CN109423779B - 缝纫机的刺布挑线机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缝纫机的刺布挑线机构，其包括：针杆以及置于针杆底端的机针；与针杆相连的挑线组件；公转轴，公转轴与针杆同轴相连，公转轴上设有公转驱动轮以及第一齿轮；自转套轴，套设在公转轴上且与公转轴相对自由转动，且自转套轴的一端设有自转驱动轮，自转套轴的另一端连接两个第二齿轮，两个第二齿轮均与第一齿轮相啮合；同轴套设的传动内齿圈，传动内齿圈与两个第二齿轮相啮合；转动设置的第三齿轮和第六齿轮，以及套设在公转轴上的第五齿轮和第四齿轮，第五齿轮和第六齿轮固定相连；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，且第六齿轮与挑线轴传动相连。本发明通过驱动公转轴和自转套轴可以同时实现挑线组件的公转与自转。

Description

缝纫机的刺布挑线机构

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的刺布挑线机构。

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、模板机等。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，需要一种成本低、但性能稳定的刺布挑线机构。

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的刺布挑线机构，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的刺布挑线机构，其包括：

针杆以及置于针杆底端的机针；

与所述针杆相连的挑线组件，挑线组件中的挑线轴与所述针杆相垂直，且挑线轴与针杆传动相连，挑线轴自身旋转带动针杆升降运动；

公转轴，公转轴与所述针杆同轴相连，所述公转轴上设有公转驱动轮以及第一齿轮；

自转套轴，套设在所述公转轴上且与公转轴相对自由转动，且自转套轴的一端设有自转驱动轮，自转套轴的另一端连接两个第二齿轮，两个第二齿轮对称分布在所述第一齿轮的两侧且均与第一齿轮相啮合；

同轴套设的传动内齿圈，传动内齿圈与两个所述第二齿轮相啮合；

转动设置的第三齿轮和第六齿轮，以及套设在所述公转轴上的第五齿轮和第四齿轮，第五齿轮和第六齿轮固定相连；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；

所述传动内齿圈、第一齿轮、第二齿轮、以及第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮间的传动比满足：在公转驱动轮受力转动而自转驱动轮不受力时，带动公转轴转动且挑线组件绕公转轴转动，第五齿轮与第六齿轮相对静止。

优选的，还包括转动设置的自转轴，以及设在自转轴上的齿轮圈和自转同步轮，所述自转驱动轮为齿轮，所述齿轮圈与所述自转驱动轮相啮合。

优选的，还包括齿轮箱以及与齿轮箱转动相连的旋转机壳，所述传动内齿圈、所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述第三齿轮、所述第四齿轮和所述第五齿轮均置于所述齿轮箱内，所述公转轴穿设在所述齿轮箱内，所述针杆穿设在所述旋转机壳内，所述公转轴的底端连设一轴套，所述轴套与所述旋转机壳相固定，且所述针杆插设在所述轴套内，所述挑线轴横向穿设在所述旋转机壳内。

优选的，所述齿轮箱底端周向上设有环向限位槽，所述旋转机壳插设在环向限位槽内，且可沿环向限位槽转动。

优选的，所述第六齿轮通过同步带机构与所述挑线轴传动相连，具体为：所述挑线轴的端部设有第一同步轮，所述第六齿轮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，所述挑线轴通过曲柄与所述针杆相连。

如上所述，本发明的缝纫机的刺布挑线机构，具有以下有益效果：采用公转轴与挑线轴间设置齿轮系，该齿轮系包括上述第一齿轮、第二齿轮、传动内齿圈、第三齿轮和第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，通过该齿轮系实现公转轴定位转动带动挑线轴绕公转轴转动，而挑线轴可通过套设在公转轴上的自转套轴来驱动，实现挑线轴自身的旋转也就是挑线组件的自转以及针杆的升降刺布，而自转套轴自身的轴线无变化即自转所需动力轴轴线不变，通过驱动公转轴和自转套轴可以同时实现挑线组件的公转与自转，例如利用同步带等方式可实现刺布挑线机构、勾线机构的机械驱动，无需复杂的电控系统，降低了生产成本。

附图说明

图1显示为本发明的缝纫机的刺布挑线机构示意图。

图2显示为沿图1中的AA线所得的剖视图。

图3显示为本发明的缝纫机的刺布挑线机构的传动原理图。

图4显示为本发明的缝纫机的刺布挑线机构的局部结构图。

元件标号说明

1 公转驱动轮

2 公转轴

3 自转驱动轮

4 自转套轴

5 传动内齿圈

6 第二齿轮

7 第一齿轮

8 第四齿轮

9 第五齿轮

10 第六齿轮

11 第二同步轮

12 连接轴

13 同步带

14 第一同步轮

15 挑线轴

16 轴套

17 挑线组件

18 针杆

19 曲柄

20 机针

21 齿轮箱

22 旋转机壳

23 第三齿轮

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4。须知，本说明书所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。

