CN108138412B - 用于簇绒雕刻式多绒头高度的图案化制品的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于簇绒雕刻式多绒头高度的图案化制品的系统和方法，包括控制通过纱线进给机构进给到簇绒机的针的纱线的放置以形成不同的图案，该系统和方法包括在其上方进给背衬的背衬支撑件，其将背衬提升和/或偏置到高处位置。当背衬材料通过簇绒机进给时，一系列钩圈或钩接合并从针上拾取纱线圈。纱线进给机构将被控制成在选定纱线圈中产生张力，以使背衬材料抵抗由背衬支撑件施加的朝向簇绒机的针板的偏置或弹簧力而被牵拉，以产生不同绒头高度的簇绒。

Description

用于簇绒雕刻式多绒头高度的图案化制品的系统和方法
相关申请的交叉引用
本专利申请是先前于2015年10月1日由本申请中指定的发明人提交的共同未决美国临时专利申请序列号No.62/235,834的正式版。本专利申请根据管理临时专利申请的章程和规则，特别是35U.S.C.§119(e)和37C.F.R.§§1.78(a)(3)和1.78(a)(4)，要求所引用的临时专利申请的申请日的权益。以上引用的临时专利申请的说明书和附图通过引用如同全部阐述一样明确地并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及簇绒机，并且特别涉及用于控制在穿过簇绒机的背衬材料内纱线在各种绒头高度处的放置以形成雕刻式图案化制品的系统和方法，所述雕刻式图案化制品包括具有多个不同绒头高度的簇绒的图案。
背景技术
在簇绒地毯和其他类似制品时，相当重视新的更加引人注目的图案的开发，以便试图跟上不断变化的消费者口味和加剧的市场竞争。特别是多年来一直强调复制在织机上形成的织物的外观和感觉的地毯结构。随着为诸如在美国专利No.4,867,080中公开的簇绒机引入计算机控制，更加精确和多样化地设计并以更高的生产速度生产簇绒图案地毯成为可能。此外，计算机化设计中心已经开发出来帮助设计师设计和创造更多种类的图案，其中诸如纱线进给、绒头高度之类的要求由设计中心计算机自动计算和生成。因此，可以看出，存在对形成具有合并多种图案效果的新设计的诸如地毯之类的簇绒织物的系统和方法的需要。
发明内容
简言之，本发明总体上涉及形成雕刻式多绒头高度的图案化簇绒制品的簇绒机和方法，其中可以以增强的选择性来控制在背衬中形成的纱线或针脚的簇绒的放置和绒头高度，以便能够形成具有各种图案效果和/或颜色的图案化簇绒制品(例如地毯)，包括形成具有雕刻式自由流动的多色和多绒头高度图案以及编织型或织布机形成型外观的簇绒制品。本发明的簇绒机通常将包括用于控制簇绒机的操作元件以形成所期望的输入、编程、扫描和/或设计图案的控制系统。这样的图案可以包括各种图案效果(包括具有多种、各种或不同的绒头高度，处于相同和/或不同的簇绒排中的割绒和/或圈绒簇，以及其他纹理效果)以及在横跨背衬的选定位置和绒头高度处可见的各种颜色和/或类型的纱线的放置，其中所得到的簇绒制品设置有基本上匹配正在形成/簇绒的图案的所期望的或规定的图案密度或每英寸针脚的保持和/或可见颜色的密度/每英寸针脚。
簇绒机将包括具有沿其上安装的一系列针的一个或多个针杆，沿针的往复移动路径限定簇绒区域。随着针往复进出背衬材料，通过簇绒区域和在其中引入的纱线簇进给背衬材料。还可以设置移位机构，用于使针杆横向移过簇绒区域，并且可以在簇绒机包括多于一个移位针杆的情况下使用多个移位机构。移位机构将响应于来自控制系统的控制指令而操作，并且可以包括伺服电机控制型移位器、一个或多个凸轮或其他移位器(诸如由Card-Monroe公司制造的“SmartStep”牌移位机构)，用于按照正在簇绒的图案的编程和/或设计图案步长横向跨越背衬步进或移位针杆。
另外，通常将在簇绒区域下方设置量规部件总成，其可以包括割绒钩、圈绒钩圈、平割钩圈或钩、具有附接到其上的偏置夹具的割/圈钩和/或这些和其他量规部件的组合。当针穿透背衬材料以从其中拾取纱线圈时，量规部件往复移动成与针接合。在一个实施例中，可以使用割绒钩。在其他实施例中，可以使用一系列平割圈钩圈，其每个都具有可移动夹具，该夹具可以基于正在形成的图案针脚和/或移位轮廓步长单独控制，以便根据由此正在形成的纱线圈是从它们的平割圈钩圈松开或沿着它们的平割圈钩圈保持例如以形成圈绒簇，还是将被保持在平割圈钩圈上并被切割以形成割绒簇，而选择性地为每一针脚而被致动。在更进一步的实施例中，还可以使用圈绒钩圈、割绒钩、割/圈钩和/或平割圈钩圈的其他配置和/或组合。
通常还可以沿着簇绒区域安装针板，其中一系列簧片指状件限定针往复移动通过其中的空间或间隙。针板可以包括安装在其上的背衬支撑件，其与针板形成或集成在一起，使得背衬材料在其通过簇绒区域进给时在其上方穿过。背衬支撑件可以形成为部段或组块，每个部段或组块可以包括安装在基部或间隔件部分上的弹簧板或偏置部分，其可以按照需要改变以将弹簧板相对于针板定位在选定高度或高处。每个弹簧板通常将进一步包括柔性弹性材料，并且在一个实施例中，可以形成为具有基部和一系列向前突出的指状件或弹簧元件的细长板。背衬支撑件将倾向于朝向高于针板所期望的绒头差或偏置距离的高处或第一位置升高并维持和/或偏置背衬材料。因此，随着背衬在其上方通过，可以以这样一个绒头高度形成在背衬中形成的纱线簇，该绒头高度可以包括由背衬在背衬支撑板上方的移动提供的弹簧或偏置距离或被增加约等于绒头高度差的量。
进给到针的纱线可以选择性地控制成减慢、回拉、拉回或限制对于选定针脚或簇绒而进给到针的纱线量，从而导致抵靠量规部件拉紧或牵拉这些纱线的圈，该纱线量足以产生拉紧的纱线的张力和/或拉力。在选定纱线中产生的这种张力反过来将抵靠背衬支撑板并抵抗背衬支撑件的偏置力或弹簧力而牵拉和拉拽背衬。随着纱线张力增加到足以克服弹簧板的弹性或偏置/弹簧力，背衬支撑件的弹簧板或至少其指状件或部分可以挠曲或弯曲，从而允许背衬材料移动或牵拉朝着靠近针板的低处位置，使得通过相对于预定的或选定的绒头差并相对于由背衬支撑提供的弹簧或偏置力/弹性力而控制纱线进给和由纱线抵靠背衬而施加的张力能够进一步改变正在形成的簇绒的绒头高度。
簇绒机通常还包括至少一个纱线进给机构或图案附件，用于控制纱线向其相应针的进给。这样的图案纱线进给图案附件或机构可以包括各种卷筒、滚筒、伺服滚筒、单端或双端纱线进给附件，例如由Card-Monroe公司制造的YarntronicsTM或Infinity IIETM牌纱线进给附件。也可以使用其他类型的纱线进给控制机构。至少一个纱线进给机构或图案附件可以被操作以根据用于形成纱线簇(包括具有不同绒头高度的簇绒)的图案指令来选择性地控制纱线向它们的选定针的进给，以产生所期望的地毯图案外观。例如，通过控制进给选定针的纱线以便由量规部件接合的其圈被抵靠其牵拉到足以产生所期望的张力(与由背衬支撑件提供的弹簧或偏置力相反，该张力可以施加到移动通过簇绒区域的背衬)，可以使背衬材料被抵靠背衬支撑件拽拉或拉低和/或拉紧，而不用被拉过针板。因此，可以通过控制纱线进给和由此施加的张力以产生各种雕刻式图案或高/低效果(包括提供对其间的过渡的结构/外观的增强控制)来形成不同的各种绒头高度的纱线的割绒簇和/或割绒和圈绒簇。
