CN110644157B - 一种针位检测装置及换色箱 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种针位检测装置及换色箱，针位检测装置连接于驱动针位板的转动件；针位检测装置包括齿轮组和感应芯片，所述齿轮组包括啮合连接的开端齿轮和终端齿轮，所述开端齿轮的中心固定连接所述转动件，所述终端齿轮上设置有感应件，所述感应芯片感应所述感应件的变化以检测所述终端齿轮的转动圈数。本申请实现了通过简单的结构进行针位检测的目的。

Description

一种针位检测装置及换色箱

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种针位检测装置及换色箱。

背景技术

在进行绣花时，一个针上的线完了需要重新穿线，或者需要换不同颜色，操作比较麻烦，因此针位板和换色箱应运而生，针位板上设置多个针，每个针上穿设有相同或者不同颜色的线，只需要通过换色箱更换不同的针即可使绣花动作连续进行。

相关技术中，换色箱中用于检测针位板的针位的装置结构比较复杂，尺寸比较大。例如有的采用圆形霍尔针位板，霍尔传感器原理是用一个磁铁装在齿轮上，通过板上若干个例如9个霍尔传感器来侦测针位，其中2个霍尔传感器用于限位。采用的传感器非常多，导致针位检测装置结构比较复杂，尺寸比较大，而且霍尔传感器只能大致判定针位，还需要一个光耦传感器来辅助精确定位。用硬件并口电路来输出针位置信号。这种方式存在只能侦测9个针位，精度控制低等问题。

发明内容

本申请提供一种针位检测装置及换色箱，以解决现有技术中的针位检测装置结构复杂，尺寸大问题。

为解决上述技术问题，本申请一方面提出一种针位检测装置，所述针位检测装置连接于驱动针位板的转动件；所述针位检测装置包括：齿轮组和感应芯片，所述齿轮组包括啮合连接的开端齿轮和终端齿轮，所述开端齿轮的中心固定连接所述转动件，所述终端齿轮上设置有感应件，所述感应芯片感应所述感应件的变化以检测所述终端齿轮的转动圈数。

另一方面，本申请提出一种换色箱，所述换色箱包括用于驱动针位板的转动件，以及前面所述的针位检测装置。

本申请的针位检测装置，针位检测装置与驱动针位板的转动件连接，用于检测针位板上的针位变化，具体来说，针位检测装置包括啮合连接的开端齿轮和终端齿轮，开端齿轮连接转动件，在终端齿轮上设置感应件，通过感应芯片感应该感应件的变化，以检测终端齿轮的转动圈数，在获得终端齿轮的转动圈数后，可得到与终端齿轮啮合的开端齿轮的转动圈数，继而获得转动件的转动圈数，从而检测针位。本申请实现了通过简单的结构进行针位检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的针位检测装置与转动件的装配结构示意图；

图2是图1实施例提供的齿轮组的结构示意图；

图3是图2实施例的齿轮组的仰视图；

图4是本申请一实施例提供的针位检测装置的结构示意图；

图5是图4实施例中的齿轮座和齿轮组的装配结构示意图；

图6是图4实施例的安装板的结构示意图；

图7是本申请一实施例提供的换色箱的结构示意图；

图8是图7实施例中的换色箱和针位板的装配结构示意图；

图9是本申请一实施例提供的换色箱的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对发明所提供的一种针位检测装置和换色箱进一步详细描述。

可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请一方面提供了一种针位检测装置。

请参阅图1，图1是本申请一实施例提供的针位检测装置与转动件的装配结构示意图。本实施例中的针位检测装置100连接于驱动针位板600的转动件200，转动件200和针位板600的结构后面详细介绍，此处不予赘述。

具体的，针位检测装置100包括：齿轮组10和感应芯片30，齿轮组10包括啮合连接的开端齿轮11和终端齿轮12，开端齿轮11的中心固定连接转动件200，终端齿轮12上设置有感应件20，感应芯片30感应感应件20的变化，以检测终端齿轮12的转动圈数。在获得终端齿轮12的转动圈数后，可得到与终端齿轮12啮合的开端齿轮11的转动圈数，继而获得转动件200的转动圈数，从而检测针位。针位是指针位板600上当前位于工作位置时的针的号码信息，其中工作位置是指设有对应的针孔的位置。

将该针位检测装置100应用到换色箱中，检测到针位后，当需要更换另一个针进行工作时，根据获得的针位控制转动件200转动带动针位板600运动进而使目标针到达目标位置以达到更换针的目的。

