CN101922076A - 织机开口装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种由电机独立驱动每片综框的织机开口装置,其含有若干套驱动各自综框(4)的驱动机构(3),其包含电机(5)、驱动摆臂(6)、平行四边形机构(7)。驱动摆臂输出端与平行四边形机构(7)中的连杆(11)铰接,驱动摆臂(6)和连架杆(9)不但长度相等,而且相互平行。电机(5)传动驱动摆臂(6),驱动摆臂输出端驱动连杆(11),连杆(11)将驱动动力传递给平行四边形机构(7)中左右两侧的连架杆(9),进而使综框(4)完成往复直线运动。本发明使驱动机构(3)不占用织机机架(12)以外的任何空间位置,使织机(1)占地显著减小,驱动机构(3)尺寸统一,综框(4)动程调节只需电子设定。

Description

织机开口装置
技术领域
本发明涉及织机开口装置,具体地涉及由电机独立驱动每一片综框的织机开口装置。
背景技术
开口装置是织机的五大装置之一。开口装置的作用是根据织物组织图上经纱和纬纱交织的变化规律或要求,按序及时带动经纱,将经纱分成上下两层,形成引入纬纱的通道,或称梭口。目前,在织机上应用最广泛的开口装置是凸轮开口装置和多臂开口装置,其中尤以外侧下置式积极凸轮开口装置和外侧下置式积极多臂开口装置居多。之所以称为外侧下置式是因为其中的凸轮箱或多臂箱安置在织机机架的外侧下方位置,使用这些开口装置的织机,其占地面积和体积较大。
在上述外侧下置式积极凸轮开口装置和外侧下置式积极多臂开口装置中都广泛应用了公知的平行四边形机构以及将该平行四边形机构的运动转换为综框的上下往复运动的运动转换机构。平行四边形机构是平面四连杆机构中的一种特定形式,其由两个连架杆、一个连杆以及机架组成,其中,两个连架杆的长度相等,连杆和机架的长度也相等,这样,能够保证两个连架杆的运动完全同步。两个连架杆设置在织机左、右两边的同一水平位置上,且连架杆设计成角尺的形状,因而连架杆上有一输出端,该两个连架杆上的输出端同步传动所述运动转换机构,这样,运动转换机构便将平行四边形机构的运动转换为综框的上下往复运动。或者说,当连架杆作往复摆动时,便能带动综框作上下方向的往复直线运动,并能保证综框在作上下往复直线运动过程中左右两端同步。
凸轮开口装置和多臂开口装置都通过综框的上下往复运动按序带动经纱,将经纱分成上下两层。为了能织造不同组织的织物,通常将织机上的经纱分为若干组,每组经纱分别由一片综框带动或控制,这样,经纱的开口顺序和过程就由综框的运动决定,综框的数量通常在4~16片之间。当要改变织物组织时,可以通过更换凸轮开口装置中的凸轮或改变多臂开口装置中的选综信号设置,获得不同的综框开口顺序,但综框在开口和闭口过程中的运动规律以及综框的停顿时间主要由凸轮开口装置中的凸轮曲线或多臂开口装置中的机械变速机构决定。要改变综框的运动规律或停顿时间的长短,就必须更换凸轮或机械变速机构。这种更换不但操作极不方便,而且需要配备大量的更换备件,因而几乎没有任何实施价值。
为了让综框能够获得不同的运动规律,并能使这种运动规律的改变更加快捷和方便,进而使得开口装置能不断适应织机性能的提高、织物品种的不断变化,满足织造高难度、高品质和高附加值织物的要求,近十多年来,世界上著名的国外织机制造商都不遗余力地探索由电机独立驱动综框的织机开口装置的技术方案,试图找到一种具有实际应用价值的、由电机独立驱动综框的织机开口装置的解决方案。涉及该技术的公开专利文献已有数十件,但是,这些公知技术由于存在各方面缺陷,目前几乎仍然只停留在书面或实验室阶段,仅有极少量的试用。
公开号为JP07-324247A的日本专利文献、US 6450209B1的美国专利文献以及CN1550593A的中国专利文献公开了一种织机的每一片综框由单独的一个伺服电机独立驱动的开口装置,此类现有技术由电机直接或经减速装置驱动被称为旋转元件的曲柄或偏心轮,通过由曲柄摇杆机构(或以偏心轮替代曲柄)和平行四边形机构联合组成的串联机构,将曲柄或偏心轮的旋转运动转换为综框的上下往复直线运动。其中,摇杆与平行四边形机构中的连架杆共用同一个构件,且曲柄摇杆或偏心轮机构设置在左右两个连架杆的外侧,从外侧驱动平行四边形机构中的连架杆。尽管采用此类现有技术的开口装置有极少量的探索性试用,比如在使用日本丰田自动织机株式会社的JAT710喷气织机的中国纺织厂中,有个别厂家的织机中的极个别机台配置了由伺服电机驱动综框运动的开口装置,并且,2008年在中国上海举办的中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会上,日本丰田自动织机株式会社和日本津田驹工业株式会社两家公司也展出了应用上述技术的织机,但其存在的缺陷是明显的,足以阻碍其能形成批量地进入市场:第一,在这三种现有技术中,电机、减速装置、旋转元件以及大量的连杆类构件占据了织机机架外侧的巨大空间位置,电机、减速装置、旋转元件以及曲柄摇杆机构中的连杆设置在织机机架的外侧,导致织机的占地面积和体积增大,其占地面积和体积甚至比外侧下置式凸轮或多臂开口装置还大,而织机是大批量、大面积使用的纺织机械设备,一个较大规模的织造车间就可以拥有成百上千台织机,单台织机占地面积的增大将显著增加厂房的建筑面积和建设成本,同时还将增加挡车女工的巡回路程或增加用工,降低工作效率;第二,这三种现有技术为了使驱动机构不发生干涉,电机位置的布局相当困难和凌乱。US 6450209B1和CN 1550593A方案中的电机布局造成各套曲柄摇杆机构中不仅机架构件的长度各不相等,连杆的长度也各不相等,由此造成各套曲柄摇杆机构中的摇杆的运动规律与曲柄的运动规律之间的函数关系各不相同,进一步地造成各片综框的运动规律与电机旋转角运动规律之间的函数关系也各不相同。换句话说,如果两个电机以完全相同的运动规律驱动各自的综框,将会导致这两片综框的运动规律不相一致。这一方面造成零件的种类增加,不利于批量生产,使得生产成本增加,给维修和备件管理带来麻烦,另一方面也使控制电机速度变化的控制系统更加复杂或各片综框的运动产生各不相同的变形,影响经纱开口的质量。而JP07-324247A的电机布局虽然可以使各套曲柄摇杆机构中连杆和机架的长度相等,但又造成了电机轴的长度各不相同,且电机轴的大幅度额外加长不仅削弱了该高速轴的刚度,更不利的是,它极大的增加了该高速轴的转动惯量,造成电机的额外负荷和能耗的大量增加。另外,因为所有的电机都要围绕同一根公共轴布置而不能相互干涉,使得该公共轴上的传动齿轮的直径必须足够的大,而盘状零件的转动惯量与直径的平方成正比关系,使得高速轴当量转动惯量明显增大,这又再次增加了电机的额外负荷和能源消耗。值得一提的是,这个问题在织机向更高速度发展时将变得更为突出。第三,综框运动动程的调节都必须完全由人工通过调节摇杆长度的机械操作来实现,且操作部位位于综框的下方,操作人员要钻入织机机肚内不同的部位作业,操作很不方便,但织机在更换织物品种和调试过程中不可避免的要对综框运动动程进行调节。尽管JP07-324247A从操作的方便性出发,提出了在织机机架的外侧调节综框动程的方案,但其代价是进一步增加连杆的数量,使得运动机构的传动链更长、机件的累积误差和变形加大、电机的额外负载更大、综框的运动精度降低。JP07-324247A虽然还提出了电机作往复摆动的方案,可以解决综框动程调节的困难,但这又使得前述电机轴加长以及盘状齿轮直径加大造成高速轴当量转动惯量加大的问题更加突出。
