CN109423778B - 缝纫机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缝纫机，其包括：包括第一公转轴和第一自转套轴的刺布挑线机构，包括第二公转轴和第二自转套轴的勾线机构，与公转电机相连的公转动力轴，以及与自转电机相连的自转动力轴，公转动力轴通过两组同步带机构分别与第一公转轴和第二公转轴相连，带动第一公转轴和第二公转轴转动，进而分别带动挑线轴和挑线组件绕第一公转轴公转、带动旋梭轴和旋梭组件绕第二公转轴公转；自转动力轴通过两组同步带机构分别与第一自转套轴和第二自转套轴传动相连，带动第一自转套轴和第二自转套轴转动，进而分别带动挑线轴和挑线组件绕挑线轴自转、带动旋梭轴和旋梭组件绕旋梭轴自转。本发明实现了刺布挑线机构与勾线机构间的机械传动，无需复杂的电控系统。

Description

缝纫机

技术领域

本发明涉及缝纫机技术领域，特别是涉及一种刺布挑线机构与勾线机构由同一驱动源统一机械驱动的缝纫机。

背景技术

按照缝纫机上下轴的轴线位置是否变化，目前市场上的缝纫机可以分为两大类。第一类是上、下轴自转，但其带动挑线组件自转的轴线是不动的，目前大部分机型都属于该类，如平缝机、缝纫机等。这种结构的优点是结构简单，成本低；缺点是由于带动挑线组件自转的轴线固定，因此倒缝或接近倒缝方位的线迹与顺缝方位的线迹不一致，导致缝纫线迹不美观。

第二类是上、下轴自转的同时，其带动挑线组件自转的轴线还可以绕着针杆轴线公转，目前市场上称为“分离式旋转头”技术。由于上、下轴的轴线可以随着花样线条的方向变化而旋转，从而使机针与线迹之间的角度关系保持不变，这就解决了顺缝与倒缝线迹不一致的问题，满足了高端面料对缝纫线迹的严格要求。但是该技术也有一个很明显的缺点：缝纫机的上节即刺布挑线机构，与下节勾线机构在机械结构上彼此是分离的，即其公转轴轴线固定，但其自转输入轴的轴线位置是变化的，因此无法使上节(刺布挑线机构)中上轴的自转与下节(勾线机构)中下轴的自转通过机械方式连接起来，在高速下只能通过高精密的伺服电机及其控制系统来实现针杆与勾线器的同步，因此这种技术的稳定性严重依赖于电控系统的稳定性。目前，要保证性能稳定，就要使用高质量(如进口)的电控系统，导致整机价格昂贵；如果要提高性价比，只能采用质量一般的电控系统，但这样一来机器的性能就受到了影响。

因此，需要一种可通过机械传动机构将刺布挑线机构与下节勾线机构相连的缝纫机。

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，用于解决现有技术中缝纫机刺布挑线机构中的自转轴线位置改变，难以实现刺布挑线机构与勾线机构由同一驱动源统一机械驱动的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种缝纫机，其包括：

刺布挑线机构，包括针杆以及置于针杆底端的机针，与针杆正向相交且相连的挑线轴以及置于挑线轴上的挑线组件，与所述针杆同轴相连的第一公转轴，以及套设在第一公转轴上的第一自转套轴且与第一公转轴相对自由转动，第一公转轴和第一自转套轴通过第一差动齿轮机构相连，第一自转套轴通过第一差动齿轮机构和第一传动齿轮传动机构与所述挑线轴传动相连，进而带动所述挑线轴绕自身轴线转动；

勾线机构，包括旋梭轴以及置于旋梭轴上的旋梭组件，第二公转轴以及套设在第二公转轴上的第二自转套轴且与第二公转轴相对自由转动，第二公转轴和第二自转套轴间设有第二差动齿轮机构，且所述旋梭轴转动置于旋转件上，所述第二公转轴与旋转件固定相连，所述第二自转套轴通过第二差动齿轮机构与所述第二公转轴相连；第二自转套轴通过第二差动齿轮机构和第二传动齿轮机构与所述旋梭轴传动相连，进而带动旋梭轴绕自身轴线自转；

与公转电机相连的公转动力轴，公转动力轴通过两组同步带机构分别与所述第一公转轴和第二公转轴相连，带动第一公转轴和第二公转轴转动，进而分别带动所述挑线轴和挑线组件绕第一公转轴公转、带动所述旋梭轴和旋梭组件绕第二公转轴公转；

与自转电机相连的自转动力轴，自转动力轴通过两组同步带机构分别与所述第一自转套轴和第二自转套轴传动相连，带动第一自转套轴和第二自转套轴转动，进而分别带动所述挑线轴和挑线组件绕挑线轴自转、带动旋梭轴和旋梭组件绕旋梭轴自转。

优选的，所述第一差动齿轮机构由设在所述第一公转轴上的第一齿轮、设在所述第一自转套轴上的第二齿轮，以及转动套设在所述第一公转轴上的传动内齿圈构成，第一齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮与所述传动内齿圈相啮合；所述第一传动齿轮包括转动设置的第三齿轮和第六齿轮，以及套设在所述第一公转轴上的第五齿轮和第四齿轮，第五齿轮和第四齿轮固定相连；第三齿轮分别与传动内齿圈、第四齿轮相啮合，第五齿轮与第六齿轮相啮合，且第六齿轮与所述挑线轴传动相连。

优选的，所述第一差动齿轮机构由设在所述第一公转轴上的第一齿轮、设在所述第一自转套轴上的第二齿轮，以及转动套设在所述第一公转轴上且固定相连的第四齿轮和第五齿轮构成，第一齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮与所述第四齿轮相啮和；所述第一传动齿轮机构包括转动设置的第三齿轮，以及套设在所述第一公转轴上且固定相连的第六齿轮和第七齿轮，第三齿轮与所述第五齿轮相啮合，第六齿轮与所述第五齿轮相啮合，第七齿轮与所述挑线轴传动相连。

