CN1037460C

CN1037460C - 缝纫机的梭芯线剩余量测量装置

Info

Publication number: CN1037460C
Application number: CN93107423.1A
Authority: CN
Inventors: 藤田知之
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-06-22
Also published as: JPH06273A; US5339758A; CN1083136A

Abstract

用于测量绕在缝纫机的梭心上的梭芯线剩余量的装置，包括一根测量杆，该杆可沿从梭子外部到梭子内梭心轴线的移动道路移动；一个驱动器(59)，用于移动测量杆；一个传感器，它检测测量杆的位移；一个信号特征确定和存贮装置(90)，确定位移信号的一个特征，并且存贮指示所确定的信号特征的数据；剩余量确定装置(90)，它根据存贮的信号特征和当测量杆的自由端接触梭芯线卷轴的外表面时位移信号的一个值为确定留在梭心上的梭芯线剩余量。

Description

缝纫机的梭芯线剩余量测量装置

本发明涉及用于测量绕在一个梭心上的梭芯线的剩余量的装置，该梭心装在一台缝纫机的一个梭子中。

日本没审查的实用新型申请特开昭(J1TSU-KAI-SHO)61(1986)-180685公开了梭芯线剩余量测量装置的一个例子。所公开的装置是光学类型的，其中，当梭子的一个旋转钩停止旋转时，一束先射到一梭芯线卷轴的外表面，该梭芯线绕在装在旋转钩中的一个梭心上，从梭芯线的卷轴反射回来并且由一个光学传感器所检测的先被用来确定留在梭心上的线的剩余量。然而，由于粘附在光学传感器上的灰尘或油污的缘故，传感器的灵敏度被降低了。该测量装置的另一个问题是光学传感器的灵敏度随梭芯线的颜色而发生变化。因此，在某些情况下，光学型的设备不能以足够高的精确度来测量梭芯线的剩余量。

与此同时，为异议目的所开的日本已审查的专利申请特开昭TOKU-KO-SHO)61(1986)-43075公开了一种接近终端检测装置，所公开的装置是机械类型的，它包括(a)一根测量杆，该测量杆可沿着从梭子的外部到装在梭子中的梭心的轴线的一条移动通路移动，(b)一个测量杆驱动器，该驱动器沿移动通路移动测量杆，从而使得该杆的一个自由端接触绕在梭心上的梭芯线卷轴的外表面，当梭子的旋转停止后，在重新启动梭子旋转之前，该驱动器将测量杆从梭子旋转轨迹的外部边界处移开，(c)一个近端精密开关，在逐渐消耗梭芯线的同时，当测量杆的移动直到它与梭芯线接触之时超过了一个预定值时，该微动开关被闭合，该精密开关的闭合触发一个警报器。

因此，接近终端检测设备判别缠绕梭心的梭芯线被减少到接近终端了，即接近零了。然而，该装置不能测量留在梭心上的梭芯线的剩余量。

当近端精密开关的布置位置即使改变很少距离时，在这种情况下，在测量杆具有不同于上述预定值的一个不正确的位移量时，微动开关触发一个报警器。因此，接近终端检测设备不能足够准确地检测出接近终端这一现象。

此外，近端检测设备还有第三个问题，即当该测量杆的自由端接触到梭心上的梭芯线卷轴后，该杆被移到梭子之外时，由于受到其它部件的干扰，测量杆可能会拥塞。在这种情况下，测量杆不能从旋转钩形物的旋转轨迹的外部边界处移开，如果这时钩形物开始旋转，那么钩形物就会与测量杆相撞，从而钩形物和测量杆都会损坏。

为了解决接近终端检测设备的上述三个问题，日本没经实审的实用新型特开昭(JTTSU-KAI-SHO)63(1988)-136591公开了一个改进的接近终端检测装置。该改进的第三种装置包括一个第一传感器，它判断测量杆已经被从梭子的旋转轨迹的外边界处移开，当然还包括一个第二传感器，它检测梭芯线的接近终端，即识别直到测量杆与留在一个梭心上的梭芯线接触时该测量杆的位移已超过了与梭芯线的接近终端相关的一个预定值。

然而，由于采用了两个传感器，第三种装置结构很复杂，因此它的制造费用增大了。

因此，本发明的一个目的是要提供一台装置，它能准确地测量梭芯线剩余量。

上述目的由本发明得以实现。本发明提供了用于测量缠绕在装在缝纫机梭子中的梭心上的梭芯线的剩余量的装置，它包括(a)一根测量杆，它可沿着从梭子的外部到梭子内梭心的一根轴线的一条移动通道移动，(b)一台测量杆驱动器，它使测量杆沿着移动通道移动，从而使得该测量杆的一个自由端接触绕在梭心上的一卷梭芯线的外表面，(c)一个位移传感器，它检测测量杆的位移，该传感器产生一个表示测量杆的位移量连续变化的位移信号，(d)信号特征确定和存贮装置，用于根据当测量杆被放置在移动通道上的若干参考位置时位移信号的相应值来确定位移信号的特征，并且存贮指示所确定的信号特征的数据，(e)剩余量确定装置，用于根据由信号特征确定和存贮的信号特征，以及当测量杆的自由端接触梭芯线的卷轴的外表面时的一个位移信号值来确定绕在梭心上的梭芯线的剩余量。

