槽分別設有導入口 ；驅動塊的驅動槽或導向邊，與針杆連接銷通過平面或斜邊貼合相抵。[0022]上述針杆離合器中一組針杆離合機構的具體結構為:所述跳躍安裝板的一端固定連接於機殼，另一端與電機盒連接，步進電機的輸出軸穿入電機盒，並與電機盒內偏心輪的中心孔連接,偏心輪的偏心軸與傳動連杆的一端連接；傳動連杆的另一端伸出電機盒，並通過連杆定位銷與軸承座連接。同時，所述軸承座呈直角三角形，軸承座的一面為平面，另一與跳躍安裝板的貼合面設有凸臺，軸承座設有三個孔，三個孔分別設置於三角端，三個孔分別為:連杆定位銷孔、旋轉軸孔和軸承安裝孔。軸承座通過軸承座定位軸穿過軸承座的旋轉軸孔固定於跳躍安裝板，軸承座通過軸承安裝孔與連體軸承連接，驅動塊的軸承座一側外徑設有驅動器導杆，驅動器導杆與驅動塊連為一體，連體軸承外徑與驅動器導杆相抵；偏心輪的外徑設有電機限位栓，電機限位栓與電機盒內徑的限位凸稜相抵。軸承座通過連杆定位銷孔、連杆定位銷與傳動連杆的連接處設有緊固孔，並通過緊定螺釘將連杆定位銷固定，跳躍安裝板的機殼連接端拱起，跳躍安裝板呈「Z」字形。另一組針杆離合機構亦根據上述結構設置。
[0023]如圖3?圖5所示，其具體工作原理如下:一、斷開針杆與滑塊連接:步進電機接到數字控制系統逆時針動作指令後逆時針旋轉，通過帶動偏心輪旋轉，依次拉動傳動連杆、跳躍軸承座，帶動連體軸承並使連體軸承的外圓壓迫驅動塊上的驅動器導杆，使驅動塊沿驅動器的軸心旋轉，直至驅動塊與針杆連接銷脫離，從而使針杆失去驅動器自上而下的驅動力。二、保持針杆與滑塊連接:步進電機接到數字控制系統順時針動作指令後順時針旋轉，通過帶動偏心輪旋轉，依次推動傳動連杆、跳躍軸承座，帶動連體軸承並使連體軸承的外圓逐漸遠離驅動塊上的驅動器導杆，由於驅動器上扭簧的作用，使驅動塊復位，由於驅動塊與針杆連接銷均設有斜邊(或稱導向邊)，故而針杆連接銷順利歸位至驅動塊的驅動槽內，完成驅動塊與針杆連接銷的連接，從而將驅動器自上而下的驅動力傳遞給針杆。
[0024]本發明主要涉及雙針電腦絎縫(繡)機針杆驅動器離合機構，其核心是:採用步進電機作為離合器的動力源，利用其精準的定位和高速的信號反饋，為在頻繁工作狀態下不失效和提高機構的運轉穩定性、精確性以及提高機器運轉速度提供了條件。同時，由於目前市場上現有的同類產品其設計原理(電磁鐵驅動)造成了部件之間存在較為嚴重的衝擊或敲擊動作，其結果首先是相關部件極易損壞，其次是由於衝擊而產生出嚴重的噪音；而本機構採用了軸承與驅動杆的滑動設計，使機構工作時幾乎可以達到靜音。由於絎繡機的工作環境較差，絨絮及粉塵較為嚴重，當絨絮、粉塵與潤滑油相遇後，致使電磁鐵便極易失效；本機構採用了步進電機驅動，其較低的工作環境要求，很好的解決了這個問題。
【權利要求】
1.一種固定針位雙針高速針杆離合器，該針杆離合器包括跳躍安裝板(I)、驅動器(11 )、驅動塊(12)、針杆連接銷(14)，所述針杆連接銷與針杆(13)固定連接，針杆貫穿設置於針杆架，針杆架與機殼(17)連接；驅動器設有驅動塊，針杆連接銷一端與驅動塊的驅動槽或導向邊相抵，驅動槽設有導入口，驅動器的導向杆(16)穿過驅動器固定於機殼，驅動塊通過導管設置於驅動器中，驅動塊、驅動器連接處設有扭簧；機殼內驅動機構(18)的連杆組件(1801)輸出端與驅動器連接，連杆組件的軸固定於機殼，連杆組件的輸入端與驅動機構的凸輪組件連接；其特徵在於所述跳躍安裝板(I)的一端固定連接於機殼(17)，另一端與電機盒(5)連接，步進電機(9)的輸出軸穿入電機盒，並與電機盒內偏心輪(4)的中心孔連接，偏心輪的偏心軸與傳動連杆(2)的一端連接；傳動連杆的另一端伸出電機盒，並通過連杆定位銷(6)與軸承座(3)的連杆定位銷孔連接，軸承座設有三個孔，即:連杆定位銷孔、旋轉軸孔和軸承安裝孔，軸承座的旋轉軸孔通過軸承座定位銷(7)固定於跳躍安裝板，連體軸承(10)與軸承座的軸承安裝孔固定連接，連體軸承與驅動塊導杆相抵。
2.根據權利要求1所述的固定針位雙針高速針杆離合器，其特徵在於所述驅動塊(12)的左側外徑設有驅動器導杆(15)，驅動器導杆與驅動塊連為一體。
3.根據權利要求2所述的固定針位雙針高速針杆離合器，其特徵在於所述偏心輪(4)的外徑設有電機限位栓(8)，電機限位栓與電機盒(5)內徑的限位凸稜相抵。
4.根據權利要求3所述的固定針位雙針高速針杆離合器，其特徵在於所述跳躍安裝板(I)、傳動連杆(2 )、軸承座(3 )、偏心輪(4 )、電機盒(5 )、連杆定位銷(6 )、軸承座定位銷(7)、電機限位栓(8)、步進電機(9)、連體軸承(10)、驅動器(11)、驅動塊(12)、針杆(13)、針杆連接銷(14)、驅動器導杆(15)、導向杆(16)對稱為一組設置於機殼(17)內，兩個驅動器的對稱側通過連杆組件(1801)對稱設置的輸出端與機殼內驅動機構(18)連接。
5.根據權利要求1所述的固定針位雙針高速針杆離合器，其特徵在於所述軸承座(3)的連杆定位銷孔與連杆定位銷(6)的連接處設有緊固孔，並通過緊定螺釘將連杆定位銷固定；跳躍安裝板(I)的機殼(17)連接端拱起，跳躍安裝板呈「Z」字形。
6.根據權利要求1所述的固定針位雙針高速針杆離合器，其特徵在於所述驅動塊(12)的驅動槽或導向邊，與針杆連接銷(14)通過斜邊貼合相抵。
7.根據權利要求1所述的固定針位雙針高速針杆離合器，其特徵在於所述軸承座(3)呈三角形，軸承座的一面為平面，另一與跳躍安裝板(I)的貼合面設有凸臺；軸承座的三個孔分別位於三角形的三角端。
8.根據權利要求1所述的固定針位雙針高速針杆離合器，其特徵在於所述針杆(13)的針杆連接銷(14)上部設有限位件和復位彈簧。
9.根據權利要求1所述的固定針位雙針高速針杆離合器的操動方法，其特徵在於所述步進電機(9)通過偏心輪(4)將輸出軸的傳動力轉化為偏心輪的偏心轉動力，偏心輪帶動傳動連杆(2)實現上下操動；傳動連杆帶動軸承座(3)的連體軸承(10)迫使驅動塊(12)旋轉，驅動塊帶動針杆上的針杆連接銷(14)上下運動，實現針杆(13)與驅動塊的分離；當步進電機復位，針杆連接銷通過驅動塊的導向邊滑入驅動槽，針杆復位。
10.根據權利要求1所述的固定針位雙針高速針杆離合器的操動方法，其特徵在於所述軸承座(3)呈三角形，軸承座的三個孔分別位於三角形的三角端；驅動塊的驅動器導杆(15)與驅動塊連為一體，偏心輪(4)外徑的電機限位栓(8)與電機盒(5)內徑的限位凸稜相抵。
【文檔編號】D05B55/16GK103526463SQ201310449280
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】馮品牛 申請人:馮品牛