CN112195578A - 一种针杆和压脚独立驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

一种针杆和压脚独立驱动控制方法，属于刺绣机控制领域。方法应用于压脚和针杆各自配置独立驱动机构的刺绣机，其中压脚和针杆在空间上分离设置；方法包括：当接收到锁针命令时，控制针杆脱离并复位于最高位，再控制压脚提升至最高位；或者，当接收到锁针命令时，控制针杆脱离并复位于最高位，并控制压脚与针杆同步运动至最高位；其中，最高位为刺绣机开机前针杆的原位；当接收到起针命令时，控制压脚自最高位向最低位运动，再控制机针下落；其中，最低位为压脚位于绣料上方的压布位。本发明能解决针杆和压脚上升、下降过程中机针与压脚碰撞的问题，提高刺绣机机头针杆组件的使用可靠性，降低故障风险及维护成本。

Description

一种针杆和压脚独立驱动控制方法

技术领域

本发明属于刺绣机技术领域，尤其涉及一种针杆和压脚独立驱动控制方法。

背景技术

刺绣机又称电脑刺绣机，能使传统的手工刺绣得到高速度、高效率的实现。现有刺绣机分两种：一种刺绣机包括针杆和套设在针杆上的压脚，压脚与针杆在空间布置上是未分离设置的，压脚与针杆同时运行；另一种刺绣机包括针杆和空间上与针杆分离设置的压脚，压脚与针杆各自配置独立驱动机构。前者刺绣机，由于压脚与针杆是同时运行的，压脚与针杆的运动是相互协调配合的，则不会存在压脚与机针在运行过程中撞击的问题。然而，后者刺绣机，由于压脚与针杆的驱动受各自独立驱动机构控制，两者运动的协调一致性不够好，机针与压脚容易发生碰撞，尤其是当压脚独立驱动机构或针杆独立驱动机构发生故障时，压脚与机针发生碰撞导致故障的概率更大。

实用新型专利CN207452444U公开了一种刺绣机锁针结构，并具体公开了结构包括基座，以及设置在基座上的锁针组件，以及驱动所述锁针组件的驱动组件；所述锁针组件包括驱动臂，以及连接在驱动臂上的第一锁针轴和第二锁针轴，第一锁针轴和第二锁针轴均定位穿设在基座上；所述驱动组件作用驱动臂使第一锁针轴和第二锁针轴轴向同步运动。该结构利用一个驱动电机驱动第一锁针轴和第二锁针轴同步运动，以实现刺绣机针杆和独立压脚驱动系统同步锁针的目的。该实用新型是针对针杆和压脚停止在最高位置时存现锁针失败，而造成压脚和针杆下落影响刺绣作业的问题提出的。该实用新型解决了针杆和压脚自下向上运动过程中机针与压脚可能发生碰撞的问题，但无法解决针杆和压脚自上向下运动过程中机针与压脚可能发生碰撞的问题。因为，当驱动电机反向驱动第一锁针轴和第二锁针轴同步反向运动，即同时解除针杆与压脚的锁针状态，一旦针杆下落过快，机针就会撞击压脚。

发明专利申请CN106894177A公开了一种刺绣机的针杆组件和刺绣机机头，并具体公开了针杆组件包括针杆和压脚，针杆设有针夹，压脚包括杆体和压板，针杆下降时下压杆体以带动压脚下降，压脚的回升与针杆的回升相互独立运行，针杆组件还包括复位器，压脚由复位器驱动回升，在缝纫阶段内，压板与针夹之间形成有防止压脚对针杆产生负载的避让间隙。该发明在针杆下降过程中，针杆会带动压脚下降，实现联动效果，而在回升过程中，针杆是依靠刺绣机机头内的针杆驱动器进行回升，而压脚则是依靠压脚中的复位器进行回升，所以针杆和压脚两者是在回升过程中独立运行的。该发明的针杆和压脚仅在针杆上升过程中采用独立驱动，一方面解决了针杆带动压脚运动而造成针杆负载力过大，继而限制针杆往复运动速度的问题，另一方面解决了针杆和压脚在上升和下降过程中均采用独立驱动而机头体积大和成本高的问题。然而，由于此针杆组件的结构，该发明未能解决压脚和针杆上升过程中机针与针杆撞击的问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种针杆和压脚独立驱动控制方法，能解决针杆和压脚上升、下降过程中机针与压脚碰撞的问题，提高刺绣机机头针杆组件的使用可靠性，降低故障风险和维护成本。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

