CN112877890A - 一种管式磁悬浮织针装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管式磁悬浮织针装置及其驱动方法，该管式磁悬浮织针装置包括织针、织针底座、上屏蔽片、下屏蔽片、屏蔽壳和磁棒；织针的末端固定在织针底座的槽中，织针底座固定在磁棒上，上屏蔽片和下屏蔽片安装在屏蔽壳的两端；上屏蔽片的轴向下方安装有若干空心线圈座，线圈座上缠绕有若干线圈，磁棒安装在空心线圈座的轴心，磁棒的外径与线圈座的径向存有间隙；织针、织针底座、上屏蔽片、屏蔽壳和下屏蔽片构成管式磁悬浮织针装置的外形。本发明具有控制精准、响应迅速、结构简单、维护方便等优点，且整个织针装置直径小，便于织针密集排布。

Description

一种管式磁悬浮织针装置及其驱动方法

技术领域

本发明属于纺织机械技术领域，涉及到针织电脑提花圆纬机的织针装置及其控制方法，具体涉及一种管式磁悬浮织针装置及其驱动方法。

背景技术

织针电脑提花圆纬机是针织装备中一种重要的针织机械装备。已有公知的电子选针装置为电磁式和压电式。圆纬机中关键的织针装置和驱动方法为机械传动装置，其工作原理为：织针安装在针筒中，沉降片安装在沉降片圆环上，织针的针脚同织针三角片和沉降片的同沉降片三角片成凸轮配合，在工作过程中，针筒带动织针转动，织针沿着织针三角的间隙槽路径形成上、下运动，沉降三角片与沉降片配合使得沉降片完成径向前、后运动，上、下运动织针同前、后运动沉降片配合完成针织三功位，然后重复循环织出织物。因此织针与织针三角之间长期高速摩擦、刚性冲击等问题，对织针的强度和耐磨提出很高的要求，由于现阶段材料技术的限制，难以提升织针的材料性能；同时限制圆纬机的工作效率进一步提升。

现有技术中存在的主要问题和缺陷包括：

申请号为“201110098202.0”的中国发明专利在2011年提出了一种磁悬浮驱动织针选针方法及装置，实现了磁悬浮驱动织针上下运动来代替机械零件织针三角片功能，但采用单线圈驱动时，驱动力偏小，反应时间长，且轴向位移距离小(10mm)。同时单线圈驱动控制复杂。申请号为“202010360848.0”的中国发明专利提出了一种混合式磁悬浮织针驱动装置及其控制方法，该装置在针织动作过程中，提升了驱动力，延长了织针轴向移动位移，但尚存电磁驱动力不稳定、位移距离有限、织针组件直径大导致无法密集排布织针而导致织物经、纬线稀疏等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题和缺陷，本发明提供了一种管式磁悬浮织针装置及其驱动方法，具有控制精准、响应迅速、结构简单、维护方便等优点，且整个织针装置直径小，便于织针密集排布。

为此，本发明采用了以下技术方案：

一种管式磁悬浮织针装置，包括织针、织针底座、上屏蔽片、下屏蔽片、屏蔽壳和磁棒；所述织针的末端固定在织针底座的槽中，所述织针底座固定在磁棒上，所述上屏蔽片和下屏蔽片安装在屏蔽壳的两端；所述上屏蔽片的轴向下方安装有若干空心线圈座，线圈座上缠绕有若干线圈，所述磁棒安装在空心线圈座的轴心，磁棒的外径与线圈座的径向存有间隙；所述织针、织针底座、上屏蔽片、屏蔽壳和下屏蔽片构成管式磁悬浮织针装置的外形。

优选地，所述磁棒由从下至上依次排列的第一垫片、第一磁铁、第二磁铁、第二垫片、第三磁铁、第四磁铁、第三垫片、第五磁铁、第六磁铁、第四垫片、第七磁铁、第八磁铁组合而成；所述织针底座固定在第八磁铁上，所述第一垫片的下方安装有拉绳位移传感器，第一垫片的轴向下表面与拉绳位移传感器的拉绳固定在一起；所述拉绳随磁棒的轴向移动，用于计算位移值。

