CN101831767B - 一种缝纫机的针杆驱动机构及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针杆缝纫机的驱动机构及其方法。该针杆驱动结构安装在机体中，其包括：作为主驱动的驱动轴、通过驱动轴带动并实现上下往复运行的针杆，所述的驱动轴末端与第一曲柄连动机构连接，针杆在第一曲柄连动机构带动下实现上下往复运动；所述的第一曲柄连动机构中包含有第二曲柄连动机构，在第一曲柄连动机构带动针杆上下往复运动幅度范围内，第二曲柄连动机构在一连动装置带动下针杆小幅上下往复运动。本发明中针杆的上下往复运行动作通过两个运动方式叠加形成，通过第一运动方式实现大距离的相对上下运行、通过第二运动方式实现小距离的相对上下运行，这两个运行方式相互叠加后带动针杆实现绝对上下运行，同时在针杆运行到钩线位置区域时，针杆将会出现运行速度减缓或停滞，可以令钩线作业在此时间段顺利完成，不会出现跳线、掉线的情况，确保缝纫机的缝合效果。

Description

一种缝纫机的针杆驱动机构及其驱动方法

技术领域：

本发明涉及缝纫机技术领域，特指一种针杆缝纫机的驱动机构及其驱动方法。 

背景技术：

目前缝制皮鞋、皮包、玩具等一般采用工业用缝纫机进行，以获得高效率和牢固的缝制效果。 

常见的缝纫机通过一驱动机构驱动针杆上下往复运行，针杆的末端连接有缝纫针，缝纫针在每次向下运行到最低位置的区域时，其将会与缝纫机送料平台下方的梭体交汇，并将缝纫针上的缝纫线钩住，实现对缝合物(衣物、鞋子、皮革)的缝合。 

目前缝纫机中针杆驱动机构通常采用如下结构：驱动机构包括作为主驱动的驱动轴，驱动轴的末端固定有一凸轮，该凸轮通过曲柄结构与针杆连动，当驱动轴在外部机构(人力或者电力)带动下旋转时，其将带动凸轮旋转，凸轮在旋转过程中带动曲柄结构运行，从而带动针杆上下运行。 

上述驱动机构中存在一个难以克服的问题：当针杆运行到最低区域时，再由最低位置向上运行的过程中(通常是针杆由最低位置向上运行的直线距离约4mm)，缝纫针上的缝纫线将被送料平台下方的钩针钩住，实现对缝合物的缝合。由于针杆是通过凸轮带动，凸轮带动针杆由最低位置向上运行到钩线位置的时间仅仅是一个瞬间。但是缝纫线需要在这一瞬间(即针杆运行到最低位置上端某一位置)完成钩线作业，如果稍有差错就有可能出现钩线不成功的现象，从而会出现跳线、掉线的情况。若需要克服这一问题，最直接的方式就是调整针杆的运行动作，让针杆由最低位置向上运行时， 能够成型一个相对停滞或者运行速度变缓的运动趋势，这样便于顺利完成钩线作业。 

另外，目前有一种针杆驱动机构的缝纫机，其可以克服上述缺陷。这种缝纫机的驱动机构不是采用驱动轴带动凸轮的结构，而是采用一种杠杆结构，具体结构如下：该驱动机构包括一个杠杆，杠杆的前端与针杆带动，杠杆的后端与一驱动盘连动，该驱动盘内开设有运行轨迹槽，杠杆的后端落入轨迹槽内。当驱动盘转动时，杠杆的后端将随轨迹槽的运行而实现上下摆动，从而带动杠杆前端的上下摆动，以带动针杆上下往复运行。采用这种结构后，可以通过设计轨迹槽的弯曲度，从而实现杠杆后端上下摆动的幅度。当杠杆的前端运行到最低位置时，将轨迹槽的弯曲度设计的较为平滑，这样杠杆的前端就会在最低区域形成一个缓冲时间段，这个时间段内针杆运行也处于一个相对平缓状态，这样就可以保证钩线做作业的顺利完成。但是这种结构存在一个很大的不足，其运行速度慢，由于其是通过驱动盘带动杠杆后端在其轨迹槽内运行，运行时会产生很大的摩擦噪音，根本无法实现高速运转，所以采用这种结构的缝纫机通常采用手动驱动。 

