CN107604543B - 缝纫机缝制状态监测系统与缝纫机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缝纫机缝制状态监测系统和包括该监测系统的缝纫机。该缝制状态监测系统包括缝线张力检测传感器和控制器，缝线张力检测传感器用于检测缝线张力，并向控制器发送张力检测电信号，控制器接收并监测张力检测电信号，并根据是否存在钩线脉冲和/或挑线脉冲判断缝纫机是否出现跳针和/或断线。本发明提供的缝制状态监测系统，将缝线张力变化转换为传感器的电信号变化，易于控制器监测和判断。

Description

缝纫机缝制状态监测系统与缝纫机

技术领域

本发明涉及缝纫机技术领域，特别是涉及一种缝纫机缝制状态监测系统和具有该缝制状态监测系统的缝纫机。

背景技术

缝纫机在布料的缝制过程中，常常会出现跳针和断线的问题，影响了缝纫制品的质量，例如汽车安全气囊、高档服装等对质量要求较高的制品的缝制需要尽可能避免跳针情况的出现，在跳针和断线情况出现时应及时排除。但缝纫机在高速工作的情况下，操作人员很难及时发现跳针，如何实时检测跳针并报警一直是缝制机械行业的重要技术难题。目前市场上已有的跳针检测传感器体积大，很难集成到缝纫机中去，同时价格昂贵。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种缝纫机缝制状态监测系统和具有该缝制状态监测系统的缝纫机，以实现对缝线张力变化的实时检测。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种缝制状态监测系统及包含该监测系统的缝纫机，以实现对跳针和/或断线情况的实时监测。该缝制状态监测系统包括缝线张力检测传感器和控制器；所述缝线张力检测传感器包括力传感器，用于检测缝线张力，并向所述控制器发送张力检测电信号；所述控制器与所述力传感器连接，接收并监测所述张力检测电信号，并根据是否存在钩线脉冲和/或挑线脉冲判断缝纫机是否出现跳针和/或断线。

在一个实施方式中，所述缝线张力检测传感器还包括基体、弹簧片、永磁体和缝线定位结构，所述力传感器为霍尔传感器；所述弹簧片的固定端固定在所述基体上，所述永磁体固定在所述弹簧片的自由端的底部；所述霍尔传感器安装在基体上，位于所述永磁体下方，并与所述永磁体相隔一定距离；所述缝线定位结构用于缝线的穿过和定位，包括中间定位结构和侧边定位结构，所述中间定位结构固定在所述弹簧片自由端的顶部，所述侧边定位结构设置在所述基体上，位于所述中间定位结构的一侧，且低于所述中间定位结构，使得定位在所述中间定位结构处的缝线高于定位在所述侧边定位结构处的缝线。

在一个实施方式中，所述霍尔传感器为线性霍尔传感器。

在一个实施方式中，所述中间定位结构为线卡或线孔。

在一个实施方式中，所述侧边定位结构为开设在所述基体上的通孔，或安装在所述基体上的线孔或线卡。

在一个实施方式中，所述侧边定位结构包括两个，位于所述中间定位结构的相对两侧。

在一个实施方式中，所述控制器包括单片机。

在一个实施方式中，所述监测系统还包括位置传感器，用于当检测到缝纫机主轴旋转到一定位置时，向所述控制器发送同步脉冲，控制器根据所述同步脉冲触发对所述张力检测电信号的监测。

本发明提供的缝纫机，包括前述任一种的缝纫机缝制状态监测系统。

本发明提供的缝制状态监测系统，将缝线张力变化转换为传感器的电信号变化，易于控制器监测和判断。例如将缝线张力变化转化为永磁体与霍尔传感器间距的变化引起的电压变化，这样很容易得到缝线张力变化的波形，钩线脉冲和挑线脉冲波形干净，易于控制器做判断，检测准确率高。在采用了同步脉冲的情况下，控制器利用和缝纫机同步的周期性触发脉冲为参考，使得监测各个张力特征脉冲的可靠性大大提高。而本发明提供的缝线张力检测传感器结构简单，可以实现传感器的小型化和低造价，而且能够在缝制周期内实时发出检测信号。