公开号为CN 1759211A的中国专利文献公开的现有技术存在着类似上述的缺陷。
公开号为JP 11-350285A的日本专利文献、公开号为DE 10111017A1的德国专利文献、公开号为CN 1676704A的中国专利文献分别公开了采用简单的传动机构,通过电机的往复摆动来驱动综框运动的方案,尽管这些方案看上去似乎能够解决上述的问题,但由于存在其它多方面的缺陷或问题,实际上是不太可能实施的,具体原因分述如下:
上述JP 11-350285A提出了用两个电机驱动一片综框的方案,但这个方案存在三个缺陷:第一,由两个电机驱动一片综框的方法存在电机的同步问题,即便同步问题得以解决,但当电机驱动系统的任何部分出现故障时,同步即遭破坏,将会导致综框等机件的严重损坏和经纱的成片断裂,安全方面也存在隐患;第二,由于综框的节距(相邻两片综框的中心平面的距离)一般控制在12mm,受综框节距的限制,电机只能上下错开排列,而综框高度方向的尺寸又无法容纳电机的安置;第三,电机与综框之间没有减速装置,这就要求电机既有极高的输出扭矩又有高速响应性能来满足综框的高速往复运动要求,实现相当困难。
上述DE 10111017A1公开的方案采用了轴向尺寸很小的盘状电机,这种特殊电机可以部分错位的排列在综框的下方,使得电机的轴向尺寸能够增加到综框节距的四倍,虽然部分解决了上述JP 11-350285A方案中的综框高度方向的尺寸无法容纳电机安置的问题,但其它两个问题依然存在,并且,电机的轴向尺寸还是受到限制,电机由于受体积的限制,不能提供足够的驱动综框的动力,无法满足织机高速运转的要求。
上述CN 1676704A公开的方案虽然可以解决电机轴向尺寸受综框节距限制的问题,但带来的新问题是运动转换机构的压力角太大,综框等机件的受力状态很不合理,大量的能源损耗和机件损坏将不可避免,且上述JP 11-350285A方案中的其它两个问题也同样存在,因而,此方案也是不现实的。
公开号为DE19821094A1的德国专利文献公开了一种以两个设在综框下方的直线电机作上下直线运动驱动一片综框的方案,该文献还公开了直线电机分别作织机左右水平方向和织机前后水平方向的运动,经传动机构再转换为综框上下直线运动的另外两种方案。这三种方案中,第一种方案存在同步和安全问题以及电机尺寸受到综框节距限制的问题,后两种方案仅停留在设计的初步构想上,提出了要实现的愿望,但缺乏具体的实施方法,且第二种方案也存在电机体积受到综框节距的限制以及导致织机占地和体积增大的问题,第三种方案虽然也许可以解决电机体积受到综框节距限制的问题,但是,将前后水平方向的直线运动转换为上下方向直线运动的机构,即使设计出来,机构会变得异常复杂和凌乱,因为要驱动十六片综框需要有十六套转换机构,所以,第三种方案不可能在实际中得到应用。
公开号为JP10-310949A的日本专利文献公开了解决直线电机的体积受到综框节距限制的方案,但使得综框和织机的宽度尺寸都有明显的增大,并导致综框不能整齐排列,甚至综框的尺寸无法统一。另外,该方案也存在两个电机的同步问题。
公开号为CN 1664201A的中国专利文献公开了一种以近似直线电机的工作原理驱动综框作上下往复直线运动的方案,该方案同样也存在多方面的问题。首先,电机在综框节距方向上的尺寸仍然受到限制,事实上,该方案中的电机在综框的节距方向上的尺寸和在织机左右方向上的尺寸(也就是在电机长度方向上的尺寸)受到了相互制约,增加电机在综框的节距方向上的尺寸是以减小在电机长度方向上的尺寸为代价的。电机的体积受到了实质上的限制,因而,电机无法提供足够的驱动能力。其次,由于直线电机不能像旋转电机那样使用减速装置,使直线电机的运动动程必须完全等同于平行四边形机构中连杆的运动在织机左右方向上的动程的分量,在这种条件下,电机的驱动性能要满足综框高负荷的上下往复运动就会相当困难,会造成电机成本和电机体积的大幅增加。第三,通常情况下,为了使开口装置适应织机的高速运转,平行四边形机构中的连杆都采用空心的矩形钢管。而在该方案中,大量的永久磁铁被设置在驱动综框运动的平行四边形机构中的连杆上,使得该参与频率很高的往复运动的连杆的质量和运动惯量大幅度增加,并且,电机的驱动力以及永久磁铁的惯性力由于存在对连杆的偏距,将对连杆产生附加弯矩。永久磁铁的重力和由其质量和圆弧运动产生的离心力也将对连杆产生额外的弯矩,提高连杆的刚性和降低连杆的质量将成为无法解决的矛盾。另外,永久磁铁只能作圆弧轨迹的运动,不能作完全的直线运动,运动轨迹与驱动方向不完全一致,显然,这将降低电机的驱动效率。这些都将影响织机的高速运行并使能耗增加。第四,由于永久磁铁参与横向运动,而励磁线圈静止不动,使得永久磁铁和励磁线圈之间始终存在不相互重叠的部分,这不重叠部分的空间位置被无效占用,使得已经极其有限的安装电机的空间位置仍不能被充分利用,或者说电机的励磁线圈只能发挥约70%的驱动能力,同时也使励磁线圈的驱动控制部分变得更为复杂,否则将有大量无效电能的损失。第五,电机必须成为一种特定的专用组件,由于受到结构和尺寸等方面的限制,电机已不是一个单独的产品,电机将分拆在织机的不同部位,而且每台织机上驱动不同综框的、但具有同一功能的电机组件也不完全相同,无法形成大规模的批量生产,电机成本将显著上升。第六,综框的制动和定位保持又将是一大难点。由于综框在上开口位置和下开口位置都会有静止不动的要求,即要求综框在该位置保持静止不动,所以该开口装置必须有制动器或位置保持器,除非由直线电机本身对综框进行定位保持,而这又是不可取的,因为这样将消耗电机驱动装置中大量的能量并使电机过热。而在此方案的结构中,制动器或位置保持器已经没有合适的部位可以设置,即使能够设置,也将消耗可观的制动能量。第七,综框运动过程中的位置检测的分辨率也受到影响,无法对综框的运动进行精确的定位和控制。总之,该方案存在电机驱动效率不高、能耗较大、制造成本高、综框的控制精度较低、不适应综框的高速和重载且往复运动等方面的不足,不能满足织机高速运行的要求。
