CN111874746A - 力矩传感器及收丝机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种力矩传感器及收丝机，收丝机包括：放线机构；收卷机构，收卷机构和放线机构间隔设置；力矩传感器；导丝机构，力矩传感器感应导丝机构所受力地设置；控制器，力矩传感器与控制器通讯连接，控制器与放线机构和/或收卷机构通讯连接；导丝机构分别与收卷机构和放线机构间隔设置。本发明通过平衡放线机构的放线速度和收卷机构的收卷速度，控制纱线的松紧度，防止纱线过紧崩断或缠绕过松，使得纱线收卷得更加均匀。

Description

力矩传感器及收丝机

技术领域

本发明涉及一种力矩传感器及收丝机。

背景技术

收丝机用于将纱线收集并卷在一个收卷辊上。纱线从放线机构放线出来，行进至收丝机，由收丝机收卷。在收卷的过程中，纱线的松紧决定了缠绕在收卷辊上的纱线的均匀性。并且，纱线过松或过紧崩断都是需要避免的。原有技术方案中，通过调节摆动杆的高低位置，来调节与导纱杆之间的距离，从而调节纱线的松紧度。而纱线的松紧度是由角度传感器感应摆动杆的转动角度实现的。然后，根据角度传感器的数据调节摆动杆的对应的高低位置，进而实现对纱线松紧度的调节。

上述方式存在诸多问题，第一、生产时，多台收丝机同时进行工作，而不同收丝机的摆动杆高低位置不是一致的，故反应的纱线张力、即松紧度有差异，这种差异不可调节，造成收卷的纱线松紧度是不一样的。第二、对摆动杆的高低位置调整需要依赖经验。第三、角度传感器对纱线松紧度的感应是间接的，角度传感器通过感应摆动杆的转动角度，反馈一个大概的模拟量或占空比，并不准确。第四、因为摆动杆有行程范围，当行程范围因为前端送纱的纱线的行进速度调节不及时，会产生行程溢出或过低的现象，当行程溢出后，纱线承受不了摆动杆溢出后的拉扯而导致断纱，行程过低会导致纱线张力过小。第五、摆动杆转动会产生轴承的损耗。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种力矩传感器及收丝机。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种力矩传感器，包括：

固定部；

形变部，形变部具有两端、即第一端和第二端，第一端悬空设置，第二端与固定部相连；

应变片，应变片设置于形变部的主体上；

传感器控制板，传感器控制板设置于固定部上。

根据本发明的一个实施方案，还包括安装支架，力矩传感器的固定部与安装支架相连。

根据本发明的一个实施方案，所述的安装支架包括相连的前置部和连接部，前置部与力矩传感器的固定部相连。

根据本发明的一个实施方案，所述的前置部的径向尺寸大于连接部的径向尺寸，连接部上设置限位结构。

根据本发明的一个实施方案，还包括：封装管、前端盖和后支撑盖，封装管内设容腔，力矩传感器设置于容腔内，前端盖设置于封装管的一端，后支撑盖封闭封装管的另一端，力矩传感器的形变部的第一端伸出前端盖之外，形变部与前端盖为间隙配合，后支撑盖支撑设置于安装支架的前置部的径向。

一种收丝机，包括：

放线机构；

收卷机构，收卷机构和放线机构间隔设置；

前述力矩传感器；

导丝机构，力矩传感器感应导丝机构所受力地设置；

控制器，力矩传感器与控制器通讯连接，控制器与放线机构和/或收卷机构通讯连接；

导丝机构分别与收卷机构和放线机构间隔设置。

根据本发明的一个实施方案，所述的导丝机构包括导纱轮，导纱轮与力矩传感器同轴设置。

根据本发明的一个实施方案，所述的形变部的第一端设置导纱轮。

根据本发明的一个实施方案，还包括轴承，轴承与力矩传感器的形变部同轴设置，导纱轮套设于轴承外圈。

根据本发明的一个实施方案，所述的传感器控制板与控制器通讯连接。

根据本发明的一个实施方案，还包括支撑架，安装支架的连接部与支撑架相连。

根据本发明的一个实施方案，所述的安装支架的连接部插置于支撑架上，连接部上的限位结构一端抵顶前置部、另一端抵顶支撑架地设置。

根据本发明的一个实施方案，还包括导纱杆，导纱杆分别与导纱轮、收卷机构和放线机构相互间隔设置，放线机构、导纱轮、导纱杆和收卷机构所在位置的连线为折线。

根据本发明的一个实施方案，还包括滑片、压辊和行程平衡控制杆，滑片沿压辊的轴向往复移动地设置，行程平衡控制杆分别与压辊和导纱轮间隔地设置，行程平衡控制杆的轴向为弧形。