另外，也有人提出多种针杆驱动结构，如见专利号为：92111212.2的中国发明专利申请公开说明书，其公开了一种“缝纫机的针杆驱动装置”，该装置包括一个用于改变针杆的上止点和下止点位置中至少一个位置的止点位置改变组件。另外，见专利号为：03148998.2的中国发明专利申请公开说明书，其公开了一种“缝纫机的针杆驱动机构”。但是这些技术方案均未解决上述所提到的缺点。正是基于上述问题，本发明人经过研究提出以下技术方案。 

发明内容：

本发明所要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种缝纫机的针杆驱动机构及其驱动方法，该针杆驱动机构不仅可以实现高速运转，并且可以在钩线时间段令针杆的运动减缓，从而顺利实现钩线作业。 

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：该针杆驱动结构安装在机体中，针杆驱动机构包括：作为主驱动的驱动轴、通过驱动轴带动并实现上下往复运行的针杆，所述的驱动轴末端与第一曲柄连动机构连接，针杆在第一曲柄连动机构带动下实现上下往复运动；所述的第一曲柄连动机构中包含有第二曲柄连动机构，在第一曲柄连动机构带动针杆上下往复运动幅度范围内，第二曲柄连动机构在一连动装置带动下针杆小幅上下往复运动。 

上述技术方案中，所述的第一曲柄连动机构包括：一大凸轮，该大凸轮固定于驱动轴上；一小凸轮，该小凸轮枢接于大凸轮上并绕驱动轴公转；一曲柄，该曲柄将小凸轮和针杆连动；所述的第二曲柄连动机构由小凸轮构成，该小凸轮通过连动装置带动其自转；所述的连动装置包括：一固定在小凸轮与大凸轮之间枢轴上的小齿轮；一与所述小齿轮啮合的大齿轮，该大齿轮相对固定套设在驱动轴上；小凸轮随大凸轮的转动实现绕驱动轴公转，并且小凸轮通过小齿轮与大齿轮之间的齿轮传动实现自转。 

或者，上述技术方案中，所述的第一曲柄连动机构包括：一大凸轮，该大凸轮固定于驱动轴上；一曲柄，该曲柄与大凸轮连动；一小凸轮，该小凸轮枢接于曲柄的末端，并与针杆枢接，在第一曲柄连动机构带动下小凸轮带动针杆上下移动；所述的第二曲柄连动机构由小凸轮构成，该小凸轮通过连动装置带动其自转；所述的连动装置包括：一固定在小凸轮与针杆之间枢轴上的齿轮；一与所述齿轮啮合的齿条，且该齿条位置与针杆往复运动的路径一致，小凸轮在曲柄的带动实现上下移动过程中将在连动装置带动下绕齿轮中心旋转。 

又或者，上述技术方案中，所述的第一曲柄连动机构包括：一大凸轮，该大凸轮固定于驱动轴上；一小凸轮，该小凸轮枢接于大凸轮上并绕驱动轴公转；一曲柄，该曲柄将小凸轮和针杆连动；所述的第二曲柄连动机构由小凸轮构成，该小凸轮通过连动装置带动其自转；所述的连动装置包括：一固定在小凸轮与大凸轮之间枢轴上的小 齿轮；一与所述小齿轮啮合的大齿圈，该大齿圈相对固定机体内；小凸轮随大凸轮的转动实现绕驱动轴公转，并且小凸轮通过小齿轮与大齿圈之间的齿轮传动实现自转。 

