CN1037539C - 用于缝纫机的梭芯线剩余量测量装置 - Google Patents

Abstract

一种测量绕在缝纫机梭心上的梭芯线剩余量的装置，包括一根测量杆，它可沿从梭子的外部到梭子内梭心轴线的位移通路移动；一个测量杆驱动器，它沿所述位移通路驱动所述测量杆，一个位移速度控制装置，它控制所述测量杆驱动器移动所述测量杆，从而使得测量杆的活动端接触梭芯线卷外表面的速度低于杆沿所述位移通路移动的最高速度；一个剩余量确定装置，它根据当测量杆的活动端接触梭芯线卷的外表面时所述测量杆沿所述位移通路的位移量来确定梭芯线剩余量。

Description

用于缝纫机的梭芯线剩余量测量装置

本发明涉及测量梭芯线(底线)剩余量的装置，所述梭芯线绕在装在缝纫机梭子中的梭心上。

日本未经实审的实用新型申请特开昭61(1986)-180685公开了梭芯线剩余量测量装置的一个实例。所公开的装置是光学类型的，其中，当梭子的旋转钩停止旋转时，一束光射向绕在装在旋转钩中的梭芯上的梭芯线卷的外表面，从该梭芯线卷所反射回来并且由一光学传感器所检测的光被用来确定梭芯上所剩余的梭芯线量。然而，由于在光学传感器上粘有灰尘或油污，因此其灵敏度降低。该现有技术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，光学类型装置不能准确地测量梭芯线的剩余量。

与此同时，公开号为61(1986)-43075，用于异议目的的日本已审查专利申请公开了一种近端检测装置。所公开的装置是机械类型的，它包括(a)一根测量杆，它在沿从梭子的外侧到安装在梭子中的梭心的轴线的位移通路上是可移动的，(b)一个测量杆驱动器，它沿位移通路移动测量杆，从而使杆的活动端接触到梭心上所剩余的梭芯线卷的外表面，当梭子停止旋转后，在它重新开始旋转之前，驱动器将测量杆从梭子的旋转轨迹的外极限处拉回，(c)一个近端微型开关，在逐渐消耗梭芯线的过程中，当测量杆接触梭芯线所必须的位移量超过一个预定值时，该微型开关关闭，其关闭触发报警。因此，该近端检测装置准确地判定梭芯线剩余量已被减少到接近终端，也就是接近零了。

然而，在该近端检测装置中，测量杆驱动器持续驱动测量杆直到杆接触到梭心上的梭芯线为止，因此，该测量杆以极高的速度与梭芯线或梭心碰撞。从而，当梭芯线剩余量减少时，由于梭芯线在梭芯和移动杆之间受到挤压，从而造成更频繁的断裂或损坏。

因此，本发明的目的是要提供一种测量梭芯线剩余量的装置，它能有效地避免梭芯线的断损。

上述目的已由本发明得以实现。根据本发明的第一方面，它提供了用于测量绕在安装于缝纫机梭子中的梭心上的梭芯线剩余量的装置，该装置包括(a)一根测量杆，它沿从梭子的外侧到位于梭子内的梭心的轴线的一条位移通路是可移动的，(b)一台测量杆驱动器，它沿位移通路移动测量杆，从而使得测量杆的活动端与梭芯上剩余的梭芯线卷的外表面相接触，(c)一个位移速度控制器，它控制测量杆驱动器移动测量杆，从而使得测量杆的活动端接触梭芯线卷外表面的速度低于杆沿位移通路移动的最高速度，(d)剩余量确定装置，它根据当测量杆的活动端接触梭芯线卷的外表面时测量杆沿位移通路的位移量来确定梭心上的梭芯线剩余量。

在如上所述构造的梭芯线剩余量测量装置中，位移速度控制器控制测量杆驱动器移动测量杆，从而使得杆接触梭芯线的速度低于杆的最高位移速度，最好是近似于零的一个速度。因此，本测量装置能在有效避免梭芯线断损的情况下测量梭芯线剩余量，而别的装置却会由于梭芯线在梭心和移动杆之间受到挤压导致斯损。因而在缝纫机中采用本发明的装置不会降低缝纫机的缝纫效率。此外，本发明的装置不会产生这样的问题：即在由采用了梭芯线剩余量测量装置的缝纫机所缝出的产品中梭芯线极容易断损。

根据本发明的一个最佳特征，测量杆驱动器包括一个电螺线管，位移速度控制器在至少一个激励时间周期中对该电螺线管激励，而在至少一个去激励时间周期中对该电螺管去激励，从而使得激励周期和去激励周期交替变换。交替的激励和去激励周期可能包含一个激励周期以及一个接着的去激励周期。另外，交替的激励和去激励周期可能包含一个第一激励周期、一个去激励周期、接着一个第二激励周期。另一方面，测量杆驱动器可以包含一个直流电机和连接到该电机的一个进给螺杆，在后一种情况下，可以通过改变供给电机的直流电的幅值来控制测量杆的位移速度。