在其他实施例中，控制系统可以进一步包括例如公开在美国专利No.8,357,989中的针脚分布控制系统或与针脚分布控制系统一起操作(该美国专利的公开内容通过引用如同在本文中提出那样并入本文)，并且可以控制至少一个纱线进给机构，使得待示出在簇绒制品的面或表面上的纱线通常能够以足以形成期望高度的簇绒的量进给，而不示出在簇绒区域中的非显现纱线将从背衬回拉或拉到足够低和/或拉出，以避免在其间产生不期望的间隙或空间和/或使其与图案纱线的表面或保持的可见簇绒干涉最小化。对于图案的每个像素或针脚位置，通常将呈现一系列纱线，并且可以拉回和/或移除不在这样的像素或针脚位置处选择显现的纱线。因此，通常将仅放置在特定针脚位置或像素处的期望或选定纱线/颜色将保持在该针脚位置或像素处，而其余纱线/颜色将隐藏在当时正在缝制的图案区域中，包括将纱线拉出背衬以漂浮在背衬材料的表面上。控制系统还将根据正在形成的图案的指令来控制移位机构和纱线进给机构的操作。
可进一步控制纱线簇在背衬中的结构，以便在背衬中形成比图案中需要或要求的针脚数更多的每英寸针脚数，即增大或更密的有效或操作加工针脚速率，其中未选定或不保持的簇绒或针脚被移除或被拉得如此低以避免产生和/或占据图案纱线的选定颜色或针脚/簇绒将被保持在的间隙或空间，以便在正在以基本上真实的图案密度形成的图案的确定针脚位置或像素处提供选定类型或颜色的纱线的期望放置，并且该图案还可以以选定的各种绒头高度形成，包括通过与背衬支撑件结合起来控制纱线进给来控制过渡和/或其他雕刻效果。
结合附图阅读以下详细描述后，本发明的各种目的、特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的原理的用于形成雕刻式多绒头高度的图案化簇绒制品的簇绒机的一个示例实施例的侧立视图。
图2是图1的簇绒机的透视图。
图3A和图3B是根据本发明的原理的、包括用于形成多绒头高度的雕刻式割绒制品的一系列割绒钩的簇绒机的一个实施例的透视图。
图4A是用于形成包括一系列平割圈钩圈的雕刻式多绒头高度的图案化簇绒制品的簇绒机的另一实施例的侧立视图。
图4B是图4A的簇绒机的透视图。
图5A是用于如图4A-4B中所示的、用于形成雕刻式多绒头高度的图案化簇绒制品的簇绒机中的平割圈钩圈的侧立视图。
图5B是图5A的平割圈钩圈的透视图。
图6A是根据本发明的原理的针板和背衬支撑件的一个实施例的平面图。
图6B是图6A的针板和背衬支撑件的透视图。
图7是示意性地示出根据本发明的原理的具有不同的各种绒头高度的一系列割绒簇的结构的侧视图。
图8A是根据本发明的原理的用于形成各种绒头高度的簇绒的针板和背衬支撑件的一部分的透视图。
图8B是示意性地示出各种绒头高度的割绒和圈绒簇的结构以根据本发明的原理来形成雕刻式多绒头高度的图案化簇绒制品的侧立视图。
本领域技术人员将认识和理解，根据惯例，下面讨论的附图的各种特征不一定按比例绘制，并且附图的各种特征和元件的尺寸可能被扩大或缩小以更清楚地说明这里描述的本发明的实施例。
具体实施方式
现在按照根据本发明的原理的形成雕刻式图案化簇绒制品的系统和方法的示例实施例来参考附图，其中在几个视图中相同的附图标记表示相同的部件，总体上如图1-4B中所示，提供了簇绒机10的实施例，用于在背衬材料B中的期望位置处形成或簇绒(tuft)纱线Y的针脚或簇绒。这种簇绒或针脚(stitch)可以形成为具有雕刻式多绒头高度簇绒外观，并且还可以以增强的选择性放置，以形成其他各种或自由流动图案效果。例如，簇绒制品可以形成有割绒簇(cut pile tuft)、圈绒簇(loop pile tuft)和/或割绒簇和圈绒簇的组合，包括正在同一簇绒排中形成的这种簇绒，其中以各种绒头高度形成簇绒以提供雕刻式外观以及各种几何和/或自由流动设计的多色图案的结构。此外，将理解，可使用各种数量的不同类型和/或颜色的纱线(即两种颜色、三种颜色、五种颜色、六种颜色等)来根据本发明的原理形成雕刻式多绒头高度的图案化簇绒制品。
总体上如在图1中所示，在一个实施例中，簇绒机10将包括框架11，框架11可以包括容纳针杆驱动机构13并限定簇绒区域T的头部或上部12。针杆驱动机构13(图1和图2)通常包括一系列推杆14，其可以通过连接杆17连接到针杆驱动器16(诸如图1-2中所示的传动箱/总成)或类似机构。传动箱驱动器16又例如通过一条或多条驱动带或驱动链19连接到并驱动离开用于簇绒机的主驱动轴18(图1)其中主驱动轴18本身由诸如伺服电机之类的电机驱动。作为替代，针杆驱动机构13的推杆14可以经由连接杆17直接连接到主驱动轴18以便直接驱动离开主驱动轴，或者通过独立的驱动系统(未示出)驱动。
可以附加地设置编码器，用于监测主驱动轴的旋转并且将主驱动轴的位置报告给控制簇绒机10的操作的控制系统25(图1)。控制系统25通常将包括簇绒机控制器，该簇绒机控制器包括具有操作员界面26A的计算机/处理器或系统控制器26，操作员可以通过该操作员界面26A输入图案、进行调整等。在一些实施例中，控制系统25可以包括或者包含诸如在美国专利No.8,359,989中公开的那样的针脚分布控制系统，该美国专利的公开内容通过引用如同在此完全阐述一样合并在此，而该控制器26还包括程序，用于形成簇绒图案的控制方法，该簇绒图案包括具有以多绒头高度形成的簇绒的雕刻式图案以及诸如在美国专利No.8,359,989中所公开的各种颜色/针脚放置控制图案。
控制系统25通常将包括程序，其使得能够监控和控制簇绒机10的操作元件，例如针杆驱动机构13、纱线进给附件27、背衬进给辊28、主驱动轴18、针杆移位机构40(图2、3A和图4B)以及按照由针脚分布控制系统开发的所计算/确定出的图案指令安装在簇绒机的簇绒区域T下方的量规部件总成30，下面将更全面地讨论。控制系统25(图1)还可以接收并执行图案信息或者将图案信息存储在系统控制器26的存储器中。响应于开发的/编程的图案指令，控制系统25将控制簇绒机10的操作元件，以便当背衬材料沿着箭头33的方向借助于背衬进给辊28而穿过簇绒区域T时在背衬材料B中形成所期望的簇绒图案，如图1-4B中所示。
在一些实施例中，控制系统25的系统控制器26通常可以用形成一个或多个簇绒制品的一个或多个期望图案的指令进行编程，该期望图案包括一系列图案步长，该步长可以手动或通过使用如本领域技术人员所理解的设计中心或设计软件产生或计算。作为替代，控制器26可以包括图像识别软件以使用扫描的和/或设计图案图像(例如设计的图案，包括绒头高度和诸如圈绒和割绒簇在由例如不同的颜色或类似标记或指示器示出的图案中的放置之类的其他特征)以及由控制系统、扫描仪或其他成像装置31(图1)输入、识别和处理的照片、绘图和其他图像。控制系统可以识别并标识诸如圈绒或割绒簇的放置或位置之类的各种图案特征(包括设计图案图像的颜色和/或指示纹理效果的纹理差异)并且可以向其分配选定纱线。
此外，在诸如系统控制器25如在美国专利No.8,359,989中所公开的那样以包括针脚分布控制系统的功能操作或者包括或包含针脚分布控制系统的功能的实施例中，控制系统还可以设置有软件/程序以读取和识别输入的扫描图案的颜色，并且可以基于针杆的针的线头顺序将从供应纱轴架供应的纱线的供应位置分配给各根针，以便优化纱轴架中各种颜色的纱线的供应来使其达到最佳使用，从而从图案图像形成所识别的图案区域。系统控制还可以产生图案区域或图案映射，其包括一系列图案像素或簇绒/针脚放置位置，它们识别这样的一些空间或位置：在这些空间或位置处将选择性地放置各种颜色纱线和/或割绒/圈绒簇以形成成像图案。也可以分析所期望的图案密度(即显现在成品图案化簇绒制品的面上的所期望的每英寸针脚数量)并计算图案的有效或操作加工针脚速率以实现扫描和/或设计的图案的所期望的织物针脚速率的外观。