请一并参阅图1、图2和图3，图2是本申请实施例提供的齿轮组的结构示意图，图3是图2实施例的齿轮组的仰视图。

开端齿轮11包括有中心输入轴111，中心输入轴111与转动件200相连接。开端齿轮11的中心输入轴111和终端齿轮12的齿轮轴121平行设置。

本实施例中的齿轮组10还包括同轴固定连接的第一传动齿轮13和第二传动齿轮14，开端齿轮11啮合于第一传动齿轮13，第二传动齿轮14啮合于终端齿轮12。这样设置可以通过小尺寸的齿轮实现大传动比。需要说明的是，在本说明书中，当涉及到齿轮时，传动比与齿数比概念意义相同。

其中，第一传动齿轮13和第二传动齿轮14共用一根传动轴134。

中心输入轴111、传动轴134、齿轮轴121均平行设置。

感应件20设置在终端齿轮12的齿轮轴121上，具体的，感应件20设置在齿轮轴121的一端并对应感应芯片30设置。

可选的，感应件20可以为磁铁，感应芯片30对应感应件20设置，感应芯片30感应磁铁的磁场变化以检测终端齿轮12转过的角度和转动圈数。

在本申请一个实施例中，针位板600的针数为15针，为了更好地适应针位板600的针数，优选的，设置齿轮组10与转动件200相配合实现传动比为1:15.638的传动比。具体的，开端齿轮11与第一传动齿轮13的齿数比为17:36，第二传动齿轮14与终端齿轮12的齿数比为13:36。这样设置可以实现终端齿轮12转动360/15.638度换一个针，终端齿轮12转动接近一圈刚好对应针位板600上的15针。

请一并参阅图4和图5，图4是本申请一实施例提供的针位检测装置的结构示意图，图5是图4实施例中的齿轮座和齿轮组的装配结构示意图。

本实施例中的针位检测装置100还包括固定齿轮组10的壳体60，壳体60包括齿轮盖61和齿轮座62，齿轮盖61和齿轮座62相盖合形成容纳齿轮组10的容纳腔612。

具体的，第一传动齿轮13、第二传动齿轮14的传动轴134两端分别固定在齿轮盖61和齿轮座62上；

容纳腔612的其中一侧边设置有凸出齿轮座62的侧面的凸缘621，开端齿轮11的中心输入轴111一端固定在齿轮盖61上，另一端穿过齿轮座62的凸缘621并露出容纳腔612，以与外部的转动件200相连接。

终端齿轮12的齿轮轴121一端固定在齿轮盖61，另一端穿过齿轮座62容纳腔612的底部，感应件20安装在终端齿轮12穿过齿轮座62的齿轮轴121的末端。

请参阅图6，图6是图4实施例的安装板的结构示意图。在齿轮座62背离齿轮盖61的一侧还设置有用于安装感应芯片30的安装板63，感应芯片30安装在安装板63上正对感应件20的位置。

在一些实施例中，感应芯片30上设置有拨码开关40，有的用户习惯把换色箱放在针位板600的右侧，有的用户习惯把换色箱放置在针位板600的左侧，拨码开关40用于增加换色箱的通用性，以适应不同用户的需求。

可选的，在本实施例中，拨码开关40安装在安装板63上，并与感应芯片30在安装板63的同一侧。

具体的，例如拨码开关40拨向第一方向时，换色箱可以装在针位板600的右侧，拨码开关40拨向第二方向时，换色箱可以装在针位板600的左侧，以上关于拨码开关40开关的方式仅是用于举例，不用于限定本发明。

进一步的，针位检测装置100还包括显示器50，显示器50连接感应芯片30。

具体的，显示器50可以为数码管显示件、OLED显示屏或者LED显示屏等。设置显示器50可以将针位直观地显示出来，方便用户查看当前位于目标位置的是哪一个针，继而进行后续换针操作或者检查操作。

如图5所示，齿轮盖61和齿轮座62通过定位件631例如定位销进行定位，通过螺栓、铆接、焊接等固定方式进行固定，例如在本实施例中采用螺栓632进行固定，使得齿轮组10位于封闭空间内，可避免润滑油污染安装板63。

本申请实施例中的针位检测装置100与驱动针位板600的转动件200连接，用于检测针位板600上的针位变化，具体来说，针位检测装置100包括啮合连接的开端齿轮11和终端齿轮12，开端齿轮11连接转动件200，在终端齿轮12上设置感应件20，通过感应芯片30感应该感应件20的变化，以检测终端齿轮12的转动圈数，在获得终端齿轮12的转动圈数后，可得到与终端齿轮12啮合的开端齿轮11的转动圈数，继而获得转动件200的转动圈数，从而检测针位。本申请实现了通过简单的结构进行针位检测。

本申请实施例中的针位检测装置100应用到换色箱中，检测到针位后，当需要更换另一个针进行工作时，根据获得的针位控制转动件200转动以达到更换针的目的。相比较现有技术而言，结构更加简单，通过软件实现针位的检测与控制相比较现有技术而言，检测更加精准，可靠。