根据本发明的另一特性，位移速度控制器控制测量杆驱动器来移动测量杆，从而使得当测量杆接触在其上几乎没有梭芯线剩余的梭心时，杆的速度等于一个值，该值不会造成挤压在梭心和杆之间的梭芯线的破损。该速度值可以是零。

根据本发明的又另一特性，位移速度控制器根据前一测量过程中所确定的梭芯线剩余量，在当前测量过程中控制测量杆驱动器来移动测量杆，从而，当在本测量过程中测量杆接触到梭心上剩余的梭芯线时，杆的速度大体上等于一个预定值。该预定值可以为零。

根据本发明的进一步特性，该测量装置进一步包括一个检测测量杆的位移的位移传感器，该传感器产生一个代表测量杆沿测量通路的位移量的位移信号。该位移传感器可以包含一个霍尔元件和一永久磁体。

在本发明的一个最佳实施例中，测量杆驱动器包括一个包含有输出元件的致动机构、以及在该致动机构的输出元件与位移杆之间所提供的一个连接元件，以便将输出元件与位移杆彼此连接起来，从而，当输出元件被致动机构移动时，杆与连接元件一起沿一轴线是可移动的。该致动机构可以包含一旋转致动机构，它绕该致动机构的一根轴线旋转输出元件，从而使输出元件沿该轴线移动测量杆。另一方面，致动机构也可以是一个线性致动装置，如线性电机。

根据本发明的第二方面，提供了一台梭芯线提供装置，它与缝纫机的缝纫针所带的缝纫针线一起在缝纫单上形成线迹，所述装置包括(A)梭子，它包含有在其上缠绕梭芯线的梭心、可旋转以钩住缝纫针线的旋转钩，该旋转钩限定了梭子的旋转轨迹的外部界线、还包含转动该旋转钩的旋转钩驱动器；(B)梭芯线剩余量测量装置，它包含一根可沿从梭子外部到梭子内梭心的轴线的位移通路移动的测量杆，一个沿位移通路移动测量杆从而使测量杆的活动端接触在梭心上剩余的梭芯线卷的外表面的测量杆驱动器、一个位移杆驱动器，它控制测量杆驱动器移动测量杆从而使测量杆的活动端以一个低于杆沿位移通路最高移动速度的速度接触梭芯线卷外表面，根据当测量杆的活动端接触梭芯线卷的外表面时测量杆沿位移通路的位移量来确定梭心上的剩余梭芯线量的剩余量确定装置；(c)运行控制装置，它控制旋转钩驱动器的运行以及梭芯线剩余量测量装置的运行。

根据本发明第二方面的一个特性，梭子进一步包括一个容纳梭心的梭心盒，该梭心盒有一孔，它允许测量杆的活动端从中穿过并且接触在梭心上所剩余的梭芯线卷的外表面。

通过结合附图来阅读下面对本发明的当前最佳实施例所作的详细描述，可以更好地理解本发明的上述和任选目的、特性和优点。

图1是体现本发明的梭芯线剩余量测量装置的正视图，该测量装置被用在自动缝纫机的梭芯线提供装置中；

图2是图1测量装置的底视图；

图3示出了代表提供给作为移动测量杆的驱动器的螺线管的控制信号的图表，以及代表测量杆的位移量的图表；

图4是作为图1测量装置一部分的显示板的正视图；

图5是图1测量装置的电路示意图；

图6是由图1测量装置的控制电路所执行的梭芯线剩余量测量程序的流程；

图7是作为图6程序的螺线管激励步骤的子程序流程图；

图8示出了代表霍尔元件电压与测量杆位移量的关系的图表；

图9A和图9B是由图1测量装置执行的一个不同的梭芯线剩余量测量程序的流程图；

参看图1和图2，它们示出了体现本发明的一个梭芯线剩余量监控器。该梭芯线监控器被用在自动缝纫机的梭芯线提供装置中。

该梭芯线监控器被用在具有梭子30的自动缝纫机中，梭子安装在缝纫机的底座上，它与可垂直往复运动的缝纫机针配合来咬住缝纫机针所带的缝纫针线，从而在诸如针织物或皮革之类的工作单上形成咬合线迹。