本发明的控制系统25还可以包括程序，其用于接收、确定和/或执行各种移位或凸轮轮廓，或者可以基于扫描或输入的设计图案图像来计算建议的移位轮廓。实际上，在一个实施例中，设计图案图像、照片、绘图等可以在簇绒机中被直接扫描、加载或以其他方式输入，并且控制系统可以读取、识别和计算图案步长/参数(包括纱线进给控制、背衬移动控制和/或针往复移动控制，以便以有效针脚速率在背衬中形成簇绒，以实现所期望的图案密度、凸轮/移位轮廓和纱线布置来匹配扫描和/或设计图案图像)并且此后可以控制簇绒机的操作以形成该扫描和/或设计图案。另外，操作员可以例如通过指示图案是否具有2、3、4、5或更多种颜色或期望次数的图案重复来选择所期望的凸轮轮廓或修改计算出的移位轮廓，和/或可以手动计算、输入和/或调整或改变由控制系统按照需要经由手动超控/编程而产生的纱轴架分配、移位轮廓和/或颜色映射。
如图1-4B所示，簇绒机10还将包括附接到推杆14并由推杆14驱动的一个或多个针杆35。针杆35以往复移动(由箭头37/37'示出)方式将一系列针36移进和移出背衬材料B，以将纱线Y携带或插入到背衬中。在一些实施例中，针可以沿着一个或两根针杆布置成单直线排，而在其他实施例中，针35可以以交错布置方式安装，并排的针排沿着一个或一对针杆横向间隔开并且横跨簇绒机的簇绒区域。针杆35还可以横跨背衬材料的宽度移位。虽然在附图中仅示出了其中布置有一直线排针36的单根针杆35，但本领域技术人员将会理解，也可以在并入了根据本发明的系统的簇绒机10中利用具有间隔开的排针36的双针杆和单针杆的附加布置，其可以以直线或交错或并置配置方式布置，并且还可以移位。
当针沿箭头37和37'(图2)的方向往复移动时，它们携带纱线Y穿进和穿出背衬材料B以在背衬材料中产生和/或放置纱线Y的圈L，并与量规部件总成30的量规部件32接合，以在背衬材料中形成割绒簇38/38'和/或割绒簇38/38'和圈绒簇39/39'(图4A-4B)。另外，如图2、3A和4B中所示的实施例所示，在一些实施例中，移位机构40可以链接到针杆35(或多个针杆)，用于根据计算处的图案指令沿着箭头41和41'的方向横跨簇绒区域移位针杆。移位机构40可以包括由Card-Monroe公司制造的Smart StepTM型移位器，或者可以替代地包括各种其他类型的移位机构，包括伺服电机或液压控制的移位器和/或常规使用的图案凸轮移位器。也可以使用可单独操作或与用于相对于针横向移位背衬材料的针杆移位器结合起来操作的另外的移位机构，包括背衬材料或黄麻移位器。
另外如图1-2所示，一个或多个纱线进给机构或附件27可以安装到簇绒机10的框架11上，用于在簇绒机的操作期间控制纱线Y向每根针的进给。例如，如图4A-4B所示，可以将一系列不同类型或颜色的纱线(Y1-Y4)以选定的线头顺序或系列(例如ABCD)进给每根针，线头顺序基于正在运行的图案进行确定或选择。存在多种可用于本发明的针脚分布控制系统的纱线进给附件，用于控制将不同纱线Y进给到各根针36。图案纱线进给附件或机构27(图1)可以包括传统的纱线进给/驱动机构，例如辊或卷动图案附件，该卷动图案附件具有一系列至少部分地沿着簇绒机延伸并且在控制系统25的控制下由电机驱动的辊，该控制系统25用于控制纱线横跨簇绒机的进给以横跨背衬材料的宽度形成图案重复和/或多绒头高度和/或其他纹理效果。这样的纱线进给机构或附件可以包括由Card-Monroe公司制造的Quick ThreadTM、Enhanced GraphicsTM和/或Multi Pile Height Scroll纱线进给控制器/附件。作为替代，可以使用具有多个如图1和2所示的纱线进给驱动器45的其他类型的图案纱线进给附件，每一个纱线进给驱动器45都包括一个电机46和一个进给辊47，用于控制将特定组的纱线重复进给到选定的针，包括使用单独的纱线进给辊或驱动器45(例如单端/伺服卷动附件，包括由Card-Monroe公司制造的InfinityTM和Infinity IIETM系统)来控制单纱线(或端)或成对(或更多)纱线向每一个针的进给。
例如，美国专利No.6,009,818、No.5,983,815、No.7,096,806和No.8,887,703公开了用于控制向簇绒机的针进给或分布纱线的图案纱线进给机构或附件。美国专利No.5,979,344还公开了一种用于驱动簇绒机的各种操作元件的精确驱动系统。所有这些系统都可以用于本发明，并且通过引用将其全部内容并入本文。因此，虽然在图1中示出了单端或双端型纱线进给机构27，但本领域技术人员还应该理解，用于控制纱线进给的图案纱线进给机构可以包括单端或双端纱线进给控制、卷动、滚动和/或类似附件，和/或它们的各种组合，并且还可以沿着簇绒机的一侧或两侧安装。更进一步，控制系统25可以执行纱线进给补偿和/或纱线进给建模，以帮助控制和减少或最小化待进给的不保持/非显现的纱线量，以避免纱线的过量进给并且由此最小化簇绒操作期间的浪费。
纱线进给附件可以被控制以选择性地将纱线进给到它们各自的针，从而能够控制形成簇绒的绒头高度。另外，可以控制将显现在簇绒制品的表面上的表面或面纱线或簇绒，以便以足够以所期望的或规定的绒头高度形成这种所期望的割/圈簇绒的量来进给，而要隐藏在图案的特定颜色和/或纹理区域中的非显现纱线将从背衬材料回拉和/或拉低或拉出到一定程度以避免在保持纱线或面纱线之间产生不期望的空间或间隙。在一个实施例中，可以在每个像素或针脚位置处放置/簇绒的每种颜色或类型的纱线通常可以呈现给这种像素或针脚位置以进行簇绒，只有示出或显现在像素或针脚位置处纱线以所期望的绒头高度保持并形成。因此，例如对于4种颜色图案，可以在特定像素或位置处簇绒的4种颜色纱线A、B、C和D中的每一种可以仅以保持所选图案纱线(例如“A”纱线)的方式呈现给这种像素，而其余未选定纱线B-D被呈现并被拉回和/或从像素或针脚位置移除。因此，纱线呈现给像素或针脚位置时，如果纱线要被保持或显现在像素或针脚位置中，则可以控制纱线进给27以进给一定量的纱线以在像素或针脚位置处形成纱线簇。如果所呈现的纱线不保持或显现在像素或针脚位置中，则可将其拉回和/或移除。如果没有纱线被选择用于在特定像素或针脚位置处插入，则针杆可以进一步移位以跳跃或以其他方式跳过或绕过针向该像素或针脚位置的呈现。
如在图1-4B中进一步所示，量规部件总成30通常安装在簇绒机10的基座34和簇绒区域T的下方。当针穿透背衬材料时，它们被量规部件总成30的一系列量规部件32接合以形成纱线Y的圈L(图7-8B)，该圈可以被切割以形成割绒簇38，并且/或者可以保持为可以形成圈绒簇39的纱线圈(图4A-4B)或者可以按照需要通过图案纱线进给附件27的操作而从背衬回拉或拉低或拉出。在一个实施例中，量规部件总成30的量规部件32可以包括一系列割绒钩60，如图1、2、3A-3B和7所示。在另一个实施例中，可以如图4A-4B和8A-8B所示那样使用平割(LCL)圈钩圈或钩70。此外，还可以使用其他量规部件，例如割/圈钩、圈绒圈钩圈以及圈绒圈钩圈、割绒钩、割/圈钩和/或平割圈钩圈的各种组合。这些量规部件可以布置在不同的高度处，以提供针对正在形成的纱线簇的在绒头高度或其他纹理效果方面的进一步变化或所期望的差异。结果，簇绒制品可以用包括在相同的纵向簇绒排中形成圈绒和割绒簇的基本上全部的割绒簇、圈绒和割绒簇的混合物和/或全部的圈绒簇形成，并且除了形成各种几何和/或自由流动的彩色图案效果之外，还具有改变纹理或雕刻式图案效果，包括不同簇的绒头高度的变化等。