综上所述,现有技术至少存在下述十二个主要问题中的一个或多个:
1)开口装置占据织机机架外侧较大的空间位置,使得织机占地面积大、挡车女工巡回路线长、厂房建设成本高。
2)两个电机驱动一片综框两端运动的现有技术存在同步和安全方面的问题。
3)电机的尺寸受到综框节距的限制,使得电机驱动综框的能力受到限制,或开口装置不能满足织机高速织造的要求。
4)综框动程的调节必须完全由人工通过机械的操作来实现,且要在机肚部位进行调节,操作很不方便。
5)因受机构设计的结构限制,电机位置的布局困难和凌乱,增加了电机的额外负荷。
6)电机驱动的效率低、能耗大、不适应综框的高速、重载且往复的运动。
7)电机必须成为织机中多种特制的专用组件,无法形成大规模的批量生产,导致驱动系统中电机成本的大幅度增加。
8)各组驱动机构中,构件的外形尺寸无法统一,综框运动规律与电机转角的运动规律之间的函数关系不一致,不利于批量生产,且备件种类多、成本高。
9)同一台织机上必须使用多种不同规格的综框,给上轴以及前道的穿综工序带来诸多困难。
10)运动转换机构的压力角太大,综框等机件的受力状态不合理,能源损耗大,机件损坏率高。
11)不能使用减速装置,导致电机的成本和电机的体积的大幅增加。
12)综框的制动或位置保持困难,综框运动的控制精度较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种性能更加完善的、由电机分别独立驱动每一片综框的织机开口装置,该开口装置能够同时彻底或基本解决现有技术中存在的上述所有问题或绝大部分问题。具体的说,第一,该开口装置能够设置在织机机架的内部区域,使织机的占地面积和体积能够有非常明显的减小,甚至与现有的使用外侧下置式凸轮开口装置或外侧下置式多臂开口装置的织机相比,织机的占地面积和体积也能有非常明显的减小。第二,该开口装置能够由机械结构可靠的保证综框在上下往复直线运动过程中左右两端的同步,不会出现因电控系统故障而造成的综框左右两端传动的不同步产生的机件损坏和经纱成片断裂的问题以及由此而造成的安全问题。第三,该开口装置中电机位置的布置不仅不能受到综框节距的限制,而且电机在其周围的各个方向都应该有足够的自由空间,可以根据需要,采用更大体积的电机,电机的驱动性能可以得到充分的保证,使开口装置具有满足织机向更高车速发展的潜力。第四,该开口装置最好能够通过电控系统的输入装置或人机界面设定综框往复运动的动程,该动程的改变不再需要作任何的机械调节。第五,电机的位置能够整齐布局,不能存在因电机布局的需要而作出增加电机额外负荷的牺牲。第六,电机的驱动中不能存在明显的降低驱动效率、增加能耗的因素。第七,这种开口装置的电机能够采用标准的产品,以确保驱动系统的性能、质量、经济性和可靠性。第八,各套驱动机构中,同一功能构件的外形尺寸能够一致,方便制造和管理,提高开口装置的经济性。各片综框的运动规律与其电机转角的运动规律之间能够具有相同的函数关系。第九,这种开口装置应该使用相同规格的综框,给上轴以及前道的穿综工序带来方便。第十,开口装置中的运动转换机构的压力角能够控制在合理的范围内,保证驱动机构具有良好的传动性能。第十一,根据需要,这种开口装置能够使用减速装置,以便可以使用只需较低输出扭矩且成本较低的电机。另外,当使用减速装置时,综框的制动和定位保持会变得容易和经济,综框运动的控制精度也能明显提高。第十二,该开口装置不仅可以具有传统的多臂开口装置的开口功能,而且综框的运动规律可以通过改变电机的运动规律非常方便的进行改变,以适应织造不同经纬纱原料和织物品种的需要。
为了解决上述的技术问题,本发明所采用技术方案的构思是:织机开口装置中的每片综框都由单独的一套驱动机构独立驱动。为了使开口装置能够由机械结构可靠的保证综框在上下往复直线运动过程中左右两端的同步,采用上述公知技术中的平行四边形机构和将该平行四边形机构的运动转换为综框的上下往复运动的运动转换机构作为驱动机构的一个组成部分。驱动机构包含至少一个电机、与电机相等数量的传动机构、一个平行四边形机构以及将该平行四边形机构的运动转换为综框的上下往复运动的运动转换机构。由电机传动传动机构,再由传动机构的输出端驱动平行四边形机构中的连杆,由连杆将动力传递给平行四边形机构中左右两侧的连架杆。因为在这种驱动方式中,传动机构的输出端驱动连杆上的任何一点都能使平行四边形机构产生相同的运动结果,也就是说,在连杆的长度方向上的任何位置(包括延伸至连架杆以外的位置)都可以设置电机和传动机构,使得电机和传动机构的安装空间被极大的拓宽。值得一提的是,由于传统的采用连杆类机构驱动平行四边形机构,再经运动转换机构传动综框运动的各种现有技术都将驱动动力从连架杆的外侧传递到平行四边形机构中的一个连架杆上,再通过连杆传递到另一个连架杆,这种传动方式已经变成一种固定的思维模式。事实上,这种传动方式在传统的外侧下置式积极凸轮开口装置和外侧下置式积极多臂开口装置上确实难以突破,但当每片综框都用单独的一个电机驱动时,这种传统的传动方式的思维模式就应当突破。目前被广泛使用的外侧下置式积极凸轮开口装置和外侧下置式积极多臂开口装置以及上述JP07-324247A、US 6450209B1、CN 1550593A以及CN 1759211A等方案都是通过连杆机构从连架杆的外侧将驱动动力传递到平行四边形机构中的一个连架杆上,再通过连杆传动另一个连架杆,从而驱动综框运动的,所有这些现有技术的驱动机构都占据了织机机架以外很大的空间位置,使得织机的占地面积和体积较大。又由于驱动各片综框的所有左侧连架杆或所有右侧连架杆在织机的纵向位置上相互重叠,且由于节距尺寸较小(通常是12mm),导致电机的布局非常困难和凌乱。为了尽可能的减小织机的占地面积,在本发明所采用技术方案的构思中,可以将所述电机和传动机构设置在织机机架的内部区域,进一步的,可设置在平行四边形机构的左、右两个连架杆之间的区域内,由于织机的公称筘幅通常为1.9米~4米,所以,综框的宽度尺寸以及平行四边形机构中的连杆的长度通常可达2~4.1米,使综框下方有充足的横向和纵向空间,用以设置电机和传动机构,并且,各套驱动机构中的电机和传动机构的位置不仅可以在两连架杆之间的区域内沿连杆的长度方向错开设置,分属于两套驱动机构中的两个电机还可在电机轴线重叠或电机轴线错位的位置上相向设置,即面对面设置。因而,电机的布置就可以完全不受综框节距的限制。因为电机和传动机构都可以设置在织机机架内部的左、右两个连架杆之间的区域内,使得织机的占地面积得到非常显著的减小。
