CN103526463A - 固定针位双针高速针杆离合器及其操动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固定针位双针高速针杆离合器及其操动方法，是针对解决现有同类产品运转速度较低，工作噪声较大，稳定性较差，推广应用不便的技术问题而设计。该针杆离合器的要点是所述驱动块的轴承座侧外径设有驱动器导杆，跳跃安装板的另一端与电机盒连接，步进电机的输出轴穿入电机盒与电机盒内偏心轮连接，偏心轮的偏心轴与传动连杆的一端连接，另一端伸出电机盒，并与轴承座的连杆定位销孔连接，双针跳跃轴承座设有连杆定位销孔、旋转轴孔和轴承安装孔三个端角孔，轴承座的旋转轴孔固定于跳跃安装板，轴承座的轴承安装孔通过连体轴承与驱动器导杆相抵。其适合作为电脑绗缝（绣）机的固定针位双针高速针杆离合器使用，及其同类产品的结构改进。

Description

固定针位双针高速针杆离合器及其操动方法

技术领域

本发明涉及电脑绗缝（绣）机，是一种双针电脑绗缝（绣）机的固定针位双针高速针杆离合器及其操动方法。

背景技术

绗缝机也称绗绣机，是一种用于对整匹纺织品或皮革进行绣花、缝合的组合式缝纫机。电脑绗缝（绣）机原理与普通电脑绣花机类似，即将若干个机头以主轴为轴线进行排列，通过数字控制系统使所有机头上的绣花针以同样的相对轨迹对基料（纺织品或皮革）进行缝合或刺绣。电脑绗缝（绣）机一般有三针、双针和单针等机型，应用最广泛的是双针，即单个机头上的两根机针同时运行，以达到节约成本、提高效率的目的。但是，过去的双针电脑绗缝（绣）机最大的缺陷是两根针必须同时工作，无法做到单独工作。为了提高其灵活性和两根针同时运行的局限，目前市场上已经出现了两根针独立控制的机构，其控制源动力均由电磁铁提供。如中国专利文献中披露的申请号201210234266.3，申请公布日2012.10.31，发明名称“绗绣机独立双针针杆驱动器离合机构及其使用方法”，该驱动器离合机构包括电磁铁机构、机壳和针杆架，电磁铁机构设置于针杆左侧；电磁铁通电，旋转块与针杆连接销脱离；电磁铁失电，针杆连接销重新与旋转块连接。但由于此类产品的电磁铁能提供的力矩有限，因此，稳定性较差、易失效。同时，其通过楔块机构控制旋转块分合的，因此，噪音大、使用寿命受到较大影响，以及电磁铁对工作环境的要求较高等缺陷，给其推广造成了很大障碍。

发明内容

为解决以上不足造成的问题，本发明的目的在于为用户提供一种利用步进电机驱动、用一组连杆传动、并配以专用的传动滑块、使用轴承来控制滑块，以达到提高机器运转速度、提升稳定性、降低噪音的针杆离合机构及其操动方法，使其解决现有同类产品运转速度较低，工作噪声较大，稳定性较差，推广应用不便的技术问题。其较大的运转速度扩展性、良好的稳定性、机构本身几乎为零的噪声和较低的工作环境要求给更好的推广和应用创造了条件，其目的是通过如下技术方案实现的。