如图1所示，梭子30包括一个可与缝纫机针的垂直往复运动同步旋转的旋转钩31，以及一个固定放置在旋转钩31之内的梭心盒托架33。该梭心盒托架33包含一个圆筒状托架部件35，其中，在其圆筒壁上带有孔37的梭心盒39被可拆装地安装在位。当梭芯盒39在梭芯盒托架33中安装在位时，梭芯盒39的孔37垂直朝下。

梭心盒39包括一个轴向延展的中空支撑部件41，在其上装有梭心45，该梭心是可拆卸并且可旋转的，绕该梭心45缠绕着梭芯线43。旋转钩31和梭心盒托架33分别具有一个第一开口32和一个第二开口34。梭芯盒托架33的第二开口34与在托架33中安装在位的梭心盒39的孔37对准。当缝纫机结束缝纫操作时，旋转钩31的旋转被自动停在一个预定的角位置，在该位置旋转钩31的第一开口32与梭心盒39的孔37以及梭心盒托架33的第二开口34排成一条直线。

在梭子30的正下方安置着本发明的梭芯线监控器的检测部件50。该检测部件在安装板51的帮助下紧固到缝纫机的框架上。该检测部件50包括一根测量杆53和一滑动元件55，测量杆53被固定在滑动元件55上。滑动元件55由安装板51支撑，从而使得该测量杆53与滑动元件55一起可沿其轴线竖向移动。安装板51也支撑一个旋转螺线管57，该旋转螺线管经由一个臂元件56驱动或移动测量杆53。在本实施例中，旋转螺线管57作为驱动器，它相对于梭子30的梭芯45沿一预定的位移通路移动测量杆53。

如图2所示，安装板51进一步支撑一个霍尔元件58，该霍尔元件58产生一个电信号，该电信号的电压幅值与霍尔元件所处磁场内的磁场大小成比例。更详细地说，从该霍尔元件58中所产生的电信号的电压与永久磁体63的一个磁场分量的大小成比例，该分量平行于水平方向，如图1所示。永久磁体63的N极和S极如图1所示分别对应于其上端和下端部分。当磁体63的中部正好对准霍尔元件58时，磁场的相应分量的大小变为零，从而电信号的大小变为零伏。然而，一个偏压被加到霍尔元件中的电信号上。由霍尔元件58所产生的电信号被表示为例如图8所示的曲线(后面将作详细描述)。

滑动元件55有一个延伸的槽59，并且由安装板51所支撑，它在穿过延伸的槽59的螺杆60的帮助下紧固在安装板51上，从而滑动元件55在槽59和螺杆60的导引下可纵向位移。滑动元件55有一接合销钉61，该销钉61穿过由臂元件56的活动端部分所形成的一个椭圆孔56a并与该孔接合。测量杆51经由在其中部支撑永久磁体63的磁体托架62固定到滑动元件55上。

如图2所示，霍尔元件58与永久磁体63相对。由于永久磁体63的磁场而在霍尔元件58中产生的电压随测量杆53与霍尔元件58的相对位置而变化。因此，霍尔元件58中的电压变化产生了一个位移信号，该信号的大小随杆53的相对位置而变化，即随杆53沿其预定位移通路的位移量而变化。图8中所示的位移信号曲线可由用一线性函数方程所表示的直线来近似。

如前面所述，旋转钩31的旋转自动停在一个预定的角位置，从而使得梭心盒39的孔37经由旋转钩31和梭心盒托架33的第一和第二开口32、34露在外面。这就是说，孔37竖直面向检测部件50的测量杆53。在这种情况下，一旦对旋转螺线管57激励，臂元件56如图1所示以逆时针方向旋转，从而，由于孔56a与销钉61的接合，滑动元件55竖直朝上移动。与该滑动元件55一起，全部固定在滑动元件55上的磁体托架62、永久磁体63和测量杆56都竖直朝上移动。

如图3所示，旋转螺线管57在时间周期t₁中被激励，该时间周期t₁是预先确定的，从而使得在该周期内滑动元件55从带电螺线管57中获得足够的动能来移动测量杆直到杆53述到梭心45的轴部41为止。接着，旋转螺线管57在时间周期t₂内被去激励，该时间周期t₂也是预先确定的，从而使得由于滑动元件55和固定到该滑动元件55上的所有其它元件的惯性使杆53达到梭心的轴部41。在本实施例中，时间周期t₁、t₂被预先确定，使得测量杆53以速度低于杆53沿位移通路移动的最高速度接触在梭心45上所剩余的梭芯线，并且该速度不会导致挤压在梭心45和移动杆53之间的梭芯线断损。最好是当杆53接触假如其上没有梭芯线43剩余的梭芯的轴部分41时，杆的速度近似为零。