作为实现本发明基本构思的技术方案,织机开口装置包含若干套驱动各自综框的驱动机构,也就是每片综框都由单独的一套驱动机构独立驱动,该驱动机构包含至少一个电机、与电机相等数量的传动机构、一个平行四边形机构以及将该平行四边形机构的运动转换为综框的上下往复运动的运动转换机构,由电机传动所述的传动机构,再由传动机构的输出端驱动平行四边形机构中的连杆,连杆将驱动动力传递给平行四边形机构中左右两侧的连架杆。本技术方案最显著的特点是电机和传动机构可以设置在平行四边形机构的左、右两个连架杆之间的区域内,驱动机构可以不占用织机机架以外的空间位置,传动机构也可以只是单独的一个构件。显然,采用该技术方案的织机开口装置具有多重优点:既可以减小织机的占地面积,又避免了现有技术中的两个电机驱动一片综框时存在的同步和安全问题;既可以有较大的自由空间位置设置电机和传动机构,又可以使电机整齐排列;不仅电机的轴向尺寸不受综框节距的限制,而且电机的径向方向又有足够的备用空间,能够适应织机向更高车速发展的需要;既能够采用性能适合的标准电机产品,又能够采用现有技术中广泛使用的综框产品,并且,各套传动机构中构件的外形尺寸也能统一;既不存在明显降低电机驱动效率的环节,又不存在增加电机额外负荷的因素。包括其它方面优点的各种细节将在下述本发明的有益效果的内容中具体说明。
作为本发明的一种优选方案,所述传动机构的输出部分是驱动摆臂,所述驱动摆臂往复摆动,所述驱动摆臂的输出端驱动平行四边形机构中的连杆。
作为本发明的另一种优选方案,所述传动机构的输出部分是驱动摆臂,所述驱动摆臂往复摆动,所述驱动摆臂的输出端与平行四边形机构中的连杆铰接,所述驱动摆臂与所述平行四边形机构中的连架杆不但长度相等,而且互相平行。本文所述驱动摆臂的长度是指驱动摆臂的摆动中心和驱动摆臂的输出端与连杆铰接的铰接点之间的距离。在此优选方案中,当驱动摆臂作往复摆动时,便带动平行四边形机构中的连杆作以驱动摆臂的长度为半径的圆弧轨迹的平动运动,同时,平行四边形机构中的左右两个连架杆作同步摆动运动,再通过所述的将平行四边形机构的运动转换为综框的上下往复运动的运动转换机构实现综框的上下往复直线运动。根据平行四边形机构的原理或特性可知,所述连杆作平动运动,且连杆上各点的运动轨迹完全相同,在每一瞬时连杆各点的速度和加速度亦相同,即连杆上任何一点的运动与连杆同连架杆铰接点的运动轨迹完全一致,因而,当驱动摆臂的输出端与连杆铰接时,只要驱动摆臂的长度设计为连架杆的长度,并且适当地布置驱动摆臂的摆动中心的位置和驱动摆臂的输出端与连杆铰接点的位置,使得驱动摆臂与连架杆互相平行,便可以使驱动摆臂直接驱动平行四边形机构。作为此优选方案中的一个特例,当传动机构只有驱动摆臂这一个构件时,也就是当驱动摆臂与电机轴固定联接时,电机与平行四边形机构之间只需要驱动摆臂这一个构件,结构将非常简单和紧凑。
作为本发明进一步的一种优选方案,所述传动机构包含减速装置和/或曲柄,所述传动机构的输出部分是驱动摆臂,所述驱动摆臂往复摆动,所述驱动摆臂的输出端与平行四边形机构中的连杆铰接,所述驱动摆臂与平行四边形机构中的连架杆不但长度相等,而且互相平行。
作为本发明的又一种优选方案,所述传动机构包含滑块,该滑块与所述平行四边形机构中的连杆铰接,所述传动机构的输出部分是驱动摆臂,驱动摆臂往复摆动,所述驱动摆臂的输出端为拨叉,所述拨叉与所述滑块组成移动副。
作为本发明进一步的另一种优选方案,所述传动机构包含滑块,所述滑块与所述平行四边形机构中的连杆铰接,所述传动机构还包含减速装置和/或曲柄,所述传动机构的输出部分是驱动摆臂,驱动摆臂往复摆动,所述驱动摆臂的输出端为拨叉,所述拨叉与所述滑块组成移动副。
作为本发明进一步的又一种优选方案,所述传动机构包含减速装置和/或曲柄,所述传动机构的输出部分是驱动摆臂,所述驱动摆臂往复摆动,所述驱动摆臂的输出端驱动平行四边形机构中的连杆。
作为本发明的再一种优选方案,所述传动机构包含曲柄和短连杆,所述短连杆的一端与曲柄的输出端铰接,所述短连杆的另一端与平行四边形机构中的连杆铰接,所述传动机构也可以包含减速装置。
作为本发明进一步的再一种优选方案,所述电机和传动机构设置在所述平行四边形机构的左、右两个连架杆之间的区域内。由于电机和传动机构全部设置在所述平行四边形机构的左、右两个连架杆之间的区域内,不占用织机机架以外的空间位置,使得织机的占地面积和体积有了极大的减小,因而可以大幅度的减小厂房的投资,缩短挡车女工的巡回路程,提高工作效率。这一优点对大型织造企业来说,其优势尤为明显和突出。
根据织物组织图要求,当需要使综框连续多纬处在上开口位置或下开口位置时,要求综框在该位置保持较长时间的静止状态,另外,即使在织造平纹织物时,综框在开口位置也需要有停顿期间,因而,根据需要,还可以在上述各优选方案的驱动机构中设置周相位置保持器,使周相位置保持器在电机或综框处于静止或近似静止状态时进行工作,且作用在包括电机和传动装置中的某一转动或摆动构件上。当周相位置保持器作用在具有最高或某一较高转速的转动或摆动构件上时,可以有效减小周相位置保持器的工作扭矩。当然,当传动机构中已含有曲柄或蜗轮蜗杆等具有自锁功能的机构时,则没有必要设置周相位置保持器。
为了使电机和传动机构位置的设置更整齐和合理,按照综框自前往后的排列顺序,将驱动机构分成两个组,即同组中的驱动机构所对应的综框都互相毗邻,在同一个组中,电机连同传动机构沿连杆长度方向错开设置,并将同组中的电机同向设置,分属于两组的两个电机在电机轴线重叠或错位的位置上相向设置。
本发明的开口装置中,各套驱动机构中的所述电机由电控系统根据织物组织图、综框运动规律、综框运动动程进行协调和统一的控制。可以采用多种不同的电控方案,其中的一个优选方案在下面的具体实施方式中加以描述。
上述部分优选方案中的传动机构包含减速装置和/或曲柄,这些优选方案可以仅含有减速装置,也可以仅含有曲柄,当然还可以既含有减速装置,又含有曲柄。为了更好的获得电机的驱动性能,可以在传动机构中设置减速装置,因为在通常情况下,使用较高额定转速的电机并通过减速装置减速,可以得到更好的驱动能力,并且,当传动机构中含有减速装置时,当综框在开口位置保持较长时间的静止状态时,可以大幅减小上述周相位置保持器的工作扭矩。为了利用机构的自锁特性使综框能够静止在开口位置,可以在传动机构中设置曲柄类机构或蜗轮蜗杆减速机构。当传动机构中不含有参与完整圆周运动的曲柄类构件时,综框运动的动程可以通过改变电机往复旋转或摆动的角动程的大小来调节,可以方便的调节综框的运动动程。