在如上所述构造的梭芯线剩量测量装置中，位移传感器产生一个代表测量杆的位移量的连续变化的位移信号。然而位移信号的值(即幅值)与测量杆的实际位移量之间可能用一个线性或高阶函数方程来表示的相应关系可能会由于位移传感器灵敏度随时间的变化以及/或传感器的放置位置的变化而多多少少发生变化。因此，信号特征确定和存贮装置根据当测量杆被放置在移动通路上的若干参考位置时位移信号的相应值来确定位移信号的一个特征，并且存贮指示所确定的信号特征的数据。参考位置可能包括一个零数量位置，在该位置测量杆的自由端接触一个线支座，即所有梭芯线被从其上移走的梭心的轴部件，和/或一个移动起始位置，在该位置测量棒开始沿移动通路向梭心移动。所确定的位移信号的特征限定了位移信号的一个值与测量杆的一个实际位移量之间上面所述的相应关系。当该相应关系用一个线性函数Y＝aX+b表示时，其中X是一个信号的值，Y是杆的一个实际位移量，a、b是常数，那么这些常数a、b就代表了位移信号的特征。该位移信号可以是一个随杆的位移量的连续变化而单调变化的连续信号。在这种情况下，参数X被该连续信号的幅值所代替。另一方面，该位移信号可能由若干脉冲或方波信号组成，这些脉冲或方波信号是随杆的位移量的连续变化而顺序产生的。在后一种情况下，参数X被从杆开始移动时算起所产生的信号的数目所代替。剩余量确定装置根据所存贮的信号特征以及当测量杆的自由端接触留在梭心上的线的外表面时位移信号的一个值，来确定绕在梭心上的梭芯线剩余量。由于位移信号的一个值在杆接触梭芯线时根据信号特征，是精确与杆的一个实际位移量相关的，即梭芯线的实际剩余量相关的，因此，本测量装置能以高精确度来测量剩余的梭芯线数量。

根据本发明的一个最佳特性，测量装置进一步包括装置，该装置用于根据由信号确定和存贮装置所存贮的信号特征和一个参考梭芯线量，来确定当测量杆的自由端接触以参考梭芯线量绕在梭心上的一梭芯线卷轴的外表面时位移信号的一个值。该测量装置可以进一步包括一个输入装置，该输入装置包括至少一个可手动操作的部件，它根据可手动操作的部件的操作来设置参考梭芯线数量。该测量装置可能还包括一个显示装置，用于显示由输入装置所设置的参考梭芯线数量。

根据本发明的另一特性，测量装置进一步包括一个警报装置，它告知操作人员，由剩余量确定装置所检测的梭芯线的剩余量少于一个参考梭心线数量。

根据本发明的再另一特性，该测量装置进一步包括一个显示装置，它显示由剩余量确定装置所检测的梭芯线的剩余量。

根据本发明的进一步特性，该剩余量确定装置按梭芯线的剩余量与梭心线数量的一个上限的比率来检测梭芯线的剩余量。

根据本发明的另一特性，测量装置进一步包括：用于根据由信号特征确定和存储装置所存贮的信号特征来确定当测量杆的自由端被放在移动通道上刚好离开梭子的一个转动钩的转动轨迹的外界限的一个安全位置时位移信号的一个值的装置。该测量装置可以进一步包括一个阻止装置，用于在至少一段时间期间阻止旋转该转动钩的一个驱动器的运行，在所述时间期间测量杆的自由端被放置在梭心和梭子在位移通路上的旋转轨迹的外界之间。由于本测量装置如上所述以高精确度来测量测量杆的位移量，因此通过有效地避免测量杆与旋转钩的撞击，本设备能以足够的安全度来测定剩余的梭芯线数量。此外，由位移传感器所产生的位移信号不仅用来测量剩余的梭芯线数量，还用于避免测量杆与旋转钩相撞。这一设置不会导致本装置的结构复杂化。

根据本发明的另一特征，该测量装置进一步包括一台控制装置，当旋转钩在非冲突角位置(在该位置钩与测量杆所处的位移道路不发生冲突)被停止时，该控制装置自动操作测量杆驱动器、位移传感器以及剩余量确定装置，以便检测梭芯线的剩余量。在这种情况下，每当旋转钩形物被停止在非冲突角位置时，控制装置就自动操纵测量杆驱动器、位移传感器以及剩余量检测装置来测定梭芯线的剩余量。

根据本发明的进一步特性，该测量装置进一步包括一个人工操作的部件，它可操作来输入一个信号特征确定命令以确定位移信号的特征；一台控制装置，它响应人工操作的部件的运行来操纵测量杆驱动器、位移传感器以及信号特征确定和存贮装置，从而确定位移信号的特征。该测量装置可能进一步包括一台旋转装置，当钩在可人工操作的部件被操作以输入信号特征确定命令时被停止在不同于非冲突角位置的一个角位置时，在这种情况下，旋转装置旋转钩到一个非冲突角位置，在该位置钩不与移动通路发生冲突。