本申请另一方面提供了一种换色箱。如图1所示，换色箱包括用于驱动针位板600的转动件200，以及前面实施例所述的针位检测装置100。

具体的，转动件200包括蜗杆210，蜗杆210上设置有螺旋槽211。转动件200还包括有转动输出轴220，转动输出轴220与开端齿轮11的中心输入轴111之间通过弹性联轴器70连接，可以提高同轴度，便于安装。

请参阅图7和图8，图7是本申请一实施例提供的换色箱的结构示意图，图8是图7实施例中的换色箱和针位板的装配结构示意图。换色箱还包括传动件300和推拉件400，传动件300连接于转动件200和推拉件400之间，推拉件400用于推动或者拉动针位板600。

具体的，传动件300包括滑块310，滑块310设置于蜗杆210的螺旋槽211中。蜗杆210在旋转的过程中，螺旋槽211的一内侧面给到滑块310一个推力，推动滑块310在沿蜗杆210的轴方向做直线运动。

推拉件400连接于滑块310。具体的，推拉件400为推拉杆，推拉杆沿平行于蜗杆210的轴方向设置，推拉杆与针位板600相固定连接，滑块310作直线运动带动推拉杆做直线运动，进而推动针位板600直线往复运动，以实现换针操作。

本申请实施例中的针位板600上的针呈直线排布。

进一步的，换色箱还包括驱动件500，驱动件500与转动件200相连接，驱动件500的转动由转动件200传至终端齿轮12。

可选的，驱动件500为交流电机。

可选的，交流电机的输出端与蜗杆210直接连接，以驱动蜗杆210转动。

可选的，在本实施例中，转动件200还包括一对设置在驱动件500例如电机的输出端与蜗杆210之间的齿轮对，齿轮对包括与驱动件500相连接的第一齿轮230和与蜗杆210相连接的第二齿轮240。

驱动件500的转动到终端齿轮12的转动的传动比为1：M，其中M的值大于针位板600的针数，且小于针位板600的针数加1。

可选的，在一个实施方式中，针位板的针数为15针，优选的，第一齿轮230与第二齿轮240的齿数比为18：48，开端齿轮11与第一传动齿轮13的齿数比为17:36，第二传动齿轮14与终端齿轮12的齿数比为13:36，换色箱从驱动件500的转动到终端齿轮12的转动的传动比为1：15.638。

进一步的，本实施例中的换色箱还包括控制驱动件500转动的控制芯片(图未示)，感应芯片30根据感应到的感应件20的变化最终确定当前针位信息。并将该当前针位信息发送给控制芯片，控制芯片根据接收到的用户输入的目标针位信息，并根据当前针位信息控制驱动件500转动带动推拉件400推动或者拉动针位板600运动使针位板600上的目标针运动到目标针位。

具体的，例如当前针位是2针，即表明目前在工作位置的针是2号针，需要换到目标针5号针，用户输入“5”，则根据用户输入的针号5进行计算控制驱动件500转动进而带动推拉件400拉动针位板600靠近自己，使5号针到达目标位置。以上关于针号2和5仅为举例，不用于限制本发明。

可选的，在一些实施例中，可以不单独设置控制芯片，采用感应芯片30控制驱动件500进行转动。感应芯片30根据自己确定的当前针位信息和接收到的用户输入的目标针位信息，控制驱动件500转动带动推拉件400推动或者拉动针位板600运动使针位板600上的目标针运动到目标针位。

本申请实施例中的换色箱通过三级齿轮(包括第一齿轮230、第二齿轮240、开端齿轮11、第一传动齿轮13、第二传动齿轮14以及终端齿轮12)，设计预设的齿数比，实现检测针位的目的，相比较现有的技术，结构更加简单，而且可以减小装置的尺寸，同时检测更加精准，而且可以通过软件控制实现针位控制，使得控制更加精准。

请参阅图9，图9是本申请一实施例提供的换色箱的结构示意图。本实施例中的换色箱还进一步包括箱体700。具体的，箱体700由四个侧板围合成内部中空，相对两端敞开的结构。四个侧板分别为第一侧板711、第二侧板712、第三侧板713和第四侧板714。

驱动件500的输出端穿过箱体700的其中一个侧板伸入箱体700内，具体的，驱动件500设置于箱体700的第二侧板712外侧，驱动件500的输出端穿过第二侧板712伸入箱体700内与转动件200相连接。

可选的，如图7所示，在本实施例中，驱动件500与转动件200的第一齿轮230连接，第一齿轮230与第二齿轮240相啮合，第二齿轮240的中心轴与蜗杆210同轴连接。

