CN103282566A - 织布机供纬机构中的反射光学传感器组 - Google Patents

Abstract

一种供纬机构中的光学传感器(S)组，尤其是一种用于织布机的光学传感器(S)组，包括一对或多对设置在供纬机构(C)的一部分上的发射传感器(E)和接收传感器(R)，所述部分侧向延伸到供纬机构的圆筒(T)上，所述供纬机构的线圈缠绕在所述圆筒上，以便形成从各个所述发射传感器(E)到设置在所述圆筒(T)上的反射表面(9)的光学辐射前进路径以及从所述反射表面(9)到相应接收传感器(R)的光学辐射返回路径，用于检测穿过所述这些路径的纬线存在/不存在。光学传感器(E、R)均为SMT型，通过线路安装在印刷电路板(8)上，具有与所述印刷电路板(8)所在平面平行的光学轴线。第一组全反射镜片(V)倾斜设置从而将光学辐射从所述印刷电路板(8)所在平面偏移至与所述印刷电路板(8)所在平面垂直或相对于所述印刷电路板(8)所在平面倾斜的平面，一对发射/接收传感器(E、R)采用一个全反射镜片(V)。第二组部分反射镜片(H)倾斜设置从而将光学辐射偏移至所述印刷电路板(8)所在平面，一对发射/接收传感器(E、R)采用一个部分反射镜片(H)。

Description

织布机供纬机构中的反射光学传感器组

技术领域

本发明涉及编织纬线的供纬机构中的反射光学传感器组，尤其是用于织布机的反射光学传感器组。

背景技术

用于织布机的供纬装置是设置在织布机与线轴之间的设备，线轴将纬线喂给织布机，以便执行将纬线从线轴展开的功能，由此使纬线可用于引纬(weft insertion)装置，在整个引纬操作期间将纬线的张力保持在可接受的水平内，由此避免在纬线中突然发生张力峰值，此现象发生在向无供纬机构的织布机引入纬线的时候。本目的是通过在供纬机构中设置绕线总成而实现的，绕线总成有规律地以较低的平均速度将纬线从线轴展开，将其收集到固定的圆柱筒上的连续线圈中，从而形成纬线备料。此纬线备料然后由织布机的引纬装置(发射喷嘴(launch nozzle)或夹纱器(gripper))不连续地高速收集起来。

供纬机构是多年来、尤其是从引入近代高速织布机起就已用于织布机的装置，其中，从线轴直接喂纱在技术上来说从来是不可能的。在多年的发展期间，除上述提到的基本功能外，供纬机构已具备了附加的控制功能，即允许检验供纬机构的临界点处一直存在纬线，调整收集为备料的纬线量，停止引出纬线以限制在由引纬装置纬线收集期间的突然加速确定的动态效应，测量引纬装置所收集的纬线部分的长度，从而在一旦供给到预设长度时立即停止收集纬线。

这些不同功能的实现皆是由于供纬机构上设置的处理单元，该处理单元基于复杂的算法进行运行，该算法从检测对应于设备的上述临界点存在/不存在纬线的电信号开始。目前这些电信号优选地，相对于机械传感器的使用，通过供纬机构上设置的成对的发射/接收光学传感器而获得，从而使发射传感器与接收传感器件之间的光学辐射路径将纬线路径在需要的控制位置中拦截。根据光学辐射路径的类型及由此导致的供纬机构上光学传感器定位的类型，现有的供纬机构分为两类。

在第一类供纬机构中，发射传感器与接收传感器两者均设置在支撑臂上，该支撑臂从供纬机构的主体伸出并平行延伸至圆筒的侧面，且每对传感器之间的光学辐射路径通过各自的反射表面而获得，该反射表面以精心预设的位置及角度紧固到圆筒的面对所述支撑臂的侧面。

在第二类供纬机构中，发射传感器反而设置在固定的圆筒的面对支撑臂的外表面，而接收传感器仍然处于所述支撑臂的上述位置中。

发明内容

由于第一类供纬机构比第二类供纬机构的结构要简单一些，因此作为本发明目标的第一类供纬机构到目前为止已得到更普遍应用，其中，由于发射传感器的电源供给及发射传感器的机械设置，将发射传感器安装在固定的圆筒上也是个难以解决的问题。然而，鉴于其结构比较简单，因此第一类供纬机构中的反射传感器的光学系统具有一定的复杂性，这一事实上便需要非常精确的定位以及的优异的元件防尘保护，使其即便是在光学信号路径较长时也能有效地工作。