在本发明的一个最佳实施例中，测量杆驱动器包括带有一个输出部件的一个致动器，以及在测量杆和致动器的输出部件之间所提供的一个连接装置，从而使得测量杆与输出部件彼此连接，这样杆可以相对于输出部件在相反的方向移动，在该方向杆移向梭子的梭心和从梭子的梭心处移开，连接装置限定了测量杆相对于输出部件在杆移向梭心的方向所移动的一个界限，还包括一个弹性部件，它使测量杆朝向上述的移动界限。在该装置的一种最佳形式中，连接装置可能包括一个可移动部件，它与致动器的输出部件接合，并且与测量杆相连，这样，该可移动部件相对于测量杆沿杆的一条轴线是可移动的，包括一个支撑部件，该支撑部件支撑可移动部件和测量杆，这样使得可移动部件和测量杆沿杆的轴线是可移动的，还包括由测量杆所限定的接合部分，弹性部件被放置在测量杆和可移动部件之间，从而使测量杆和可移动部件偏向某一方向，在该方向可移动部件将与杆的接合部分接合，可移动部件与接合部分的接合限定了杆相对于致动器的输出部件在杆移向梭心方向的运动极限。在这种情况下，支撑部件可以经由可移动部件间接地支撑测量杆。该致动器可以包括一个旋转致动机构，它绕致动器的一条轴线来旋转输出部件，从而使得输出部件沿测量杆的轴线移动可移动部件。该致动器也可以是一个线性致动器，诸如一个线性电机。

在根据本发明的装置中，在位移通道上的若干参考位置除了上面所描述的(a)零数量位置和/或(b)位移起始位置之外，还可能包括(c)一个位置，在该位置测量杆的自由端接触作为梭子的一部分的一个旋转钩的外表面，这个表面限定了梭子的旋转轨迹的一个外部界限，以及(d)一个全量位置，在该位置测量杆的自由端接触梭芯线的一个卷轴的外表面，该梭芯线以一个上限量绕在梭心的轴部分上。(c)位置和(d)位置也可以替代(a)、(b)位置。

当结合下面的附图来阅读下面对本发明目前的最佳实施例的详细描述时，可以更好地理解本发明的上述和任意目的、特性和优点。

图1是本发明所公开的一个梭芯线剩余量测量装置的一个部分剖面正视图，该测量装置被用在一台自动缝纫机的梭芯线提供装置中；

图2是图1的测量装置的底部视图；

图3是作为图1测量装置的一部分的一个显示板的正视图；

图4是图1测量装置的电路示意图；

图5是一个流程图，它代表由图1测量装置的控制电路所执行的信号特征确定和存贮程序；

图6是一个流程图，它代表由图1测量装置的控制电路所执行的梭芯线剩余量测量程序；

图7是一个图表和一个剖面图，用于解释从图1测量装置的霍尔(Hall)部件所产生的位移信号的特征。

参看图1和图2，其中示出了体现本发明的一个梭芯线剩余量监视器。该梭芯线监视器被用在一台自动缝纫机的梭芯线提供装置中。在图1中所看到的测量杆导轨55是沿图2的1-1线的断面图。

该梭芯线监控器被用到(图4)的一台自动缝纫机中，该缝纫机具有一个梭子30，该梭子位于机器的底座中，并且与一根据垂直的纵向可往复移动的缝纫针配合以钩住由针所带的线，从而在诸如织物或皮革之类的工作片材中形成固定线迹。

如图1所示，梭子30包括可与缝纫针的纵向往复移动同步旋转的一个旋转钩31，以及被固定放置在旋转钩31中的一个梭心壳托架33。该梭心壳托架33包括一个园筒形托架部分35，在其内部一个梭心壳39可拆装地安装在位，该梭心壳在其园筒壁中有一孔37，当梭心壳39在梭心壳托架33中安装到位时，梭心壳39的孔37垂直朝下。

梭心壳39包括一个轴向延展、中空的支撑部份41，在其上可拆装且可旋转地安装着一个梭心45，梭芯线43绕该梭心缠绕。旋转钩31和梭心壳托架33分别具有一个第一孔32和一个第二孔34。梭心壳托架33的第二孔34与在托架33中安装在位的梭心壳39的孔37成一直线。当缝纫机的缝纫操作结束时，旋转钩31的旋转自动停止在一个预定的角位置，在该位置旋转钩31的第一孔32与梭心壳39的孔37和梭心壳托架33的第二孔34排成一线。