上述技术方案中，所述的针杆上固定有一滑块，该滑块嵌套在一滑槽内，在第一曲柄连动机构带动下，针杆沿滑槽上下移动。 

上述技术方案中，所述的大凸轮、小凸轮可以采用连杆替换。 

本发明针杆驱动方法采用的技术方案为，针杆的上下往复运行动作通过两个运动方式叠加形成，其中，针杆通过第一运动方式实现大幅度的相对上下运行；针杆通过第二运动方式实现小幅度的相对上下运行，这两个运行方式相互叠加后带动针杆实现绝对上下运行，同时在针杆运行到某一区域时，针杆通过第一运动方式实现向上或向下运行，针杆通过第二运动方式实现反向的向下或向上运行。 

上述驱动方法所采用的技术方案中，所述的第一运动方式和第二运动方式均采用曲柄连动机构。 

上述驱动方法所采用的技术方案中，所述的第二曲柄连动机构包含于第一曲柄连动机构内，第一曲柄连动机构通过主驱动的驱动轴驱动，第二曲柄连动机构通过一连动装置驱动。 

上述驱动方式采用的技术方案中，针杆在两运动方式叠加作用下，其绝对运行行程抵达最低点位置后，再由最低点位置向上运行一段距离时，即在针杆上的缝纫针完成钩线作业的时间段，针杆在第二运动方式带动下实现相对的由上向下运行，令针杆在距离最低点位置上端的一区域实现绝对向上运动的停滞或者运行速度的减缓。 

本发明采用上述结构后，针杆的上下运动轨迹是由两个运动方式叠加形成，其一是第一曲柄连动机构带动针杆做大幅度的上下移动，其二是由第一曲柄连动机构中的第二曲柄连动机构小幅度改变针杆上下运动的幅度。将两个运动方式相互叠加。这样在针杆运行方式上仍保持上下运行，但是当针杆运行到钩线作业的区域时(即针杆由 最低点位置向上运行到某一区域时)，此时第一曲柄连动机构的末端将由低点向高点运行，但是第二曲柄连动机构与针杆连接端将由高点向低点运行，这两个相对运动的叠加，最后体现在针杆的运动形式就会出现如下情况：当针杆由最低点位置向上运行一段距离，抵达钩线区域时，针杆将会出现运行速度减缓，在一个时间段内保持在一个低点位置；或者针杆在越过最低点位置后，向上运行到某一区域时，出现一个微小的向下运行的动作，减缓针杆的上升趋势，并且在一个时间段内保持在这个较低的位置，这样就可以令钩线作业在此时间段顺利完成，不会出现跳线、掉线的情况，确保缝纫机的缝合效果。 

附图说明：

图1是缝纫机的主视图； 

图2是本发明实施例一的主视结构示意图； 

图3是本发明实施例一的右视结构示意图； 

图3A是本发明实施例一的使用状态示意图； 

图4是本发明实施例二的结构示意图； 

图5是本发明实施例三的结构示意图。 

具体实施方式：

见图1，这是一款缝纫机的示意图，下面将结合该缝纫机说明本发明的使用方式。 

如图1所示，本发明安装在缝纫机的水平机体1中，通过本发明带动针杆3上下往复运行，针杆3的末端连接有缝纫针30，缝纫针30在每次向下运行到最低位置后，再由最低位置向上运行到某一区域时(通常是由最低位置向上运行约4mm)，其将会与缝纫机送料平台11下方的梭体交汇，并通过钩针将缝纫针30上的缝纫线钩住，实现对缝合物(衣物、鞋子、皮革)的缝合。 

见图2、3，这是本发明的一个实施例，其包括：驱动轴2、针杆3、大凸轮4、小 凸轮5和连动装置。其中驱动轴2作为主驱动装置，其可以与外部的动力机构连动，实现转动，例如通过马达带动。大凸轮4固定在驱动轴2的末端，大凸轮4通过驱动轴2带动旋转。在凸轮4上枢接有一小凸轮5，针杆3通过曲柄31与小凸轮5连动。这样当驱动轴2旋转时，其将带动大凸轮4一起旋转，大凸轮4将带动小凸轮5绕驱动轴2公转，小凸轮5在绕驱动轴2公转过程中通过曲柄31带动针杆3上下往复运行。 