因此，本发明的目的是提供一种用于反射供纬机构的光学传感器组，该传感器组在其运行中特别有效，安装简单因而绝对经济划算，并基本上避免了该传感器组的元件受编织灰尘污染的问题。

本发明的另一目的是提供一种特别紧凑的光学传感器组，以便在供纬机构中减小体积，特别是在厚度方面。因此，上述供纬机构整体更紧凑，从而易于尽可能地靠近织布机中的引纬工具而安装，尤其当设置大量供纬机构时(多色编织物)。

根据本发明，上述目的是通过用于反射供纬机构的、具有所附主要权利要求中限定的特征的光学传感器组而实现的。从属权利要求中限定了光学传感器组的优选及附加特征。

附图说明

根据本发明的传感器组的进一步的特征及优点将在下文之详细描述中更为明显，这些详细的描述仅用作非限制性示例，将在附图中对其进行图示。在附图中：

图1A是体现了根据本发明的光学传感器组的供纬机构立面侧视图；

图1B是图1A中的供纬机构的剖视图；

图1C是图示了图1A中的供纬机构的主要零部件的分解图；

图2是根据本发明的用于供纬机构的光学传感器组的分解图；

图3是图2中的相同光学传感器组在倒置位置的分解图。

具体实施方式

在图1A、1B和1C中，根据本发明的供纬机构的已知大体结构清晰可见。该供纬机构由主体1组成，用于驱动转动空心轴2的电机M封装在主体1内。转动轴2以其中间部分驱动杯形转子3并以其端部驱动封装在圆筒T内自由转动的偏心装置E。圆筒T的外表面由具有宽切口的多个扇形区4组成。与所述偏心装置E一体形成的、数目相等的指部5可从这些切口通过。

来自线轴(未示出)的纬线从供纬机构的尾部6轴向进入供纬机构的空心轴2，并经由供纬机构内部一体形成的并与轴2的轴向空腔相连接的通道，从转子3外围上形成的出口7出来。当驱动转子3转动时，从线轴展开的纬线被设置在圆筒T的扇形区4的接下来的线圈中。然后，通过周期性进出扇形区4的指部5的移动，偏心装置的同步转动确定了纬线线圈前进至转子3的位移，并以恒定可调的相互距离远离转子3，偏心装置本身由轴2驱动在圆筒T内转动。

最后，在供纬机构主体1的上部，紧固有盖子C，所述盖子C在圆筒T的侧面的上方及该圆筒T的前面延伸，光学传感器组S及相应的供给与控制电路都被封装在所述盖子中。与圆筒T的前部相对应，从圆筒T展开的纬线的环状制动装置F及导纱器P最后紧固到盖子C上。

图2和3对本发明具体阐释的传感器组S的结构进行了较详细说明，传感器组S的结构优选包括三对发射/接收传感器E/R。

根据本发明的主要特征，发射传感器E和接收传感器R都由SMT型装置即非常紧凑的表面安装式装置组成，所述SMT型装置可与所述光学传感器的供给与控制电路的所有元件一起通过自动化工艺焊接到印刷电路板8上。此外，传感器E和R的光学运行轴线位于与电路板8所在平面平行的平面上，在优选方案中，当供纬机构在标准运行位置时，所述平面平行于供纬机构的轴线，因此所述平面是水平或几乎水平的。与迄今已知传感器组不同，光学运行轴线并非处于垂直或倾斜平面中。

此特别选择，光学传感器E和R的类型及相应光学轴线的倾斜度，可实现至少两个重要的优点。第一个优点是可以使用与中央处理器(CPU)及电机M驱动器一起通过完全自动化工艺直接安装到主电路上的电子元件(发射器和接收器)；事实上，除了不可否认的比较便宜这一优点外，自动化生产工艺也确保了元件定位的一致性，因此确保了非常高的质量标准，并具有大幅度减少浪费及减少后续麻烦的修理工作的另一优点。事实上，在这种情况下，由于该倾斜度取决于该装置相对于进行焊接的电路板8所在同一平面的角度，在将光学传感器自动安装到电路板8上期间，可更加彻底地调整传感器E和R的光学轴线的倾斜度。