在梭子30的垂直向下位置安装了本发明梭芯线监视器的一个监测部件50。该监测部件50借助一块安装板51固定到缝纫机的构架上。监测部件50包括一个测量杆53和一个测量杆导轨55，该导轨支撑测量杆53，这样杆53在其相对于导轨55的轴方向是可移动的。测量杆导轨55固定在安装板51上，这样导轨55纵向延伸。安装板51还支撑经由一个臂部件57来驱动或移动测量杆53的旋转螺线管59。在本实施例中，该旋转螺线管59作为一个致动器，它沿相关于梭子30的梭心45的一个预定通路移动测量杆53。

安装板51进一步支撑一个霍尔元件61，它产生一个电信号，其电压幅值与该霍尔元件61所在磁场的幅值成比例。更具体地说，由霍尔元件61所产生的电信号的电压与一个永久磁体65的磁场的一个分量的幅值成比例，该分量垂直于图1的工作片材料平面。永久磁体65的N极和S极分别相应于它的上部和下部端部，如图1所示。当磁体65的中间部分正好与霍尔元件61成一条直线时，磁场相关分量的幅值变为零，从而电信号的幅值变为零伏特。然而，在霍尔元件61中的信号被施加了一个偏压。由霍尔元件61所产生的电压信号由例如图7所示的一条曲线来表示(后面将作详细描述)。

测量杆托架63被连接到臂元件57的自由端，这样托架63和臂57可彼此相对旋转。测量杆53经测量杆托架63而伸展，这样杆53相对于托架63是可移动的。支撑在上面所述的永久磁体65的自由端的一个磁体托架67被固定到测量杆53的中部。在两个托架63和67之间绕测量杆53提供了一根盘簧69，由于盘簧69的偏压，测量杆托架63与测量杆53的下端头部部分呈挤压接触。

如上所述，霍尔元件61与永久磁体65对置。由于磁体65的磁场作用在霍尔元件61中所产生的电压随测量杆53与霍尔元件61的相对位置而变化。因此，霍尔元件61的电压变化产生了一个位移信号，该信号的幅值随杆53的相应位置而变化，即随杆53的位移量而变化。图7所示的位移信号的曲线可以由一线性函数方程所表示的一条直线来近似。在本实施例中，霍尔元件61起信号发生器的作用，它产生一个可随测量杆53的位移量而发生变化的位移信号。

如前面所述，旋转钩31在预定的角位置自动停止旋转，从而梭心壳39的孔37经由旋转钩31和梭心壳托架33的第一和第二孔32、34暴露在外。这就是说，孔37垂直向下面向监测部件50的测量杆53。在这种情况下，一旦对旋转螺线管59激励，臂部件57就以逆时针方向旋转，如图1所示，从而使得测量杆托架63竖直向上移动。由于托架63的向上位移，在盘簧69的弹力作用下，不仅磁体托架67而且与该托架67固定的测量杆53都竖直向上移动。

因此，测量杆53相对于梭子30的梭心45沿一条预定的通路移经第一和第二孔32、34以及孔37，如图1中双点链线所示，从而使得杆53的上部自由端最终接触绕在梭心45上的梭芯线43。因此，到测量杆53接触到梭芯线43为止杆53的位移量就相应于梭芯线43的剩余量。在测量杆53和磁托架67之间的盘簧69用于缓冲当杆53被迫接触梭芯线43时所产生的冲击。

结果，当旋转螺线管59去激励时，由于在螺线管59中所提供的弹簧(没有示出)的偏压，臂部件57以相反或顺时针方向旋转到初始向上移动的起始位置。通过臂部件57的这种返回，测量杆53竖直向下移动，从而被拉回到测量杆导轨55中。

本发明的梭芯线剩余量监视器还包括一块显示板70，如图3所示。该显示板70在其中心部分包括一个梭芯线剩余量显示(第一显示)71，它由三个七段数字指示符所组成，用于以绕在梭心45上的梭芯线43所占的百分比来指示一个剩余量。

与第一显示71相邻提供了一个参考梭芯线数量显示(第二显示)73，它由一个单个七段数字符所组成。这个第二显示73指示一个单一数字值，该值代表由操作人员所设定或选定的一个参考梭芯线数量。当梭芯线43的实际剩余量变得小于所选定的参考数量时，发出一声警报。用于定义参考梭芯线数量与设定在第二显示73上的单数字值之间的关系的一个预定的查阅表被预先存贮在本发明的梭芯线监视器的控制电路90(见图4，以后对此进行描述)的一个只读存贮器(ROM)中。

在第二显示73之下，显示板73还包括一个增量键75，用于通过增1来增加第二显示73上所指示的值；包括一个减量键77，用于通过减1来减小第二显示73上所指示的值。

此外，显示板70包括一个报警灯79和一个报警蜂鸣器81，当梭心线43的实际剩余量减少到少于与设定在第二显示73上的单数字值相应的参考数量或水平时，报警灯发光，而蜂鸣器被触发。在显示板70上还提供了一个用于停止蜂鸣器81报警的复位键83。

显示板70进一步包括一个校准键85，用于校准霍尔元件61，即测定由霍尔元件61所产生的位移信号的特征，并且将指示所确定的信号特征的数据存贮在控制电路90的一个随机存取存贮器(RAM)97中。