如图1至图4所示，本发明提供一种缝纫机的刺布挑线机构，其包括：

针杆18以及置于针杆底端的机针20；

与所述针杆18相连的挑线组件17，挑线组件17中的挑线轴15与所述针杆18相垂直，且挑线轴15与针杆18传动相连，挑线轴15自身旋转带动针杆18升降运动；

公转轴2，公转轴2与所述针杆18同轴相连，所述公转轴2上设有公转驱动轮1以及第一齿轮7；

自转套轴4，套设在所述公转轴2上且与公转轴2相对自由转动，且自转套轴4的一端设有自转驱动轮3，自转套轴4的另一端连接两个第二齿轮6，两个第二齿轮6对称分布在所述第一齿轮7的两侧且均与第一齿轮7相啮合；

与自转套轴4同轴套设的传动内齿圈5，传动内齿圈5与两个所述第二齿轮6相啮合；转动设置的第三齿轮23和第六齿轮10，以及套设在所述公转轴2上的第五齿轮9和第四齿轮8，第五齿轮9和第四齿轮8固定相连；第三齿轮23分别与传动内齿圈5、第四齿轮8相啮合，第五齿轮9与第六齿轮10相啮合，且第六齿轮10与所述挑线轴15传动相连；

上述传动内齿圈5、第一齿轮7、第二齿轮6、以及第三齿轮23、第四齿轮8、第五齿轮9和第六齿轮10间的传动比满足：在公转驱动轮1受力转动而自转驱动轮3不受力时，带动公转轴2转动且挑线组件17绕公转轴2转动，第五齿轮9与第六齿轮10相对静止。

本发明采用公转轴2与挑线轴15间设置齿轮系，该齿轮系包括上述传动内齿圈5、第一齿轮7、第二齿轮6、以及第三齿轮23、第四齿轮8、第五齿轮9和第六齿轮10，通过该齿轮系实现公转轴2定位转动带动挑线轴15绕公转轴2转动，而挑线轴15可通过套设在公转轴2上的自转套轴4来驱动，实现挑线轴15自身的旋转也就是挑线组件17的自转以及针杆18的升降刺布，而自转套轴4自身的轴线无变化即自转所需动力轴轴线不变，通过驱动公转轴2和自转套轴4可以同时实现挑线组件的公转与自转，例如利用同步带等方式可实现刺布挑线机构、勾线机构的机械驱动，无需复杂的电控系统，降低了生产成本。

为实现上述第六齿轮与挑线轴的传动，本实施例中第六齿轮10通过同步带机构与所述挑线轴15传动相连，见图2及图4所示，具体为：所述挑线轴15的端部设有第一同步轮14，所述第六齿轮10通过连接轴12连接第二同步轮11，第一同步轮14和第二同步轮11通过同步带13相连。本实施例采用同步带机构实现第六齿轮10与挑线轴15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10的转动传递至挑线轴转动的传动机构，只需实现第六齿轮10可作为挑线轴15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21以及与齿轮箱21转动相连的旋转机壳22，所述传动内齿圈5、所述第一齿轮7、所述第二齿轮6、所述第三齿轮23、所述第四齿轮8和所述第五齿轮9均置于所述齿轮箱21内，所述公转轴2穿设在所述齿轮箱21内，所述针杆18穿设在所述旋转机壳22内，所述公转轴2的底端连设一轴套16，所述轴套16与所述旋转机壳22相固定，且所述针杆18插设在所述轴套16内可沿轴套16上下运动，所述挑线轴15横向穿设在所述旋转机壳22内且可沿自身轴线旋转。本实施例利用旋转机壳22与齿轮箱21转动相连，可通过齿轮箱21与缝纫机的机架相连，而旋转机壳跟随针杆转动。

为更好地实现上述齿轮箱21与旋转机壳22转动相连，本实施例中齿轮箱底端周向上设有环向限位槽，旋转机壳22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22相对齿轮箱21转动，另外限制了旋转机壳22的上下运动。

为实现挑线轴自身旋转时，上述针杆18可上下运动，本实施例中挑线轴15通过曲柄19与针杆18相连，见图2所示。本实施例中曲柄19作为传动件，当挑线轴15绕自身轴线旋转时，通过曲柄19带动针杆18上下运动，即可沿上述轴套16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5、所述第二齿轮6、所述第三齿轮7、所述第四齿轮8、所述第五齿轮9和所述第六齿轮10的齿轮比为1:1，与传动内齿圈5的传动比为1:3。