此后，又对旋转螺线管57再次激励，直到从时间周期t₁开始算起已经过时间T为止。在该时间T时，在霍尔元件58中所产生的电压逐渐稳定。此外，即使在第一激励时间周期t₁内供给滑动元件55或测量杆53的动能不足，测量杆53也肯定要接触梭心45上的剩余线43。然而，当第一激励周期t₁被预定为如此，从而使测量杆53可能以一个大大高于零的速度接触假设其上没有梭芯线43剩余的梭心45时，在这种情况下，可以省去去激励周期t₂之后的第二激励周期。在上述任一种情况下，当杆53要能接触假如其上没有梭芯线43剩余的梭芯45时，施加在测量杆53上的碰撞都会减至最少。

因此，测量杆53沿位移通路相对于梭子30的梭心45、穿过第一和第二开口32、34以及孔37被移动，如图1中双点线所示，直到杆53的上部活动端最终接触到梭心45上所剩余的梭芯线43为止。到杆53接触梭芯线43为止。测量杆53的位移量相关于梭芯45上的剩余梭芯线量。如上所述，杆53的这一位移量由霍尔元件58所检测。

接着，一旦对旋转螺线管去激励，由于螺线管57中弹簧(没有示出)的偏置力，臂元件56以相反或顺时针方向旋转到其位移起始位置。由于臂元件56的回复，滑动元件55、测量杆53、磁体托架62和永久磁体63也竖直向下移动直到被拉回到位移起始位置，该位置由螺杆60顶部与滑动元件55槽59的顶部端接合而限定。

本梭芯线监控器进一步包括一块显示面板70，如图4所示。该显示板70在其中间部位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构成，以绕在梭芯45上的梭芯线43的百分数来指示剩余量。

紧挨着第一显示71提供了一个梭芯线参考量显示(第二显示)73，它由一个单一七段数字指示符所构成。该第二显示73指示一个单数位值，它代表由操作员所设置或选定的参考梭芯线量。当实际的梭芯线剩余量变得少于所迭定的参考量时，发出报警。定义梭芯线参考量和设置在第二显示73上的单数位值之间关系的一个预定的查找表被预先存贮在本梭芯线监控器的控制电路90(见图5，后面将进行描述)的一个只读存贮器(ROM)中。

在第二显示73的下方，显示板70还包括一个增量键75，用于对第二显示73所指示的值增1，一个减量键77，用于对第二显示73所指示的值减1。

此外，显示板70包括一个报警灯79和一个报警蜂鸣器81，当梭芯线43的实际剩余量减少到小于与第二显示73上所设置的单数位值对应的参考量或水平时，它们分别发亮和触发。在显示板70上还提供了用于阻止蜂鸣器81报警的复位键。

显示板70进一步包括一个校准键85，用于校准霍尔元件58，即确定从霍尔元件58中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5所示，检测部件50和显示板70被连到电子控制电路90，该电路用于测量梭芯线43的剩余量、打开报警灯79、以及触发报警蜂鸣器81。控制电路90主要包括输入和输出(I/O)端口91，用于向外设输出信号和从外设接受信号；用于处理信号或数据的中央处理单元(CPU)93；用于存贮包括梭芯线剩余量测量程序(后面详细描述)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；用于连接I/O端口91、CPU93、ROM95和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到I/O端口91。此外，检测在缝纫机的臂101中所提供的一根主轴的角位置的旋转编码器103的输出被连接到控制电路90的I/O端口91。另外，在霍尔元件61中所产生的电压变化被作为指示测量杆53的位移量的位移信号，在被放大电路105放大、并且被模数(A/D)转换器107转换为数字形式之后，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。另外，经由第一和第二驱动电路113、115，控制电路90分别提供驱动信号给用于旋转缝纫机臂101和梭子30的旋转钩31的主轴的主电机111，和给检测部件50的旋转螺线管57。

参看图6、7和8来描述如上所构成的梭芯线剩余量监测器的运行。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执行下面将要简要描述的信号特征确定和存贮程序，这时在梭子30上所设置的是没有梭芯线43的“空”梭芯45，接着，控制电路90执行图6和图7的流程图所示的的梭芯线剩余量测量程序。

当缝纫机没有执行缝纫操作时，即当机器臂108和梭子30的旋转钩的主轴被停止时，一旦操作校准键85，控制电路90就开始执行信号特征确定和存贮程序。在该程序中，首先，根据旋转编码器103的输出(即检测信号)，控制电路90或CPU93确定主轴被停止的角位置或相位，并且确定主轴是否停在预定的角位置，在该预定的角位置，旋转钩31的第一开口32与梭心盒39的孔37和梭心盒托架33的第二开口34排成一条直线。