优选的，所述第二差动齿轮机构由设在所述第二公转轴上的齿轮一、设在所述第二自转套轴上的齿轮二，以及转动套设在所述第二公转轴上的内齿圈构成，齿轮一与齿轮二相啮合，齿轮二与所述内齿圈相啮合；所述第二传动齿轮包括转动设置的齿轮三和齿轮六，以及转动套设在所述第一公转轴上的齿轮五和齿轮四，齿轮五和齿轮四固定相连；齿轮三分别与内齿圈、齿轮四相啮合，齿轮五与齿轮六相啮合，且齿轮六与所述旋梭轴传动相连。

优选的，所述旋梭轴与所述第二公转轴垂直设置，所述旋梭轴的端部设有第一同步轮，所述齿轮六通过连接轴连接第二同步轮，第一同步轮和第二同步轮通过同步带相连。

优选的，所述旋梭轴与所述第二公转轴平行设置，所述齿轮六固定设置在所述旋梭轴的底端。

优选的，所述第二差动齿轮机构由设在所述第二公转轴上的齿轮一、设在所述第二自转套轴上的齿轮二，以及转动套设在所述第二公转轴上且固定相连的齿轮四和齿轮五构成，齿轮一与齿轮二相啮合，齿轮二与齿轮四相啮和；所述第二传动齿轮机构包括转动设置的齿轮三和齿轮六，以及套设在所述第二公转轴上且固定相连的齿轮七和齿轮八，齿轮三与所述齿轮五相啮合，齿轮三与齿轮七相啮合，齿轮八与齿轮六相啮和，齿轮六与所述旋梭轴传动相连。

优选的，所述旋梭轴与所述第二公转轴垂直设置，所述旋梭轴的端部设有第一同步轮，所述齿轮七通过连接轴连接第二同步轮，第一同步轮和第二同步轮通过同步带相连。

优选的，所述旋梭轴与所述第二公转轴平行设置，所述齿轮七固定设置在所述旋梭轴的底端。

优选的，还包括与所述第一公转轴平行设置的第一自转轴，所述第一自转套轴上设有自转驱动齿轮，所述自转轴的外表面设有与所述自转驱动齿轮相啮和的齿圈，所述第一自转轴上设有与所述自转动力轴通过同步带相连的自转同步轮。

优选的，还包括与所述第二公转轴平行设置的第二自转轴，所述第二自转套轴上设有自转驱动齿轮，所述自转轴的外表面设有与所述自转驱动齿轮相啮和的齿圈，所述第二自转轴上设有与所述自转动力轴通过同步带相连的自转同步轮。

如上所述，本发明的缝纫机，具有以下有益效果：本发明中的刺布挑线机构中的第一公转轴和第一自转套轴的轴线固定，第一公转轴和第一自转套轴间设有第一差动齿轮机构，且第一差动齿轮机构与第一传动齿轮机构与挑线轴相连；勾线机构中的第二公转轴和第二自转套轴的轴线固定，第二公转轴和第二自转套轴间设有第二差动齿轮机构，且第二差动齿轮机构与第二传动齿轮机构与旋梭轴相连，由于第一公转轴、第二公转轴、第一自转套轴、第二自转套轴的轴线均固定，则可利用一个公转电机通过机械传动机构来驱动刺布挑线机构中的挑线轴和挑线组件绕第一公转轴公转，以及驱动勾线机构中的旋梭轴和旋梭组件绕第二公转轴公转，利用一个自转电机通过机械传动机构来驱动刺布挑线机构中的挑线轴和挑线组件绕挑线轴自转，以及驱动勾线机构中的旋梭轴和旋梭组件绕旋梭轴自转，本发明实现了刺布挑线机构与勾线机构间的机械传动，无需复杂的电控系统。

附图说明

图1显示为本发明的缝纫机整体示意图。

图2显示为本发明的缝纫机的刺布挑线机构与勾线机构间的传动示意图。

图3显示为本发明的刺布挑线机构的第一实施例齿轮系图。

图4显示为本发明的刺布挑线机构的第一实施例原理图。

图5显示为本发明的刺布挑线机构的第一实施例剖视图。

图6显示为本发明的刺布挑线机构的第二实施例剖视图

图7显示为本发明的刺布挑线机构的第二实施例齿轮系图。

图8显示为本发明的刺布挑线机构的第二实施例原理图。

图9显示为本发明的勾线机构的第一实施例原理图。

图10显示为本发明的勾线机构的第一实施例剖视图。

图11显示为本发明的勾线机构的第二实施例原理图。

图12显示为本发明的勾线机构的第三实施例原理图。

图13显示为本发明的勾线机构的第三实施例外观图。

图14显示为本发明的勾线机构的第四实施例原理图。

图15显示为本发明的勾线机构的第四实施例剖视图。

元件标号说明

100 刺布挑线机构 201 第二公转轴

200 勾线机构 202 第二自转套轴

300 机架 203 第二自转驱动轮

400 送布机构 204 内齿圈

500 机头 205 齿轮一

600 公转电机 206 齿轮二

601 第二同步带 207 齿轮三

602 第一同步带 208 齿轮四

700 自转电机 209 齿轮五

701 第三同步带 210 齿轮六

702 第四同步带 211 旋梭轴

800 公转动力轴 212 旋梭组件

801 第二同步轮 213 齿圈

802 第一同步轮 214 第二自转轴

900 自转动力轴 215 旋转件

901 第三同步轮 216 齿轮箱一部

902 第四同步轮 217 齿轮箱二部

101 第一公转驱动轮 218 齿轮箱三部

102 第一公转轴 219 底板

103 第一自转驱动轮 220 内齿圈架

104 第一自转套轴 221 第二公转驱动轮

105 第一齿轮 222、227 下同步轮

106 第二齿轮 223、226 上同步轮

107 第四齿轮 224 齿轮七

108 第五齿轮 225 齿轮八

109 第三齿轮 228 连接轴

110 第六齿轮 229 壳体

111 第七齿轮 230 自转同步轮

112 第八齿轮 231 同步带

113 上同步轮 232 滑环转子

114 连接轴 233 滑环定子

115 同步带 120 机针

116 下同步轮 121 轴套

117 挑线组件 122 传动内齿圈

118 针杆 123 旋转机壳

119 曲柄 124 齿轮箱

125 挑线轴

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。

请参阅图1至图15。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、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。

