CN110004598B - 一种分离式锁式线迹缝制装置及缝制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分离式锁式线迹缝制装置及缝制方法，属于缝合技术领域。本发明通过将机头组件及梭箱组件分体设置，在缝合时，通过第一滑轨将机头组件悬于待缝合材料上方，通过第二滑轨将梭子单元设置在待缝合材料下方，并控制针刺单元和梭子单元同步沿待缝合部位移动，依次对各缝合点进行锁式线迹缝合，该方法实现了对母线方向长度大(1.5m以上)、小端尺寸小(60mm以下)的锥形结构的机械缝制，保证锥形多层柔性薄膜复合材料制品各层薄膜材料之间不会发生错位、滑移及起褶现象，提高了缝合效率，并且，该方法缝纫孔间距可控、缝纫线张力可控、缝合质量稳定，适合于批量化生产。

Description

一种分离式锁式线迹缝制装置及缝制方法

技术领域

本发明涉及一种分离式锁式线迹缝制装置及缝制方法，属于缝合技术领域。

背景技术

辐射体通常用于雷达隐身，其形状与隐身目标外形面匹配，套设在隐身目标外部。常用辐射体通常为锥形筒状结构，为更好地实现吸波隐身功能，辐射体由多层材料层叠形成。

目前，通常根据设计结构，将多层材料裁剪成两片相同大小扇形结构，两片扇形结构围拢缝合后形成锥筒状辐射体。由于扇形结构的厚度大约为1-2mm，导致层叠的多层材料最上层和最下层材料平面展开图(扇形)弧长的最大差值大于12.5mm，如果进行剪裁后再在平面内缝合成锥体，锥体尺寸会产生2-4mm的误差，同时造成锥面连接出现问题和锥体表面出现皱褶等缺陷。

因而通常在锥形工装表面贴覆多层材料，裁剪贴覆的多层材料形成扇形结构，然后再在锥形工装上将两片扇形结构缝合在一起。由于辐射体为封闭结构，且具有沿母线方向长度大(可达1.5m)、小端尺寸小(可达60mm)的特点，现有的商用缝纫机无法在锥形工装上实现母线方向的立体缝合。因而，目前通常采用手工缝合的方式将两片扇形结构连接在一起。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种分离式锁式线迹缝制装置及缝制方法，该方法实现了对母线方向长度大(1.5m以上)、小端尺寸小(60mm以下)的锥形结构的机械缝制，保证锥形多层柔性薄膜复合材料制品各层薄膜材料之间不会发生错位、滑移及起褶现象，提高了缝合效率，并且，该方法缝纫孔间距可控、缝纫线张力可控、缝合质量稳定，适合于批量化生产。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种分离式锁式线迹缝制装置，包括分体设置的机头组件及梭箱组件，所述机头组件包括第一驱动单元、第一滑轨、第一滑块及刺针单元，所述第一滑块在所述第一驱动单元带动下沿所述第一滑轨移动，所述针刺单元设置在所述第一滑块上，所述梭箱组件包括第二驱动单元、第二滑轨、第二滑块及梭子单元，所述梭子单元设置在所述第二滑块上，所述第二滑块在所述第二驱动单元带动下沿所述第二滑轨移动，缝合时，所述第一滑轨和第二滑轨平行设置，所述第一滑块和第二滑块同步运动，所述刺针单元带动面线沿竖直于所述第一滑轨的方向刺穿待缝合材料且在材料下方形成线环，之后所述梭子单元带动底线沿所述第二滑轨的延伸方向穿过所述线环，随后所述刺针单元拉紧所述面线锁住所述底线，所述梭子单元回到初始状态。

在一可选实施例中，所述刺针单元包括引线刺针、刺针驱动机构、挑线机构和直线往复机构，所述面线穿设在所述引线刺针上，所述引线刺针固定安装在所述直线往复机构上，所述刺针驱动机构用于驱动所述直线往复机构带动所述引线刺针沿垂直于所述第一滑轨的方向往复运动，所述挑线机构用于拉紧所述面线锁住所述底线。