如图4所示，监视部件50和显示板70被连接到电控制电路90，该电控制电路90用于测量梭芯线43的剩余量、开启报警灯79，并且触发报警峰鸣器81。控制电路90主要包括向外部设备产生信号和从外部设备接收信号的输入、输出(I/O)端口91、用于处理信号或数据的一个中央处理单元(CPU)93、用于存贮包括剩余梭芯线数量测量子程序(后面将作详细介绍)的控制程序的ROM95、用于暂时存贮由CPU93所处理的各种数据的RAM97、以及用于连接I/O端口91、CPU93、ROM95、RAM97并且在这些部件之间传送信号的总线99。

当操作显示板70上的增量键75、减量键77、复位键83或校准键85时，一个适当的信号被送给I/O端口91。此外，检测在缝纫机的臂101中所提供的主轴的角位置的一个旋转编码器103的输出被连接到控制电路90的I/O端口91。此外，在霍尔元件61中所产生的电压变化，在被放大电路105放大并且由一个模/数(A/D)转换器107转换为数字形式后，被作为指示测量杆53的位移的位移信号提供给I/O端口91。

控制电路90从I/O端口91分别产生驱动信号给第一和第二显示71、73以及报警灯和蜂鸣器79、81。此外，控制电路90经由第一和第二驱动电路113、115分别给一个主电机111提供驱动信号，用于旋转缝纫机臂101的主轴以及梭子30的旋转钩31，和给监测部件50的旋转螺线管59提供驱动信号。

下面参考图5、6和7来描述如上所述构置的梭芯线剩余量监视器的操作。在本实施例中，首先，在缝纫机开始缝纫操作之前，控制电路90实施由图5流程图所表示的信号特征检测和存贮过程，这时梭心45是在梭子中没有设置梭芯线43的“空白”梭心，接着，控制电路90实施由图6的流程图所表示的剩余梭芯线数量测量过程。

在缝纫机没有进行缝纫操作时，即在缝纫机臂101的主轴以及梭子30钩31被停止时，当操作校准键85时，控制电路90起动图5的信号特征检测和存贮子程序。首先，在步骤T1，根据旋转编码器103的输出(即检测信号)，控制电路90或CPU93检测被停止的主轴的角位置或相位，并且判别主轴是否停止在预定的角位置，在该角位置旋转钩31的第一孔32与梭心壳30的孔37以及梭心壳托架33的第二孔34在一条线上。

如果在步骤T1作出了否定判断，那么CPU 93的控制进行到步骤T3，以自动旋转主轴并且将该主轴停在预定的角位置。另一方面，如果在步骤T1作出了肯定的判断，那么控制越过步骤T3进行到步骤T5。步骤T1和T3是为某些情况所提供的，在这些情况下，当先前缝纫操作结束主轴被自动停止后，在校准键85被操作之前主轴被人为转动，从而使得第一孔32与孔37和第二孔34不在一条直线上。在这种情况下，测量杆53不能穿过孔37伸入到梭心壳39中。

在步骤T5，CPU93读取在霍尔元件61中所产生的一个当前电压V_H并且将该读出的值V_H作为一个位移起始电压V_A存贮在RAM97中。此后跟着步骤T7，在步骤T7中给旋转螺管59激励，从而沿预定的通路相对于梭心45移动测量杆53，从而使得杆53的自由端接触梭心45的用以缠绕梭芯线43的梭芯线支轴部分，但是目前还没有缠绕。在霍尔元件61中产生的电压V_H在测量杆沿预定的道路向梭心45移动时发生变化，如图7的上部图表所示。

更具体地说，在旋转螺管59被激励之前，测量杆53位于一个初始的位移起始位置A，当螺管被激励后，杆53被移动到一个零数量位置B，在该位置杆53的自由端接触其上没有缠绕梭芯线的梭心45的梭芯线支撑表面。在霍尔元件61中所产生的电压V_H基本上与测量杆53沿预定通路相对于梭心45的位移量成正比地增加，如图7所示。步骤T7之后是步骤T9，这时读取霍尔元件61的当前电压V_H并且将读取的值V_H作为一个零数量电压V_B存贮在RAM97中。

随后在步骤T11中对旋转螺管59去激励，从而使得测量杆53沿预定的位移通路返回到位移起始位置A。在该返回移动过程中，杆53穿过刚好偏离(即稍微偏离)某个位置的一个安全位置C，在该所述某个位置，杆53的位移通路与旋转钩31的旋转轨迹的外界线(即外部表面)相交。接着在步骤T13根据下面的式子计算相应于安全位置C的霍尔元件一个电压V_C，并且将计算的值V_C存贮在RAM97中。

V_C＝(V_B-V_A)×α+V_A (1)

其中α是一个常数。

安全位置C相对于位移起始位置A和零数量位置B的位置关系与一个具体的缝纫机的设计或构造有关。在本实施例中，上述位置关系由一个线性函数方程所限定，该方程代表近似图7所示的曲线的一部分的一条直线，该部分曲线对应于两个极限位置A和B之间的压差V_H。常数α指示安全位置C的相对位置，它被预先存贮在ROM95中。