如图1及图2所示，本发明提供一种缝纫机，其包括：

刺布挑线机构100，见图3至图8所示，包括针杆118以及置于针杆底端的机针120，与针杆118正向相交且相连的挑线轴125以及置于挑线轴125上的挑线组件117，与所述针杆118同轴相连的第一公转轴102，以及套设在第一公转轴102上的第一自转套轴104且与第一公转轴102相对自由转动，第一公转轴102和第一自转套轴104通过第一差动齿轮机构相连，第一自转套轴通过第一差动齿轮机构和第一传动齿轮传动机构与所述挑线轴125传动相连，进而带动所述挑线轴125绕自身轴线转动；

勾线机构200，见图9至图15所示，包括旋梭轴211以及置于旋梭轴211上的旋梭组件212，第二公转轴201以及套设在第二公转轴201上的第二自转套轴202且与第二公转轴201相对自由转动，第二公转轴201和第二自转套轴202间设有第二差动齿轮机构，且所述旋梭轴211转动置于旋转件215上，所述第二公转轴201与旋转件215固定相连，所述第二自转套轴202通过第二差动齿轮机构与所述第二公转轴201相连；第二自转套轴202通过第二差动齿轮机构和第二传动齿轮机构与所述旋梭轴211传动相连，进而带动旋梭轴211绕自身轴线自转；

与公转电机600相连的公转动力轴800，公转动力轴800通过两组同步带机构分别与所述第一公转轴102和第二公转轴201相连，带动第一公转轴102和第二公转轴201转动，进而分别带动所述挑线轴125和挑线组件117绕第一公转轴102公转、带动所述旋梭轴211和旋梭组件212绕第二公转轴201公转；

与自转电机700相连的自转动力轴900，自转动力轴900通过两组同步带机构分别与所述第一自转套轴104和第二自转套轴202传动相连，带动第一自转套轴104和第二自转套轴202转动，进而分别带动所述挑线轴125和挑线组件117绕挑线轴125自转、带动旋梭轴211和旋梭组件212绕旋梭轴211自转。

本发明中的刺布挑线机构中的第一公转轴102和第一自转套轴104的轴线固定，第一公转轴102和第一自转套轴104间设有第一差动齿轮机构，且第一差动齿轮机构与第一传动齿轮机构与挑线轴125相连；勾线机构中的第二公转轴201和第二自转套轴202的轴线固定，第二公转轴201和第二自转套轴202间设有第二差动齿轮机构，且第二差动齿轮机构与第二传动齿轮机构与旋梭轴211相连，由于第一公转轴102、第二公转轴201、第一自转套轴104、第二自转套轴402的轴线均固定，则可利用一个公转电机600通过机械传动机构来驱动刺布挑线机构中的挑线轴125和挑线组件117绕第一公转轴102公转，以及驱动勾线机构中的旋梭轴211和旋梭组件212绕第二公转轴201公转，利用一个自转电机700通过机械传动机构来驱动刺布挑线机构中的挑线轴125和挑线组件117绕挑线轴125自转，以及驱动勾线机构中的旋梭轴211和旋梭组件212绕旋梭轴211自转，本发明实现了刺布挑线机构与勾线机构间的机械传动，无需复杂的电控系统，也使得整个机器的运行更加稳定，不仅降低了整机成本，提高了整机性能和市场竞争力，也能使旋转头技术真正得到推广，满足庞大的市场需求。

本发明中的缝纫机可以为平缝机，也可以为模板机，若为模板机见图1所示，其还包括机架300，置于机架300上的送布机构400以及机头500，上述刺布挑线机构100安装在机头上，勾线机构200安装在机架300的下方；本发明中的送布机构400为现有技术，在此不作详述，其可采用市场上比较成熟的X、Y向双电机驱动结构来实现布料的传输。本发明刺布挑线机构100和勾线机构200的输入端均是两根轴线固定的转轴，即上述第一公转轴102、第二公转轴201、第一自转套轴104、第二自转套轴402，只要同时驱动这些轴，就可以同时实现针杆的上下运动和旋转，以及旋梭的自转和公转。

本实施例中公转动力轴800通过第一组同步带机构与所述第一公转轴102相连，通过第二组同步带机构和第二公转轴201相连；自转动力轴900通过第三组同步带机构与所述第一自转套轴104相连，通过第四组同步带机构和第二自转套轴202传动相连。上述各组同步带机构具体见图2所示：第一组同步带机构由公转动力轴800上的第一同步轮802和第一同步带602以及置于上述第一公转轴102上的第一公转驱动轮101(见图3至图8所示)；第二组同步带机构由公转动力轴800上的第二同步轮801和第二同步带601以及置于上述第二公转轴201上的第二公转驱动轮221(见图9至图15所示)；第三组同步带机构由自转动力轴900上的第三同步轮901和第三同步带702以及置于上述第一自转套轴104上的第一自转驱动轮103(见图3至图8所示)，第四组同步带机构由自转动力轴900上的第四同步轮902和第四同步带701以及置于上述第二自转套轴202上的第二自转驱动轮203(见图9至图15所示)。本实施例中第四组同步带机构中，第四同步轮902与第二自转驱动轮的传动比为2:1，其余组同步带机构中的传动比都是1:1，这是为了满足刺布挑线机构运动频率与勾线机构的运动频率之比为1:2的要求。

为便于传动相连，本实施例还包括与上述第一公转轴102平行设置的第一自转轴，第一自转套轴上设有自转驱动齿轮，自转轴的外表面设有与所述自转驱动齿轮相啮和的齿圈，所述第一自转轴上设有与所述自转动力轴通过同步带相连的自转同步轮。