另外如图1-8B所示，针板50通常沿着簇绒区域的一侧安装，例如沿簇绒区域T的上游侧设置(如图1、3A和4A所示)。也可以形成为区段或组块的针板通常可以安装到簇绒机的框架上并且可以包括一系列间隔开的簧片指状件或类似元件51，所述簧片指状件或类似元件51沿着背衬材料B的移动方向向前延伸通过簇绒区域，在其间具有空间52(图6A-6B和8A)，并且当针36穿过背衬材料并且被量规部件32接合以形成纱线圈时，针36可以穿过或邻近和/或引导通过或邻近该空间52。进一步如图1-8B所示，背衬支撑件53可位于针板50上的适当位置、安装至针板50的适当位置或以其他方式与针板50一体化(如图6A至图6B所示)，使得背衬材料在其移动通过簇绒机时穿过该位置。
在一个实施例中，背衬支撑件53可以包括或形成为部段或组块53A(例如图6B中所示)，每个部段或组块53A可以包括间隔件或基部54以及弹簧板或偏置部段/部分55，后者安装在间隔件上以便位于针板上方选定的或规定的高度或高处。在其他替代实施例中，背衬支撑件或至少其间隔件或弹簧板/偏置部分也可具有基本上单件式或整体式结构。背衬支撑件53通常可以通过紧固件56A紧固到针板50和/或簇绒机的框架上，紧固件56A可以容纳在狭槽56B或类似的开口内，以便能够相对于簧片指状件51的远端51A和/或簇绒机的针调整背衬支撑件(或其独立的组块或部段53A)。可以按照需要提供这种调整，以定位和/或改变弹簧板55相对于针的位置；例如可能需要适应各种图案效应，提供较小尺寸或其他机调整，和/或调整或改变背衬材料的弹回以适应不同厚度或硬度的背衬材料。在又一替代实施例中，背衬支撑件和/或其部件可以用针板的一部分来形成或形成为针板的一部分，以便形成基本上一体化的总成或单一部件或组块，例如以便于更换。
每个背衬部段支撑件53A的弹簧板或偏置部分55通常还将由弹性柔性材料例如弹簧钢或其他高强度弹性复合合成材料或金属材料形成。如图3B、图7和图8A-8B所示，背衬材料B通常将被进给、移动或跳过背衬支撑件53，而当其跳过背衬支撑件时，弹性弹簧板55或其偏置部分将倾向于提供弹簧或偏置力，以推进、偏置或通常弹性地将背衬材料弹性地保持在稍微凸起的水平或位置处，这可以向其中形成的簇绒提供预定的或所期望的绒头高度差“P”(图7)。如在图1、2、3A、4A和6A-6B中进一步总体地所示。在一个实施例中，每个背衬支撑部分53A的弹簧板55可以形成有一系列向前延伸的弹簧指状件或其他偏置元件57，其可以基本上与针板50的簧片指状件51对齐。弹簧板55的弹簧指状件57通常将定位成向前突出，基本上平行于簧片指状件51延伸，其中弹簧指状件的远端57A与簧片指状件51的前端或远端51A向后间隔开，诸如图6A-7中所示。虽然弹簧指状件示出为基本上笔直的，但在一些实施例中，弹簧指状件57和/或弹簧板55也可以形成为向上成角度和/或弯曲或其他配置，并且长度可以变化。
也如图6B所示，弹簧板55安装在其上的间隔件54可以是开槽的或包括安装槽，由此可以调整间隔件的位置，进而调整弹簧板的指状件的位置(例如，以便相对于针板的簧片指状件51向前或向后移动指状件的端部57A)，以按照需要相对于针调整它们的位置，例如以便提供所期望的弹跳返回或返回偏置到跳过其的背衬材料。间隔件54还将在针板的簧片指状件上方提供弹簧板的指状件的垂直间距，其可以具有基本上一致的预设尺寸，如图7-8A所示。在各种实施例中，可按照需要更换或交换间隔件，以按照需要调整弹簧板相对于针板的高度，以根据正在形成的簇绒图案产生或改变选定的绒头高度差“P”(图7)。此外，可以使用垫片进一步调整或改变弹簧板相对于针板的高度。
作为背衬材料B与背衬支撑件53的弹簧板或偏置部分55的偏置/弹性接合的结果，可以将针沿着其穿透背衬材料的背衬材料的至少一部分保持在第一凸起或提升位置，该位置在针板上方间隔开选定的或规定的绒头高度差或高度。在一个实施例中，如可以在图4A和图7-8B中所见到那样，背衬支撑件53将倾向于将背衬材料B推压或保持在这样一个位置处，该位置在针板上方间隔开所期望的绒头高度差、高度或间隔(如图7和8A中的“P”所示)，其可以用于为其中形成的簇绒产生选定的基线绒头高度。例如，通过跳过背衬支撑件53的背衬材料的偏置或支撑可以提供大约0.025"-0.125"的绒头高度差。然而，本领域技术人员还应该理解，该绒头高度差或高度还可以通过相对于针板凸起或降低背衬支撑件53的弹簧板或偏置部分55来进行改变或调整(例如按照需要增加或减少)，例如通过使用不同厚度的间隔件54和/或通过使用垫片或其他调整装置来改变或调整背衬支撑件相对于针板的位置。
相应地，如图1、4A-4B和7-8B中所示，纱线簇可以以基于选定或所期望的绒头高度差P或增加了选定或所期望的绒头高度差P的绒头高度来形成在背衬B中。另外，通过控制纱线进给，可以进一步改变或调整该绒头高度差。在一个实施例中，可以控制进给选定针36或选定针组的纱线(例如用于形成各种图案重复)，从而减少、减慢、回拉或进给少量纱线到这种选定的针中。随着纱线进给减少、减慢或受到控制以便调整或限制进给到选定针36的纱线量，这些纱线圈将倾向于抵靠割绒钩60(图7)、平割圈钩圈70(图8A-8B)或者其上接合这些圈的其他量规部件而拉紧，从而在其中产生张力。通过控制纱线进给而在纱线中产生的这种张力反过来施加或产生随着背衬在背衬支撑件上方继续其移动而抵靠背衬牵拉的张力。随着该张力增大到足够克服由背衬支撑件的弹簧板55的弹簧指状件57施加的相对弹性力或偏置力或弹簧力，背衬材料B可以被牵拉或拉向更靠近针板50的低处位置，如图7-8B中的箭头58/58'所示。通过控制向选定的针的纱线进给，由纱线抵靠背衬材料而施加的张力，进而由背衬抵靠背衬支撑件的弹簧板或偏置部分55施加的力，可以抵靠由背衬支撑件53的弹簧板55的弹簧指状件57施加的偏置或弹簧力而平衡，并且当该弹簧板的该偏置力被克服时，背衬材料可以以基本上随背衬材料受控移动而被牵拉到更靠近或邻近针板50的低处位置，而在一些应用中，背衬材料骑在针板的簧片指状件51上而不经过其间。此后，一旦沿着量规部件总成30的量规部件捕获的纱线圈L被释放(即被切割或释放为圈)，所得到的纱线簇将形成为具有选择性地降低或改变的绒头高度。
例如，在图3A、3B和图7中所示的一个实施例中，量规部件总成30将包括一系列割绒钩60，用于在背衬B中形成一系列割绒簇38/38'。每个割绒钩60通常可以包括主体61，主体61具有细长喉部62，纱线圈L(图6)将沿着该细长喉部62被捕获并且终止于钩形鸟嘴状部分63。割绒钩60也可以沿着量规杆64安装(如图3A和3B所示)，例如在量规组块65内安装一系列割绒钩60或沿着量规杆64安装模块，并且将以往复移动朝向和远离与针的接合驱动，如箭头66/66'所示。此外，一系列刀具67可以往复移动以与每个割绒钩60的喉部接合，从而切断或切割在其上捕获的纱线圈L并因此形成割绒簇38。如图7中进一步所示，随着选定纱线的进给减慢或停止或者受到控制以便选定纱线抵靠接合这种纱线的割绒钩而被拉紧或基本上拉紧，将使背衬材料成为抵靠背衬支撑件53的弹簧指状件57拽紧或拉紧，并且随着由纱线施加的张力增加到足以克服弹簧指状件57的弹性弹簧或偏置力的程度，背衬支撑件的弹簧指状件可以挠曲或弯曲足以使背衬材料能够移动或者被牵拉朝向针板的簧片指状件51进入图7中虚线57'所示的位置。随着背衬材料被牵拉或拉近到针板的簧片指状件51因此更靠近量规部件32，所得到的纱线簇38'可以以更小的、减小的或者不同的绒头高度形成。