如果主轴没有停在预定的角位置，那么CPU93的控制会自动旋转该主轴，并将该轴停在预定角位置。这些步骤可用以在这种的情况：当主轴被自动停在先前缝纫操作的终端之后，在操作校准键85之前，主轴被人为转动，从而第一开口32与孔37和第二开口34不在一条线上。在这样的情况下，测量杆53不能穿过孔37而插入到梭心盒39中。

接着，控制电路90以图3所示的时间序列给第二驱动电路115提供控制信号，即ON和OFF信号，从而对旋转螺线管57激励和去激励。因此，测量杆53穿过梭心盒39的孔37，并且以近似为零的速度使杆的活动端接触梭心45的轴部41的外表面。当测量杆沿其位移通路移动时，在霍尔元件58中产生的电压V_H如图8的图表所示变化。

更详细地说，在对旋转螺线管激励之前，测量杆53位于位移起始位置A(这里V_H＝V_A)，当螺线管被激励时，杆53向上移动到一个零量位置B，在该位置，杆53的活动端接触没有缠绕梭芯线的梭心45的轴部位41。在霍尔元件58中产生的电压V_H基本正比于测量杆相对于梭心45沿位移通路的位移量而变化，如图8所示。控制电路90读出霍尔元件58的当前电压V_H，并将该电压V_H作为零量电压V_B(这里V_H＝V_B)存贮在RAM97中。

接着，当校准键85又被操作时，控制电路90对旋转螺线管57去激励，从而使得测量杆53沿位移通路返回到位移起始位置A。在该返回移动中，杆53穿过一个安全位置C，这个位置刚刚偏移杆53的位移通路与旋转钩31的旋转轨迹的外极限(即外界面)相交的位置。与安全位置C相应的霍尔元件58的电压V_C被预先存贮在ROM95中。安全位置C与位移起始位置A以及零量位置B的位置关系与具体缝纫机的设计或构造相关。例如，上面所增的位置关系由代表一条直线的线性函数方程所限定，该直线近似图8所示曲线的一部分，该部分相应于在两个极端位置A和B的电压变化。

当测量杆53在其返回运行中穿过安全位置C之前，如果旋转钩31开始旋转，那么杆53就会与旋转钩31相交或碰撞，从而导致钩31和杆53都损坏。因此，在本梭芯线监控器中，在霍尔元件58的电压V_H变得低于与安全位置C相应的电压V_C之前，控制电路90就阻止主电机111启动缝纫机臂101和梭子30的旋转钩31的主轴的旋转。

与此同时，操作员通过操作增量和减量键75、77在第二显示73上设置与所需的梭芯线参考量相应的一个单数位值。当在第二显示73上设置于梭芯线参考量后，控制电路90根据预先存贮在ROM95中的查找表自动计算与所设置的梭芯线参考量相应的霍尔元件58的电压V_D。电压V_D比电压V_B要低一定量。如下面的详细描述可知，当霍尔元件58的当前电压V_H超过V_D时，控制电路90开启报警灯79并触发报警蜂鸣器81。

接着，操作员在梭子30中插入一个在其上绕有一定量(即上限量)梭芯线的梭心45，并且在缝纫机上开始缝纫操作。在该缝纫操作过程中，控制电路90监控旋转编码器103中的检测信号，并且，当主轴停止且旋转钩31同步停止在预定的角位置时，控制电路90自动启动由图6和图7的流程图所代表的梭芯线剩余量测量程序。

首先，在步骤S1，控制电路90或CPU93给旋转螺线管57激励。如前面所述，在这种情况下，旋转钩31的第一开口32与梭心盒托架33的第二开口34和梭心盒39的孔37排成一条直线。因此测量杆可以穿过孔37，从而杆53的活动端接触到在梭心45上剩余的梭芯线卷的外表面。

在步骤S1对旋转螺线管57的激励将参考图7和图3作详细描述。在图7的步骤S101中，控制电路90向第二驱动电路115提供一个ON信号，从而对旋转螺线管57施加能量。接着在步骤S102判断是否已经过时间周期t₁。步骤S102重复执行直到作出一个肯定回答为止，然后控制进行到步骤S103，向驱动电路115提供一个OFF信号，从而给螺线管57去激励。接着在步骤S104判断是否已经过了时间周期t₂。步骤S104重复进行直到得到一个肯定回答为止，接着控制进行到步骤S105，又对第二驱动电路115提供ON信号，从而对螺线管57施加能量。由此，控制杆53接触剩余在梭心45上的梭芯线43。在步骤S105之后接着是步骤106，它判断从时间周期t1的起点算起时间是否已经过了周期T。步骤S106重复执行直到获得一个肯定回答为止，接着控制进行到图6主程序的步骤S3。