针杆3上固定有一滑块32，该滑块32嵌套在一滑槽33内，通过曲柄31的带动，针杆3沿滑槽33上下移动，以保证针杆3运行轨迹不会出现偏移。 

小凸轮5在绕驱动轴2公转的过程中，也将通过一连动装置6实现自转。本实施例中，所述的连动装置6包括：一固定在小凸轮5与大凸轮4之间枢轴上的小齿轮61以及一与所述小齿轮61啮合的大齿轮62，该大齿轮62相对固定套设在驱动轴2上。当小凸轮5绕驱动轴2公转的过程中，由于小齿轮62与大齿轮61啮合，小齿轮62与大齿轮61构成一组行星齿轮，即小齿轮62在绕大齿轮61公转过程中，其自身也将实现自转，并带动小凸轮5一同实现自转。 

由上所述可以看出，本实施例中第一曲柄连动机构由大凸轮4、小凸轮5和曲柄31构成。通过驱动轴2带动实现与曲柄31连动的针杆3的上下移动。本实施例中第二曲柄连动机构由小凸轮5构成，小凸轮5在连动装置6带动下将局部改变针杆3的上下运动幅度。具体说明如下：小凸轮5的运行轨迹将是其公转与自转运动的叠加。小凸轮5公转时，其带动针杆3实现上下运行。小凸轮5自转时，其也将带动针杆3实现小范围的上下运行，小凸轮5每自转一圈，就将带动针杆3实现小距离的往复运行。只不过这个小距离上下运行量太小，这样针杆3绝对运行方式上仍保持上下运行，但是当针杆3运行到钩线作业的区域时(即针杆3运行到在低点某一位置)，此时小凸轮5随大凸轮4公转运行由最低点向上运行，但是小凸轮5的自转运动中，其将带动曲柄31由高点向低点运行，这两个相对运动的叠加，最后体现在针杆3的运动形式就 会出现如下情况：针杆3在每次向下运行到最低位置后，再由最低位置向上运行高度为h的距离时(通常h约4mm)，针杆3将会出现运行速度减缓，在一个时间段内保持在在这个低点位置，及时大凸轮4继续向上运行，但是小凸轮5则由高点向低点运行，这样针杆3在这个时间段内保持在这个低点位置，这样就可以令钩线作业在此时间段顺利完成，不会出现跳线、掉线的情况，确保缝纫机的缝合效果。 

参见图3A，当针杆3运行到钩线作业的区域时(即针杆3运行到某一低点位置)，此时小凸轮5随大凸轮4转动越过最低点，但是小凸轮5的自转运动中，其将带动与曲柄31枢接的枢轴由高点向低点运行，这两个相对运动的叠加，最后体现在针杆3的运动形式就会出现如下情况：当针杆3由最低点位置向上运行时，针杆3将会出现运行速度减缓，在一个时间段内保持在这个低点位置，或者针杆3在由低点向上运行时，出现一个微小的向下运行的动作，减缓针杆3的下降趋势，并且在一个时间段内保持在这个低点位置，这样就可以令钩线作业在此时间段顺利完成，不会出现跳线、掉线的情况，确保缝纫机的缝合效果。 

另外，本发明也可通过以下机构实现小凸轮5的自转，如图4所示，本实施例中第一曲柄连动机构与第二曲柄连动机构均不做改变，所改变的就是连动装置6，该连动装置6包括：一固定在小凸轮5与大凸轮4之间枢轴上的小齿轮61以及一与所述小齿轮61啮合的大齿圈63，该大齿圈63相对固定机体1内。小凸轮5随大凸轮4的转动实现绕驱动轴2公转，并且小凸轮5通过小齿轮61与大齿圈63之间的齿轮传动实现自转。本实施例通过这种大齿圈63、小齿轮61的结构也可以实现小凸轮5的自转。 