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17绕公转轴2及针杆18公转，而挑线轴15不自身旋转(即不自转)：公转驱动轮1受力旋转，即公转驱动轮1输入转速和扭矩，自转驱动轮3不受力，带动公转轴2、第一齿轮7、轴套16、旋转机壳22和安装在旋转机壳上的挑线组件等一起转动，同时第一齿轮7驱动第二齿轮6同速转动，进而驱动传动内齿圈5、第三齿轮23、第四齿轮8和第五齿轮9同速转动。由于此时第四齿轮8的转速和转向均与公转轴2、第一齿轮7相同，而旋转机壳22、轴套16、公转轴2以及公转驱动轮1是锁固在一起的，而第六齿轮10安装在旋转机壳22上，因此第六齿轮10也与公转轴2是同速且同向转动的。这样一来，第六齿轮10与第五齿轮9相互之间就保持静止的关系，第六齿轮10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17只自转，而不绕公转轴2及针杆18公转：公转驱动轮1不受力，自转驱动轮3受力即输入转速和扭矩，带动自转套轴4、第二齿轮6、传动内齿圈5和第三齿轮23、第四齿轮8、第五齿轮9转动，最终带动第六齿轮10以及挑线轴15绕自身轴线转动，实现挑线组件17和机针20运动，形成自转和针杆的上下往复运动。

3)挑线组件17既公转又自转：当公转驱动轮1和自转驱动轮3同时受力转动时，由于挑线轴15公转时不会产生自转，所以两者互不影响，挑线轴15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7、自转套轴4、第二齿轮6和传动内齿圈5构成一个典型的差动轮系，第一齿轮7输入公转转速，自转套轴4输入自转转速，两者的转速共同合成为传动内齿圈5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

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自转套轴4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。

为更好实现刺布挑线机构、勾线机构的机械传动，本实施例还包括转动设置的自转轴，以及设在自转轴上的齿轮圈和自转同步轮，所述自转驱动轮为齿轮，所述齿轮圈与所述自转驱动轮相啮合。本实施例独立设置轴线不动的自转轴，自转轴上的自转同步轮可通过同步带与勾线机构中的自转同步轮相连，实现机械传动。

综上所述，本发明的缝纫机的刺布挑线机构，采用公转轴与挑线轴间设置齿轮系，该齿轮系包括上述第一齿轮、第二齿轮、传动内齿圈、第三齿轮和第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，通过该齿轮系实现公转轴定位转动带动挑线轴绕公转轴转动，而挑线轴可通过套设在公转轴上的自转套轴来驱动，实现挑线轴自身的旋转也就是挑线组件的自转以及针杆的升降刺布，而自转套轴自身的轴线无变化即自转所需动力轴轴线不变，通过驱动公转轴和自转套轴可以同时实现挑线组件的公转与自转。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 (6)

1.一种缝纫机的刺布挑线机构，其特征在于，包括：

针杆以及置于针杆底端的机针；

与所述针杆相连的挑线组件，挑线组件中的挑线轴与所述针杆相垂直，且挑线轴与针杆传动相连，挑线轴自身旋转带动针杆升降运动；

公转轴，公转轴与所述针杆同轴相连，所述公转轴上设有公转驱动轮以及第一齿轮；

自转套轴，套设在所述公转轴上且与公转轴相对自由转动，且自转套轴的一端设有自转驱动轮，自转套轴的另一端连接两个第二齿轮，两个第二齿轮对称分布在所述第一齿轮的两侧且均与第一齿轮相啮合；

与所述自转套轴同轴套设的传动内齿圈，传动内齿圈与两个所述第二齿轮相啮合；

转动设置的第三齿轮和第六齿轮，以及套设在所述公转轴上的第五齿轮和第四齿轮，第五齿轮和第六齿轮固定相连；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；

所述传动内齿圈、第一齿轮、第二齿轮、以及第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮间的传动比满足：在公转驱动轮受力转动而自转驱动轮不受力时，带动公转轴转动且挑线组件绕公转轴转动，第五齿轮与第六齿轮相对静止。

2.根据权利要求1所述的缝纫机的刺布挑线机构，其特征在于：还包括转动设置的自转轴，以及设在自转轴上的齿轮圈和自转同步轮，所述自转驱动轮为齿轮，所述齿轮圈与所述自转驱动轮相啮合。

3.根据权利要求1所述的缝纫机的刺布挑线机构，其特征在于：还包括齿轮箱以及与齿轮箱转动相连的旋转机壳，所述传动内齿圈、所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述第三齿轮、所述第四齿轮和所述第五齿轮均置于所述齿轮箱内，所述公转轴穿设在所述齿轮箱内，所述针杆穿设在所述旋转机壳内，所述公转轴的底端连设一轴套，所述轴套与所述旋转机壳相固定，且所述针杆插设在所述轴套内，所述挑线轴横向穿设在所述旋转机壳内。

4.根据权利要求3所述的缝纫机的刺布挑线机构，其特征在于：所述齿轮箱底端周向上设有环向限位槽，所述旋转机壳插设在环向限位槽内，且可沿环向限位槽转动。

5.根据权利要求1所述的缝纫机的刺布挑线机构，其特征在于：所述第六齿轮通过同步带机构与所述挑线轴传动相连，具体为：所述挑线轴的端部设有第一同步轮，所述第六齿轮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。

6.根据权利要求1所述的缝纫机的刺布挑线机构，其特征在于：所述挑线轴通过曲柄与所述针杆相连。

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