一种针杆和压脚独立驱动控制方法，应用于压脚和针杆各自配置独立驱动机构的刺绣机，其中压脚和针杆在空间上分离设置；方法包括：

当接收到锁针命令时，控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再控制压脚提升至最高位；或者，当接收到锁针命令时，控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，并控制压脚与机针杆同步运动至最高位；其中，所述最高位为刺绣机开机前针杆的原位；

当接收到起针命令时，控制压脚自最高位向最低位运动，再控制针杆下落；其中，所述最低位为压脚位于绣料上方的压布位。

本发明控制方法用于具有独立压脚驱动和独立针杆驱动的刺绣机。当刺绣机机头接收到锁针命令时，则控制针杆和压脚上升运动，针杆可先运动或与压脚同步运动至最高位，则在上升过程中，机针不会与压脚发生碰撞。当刺绣机机头接收到起针命令时，则控制针杆和压脚下降运动，先控制压脚运动，再控制机针下落，这样可确保在下降过程中，机针不会与压脚发生碰撞。

作为优选，所述锁针命令在下述任一情况发生时触发：情况一，刺绣机机头关停；情况二，刺绣机拉杆停车；情况三，刺绣机换色；情况四，手动移框；情况五，绣线剪断后进行勾线。

作为优选，当发生情况三或情况四或情况五时，方法还包括：

当接收到锁针命令时，先检测刺绣机主轴和压脚所在位置，若刺绣机主轴在原位且压脚位于最高位，则直接执行情况三或情况四或情况五的操作；否则，控制刺绣机主轴回到原位并控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再控制压脚提升至最高位，或者控制刺绣机主轴回到原位并控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，并同步控制压脚运动至最高位；在压脚达到最高位后执行情况三或情况四或情况五的操作。

作为优选，方法还包括：

当接收到跳针命令时，在刺绣机主轴不停机的情况下控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再在压脚于工作位时控制绣框移动到下一个下针位；其中，所述工作位为在最高位之下且在最低位之上的刺绣机刺绣工作位。

作为优选，所述起针命令在下述任一情况发生时触发：情况一，刺绣作业；情况二，针停下位 。

作为优选，当接收到锁针命令时，所述压脚提升至最高位前的位置为最低位或工作位，所述工作位为在最高位之下且在最低位之上的刺绣机刺绣工作位。

作为优选，所述刺绣机还包括保护装置，所述保护装置设于压脚驱动机构和针杆脱离机构之间，当针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位后，所述针杆脱离机构保持针杆脱离状态，直到压脚提升至最高位；当压脚位于最高位时，保护装置锁定针杆脱离机构保持针杆脱离状态；当压脚自最高位向最低位运动时，所述保护装置不再锁定针杆脱离机构保持针杆脱离状态。

作为优选，所述针杆驱动机构由锁针电机控制，所述压脚驱动机构由压脚电机控制；所述方法具体包括:

当接收到锁针命令时，控制锁针电机驱动针杆脱离机构动作，使得针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，且保持针杆脱离机构处于打开状态一定时间，直到压脚电机驱动压脚提升至最高位并同时驱动保护装置锁定针杆脱离机构后，锁针电机失电；

当接收到起针命令时，控制压脚电机驱动压脚自最高位向最低位运动，所述保护装置不再保持针杆脱离机构处于打开状态，针杆脱离机构自打开状态回复到原位，在收到下一个锁针命令前，锁针电机得电。

作为优选，所述针杆驱动机构由锁针电机控制，所述压脚驱动机构由压脚电机控制；所述方法具体包括:

当接收到锁针命令时，控制锁针电机驱动针杆脱离机构动作，使得针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，并保持针杆脱离机构处于打开状态，然后压脚电机驱动压脚提升至最高位；当压脚在最高位时，保护装置锁定针杆脱离机构；

当接收到起针命令时，控制压脚电机驱动压脚自最高位向最低位运动，所述保护装置不再保持针杆脱离机构处于打开状态，并控制锁针电机驱动针杆脱离机构自打开状态回复到原位。

作为优选，所述针杆驱动机构由锁针电机控制，所述压脚驱动机构由压脚电机控制；所述方法具体包括:

当接收到跳针命令时，控制锁针电机驱动针杆脱离机构动作，使得针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再在压脚于工作位时控制绣框移动到下一个下针位；

当绣框移动到针杆对应的下针位时，控制锁针电机解除针杆脱离状态，使得针杆下落。

本发明具有以下有益效果：

一种针杆和压脚独立驱动控制方法，能协调独立驱动针杆和压脚运动过程，使得在上升、下降过程中，压脚与机针不会发生撞击，继而提高针杆组件的使用可靠性，降低刺绣机故障风险和维护成本。