在一可选实施例中，所述针刺驱动机构为电机，所述直线往复机构包括直线模组和面刺针杆，所述面刺针杆第一端与所述直线模组连接，第二端固定有所述引线刺针，所述电机驱动所述直线模组带动所述面刺针杆往复运动。

在一可选实施例中，所述刺针单元包括两个引线刺针，所述直线往复机构包括并排设置在所述直线模组上的两个所述面刺针杆，所述面刺针杆与引线刺针一一对应，用于带动两个所述引线刺针同时缝合形成平行的两条线迹。

在一可选实施例中，所述挑线机构包括挑线杆和挑线电机，所述挑线杆上设有穿线孔，所述面线穿过所述引线刺针后沿所述引线刺针向上穿入所述穿线孔内，所述挑线电机用于带动所述挑线杆摆动以拉紧所述面线，之后带动所述挑线杆回位。

在一可选实施例中，所述梭子单元包括梭板、飞梭驱动机构及梭子，所述梭板上设有沿所述引线刺针运动方向延伸的局部缺口，用于在缝合时使所述面线在此处形成线环，所述底线穿设在所述梭子上，所述飞梭驱动机构用于带动所述梭子沿所述梭板运动，以使所述底线穿入所述线环。

在一可选实施例中，所述梭子单元包括两个所述梭子，所述梭板设置在两个所述梭子之间，所述梭板的两侧相对设有两个所述局部缺口，所述飞梭驱动机构用于带动两个所述梭子同步运动，以使两个所述梭子带动的两条所述底线同时穿过两个所述线环。

在一可选实施例中，所述飞梭驱动机构包括驱动装置和驱动杆，所述驱动杆第一端与所述驱动装置输出端连接，第二端与所述梭子连接。

在一可选实施例中，所述第一驱动单元包括第一驱动电机和第一传动带，所述第一滑块固定在所述第一传动带上，所述第一传动带套设在所述第一滑轨外围，所述第一驱动电机带动所述第一传动带运动实现所述第一滑块沿第一滑轨移动。

在一可选实施例中，所述第二驱动单元包括第二驱动电机和第二传动带，所述第二滑块固定在所述第二传动带上，所述第二传动带套设在所述第二滑轨外围，所述第二驱动电机带动所述第二传动带运动实现所述第二滑块沿第二滑轨移动。

在一可选实施例中，所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，还包括控制器，用于控制所述第一驱动单元、第二驱动单元、刺针单元及梭子单元联合动作完成锁式线迹缝纫。

在一可选实施例中，所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，还包括第一滑轨支架，所述第一滑轨支架包括框架、第一支撑立架和第二支撑立架，所述第一支撑立架和第二支撑立架相对设置在所述框架上，且所述第一立架和/或第二立架高度可调，所述第一滑轨第一端设置在所述第一支撑立架上，另一端设置在所述第二立架上。

一种分离式锁式线迹缝制方法，包括：

在锥形工装表面贴覆多层待缝合材料，裁剪贴覆的所述多层带缝合材料形成扇形结构，采用上述缝制装置进行缝制。

在一可选实施例中，所述锥形工装为空心锥筒结构，且在缝合部位设有沟槽，所述缝制装置包括第一滑轨支架，所述第一滑轨支架包括框架、第一支撑立架和第二支撑立架，所述第一支撑立架和第二支撑立架相对设置在所述框架上，且所述第一立架和第二立架高度可调；缝合时，将所述框架平放在工作台上，将所述第一滑轨第一端设置在所述第一支撑立架上，另一端设置在所述第二立架上，将所述锥形工装设置在所述工作台上，且待缝合部位朝上正对所述针刺单元，调节所述第一支撑立架和/或第二支撑立架的高度，使所述第一滑轨平行于所述待缝合部位，将所述第二滑轨固定在所述锥形工装的沟槽处。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明通过将机头组件及梭箱组件分体设置，在缝合时，通过第一滑轨将机头组件悬于待缝合材料上方，通过第二滑轨将梭子单元设置在待缝合材料下方，并控制针刺单元和梭子单元同步沿待缝合部位移动，依次对各缝合点进行锁式线迹缝合，该方法实现了对母线方向长度大(1.5m以上)、小端尺寸小(60mm以下)的锥形结构的机械缝制，保证锥形多层柔性薄膜复合材料制品各层薄膜材料之间不会发生错位、滑移及起褶现象，提高了缝合效率，并且，该方法缝纫孔间距可控、缝纫线张力可控、缝合质量稳定，适合于批量化生产。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的分离式锁式线迹缝制装置装配示意图；