由于后排综框需要有更大的动程,因而后排的综框往往需要更大的驱动动力,为了既统一电机的规格和传动机构的尺寸,又使后排的综框获得更大的驱动动力,可在驱动后排综框的驱动机构中设置一个以上数量的电机和相应数量的传动机构,同步驱动同一个平行四边形机构中的连杆,进而驱动同一片综框。
本发明主要在下列几个方面取得了明显的有益效果,解决了长期以来人们一直渴望解决但未能解决的问题,其优点是巨大的,并且是多方面的:
1)由于本发明能够在不增加织机机架尺寸的前提下将驱动机构中的电机和传动机构设置在织机机架的内部区域,使得织机的占地面积和体积得到大幅度的减小,无论与现有的使用外侧下置式凸轮开口装置或外侧下置式多臂开口装置的织机相比,还是与使用连杆机构驱动平行四边形机构并由电机独立驱动综框的现有开口装置技术相比,其占地面积和体积都能有非常明显的减小,因而可以大幅度的减小厂房的投资,缩短挡车女工的巡回路程,提高工作效率。这一点对织造企业来说,优势是非常巨大的,意义是非常深刻的。
2)因为采用了平行四边形机构和将该平行四边形机构的运动转换为综框的上下往复运动的运动转换机构作为驱动机构的一个组成部分,所以,由机械结构确保了综框左右两端运动的同步,避免了因电机驱动系统故障而发生的因两个电机不同步造成的安全和机件损坏的情况。
3)由于本发明将传动机构输出的驱动点设置在长度为2~4.1米的连杆上,电机及传动机构不但可以沿织机的横向错位排列,使电机与电机的轴向位置错开设置,而且两套驱动机构中的电机还可在轴向重叠的位置上相向设置,使得电机和传动机构的布置丝毫不受综框节距的限制,电机的轴向尺寸也同样不受限制,电机和传动机构可以作整齐的排列。电机在其周围的各个方向还留有足够的自由空间,为本发明的开口装置满足今后织机向更高车速发展时采用更大功率和体积的电机做好了充分准备,电机的驱动性能得到了充分的保证。
4)在本发明的开口装置中,当传动机构不包含曲柄时,由于综框运动的动程可以通过电机的往复转动或摆动的角动程的改变而改变,使得只要通过电控系统的输入装置或人机界面设定综框往复运动的动程或与之相对应的电机的角动程的具体数值,就能够使综框获得所需要的运动动程,而不必再作任何的机械调节,提高了操作的方便性,降低了劳动强度,提高了工作和织机效率。
5)由于有足够的自由空间可以设置电机的位置,因而传动机构可以不受空间位置的约束进行合理的设计,避免了电机的额外负荷。
6)因为本发明的开口装置不存在明显降低电机驱动效率的环节,也不存在增加电机额外负荷的因素,且驱动机构可以选配合理速比的减速装置,使得本开口装置具有效率高、能耗低、适应综框的高速重载且往复运动的优点。
7)因为电机的设置没有受到空间位置的约束,使得电机能够选用市场上性能合适的标准产品,保证了驱动系统的性能、质量、经济性和可靠性。
8)本发明驱动机构中的传动机构因具有较大的自由空间,各套驱动机构可以使用统的传动机构,使各套驱动机构中同一功能构件的外形尺寸得以统一,从而可以形成批量生产,方便制造和管理,降低了驱动机构的成本。同时也使各片综框的运动规律与其电机转角的运动规律之间能够具有相同的函数关系,提高了开口装置的经济性。
9)本发明的开口装置因驱动机构的设置并不牵涉综框尺寸的改变,故能使用相同规格的综框,给上轴以及前道的穿综工序带来了方便。并且,本开口装置可以采用外侧下置式积极开口装置上使用的传统综框,包括这种传统综框的快速联接方式。
10)由本开口装置的技术方案的结构特点可知,传动机构的设计不受空间位置的约束,所以传动机构得到了理想的设计,而且运动转换机构的压力角可控制在合理范围,保证驱动机构的良好传动性能。
11)由于在本开口装置技术方案中电机的设计不受轴向尺寸的限制,因而在电机输出轴的部位可以设置减速装置。在包含减速装置的各优选方案中,可以使用较低输出扭矩的电机,举例来说,假如减速装置的减速比为20,则电机的输出扭矩只需不带减速装置时的约二十分之一,且这种电机具有驱动性能好、控制精度高等优点,同时,电机轴或减速装置输入轴上所需的制动或定位保持力矩也能得到同样幅度的降低,因而使综框的制动或定位保持变得非常容易和经济。
12)由于采用了每片综框都由单独的一个电机(或一个以上数量、同步运动的电机)独立驱动的技术方案,且由电控系统控制电机的角位移、角速度、角加速度及其变化,因而可以非常灵活和方便的控制综框的运动,使得本发明的开口装置不仅具有传统的多臂开口装置的开口功能,而且综框的运动规律可以通过改变电机的运动规律非常方便的进行改变,以适应织造不同经纬纱原料和织物品种的需要。
本发明的部分优选方案同时具有上述所有的十二条优点,本发明的其它所有优选方案同时具有上述除第四条以外的所有的十一条优点,发明取得了明显的有益效果。
本发明的开口装置的特征和优点在下述具体实施方式中通过对优选实施方式的描述将更加明晰。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明织机开口装置的第一种实施方式的透视图,包含了十六套驱动机构,省略了八片综框和相应的推拉杆。
图2是图1所示织机开口装置中电机、驱动摆臂和连杆组件的局部剖视图。
图3是图1所示织机开口装置中驱动摆臂和平行四边形机构的机构示意图。
图4是本发明织机开口装置的第二种实施方式的透视图,包含了十六套驱动机构,省略了八片综框和相应的推拉杆。
图5是图4所示织机开口装置中电机、减速装置和驱动摆臂组件的剖视图。
图6是本发明织机开口装置的第三种实施方式的驱动机构示意图,省略了运动转换机构、综框等构件。
图7是本发明织机开口装置的第四种实施方式的透视图,包含了十二套驱动机构,省略了减速装置的箱体等零件。
图8是图7所示织机开口装置中驱动第八至第十二片综框的电机、传动装置和平行四边形机构组件的透视图,省略了减速装置的箱体零件。
图9是图8所示组件的局部放大图。
图10是图7所示织机开口装置中电机、传动装置和平行四边形机构组件的机构示意图。
图11是本发明织机开口装置的第五种实施方式的驱动机构示意图,图示了驱动某一片综框的驱动机构。
图12是本发明织机开口装置的第六种实施方式的驱动机构示意图,图示了驱动某一片综框的驱动机构。
图13是图12所示第六种实施方式改进后的驱动机构示意图,图示了两个电机驱动同一片综框的驱动机构。
具体实施方式