附图说明

图1为本发明一种针杆和压脚独立驱动控制方法的流程图；

图2为采用本发明一种针杆和压脚独立驱动控制方法的针杆、压脚驱动结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

现有刺绣机的针杆和压脚各自配置独立驱动机构，压脚未套设于针杆上，压脚与针杆在空间上独立设置。具体地，针杆驱动机构包括锁针电机、受锁针电机控制的针杆脱离机构、针杆驱动块。所述锁针电机控制针杆脱离机构动作，使得针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块，针杆脱离机构打开至最大角度时，针杆上升至最高位，锁针电机还控制针杆脱离机构从最大角度回复到原位，针解除针杆脱离状态。压脚驱动机构包括压脚电机、压脚驱动块，所述压脚电机控制压脚驱动块带动压脚升降。

基于上述结构，本发明提出一种针杆和压脚独立驱动控制方法。如图1，方法包括：

步骤S01，当接收到锁针命令时，控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再控制压脚提升至最高位；或者，当接收到锁针命令时，控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，并控制压脚与针杆同步运动至最高位；其中，所述最高位为刺绣机开机前针杆的原位，所述最高位也是刺绣机工作时的换色位。

步骤S02，当接收到起针命令时，控制压脚自最高位向最低位运动，再控制针杆下落；其中，所述最低位为压脚位于绣料上方的压布位。

在刺绣过程中，刺绣机会在每一次起针后等待下一次的锁针命令，还会在每一次锁针后等待下一次的起针命令。为此，步骤S01与步骤S02不分时间先后。

本文提及的“最高位”并不是限定压脚和针杆高度相等，主要指针杆或压脚上升运动至最高点的位置，针杆回到原位，压脚回到与针杆相对应的位置（即收拢回位）。在此位时，压脚与针杆相互配合工作。

在步骤S01中，当接收到锁针命令时，所述压脚提升至最高位前的位置为最低位或工作位，所述工作位为在最高位之下且在最低位之上的刺绣机刺绣工作位。例如，当压脚处于最低位时，刺绣机停机，则压脚需要从最低位回到最高位。又例如，当压脚处于工作位进行刺绣时，绣品图案需要换色刺绣，则压脚需要从工作位回到最高位。

所述锁针命令在下述任一情况发生时触发：

情况一，刺绣机机头关停。此情况包括刺绣机因维护需要关停，或刺绣机根据关停需要而停机。一旦执行关停操作，压脚与针杆需先回到原位后停机。

情况二，刺绣机拉杆停车。当绣品图案出现错误或刺绣机发生故障时，可通过拉杆停车。一旦执行拉杆停车操作，压脚与针杆需先回到原位后停车。

情况三，刺绣机换色。每个针位对应不同颜色的绣线，则在刺绣过程中，根据刺绣进程需要换色，压脚与针杆需先回到原位后，执行换色操作。

情况四，手动移框。此情况包括在未进行刺绣时，手动移框进行维护、更换绣料等操作；此情况还包括在完成一个刺绣单元刺绣后，需要移框至下一个刺绣单元进行刺绣。当压脚在最高位时，绣框移动不会导致压脚干涉绣架。

情况五，绣线剪断后进行勾线。绣线被机头剪线机构剪断后，压脚与针杆需先回到原位后勾刀伸出，此时勾刀能顺利勾取面线。

一旦接收到上述情况的操作命令时，刺绣机机头默认接收上述操作命令的同时，还接收了锁针命令。在执行上述操作命令前，先执行锁针命令。

当发生情况三或情况四或情况五时，方法还包括：

当接收到锁针命令时，先检测刺绣机主轴压脚所在位置，若刺绣机主轴在原位且压脚位于最高位，则直接执行情况三或情况四或情况五的操作；

否则，控制刺绣机主轴回到原位并可控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再控制压脚提升至最高位，或者控制刺绣机主轴回到原位并可控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，并同步控制压脚运动至最高位；在压脚达到最高位后执行情况三或情况四或情况五的操作。

一旦需要进行换色、移框、勾线操作时，则主机默认在接收到换色/移框/勾线命令时，也接收到锁针命令。锁针命令在换色/移框/勾线命令前执行。机针和压脚需要回到原位后，机头执行换色、移框、勾线操作。

在步骤S02中，所述起针命令在下述任一情况发生时触发：

情况一，刺绣作业。当需要进行刺绣时，则需要使压脚和机针位于最下位，之后压脚和针杆移动到工作位，根据刺绣图案对应的针迹进行刺绣。

情况二，针停下位。当绣料尺寸大于绣框尺寸时，先完成部分绣料的刺绣图案，之后需要将压脚和机针位于最下位，通过针停下位的方式，确定刺绣原点，再移动绣料并夹布于绣框上，以完成剩余未刺绣绣料的绣作。