在步骤S3，CPU93读出在这种情况下，即当杆53的活动端接触剩余在梭心45上的梭芯线43的外表面时，霍尔元件58中的当前电压V_H°接着在步骤S5判定所读出的电压V_H是否高于与所选的梭芯线参考量相应的电压V_D。如果是否定回答，那么控制进行到步骤S9，另一方面，如果是肯定回答，控制进行到步骤S7去开启报警灯79，并且另外触发报警蜂鸣器81发出报警声。接着控制进行到步骤S9。

在步骤S9，CPU93根据下面的式子以百分数形式计算梭芯线剩余量R，并且将计算的值R存贮在RAM97中：

R＝{(V_B-V_H)/(V_B-V_E)}×100(％)在上述方程中，霍尔元件61的电压V_E相应于测量杆53的一个相关位置(以后称之为全量位置)E，在该位置，杆53的活动端接触以上限量，即100％，绕在梭心上的梭芯线卷43的外表面。由于普通梭心45的轴端凸缘具有标准尺寸，因此杆53的全量位置也由具体缝纫机的结构所限定。电压V_E被预先存贮在ROM95中。

在步骤S9之后，接着步骤S11在第一显示71上指示由步骤S9所确定的梭芯线剩余量R，接着由步骤S13对旋转螺线管57去激励。接着，如前面所述，杆53开始返回到位移起始位置A。在接下来的步骤S15中，CPU93读出霍尔元件58的当前电压V_H。接着在步骤S17判断所读出的电压是否已变得小于相应于安全位置C的电压V_C。如果在步骤S17为肯定回答，那么控制进行到步骤S19。另一方面，如果杆53还没有穿过安全位置C，即如果在步骤S17的回答为否定，那么控制返回到步骤S15。

如果在测量杆在其返回运行中穿过安全位置C之前旋转钩开始旋转，杆53就会与旋转钩31相交或碰撞，从而导致杆53和钩31都损坏。步骤S15和S17的作用是保证杆53穿过安全位置C。在步骤S19，CPU允许主电机111运行，即旋转缝纫机臂101和梭子30的旋转钩31的主轴。由此即结束图6所示程序的执行。

如前面的描述可以清楚地看出，本梭芯线剩余量监控器以一特定的ON和OFF信号序列来对旋转螺线管57激励和去激励，从而使得测量杆53以一速度接触剩余在梭芯45上的梭芯线而不会造成梭芯线43的断损。换言之，该特定信号序列是这样确定的，从而如果以及当杆53接触假如其上没有梭芯线缠绕的梭心45的轴部位时，杆53的速度几乎等于零。本监控器装置可以在有效避免梭芯线43断损的情况下实行梭芯线剩余量测量。另外，由于当杆53接触梭芯45时施加于测量杆53、梭心45、梭心盒39以及旋转钩31的冲击力被减至最小，因此这些元件的寿命得以提高。

另外，在本实施例中，激励和去激励时间周期t₁、t₂是预先确定的，从而，仅仅在杆53接触假如其上没有梭芯线43缠绕的梭芯45的轴部位41的外表面时的一个特定时刻，测量杆53的速度变为大体等于零。在该时刻前后，如果梭芯线被挤压在杆53和梭心45之间，会特别频繁地断损。因此，本监控装置以简单的结构和简单的控制程序提供了上述优点。

接着参看图9A和9B来描述本发明的第二实施例，它涉及与图1-8所示第一实施例相似的梭芯线剩余量监控器。作为第二实施例的本监控器具有与第一实施例的监控器类似的结构。然而，本监控器根据由图9A和图9B而不是由图6和图7的流程图所代表的控制程序而运4T。在图9A和9B的流程图中，用步骤T₁-T₈取代图6的步骤S1和S3，而在步骤S9和S11中插入了步骤T9。图6中的步骤S5至S19也同样在第二实施例中执行，下面的描述中将省去对其所作的解释。在该第二实施例中，根据在前一测量过程中所确定的梭芯线43的剩余量，控制电路90在接着前一过程的当前测量过程中控制螺线管57来移动测量杆53，从而，当杆53在当前过程中接触剩余在梭心45上的梭芯线43时，杆53的速度大致等于一个预定值。该预定值最好是零。