如图1至图3所示为本发明的第一种实施方式,在该实施方式中,假设织机1具有十六片综框4,则织机开口装置2包含十六套驱动机构3和十六片综框4(图1中省略了八片综框4和相应的推拉杆13),每一套驱动机构3对应驱动一片综框4。驱动机构3包含电机5、驱动摆臂6(作为特列,本实施方式中的传动机构15只有驱动摆臂6这一个构件)、平行四边形机构7、运动转换机构8。运动转换机构8包含推拉杆13、综框导向块14。运动转换机构8的作用是将平行四边形机构7的运动转换为综框4的上下往复运动。平行四边形机构7包含设置在织机1左右两边的两个连架杆9、两个连架杆轴10、联接两个连架杆9的连架杆输入端9a的连杆11。两个连架杆轴10处于同一水平位置,分别固定安装在织机机架12上(未图示出具体联接方法),成为织机机架12的组成部分,并作为连架杆9的摆动中心,即连架杆摆动中心9c与连架杆轴10的轴心重合。连架杆9设计成角尺的形状,因而连架杆9上还有一连架杆输出端9b,连架杆输出端9b同步传动左右两个运动转换机构8,这样,当连架杆9作往复摆动时,便能带动综框4作上下方向的往复直线运动,并能保证综框4在作上下往复直线运动过程中左右两端同步。驱动摆臂6用公知的方法固定联接在电机5的电机轴5a上,电机5固定安装在织机机架12上(未图示出具体联接方法),驱动摆臂输出端6b与平行四边形机构7中的连杆11铰接。这样,驱动摆臂摆动中心6a与电机轴5a的轴心重合,当电机5作往复摆动时,便使驱动摆臂6以电机轴5a(也就是驱动摆臂摆动中心6a)为摆动中心作摆动运动,并由驱动摆臂输出端6b驱动连杆11作平动运动,从而使左右两侧的连架杆9作往复摆动运动,进而使综框4完成上下往复的直线运动。特别需要注意的是:为了使驱动机构3不存在过约束,驱动摆臂6和连架杆9不但长度要相等,而且必须相互平行。如图3所示,连架杆9的长度是指连架杆轴10的轴线中心至连架杆输入端9a的距离,驱动摆臂6的长度是指驱动摆臂摆动中心6a至驱动摆臂输出端6b的距离。
现在来进一步说明驱动摆臂6如何通过连杆11使连架杆9作往复摆动以及驱动摆臂6与平行四边形机构7之间的尺寸和位置关系。平行四边形机构是平面四连杆机构中的一种特定形式,这种机构中的四个构件之间的相互关系及要求在上述背景技术中已有说明。如图3所示,根据平行四边形机构的原理或特性可知,当平行四边形机构7运动时,连杆11只能作平动运动,并且是作以连架杆9的长度为半径的圆弧轨迹的平动运动,连杆11上各点的运动轨迹完全相同,在每一瞬时,连杆11上各点的速度和加速度亦相同,即连杆11上任何一点的运动与连架杆9上的连架杆输入端9a的运动轨迹完全一致,因而,当驱动摆臂输出端6b与连杆11铰接时,只要驱动摆臂6的长度设计成与连架杆9的长度相等,并且适当地布置驱动摆臂摆动中心6a的位置和驱动摆臂输出端6b与连杆11铰接点的位置,使得驱动摆臂6与连架杆9互相平行,便可以使驱动摆臂6直接驱动平行四边形机构7。
在此实施方式中,作为特例,传动机构15只有驱动摆臂6这一个构件,也就是当驱动摆臂6与电机轴5a固定联接时,电机5与平行四边形机构7之间只需要驱动摆臂6这一个构件,结构非常简单和紧凑。图1中画出了作为织机机架12的标志性的两个零件,即左墙板16和右墙板17,右墙板17作了局部剖切,省略了机架的横梁等其它零件。
如图2所示,电机轴5a的外端设置一个电机轴外端轴承18(图1中未示出),电机轴外端轴承18支撑在织机机架12上(未图示出具体支撑方法)。驱动摆臂输出端6b以公知的方式与平行四边形机构7中的连杆11铰接。在本例中,转子19活套在驱动摆臂输出端6b中,特种螺钉20和特种螺母21将转子19固定联接在连杆11上。
在此实施方式中,按照16片综框4自前往后的排列顺序,将驱动机构3分为两个组,驱动前8片综框4的驱动机构3为第一组,驱动后8片综框4的驱动机构3为第二组。如图1所示,在同一组内,电机5及驱动摆臂6沿连杆11长度方向上错开设置,并且,电机5同向设置,但第一组中的电机5和第二组中的电机5相向设置,即面对面设置,且电机轴线二二重叠。通过这种设置,电机5和驱动摆臂6的位置可以设置得非常整齐,同组中的电机5之间都有较大的自由空间,并且,分属于两个组中的电机5之间也可有较大的空间,至少能有7倍综框4节距的自由空间,足以安装电机轴外端轴承18及相应的支撑零件。另外,由于第一组中的电机机身可向织机1的机前方向延伸,第二组中的电机机身可向织机1的机后方向延伸,因此,电机5的轴向尺寸丝毫不受综框4的节距限制。当然,也可以采用其它的分组和排列方式。
由图1、图2和图3可知,当驱动机构3的构件尺寸确定后,综框4的动程主要取决于驱动摆臂6的摆动动程,而驱动摆臂6的摆动动程就是电机5的摆动动程,因而,综框4的动程可以通过改变电机5的摆动动程得到非常方便的调节,而电机5的摆动动程可以通过在电控系统中的设定进行改变,操作非常方便,不需要作任何机械调节,因而调节极其方便和快捷。
由图1可知,综框4的高低位置可以通过调节推拉杆13的长度进行改变,但操作不太方便。在不改变推拉杆13的长度的前提下,通过改变驱动摆臂6的两个极限位置,也可在一定范围内调节综框4的高低位置。因此,在本实施方式中,不仅综框4的动程可以通过改变电机5的摆动动程得到非常方便的调节,而且,综框4的高低位置在一定范围内也可以通过改变电机5的摆动起止位置进行调节,调节都非常方便。但应当注意,当要对综框4的高低位置作较大幅度调节时,还是应该首先调节推拉杆13的长度,因为当驱动摆臂6偏离其理想的工作位置较远时,其受力状况将会受到影响。
在本实施方式中,所有的电机5和驱动摆臂6都设置在左右两个连架杆9之间的区域内,所有的驱动机构3,包括电机5、传动机构15、平行四边形机构7、运动转换机构8以及综框4全部位于织机机架12的左墙板16和右墙板17之间的区域内,不占用织机1的织机机架12以外的任何空间位置。使织机1具有占地面积小、驱动机构3结构简单且排列整齐、相同功能的构件尺寸完全一致、留有的自由空间大、综框动程调节只需作电子设定等优点。
如图4和图5所示为本发明的第二种实施方式,本实施方式是在上述第一种实施方式基础上的一种改进,该改进是在传动机构15中增加一个减速装置22。为了更好的发挥电机5的驱动性能,本实施方式在电机5和驱动摆臂6之间设置一个减速装置22。如图4所示,假设织机1具有十六片综框4,则织机开口装置2包含十六套驱动机构3和十六片综框4,每一套驱动机构3对应驱动一片综框4。驱动机构3包含电机5、传动机构15、平行四边形机构7、运动转换机构8。传动机构15包含减速装置22和驱动摆臂6。如图5所示,减速装置22包含减速箱箱体23、减速箱箱盖24、减速齿轮25、输出轴26、轴承27、油封28。减速装置22固定安装在织机机架12上(未图示出具体联接方法),电机5与减速箱箱体23固定联接,驱动摆臂6固定安装在输出轴26上,电机轴5a经减速齿轮25将动力传递到驱动摆臂6。