步骤T13之后，在步骤T15计算一个系数r，该系数被用于图6的梭芯线剩余量测量子程序中(后面进行描述)，并且在RAM97中存贮所确定的系数r，系数r根据下面的式子来计算：

r＝(V_B-V_A)×β (2)

其中β是一个常数。

常数β是预先确定的，这样系数r等于从电压V_B中减去霍尔元件61相应于杆53的一个相对位置(以后称之为全量位置)E的一个电压V_E所得到的值，在该相对位置杆53的自由端接触以上限量(即100％)绕在梭心45上的梭芯线43的卷轴的外表面。由于梭心45的轴端凸缘具有标准尺寸，因此杆53的全量位置E边由一个具体缝纫机的结构所限定，因此，系数r可以用上面的表达式(2)来计算，由此结束图5的子程序。

与此同时，操作人员通过操作增量和减量键75、77在第二显示73上设置一个相应于所需参考梭芯线量的一个单数字值。一旦设置了参考梭芯线量，控制电路根据存贮在RAM97中的信号特征，即系数r，自动计算霍尔元件61相应于所设定的参考梭芯线量的一个电压V_D。电压V_D比电压V_B低一个确定量。由下面的详细描述可知，当霍尔元件61的实际电压V_H超过已测定的电压V_D时，控制电路90决定开启报警灯79并且触发报警峰鸣器81。

随后，操作人员将上面缠绕了梭芯线43的一个梭心45装入到梭子30中，并且开始在缝纫机上进行缝纫操作。在缝纫操作中，控制电路90监控来自旋转编码器103的检测信号，当主轴停止并且旋转钩31同时停止时，控制电路90自动起动由图6的流程图所表示的梭芯线剩余量测量子程序。

首先，在步骤S1，控制电路90或CPU93阻止主电机111的运行。随后在步骤S3对旋转螺管59激励。如前所述，在这种情况下，旋转钩31上的第一孔32与梭心壳托架33的第二孔34以及梭心壳39的孔37成一条直线。因此，测量杆53被允许穿过孔37，从而使得杆53的自由端接触梭芯线43卷轴的外表面，所述梭芯线43绕在梭心壳39中的梭心45上。

随后，CPU93的控制进行到步骤S5以读出在这种情况下霍尔元件61的实际电压V_H，所述情况是指杆53的自由端接触梭芯线43的外表面。在步骤S5之后进行步骤S7，判断读出的电压V_H是否高于与所选定的参考梭芯线的量相关的电压V_D。如果在步骤S7作出一个否定判断，那么控制进行到步骤S11。另一方面，如果在步骤S7作出一个肯定判断，那么控制进行到步骤S9以开启报警灯79和触发报警蜂鸣器81发出警报声。然后控制进入到步骤S11。

在步骤S11，CPU93根据下面的式子(3)以百分量的形式计算一个剩余梭芯线剩余量R，并且将所计算的值R存贮在RAM97中：

R＝{(V_B-V_H)/r}×100(％)由于如上所述r＝V_B-V_E，值R意味着值(V_B-V_H)占系数r的比例。

在步骤S11之后进行步骤S13，在第一显示71上指示在步骤S11所确定的梭芯线剩余量R，然后在步骤S15使旋转螺管59去激励。然后，如前面所述，杆53开始返回到位移起始位置A。在跟着的步骤S17中，CPU93开始读出霍尔元件61的实际电压V_H。步骤S17之后进行步骤S19，判断所读出的实际电压V_H是否已变得小于与安全位置C对应的电压V_C。如果在步骤S19作出一个肯定判断，那么控制进行到步骤S21。另一方面，如果杆53还没有穿过安全位置C，即作出了一个否定判断，那么控制返回到步骤S17。

如果测量杆53在其返回移动过程中穿过安全位置C之前旋转钩31开始了旋转，那么杆53就会与旋转钩针31发生冲突，从而导致钩31和杆53都受到损坏。步骤S17和S19用于保证杆53已安全地穿过了位置C。在步骤S21，CPU93允许主电机111运行，即旋转缝纫机臂101的主轴和梭子30的旋转钩31。由此即结束图6的子程序。在本实施例中，用于执行图5的子程序的控制电路90的一部分起信号特征确定和存贮装置的作用，而执行图6的子程序的控制电路90的一部分起梭芯线剩余量确定装置的作用。

从前面的描述中可以明确看出，每当主电机111停止旋转时，本发明的梭芯线剩余量监视器在第一显示71上以百分率指示一个梭芯线剩余量R。因此，操作人员总能知道当前的梭芯线剩余量。此外，操作人员能在头脑中准确地估计什么时候梭芯线43将被用完，从而能有效地避免缝纫操作过程中梭芯线43耗尽。

此外，当剩余量R变得小于通过操作增量和减量键75、77所设定的参考量时，本监视器开启报警灯79并触发报警峰鸣器81。操作人员可以依据例如所使用的梭芯线43的粗细在第二显示73上选择一个适当的参考梭心线量，从而在缝纫操作过程中他(她)能更有效地避免用尽梭芯线43。