本发明方法还包括：

当接收到跳针命令时，在刺绣机主轴不停机的情况下，控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再在压脚于工作位时控制绣框移动到下一个下针位；其中，所述工作位为在最高位之下且在最低位之上的刺绣机刺绣工作位。

在刺绣过程中，根据绣花图案设定的针迹需要通过跳针完成，则跳针过程中，针杆不动作，压脚位于工作位，通过绣框移动到下一个下针位。下一个下针位与上一个上针位之间至少间隔一个针位。

为了避免压脚位于最高位时，针杆因锁针电机故障而下落。在现有刺绣机的基础上设置一保护装置。如图2，所述保护装置4设于压脚驱动机构（图中压脚电机2）和针杆脱离机构（图中锁针电机1，针杆脱离机构11）之间，当针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位后，所述针杆脱离机构保持针杆脱离状态，直到压脚提升至最高位；当压脚位于最高位时，保护装置锁定针杆脱离机构保持针杆脱离状态；当压脚自最高位向最低位运动时，所述保护装置不再锁定针杆脱离机构保持脱离状态。

所述保护装置为一机械装置，可通过传动杆/传动板等传动结构构成，一端与针杆驱动块3连接，一端能够在压脚上升至最高位时作用于针杆脱离机构11，能使针杆脱离机构11打开在最大角度（图中D为打开在最大角度的位置），即保持针杆脱离状态。当压脚下降运动时，保护装置不再保持针杆处于脱离状态，此时针杆脱离机构自打开状态11回到原位（图中O为原位）。所述针杆脱离机构11可包括受锁针电机驱动的摆杆。具体原理示意图可参照图2，本领域技术人员可根据该原理设计出不同结构的保护装置。

在一实施方式下，所述方法具体包括:

当接收到锁针命令时，控制锁针电机驱动针杆脱离机构动作，使得针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，且保持针杆脱离机构处于打开状态一定时间，直到压脚电机驱动压脚提升至最高位并同时驱动保护装置锁定针杆脱离机构后，锁针电机失电；

当接收到起针命令时，控制压脚电机驱动压脚自最高位向最低位运动，所述保护装置不再保持针杆脱离机构处于打开状态，针杆脱离机构自打开状态回复到原位，在收到下一个锁针命令前，锁针电机得电。

在此方式下，锁针电机在压脚升至最高位时失电，则保护装置保持针杆脱离机构处于打开状态。这样，当压脚位于最高位时，避免发生因锁针电机故障导致机针突然下落，使得机针撞击压脚。当压脚自最高位下降时，压脚运动早于针杆运动，在下降过程中，也不会出现机针撞击压脚的情况。一旦压脚下降，保护装置不再锁定针杆脱离机构，针杆脱离机构的摆杆在自身弹簧的作用下回复到原位。摆杆一旦回复到原位，锁针电机带电，等待下一个锁针命令。

在另一实施方式下，所述方法具体包括:

当接收到锁针命令时，控制锁针电机驱动针杆脱离机构动作，使得针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，并保持针杆脱离机构处于打开状态，然后压脚电机驱动压脚提升至最高位；当压脚在最高位时，保护装置锁定针杆脱离机构；

当接收到起针命令时，控制压脚电机驱动压脚自最高位向最低位运动，所述保护装置不再保持针杆脱离机构处于打开状态，并控制锁针电机驱动针杆脱离机构自打开状态回复到原位。

在此方式下，锁针电机一直处于带电状态。锁针电机控制针杆脱离机构打开，还控制针杆脱离机构回复到原位。这样可利用锁针电机的自锁控制以及保护装置的保护实现多重协同控制，能有效在压脚上升下降过程中避免机针与压脚碰撞。 锁针电机若一直以同样大小的电流维持带电状态的话，导致锁针电机长期发热，使用寿命降低，耗电。为此，在有保护装置锁定针杆脱离机构的情况下，可降低锁针电机的工作电流，当保护装置不再锁定针杆脱离机构时，再恢复锁针电机原先的工作电流。

另外，当接收到跳针命令时，本发明方法仅依靠锁针电机的自锁控制实现。所述方法具体包括:

当接收到跳针命令时，控制锁针电机驱动针杆脱离机构动作，使得针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再在压脚于工作位时控制绣框移动到下一个下针位；

当绣框移动到针杆对应的下针位时，控制锁针电机解除针杆脱离状态，使得针杆下落。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种针杆和压脚独立驱动控制方法，应用于压脚和针杆各自配置独立驱动机构的刺绣机，其中压脚和针杆在空间上分离设置；其特征在于，方法包括：