与上述第一种实施方式一样,驱动摆臂输出端6b与平行四边形机构7中的连杆11铰接。这样,当电机5作往复旋转或摆动时,驱动摆臂6从减速装置22获得一个经过减速的往复摆动运动,其摆动中心与输出轴26的轴心线重合,驱动摆臂输出端6b驱动连杆11作平动运动,使左右两侧的连架杆9作往复摆动运动,进而使综框4完成上下往复的直线运动。同样,为了使驱动机构3不存在过约束,驱动摆臂6和连架杆9不但要长度相等,而且要相互平行。
如图6所示为本发明的第三种实施方式,本实施方式是在上述第一种实施方式基础上的另一种改进,该改进是在传动机构15中增加了曲柄摇杆机构。本实施方式在电机5和驱动摆臂6之间设置了曲柄29和短连杆30。传动机构15包含曲柄29、短连杆30、驱动摆臂6。曲柄29、短连杆30、驱动摆臂6以及织机机架12组成一个曲柄摇杆机构,也就是说,传动机构15是一个曲柄摇杆机构。电机5安装在织机机架12上,曲柄29的一端与电机轴5a固定联接,另一端与短连杆30的一端铰接,短连杆30的另一端与驱动摆臂6的中间输入端6c铰接,驱动摆臂摆动中心6a与织机机架12铰接,驱动摆臂输出端6b与平行四边形机构7中的连杆11铰接。驱动摆臂6和连架杆9不但长度相等,而且相互平行。当电机5转动时,便通过传动机构15,使驱动摆臂6往复摆动,驱动摆臂输出端6b驱动连杆11作平动运动,从而使左右两侧的连架杆9作往复摆动运动,进而使综框4完成上下往复的直线运动。
由图6可知,综框动程的调节可以通过改变中间输入端6c的位置实现,因而,在设计驱动摆臂6的结构时,可以采用公知的方式将中间输入端6c的位置设计成便于调节的结构。
如图7、图8、图9和图10所示为本发明的第四种实施方式,本实施方式是在上述第一种实施方式基础上的再一种改进,也是上述第二种实施方式和第三种实施方式的结合。该改进是在传动机构15中增加了减速装置22和曲柄摇杆机构。本实施方式在电机5和驱动摆臂6之间不但设置了减速装置22,而且还设置了曲柄29和短连杆30。如图7所示,假设织机1具有十二片综框4,则织机开口装置2包含十二套驱动机构3和十二片综框4,每一套驱动机构3对应驱动一片综框4。驱动机构3包含电机5、传动机构15、平行四边形机构7、运动转换机构8。如图8、图9和图10所示,传动机构15包含减速装置22、曲柄29、短连杆30和驱动摆臂6。如图9所示,减速装置22包含两对减速齿轮25、输出轴26、轴承27(为了显示减速装置22的内部零件结构,图中省略了减速装置22的箱体零件)。输出轴26和曲柄29合二为一,设计成一体。本方案将曲柄29设计成曲轴的结构形式(当然也可以设计成偏心轮的结构)。减速装置22固定安装在织机机架12上(未图示出具体联接方法),电机5经减速装置22将动力传递至曲柄29。短连杆30的一端与曲柄29的输出端铰接,另一端与驱动摆臂6的中间输入端6c铰接,驱动摆臂摆动中心6a与织机机架12铰接,驱动摆臂输出端6b与平行四边形机构7中的连杆11铰接(如图8和图10所示)。如图7、图8和图10所示,驱动摆臂6和连架杆9不但长度相等,而且相互平行。当电机5转动时,便通过传动机构15,使驱动摆臂6往复摆动,驱动摆臂输出端6b驱动连杆11作平动运动,从而使左右两侧的连架杆9作往复摆动运动,进而使综框4完成上下往复的直线运动。实际上,如图10所示,曲柄29、短连杆30、驱动摆臂6和织机机架12组成了一个曲柄摇杆机构。同上述第三种实施方式一样,综框动程的调节可以通过改变中间输入端6c的位置实现。
如图11所示为本发明的第五种实施方式,本实施方式是上述第一种实施方式的一种变更,该变更内容主要在于驱动摆臂6与平行四边形机构7中的连杆11之间的联接方式。滑块32与平行四边形机构7中的连杆11铰接,驱动摆臂6用公知的方法固定联接在电机5的电机轴5a上,电机5固定安装在织机机架12上,驱动摆臂输出端6b为拨叉结构,驱动摆臂输出端6b与滑块32组成移动副。这样,驱动摆臂摆动中心6a与电机轴5a的轴心重合,当电机5作往复摆动时,便使驱动摆臂6以电机轴5a(也就是驱动摆臂摆动中心6a)为摆动中心作摆动运动,并由驱动摆臂输出端6b拨动滑块32,从而驱动连杆11作平动运动,使左右两侧的连架杆9作往复摆动运动,进而使综框4完成上下往复的直线运动。由于驱动摆臂6的输出端6b与铰接在连杆11上的滑块32为移动副,驱动摆臂6和连架杆9的长度可以不相等,而且可以不相互平行。
作为改进,本实施方式可在电机5和驱动摆臂6之间设置减速装置或曲柄摇杆机构(曲柄和短连杆),也可以在电机5和驱动摆臂6之间既设置减速装置又设置曲柄摇杆机构(曲柄和短连杆),正如上述第二、第三和第四种实施方式作为对第一种实施方式的改进一样。
如图12所示为本发明的第六种实施方式,本实施方式可以看作是上述第三种实施方式的一种变更,该变更内容是在第三种实施方式的传动机构15中取消了驱动摆臂6(见图6),将短连杆30直接与平行四边形机构7中的连杆11铰接。传动机构15包含曲柄29、短连杆30。电机5安装在织机机架12上,曲柄29的一端与电机轴5a固定联接,另一端与短连杆30的一端铰接,短连杆30的另一端与平行四边形机构7中的连杆11铰接。当电机5转动时,便通过传动机构15驱动连杆11作平动运动,从而使左右两侧的连架杆9作往复摆动运动,进而使综框4完成上下往复的直线运动。
作为改进,本实施方式也可在电机5和曲柄29之间设置减速装置。
在织机开口装置中,越是排列在后面的综框,其需要的运动动程就越大,这就意味着驱动后排的综框与驱动前排的综框相比,通常需要有更大的驱动动力。综框的数量越多,后排综框和前排综框所需驱动动力的差异就越大,这是织机开口装置所共有的特点。若每片综框都采用相同功率的一个电机5驱动,会使驱动前排综框的电机5功率过剩,造成配置上的浪费。因此,在上述各实施方式中可以采用一个以上的电机5和相应数量的传动机构15同步驱动同一片综框。以第六种实施方式为例,如图13所示为其驱动机构改进示意图,采用两个电机5驱动同一片综框4。为了既统一电机5的规格和传动机构15的尺寸,又使后排的综框4获得更大的驱动动力,可在驱动后排综框4的驱动机构3中设置一个以上的电机5和相应数量的传动机构15,同步驱动同一个平行四边形机构7中的连杆11,进而驱动同一片综框4。这种改进方式的优点是可以使用较小功率规格的电机5,并且电机5的规格可以统一。由于有平行四边形机构7保证了综框左右两端运动的同步,即使电器故障造成电机不同步,也不会直接破坏综框两端运动的同步。当然,也可以将综框4按前后顺序分成几个组,然后按照综框组的前后顺序,配置由小到大、不同功率的电机5。