优选地，所述线圈座包括第一线圈座、第二线圈座、第三线圈座，所述线圈包括第一线圈、第二线圈、第三线圈，第一线圈座、第二线圈座、第三线圈座从上至下依次排列；所述第一线圈以圆柱型缠绕在第一线圈座上，所述第二线圈以圆柱型缠绕在第二线圈座上，所述第三线圈以圆柱型缠绕在第三线圈座上；所述第一线圈座、第二线圈座、第三线圈座同轴心固定在一起，所述第一线圈、第二线圈、第三线圈的首端线和尾端线均从屏蔽壳的线槽口引出接入控制器。

优选地，所述第一线圈、第二线圈、第三线圈的表面均涂覆有绝缘导热漆。

优选地，所述织针由针头和针舌构成。

优选地，所述屏蔽壳的表面涂覆有陶瓷材料，用于对整个织针装置的磁场起隔绝作用。

一种上述的管式磁悬浮织针装置的驱动方法，包括以下步骤：初始状态时，织针固定在磁棒上，磁棒垂直位于织针底座中，其径向与织针底座存有间隙；织机的控制系统给第一线圈通入正向电流后，第一线圈与磁棒共同作用产生轴向上升电磁力时，电磁力驱动磁棒轴向上升移动，磁棒的末端固定有拉绳位移传感器的拉绳，磁棒上升到指定位置后，微型拉绳式位移传感器将位移值反馈给控制系统，由控制系统判断是否到达第一工位，若到达即悬停，如此给第二线圈、第三线圈通电，相同的可到达第二工位、第三工位；第三工位返回到第二工位，织机的控制系统给第三线圈通入反向电流，第三线圈与磁棒共同作用产生轴向下降电磁力时，电磁力驱动磁棒轴向下降移动，再通过微型拉绳式位移传感器将位移值反馈给控制系统，由控制系统判断是否到达第二工位，若达到即悬停；如此给第二线圈、第一线圈通电，相同的可到达第一工位和初始位置；如此反复运动，可达任意位置。

优选地，通过调节织机控制系统的输入电流大小或线圈组数来调节电磁力的大小；通过增加磁棒的长度来调整织针的轴向上升、下降位移行程范围。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明突破了中国专利(201110098202.0)轴向位移值只有10mm和中国专利(202010360848.0)轴向位移距离短的限制，在本发明中织针轴向移动距离不受限制，可达任意位置，且控制精准。

(2)磁棒由磁铁和垫片按固定排列方式构成，电磁驱动力稳定；与此同时，磁棒的直径可缩小至微型化，能够大大缩小整个织针组件尺寸，有利于高密度排布织针以提高织布密度。

(3)本发明控制精准，响应迅速，可进一步提升织机的工作效率。

附图说明

图1是本发明所提供的一种管式磁悬浮织针装置的剖面结构示意图。

图2是本发明所提供的一种管式磁悬浮织针装置的平面结构示意图。

图3是本发明所提供的一种管式磁悬浮织针装置的轴测图透视示意图。

图4是本发明所提供的一种管式磁悬浮织针装置中磁棒的结构示意图。

图5是本发明所提供的一种管式磁悬浮织针装置的线圈座结构示意图。

图6是控制系统的示意图。

附图标记说明：1、织针；2、织针底座；3、上屏蔽片；4、第一线圈座；5、第一线圈；6、第二线圈座；7、第二线圈；8、第三线圈座；9、第三线圈；10、屏蔽壳；11、下屏蔽片；12、第一垫片；13、第一磁铁；14、第二磁铁；15、第二垫片；16、第三磁铁；17、第四磁铁；18、第三垫片；19、第五磁铁；20、第六磁铁；21、第四垫片；22、第七磁铁；23、第八磁铁；24、线槽口。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1-图5所示，本发明公开了一种管式磁悬浮织针装置，包括织针1、织针底座2、上屏蔽片3、下屏蔽片11、屏蔽壳10和磁棒；所述织针1的末端固定在织针底座2的槽中，所述织针底座2固定在磁棒上，所述上屏蔽片3和下屏蔽片11安装在屏蔽壳10的两端；所述上屏蔽片3的轴向下方安装有若干空心线圈座，线圈座上缠绕有若干线圈，所述磁棒安装在空心线圈座的轴心，磁棒的外径与线圈座的径向存有间隙；所述织针1、织针底座2、上屏蔽片3、屏蔽壳10和下屏蔽片11构成管式磁悬浮织针装置的外形。

