CN111099437B - 一种小空间大行程双导轮紧丝器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种小空间大行程双导轮紧丝器，包括支座、摇杆、摇杆导轮、四个固定轮和丝线；摇杆通过中摇杆转轴安装在支座上，两端安装有摇杆导轮；四个固定轮两两一组，每组固定轮中，一个位于摇杆导轮回转圆周的外侧，一个位于回转圆周的内侧；每组固定轮之间的丝线为直线时两个摇杆导轮处于丝线的两侧，丝线存储量为零，弹性驱动部件处于驱动能量最大状态；弹性驱动部件能够驱动摇杆绕摇杆转轴转动，使摇杆导轮将每组固定轮中的丝线拉伸存储，直至设定位置，此时双导轮紧丝器中的丝线存储量最大，弹性驱动部件处于驱动能量最小状态。本发明能够防止丝线张力过大造成丝线断裂，且摇杆转角与储线长度一一对应，能够将储线长度转化为角度信息输出。

Description

一种小空间大行程双导轮紧丝器
技术领域
本发明涉及一种小空间大行程双导轮紧丝器，适用于变线速恒张力主动放线系统，用于丝线传输过程中的防松和缓存。
背景技术
在丝线的制备和使用过程中需要进行丝线的导向和输送，有些情况下放线端和收线端的速度可能不会时刻保持一致，介于放线端和收线端之间的丝线的张力会发生波动，若波动较大将会发生丝线断裂或丝线松弛两种情况。为此需要一套自适应放线系统，适时变化放线速度，使出线端的丝线张力能够保持恒定，进而起到张紧丝线防止丝线断裂和松弛的作用。
常规的丝线输送和导向装置要么放线速度基本能够保持恒定，不需要设计专门的放线系统，要么放线速度变化幅度不明显，或者放线速度较慢，或者丝径粗，只需要将线盘固定在转轴上，由丝线拉动线盘旋转即可，即线盘是被动旋转的。
当丝线速度有一定变化且对放线速度有一定要求时，可以采用电子张力控制器实现恒张力放线。如吉林大学硕士学位论文《极化线栅缠绕装置及其伺服系统的设计研究》描述的一种线栅缠绕装置及其制作方法，绕线机构本身非圆柱状，而是扁平状，旋转过程中必然导致放线速度变化，为此专门使用了AE电子张力控制器实现恒张力放线，同时可用于储存、拉紧丝线。
但该文献中的极化线栅口径仅为Φ500mm，当极化线栅口径扩大到Φ1500mm时，旋转框架尺寸也随之扩大(旋转框架用于安装固定线栅环，随线栅环一起旋转，其尺寸必须大于线栅环外形尺寸)，若以同样速度旋转，其速度变化幅度将会增加3倍，仅靠张力控制器已经不能满足要求，原因是速度变化幅度过大，超出了张力控制器控制能力范围(响应速度无法跟上，线盘惯量太大)，将会出现断线或丝线松弛问题。为此就需要设计专门的变线速恒张力主动放线系统，其中需要设计专门的用于缓存丝线的部件，这一部件能够在丝线张力变小时将丝线储存在部件内部，当丝线张力变大时将储存在内部的丝线放出来，进而起到张紧丝线防止丝线断裂或松弛的作用，同时该部件还要能够准确输出储线长度，以方便变线速恒张力主动放线系统实现放线速度的闭环控制，实现主动放线及主动调整放线速度，防止出现断线或丝线松弛。
发明内容
为实现上述目的，本发明提出一种小空间大行程双导轮紧丝器，能够在丝线张力变小时将丝线储存在装置内部，当丝线张力变大时将储存在内部的丝线放出来，起到张紧丝线防止丝线断裂或松弛的作用，并能够实现在较小的结构空间内有较大长度的丝线存储量，此外更为重要的是，该装置中的摇杆转角与储线长度的关系是明确的单调函数，即每个转角对应唯一的储线长度，从而能够方便的将储线长度转化为角度信息输出。
本发明的技术方案为：
所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：包括支座、摇杆、摇杆导轮、四个固定轮和丝线；
所述摇杆上固定有摇杆转轴，摇杆转轴安装在支座上，支座上安装有弹性驱动部件，能够驱动摇杆绕摇杆转轴转动，且能够在摇杆两个方向的转动过程中释放和存储驱动能量；
所述摇杆两端安装有摇杆导轮；
四个固定轮两两一组，每组固定轮中的两个固定轮中，一个位于摇杆导轮回转圆周的外侧，一个位于摇杆导轮回转圆周的内侧：丝线在一组固定轮的上侧与固定轮接触，在另一组固定轮的下侧与固定轮接触；
当每组固定轮之间的丝线为直线时，此时两个摇杆导轮处于丝线的两侧，双导轮紧丝器中的丝线存储量为零，弹性驱动部件处于驱动能量最大状态；
弹性驱动部件能够释放驱动能量来驱动摇杆绕摇杆转轴转动，使摇杆导轮将每组固定轮中的丝线存储，直至设定位置，此时双导轮紧丝器中的丝线存储量最大，弹性驱动部件处于驱动能量最小状态。
进一步的优选方案，所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：在丝线存储量为零和丝线存储量最大两个状态下设置摇杆的机械限位装置，确保摇杆中的运动范围只在这两个状态区间内。
进一步的优选方案，所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：四个固定轮的中心轴线以及摇杆转轴的中心轴线处于同一平面上。
进一步的优选方案，所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：摇杆转轴处于摇杆长度方向的中心位置。
进一步的优选方案，所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：根据丝线最大存储量以及存储量为0时所而的丝线张力值来确定弹性驱动部件的预紧力以及刚度。