一种固定针位双针高速针杆离合器，该针杆离合器包括跳跃安装板、驱动器、驱动块、针杆连接销，所述针杆连接销与针杆固定连接，针杆贯穿设置于针杆架，针杆架与机壳连接；驱动器设有驱动块，针杆连接销一端与驱动块的驱动槽或导向边相抵，驱动槽设有导入口，驱动器的导向杆穿过驱动器固定于机壳，驱动块通过导管设置于驱动器中，驱动块、驱动器连接处设有扭簧；机壳内驱动机构的连杆组件输出端与驱动器连接，连杆组件的轴固定于机壳，连杆组件的输入端与驱动机构的凸轮组件连接；即驱动机构带动针杆进行绣花操动，针杆通过驱动器内的驱动块间接操动针杆上的针杆连接销实现针杆的运动离合。现有针杆的运动离合方式一般采用电磁铁、挡杆等离合操动机构，而该针杆离合器主要采用步进电机、轴承结构实现，从而达到高速、静音和稳定性提高的效果。其特征在于所述跳跃安装板的一端固定连接于机壳，另一端与电机盒连接，步进电机的输出轴穿入电机盒，并与电机盒内偏心轮的中心孔连接，偏心轮的偏心轴与传动连杆的一端连接；传动连杆的另一端伸出电机盒，并通过连杆定位销与轴承座的连杆定位销孔连接，轴承座设有三个孔，即：连杆定位销孔、旋转轴孔和轴承安装孔，轴承座的旋转轴孔通过轴承座定位固定于跳跃安装板，连体轴承与轴承座的轴承安装孔固定连接，连体轴承与驱动块导杆相抵。即该针杆离合器通过步进电机带动偏心轮转动，从而间接通过传动连杆带动跳跃安装板上的轴承座转动，促使安装于轴承座上连体轴承作用于驱动器内驱动块上的驱动块导杆，迫使驱动块旋转，由于是驱动块带动针杆上的针杆连接销上下运动，从而实现针杆与驱动块的分离；当步进电机复位，针杆连接销通过驱动块的导向边滑入驱动槽，针杆复位。轴承座通过连体轴承，实现轴承座与驱动块之间的相互作用，其稳定性更好、噪声更低、操动效果更加灵活。

所述驱动块的左侧外径设有驱动器导杆，驱动器导杆与驱动块连为一体。上述驱动块的左侧即为驱动块的轴承座侧，驱动器导杆为干状结构，两端高出驱动器的槽口内径，并设置与驱动器槽口外径的驱动块；驱动块通过驱动器导杆，间接实现轴承座与驱动块之间的相互作用，进一步提高其稳定性和操动效果灵活性，以及进一步降低噪声。

所述偏心轮的外径设有电机限位栓，电机限位栓与电机盒内径的限位凸棱相抵。上述结构中的电机限位栓与限位凸棱相互作用，防止偏心轮过度和圆周旋转，从而保证上述传动连杆操作过程的稳定和复位；电机限位栓同时用于偏心轮与步进电机的固定。

根据上述结构特征，其双针结构为一组的设计为：跳跃安装板、传动连杆、轴承座、偏心轮、电机盒、连杆定位销、轴承座定位销、电机限位栓、步进电机、连体轴承、驱动器、驱动块、针杆、针杆连接销、驱动器导杆、导向杆对称为一组设置于机壳内，两个驱动器的对称侧通过连杆组件对称设置的输出端与机壳内驱动机构连接。即以上述双针结构为一组，一组结构内的两根针杆分别对应跳跃安装板、电机盒、步进电机、偏心轮、电机限位栓、传动连杆、连杆定位销、轴承座、轴承座定位销、连体轴承、驱动器、驱动块、驱动器导杆、针杆、针杆连接销、导向杆的结构设计和连接，并分别由其中一组步进电机带动实现对应上述针杆的离合操动，由共有的一组驱动机构实施针杆的绣花操动。

所述轴承座的连杆定位销孔与连杆定位销的连接处设有紧固孔，并通过紧定螺钉将连杆定位销固定；跳跃安装板的机壳连接端拱起，跳跃安装板呈“Z”字形。上述结构便于轴承座、传动连杆、跳跃安装板在机壳内的紧密安装，从而减少了空间的占用，避免了部件间的干涉，方便了部件更换和维修。