见图5，本实施例中，所述的第一曲柄连动机构包括：一大凸轮4，该大凸轮4固定于驱动轴2上；一曲柄31，该曲柄31与大凸轮4连动；一小凸轮5，该小凸轮5枢接于曲柄31的末端，并与针杆3枢接，在第一曲柄连动机构带动下小凸轮5带动针 杆3上下移动。 

所述的第二曲柄连动机构由小凸轮5构成，该小凸轮5通过连动装置6带动其自转。所述的连动装置6包括：一固定在小凸轮5与针杆3之间枢轴上的齿轮65；一与所述齿轮65啮合的齿条64，且该齿条64位置与针杆3往复运动的路径一致，小凸轮5在曲柄31的带动实现上下移动过程中将在连动装置带动下绕齿轮65中心旋转。 

本实施例中，第一曲柄连动机构运行时，大凸轮5带动曲柄31及小凸轮4运行，从而带动针杆3上下移动。但是小凸轮4在上下移动过程中，其通过齿轮65与齿条64的啮合将实现转动，从而带动小凸轮4绕齿轮65的中心转动，这样曲柄31与小凸轮4之间的枢轴就会随之转动，从而令该枢轴在随小凸轮4转动过程中形成上下移动的运动。只不过这个小距离上下运行量太小，这样针杆3绝对运行方式上仍保持上下运行。 

另外，本发明中，所述的大凸轮4、小凸轮5可以采用连杆替换，其同样可以实现曲柄连动的效果。 

由上看出，本发明的驱动方法就是：针杆3的上下往复运行动作通过两个运动方式叠加形成，其中，针杆3通过第一运动方式实现大距离的相对上下运行；针杆3通过第二运动方式实现小距离的相对上下运行，这两个运行方式相互叠加后带动针杆3实现绝对上下运行，同时在针杆3由低点向高点运行到钩线位置区域时，针杆3通过第一运动方式实现向上运行，针杆3通过第二运动方式实现向下运行。从而两针杆3在一个时间段内保持在这个较低的位置，这样就可以令钩线作业在此时间段顺利完成，不会出现跳线、掉线的情况，确保缝纫机的缝合效果。 

当然，以上所述仅仅为本发明的实施例而已，并非来限制本发明范围，凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。 

Claims (9)

1.一种缝纫机的针杆驱动机构，该针杆驱动机构安装在机体(1)中，针杆驱动机构包括：作为主驱动的驱动轴(2)、通过驱动轴(2)带动并实现上下往复运行的针杆(3)，其特征在于：

所述的驱动轴(2)末端与第一曲柄连动机构连接，针杆(3)在第一曲柄连动机构带动下实现上下往复运动；

所述的第一曲柄连动机构中包含有第二曲柄连动机构，在第一曲柄连动机构带动针杆(3)上下往复运动幅度范围内，第二曲柄连动机构在一连动装置(6)带动下驱动针杆(3)小幅上下往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种缝纫机的针杆驱动机构，其特征在于：所述的第一

曲柄连动机构包括：

一大凸轮(4)，该大凸轮(4)固定于驱动轴(2)上；

一小凸轮(5)，该小凸轮(5)枢接于大凸轮(4)上并绕驱动轴(2)公转；

一曲柄(31)，该曲柄(31)将小凸轮(31)和针杆(3)连动；

所述的第二曲柄连动机构由上述的小凸轮(5)构成，该小凸轮(5)通过连动装置(6)带动其自转；

所述的连动装置(6)包括：一固定在小凸轮(5)与大凸轮(4)之间枢轴上的小齿轮(61)；一与所述小齿轮(61)啮合的大齿轮(62)，该大齿轮(62)相对固定套设在驱动轴(2)上；小凸轮(5)随大凸轮(4)的转动实现绕驱动轴(2)公转，并且小凸轮(5)通过小齿轮(61)与大齿轮(62)之间的齿轮传动实现自转。