进一步的优选方案，所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：弹性驱动部件采用涡簧。
有益效果
本发明最大可存储近4倍摇杆长度的丝线，因而可以在小空间内实现大行程的丝线存储，可防止输送过程中丝线发生松弛，并根据丝线张力大小自动存储或释放丝线，进而起到防止丝线张力过大造成丝线断裂。而且本发明中的摇杆转角与储线长度的关系是明确的单调函数，即每个转角对应唯一的储线长度，从而能够方便的将储线长度转化为角度信息输出。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1：小空间大行程双导轮紧丝器结构组成示意图；
图2：小空间大行程双导轮紧丝器丝线存储量为零时结构示意图；
图3：小空间大行程双导轮紧丝器丝线最大存储量时结构示意图；
其中：1.支座；2.摇杆转轴；3.摇杆；4.第一摇杆导轮及其转轴；5.第二摇杆导轮及其转轴；6.第一固定轮支座；7.第一固定轮及其转轴；8.第二固定轮支座；9.第二固定轮及其转轴；10.第三固定轮支座；11.第三固定轮及其转轴；12.第四固定轮支座；13.第四固定轮及其转轴；14.进线端丝线；15.出线端丝线；16丝线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释木发明，而不能理解为对本发明的限制。
本实施例中的小空间大行程双导轮紧丝器结构组成如图1所示，包括支座、摇杆、摇杆导轮、四个固定轮和丝线。
摇杆长度方向的中心位置固定有摇杆转轴，摇杆转轴安装在支座上，支座上安装有涡簧，能够驱动摇杆绕摇杆转轴转动，且能够在摇杆两个方向的转动过程中释放和存储驱动能量。摇杆两端安装有摇杆导轮。
四个固定轮的中心轴线以及摇杆转轴的中心轴线处于同一平面上；四个固定轮两两一组，每组固定轮中的两个固定轮中，一个位于摇杆导轮回转圆周的外侧，一个位于摇杆导轮回转圆周的内侧。
如图1所示，丝线由进线端依次经过第三固定轮、第二摇杆导轮、第一固定轮、第二固定轮、第一摇杆导轮、第四固定轮的导向后至出线端。丝线在一组固定轮的上侧与固定轮接触，在另一组固定轮的下侧与固定轮接触。
当每组固定轮之间的丝线为直线时，此时两个摇杆导轮处于丝线的两侧，双导轮紧丝器中的丝线存储量为零，弹性驱动部件处于驱动能量最大状态；即如在图2所示存储量为零时，第一固定轮和第三固定轮之间、第二固定轮和第四固定轮之间的丝线为直线。
涡簧能够释放驱动能量来驱动摇杆绕摇杆转轴转动，使摇杆导轮将每组固定轮中的丝线存储，直至图3设定位置，此时双导轮紧丝器中的丝线存储量最大，涡簧处于驱动能量最小状态，第一固定轮和第三固定轮之间、第二固定轮和第四固定轮之间均存储了约2倍摇杆长度的丝线，即该装置最大可存储约4倍摇杆长度的丝线。
摇杆在涡簧的驱动下可绕摇杆转轴旋转，在存储量为零和存储量最大时均有机械限位，确保摇杆的摆动范围介于图2和图3之间。摇杆在由图3所示位置转至图2所示位置过程中，转轴附件的涡簧储能，并提供阻碍摇杆由图3向图2所示位置转动的力。因此，当丝线张力大时，在丝线张力的作用下，摇杆在丝线张力的作用下向图2所示位置摆动，将储存的丝线释放出来以降低丝线张力：当丝线张力小时，在涡簧的作用下，摇杆向图3所示位置摆动，将丝线储存起来，同时提高了丝线张力。可根据最大和最小存储量下所需要的丝线张力值对弹性元件的初始弹力和刚度进行设计。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：包括支座、摇杆、摇杆导轮、四个固定轮和丝线；
所述摇杆上固定有摇杆转轴，摇杆转轴安装在支座上，支座上安装有弹性驱动部件，能够驱动摇杆绕摇杆转轴转动，且能够在摇杆两个方向的转动过程中释放和存储驱动能量；
所述摇杆两端安装有摇杆导轮；
四个固定轮两两一组，每组固定轮中的两个固定轮中，一个位于摇杆导轮回转圆周的外侧，一个位于摇杆导轮回转圆周的内侧：丝线在一组固定轮的上侧与固定轮接触，在另一组固定轮的下侧与固定轮接触；
当每组固定轮之间的丝线为直线时，此时两个摇杆导轮处于丝线的两侧，双导轮紧丝器中的丝线存储量为零，弹性驱动部件处于驱动能量最大状态；
弹性驱动部件能够释放驱动能量来驱动摇杆绕摇杆转轴转动，使摇杆导轮将每组固定轮中的丝线存储，直至设定位置，此时双导轮紧丝器中的丝线存储量最大，弹性驱动部件处于驱动能量最小状态。
2.根据权利要求1所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：在丝线存储量为零和丝线存储量最大两个状态下设置摇杆的机械限位装置，确保摇杆中的运动范围只在这两个状态区间内。
3.根据权利要求1所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：四个固定轮的中心轴线以及摇杆转轴的中心轴线处于同一平面上。
4.根据权利要求1所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：摇杆转轴处于摇杆长度方向的中心位置。
5.根据权利要求1所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：根据丝线最大存储量以及存储量为0时的丝线张力值来确定弹性驱动部件的预紧力以及刚度。
6.根据权利要求1所述一种小空间大行程双导轮紧丝器，其特征在于：弹性驱动部件采用涡簧。
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