当上述缝纫机为模板机，在工作时，自转电机700驱动挑线轴125绕自身轴线转动，由于挑线轴125与针杆传动相连，则挑线轴125转动时会带动针杆118上下运动；并且可驱动旋梭轴211绕自身轴线转动，即带动旋梭组件212转动，配合送布机构完成缝纫工作。公转电机800驱动第一公转轴102转动，使挑线轴125绕第一公转轴102转动，也使针杆118转动，并且可驱动旋梭轴211绕第二公转轴201转动，也即带动旋梭组件212公转，配合送布机构实现“旋转头功能”，即：在缝纫花样不是直线时，能够保持机针的朝向与送布方向两者的相对位置关系保持不变，从而实现线迹统一、美观，提高了缝纫质量。

下面具体描述刺布挑线机构和勾线机构的具体实施例。

如图3至图5所示，为刺布挑线机构的第一实施例图，本实施例中第一差动齿轮机构由设在第一公转轴102上的第一齿轮105、设在所述第一自转套轴104上的第二齿轮106，以及转动套设在所述第一公转轴102上且固定相连的第四齿轮107和第五齿轮108构成，第一齿轮105与第二齿轮106相啮合，第二齿轮106与所述第四齿轮107相啮和；第一传动齿轮机构包括转动设置的第三齿轮109，以及套设在所述第一公转轴102上且固定相连的第六齿轮110和第七齿轮112，第三齿轮109与第五齿轮108相啮合，第六齿轮110与第五齿轮108相啮合，第七齿轮111与挑线轴125传动相连。本实施例中通过第一齿轮105、第二齿轮106以及第四齿轮107和第五齿轮108构成第一差动齿轮机构，第二齿轮的轴线与第一公转轴102相垂直，以此实现第二齿轮106既与第四齿轮107相啮和又与第一齿轮105相啮和，第一传动齿轮机构中的第三齿轮109其轴线与第一公转轴102相垂直，为实现啮和传动，本实施例中各齿轮采用锥齿轮。

本实施例中挑线轴125通过同步带机构与第八齿轮112相连，第八齿轮112与第七齿轮111相啮合，即挑线轴125上设有下同步轮116，第八齿轮112通过连接轴114与上同步轮113相连，上同步轮113通过同步带115与下同步轮116相连，实现第七齿轮111与挑线轴125间的传动。本发明不限于同步带机构，其也可以为其他能实现将第八齿轮112的转动传递至挑线轴125转动的传动机构，只需实现第八齿轮112可作为挑线轴125自转的驱动轮即可。

为实现上述传动，本实施例中第一齿轮105、第二齿轮106、第三齿轮109、第四齿轮107、第五齿轮108、第六齿轮110以及第七齿轮111、第八齿轮112间的传动比满足：第一公转轴102在公转电机600的驱动下转动，而自转电机700不转，即第一自转套轴104不受力时，第一公转轴102转动，挑线组件117绕针杆118公转，第七齿轮111与第八齿轮112相对静止。本实施例中各齿轮间的齿轮比为1:1。

为便于本实施例的刺布挑线机构的安装使用，见图5所示，本实施例还包括上下转动相连的齿轮箱124以及旋转机壳123，第一公转轴102穿设在齿轮箱124内，且第一自转套轴4、第三齿轮109、第四齿轮107、所述第五齿轮108、所述第六齿轮110以及所述第七齿轮111均安装在齿轮箱124内；针杆118穿设在所述旋转机壳123内，所述公转轴102的底端连设一轴套121，所述针杆118插设在轴套121内，且轴套121与旋转机壳123固定相连，挑线轴125横向穿设在所述旋转机壳123内。本实施例利用旋转机壳123与齿轮箱124转动相连，可通过齿轮箱124与缝纫机的机架相连，而旋转机壳123跟随针杆118转动。

为更好地实现上述齿轮箱124与旋转机壳123转动相连，本实施例中齿轮箱底端周向上设有环向限位槽，所述旋转机壳123插设在环向限位槽内，且可沿环向限位槽转动。本实施例中的环向限位槽可作为一个转动副使用，其实现了旋转机壳相对齿轮箱转动，另外限制了旋转机壳的上下运动。

为实现挑线轴自身旋转时，上述针杆118可上下运动，本实施例中挑线轴125通过曲柄119与针杆118相连。本实施例中曲柄119作为传动件，当挑线轴125绕自身轴线旋转时，通过曲柄119带动针杆118上下运动，即可沿上述轴套121上下运动，即完成刺布。

本实施例中缝纫机的刺布挑线机构的工作原理如下：

1)挑线组件117绕第一公转轴102及针杆118公转，而挑线轴125不自身旋转(即不自转)：第一公转轴102输入转速和扭矩，第一自转套轴104不受驱动力，带动第一公转轴102、第一齿轮105、第二齿轮106、第三齿轮109和第四齿轮107、第五齿轮108、第六齿轮110和第七齿轮111转动，由于齿轮传动比都是1:1，因此第七齿轮111与第一公转轴102是同速且同向转动的。由于旋转机壳123、轴套121和第一公转轴102是锁固在一起的，而第八齿轮112安装在旋转机壳123上，因此第八齿轮112也与公转轴102是同速且同向转动的。这样一来，第七齿轮111与第八齿轮112相互之间就保持静止的关系，第八齿轮112只会公转，而不会自转，因此后续的刺布挑线机构也就不会运动。

2)挑线组件117只自转，而不绕第一公转轴102及针杆118公转：第一公转轴102不受驱动力，第一自转套轴104受力即输入转速和扭矩，带动第一自转套轴104、第二齿轮106、第三齿轮109和第四齿轮107、第五齿轮108、第六齿轮110和第七齿轮111、第八齿轮112转动，最终带动挑线轴125绕自身轴线转动，实现挑线组件117和机针120运动。

3)挑线组件117既公转又自转：当第一公转轴102和第一自转套轴104同时受力转动时，由于挑线轴125公转时不会产生自转，所以两者互不影响，挑线轴125公转不会破坏自转的同步性。