附图说明

图1显示为本发明缝制状态监测系统的工作原理示意图；

图2显示为本发明一个实施例的缝线张力检测传感器的平面结构示意图；

图3显示为图2所示缝线张力检测传感器的立体结构示意图；

图4显示为本发明缝制状态监测系统使用同步脉冲后的工作原理示意图。

元件标号说明

1 基体

2 弹簧片

3 缝线

4 永磁体

5 线孔

6 线孔

7 线性霍尔传感器

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明提供一种通过检测缝线(面线或底线)张力的变化对缝制状态(跳针和/或断线)进行监测的系统，该系统包括缝线张力检测传感器和控制器。缝线张力检测传感器用于检测缝线张力的变化，控制器与缝线张力检测传感器连接，用于监测缝线张力的变化，判断是否出现跳针和/或断线的情况。在正常缝制情况下，缝线张力周期变化，每个周期所检测的张力变化的电信号一定同时存在钩线和挑线两个脉冲；无钩线脉冲但有挑线脉冲，则为跳针；无钩线脉冲且无挑线脉冲，则为断线。本发明提供的监测系统的原理即由控制器通过监测每个缝线张力变化周期中缝线张力检测传感器检测到的缝线张力检测电信号是否存在钩线脉冲和/或挑线脉冲来判断是否出现跳针和/或断线的情况，并可在出现上述情况时发出警报或提醒。

下面通过图1所示缝线张力检测电信号的波形图为例更为直观地描述对跳针和/或断线情况的监测。图1所示波形图反映出缝线张力周期性变化，图中示出缝纫机连续三个转动周期(三针)的张力检测电信号的波形，即张力变化波形。其中钩线脉冲是由于旋梭钩线形成线环时缝线张力变化引起的电信号改变；挑线脉冲是挑线杆挑线到最高点时缝线张力变化引起的电信号改变。正常缝制情况下，每个周期一定同时存在钩线脉冲和挑线脉冲；当出现跳针时，则钩线脉冲消失(如图所示第三针)；当出现断线时，钩线脉冲和挑线脉冲将都不存在。

缝线张力检测传感器可选用现有技术中合适的各种力传感器，通过力传感器中的力敏元件(即弹性体)将缝线张力转换为电信号传送至控制器，由控制器对该电信号进行监测。控制器例如可使用单片机。

本发明在提供缝制状态监测系统的同时，还提供了缝线张力检测传感器一种优选的具体实施方式。图2和图3示出了其中一个实施例。该缝线张力检测传感器包括基体1，安装在基体1上的弹簧片2和线性霍尔传感器7，弹簧片2的固定端固定在基体1上，自由端延伸到线性霍尔传感器7的上方。弹簧片2自由端的底部固定有永磁体4，位于线性霍尔传感器7上方并与其相隔一定距离，弹簧片2自由端的顶部固定有线卡5，例如卡线陶瓷。在弹簧片2延伸方向(也可以是在垂直于或相交于弹簧片2延伸的方向)上，在线卡5的两侧各设置有一个线孔6，例如陶瓷线孔，线孔6安装在基体1上开设的通孔中。线卡5高于两侧的线孔6，使得从中穿过的缝线3在线孔6处的位置低于在线卡5处的位置，从而在缝线3张紧时对弹簧片2施加向下的压力。缝线3上的张力通过线卡5作用在弹簧片2上，使弹簧片2发生形变，从而导致永磁体4作用在线性霍尔传感器7上的磁感应强度发生改变，继而使线性霍尔传感器7的输出电压发生变化。在弹簧形2变量较小时，线性霍尔传感器7的输出信号相对于缝线3中的张力接近于线性关系。

虽然在上述实施例中，图中基体1显示为包括底部、两个相对侧壁及连接两侧壁的后壁，通孔开设在两侧壁上，弹簧片2固定端固定在基体1的一个侧壁上，线性霍尔传感器7安装在基体1的后壁上。但上述结构形式仅为示例，在其他实施例中可以使用其他能够满足弹簧片和线性霍尔传感器的安装与定位的任意结构。同时，线孔和线孔的使用也是示例性的，在其他实施例中可使用其他便于缝线穿线和定位的结构，例如线孔和线卡互换，例如取消线孔，缝线直接穿过基体上的通孔，只需满足缝线在通孔处的位置低于在弹簧片自由端顶部的线卡(或线孔)处的位置。换句话说，缝线定位结构包括中间定位结构和侧边定位结构，中间定位结构固定在弹簧片自由端顶部，侧边定位结构固定在基体上，位于中间定位结构的一侧且低于中间定位结构，侧边定位结构可以是一个，也可以是两个，分别位于中间定位结构的相对两侧。