本发明使用力矩传感器，可以直接感应纱线的张力，遮掩就能够控制和调节多台收丝机的纱线张力、即松紧度一致性，这样就能控制收卷的纱线松紧度一致性。本发明使用力矩传感器，对纱线行进过程中的张紧度的感应精确度更高，更能准确全面地反应纱线的松紧度。并且，安装更方便，能够适应各种纱线的情况，更精确的控制纱线的张力值。同时，没有行程范围的调节限制，不会产生断纱。导纱轮设置于力矩传感器上，利用导纱轮的传递受力，起到力矩感应的作用，进一步提高了力矩传感器的检测准确度。本发明通过平衡前端放线机构的放线速度和收卷机构的收卷速度，控制纱线的松紧度，使得纱线收卷得更加均匀，防止纱线过紧崩断或缠绕过松。本发明省略了摆动杆等机构，使用更加方便。

附图说明

图1为导丝机构和传感装置的结构。

图2为收丝机的立体图，其中省略导纱杆；

图3为收丝机的正视图，其中，100-纱线；

图4为收丝机的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

如图1所示，本实施例力矩传感器，包括形变部23、应变片10、固定部24和传感器控制板22，形变部23具有两端、即第一端21和第二端25，第一端21悬空设置，第二端25与固定部24相连，形变部23的主体上设置应变片10，传感器控制板22设置于固定部24上。本实施例中，形变部23与固定部24为一体结构。形变部23为一个弹性臂。

力矩传感器的感应过程是，悬空设置的第一端21受到挤压力，该挤压力在形变部23上传导，使得形变部23、即弹性臂受力产生弯曲形变，形变部23上的应变片10被拉伸或压缩，产生电阻变化，从而向传感器控制板22发出电信号是电信号，传感器控制板22将电信号传输至控制器，完成力矩传感器的感应和信号传输的过程。

本实施例还包括安装支架11，力矩传感器2的固定部24与安装支架11相连。所述的安装支架11包括前置部31和连接部32，前置部31和连接部32相互连接，前置部31与力矩传感器2的固定部24相连，前置部31的径向尺寸大于连接部32的径向尺寸，连接部32上设置限位结构。限位结构包括设置于连接部32上的调节块19和限位块13。限位结构用于力矩传感器2安装时的限位。

本实施例还包括：封装管14、前端盖15和后支撑盖16，封装管14内设容腔，力矩传感器2设置于容腔内，前端盖15设置于封装管14的一端，后支撑盖16封闭封装管14的另一端，力矩传感器2的形变部23的第一端21伸出前端盖15之外，形变部23与前端盖15为间隙配合，使得前端盖15不会影响形变部23的形变。后支撑盖16支撑设置于安装支架11的前置部31的径向。安装支架11上的调节块19和限位块13位于后支撑盖16的外部。

如图2所示，本实施例收丝机，包括：放线机构(未示出)；收卷机构，收卷机构和放线机构间隔设置；前述力矩传感器2；导丝机构，力矩传感器2感应导丝机构所受力地设置；控制器(未示出)，力矩传感器2与控制器通讯连接，控制器与放线机构和/或收卷机构通讯连接；力矩传感器2与控制器交互通讯，力矩传感器2将感应的力矩信息传输至控制器，控制器根据力矩信息控制放线机构的放线速度和/或收卷机构的收卷速度；导丝机构分别与收卷机构和放线机构间隔设置。所述的传感器控制板22与控制器通讯连接。控制器包括PLC、单片机或工控机。