4)挑线轴转速的计算：

事实上，上述齿轮系中第一自转套轴104、第一齿轮105、第二齿轮106和第四齿轮107、第五齿轮108构成一个典型的差动轮系，该差动轮系采用锥齿轮实现，第一自转套轴104输入自转转速，第一齿轮105输入公转转速，两者的转速共同合成为第二齿轮106的转速，并进而驱动后续的所有齿轮转动。

在轮系运动时，再对整个轮系加以-N2的转速，则：

由(N5–N2)/(N1–N2)＝-Z1/Z3＝-1

得：N5＝2N2–N1

由于第七齿轮与第五齿轮转向相反，即N7＝N1–2N2＝NG–2NZ；

由(N7–NG)/N8＝-Z8/Z7＝-1

得：N8＝NG–N7＝NG–(NG–2NZ)＝2NZ

其中：N1代表第一齿轮的转速；

N2代表第二齿轮的转速；

N5代表第五齿轮的转速；

N7代表第七齿轮的转速；

NG代表公转轴的输入转速，即公转速度；

NZ代表自转套轴的输入转速，即自转速度；

Z1/Z5代表第一齿轮与第五齿轮的齿轮比；

Z8/Z7代表第八齿轮与第七齿轮的齿轮比；

由此可知，无论本实施例中第一公转轴的公转速度NG是多少，第八齿轮及挑线组件都是恒定不变的两倍于第一自转套轴的自转速度，因此公转与自转的速度互不影响，不会破坏针杆与挑线组件的同步性。

如图6、图7及图8所示，为上述刺布挑线机构的第二实施例。本实施例中第一差动齿轮机构由设在第一公转轴102上的第一齿轮105、设在所述第一自转套轴104上的第二齿轮106，以及转动套设在所述第一公转轴102上的传动内齿圈122构成，第一齿轮105与第二齿轮106相啮合，第二齿轮106与所述传动内齿圈122相啮合；所述第一传动齿轮包括转动设置的第三齿轮109和第六齿轮110，以及套设在所述第一公转轴102上的第五齿轮108和第四齿轮107，第五齿轮108和第四齿轮107固定相连；第三齿轮109分别与传动内齿圈122、第四齿轮107相啮合，第五齿轮108与第六齿轮110相啮合，且第六齿轮110与所述挑线轴125传动相连。本实施例中通过传动内齿圈122、第一自转套轴104、第二齿轮106以及第一公转轴上的第一齿轮105构成差动齿轮系，因此差动齿轮系中各齿轮可以为直齿轮。

为实现上述第六齿轮110与挑线轴125的传动，本实施例中第六齿轮110通过同步带机构与所述挑线轴125传动相连，见图7及图8所示，具体为：所述挑线轴125的端部设有下同步轮116，所述第六齿轮110通过连接轴114连接上同步轮113，上同步轮113和下同步轮116通过同步带115相连。本实施例采用同步带机构实现第六齿轮110与挑线轴125间的传动，本发明不限于同步带机构，其也可以为其他能实现将第六齿轮110的转动传递至挑线轴转动的传动机构，只需实现第六齿轮110可作为挑线轴125自转的驱动轮即可。

为更好地安装使用，本实施例还包括齿轮箱124以及与齿轮箱124转动相连的旋转机壳123，上述传动内齿圈122、第一齿轮105、第二齿轮106、第三齿轮109、第四齿轮107和第五齿轮108均置于齿轮箱124内，第一公转轴102穿设在齿轮箱124内，针杆118穿设在旋转机壳123内，第一公转轴102的底端连设一轴套121，所述轴套121与旋转机壳123相固定，且针杆118插设在所述轴套121内可沿轴套121上下运动，所述挑线轴125和连接第六齿轮110的连接轴114横向穿设在所述旋转机壳123内且可沿自身轴线旋转。本实施例利用旋转机壳123与齿轮箱124转动相连，可通过齿轮箱124与缝纫机的机架相连，而旋转机壳123跟随针杆118转动。

为实现挑线轴自身旋转时，上述针杆118可上下运动，本实施例中挑线轴125通过曲柄119与针杆118相连，见图6所示。本实施例中曲柄119作为传动件，当挑线轴125绕自身轴线旋转时，通过曲柄119带动针杆118上下运动，即可沿上述轴套121上下运动，即完成刺布。

为更好地实现挑线轴的自转以及绕公转轴公转，本实施例中上述第一齿轮105、所述第二齿轮106、所述第三齿轮109、所述第四齿轮107、所述第五齿轮108和所述第六齿轮110的齿轮比为1:1，与传动内齿圈122的传动比为1:3。

本实施例中刺布挑线机构的工作原理如下：

1)挑线组件117绕第一公转轴102及针杆118公转，而挑线轴125不自身旋转(即不自转)：第一公转轴102输入转速和扭矩，第一自转套轴104不受驱动力，带动第一公转轴102、第一齿轮105、轴套121、旋转机壳123和安装在旋转机壳123上的挑线轴125和挑线组件117等一起转动，同时第一齿轮105驱动第二齿轮106同速转动，进而驱动传动内齿圈122、第四齿轮107和第五齿轮108、第三齿轮109同速转动。由于此时第四齿轮107的转速和转向均与第一公转轴102、第一齿轮105相同，而旋转机壳123、轴套121和第一公转轴102是锁固在一起的，而第六齿轮110通过连接轴114安装在旋转机壳123上，因此第六齿轮110也与第一公转轴102是同速且同向转动的。这样一来，第六齿轮110与第五齿轮108相互之间就保持静止的关系，第六齿轮110只会公转，而不会自转，因此后续的刺布挑线机构也就不会运动。

2)挑线组件117只自转，而不绕第一公转轴102及针杆118公转：第一公转轴102不受力，第一自转套轴104受力即输入转速和扭矩，带动第一自转套轴104、第二齿轮106、传动内齿圈122和第三齿轮109、第四齿轮107、第五齿轮108转动，最终带动第六齿轮110以及挑线轴125绕自身轴线转动，实现挑线组件117和机针120运动，形成自转和针杆的上下往复运动。