所述驱动块的驱动槽或导向边，与针杆连接销通过斜边贴合相抵。上述结构为现有同类驱动块和针杆连接销离合结构方式，便于两者之间操动、离合过程的稳定性。

所述轴承座呈直角三角形，轴承座的一面为平面，另一与跳跃安装板的贴合面设有凸台；凸台以满足连体轴承安装与跳跃安装板保持适当间隙，以及满足传动连杆与连杆定位销的安装位置。轴承座的三个孔分别位于三角形的三角端。三角形结构为一种轴承座的结构实施例，其满足轴承座三个孔分别与传动连杆、跳跃安装板和连体轴承连接，以及连体轴承与驱动器导杆相抵的结构要求，并实现了该针杆离合器动作操动的技术目的和技术效果。

所述针杆的针杆连接销上部设有限位件和复位弹簧。限位件便于调节针杆的初始位置，复位弹簧便于针杆的复位。

根据上结构特征，其操动方法为：所述步进电机通过偏心轮将输出轴的传动力转化为偏心轮的偏心转动力，偏心轮带动传动连杆实现上下操动；传动连杆带动轴承座的连体轴承迫使驱动块旋转，驱动块带动针杆上的针杆连接销上下运动，实现针杆与驱动块的分离；当步进电机复位，针杆连接销通过驱动块的导向边滑入驱动槽，针杆复位。即轴承座利用一点固定于跳跃安装板，传动连杆与轴承座的连接端操动，带动轴承座上连体轴承与驱动块的相抵端操动，实现上述针杆与驱动块的分离。

同时，根据上述结构：所述轴承座呈三角形，轴承座的三个孔分别位于三角形的三角端；驱动块的驱动器导杆与驱动块连为一体，偏心轮外径的电机限位栓与电机盒内径的限位凸棱相抵。从而进一步提高其操动的联动性和稳定性，并通过驱动器导杆间接迫使驱动块旋转。

本发明结构设计合理，装卸、维修、更换方便，稳定性好，益于机器运转速度的扩展；适合作为电脑绗缝（绣）机的固定针位双针高速针杆离合器使用，及其同类产品的结构改进。

附图说明

图1是本发明的使用状态部分爆炸结构示意图。

图2是本发明的爆炸结构示意图。

图3是本发明的使用状态结构示意图。

图4是图3的剖视结构示意图一。

图5是图3的剖视结构示意图二。

附图序号及名称：1、跳跃安装板，2、传动连杆，3、轴承座，4、偏心轮，5、电机盒，6、连杆定位销，7、轴承座定位销，8、电机限位栓，9、步进电机，10、连体轴承，11、驱动器，12、驱动块，13、针杆，14、针杆连接销，15、驱动器导杆，16、导向杆，17、机壳，18、驱动机构，1801、连杆组件，1802、主动驱动盘，1803、偏心驱动盘，1804、驱动轴承，1805、驱动座，1806、驱动轴套。

具体实施方式

现结合附图，对本发明结构和工作原理作进一步描述。如图1～图5所示，以本发明的双针杆结构为例，该针杆离合器包括跳跃安装板1、传动连杆2、轴承座3、偏心轮4、电机盒5、连杆定位销6、轴承座定位销7、电机限位栓8、步进电机9、连体轴承10、驱动器11、驱动块12、针杆13、针杆连接销14、驱动器导杆15；上述组成该针杆离合器的部件对称为一组设置于机壳17内，驱动器的对称侧通过连杆组件1801对称设置的输出端与机壳内驱动机构18连接；所述驱动机构包括连杆组件、主动驱动盘1802、偏心驱动盘1803、驱动轴承1804、驱动座1805、驱动轴套1806，所述连杆组件的轴固定于机壳，连杆组件的输入端与驱动机构的凸轮组件连接。所述针杆分别设有针杆连接销，针杆分别贯穿设置于针杆架，针杆架与机壳连接，驱动块分别设置于驱动器的槽口内，驱动块与驱动器连接处设有扭簧；导向杆（或称竖轴）16穿过驱动器固定于机壳，驱动块通过导管设置于驱动器中，驱动块通过固定在针杆上的针杆连接销一端分别与驱动块的驱动槽或导向边相抵，驱动槽分别设有导入口；驱动块的驱动槽或导向边，与针杆连接销通过平面或斜边贴合相抵。