因此，背衬材料在由背衬支撑件的弹性柔性弹簧指状件57远离针板间隔开的高度或位置处的偏置或保持可以产生所期望的间隔或弹簧区域，其能够使用纱线进给控制实现各种绒头高度簇绒的基本上可控结构，并且能够进一步实现簇绒的整齐切割或分离以基本上避免或最小化“J簇绒”的结构，其中簇绒的一条腿由于抵靠钩牵拉纱线的作用而通常比割绒簇的另一侧短。另外，在弹簧指状件内产生的/作为弹簧指状件的弹性而施加的弹簧或偏置力帮助控制背衬的移动，使得背衬材料通常将维持在高于或基本上防止通过针板簧片指状件向下牵拉同时将选定纱线通过纱线进给控制器拉紧，这进一步帮助提供纱线的基本上一致的均匀的切割或剪切，以形成具有基本上一致的长度并且具有所期望的绒头高度或高处的割绒簇。由弹簧板的弹簧指状件或背衬支撑件的偏置部分所施加的弹性/弹簧或偏置力帮助使用与用以增加正在形成的簇绒的绒头高度的一致性和准确性的弹簧或弹性偏置力相关的纱线进给控制，增强对形成图案中的多绒头高度割绒簇(包括在高和低簇绒之间形成过渡)的控制，其中绒头高度可以处于形成有分级或受控差的后续或在前簇绒之间。因此，所得到的图案可以具有在正在形成的簇绒的绒头高度方面的基本上一致的受控变化(包括雕刻区域或范围之间的分级过渡)以及提供来产生或提供细微遮蔽或其他纹理效果给所得到的簇绒制品的绒头高度方面的额外微小变化。
在另一个实施例中，如图4A-5B和8A-8B所示，量规部件总成30的量规部件32可以包括一系列平割圈钩圈70，其每一个通常可以包括：圈钩圈主体71，其后部或柄部71A可被接纳在支撑件或钩模块72中；以及纵向延伸的喉部73，终止于从其向下延伸的钩状前部或鸟嘴状部分74(图5A-5B)。如图5A和5B所示，每个平割圈钩圈70还可以包括扩展或延伸的喉部73，其可以延伸或定位在相对于平割圈钩圈主体的柄部71A的增大高度处或高处，并且其钩或其鸟嘴状部分74进一步向下延伸增大距离，如图5A中的“D”所示。例如，每个平割圈钩圈的喉部可以具有在主体的柄部上方大约2.5"-2.75"的上边缘73A以及可以位于柄部上方或与柄部间隔开大约0.10"至0.15"处的喉部的下部或底部边缘73B，并且钩状和/或鸟嘴状部分74在其下方延伸大约0.4-0.75"。此外，也可以提供更大或更小的尺寸。
另外，如图5A和5B进一步所示，也可以沿着喉部73的后部或远侧部分设置倒角或成角度的区域75，典型地沿着平割圈钩圈的拾取侧形成。因此，平割圈钩圈70的凸起或延伸喉部通常将被构造成当纱线抵靠它们的平割圈钩圈的喉部拉紧时通过其纱线进给控制而促进或帮助均匀地施加到纱线上的张力，以进一步帮助避免当切割纱线捕获圈时形成基本上不均匀的簇绒。另外，平割圈钩圈的喉部可以形成为有一定长度，和/或平割圈钩圈可以以某种方式或在一定距离上朝向和远离针36(如图4A-4B中的箭头75/75'所示)往复移动，该距离按照需要被选择成提供足够的停留时间或在释放前保持从针拾取的纱线圈L以进一步帮助控制具有不同绒头高度的这种圈绒簇的形成。
通常沿每个平割圈钩圈70的主体71形成一系列通道或狭槽76，沿着该通道或狭槽可滑动地接纳夹具77。夹具77可从它们的平割圈钩圈的前部74后方的缩回位置移动一延伸位置，该延伸位置突出以邻近或接触前面鸟嘴状部分74，如图8A-8B所示。每个夹具可以在其延伸位置上，防止由其相关的平割圈钩圈接合的纱线Y的圈L捕获并保持在用于切割的钩状前部或鸟嘴状部分后面。每个夹具77(图5B)通常包括通常由金属、塑料、复合材料或其他类似材料形成的细长主体78，其具有第一近端79和后部/端，该第一近端79适于延伸或突出以邻近其关联的平割圈钩圈60的前面鸟嘴状部分，而该后部/端延伸穿过沿着其安装平割圈钩圈的支撑模块72。如图4A-4B所示，夹具77每个通常还例如用连接器或门81连接到关联的致动器80，该连接器或门81本身将连接到关联的致动器80的一个或多个输出或驱动轴82。致动器可以沿着致动器模块安装成间隔开的垂直并置排，并且通常可以包括气动或其他类似类型的气缸或者可以包括伺服电机、螺线管或用于在其伸出位置和缩回位置之间驱动夹具的其他类似机构。
选定的平割圈钩圈70的夹具77可以通过其关联的致动器80的操作而向前或向下移动，以将夹具从凹入或缩回位置移动到延伸位置(如图4A和A-8B中所示)，其中每个选定的夹具77的前端79向前突出以邻近其平割圈钩圈的前端或鸟嘴状部分74的尖端。利用处于其延伸位置的夹具，随着平割圈钩圈向前往复移动，由平割圈钩圈70接合针，并且从针36拾取纱线圈L并通常阻挡或防止将纱线圈L在其钩状前端或鸟嘴状部分后面保持在平割圈钩圈的喉部，如图8A-8B所示。此后，可以将这些纱线圈通过平割圈钩圈的返回行程或往复移动从平割圈钩圈中拉出。结果，当夹具处于其缩回位置时，可以在背衬材料中形成圈绒簇。
作为替代，为了形成割绒簇38'，可以接合/脱离用于选定的平割圈钩圈70的致动器79或使它们的夹具77移动到它们的缩回位置，从而在平割圈钩圈的前面鸟嘴状部分74的前端或尖端与它们的夹具之间产生间隙或空间，以便基本上避免接合或干扰通过平割圈钩圈从针拾取和捕获或保持纱线圈。结果，如图8B所示，可以捕获从针拾取的纱线Y的圈L并将其保持沿着用于切割的平割圈钩圈的喉部73，以便选择性地在背衬材料中形成割绒簇。
如图4A-4B中进一步所示，通常将一系列刀具总成85设置邻近平割圈钩圈70。每个刀具总成85通常包括安装在保持器87内的刀具或切割刀片86，并且可以连接到往复驱动机构88。刀具往复移动以与平割圈钩圈60(图8A和8B)接合，以便当背衬材料B沿着箭头33的方向穿过簇绒区域时，切割选择性地捕获在其上的任何纱线圈，以在作为背衬材料B的背衬材料中形成割绒簇38。
在用于形成雕刻式或多绒头高度簇绒制品(包括以多个或不同绒头高度簇绒的纱线的两个切割和/或圈绒簇，如图8A和图8B中所示)的系统和方法的操作中，当针穿透背衬材料时，它们被平割圈钩圈70接合以从其中拾取并牵拉纱线Y的圈L。可以按照图案指令致动选定的平割圈钩圈70的夹具77，以便将选定的平割圈钩圈的夹具在其缩回位置和延伸位置之间移动。如图8A所示，在它们的缩回位置，将允许平割圈钩圈70沿着其喉部73保持或捕获纱线圈L，然后可以切割该圈以形成割绒簇38。作为替代，如图8B所示，对于其夹具77被致动和/或移动到其延伸位置的选定的平割圈钩圈70，其中夹具的前部定位于邻近平割圈钩圈的钩状前端或鸟嘴状部分74，可以基本上阻挡纱线圈的保持。