图2为本发明实施例提供的针刺单元结构示意图；

图3为本发明实施例提供的梭子单元结构示意图；

图4为本发明实施例缝合过程示意图；

图5为本发明实施例提供的缝合部位示意图，其中，实线折线为材料裁剪拼缝，虚线直线为缝合线迹。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1，本发明实施例提供了一种分离式锁式线迹缝制装置，包括分体设置的机头组件及梭箱组件，所述机头组件包括第一驱动单元、第一滑轨4、第一滑块及刺针单元1，所述第一滑块在所述第一驱动单元带动下沿所述第一滑轨4移动，所述针刺单元1设置在所述第一滑块上，如图3所示，所述梭箱组件包括第二驱动单元、第二滑轨206、第二滑块201及梭子单元2，所述梭子单元设置在所述第二滑块上，所述第二滑块在所述第二驱动单元带动下沿所述第二滑轨移动，缝合时，所述第一滑轨和第二滑轨平行设置，在一缝合点时，所述针刺单元和梭子单元相对，所述刺针单元带动面线沿垂直于所述第一滑轨的方向刺穿待缝合材料后面线刺针回退，在材料下方形成线环，之后所述梭子单元带动底线沿所述第二滑轨的延伸方向穿过所述线环，随后所述刺针单元拉紧所述面线锁住所述底线，所述梭子单元回到初始状态，然后所述第一滑块和第二滑块同步运动至下一个缝合点，重复上述缝合步骤，依次完成各缝合点的缝合。

本发明通过将机头组件及梭箱组件分体设置，在缝合时，通过第一滑轨将机头组件悬于待缝合材料上方，通过第二滑轨将梭子单元设置在待缝合材料下方，并控制针刺单元和梭子单元同步沿待缝合部位移动，依次对各缝合点进行锁式线迹缝合，该方法实现了对母线方向长度大(1.5m以上)、小端尺寸小(60mm以下)的锥形结构的机械缝制，保证锥形多层柔性薄膜复合材料制品各层薄膜材料之间不会发生错位、滑移及起褶现象，提高了缝合效率，并且，该方法缝纫孔间距可控、缝纫线张力可控、缝合质量稳定，适合于批量化生产。

在一可选实施例中，如图2所示，所述刺针单元1包括引线刺针104、刺针驱动机构103、挑线机构和直线往复机构，所述面线穿设在所述引线刺针104上，所述引线刺针104固定安装在所述直线往复机构上，所述刺针驱动机构103用于驱动所述直线往复机构带动所述引线刺104针沿垂直于所述第一滑轨的方向往复运动，所述挑线机构用于拉紧所述面线锁住所述底线。具体地，针刺驱动机构103可以包括电动机或气动驱动装置等；

该种结构的针刺单元传动精度高，可实现引线刺针和梭子单元的精准配合。

在一可选实施例中，所述针刺驱动机构103为电机，所述直线往复机构包括直线模组102和面刺针杆101，所述面刺针杆101第一端与所述直线模组102连接，第二端固定有所述引线刺针104，所述电机驱动所述直线模组102带动所述面刺针杆101往复运动。

采用面刺针杆来固定引线刺针既可以平行设置多组面刺针杆带动多个引线刺针同步进行缝合，又便于通过更换不同长度的面刺针杆来实现不同锥角的缝合工装相互配合，完成不同形状产品的缝制。