3)挑线组件117既公转又自转：当第一自转套轴104和第一公转轴102同时受力转动时，由于挑线轴125公转时不会产生自转，所以两者互不影响，挑线轴125公转不会破坏自转的同步性。

4)挑线轴转速的计算：

上述轮系中第一齿轮105、第一自转套轴104、第二齿轮106和传动内齿圈122构成一个典型的差动轮系，第一齿轮105输入公转转速，第一自转套轴104输入自转转速，两者的转速共同合成为传动内齿圈122的转速，并进而驱动后续的所有齿轮转动。

在轮系运动时，对整个轮系加以-NZ的转速，则：

由(N_内–NZ)/(N1–NZ)＝-Z1/Z_内＝-1/3

得：N_内＝-1/3N1+4/3NZ

也即N5＝N4＝N1-4NZ＝NG-4NZ；

由(N5–NG)/N6＝-Z6/Z5＝1

得：N6＝N5-NG＝NG-4NZ-NG＝-4NZ；

其中，N1代表第一齿轮的转速；

N_内代表传动内齿圈的转速；

N5代表第五齿轮的转速；

N6代表第六齿轮的转速；

NG代表公转轴的输入转速，即公转速度；

NZ代表自转套轴的输入转速，即自转速度；

Z1/Z_内代表第一齿轮与传动内齿圈的齿轮比；

Z6/Z5代表第六齿轮与第五齿轮的齿轮比。

由此可知，无论本实施例中第一公转轴的公转速度NG是多少，第六齿轮及挑线组件的转速都是恒定不变的四倍于第一自转套轴的速度，因此公转与自转的速度互不影响，不会破坏针杆与旋梭的同步性。

如图9及图10所示，作为本发明的勾线机构的第一实施例，本实施例中第二差动齿轮机构由设在第二公转轴201上的齿轮一205、设在第二自转套轴202上的齿轮二206，以及转动套设在所述第二公转轴201上的内齿圈204构成，齿轮一205与齿轮二206相啮合，齿轮二206与所述内齿圈204相啮合；所述第二传动齿轮包括转动设置的齿轮三207和齿轮六210，以及转动套设在所述第一公转轴201上的齿轮五209和齿轮四208，齿轮五209和齿轮四208固定相连；齿轮三207分别与内齿圈204、齿轮四208相啮合，齿轮五209与齿轮六210相啮合，且齿轮六210与所述旋梭轴211传动相连。本实施例中的第二差动齿轮机构、第二传动齿轮机构分别与刺布挑线机构第二实施例中的第一差动齿轮机构、第一传动齿轮机构相同，均为直齿轮。

本实施例中旋梭轴211与第二公转轴201平行设置，上述齿轮六210固定设置在旋梭轴211的底端。本实施例通过齿轮六210与旋梭轴211直接相连，实现了齿轮六210与旋梭轴的传动，实现旋梭轴的自转驱动。

本实施例还包括齿轮箱，见图10所示，第二公转轴201穿设在齿轮箱内，且齿轮箱沿公转轴由上至下依次分为：安装齿轮六和齿轮五的齿轮箱一部216，安装齿轮圈204、齿轮二206以及齿轮三207、齿轮四208的齿轮箱二部217，内齿圈204通过内齿圈架220安装在齿轮相二部217，本实施例中上述第二公转轴201上设有第二公转驱动力221，第二自转套轴上设有第二自转驱动力203，第二公转驱动力221和第二自转驱动力203位于齿轮箱三部218，在齿轮箱的底部设有底板219，齿轮箱一部216和齿轮箱二部217转动相连，齿轮箱二部217和齿轮箱三部218固定相连，所述旋转件215作为盖部罩设在齿轮箱一部216上。

为便于自转驱动力的传输，本实施例还包括与第二公转轴201平行设置的第二自转轴214，第二自转驱动轮203为齿轮(即自转驱动齿轮)，第二自转轴214的外表面设有与第二自转驱动轮203相啮和的齿圈213，第二自转轴214上设有自转同步轮230，该自转同步轮230可与上述的自转驱动电机600传动相连。

本实施例中内齿圈204与齿轮二的传动比为1：3，而齿轮一205、齿轮二206、以及齿轮三207和齿轮四208、齿轮五209和齿轮六210间的传动比为1:1，此传动比可以满足在第二公转驱动轮221受力转动时，带动第二公转轴201转动且旋梭组件212绕第二公转轴201转动，齿轮六210与齿轮五209相对静止，即确保了旋梭轴211的只公转不自转。上述齿轮间的传动比也可为其他比例，只需满足上述在第二公转驱动轮221受力转动时，带动第二公转轴201转动且旋梭组件212绕第二公转轴201转动，齿轮六210与齿轮五209相对静止即可。

本实施例采用上述传动比的齿轮系，其工作原理与上述刺布挑线机构第二实施例相近，具体如下：

(1)上述旋梭轴211只公转不自转：第二自转套轴202固定不动，第二公转轴201输入转速和扭矩，带动第二公转轴201与齿轮一205转动，进而带动旋转件215转动，旋梭组件212绕第二公转轴201转动。同时，齿轮一205驱动齿轮二206同速转动，进而驱动内齿圈204、齿轮三207以及齿轮五209和齿轮四208同速转动。由于此时的齿轮五209转速与转向都与齿轮一205相同，而旋转件215也以同样的转速和转向旋转，因此齿轮五209和旋转件215两者是保持相对静止的，于是齿轮六210也就不会产生自转，即旋梭轴211不自转。也就是说，当只有第二公转轴201转动，旋梭组件212只产生公转，不发生也不影响自转。

(2)上述旋梭轴211只自转不公转时：第二公转轴201固定，第二自转套轴202输入转速和扭矩，第二自转套轴202带动齿轮二206、内齿圈204、齿轮三207、齿轮五209和齿轮四208转动，最终带动齿轮六210和旋梭轴211转动，形成旋梭组件212自转。