在当前测量过程的步骤T1，控制电路90给驱动电路115提供一个ON信号，从而对旋转螺线管57激励，在步骤T2控制电路90读出霍尔元件58的一个当前电压V_H。接下来在步骤13判断所读出的当前电压V_H是否已达到一个参考电压V_R。参考电压V_R是在前一测量过程的步骤T9中根据与在前一过程中确定的梭芯线剩余量R_P，相关的电压V_HP束确定的。详细地说就是，首先，确定激励时间周期t′₁，使得当螺线管57在时间周期t′₁被激励时，杆53被向前移动正好相应于电压V_HP的一个位移量，从而以基本上等于零的速度接触梭芯线43。参考电压VR相应于激励时间周期t′₁。限定激励时间周期t′₁与电压V_HP的相应关系以及参考电压V_R与激励时间周期t′₁的相应关系的查找表被预先存贮在ROM95中。另一方面，激励时间周期t′₁也可以通过考虑在先前和当前梭芯线剩余量测量过程之间，也就是在一连续的缝纫操作中所消耗的最大梭芯线量来确定在这种情况下，可以这种确定时间周期t′₁，使得当螺线管57在时间周期t′₁被激励时，杆53移动与电压V_HP相应的位移量加上与电压ΔV_HMAX相应的一个位移量。

如果在步骤T3作出一个否定判断，那么控制返回到步骤T2重复执行步骤T2和T3。与此同时，如果在步骤T3作为肯定判断，控制进行到步骤T4，向驱动电路115提供一个OFF信号来切断螺线管57的能量。在T4之后步骤T5判断从时间周期t′₁的起点算起是否已经经过一个时间周期t₀。时间周期t₀与参考电压V_R是在前一过程的步骤T9中根据与在该前一过程所确定的梭芯线剩余量R_P相关的电压V_HP来确定的。特别是，时间周期t₀是这样确定的，从而当螺线管57在时间周期t′₁中被激励时，需要时间周期t₀来使杆53移动正好相应于电压V_HP的位移量，或移动相应于电压V_HP的位移量加上相应于电压ΔV_HMAX的位移量。限定时间周期t₀与电压V_HP之间的相应关系、或时间周期t₀与电压V_HP加上电压ΔV_HMAX之间的相应关系的查找表被预先存贮在ROM95中。当在时间周期t₁’的起点之后正好经过时间周期t₀时，杆53将以约等于预定值的速度接触剩余在梭芯45上的梭芯线43。重复步骤T5，直到得到一个肯定判断为止。

与此同时，如果在步骤T5作出一个肯定判断，那么控制进行到步骤T6，判断在最后一次读出当前电压V_H之后是否已经经过了一个很短的时间t。步骤T6被重复执行直到作出一个肯定判断为止，然后控制进行到步骤T7，读出霍尔元件58的当前电压V_H。接下来在步骤T8判断一个电压增量ΔV_H是否已变得小于一个很小的值δ，在步骤T8中所作的肯定判断表示测量杆53已肯定接触到了梭芯45的梭芯线43。接着，控制进行到步骤S5，判断最后读出的电压V_H是否大于电压V_D。后面的步骤与前面相应于图6的流程的步骤所描述的方式相同。

在该第二实施例中，当测量杆53被旋转螺线管57所驱动时，杆53以约等于预定值(最好为零)的速度接触在梭芯45上所剩余的梭芯线的任意量。因此，杆53的活动端没有咬入以及使梭芯线卷的外表面变形，这就是说，杆53在刚好接触梭芯线卷的外表面时停止。因此，杆53的位移量精确相关于梭芯线43的剩余量。换而言之，在本监控设备中梭芯线剩余量的测量精度得到了提高。

虽然在所示出的两个实施例中，采用霍尔元件58来测量测量杆53的位移量，但也可以采用不同的位移传感器，如可变电容器、差动变压器、电位计、或与“线性刻度”相关的磁阻元件，该元件由许多排成阵列的磁级组成，其中，在磁极阵列的安放方向中，S极和N极彼此交替。

虽然在所示出的实施例中，梭子30是具有水平旋转轴的“水平旋转型”，并且采用梭心盒39来夹持梭心45，但本发明的原理也可用于采用具有垂直旋转轴的“垂直旋转型”梭子并且没有梭心盒的缝纫机中。因此，与水平旋转型梭子30相比，垂直旋转型梭子的结构简单。

虽然在所示实施例中，测量杆53是在旋转钩31停止旋转时插入到梭子30中的，但是，如果钩31以很低的速度旋转的话，也可在钩31旋转时将杆53插入到梭子30中。

在所示实施例中所采用的旋转螺线管57和臂元件56可以由向梭子30线性移动滑动元件55的线性螺线管所替代。另一方面，可用直流电机和由该电机旋转的给进螺杆来代替滑动元件55或测量杆53，在后一种情况下，按照需要通过改变提供给电机的直流电流的大小，可改变杆53的位移速度。

虽然本发明是根据所示的实施例及其变化来特别进行详细描述的，对本领域的技术人员来说，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的前题下，其它变化、改进和修正都包括在本发明中。

Claims (16)