所述力矩传感器2感应导丝机构所受力地设置，具体是，所述的导丝机构包括导纱轮4，导纱轮4和力矩传感器2同轴设置。形变部23的第一端21设置导纱轮4。本实施例还包括轴承9，轴承9与力矩传感器2的形变部23同轴设置，导纱轮4套设于轴承9外圈。轴承9与形变部23的第一端21通过紧固螺丝17连接。导纱轮4的圆周设有凹槽41，凹槽41可容纳纱线。纱线经过导纱轮4时，绕在导纱轮4上，对导纱轮4产生挤压力，该挤压力传导至力矩传感器2的形变部23，使得形变部23、即弹性臂受力产生弯曲形变，形变部23上的应变片10被拉伸或压缩，产生电阻变化，从而向传感器控制板22发出电信号是电信号，传感器控制板22将电信号传输至控制器，完成力矩传感器2的感应和信号传输的过程。

本实施例还包括支撑架5，安装支架11的连接部32与支撑架5相连，具体是，安装支架11的连接部32插置于支撑架5上。限位结构一端抵顶前置部31、另一端抵顶支撑架5。限位结构包括设置于连接部32上的调节块19和限位块13，调节块19抵顶前置部31，限位块13一面抵顶调节块19、另一面抵顶支撑架5地设置。本实施例，连接部32通过连接螺纹插置于支撑架5上，通过紧固螺母18进行锁紧固定。

所述的收卷机构包括第一驱动装置和收卷辊1，第一驱动装置驱动收卷辊1转动地设置，或者通过第一传动机构驱动收卷辊1转动地设置，收卷辊1的转动是指收卷辊1以其中心轴为转动轴转动，控制器控制收卷机构的收卷速度的方式包括控制第一驱动装置的输出转速，进而控制收卷辊1的转速，从而控制收卷机构的收卷速度。第一驱动装置包括电机(未示出)。收卷机构的设置也可参考现有技术。

如图3和图4所示，本实施例还包括导纱杆3，导纱杆3分别与导纱轮4、收卷机构和放线机构相互间隔设置，放线机构、导纱轮4、导纱杆3和收卷机构所在位置的连线为折线。本实施例中，放线机构、导纱轮4、导纱杆3和收卷辊1从前至后依次设置于纱线的行进路线上。

本实施例还包括滑片51、压辊52和行程平衡控制杆53，滑片51沿压辊52的轴向往复移动地设置，行程平衡控制杆53分别与压辊52和导纱轮4间隔地设置，行程平衡控制杆53的轴向为弧形。本实施例还包括第二驱动装置，第二驱动装置驱动滑片51往复移动地设置，或者第二驱动装置通过第二传动机构54驱动滑片51往复移动地设置。如图3所示，纱线从导纱轮4和导纱杆3处行进过来，经过行程平衡控制杆53，穿过滑片51，从压辊52上方绕过压辊52，再收卷到收卷机构上。滑片51往复移动，带动纱线沿压辊52的轴向往复移动。纱线在沿压辊52的轴向往复移动的时候，会沿行程平衡控制杆53的弧线往复移动，即，纱线行进的同时，滑片51会带动纱线沿平衡控制杆53的轴向往复移动。第二传动机构54是变比齿轮机构。滑片51、压辊52和行程平衡控制杆53的设置也可参考现有技术。

设置行程平衡控制杆53，滑片51带动纱线沿平衡控制杆53的轴向往复移动，是因为，纱线在收卷时在收卷辊1的两端行程为最大，所以需要一个弧形的行程行程平衡控制杆53，中间弧面最大，对应加大收卷辊1中部的纱线行程，保证两端和中间这三部分的行程一致，从而不会破坏纱线张力。滑片51往复移动，还可控制纱线收卷在收卷辊1上形成的花纹。压辊52使得纱线被收起时比较滑润，减少角度硬性收卷。