所述挑线机构可以是直线或曲线往复机构，在一可选实施例中，所述挑线机构包括挑线杆105和挑线电机106，所述挑线杆105上设有穿线孔，所述面线穿过所述引线刺针104后沿所述引线刺针104向上穿入所述穿线孔内，所述挑线电机106用于带动所述挑线杆105摆动以拉紧所述面线，之后带动所述挑线杆105回位。具体地，当引线刺针104刺入的缝纫材料时，挑线杆105运动释放面线，当引线刺针14回退时，挑线杆105运动挑线，将面线拉紧，挑线杆105的运动是非线性的，因此由挑线电机106可实现对挑线杆105的运动进行精确控制。

该挑线机构可通过挑线电机106实现对挑线杆105的单独控制，保证挑线杆105运动的精确控制。

在一可选实施例中，所述梭子单元2包括梭板203、飞梭驱动机构204及梭子202，所述梭板203上设有沿所述引线刺针运动方向延伸的局部缺口208，用于在缝合时使所述面线在此处形成线环，所述底线穿设在所述梭子202上，所述飞梭驱动机构204用于带动所述梭子沿所述梭板运动，以使所述底线穿入所述线环。具体地，在一可选实施例中，第二滑块201为截面呈U型的板状结构，梭板203为平板结构，立设在第二滑块201的底板上，如图3和4所示，当面线随引线刺针104进入局部缺口208处，引线刺针104退回时，面线在摩擦力作用下在局部缺口208处形成线环，此时梭子202在飞梭驱动机构204的驱动下沿梭板203侧壁滑动，穿过线环，引线刺针104回退，挑线杆105在挑线电机106的驱动下挑线，引线刺针104回退完成时，梭子202回退此时完成一次缝制动作。在一可选实施例中，所述刺针单元1包括两个引线刺针104，所述直线往复机构包括两个并排设置在所述直线模组上的所述面刺针杆101，所述面刺针杆101与引线刺针104一一对应，用于带动两个所述引线刺针104同时缝合形成平行的两条线迹；相应地，所述梭子单元包括两个所述梭子202，所述梭子202与所述引线刺针104一一对应，所述梭板203竖直设置在两个所述梭子202之间，所述梭板203的两侧相对设有两个所述局部缺口208，所述飞梭驱动机构204用于带动两个所述梭子202同步运动，以使两个所述梭子202带动的两条所述底线同时穿过两个所述线环。该装置可以实现如图5所示的平行的两条互锁线迹，满足特殊缝制要求，缝合效率高。

具体地，如图3所示，所述飞梭驱动机构204包括驱动装置和驱动杆，所述驱动杆第一端与所述驱动装置输出端连接，第二端与所述梭子202连接。其中驱动杆可以为气缸或丝杆等做短距离直线往复运动的传动单元。

在一可选实施例中，所述第一驱动单元包括第一驱动电机和第一传动带，所述第一滑块固定在所述第一传动带上，所述第一传动带套设在所述第一滑轨外围，所述第一驱动电机带动所述第一传动带运动实现所述第一滑块沿第一滑轨移动。可以通过在第一滑块一侧设置夹紧结构，将第一滑块夹持在所述传动带上，便于调整第一滑块在传动带上的初始位置，进一步的可以在第一滑块一侧设置导向槽，使之于第一滑轨配合。在一可选实施例中，所述第二驱动单元包括第二驱动电机207和第二传动带205，所述第二滑块201固定在所述第二传动带205上，所述第二传动带205套设在所述第二滑轨外围，所述第二驱动电机207带动所述第二传动带205运动实现所述第二滑块沿第二滑轨移动。可以通过在第二滑块201底部设置夹紧结构，将第二滑块201夹持在传动带205上，便于调整第二滑块201在传动带上的初始位置，进一步的可以在第二滑块201底部设置导向槽，使之于第二滑轨配合。