上述针杆离合器中一组针杆离合机构的具体结构为：所述跳跃安装板的一端固定连接于机壳，另一端与电机盒连接，步进电机的输出轴穿入电机盒，并与电机盒内偏心轮的中心孔连接，偏心轮的偏心轴与传动连杆的一端连接；传动连杆的另一端伸出电机盒，并通过连杆定位销与轴承座连接。同时，所述轴承座呈直角三角形，轴承座的一面为平面，另一与跳跃安装板的贴合面设有凸台，轴承座设有三个孔，三个孔分别设置于三角端，三个孔分别为：连杆定位销孔、旋转轴孔和轴承安装孔。轴承座通过轴承座定位轴穿过轴承座的旋转轴孔固定于跳跃安装板，轴承座通过轴承安装孔与连体轴承连接，驱动块的轴承座一侧外径设有驱动器导杆，驱动器导杆与驱动块连为一体，连体轴承外径与驱动器导杆相抵；偏心轮的外径设有电机限位栓，电机限位栓与电机盒内径的限位凸棱相抵。轴承座通过连杆定位销孔、连杆定位销与传动连杆的连接处设有紧固孔，并通过紧定螺钉将连杆定位销固定，跳跃安装板的机壳连接端拱起，跳跃安装板呈“Z”字形。另一组针杆离合机构亦根据上述结构设置。

如图3～图5所示，其具体工作原理如下：一、断开针杆与滑块连接：步进电机接到数字控制系统逆时针动作指令后逆时针旋转，通过带动偏心轮旋转，依次拉动传动连杆、跳跃轴承座，带动连体轴承并使连体轴承的外圆压迫驱动块上的驱动器导杆，使驱动块沿驱动器的轴心旋转，直至驱动块与针杆连接销脱离，从而使针杆失去驱动器自上而下的驱动力。二、保持针杆与滑块连接：步进电机接到数字控制系统顺时针动作指令后顺时针旋转，通过带动偏心轮旋转，依次推动传动连杆、跳跃轴承座，带动连体轴承并使连体轴承的外圆逐渐远离驱动块上的驱动器导杆，由于驱动器上扭簧的作用，使驱动块复位，由于驱动块与针杆连接销均设有斜边（或称导向边），故而针杆连接销顺利归位至驱动块的驱动槽内，完成驱动块与针杆连接销的连接，从而将驱动器自上而下的驱动力传递给针杆。

本发明主要涉及双针电脑绗缝（绣）机针杆驱动器离合机构，其核心是：采用步进电机作为离合器的动力源，利用其精准的定位和高速的信号反馈，为在频繁工作状态下不失效和提高机构的运转稳定性、精确性以及提高机器运转速度提供了条件。同时，由于目前市场上现有的同类产品其设计原理（电磁铁驱动）造成了部件之间存在较为严重的冲击或敲击动作，其结果首先是相关部件极易损坏，其次是由于冲击而产生出严重的噪音；而本机构采用了轴承与驱动杆的滑动设计，使机构工作时几乎可以达到静音。由于绗绣机的工作环境较差，绒絮及粉尘较为严重，当绒絮、粉尘与润滑油相遇后，致使电磁铁便极易失效；本机构采用了步进电机驱动，其较低的工作环境要求，很好的解决了这个问题。

Claims (10)