使用时，纱线100从放线机构出来，依次绕过导纱轮4和导纱杆3，再经过行程平衡控制杆53、滑片51和压辊52，然后收卷于收卷机构的收卷辊1上。在收卷过程中，导纱轮4处的力矩传感器2感应纱线的力矩，力矩传感器2将感应的力矩传输至控制器。当力矩较大时，说明纱线100较紧，控制器控制放线机构的放线速度减慢，或者控制收卷机构的收卷速度减慢，或者同时控制放线机构的放线速度减慢、收卷机构的收卷速度减慢，使得纱线100变松弛。当力矩较小时，说明纱线100较松弛，控制器控制放线机构的放线速度加快，或者收卷机构的收卷速度加快，或者同时控制放线机构的放线速度加快、收卷机构的收卷速度加快，使得纱线100变紧。这样通过平衡放线机构的放线速度和收卷机构的收卷速度，控制纱线100的松紧度，使得纱线100收卷得更加均匀，防止纱线100过紧崩断或缠绕过松。控制器判断力矩的大小，通过设定比较范围实现，力矩传感器2感应的力矩超过上限时，控制器判断该力矩较大；力矩传感器2感应的力矩低于下限时，控制器判断该力矩较小。控制器设定的比较范围根据纱线的实际情况而定。

本发明使用力矩传感器2，可以直接感应纱线的张力，遮掩就能够控制和调节多台收丝机的纱线张力、即松紧度一致，这样就能使得收卷的纱线松紧度一致。本发明使用力矩传感器2，对纱线行进过程中的张紧度的感应精确度更高，更能准确全面地反应纱线的松紧度。并且，安装更方便，能够适应各种纱线的情况，更精确的控制纱线的张力值。同时，没有行程范围的调节限制，不会产生断纱。导纱轮4设置于力矩传感器2上，利用导纱轮4的传递受力，起到力矩感应的作用，进一步提高了力矩传感器2的检测准确度。本发明通过平衡放线机构的放线速度和收卷机构的收卷速度，控制纱线的松紧度，使得纱线收卷得更加均匀，防止纱线过紧崩断或缠绕过松。本发明省略了摆动杆等机构，使用更加方便。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims (10)

1.一种力矩传感器，其特征在于，包括：

固定部；

形变部，形变部具有两端、即第一端和第二端，第一端悬空设置，第二端与固定部相连；

应变片，应变片设置于形变部的主体上；

传感器控制板，传感器控制板设置于固定部上。

2.根据权利要求1所述的用于纱线张力感应的机构，其特征在于，还包括安装支架，力矩传感器的固定部与安装支架相连；所述的安装支架包括相连的前置部和连接部，前置部与力矩传感器的固定部相连。

3.根据权利要求1所述的用于纱线张力感应的机构，其特征在于，所述的前置部的径向尺寸大于连接部的径向尺寸，连接部上设置限位结构。

4.根据权利要求1、2或3所述的用于纱线张力感应的机构，其特征在于，还包括：封装管、前端盖和后支撑盖，封装管内设容腔，力矩传感器设置于容腔内，前端盖设置于封装管的一端，后支撑盖封闭封装管的另一端，力矩传感器的形变部的第一端伸出前端盖之外，形变部与前端盖为间隙配合，后支撑盖支撑设置于安装支架的前置部的径向。

5.一种收丝机，其特征在于，包括：

放线机构；

收卷机构，收卷机构和放线机构间隔设置；

如权利要求1-4任一项所述的力矩传感器；

导丝机构，力矩传感器感应导丝机构所受力地设置；

控制器，力矩传感器与控制器通讯连接，控制器与放线机构和/或收卷机构通讯连接；导丝机构分别与收卷机构和放线机构间隔设置。

6.根据权利要求5所述的收丝机，其特征在于，所述的导丝机构包括导纱轮，导纱轮与力矩传感器同轴设置。

7.根据权利要求6所述的收丝机，其特征在于，所述的形变部的第一端设置导纱轮；还包括轴承，轴承与力矩传感器的形变部同轴设置，导纱轮套设于轴承外圈。

8.根据权利要求5所述的收丝机，其特征在于，还包括支撑架，安装支架的连接部插置于支撑架上，连接部上的限位结构一端抵顶前置部、另一端抵顶支撑架地设置。

9.根据权利要求5所述的收丝机，其特征在于，还包括导纱杆，导纱杆分别与导纱轮、收卷机构和放线机构相互间隔设置，放线机构、导纱轮、导纱杆和收卷机构所在位置的连线为折线。

10.根据权利要求5所述的收丝机，其特征在于，还包括滑片、压辊和行程平衡控制杆，滑片沿压辊的轴向往复移动地设置，行程平衡控制杆分别与压辊和导纱轮间隔地设置，行程平衡控制杆的轴向为弧形。

Images