当上述各种实施方式的传动机构15不具有自锁功能或综框4在上开口或下开口的两个极限位置不具有自锁功能时,为了满足综框4在上开口位置或下开口位置保持一定时间静止状态的需要,可以在每套驱动机构3中设置一个或与电机5相等数量的周相位置保持器,周相位置保持器的功能是在电机5或综框4处于静止或近似静止状态时,对传动装置中的某一转动或摆动构件起到限制转动或摆动的作用。这种周相位置保持器可以采用现有技术中的牙嵌式离合制动器或电磁制动器等。设计时应优先使周相位置保持器作用在具有最高或某一较高转速的转动或摆动构件上,比如,在第四种实施方式中,可将周相位置保持器作用在图9中安装在电机5上的减速齿轮25上,这样可以非常有效地减小周相位置保持器的工作扭矩,综框4的制动和定位保持更加容易和经济。当然,也可以采用电机5本身具有的制动功能使综框4保持静止状态。
上述第三、第四、第六等多种实施方式的传动机构15中包含了曲柄摇杆机构,而驱动摆臂6的两个极限位置正是曲柄摇杆机构的死点位置,对应于该两个死点位置,综框4处于上开口或下开口的位置,由于在死点位置机构具有自锁作用,因此,当电机5在该两个位置不工作时,综框4也可以稳定的保持在上开口或下开口的位置。
上述第二和第四种实施方式的传动机构15中包含了减速装置22。通常情况下,使用较高额定转速的电机5并通过减速装置22减速,电机所需的输出扭矩较小,因此,驱动机构可以得到更好的驱动能力和更高的经济性。另外,电机轴上通常设有角度编码器,因此,当传动机构15中包含减速装置22时,可以极大的提高综框4运动过程中的位置检测分辨率,提高检测精度,从而达到提高控制综框4运动的精度。所以,在上述各种实施方式中设置齿轮、蜗轮蜗杆等类型的减速装置是可取的。
在上述各种实施方式中,为了减小织机的空间位置,使驱动机构3不占用织机机架12外侧的空间位置,将驱动机构3中的电机5和传动机构15设置在织机机架12的内部区域。另外,按照综框4自前往后的排列顺序,将驱动机构3分为两个组,在同一组内,电机5连同传动机构15沿连杆11长度方向上错开设置,并且,电机5同向设置,两个组中的电机5相向设置。通过这种布局和设置,即使在传动机构15既包含减速装置22,又包含曲柄29和短连杆30的条件下,机构排列仍然非常整齐,并且还能留有巨大的自由空间。也正是由于不受空间位置的限制,各套驱动机构中同一功能构件的外形尺寸都能统一,电机5也能选用市场上性能合适的标准产品。顺便指出,若有特殊需要,部分驱动机构3中平行四边形机构7上的连杆11可以延伸至织机机架12的外侧,与之对应的电机5和传动机构15也同时移至织机机架12的外侧,也就是说,传动机构的输出端与平行四边形机构7上的连杆11的铰接点也可以设置在连杆11的延伸位置上。
在上述第一、第二、第五种实施方式中,由于综框4的动程取决于电机5的往复旋转或摆动的角动程的大小,因此,综框4运动的动程可以通过设定电机5往复旋转或摆动的角动程的大小来调节和控制。综框4高低位置的适量调整亦可由电控系统的人机界面设定。
在上述所有实施方式中,设置一个电控系统,用以控制驱动各片综框4运动的电机5,该电控系统通过输入输出信号或通信的方法与织机电控系统连接并协同控制,该电控系统也可以作为织机电控系统的一个组成部分。整个电控系统包含人机界面和织机主轴编码器。人机界面可以根据织物织组和织造工艺的需要,分别设定每片综框4的开口顺序和运动规律,织机主轴编码器信号用来实现综框4的运动与织机其它部件运动的同步。通过电控系统对电机5运动过程中速度和加速度变化的控制,实现综框4按照所设计的理想的运动规律运动。对于上述第一、第二、第五种实施方式,还能够通过人机界面设定综框4往复运动的动程大小,使综框4运动动程的改变不再需要作任何的机械调节。由于交流伺服电机具有控制精度高,动态响应快,性能稳定可靠等优点,为了适应织机的高速运转,电机5可以采用性能优良的交流伺服电机。
由以上所述可知,本发明的织机开口装置完全实现了本发明的目的。
本发明不局限于以上所提出的实施方式,这些实施方式仅是本发明范围内的主要代表,由各种机构演化而成的其它方案,只要不脱离实质,都属于本专利要求保护的范围。

Claims (13)

1.一种织机开口装置,它包含若干套驱动各自综框的驱动机构,所述驱动机构包含至少一个电机、与所述电机相等数量的传动机构、一个平行四边形机构以及将该平行四边形机构的运动转换为综框的上下往复运动的运动转换机构,其特征是:所述电机传动所述传动机构,所述传动机构的输出端驱动所述平行四边形机构中的连杆,所述连杆将驱动动力传递给平行四边形机构中的两个连架杆。
2.按照权利要求1所述的织机开口装置,其特征是:所述传动机构的输出构件是驱动摆臂,所述驱动摆臂往复摆动,所述驱动摆臂的输出端驱动所述平行四边形机构中的连杆。
3.按照权利要求2所述的织机开口装置,其特征是:所述驱动摆臂的输出端与所述平行四边形机构中的连杆铰接,所述驱动摆臂与所述平行四边形机构中的连架杆长度相等且互相平行。
4.按照权利要求3所述的织机开口装置,其特征是:所述传动机构包含减速装置和/或曲柄。
5.按照权利要求2所述的织机开口装置,其特征是:所述传动机构包含滑块,所述滑块与所述平行四边形机构中的连杆铰接,所述驱动摆臂的输出端为拨叉,拨叉与滑块组成移动副。
6.按照权利要求5所述的织机开口装置,其特征是:所述传动机构还包含减速装置和/或曲柄。
7.按照权利要求2所述的织机开口装置,其特征是:所述传动机构包含减速装置和/或曲柄。
8.按照权利要求1所述的织机开口装置,其特征是:所述传动机构包含曲柄和短连杆,所述短连杆的一端与曲柄的输出端铰接,所述短连杆的另一端与平行四边形机构中的连杆铰接。
9.按照权利要求1至权利要求8中任意一项所述的织机开口装置,其特征是:所述电机和传动机构设置在所述平行四边形机构的左、右两个连架杆之间的区域内。
10.按照权利要求1至权利要求9中任意一项所述的织机开口装置,其特征是:所述驱动机构还包含一个或与所述电机相等数量的周相位置保持器,所述周相位置保持器在电机处于静止或近似静止状态时工作,且作用在包括电机和传动装置中的某一转动或摆动构件上。
11.按照权利要求1至权利要求10中任意一项所述的织机开口装置,按照综框自前往后的排列顺序,将相应的驱动机构分成两个组,其特征是:在同一个组中,所述电机连同所述传动机构沿连杆长度方向上同向且错开设置,分属于两组的两个电机在电机轴线重叠或错位的位置上相向设置。
12.按照权利要求1至权利要求11中任意一项所述的织机开口装置,其特征是:所述电机由电控系统驱动和控制,所述电控系统包含人机界面和织机主轴编码器,每片综框的开口顺序和运动规律在人机界面上设定和选择,电控系统实现综框运动与织机其它部件运动的同步。
13.包含按照权利要求1至权利要求12中任意一项所述的织机开口装置的织机。
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