1.用于测量绕在装于缝纫机梭子中的梭心上的梭芯线剩余量的装置，包括：

一根测量杆，它可沿从梭子的外部到梭子内梭心的轴线的位移通路移动；

测量杆驱动器，它沿所述位移通路移动所述测量杆，从而使测量杆的活动端接触在梭心上剩余的梭芯线卷的外表面；

其特征在于：

位移速度控制装置，它控制所述测量杆驱动器移动所述测量杆，从而测量杆的活动端以一个速度低于杆沿所述位移通路移动的最高速度接触梭芯线卷外表面；

剩余量确定装置，它根据当测量杆的活动端接触梭芯线卷的外表面时所述测量杆沿所述位移通路的位移量来确定梭心上的梭芯线剩余量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述测量杆驱动器包含一个电螺线管，所述位移速度控制装置在至少一个激励时间周期内对所述螺线管激励，并且在至少一个去激励时间周期内对所述螺线管去激励，从而使得所述激励和去激励周期彼此交替。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的交替激励和去激励周期包含一个激励周期，接着是一去激励周期。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的交替激励和去激励周期包含一个第一激励周期、一个去激励周期、以及一个第二激励周期。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述位移速度控制装置控制所述测量杆驱动器移动所述测量杆，在测量杆接触其上基本没有梭芯线剩余的梭心时，杆的速度等于零。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：进一步包括一个检测所述测量杆的位移的位移传感器，所述传感器产生一个代表测量杆沿所述位移通路移动的所述位移量的位移信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述位移传感器包含一个霍尔元件和一个永久磁体。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：进一步包含一个显示装置，它显示由所述剩余量确定装置所确定的棱芯线剩余量。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：梭子包含一个旋转钩，该装置进一步包括一个阻止装置，在所述测量杆的活动端在所述位移通路位于梭芯和梭子的旋转轨迹的外极限之间时有至少一个时期，该阻止装置阻止驱动器旋转旋转钩的操作。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：梭子包含一个旋转钩，该装置进一步包含一个操作控制装置，它自动启动所述测量杆驱动器的运行，将所述测量杆沿所述位移通路移动，从而，在旋转钩被停在一个非干扰角位置，在该位置钩不与测量杆移经的所述位移通路发生干扰，在这种情况下，所述剩余量确定装置确定所述梭芯线的剩余量。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：所述操作控制装置自动启动所述测量杆驱动器的运行，从而每当旋转钩被停在所述非干扰角位置时，所述剩余量确定装置确定所述梭芯的剩余量。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：梭子包含一个旋转钩，该装置进一步包含一个旋转装置，当钩被停在不同于所述非干扰角位置的一个角位置时，该旋转装置自动旋转旋转钩到该钩不与所述位移通路相互干扰的一个非干扰角位置。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述测量杆驱动器包括：

一个包含有一个输出元件的致动机构；

一个连接元件，它位于所述致动机构的所述输出元件和所述位移杆之间，用于将输出元件与位移杆彼此连接，从而，当输出元件被所述致动机构移动时，杆与连接元件一起沿一轴线是可移动的。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：所述致动机构包含一旋转致动机构，它可绕该致动机构的轴线旋转所述输出元件，从而输出元件沿所述轴线移动所述测量杆。

15.一个提供梭芯线的梭芯线提供装置，该梭芯线与由缝纫机的缝纫机针所携带的缝纫线一起在工作单上形成线迹，所述装置包括：

(A)梭子，包括

梭心，其上绕有所述梭芯线，

旋转钩，它可旋转以钩住所述缝纫线，所述旋转钩限定了梭子的旋转轨迹的外界限；

旋转钩驱动器，它旋转所述旋转钩；

(B)梭芯线剩余量测量装置，它包括：

测量杆，它可沿从梭子的外部朝向梭子内梭心的轴线的位移通路移动，

测量杆驱动器，它沿所述位移通路移动所述测量杆，从而使得测量杆的活动端接触在梭心上剩余的梭芯线卷的外表面，

其特征在于：

位移速度控制装置，它控制所述测量杆驱动器以移动所述测量杆，从而测量杆的活动端以速度低于杆沿所述位移通路移动的最高速度接触梭芯线卷外表面；

剩余量确定装置，它根据当测量杆的活动端接触梭芯线卷的外表面时所述测量杆沿所述位移通路的位移量来确定梭心上的梭芯线剩余量。

(c)操作控制装置，它控制所述旋转钩驱动器的运行以及所述梭芯线剩余量测量装置的运行。

16.根据权利要求15所述的梭芯线提供装置，其特征在于：所述梭子进一步包含一个容纳所述梭心的梭心盒，所述梭心盒有一孔，它允许所述测量杆的活动端从中穿过，并且接触在梭心上剩余的梭芯线卷的外表面。

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