第二个重要的优点是，相对于采用具有垂直光学轴线或相对于电路板8所在平面而不同程度倾斜的轴线的THT型(通孔技术)传感器的传统装置，显著减小了装置的厚度。

如图3中清楚可见，由SMT发光二极管所组成的发射传感器E包括：传感器E1，其用于检测圆筒T上引入纬线的线圈并因此监测纬线断裂；传感器E2，其用于检测圆筒T上纬线备料完全填充的情况；最后是传感器E3，其允许对从圆筒引出的线圈进行计数。同理，由SMT光电晶体管组成的接收传感器R依次包括传感器R1、R2和R3，各个接收传感器都对应于上述相同指标的发射传感器。将所有传感器E和R沿着电路板8上形成的切口W的各个边缘紧固，以避免电路板8的表面进行不必要的光学辐射。

如上所述，所有传感器E和R的光学轴线大体上平行于电路板8所在平面。因此，为了使每个发射传感器E所发出的光学辐射的所需前进路径能够到达圆筒T，或更精确地说，能够到达形成在圆筒T的面对传感器组S的扇形区4上的反射层9(图1C)，并因此使得返回路径能够到达对应的接收传感器R，本发明提供了一种独特的镜面反射系统，下文将对其进行说明。

本发明旨在解决的目的之一是提供一种基本上无污染问题的、薄的、非常紧凑的传感器组。为了达成此目的，本发明的镜面反射系统由两组独立的镜片组成，准确地说，是由第一组全反射镜片V和第二组部分反射镜片H组成，第一组全反射镜片V倾斜设置从而使光学辐射从电路板8所在平面偏移至垂直于该电路板或者相对于该电路板倾斜的平面，第二组部分反射镜片H为半反射，因此部分透明，第二组部分反射镜片H倾斜设置从而偏移一部分光学辐射。剩余的部分光学辐射穿过镜片不发生偏移，保持在与电路板8所在平面相平行的平面中。

特别地是，半反射镜片H1、H2和H3以合适的角度分别设置在发射传感器E1、E2和E3的光学轴线与接收传感器R1、R2和R3的光学轴线的交点处。沿着来自发射传感器E的输出光学辐射的前进路径，一部分光学辐射无偏移地穿过该镜片H并到达镜片V，借由该镜片V，这部分光学辐射在相对于电路板8倾斜或垂直的方向上完全偏移，并穿过聚焦透镜L，该聚焦透镜L使这部分光学辐射向位于圆筒T上的反射表面9聚拢，该表面例如由猫眼或镜片组成。沿着辐射的返回路径，辐射遵循相同的路径，穿过透镜L及全反射镜片V，直到到达半反射镜片H，在半反射镜片H上，一部分辐射被偏移至接收传感器R。分别被前进路径中的镜片H反射，和不被返回路径中的相同镜片H所偏移的部分光学辐射，分散在传感器组中，不会造成干扰。

上述的独特镜面反射系统允许使用安装在标准水平面(即电路板8所在平面)上的、并具有平行于所述电路板所在平面的光学轴线的SMT元件，从而使光学传感器组在垂直方向(更准确地说，在垂直于印刷电路板8所在平面的平面中)上非常紧凑。事实上，根据本发明，镜片V和H简单地被插入和紧固到合适的底座中，该底座具有预设的位置和倾斜度并模制在该底座的外壳内。在此处所说明的优选方案中，壳体为两个耦合的半壳体形状，准确地说是，壳体由上半壳体10和下半壳体11组成，上半壳体10中形成有用于镜片H的底座，下半壳体11中形成有用于镜片V的底座。一旦进行安装，镜片H和V从两个相对的半壳体10和11向电路板8伸出，在电路板8上，镜片H和V设置在电路板8上形成的切口W中，传感器E和R沿着切口W的边缘被紧固，如图3所示。

两个半壳体10和11形成为能够如夹层结构般地相互耦合到电路板8及其相对两侧上，从而包住承载传感器E和R的电路板8端部。在将两个半壳体10和11设置在各个半壳体及电路板8各个表面之间的防尘垫片G之间后，用螺丝12将两个半壳体10和11彼此隔开(blocked)。因此，传感器组S呈非常紧凑的块状，从而具有极小的厚度，传感器组S的内部完全防尘和防油，从而避免了传感器组S的老化。最后，将使来自镜片V的引出光学辐射聚焦在圆筒T的反射表面9上所必需的透镜L1、L2和L3安装在各自的支撑件上，该支撑件具有预设的位置和倾斜度并通过模制形成在下半壳体11的外壁上。