通过第二驱动单元的控制，可实现飞梭驱动机构204的运动，使之始终处于针刺单元的正下方，实现不同位置的缝合。

在一可选实施例中，所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，还包括控制器，用于控制所述第一驱动单元、第二驱动单元、刺针单元及梭子单元联合动作完成锁式线迹缝纫。

如图1所示，所述分离式锁式线迹缝制装置还包括第一滑轨支架，所述第一滑轨支架包括框架10、第一支撑立架20和第二支撑立架30，所述第一支撑立架20和第二支撑立架30相对设置在所述框架10上，且所述第一立架20和/或第二立架30高度可调，所述第一滑轨第一端设置在所述第一支撑立架20上，另一端设置在所述第二立架30上。

本发明实施例还提供了一种分离式锁式线迹缝制方法，包括：

如图1所示，在锥形工装3表面贴覆多层待缝合材料，裁剪贴覆的所述多层带缝合材料形成扇形结构，采用上述实施例提供的所述缝制装置进行缝制。

本发明通过将机头组件及梭箱组件分体设置，在缝合时，通过第一滑轨将机头组件悬于待缝合材料上方，通过第二滑轨将梭子单元设置在待缝合材料下方，并控制针刺单元和梭子单元同步沿带缝合部位移动，进行锁式线迹缝合，该方法实现了对母线方向长度大(1.5m以上)、小端尺寸小(60mm以下)的锥形结构的机械缝制，保证锥形多层柔性薄膜复合材料制品各层薄膜材料之间不会发生错位、滑移及起褶现象，提高了缝合效率，并且，该方法缝纫孔间距可控、缝纫线张力可控、缝合质量稳定，适合于批量化生产。

有关装置的描述及对应的有益效果参见上述实施例，再此不再赘述。

在一可选实施例中，所述锥形工装3为空心锥筒结构，且在缝合部位设有沟槽，所述缝制装置包括第一滑轨支架，所述第一滑轨支架包括框架、第一支撑立架和第二支撑立架，所述第一支撑立架和第二支撑立架相对设置在所述框架上，且所述第一立架和第二立架高度可调；缝合时，将所述框架平放在工作台5上，将所述第一滑轨第一端设置在所述第一支撑立架上，另一端设置在所述第二立架上，将所述锥形工装设置在所述工作台上，且待缝合部位朝上正对所述针刺单元，调节所述第一支撑立架和/或第二支撑立架的高度，使所述第一滑轨平行于所述待缝合部位，通过螺钉、螺栓等紧固件将所述第二滑轨固定在所述锥形工装的沟槽处。

以上所述的实施例只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于，包括分体设置的机头组件及梭箱组件，所述机头组件包括第一驱动单元、第一滑轨、第一滑块及刺针单元，所述第一滑块在所述第一驱动单元带动下沿所述第一滑轨移动，所述刺针单元设置在所述第一滑块上，所述梭箱组件包括第二驱动单元、第二滑轨、第二滑块及梭子单元，所述梭子单元设置在所述第二滑块上，所述第二滑块在所述第二驱动单元带动下沿所述第二滑轨移动，缝合时，所述第一滑轨和第二滑轨平行设置，所述第一滑块和第二滑块同步运动，所述刺针单元带动面线沿竖直于所述第一滑轨的方向刺穿待缝合材料且在材料下方形成线环，之后所述梭子单元带动底线沿所述第二滑轨的延伸方向穿过所述线环，随后所述刺针单元拉紧所述面线锁住所述底线，所述梭子单元回到初始状态；

还包括第一滑轨支架，所述第一滑轨支架包括框架、第一支撑立架和第二支撑立架，所述第一支撑立架和第二支撑立架相对设置在所述框架上，且所述第一支撑立架和/或第二支撑立架高度可调，所述第一滑轨第一端设置在所述第一支撑立架上，另一端设置在所述第二支撑立架上。