另外，可以控制进给到由平割圈钩圈70接合的针36的纱线，以便保持、减慢、回拉、牵拉或限制进给选定的针的纱线量，该纱线量足以使这种纱线抵靠平割圈钩圈的喉部或抵靠平割圈钩圈的夹具而被拉紧或基本上拉紧。由于通过抵靠平割圈钩圈基本上收紧或拉紧纱线的纱线进给控制而产生的张力，可以相应地抵靠衬背支撑件53拽紧或基本上拉紧背衬材料。作为响应，背衬支撑件53的弹簧板或偏置部分55的弹簧指状件57(例如其至少一部分沿着选定的受控纱线正在将张力或拉力施加到的背衬部分的区域)可以响应于背衬抵靠其施加的张力或拉力而弯曲、挠曲和/或向着低处位置移动，如图8B中的57'所示，这是由于由选定纱线的进给控制而产生/施加的张力增加到足以克服由弹簧指状件施加的相反弹性或偏置或弹簧力的量或程度的缘故。因此，背衬材料将被拽向针板，以调整或改变正在形成于其中的簇绒38/38'或39/39'的绒头高度。例如，背衬材料被拽得越靠近针板，所形成的簇绒38'/39'的绒头高度越低。用于不保持或通过其夹具的操作从与平割圈钩圈的接合释放的纱线圈的纱线进给可以被控制成使得能够形成额外各种绒头高度圈绒簇39/39'，并且/或者使得能够根据图案指令按照需要或期望而大量埋藏这种纱线圈的端部。如图8A和8B中进一步所示，对于沿着平割圈钩圈70的喉部73被捕获和/或保持的纱线圈L，随后由它们的关联的刀具85切割这些圈以形成割绒簇38/38'。
通过控制这些纱线的进给而由选定的受控纱线施加到背衬材料的张力量可以用于控制背衬材料被拉近到或保持更远离针板(这是由于与该纱线进给张力相反地作用的背衬支撑件的弹簧板55和/或其弹簧指状件57产生的弹性、偏置或弹簧力的缘故)的移动或量，从而相应地使得能够控制以不同绒头高度形成割绒簇38/38'。由背衬支撑件的弹簧板提供的这种弹性或偏置力还可以帮助基本上最小化或避免由于这种纱线张力而在针板的簧片指状件之间牵拉背衬材料。此外，平割圈钩圈的构造还可以有助于形成割绒簇，在其中可以基本上最小化“J簇绒”或总体上不均匀的高度的割绒簇的结构，以便能够更一致受控地形成具有所期望的、选定的绒头高度的两个割绒和圈绒簇，包括在相同的纵向簇绒排中形成割绒和圈绒簇。结果，可以形成雕刻式多绒头高度的簇绒地毯或其他织物，其可以包括各种纹理效果，包括在较高和较低的绒头簇绒区域或区域之间受控的过渡，由较小的绒头高度差导致的遮蔽效果和其他图案效果。
在另外的实施例中，为了形成根据本发明的系统和方法的雕刻式多绒头簇绒制品，还可以使用多种不同颜色和/或类型的纱线来形成图案。例如，本发明的系统和方法可以结合针脚分布控制系统或纱线颜色放置系统(例如公开在美国专利No.8,141,505、No.8,359,987和No.8,776,703中的那些系统，这些美国专利的公开内容通过引用如同在此完全阐述一样并入本文)并与其一起操作。在这样的实施例中，与对正在形成的簇绒图案而所期望或者规定的织物或者图案针脚速率相比，形成在背衬材料中的纱线的针脚或者簇绒还可以以增大或者更高的实际操作或者有效加工针脚速率形成。例如，如果正在形成的图案的图案或织物针脚速率或密度要求簇绒制品具有在其中形成和/或将要示出在其表面上的每英寸8、10、12等个针脚的外观，则在簇绒机操作期间形成的每英寸的实际操作的或有效针脚数将大于所期望的或规定的图案或织物针脚速率。因此，纱线在背衬材料中的针脚或簇绒的实际形成将以增大操作加工针脚速率实现，从而在背衬材料中有效地形成比成品图案所需要的更大数量的每英寸针脚，其中不期望示出或保持在图案面上的那些针脚被从背衬材料中回拉、拉出或足够低到一定程度以便基本上避免在图案的保持纱线或面纱(即在簇绒制品的最终图案中保持可见或显现的纱线簇)之间产生不期望的或不必要的间隙或空间。
在一个示例性实施例中，有效加工针脚速率可以基于或通过增加近似由图案中选定的或被簇绒的多种颜色形成的图案的织物或图案针脚速率来确定。对于具有大约10-12个每英寸针脚的所期望的织物或图案针脚速率并且使用2-4种颜色的图案来说，有效或操作加工针脚速率(即针脚在背衬材料中实际形成的速率)可以是大约18-20每英寸针脚直到大约每英寸40针脚。然而，本领域技术人员将进一步理解，取决于纱线类型和/或尺寸和/或其他因素，可以对特定图案进行针对这种操作或有效加工针脚速率的附加改变或调整。例如，如果使用更厚、更大尺寸或更重的纱线，则有效加工针脚速率可以按照需要经历附加改变以考虑使用更大的纱线(例如对于4种颜色的图案，有效加工针脚速率可以进一步变化，例如虽然按照需要可以使用进一步的变化，但以每英寸大约25-38针脚的速率行进)。因此，在操作者选择每英寸十至十二针脚作为所期望的图案密度或针脚速率的情况下，针脚系统可以实际操作以形成每英寸多达二十至四十八针脚或更多的针脚，这取决于纱线的颜色和/或类型的数量，即使在视觉上，从成品簇绒制品的表面看，通常只会显现所期望的/选定的十至十二针脚。
另外，在一系列不同的颜色被簇绒的情况下，针杆35的针36通常将设置有所期望的线头，例如对于四色图案，可以对针使用A、B、C、D线头。作为替代，在使用2根针杆的情况下，每根针杆的针可以设置有交替线头顺序，即在前面针杆上穿有A/C线头，而后针杆穿有B/D颜色的线头。另外，这种前后面针杆的针可以交错或并置对齐地布置。针杆或针通常还将通过针杆移位器40(图2)按照正在形成的图案的移位轮廓的控制，结合背衬材料的控制以及纱线进给的控制而移位，以有效地呈现纱线颜色(即2、3、4、5等)中的每一种或不同纱线类型中的每一种，这些不同颜色的纱线或不同类型的纱线可以在选定的图案像素或簇绒/针脚位置处，通过在背衬材料通过簇绒区域进给时针杆横向相对于背衬材料的移位，缝制到割绒钩或平割圈钩圈。
例如，对于四色图案，随着背衬材料增量移动大约1/8英寸至1/40英寸每移位移动或凸轮移动周期，可以缝制在下一个像素或针脚位置处的一至四种颜色(即一个、两根、三根、四根或没有纱线可以呈现在所选像素或针脚位置处)中的每一种将被呈现到所期望的平割圈钩圈或割绒钩。平割圈钩圈或割绒钩将接合并形成纱线圈，其中所期望的纱线被保持以形成选定的簇绒，而其余的纱线通常可以通过控制纱线进给机构而被拉低或回拉，包括牵拉从背衬材料中拉出的这些非保持纱线，以沿着背衬材料漂浮。因此，对于在每个移位顺序期间与其关联的每个图案像素或簇绒/针脚位置以及背衬材料的相应增量移动，每个平割圈钩圈或割绒钩都具有能力簇绒图案颜色中的任何一种或可能多于一种(即2、3、4、5、6等种)或者可能没有呈现给它的颜色。如上所述，如果不需要将不同类型或颜色的纱线簇或放置在特定的簇绒或针脚位置或像素处，则可以控制纱线进给以限制或控制可以呈现在这样的针脚位置或像素处以实质上拉回所有纱线或防止将这种纱线放置或显现在该针脚位置处，和/或另外可以控制针杆以跳跃或绕过或跳过针/纱线到该针脚位置或像素的呈现。
可以通过各种方式进一步控制背衬材料B的进给，即通过针脚分布控制系统。例如，簇绒机背衬辊28可以被控制成将背衬材料保持就位以用于针杆的确定数量的针脚或周期(cycle)，或者可以按照所期望的数量的针脚增量地移动背衬材料，即对于具有四种颜色和每英寸40有效针脚速率的图案，插入一个针脚并移动1/40英寸或行进4针并移动1/10英寸。更进一步地，背衬材料的增量移动可以在逐个针脚的基础进行改变或操纵，其中所有针脚在一个周期内的平均移动基本上与所计算出的操作或有效加工针脚速率的增量移动相匹配。例如，对于4色周期，一个针脚可以按照需要以背衬在整个平均1/40英寸的四针脚周期内的平均增量移动来行进1/80英寸，接下来的两个针脚行进1/40英寸，而第四个针脚行进1/20英寸，以实现所期望的针脚/颜色放置。
作为替代，可以进一步操纵针杆的每周期针脚数，例如通过手动超控功能以逐个针脚为基础来操纵/改变背衬材料的移动，其中在一个周期上的全部针脚的平均移动与在有效针脚速率下计算出的增量移动基本上匹配，即对于4色周期，一个针脚可以行进1/80英寸，接下来的两针脚可以行进1/40英寸，而第四个针脚可以行进1/20英寸，其中按照需要，为了实现所期望的针脚/颜色放置，背衬在整个四针脚周期内的平均增量移动量平均为1/40英寸。