通过上述说明可更清楚地了解本发明的光学传感器组如何完全达成其目的。首先，通过结合上述独特镜面反射系统，使用具有水平光学轴线的SMT光学传感器将传感器组S的厚度减小到相对于已知类似装置特别低的数值。其次，通过在电路板8(传感器E和R)、上半壳体10(镜片H)和下半壳体11(镜片V和透镜L)中注塑成形，预制成用于该光学组的不同元件，即传感器E和R、镜片V和H及透镜L的所有底座，上述不同元件的安装可自动轻易完成，且具有高精确度和重复性。最后，传感器设置在如夹层结构般封闭在电路板上的壳体内，由此确保了使传感器组免受灰尘及油干扰的最大密封性，从而确保了随着时间流逝传感器总成的一致性及持续可靠性。

然而，需要理解的是，不得认为本发明受限于上述具体设置，上述具体设置仅为本发明的优选实施例，但本发明可具有不同的变型，本领域的技术人员在不脱离本发明的保护范围下所做的所有变型均应落入本发明的保护范围之内，本发明的保护范围仅由以下权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种供纬机构中的光学传感器(S)组，尤其是一种用于织布机的光学传感器(S)组，其中在所述类型的光学传感器(S)组中，一对或多对发射传感器(E)和接收传感器(R)设置在供纬机构(C)的一部分上，所述部分侧向延伸到供纬机构的圆筒(T)，所述供纬机构的线圈缠绕在所述圆筒上，以便形成从各个所述发射传感器(E)到设置在所述圆筒(T)上的反射表面(9)的光学辐射前进路径以及从所述反射表面(9)到相应接收传感器(R)的光学辐射返回路径，用于检测穿过所述这些路径的纬线存在/不存在，其特征在于，所述光学传感器(S)组包括：SMT型光学传感器(E、R)，其焊接到印刷电路板(8)上，具有与所述印刷电路板(8)所在平面平行的光学轴线；第一组全反射镜片(V)，其倾斜设置从而将光学辐射从所述印刷电路板(8)所在平面偏移至与所述印刷电路板(8)所在平面垂直或倾斜的平面，一对发射/接收传感器(E、R)采用一个全反射镜片(V)；第二组部分反射镜片(H)倾斜设置从而将光学辐射偏移至所述印刷电路板(8)所在平面，一对发射/接收传感器(E、R)采用一个部分反射镜片(H)。

2.如权利要求1所述的光学传感器(S)组，其中，所述第一组镜片(V)和所述第二组镜片(H)中的各个镜片均设置为由相应发射传感器(E)的光学轴线穿过。

3.如权利要求2所述的光学传感器(S)组，其中，所述第二组部分反射镜片(H)中的各个镜片均设置为由相应接收传感器(R)的光学轴线穿过。

4.如权利要求3所述的光学传感器(S)组，其中，所述第二组部分反射镜片中的各个镜片均设置在相应的发射传感器(E)和相应的第一组全反射镜片(V)之间。

5.如权利要求3所述的光学传感器(S)组，其中，所述第一组镜片和第二组镜片的所述镜片(V、H)均封在各自的底座内，所述底座具有预设的位置和倾斜度并分别形成在下半壳体(11)和上半壳体(10)中。

6.如权利要求4所述的光学传感器(S)组，其中，通过螺钉装置(12)，以设置在防尘垫片(G)之间的方式，所述两个半壳体(10)和(11)如夹层结构般地相互耦合到所述印刷电路板(8)上。

7.如权利要求4所述的光学传感器(S)组，其中，所述光学传感器(S)组进一步包括透镜(L)，所述透镜(L)将来自所述第一组镜片中的各个所述镜片(V)的光学辐射聚焦，所述透镜(L)紧固到各自的底座中，所述底座具有预设的位置和倾斜度并形成在下半壳体(11)的外表面上。

8.如上述权利要求中任一项所述的光学传感器(S)组，其中，所述发射传感器(E)和所述接收传感器(R)沿着形成在所述印刷电路板(8)中的切口(W)的各个边缘紧固。

9.如上述权利要求中任一项所述的光学传感器(S)组，其中，所述印刷电路板(8)位于与所述供纬机构的轴线相平行的平面。

Images