此外，在缝纫机开始缝纫操作之前，本发明的监视器设备确定对应于位置移起始位置A的电压V_A、对应于零量位置B的电压V_B、并且根据所确定的电压V_A、V_B来确定对应于安全位置C的电压V_C。这就是说，本发明的装置对由霍尔元件61所产生的位移信号重新校准。即使霍尔元件61的位移信号的特征如图7的图表所示可能会由于霍尔元件61和/或永久磁体65的特性随时间的变化以及/或其所处位置的变化而发生变化，电压V_C和系数r也可以通过重新校准而进行调节，从而补偿其变化。因此，本发明的装置很可靠地识别测量杆53已经从梭子30或旋转钩31的轨迹的外界(或外部表面)移开，从而有效地防止了旋转钩31与杆53相撞。由于同样的原因，本发明的装置很精确地测量出梭芯线剩余量R。

虽然在所示的实施例中霍尔元件61的位移信号的特征是根据相对应于位移起始位置A的电压V_A和对应于零量位置B的电压V_B所确定的，也可以通过利用对应于安全位置C的电压V_C和/或对应于全量位置E的电压V_E来确定位移信号的特征。在后面这种情况下，电压V_C可以通过将测量杆53移向梭子30来测量，从而使得杆53的自由端接触目前被停在一个角位置的旋转钩31的外表面，在所述的角位置钩31的第一孔32没有与梭心壳39的孔37排成一条直线，即钩31的壁盖住个孔37。与此同时，电压V_B可以通过将测量杆53移向梭子30来测量，从而使得杆53的自由端接触以上限量或100％绕在梭心45上的梭芯线43的卷轴的外表面，或者接触插在梭子30中并且其直径等于绕在梭心45上的100％量梭芯线的卷轴的直径的一个“空白”梭心的外表面。

另外，可以采用三个或所有上述四个电压V_A、V_B、V_C、V_E来确定霍尔元件61的位移信号的特征。在这种情况下，本发明的装置可以更精确地测量测量杆53的位移量，即梭芯线剩余量R。

虽然在所示的实施例中，采用霍尔元件61来测量测量杆53的位移量，也可以采用一种不同的位移传感器，诸如可变电容电容器、差接变压器、电位计、或与“线性标度”相关的磁阻元件，所述磁阻元件由排列成阵列的大量磁极组成，其中S极和N极交替地位于磁极阵列的排列方向上。

虽然在所示的实施例中，梭子30是“水平旋转”型的，其中梭子30具有一根水平旋转轴并且采用梭心壳39来托住梭心45，本发明的原理也适用于采用“垂直旋转”型梭子的缝纫机，其中梭子的旋转轴是竖直的，并且不采用需要特定孔的梭心壳。因此，与水平旋转型梭子30相比，竖直旋转型梭子的结构简单。

虽然在所示的实施例中测量杆53在旋转钩31停止旋转时被插入到梭子30中，但是，如果钩31以很低的速度旋转时，也可以在钩31旋转时将杆53插入到梭子30中。

在所示实施例中所用的旋转螺管59和臂元件57可以由一个线性螺管来替代，该线性螺管将位移杆托架63线性地移向梭子30。

虽然本发明是特别针对所示的实施例及其变化来进行详细描述的，应该认识到，对本领域的技术人员来说，在不脱离由权利要求所限定的本发明精神和范围的前提下，本发明可以包括其它变化、改进和变型。

Claims

1.用于测量梭芯线剩余量的装置，该梭芯线绕在装在缝纫机梭子中的梭心上，所述装置包括：

一根测量杆(53)，它可沿从梭子(30)的外部到梭子内梭心(45)的轴线的一条移动通路移动；

一个测量杆驱动器(59)，它沿所述移动通路移动所述测量杆，从而使得测量杆的自由端接触绕在梭心上的梭芯线(43)的卷轴的外表面；

一个位移传感器(61，65)，它检测所述测量杆的位移，所述传感器产生代表测量杆的位移量的连续变化的一个位移信号。

信号特征确定和存贮装置(90)，根据当所述测量杆处在所述位移通路上的若干参考位置(A、B、C、E)时位移信号的相应值(V_A、V_B、V_C、V_E)来确定所述位移信号的一个特征(r)，并且存贮指示所确定的信号特征的数据；

剩余量确定装置(90)-，根据由所述信号特征确定和存贮装置所存贮的信号特征、以及当所述测量杆的自由端接触梭芯线卷轴的外表面时所述位移信号的一个值，来确定绕梭心缠绕的所述梭芯线剩余量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：进一步包括用于根据由所述信号特征确定和存贮装置所存贮的信号特征以及一个参考梭芯线数量来确定当所述测量杆的自由端接触以所述参考梭芯线数量绕在梭心上的梭芯线卷轴的外表面时所述位移信号的一个值的装置(90)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：进一步包括一个输入装置(75、77)，该输入装置包是可人工操作的，以输入所述的参考梭芯线数量。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：进一步包括一个显示装置(73)，它显示由所述输入装置所设置的所述参考梭芯线数量。