(3)上述旋梭轴211既公转又自转：当第二公转轴201和第二自转套轴202同时转动时，由于旋梭轴211绕第二公转轴201的公转并不会影响其自转，所以旋梭轴211的自转速度以及与外界的同步不受影响。

如图11所示，作为上述勾线机构的第二实施例，本实施例与上述勾线机构第一实施例基本相同，不同之处在于：上述旋梭轴211与第二公转轴201垂直设置，所述旋梭轴211的端部设有上同步轮223，所述齿轮六210通过连接轴连接下同步轮222，上同步轮223和下同步轮222通过同步带相连。本实施例中齿轮六210通过同步带轮结构与旋梭轴211传动相连，齿轮六210与齿轮五209为锥齿轮配合形式，实现齿轮六210绕齿轮五209转动即实现绕第二公转轴201转动。

如图12及图13所示，作为上述勾线机构的第三实施例，本实施例中第二差动齿轮机构由设在所述第二公转轴201上的齿轮一205、设在所述第二自转套轴202上的齿轮二206，以及转动套设在所述第二公转轴201上且固定相连的齿轮四208和齿轮五209构成，齿轮一205与齿轮二206相啮合，齿轮二206与齿轮四208相啮和；所述第二传动齿轮机构包括转动设置的齿轮三207和齿轮六210，以及套设在所述第二公转轴201上且固定相连的齿轮八210和齿轮七224，齿轮三207与所述齿轮五209相啮合，齿轮三207与齿轮七224相啮合，齿轮八225与齿轮六210相啮和，齿轮六210与所述旋梭轴211传动相连。本实施例中的第二差动齿轮机构、第二传动齿轮机构与上述刺布挑线机构第一实施例中的第一差动齿轮机构、第一传动齿轮机构相同，各齿轮均采用锥形齿轮。

本实施例中旋梭轴211与第二公转轴201平行设置，即旋梭轴211竖直设置，旋梭轴211的底端固定设置上述齿轮八225，上述齿轮八225与齿轮七224相啮和，实现旋梭轴211与齿轮七224间的传动相连。

本实施例还包括筒状的壳体229，见图13所示，第二公转轴201穿设在所述壳体229内，上述齿轮一205、齿轮二206、齿轮三207、齿轮四208、齿轮五209、齿轮六210以及齿轮七224、齿轮八225均位于壳体229内；为便于旋梭轴211的自转，本实施例中上述旋转件215为盘状，其作为盖部罩设在壳体229上。本实施例中上述齿轮一205、齿轮二206、齿轮三207、齿轮四208、齿轮五209、齿轮六210以及齿轮七224与齿轮八225间的传动比为1:1。

本实施例采用上述传动比的齿轮系，其工作原理与上述刺布挑线机构第一实施例相近，

具体如下：

(1)上述旋梭轴211只公转不自转：第二自转套轴202固定不动，第二公转轴201输入转速和扭矩，带动第二公转轴201与齿轮一205转动，进而带动旋转件215转动，旋梭组件212绕第二公转轴201转动。同时，齿轮一205驱动齿轮二206同速转动，进而齿轮四208以及齿轮五209、齿轮三207、齿轮七224与齿轮八225同速转动。由于此时的齿轮八225转速与转向都与齿轮一205相同，而旋转件215也以同样的转速和转向旋转，因此齿轮八225和旋转件215两者是保持相对静止的，于是齿轮六210也就不会产生自转，即旋梭轴211不自转。也就是说，当只有第二公转轴201转动，旋梭组件212只产生公转，不发生也不影响自转。

(2)上述旋梭轴211只自转不公转时：第二公转轴201固定，第二自转套轴202输入转速和扭矩，第二自转套轴202带动齿轮二206、齿轮三207、齿轮五209和齿轮四208、齿轮七224和齿轮八225转动，最终带动齿轮六210和旋梭轴211转动，形成旋梭组件212自转。

(3)上述旋梭轴211既公转又自转：当第二公转轴201和第二自转套轴202同时转动时，由于旋梭轴211绕第二公转轴201的公转并不会影响其自转，所以旋梭轴211的自转速度以及与外界的同步不受影响。

为便于自转驱动力的传输，本实施例还包括与所述第二公转轴201平行设置的第二自转轴214，所述第二自转套轴202上设有第二自转驱动轮203(即自转驱动齿轮)，第二自转轴214的外表面设有与第二自转驱动齿轮相啮和的齿圈213，所述第二自转轴214上设有与自转动力轴700通过同步带相连的自转同步轮230。

如图14以及图15所示，作为上述勾线机构的第四实施例，本实施例与勾线机构的第四实施例相近，不同之处在于：旋梭轴211与第二公转轴201垂直设置，所述旋梭轴211的端部设有上同步轮226，齿轮六210通过连接轴228连接下同步轮227，上同步轮226和下同步轮227通过同步带231相连。

本实施例还包括齿轮箱，见图15所示，第二公转轴201穿设在齿轮箱内，且齿轮箱沿公转轴由上至下依次分为：安装齿轮八225和齿轮六210的齿轮箱一部216，安装齿轮七224、齿轮三207和齿轮五209的齿轮箱二部217，安装齿轮四208和齿轮二206的齿轮箱三部218；所述齿轮箱一部和齿轮箱二部217转动相连，齿轮箱二部217和齿轮箱三部218固定相连，所述旋转件215作为盖部罩设在齿轮箱一部上。

为更好地实现上述齿轮箱一部和旋转件215绕第二公转轴转动，本实施例中齿轮箱一部与所述齿轮箱二部217通过滑环组件转动相连，滑环组件包括滑环转子232和滑环定子233。

综上所述，本发明的缝纫机，其利用一个公转电机通过机械传动机构来驱动刺布挑线机构中的挑线轴和挑线组件绕第一公转轴公转，以及驱动勾线机构中的旋梭轴和旋梭组件绕第二公转轴公转，利用一个自转电机通过机械传动机构来驱动刺布挑线机构中的挑线轴和挑线组件绕挑线轴自转，以及驱动勾线机构中的旋梭轴和旋梭组件绕旋梭轴自转，本发明实现了刺布挑线机构与勾线机构间的机械传动，无需复杂的电控系统。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