在使用上述缝线张力检测传感器的情况下，控制器与缝线张力检测传感器中的线性霍尔传感器连接，实时获取线性霍尔传感器输出电压的变化，从而实时获取缝线张力的变化。

在本发明中，对于缝制状态的监测，也即对缝线张力变化的监测，一般可通过软件程序来实现，例如对张力检测电信号的波形变化进行监视，并判断有无跳针和/或断线。但由于缝制过程中，缝纫机主轴的转速是变化的，难以完全预知，因此为了保证监测的可靠性，还可以通过在主轴的每个旋转周期发出一个触发信号，本发明中称之为同步脉冲，控制器利用这个周期性脉冲信号作为起始，进行钩线脉冲和挑线脉冲的监测，然后根据上述钩线脉冲和/或挑线脉冲的有无来判断是否跳针和/或断线，从而使得对各个张力变化的监测更为可靠，并且保证了在一针的缝制周期内作出判断。

该同步脉冲以主轴旋转周期为单位，每当缝纫机主轴转动到一个特定位置时，由缝纫机控制器输出，或者在缝纫机中安装一个传感器，使之每个旋转周期发出一个同步脉冲。采用同步脉冲的监测系统的工作原理可以如图4所示的波形图为例。如图4所示，利用和缝纫机主轴的旋转同步的触发脉冲作为起始信号，同一周期内，控制器监测到有钩线脉冲则正常缝制；控制器监测到无钩线脉冲但有挑线脉冲，则判断为跳针并报警；控制器监测到钩线和挑线脉冲都没有的情况下判断为断线并报警。

由上面针对本发明各实施例的描述可知，本发明提供的缝制状态监测系统，将缝线张力变化转换为传感器的电信号变化，易于控制器监测和判断。例如将缝线张力变化转化为永磁体与霍尔传感器间距的变化引起的电压变化，这样很容易得到线张力变化的波形，钩线脉冲和挑线脉冲波形干净，易于控制器做判断，检测准确率高。在采用了同步脉冲的情况下，控制器利用和缝纫机同步的周期性触发脉冲为参考，使得监测各个张力特征脉冲的可靠性大大提高。而本发明提供的缝线张力检测传感器结构简单，可以实现传感器的小型化和低造价，而且能够在本缝制周期内实时发出检测信号。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种缝纫机缝制状态监测系统，其特征在于：

包括缝线张力检测传感器和控制器；

所述缝线张力检测传感器包括力传感器，用于检测缝线张力，并向所述控制器发送张力检测电信号；

所述控制器与所述力传感器连接，接收并监测所述张力检测电信号，并根据是否存在钩线脉冲和/或挑线脉冲判断缝纫机是否出现跳针和/或断线，当无钩线脉冲但有挑线脉冲，判断为跳针，当无钩线脉冲且无挑线脉冲，判断为断线。

2.根据权利要求1所述的缝纫机缝制状态监测系统，其特征在于：

所述缝线张力检测传感器还包括基体、弹簧片、永磁体和缝线定位结构，所述力传感器为霍尔传感器；

所述弹簧片的固定端固定在所述基体上，所述永磁体固定在所述弹簧片的自由端的底部；

所述霍尔传感器安装在基体上，位于所述永磁体下方，并与所述永磁体相隔一定距离；

所述缝线定位结构用于缝线的穿过和定位，包括中间定位结构和侧边定位结构，所述中间定位结构固定在所述弹簧片自由端的顶部，所述侧边定位结构设置在所述基体上，位于所述中间定位结构的一侧，且低于所述中间定位结构，使得定位在所述中间定位结构处的缝线高于定位在所述侧边定位结构处的缝线。

3.根据权利要求2所述的缝纫机缝制状态监测系统，其特征在于：

所述霍尔传感器为线性霍尔传感器。

4.根据权利要求2所述的缝纫机缝制状态监测系统，其特征在于：

所述中间定位结构为线卡或线孔。

5.根据权利要求2所述的缝纫机缝制状态监测系统，其特征在于：

所述侧边定位结构为开设在所述基体上的通孔，或安装在所述基体上的线孔或线卡。

6.根据权利要求2所述的缝纫机缝制状态监测系统，其特征在于：

所述侧边定位结构包括两个，位于所述中间定位结构的相对两侧。

7.根据权利要求1所述的缝纫机缝制状态监测系统，其特征在于：

所述控制器包括单片机。

8.根据权利要求1所述的缝纫机缝制状态监测系统，其特征在于：

还包括位置传感器，用于当检测到缝纫机主轴旋转到一定位置时，向所述控制器发送同步脉冲，控制器根据所述同步脉冲触发对所述张力检测电信号的监测。

9.一种缝纫机，其特征在于：包括根据权利要求1-8任一所述的缝纫机缝制状态监测系统。

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