5.根据权利要求1-4任一所述的装置，其特征在于：进一步包括一个报警装置(79、81)，它通知操作人员由所述剩余量确定装置所确定的梭芯线剩余量少于一个参考梭芯线数量。

6.根据权利要求1-4中任一所述的装置，其特征在于：进一步包括一个显示装置(71)，它显示由所述剩余量确定装置所确定的所述梭芯线的剩余量。

7.根据权利要求1-4中任一所述的装置，其特征在于：所述剩余量确定装置以剩余量与一个上限梭芯线量的比值来确定所述梭芯线剩余量。

8.根据权利要求1-4中任一所述的装置，其特征在于：梭子包括一个旋转钩(31)，该装置进一步包括用于根据由所述信号特征确定和存贮装置所存贮的信号特征来确定当所述测量杆的自由端在所述位移通路上位于刚好离开旋转钩的旋转轨迹外极限的一个安全位置(C)时所述位移信号的一个值的装置(96)。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：进一步包括一个阻止装置(90)，它阻止转动旋转钩的一个驱动器(111)在至少一段时间范围内运行，在该时间范围内所述测量杆的自由端位于所述位移通路上梭心和梭子在旋转轨迹的外极限之间。

10.根据权利要求1-4中任一所述的装置，其特征在于梭子包括一个旋转钩(31)，该装置进一步包括一个控制装置(90)，当旋转钩被停止在一个非冲突角位置，在该角位置钩与所述测量杆移动所经过的所述移动通路不发生冲突，在这种情况下，控制装置(90)自动操纵所述测量杆驱动器、所述位移传感器以及所述剩余量确定装置，从而确定所述的梭芯线剩余量。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制装置(90)包括装置(93，95，97)，当旋转钩被停止在一个非冲突角位置时，自动操纵所述测量杆驱动器、所述位移传感器以及所述剩余量确定装置，从而确定所述的梭芯线剩余量。

12.根据权利要求1-4中任一所述的装置，其特征在于进一步包括：

一个可人工操纵的部件(85)，可操纵以输入一个信号特征确定命令，从而确定所述位移信号的特征；

一个控制装置(90)，它响应所述可人工操纵的部件的运行，操纵所述测量杆驱动器、所述位移传感器、以及所述信号特征确定和存贮装置，从而确定所述位移信号的特征。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于梭子包括一个旋转钩(31)，该装置进一步包括一个旋转装置(90、111、113)，当所述可人工操作部件被操作来输入所述信号特征确定命令时，钩被停在不同于非冲突角位置的一个角位置，在这种情况下，它自动转动旋转钩到一个该钩不与所述位移通路发生冲突的非冲突角位置。

14.根据权利要求1-4中任一所述的装置，其特征在于所述测量杆驱动器包括：

包含有一个输出部件(57)的一个致动器(59)；

在所述测量杆和所述致动器的所述输出部件之间提供的一个连接装置(53a、55、63、67)，用于彼此连接测量杆和输出部件，使得杆相对于输出部件在相反方向移动，在该方向杆移向梭子的梭心和从梭心处离开，所述连接装置(53a)限定了所述测量杆相对于所述输出部件在杆移向梭心的方向移动的极限；

一个弹性部件(69)，它将所述测量杆压向所述移动极限。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于所述连接装置包括：

一个可移动部件(63)，它与所述致动器的所述输出部件接合，并且它与所述测量杆连接，使得所述可移动部件相对于测量杆沿杆的轴线可移动；

一个支撑部件(55)，它支撑所述可移动部件和所述测量杆，使得可移动部件和测量杆沿杆的所述轴线是可移动的；

由所述测量杆所限定的一个接合部分(53a)，

所述弹性部件被放置在所述测量杆和所述可移动部件之间，在可移动部件将与所述杆的接合部分进行接合的方向对测量杆和可移动部件施加偏压，可移动部件与接合部分的接合限定了杆相对于所述致动器的所述输出部件在杆移向梭心的方向的移动极限。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于所述致动器包括一个旋转致动器(59)，它绕致动器的一根轴线旋转所述输出部件，从而使得输出部件沿测量杆的所述轴线移动所述可移动部件。

17.根据权利要求1-4中任一所述的装置，其特征在于，在所述位移通路上的所述多个参考位置至少包括以下之一：(i)一个零量位置(B)，在该位置所述测量杆的自由端接触所有梭芯线都已从其上面移走了的梭芯线支撑轴部分，(ii)一个位移起始位置(A)，在该位置所述测量杆开始沿所述位移通路向梭心移动，(iii)一个位置(C)，在该位置所述测量杆的自由端接触作为梭子一部分的旋转钩(31)的外表面，该表面限定了梭子旋转轨迹的外极限，(iv)一个全量位置(E)，在该位置所述测量杆的自由端接触以上限量绕在梭心的所述轴部分上的梭芯线卷轴的一个外表面。