1. 一种固定针位双针高速针杆离合器，该针杆离合器包括跳跃安装板（1）、驱动器（11）、驱动块（12）、针杆连接销（14），所述针杆连接销与针杆（13）固定连接，针杆贯穿设置于针杆架，针杆架与机壳（17）连接；驱动器设有驱动块，针杆连接销一端与驱动块的驱动槽或导向边相抵，驱动槽设有导入口，驱动器的导向杆（16）穿过驱动器固定于机壳，驱动块通过导管设置于驱动器中，驱动块、驱动器连接处设有扭簧；机壳内驱动机构（18）的连杆组件（1801）输出端与驱动器连接，连杆组件的轴固定于机壳，连杆组件的输入端与驱动机构的凸轮组件连接；其特征在于所述跳跃安装板（1）的一端固定连接于机壳（17），另一端与电机盒（5）连接，步进电机（9）的输出轴穿入电机盒，并与电机盒内偏心轮（4）的中心孔连接，偏心轮的偏心轴与传动连杆（2）的一端连接；传动连杆的另一端伸出电机盒，并通过连杆定位销（6）与轴承座（3）的连杆定位销孔连接，轴承座设有三个孔，即：连杆定位销孔、旋转轴孔和轴承安装孔，轴承座的旋转轴孔通过轴承座定位销（7）固定于跳跃安装板，连体轴承（10）与轴承座的轴承安装孔固定连接，连体轴承与驱动块导杆相抵。

2. 根据权利要求1所述的固定针位双针高速针杆离合器，其特征在于所述驱动块（12）的左侧外径设有驱动器导杆（15），驱动器导杆与驱动块连为一体。

3. 根据权利要求2所述的固定针位双针高速针杆离合器，其特征在于所述偏心轮（4）的外径设有电机限位栓（8），电机限位栓与电机盒（5）内径的限位凸棱相抵。

4. 根据权利要求3所述的固定针位双针高速针杆离合器，其特征在于所述跳跃安装板（1）、传动连杆（2）、轴承座（3）、偏心轮（4）、电机盒（5）、连杆定位销（6）、轴承座定位销（7）、电机限位栓（8）、步进电机（9）、连体轴承（10）、驱动器（11）、驱动块（12）、针杆（13）、针杆连接销（14）、驱动器导杆（15）、导向杆（16）对称为一组设置于机壳（17）内，两个驱动器的对称侧通过连杆组件（1801）对称设置的输出端与机壳内驱动机构（18）连接。

5. 根据权利要求1所述的固定针位双针高速针杆离合器，其特征在于所述轴承座（3）的连杆定位销孔与连杆定位销（6）的连接处设有紧固孔，并通过紧定螺钉将连杆定位销固定；跳跃安装板（1）的机壳（17）连接端拱起，跳跃安装板呈“Z”字形。

6. 根据权利要求1所述的固定针位双针高速针杆离合器，其特征在于所述驱动块（12）的驱动槽或导向边，与针杆连接销（14）通过斜边贴合相抵。

7. 根据权利要求1所述的固定针位双针高速针杆离合器，其特征在于所述轴承座（3）呈三角形，轴承座的一面为平面，另一与跳跃安装板（1）的贴合面设有凸台；轴承座的三个孔分别位于三角形的三角端。

8. 根据权利要求1所述的固定针位双针高速针杆离合器，其特征在于所述针杆（13）的针杆连接销（14）上部设有限位件和复位弹簧。

9. 根据权利要求1所述的固定针位双针高速针杆离合器的操动方法，其特征在于所述步进电机（9）通过偏心轮（4）将输出轴的传动力转化为偏心轮的偏心转动力，偏心轮带动传动连杆（2）实现上下操动；传动连杆带动轴承座（3）的连体轴承（10）迫使驱动块（12）旋转，驱动块带动针杆上的针杆连接销（14）上下运动，实现针杆（13）与驱动块的分离；当步进电机复位，针杆连接销通过驱动块的导向边滑入驱动槽，针杆复位。

10. 根据权利要求1所述的固定针位双针高速针杆离合器的操动方法，其特征在于所述轴承座（3）呈三角形，轴承座的三个孔分别位于三角形的三角端；驱动块的驱动器导杆（15）与驱动块连为一体，偏心轮（4）外径的电机限位栓（8）与电机盒（5）内径的限位凸棱相抵。

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