因此，当在背衬材料中形成图案时，可以将能够簇绒在特定针脚位置或像素处的每种不同纱线/颜色纱线呈现给该针脚位置或像素。为了在每个像素或针脚位置处实现这种纱线呈现，针杆通常可以根据计算出或选定的凸轮轮廓或待行进/形成的图案的移位轮廓按照需要/期望而移位，例如，该移位基于在图案中具有的颜色数量以及由每种特定颜色形成的图案区域的面积使用单次和/或双次跳跃或移位的组合而实现。由于针杆横向移位并且背衬材料以其有效或操作针脚速率前进，所以可以利用单次和双次跳跃或步进的组合来避免过度簇绒或接合先前缝制的簇绒。背衬也可以通过后退或黄麻移位器等与针杆移位机构结合或分离地移动。另外，当针穿透背衬材料时，量规部件例如定位在簇绒区域T下方的割绒钩60(图3A-3B和6)和/或平割圈钩圈70(图4A-4B和8A-8B)也朝向簇绒区域往复移动，以便接合每根针和从该每根针拾取或牵拉纱线圈。
例如，在使用平割圈钩圈70的情况下(如图4A-4B和8A-8B所示)，当平割圈钩圈70正在移动成与针接合以形成/捕获纱线圈时，它们的夹具可以选择性地致动，要么将从平割圈钩圈中松开，要么保持在其上以形成割绒簇。可以独立控制平割圈钩圈的夹具以便按照需要选择性地被启动，该致动还可以与步进或移位针杆的移动相协调。结果，对于根据图案的针杆的每次步进或移位，可以独立控制每个平割圈钩圈致动器，以便选择性地接合或缩回其夹具。当夹具缩回时，可以将通过平割圈钩圈从针上拾取的选定纱线圈保持或保留在平割圈钩圈的喉部以进行切割，从而形成割绒簇。在它们的延伸位置中，夹具将使得由平割圈钩圈接合的纱线圈松开以形成圈绒簇，或者可以进一步被回拉或拉出或者足够低以基本上避免这种未选定定纱线端部占据选定的针脚位置或干扰根据图案指令通过控制这样的进给纱线的图案纱线进给附件的操作而形成的、将要示出在特定色域内的表面或选定纱线的放置。
在要被保持或示出在背衬面上的特定像素或针脚位置处的每个像素或针脚位置处的纱线/纱线颜色或每一系列纱线通常将根据用于形成选定的簇绒图案的图案指令或程序来确定。当将纱线呈现给像素或针脚位置时，可以选择性地控制其纱线进给，以将该纱线保持在该像素或针脚位置，并且如果纱线不显现，则不将其保持在该像素或针脚位置处。这种未选定或非显现颜色(即，以该步长或位置缝制的纱线颜色或类型，这些纱线颜色或类型将被隐藏，因此在示出在背衬/簇绒制品的表面上的图案的特定色域中不可见)的纱线的进给将被控制成使得这些纱线将通过进给这些纱线中的每一条的纱线进给机构从背衬材料中被回拉或拉低或者拉出，以漂浮在背衬材料上。对于保持的纱线/颜色，即显现在图案化簇绒制品的表面上的纱线，控制在这些纱线上进给的纱线进给机构，以进给足够量的纱线来形成所期望的类型和绒头高度的簇绒。由本发明实现的有效或操作加工针脚速率(例如，在背衬中形成针脚的实际速率)进一步提供每英寸更密集或压缩的针脚或簇绒的区域，使得被拉低和/或回拉的纱线在一定程度上被移除，该程度足以避免在背衬材料中形成的保持面纱(根据图案而显现在簇绒制品的表面上的那些)之间产生不期望的空间或间隙。另外，控制系统可以执行纱线进给补偿和/或纱线进给建模，以帮助控制和减少可能“漂浮”在背衬材料的背面上的不保持或非显现的纱线量，以进一步帮助减少/最小化多余纱线进给和/或浪费。
纱线进给控制可以进一步与背衬支撑件对背衬材料的偏置支撑结合起来进行操作，因为背衬在其上方移动以使被保持的纱线簇的高度进一步变化。如上所述，为了形成较低的绒头高度簇绒，可以控制施加到针杆的一个或多个选定针上的纱线进给，以在纱线被平割圈钩圈接合和捕获时在纱线中产生收紧力或张力，如图8A和8B所示。为了形成低绒头圈绒簇，可以在针的行程期间控制纱线进给，以便可以将张力施加到初始接合并由选定的一些平割圈钩圈拾取的纱线圈上，选定的这些平割圈钩圈进一步可被控制成使其夹具处于接合或延伸位置以形成圈绒簇，或缩回以形成割绒簇。如上所述，在背衬支撑件的弹性弹簧板或偏置部分上产生并由纱线抵靠在背衬支撑件的弹性弹簧板或偏置部分上施加的张力可以被控制成产生这样一个张力，该张力足以导致背衬支撑件的偏置部分55或者至少指状件或其各部分57(正在抵靠其牵拉背衬的一个或多个部分)向下朝着针板挠曲和/或弯曲并移动。之后，随着纱线圈从选定的平割圈钩圈松开，可以进一步调整或控制纱线进给，例如以允许低绒头圈39'按照需要保留在背衬材料内，来形成所期望的雕刻式或纹理式图案效果。如果圈不在正在簇绒的特定图案像素或针脚位置处保持或示出/可见，则还可以从背衬材料中撤出该圈以便从背衬材料中回拉或拉低或拉出。
关于割绒簇，如上所述，可以控制平割圈钩圈的圈的操作，使得为了在特定像素或针脚位置处形成割绒簇，可以移动这种平割圈钩圈的夹具或将其维持在它们的缩回位置，使得平割圈钩圈能够沿着其喉部接合并捕获和/或保持纱线圈。之后，为了改变这种割绒簇的绒头高度，可以控制纱线进给以便可以增加/或改变施加到对应于绒头高度将被改变或降低的选定割绒簇的纱线圈的张力到一定程度，该程度足以克服背衬支撑件53的偏置部分55或者选定指状件或其各部分57(正在抵靠其牵拉背衬或其各部分)的弹性或偏置或弹簧力，以便导致背衬支撑件的偏置部分的这种指状件或部段挠曲并且按照需要被朝向针支撑板拉拽或移动，以降低或改变所得割绒簇的绒头高度。
更进一步，在例如正在图案中形成大色域的情况下(其中一种或多种其他颜色(即，将不示出在正在簇绒的特定色域中的颜色)的非显现纱线将会横跨背衬材料形成延伸长度的尾部或反向针脚)，运行本发明的针脚分布控制系统的系统控制器可以控制纱线进给机构以自动地运行足够的纱线以选择性地在背衬材料中形成一个或多个低针脚，与从背衬材料完全回拉非显现纱线相反。因此，可以将非显现纱线定位或固定到背衬材料上，以防止形成稍后可能会被抓取的这种延伸长度的尾部或在成品簇绒制品中导致其他缺陷。控制系统也可以被编程/设定为以所期望的间隔(例如每隔1英寸至1.5英寸)定位或形成这种非显现纱线的低针脚，虽然也可以使用更大或更小的间隔。通常也可以使用纱线补偿来帮助确保在需要使非显现纱线能够被定位到背衬材料中时进给足够量的纱线，同时防止纱线通过另一种颜色示出或鼓起，即，将纱线定位到并突出穿过其中一个针脚纱线并且将几根纱线放置在一起。此外，在对于多条非显现纱线形成延伸长度的尾部的情况下，这种不同的纱线以其而定位在背衬材料内的间隔可以改变(即，一个是1"，另一个是1.5"等)，从而避免这种被定位的纱线相互干扰和/或干扰正在形成的色域的纱线。
因此，横跨簇绒机的宽度，控制系统将控制每种颜色或所期望的图案纹理效果的纱线的移位和进给，使得可以或可能在特定簇绒位置或图案像素处缝制的每种颜色将被呈现在该图案像素空间或簇绒位置内以便于缝制，但只有针对特定颜色或图案纹理效果的选定纱线簇将保留在该簇绒/针脚位置或图案像素中。如进一步指出的那样，还可以在簇绒步骤期间向每个钩圈呈现额外的或更多的颜色，以形成混色簇绒或按照需要提供粗花呢效果，其中两个或更多个针脚或纱线将被放置在期望的图案像素或簇绒位置处。针脚分布控制系统的操作结果相应地提供选择性放置的图案颜色或纹理效果的多色视觉效果，以便为成品簇绒制品获得所期望的密度和图案外观。这进一步使得能够通过控制在选定图案像素或簇绒位置处的簇绒或纱线的放置来产生更多种类的几何自由流动和其他图案效果。