2.根据权利要求1所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于，所述刺针单元包括引线刺针、刺针驱动机构、挑线机构和直线往复机构，所述面线穿设在所述引线刺针上，所述引线刺针固定安装在所述直线往复机构上，所述刺针驱动机构用于驱动所述直线往复机构带动所述引线刺针沿垂直于所述第一滑轨的方向往复运动，所述挑线机构用于拉紧所述面线锁住所述底线。

3.根据权利要求2所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于，所述刺针驱动机构为电机，所述直线往复机构包括直线模组和面刺针杆，所述面刺针杆第一端与所述直线模组连接，第二端固定有所述引线刺针，所述电机驱动所述直线模组带动所述面刺针杆往复运动。

4.根据权利要求3所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于，所述刺针单元包括两个引线刺针，所述直线往复机构包括并排设置在所述直线模组上的两个所述面刺针杆，所述面刺针杆与引线刺针一一对应，用于带动两个所述引线刺针同时缝合形成平行的两条线迹。

5.根据权利要求2所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于，所述挑线机构包括挑线杆和挑线电机，所述挑线杆上设有穿线孔，所述面线穿过所述引线刺针后沿所述引线刺针向上穿入所述穿线孔内，所述挑线电机用于带动所述挑线杆摆动以拉紧所述面线，之后带动所述挑线杆回位。

6.根据权利要求2所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于，所述梭子单元包括梭板、飞梭驱动机构及梭子，所述梭板上设有沿所述引线刺针运动方向延伸的局部缺口，用于在缝合时使所述面线在此处形成线环，所述底线穿设在所述梭子上，所述飞梭驱动机构用于带动所述梭子沿所述梭板运动，以使所述底线穿入所述线环。

7.根据权利要求6所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于，所述梭子单元包括两个所述梭子，所述梭板设置在两个所述梭子之间，所述梭板的两侧相对设有两个所述局部缺口，所述飞梭驱动机构用于带动两个所述梭子同步运动，以使两个所述梭子带动的两条所述底线同时穿过两个所述线环。

8.根据权利要求6所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于，所述飞梭驱动机构包括驱动装置和驱动杆，所述驱动杆第一端与所述驱动装置输出端连接，第二端与所述梭子连接。

9.根据权利要求1所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于，所述第一驱动单元包括第一驱动电机和第一传动带，所述第一滑块固定在所述第一传动带上，所述第一传动带套设在所述第一滑轨外围，所述第一驱动电机带动所述第一传动带运动实现所述第一滑块沿第一滑轨移动。

10.根据权利要求6所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于所述第二驱动单元包括第二驱动电机和第二传动带，所述第二滑块固定在所述第二传动带上，所述第二传动带套设在所述第二滑轨外围，所述第二驱动电机带动所述第二传动带运动实现所述第二滑块沿第二滑轨移动。

11.根据权利要求1所述的一种分离式锁式线迹缝制装置，其特征在于，还包括控制器，用于控制所述第一驱动单元、第二驱动单元、刺针单元及梭子单元联合动作完成锁式线迹缝纫。

12.一种分离式锁式线迹缝制方法，其特征在于，包括：

在锥形工装表面贴覆多层待缝合材料，裁剪贴覆的所述多层待缝合材料形成扇形结构，采用权利要求1～11任一项所述缝制装置进行缝制；

所述锥形工装为空心锥筒结构，且在缝合部位设有沟槽，所述缝制装置包括第一滑轨支架，所述第一滑轨支架包括框架、第一支撑立架和第二支撑立架，所述第一支撑立架和第二支撑立架相对设置在所述框架上，且所述第一支撑立架和第二支撑立架高度可调；缝合时，将所述框架平放在工作台上，将所述第一滑轨第一端设置在所述第一支撑立架上，另一端设置在所述第二支撑立架上，将所述锥形工装设置在所述工作台上，且待缝合部位朝上正对所述刺针单元，调节所述第一支撑立架和/或第二支撑立架的高度，使所述第一滑轨平行于所述待缝合部位，将所述第二滑轨固定在所述锥形工装的沟槽处。

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