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 (7)

1.一种缝纫机，其特征在于：包括：

刺布挑线机构，包括针杆以及置于针杆底端的机针，与针杆正向相交且相连的挑线轴以及置于挑线轴上的挑线组件，与所述针杆同轴相连的第一公转轴，以及套设在第一公转轴上的第一自转套轴且与第一公转轴相对自由转动，第一公转轴和第一自转套轴通过第一差动齿轮机构相连，第一自转套轴通过第一差动齿轮机构和第一传动齿轮机构与所述挑线轴传动相连，进而带动所述挑线轴绕自身轴线转动；

勾线机构，包括旋梭轴以及置于旋梭轴上的旋梭组件，第二公转轴以及套设在第二公转轴上的第二自转套轴且与第二公转轴相对自由转动，第二公转轴和第二自转套轴间设有第二差动齿轮机构，且所述旋梭轴转动置于旋转件上，所述第二公转轴与旋转件固定相连，所述第二自转套轴通过第二差动齿轮机构与所述第二公转轴相连；第二自转套轴通过第二差动齿轮机构和第二传动齿轮机构与所述旋梭轴传动相连，进而带动旋梭轴绕自身轴线自转；

与公转电机相连的公转动力轴，公转动力轴通过两组同步带机构分别与所述第一公转轴和第二公转轴相连，带动第一公转轴和第二公转轴转动，进而分别带动所述挑线轴和挑线组件绕第一公转轴公转、带动所述旋梭轴和旋梭组件绕第二公转轴公转；

与自转电机相连的自转动力轴，自转动力轴通过两组同步带机构分别与所述第一自转套轴和第二自转套轴传动相连，带动第一自转套轴和第二自转套轴转动，进而分别带动所述挑线轴和挑线组件绕挑线轴自转、带动旋梭轴和旋梭组件绕旋梭轴自转；

其中，所述第一差动齿轮机构由设在所述第一公转轴上的第一齿轮、设在所述第一自转套轴上的第二齿轮，以及转动套设在所述第一公转轴上的传动内齿圈构成，第一齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮与所述传动内齿圈相啮合；所述第一传动齿轮机构包括转动设置的第三齿轮和第六齿轮，以及套设在所述第一公转轴上的第五齿轮和第四齿轮，第五齿轮和第四齿轮固定相连；第三齿轮分别与传动内齿圈、第四齿轮相啮合，第五齿轮与第六齿轮相啮合，且第六齿轮与所述挑线轴传动相连；

或者，所述第一差动齿轮机构由设在所述第一公转轴上的第一齿轮、设在所述第一自转套轴上的第二齿轮，以及转动套设在所述第一公转轴上且固定相连的第四齿轮和第五齿轮构成，第一齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮与所述第四齿轮相啮和；所述第一传动齿轮机构包括转动设置的第三齿轮，以及套设在所述第一公转轴上且固定相连的第六齿轮和第七齿轮，第三齿轮与所述第五齿轮相啮合，第六齿轮与所述第五齿轮相啮合，第七齿轮与所述挑线轴传动相连；

其中，所述第二差动齿轮机构由设在所述第二公转轴上的齿轮一、设在所述第二自转套轴上的齿轮二，以及转动套设在所述第二公转轴上的内齿圈构成，齿轮一与齿轮二相啮合，齿轮二与所述内齿圈相啮合；所述第二传动齿轮机构包括转动设置的齿轮三和齿轮六，以及转动套设在所述第一公转轴上的齿轮五和齿轮四，齿轮五和齿轮四固定相连；齿轮三分别与内齿圈、齿轮四相啮合，齿轮五与齿轮六相啮合，且齿轮六与所述旋梭轴传动相连；

或者，所述第二差动齿轮机构由设在所述第二公转轴上的齿轮一、设在所述第二自转套轴上的齿轮二，以及转动套设在所述第二公转轴上且固定相连的齿轮四和齿轮五构成，齿轮一与齿轮二相啮合，齿轮二与齿轮四相啮和；所述第二传动齿轮机构包括转动设置的齿轮三和齿轮六，以及套设在所述第二公转轴上且固定相连的齿轮七和齿轮八，齿轮三与所述齿轮五相啮合，齿轮三与齿轮七相啮合，齿轮八与齿轮六相啮和，齿轮六与所述旋梭轴传动相连。

2.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于：所述旋梭轴与所述第二公转轴垂直设置，所述旋梭轴的端部设有第一同步轮，所述齿轮六通过连接轴连接第二同步轮，第一同步轮和第二同步轮通过同步带相连。

3.根据权利要求2所述的缝纫机，其特征在于：所述旋梭轴与所述第二公转轴平行设置，所述齿轮六固定设置在所述旋梭轴的底端。

4.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于：所述旋梭轴与所述第二公转轴垂直设置，所述旋梭轴的端部设有第一同步轮，所述齿轮七通过连接轴连接第二同步轮，第一同步轮和第二同步轮通过同步带相连。

5.根据权利要求4所述的缝纫机，其特征在于：所述旋梭轴与所述第二公转轴平行设置，所述齿轮七固定设置在所述旋梭轴的底端。

6.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于：还包括与所述第一公转轴平行设置的第一自转轴，所述第一自转套轴上设有自转驱动齿轮，所述自转轴的外表面设有与所述自转驱动齿轮相啮和的齿圈，所述第一自转轴上设有与所述自转动力轴通过同步带相连的自转同步轮。

7.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于：还包括与所述第二公转轴平行设置的第二自转轴，所述第二自转套轴上设有自转驱动齿轮，所述自转轴的外表面设有与所述自转驱动齿轮相啮和的齿圈，所述第二自转轴上设有与所述自转动力轴通过同步带相连的自转同步轮。

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