可选的，在其他一些实施例中，驱动件500与蜗杆210相连接。

转动件200的转动输出轴220具体为蜗杆210的输出轴，蜗杆210的输出轴穿过与箱体700的第二侧板712相对的第四侧板714与齿轮组10相连接。进一步的，齿轮组10的开端齿轮11的中心输入轴111与转动件200的转动输出轴220相连接。更具体的，开端齿轮11的中心输入轴111与蜗杆210的输出轴通过弹性联轴器70相连接。

箱体700中设置有导轨720；传动件300还包括固定块320，滑块310连接于固定块320，固定块320滑动设置于导轨720，推拉件400连接于固定块320。

具体的，如图7所示，滑块310包括柱状结构，柱状结构的直径与蜗杆210的螺旋槽211的槽宽相匹配，以便于将柱状结构放入螺旋槽211内。

继续参阅图9，本实施例中的导轨720沿与蜗杆210的轴方向平行的方向排布，具体数量可以为一根、两根或者两根以上。导轨720两端分别固定在箱体700的第二侧板712和第四侧板714上。

固定块320穿设于导轨720上，并可沿着导轨720滑动。滑块310设置于固定块320朝向蜗杆210的一侧。

蜗杆210在旋转的过程中，螺旋槽211转动，螺旋槽211的一内侧面给到滑块310一沿蜗杆210的轴方向的推力，促使滑块310沿着蜗杆210的轴方向直线往复运动，进而带动推拉件400做直线往复运动。

优选的，滑块310与固定块320通过线性轴承连接，使得滑块310在受到推力的作用下转动更加灵活可靠。

因为本申请适用于针呈直线排布的针位板600，还可以扩展针位，例如可以扩展到15针的针位板600，甚至可以扩展到更多的针，只需要更换不同长度的蜗杆210和齿轮组10即可。

在一些实施例中，感应芯片30上设置有拨码开关40，有的用户习惯把换色箱放在针位板600的右侧，有的用户习惯把换色箱放置在针位板600的左侧，拨码开关40用于增加换色箱的通用性，以适应不同用户的需求。

在本实施例中，拨码开关40安装在安装板63上，并与感应芯片30在安装板63的同一侧。

具体的，当固定块320上的推拉件400设置于换色箱的左侧时，换色箱可以装在针位板600的右侧，拨码开关可以设置为拨向第一方向，当固定块320上的推拉件400设置于换色箱的右侧时，换色箱可以装在针位板600的左侧，拨码开关可以设置为拨向第二方向。以上关于拨码开关40控制的方式仅是用于举例，不用于限定本发明。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种换色箱，其特征在于，所述换色箱包括用于驱动针位板的转动件以及针位检测装置，所述针位检测装置连接于所述转动件；所述针位检测装置包括：齿轮组和感应芯片，所述齿轮组包括啮合连接的开端齿轮和终端齿轮，所述开端齿轮的中心固定连接所述转动件，所述终端齿轮上设置有感应件，所述感应芯片感应所述感应件的变化以检测所述终端齿轮的转动圈数；

其中，所述换色箱还包括传动件和推拉件，所述传动件连接于所述转动件和所述推拉件之间，所述推拉件用于推动或者拉动所述针位板；

所述转动件包括蜗杆，所述蜗杆上设置有螺旋槽；所述传动件包括滑块，设置于所述螺旋槽中；所述推拉件连接于所述滑块；

所述换色箱包括箱体，所述箱体中设置有导轨；所述传动件还包括固定块，所述滑块连接于所述固定块，所述固定块滑动设置于所述导轨，所述推拉件连接于所述固定块；

所述感应芯片上设置有拨码开关，当所述固定块上的推拉件设置于所述换色箱的左侧时，所述拨码开关拨向第一方向，当所述固定块上的推拉件设置于所述换色箱的右侧时，所述拨码开关拨向第二方向。

2.根据权利要求1所述的换色箱，其特征在于，所述齿轮组包括同轴固定连接的第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述开端齿轮啮合于所述第一传动齿轮，所述第二传动齿轮啮合于所述终端齿轮。

3.根据权利要求2所述的换色箱，其特征在于，所述针位板的针数为15针；所述开端齿轮与所述第一传动齿轮的齿数比为17:36，所述第二传动齿轮与所述终端齿轮的齿数比为13:36。

4.根据权利要求1所述的换色箱，其特征在于，所述针位检测装置还包括显示器，所述显示器连接所述感应芯片。

5.根据权利要求1所述的换色箱，其特征在于，所述开端齿轮设置有中心输入轴，所述转动件包括转动输出轴，所述转动输出轴与所述中心输入轴之间通过弹性联轴器连接。

6.根据权利要求1所述的换色箱，其特征在于，所述换色箱包括驱动件，所述驱动件的转动由所述转动件传至所述终端齿轮，所述驱动件的转动到所述终端齿轮的转动的传动比为1：M，其中M的值大于所述针位板的针数，且小于所述针位板的针数加1。

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