当接收到锁针命令时，控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再控制压脚提升至最高位；或者，当接收到锁针命令时，控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，并控制压脚与针杆同步运动至最高位；其中，所述最高位为刺绣机开机前针杆的原位；

当接收到起针命令时，控制压脚自最高位向最低位运动，再控制针杆下落；其中，所述最低位为压脚位于绣料上方的压布位。

2.根据权利要求1所述的一种针杆和压脚独立驱动控制方法，其特征在于，所述锁针命令在下述任一情况发生时触发：情况一，刺绣机机头关停；情况二，刺绣机拉杆停车；情况三，刺绣机换色；情况四，手动移框；情况五，绣线剪断后进行勾线。

3.根据权利要求2所述的一种针杆和压脚独立驱动控制方法，其特征在于，当发生情况三或情况四或情况五时，方法还包括：

当接收到锁针命令时，先检测刺绣机主轴和压脚所在位置，若刺绣机主轴在原位且压脚位于最高位，则直接执行情况三或情况四或情况五的操作；否则，控制刺绣机主轴回到原位并控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再控制压脚提升至最高位，或者控制刺绣机主轴回到原位并控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，并同步控制压脚运动至最高位；在压脚达到最高位后执行情况三或情况四或情况五的操作。

4.根据权利要求1所述的一种针杆和压脚独立驱动控制方法，其特征在于，方法还包括：

当接收到跳针命令时，在刺绣机主轴不停机的情况下控制针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再在压脚于工作位时控制绣框移动到下一个下针位；其中，所述工作位为在最高位之下且在最低位之上的刺绣机刺绣工作位。

5.根据权利要求1所述的一种针杆和压脚独立驱动控制方法，其特征在于，所述起针命令在下述任一情况发生时触发：情况一，刺绣作业；情况二，针停下位。

6.根据权利要求1所述的一种针杆和压脚独立驱动控制方法，其特征在于，当接收到锁针命令时，所述压脚提升至最高位前的位置为最低位或工作位，所述工作位为在最高位之下且在最低位之上的刺绣机刺绣工作位。

7.根据权利要求1所述的一种针杆和压脚独立驱动控制方法，其特征在于，所述刺绣机还包括保护装置，所述保护装置设于压脚驱动机构和针杆脱离机构之间，当针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位后，所述针杆脱离机构保持针杆脱离状态，直到压脚提升至最高位；当压脚位于最高位时，保护装置锁定针杆脱离机构保持针杆脱离状态；当压脚自最高位向最低位运动时，所述保护装置不再锁定针杆脱离机构保持针杆脱离状态。

8.根据权利要求7所述的一种针杆和压脚独立驱动控制方法，其特征在于，所述针杆驱动机构由锁针电机控制，所述压脚驱动机构由压脚电机控制；所述方法具体包括:

当接收到锁针命令时，控制锁针电机驱动针杆脱离机构动作，使得针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，且保持针杆脱离机构处于打开状态一定时间，直到压脚电机驱动压脚提升至最高位并同时驱动保护装置锁定针杆脱离机构后，锁针电机失电；

当接收到起针命令时，控制压脚电机驱动压脚自最高位向最低位运动，所述保护装置不再保持针杆脱离机构处于打开状态，针杆脱离机构自打开状态回复到原位，在收到下一个锁针命令前，锁针电机得电。

9.根据权利要求7所述的一种针杆和压脚独立驱动控制方法，其特征在于，所述针杆驱动机构由锁针电机控制，所述压脚驱动机构由压脚电机控制；所述方法具体包括:

当接收到锁针命令时，控制锁针电机驱动针杆脱离机构动作，使得针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，并保持针杆脱离机构处于打开状态，然后压脚电机驱动压脚提升至最高位；当压脚在最高位时，保护装置锁定针杆脱离机构；

当接收到起针命令时，控制压脚电机驱动压脚自最高位向最低位运动，所述保护装置不再保持针杆脱离机构处于打开状态，并控制锁针电机驱动针杆脱离机构自打开状态回复到原位。

10.根据权利要求4所述的一种针杆和压脚独立驱动控制方法，其特征在于，所述针杆驱动机构由锁针电机控制，所述压脚驱动机构由压脚电机控制；所述方法具体包括：

当接收到跳针命令时，控制锁针电机驱动针杆脱离机构动作，使得针杆脱离针杆驱动机构的针杆驱动块并复位于最高位，再在压脚于工作位时控制绣框移动到下一个下针位；

当绣框移动到针杆对应的下针位时，控制锁针电机解除针杆脱离状态，使得针杆下落。

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