3.根据权利要求1所述的一种缝纫机的针杆驱动机构，其特征在于：所述的第一曲柄连动机构包括：

一大凸轮(4)，该大凸轮(4)固定于驱动轴(2)上；

一曲柄(31)，该曲柄(31)与大凸轮(4)连动；

一小凸轮(5)，该小凸轮(5)枢接于曲柄(31)的末端，并与针杆(3)枢接，在第一曲柄连动机构带动下小凸轮(5)带动针杆(3)上下移动；

所述的第二曲柄连动机构由小凸轮(5)构成，该小凸轮(5)通过连动装置(6)带动其自转；

所述的连动装置(6)包括：一固定在小凸轮(5)与针杆(3)之间枢轴上的齿轮(65)；一与所述齿轮(65)啮合的齿条(64)，且该齿条(64)位置与针杆(3)往复运动的路径一致，小凸轮(5)在曲柄(31)的带动实现上下移动过程中将在连动装置带动下绕齿轮(65)中心旋转。

4.根据权利要求1所述的一种缝纫机的针杆驱动机构，其特征在于：所述的第一曲柄连动机构包括：

一大凸轮(4)，该大凸轮(4)固定于驱动轴(2)上；

一小凸轮(5)，该小凸轮(5)枢接于大凸轮(4)上并绕驱动轴(2)公转；

一曲柄(31)，该曲柄(31)将小凸轮(31)和针杆(3)连动；

所述的第二曲柄连动机构由小凸轮(5)构成，该小凸轮(5)通过连动装置(6)带动其自转；

所述的连动装置(6)包括：一固定在小凸轮(5)与大凸轮(4)之间枢轴上的小齿轮(61)；一与所述小齿轮(61)啮合的大齿圈(63)，该大齿圈(63)相对固定机体(1)内；小凸轮(5)随大凸轮(4)的转动实现绕驱动轴(2)公转，并且小凸轮(5)通过小齿轮(61)与大齿圈(63)之间的齿轮传动实现自转。

5.根据权利要求2-4中任意一条所述的一种缝纫机的针杆驱动机构，其特征在于：所述的针杆(3)上固定有一滑块(32)，该滑块(32)嵌套在一滑槽(33)内，在第一曲柄连动机构带动下，针杆(3)沿滑槽(33)上下移动。

6.一种缝纫机的针杆驱动方法，其采用方法是：针杆(3)的上下往复运行动作通过两个运动方式叠加形成，其中，针杆(3)通过第一运动方式实现大幅度的相对上下运行；针杆(3)通过第二运动方式实现小幅度的相对上下运行，这两个运行方式相互叠加后带动针杆(3)实现绝对上下运行，同时在针杆(3)运行到某一区域时，针杆(3)通过第一运动方式实现向上或向下运行，针杆(3)通过第二运动方式实现反向的向下或向上运行。

7.根据权利要求6所述的一种缝纫机的针杆驱动方法，其特征在于：所述的第一运动方式和第二运动方式均采用曲柄连动机构。

8.根据权利要求7所述的一种缝纫机的针杆驱动方法，其特征在于：所述的第一运动方式采用第一曲柄连动机构，所述的第二运动方式采用第二曲柄连动机构，该第二曲柄连动机构包含于第一曲柄连动机构内，第一曲柄连动机构通过主驱动的驱动轴(2)驱动，第二曲柄连动机构通过一连动装置(6)驱动。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的一种缝纫机的针杆驱动方法，其特征在于：针杆(3)在两运动方式叠加作用下，其绝对运行行程抵达最低点位置后，再由最低点位置向上运行一段距离时，即在针杆(3)上的缝纫针完成钩线作业的时间段，针杆(3)在第二运动方式带动下实现相对的由上向下运行，令针杆(3)在距离最低点位置上端的一区域实现绝对向上运动的停滞或者运行速度的减缓。

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