因此，用于簇绒本发明的雕刻式多绒头高度的图案制品的系统和方法可以使操作员能够在簇绒机上开发和运行具有各种外观、纹理等的各种簇绒图案，而不必利用设计中心来绘出和创造图案。相反，对于本发明，附加或替代手动准备图案或使用设计中心，操作者可以在簇绒机上扫描图像(即照片、绘画、jpeg等)或上传设计的图案文件并且针脚分布控制系统可以读取图像并开发程序步骤或参数，以便此后控制簇绒机，而基本上不用形成所期望的簇绒图案化制品所需要的进一步的操作者输入或控制。
本领域技术人员将会理解，虽然以上参考具体实施例讨论了本发明，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、添加和改变。

Claims (20)

1.一种簇绒机，包括：
至少一个针杆，其具有一系列沿所述针杆安装的针；
背衬进给辊，其通过所述簇绒机的簇绒区域进给背衬材料；
纱线进给机构，用于将一系列纱线进给到所述针；
一系列量规部件，其安装在所述针下方，并且随着所述针往复进入背衬材料以从其中拾取纱线圈，所述一系列量规部件能移动成与所述针接合；
背衬支撑件，其沿着簇绒区域安装在当背衬材料移动通过簇绒区域时背衬材料所经过的位置上，所述背衬支撑件具有将背衬材料朝向高处位置偏置的弹性；以及
控制系统，其包括程序，用于控制所述纱线进给机构以选择性地控制纱线向所述针的进给，使得由所述量规部件拾取的选定纱线圈抵靠其被拉拽，从而在形成所述选定纱线圈的纱线中产生张力，该张力足以克服所述背衬支撑件的弹性并且将所述背衬材料移向低处位置，以根据正在形成的图案以不同的绒头高度在背衬材料中形成纱线簇。
2.根据权利要求1所述的簇绒机，还包括移位机构，用于使所述至少一个针杆横越所述背衬材料移位，并且其中所述控制系统包括程序，其使得所述控制系统能够控制所述至少一个针杆通过所述移位机构的移位和所述背衬材料通过所述背衬进给辊的进给，并且能够控制所述纱线进给机构来控制纱线向所述针的进给，以便在所述背衬材料根据一系列图案步长以有效操作针脚速率递增地移动来在所述背衬材料中形成纱线圈时，将纱线沿着所述背衬材料呈现并保持在选定的针脚位置处，该有效操作针脚速率包括在所述背衬中形成的增加了数量的每英寸针脚数，其中所形成的纱线圈的一部分将从所述背衬材料拉低或拉出。
3.根据权利要求2所述的簇绒机，其中所述控制系统与用于输入图案信息的成像装置通信或包括用于输入图案信息的成像装置，并且所述簇绒机控制器还包括图像识别程序，用于处理从所述成像装置输入的图像。
4.根据权利要求1所述的簇绒机，其中所述量规部件包括平割圈钩圈、割绒钩和/或它们的组合。
5.根据权利要求1所述的簇绒机，其中所述纱线进给机构包括滚筒、卷筒、单端或双端型纱线进给图案附件中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的簇绒机，还包括针板，其沿所述簇绒区域安装并且具有在其之间限定空间的一系列指状件。
7.根据权利要求6所述的簇绒机，其中所述背衬支撑件还包括安装到所述针板上的间隔件以及安装到所述间隔件上以便支撑在所述针板上方与所述针板间隔开的位置处的弹簧板，所述弹簧板包括一系列弹簧指状件，所述弹簧指状件至少部分地在所述针板上方沿着所述背衬材料的行进路径延伸。
8.根据权利要求6所述的簇绒机，其中所述背衬支撑件包括一系列部段，每个部段包括间隔件，所述间隔件在所述量规部件上方的选定高度处支撑弹簧板，每个所述弹簧板具有一系列间隔开的弹簧指状件，所述背衬材料由于在所述纱线中产生的张力而被抵靠所述弹簧指状件牵拉，并且其中所述间隔件可调整地安装到所述针板上，以便能够相对于所述针来调整所述弹簧指状件。
9.一种形成簇绒图案的方法，包括：
将一系列纱线进给到一系列针；
沿着在沿着针板安装的背衬支撑件上方的行进路径进给背衬，所述背衬支撑件具有弹性，该弹性足以将在其上方经过的背衬的至少一部分保持在所述针板上方的高处位置处；
使携带所述纱线的所述针的至少一部分往复进出所述背衬，并使所述针与一系列量规部件接合并从其中拾取纱线圈；
控制将选定纱线到所述针的进给以便在选定纱线中产生张力；以及
控制所述选定纱线中的张力以便抵靠所述背衬支撑件拽拉所述背衬的一个或多个部分，并且当所述选定纱线中的张力增加到足以克服所述背衬支撑件将所述背衬保持在其高处位置上的弹性时，将所述背衬移向所述针板以形成其中具有不同选定绒头高度的纱线簇。
10.根据权利要求9所述的方法，其中通过簇绒机进给所述背衬包括以增大的针脚速率进给所述背衬，所述增大的针脚速率近似等于簇绒制品的这样的织物针脚速率，所述织物针脚速率增加了选定量以形成所述图案；并且在背衬中正在形成的所述图案的选定针脚位置处，呈现期望数量的纱线，用于插入到所述背衬中并且从这样的针脚位置阻挡选定纱线。
11.根据权利要求10所述的方法，其中呈现期望数量的纱线包括相对于所述背衬的进给横向移位至少一些携带所述纱线的针。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括接收图案，包括用成像装置输入图像、照片、绘图或设计。
13.根据权利要求9所述的方法，还包括接收图案，包括将图像文件下载或上传到簇绒机的簇绒机控制器中。
14.一种使用簇绒机来簇绒图案化制品的方法，其中所述图案化制品具有所期望的织物针脚速率并且所述簇绒机具有携带有多个针的至少一个针杆，所述方法包括：
用一系列不同颜色或类型的纱线以用于形成图案的选定顺序穿过至少一些针；
以至少为所述图案的期望织物针脚速率的两倍的针脚速率使背衬移动通过簇绒区域；
当所述背衬移动通过所述簇绒区域时，使所述背衬在背衬支撑件上方移动并且将所述背衬材料的至少一部分偏置到高处位置；
当所述针往复进入所述背衬时将所述纱线进给到至少选定的针中，并且移位所述至少一个针杆以将一系列纱线呈现到所述背衬中的一系列针脚位置；
用一系列量规部件从所述针上拾取纱线圈；
在每个针脚位置，控制呈现在每个针脚位置处的所述一系列纱线的进给，以保持呈现在每个针脚位置处的所述一系列纱线中的至少一个所期望的纱线，以基于图案指令形成选定颜色或类型纱线的簇绒，其中呈现的所述一系列纱线中的剩余纱线至少部分地从所述背衬中移除；以及
控制要保持在每个针脚位置处的所述至少一个所期望的纱线的进给，以在要保持的所述至少一个所期望的纱线中产生足够张力以克服当所述背衬在所述背衬支撑件上方移动时由所述背衬支撑件对所述背衬的偏置并将所述背衬拉向低处位置以便以不同绒头高度形成簇绒。
15.根据权利要求14所述的方法，其中选择性地保持所呈现的所述一系列纱线中的期望纱线包括不保持所呈现的纱线中的任意一个纱线。
16.根据权利要求14所述的方法，其中选择性地保持所呈现的所述一系列纱线中的期望纱线包括保持所呈现的一个或多个纱线。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括使至少一些所述针相对于所述背衬横向移位。
18.根据权利要求14所述的方法，其中控制要保持在每个针脚位置处的所述至少一个所期望的纱线的进给包括将所述至少一个所期望的纱线的纱线圈基本上紧密抵靠所述量规部件拉拽，以在所述至少一个所期望的纱线中产生张力，以克服所述背衬支撑件对所述背衬朝向其高处位置的偏置。
19.根据权利要求14所述的方法，还包括切割所期望的纱线的纱线圈以形成割绒簇。
20.根据权利要求14所述的方法，还包括选择性地启动平割圈钩圈的夹具以形成圈和割绒簇。
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