具体地，所述磁棒由从下至上依次排列的第一垫片12、第一磁铁13、第二磁铁14、第二垫片15、第三磁铁16、第四磁铁17、第三垫片18、第五磁铁19、第六磁铁20、第四垫片21、第七磁铁22、第八磁铁23组合而成；所述织针底座2固定在第八磁铁23上，所述第一垫片12的下方安装有拉绳位移传感器，第一垫片12的轴向下表面与拉绳位移传感器的拉绳固定在一起；所述拉绳随磁棒的轴向移动，用于计算位移值。

具体地，所述线圈座包括第一线圈座4、第二线圈座6、第三线圈座8，所述线圈包括第一线圈5、第二线圈7、第三线圈9，第一线圈座4、第二线圈座6、第三线圈座8从上至下依次排列；所述第一线圈5以圆柱型缠绕在第一线圈座4上，所述第二线圈7以圆柱型缠绕在第二线圈座6上，所述第三线圈9以圆柱型缠绕在第三线圈座8上；所述第一线圈座4、第二线圈座6、第三线圈座8同轴心固定在一起，所述第一线圈5、第二线圈7、第三线圈9的首端线和尾端线均从屏蔽壳10的线槽口24引出接入控制器。

具体地，所述第一线圈5、第二线圈7、第三线圈9的表面均涂覆有绝缘导热漆。

具体地，所述织针1由针头和针舌构成。

具体地，所述屏蔽壳10的表面涂覆有陶瓷材料，用于对整个织针装置的磁场起隔绝作用。

本发明还公开了一种上述的管式磁悬浮织针装置的驱动方法，包括以下步骤：初始状态时，织针1固定在磁棒上，磁棒垂直位于织针底座2中，其径向与织针底座2存有间隙；织机的控制系统给第一线圈5通入正向电流后，第一线圈5与磁棒共同作用产生轴向上升电磁力时，电磁力驱动磁棒轴向上升移动，磁棒的末端固定有拉绳位移传感器的拉绳，磁棒上升到指定位置后，微型拉绳式位移传感器将位移值反馈给控制系统，由控制系统判断是否到达第一工位，若到达即悬停，如此给第二线圈7、第三线圈9通电，相同的可到达第二工位、第三工位；第三工位返回到第二工位，织机的控制系统给第三线圈9通入反向电流，第三线圈9与磁棒共同作用产生轴向下降电磁力时，电磁力驱动磁棒轴向下降移动，再通过微型拉绳式位移传感器将位移值反馈给控制系统，由控制系统判断是否到达第二工位，若达到即悬停；如此给第二线圈7、第一线圈5通电，相同的可到达第一工位和初始位置；如此反复运动，可达任意位置。控制系统如图6所示。

具体地，通过调节织机控制系统的输入电流大小或线圈组数来调节电磁力的大小；通过增加磁棒的长度来调整织针1的轴向上升、下降位移行程范围。

实施例

一种管式磁悬浮织针装置，织针1和织针底座2、上屏蔽片3、下屏蔽片11、屏蔽壳10构成织针组件的外形，其中织针1由针头和针舌构成，织针1的末端固定在织针底座2的槽中，对整个织针1起到固定作用，织针底座2固定在第八磁铁23上，上屏蔽片3和下屏蔽片11安装在屏蔽壳10的两端，屏蔽壳10表面涂覆有陶瓷材料，对整个织针组件的磁场起隔绝作用。依次的在上屏蔽片3轴向下方安装有第一线圈座4，第一线圈5以圆柱型缠绕在第一线圈座4上，线圈上涂覆有绝缘导热漆，第一线圈5的首端线和尾端线从屏蔽壳10的线槽口24引出接入控制器；第一线圈座4的轴向下方安装有第二线圈座6，第二线圈7以圆柱型缠绕在第二线圈座6上，第二线圈7的首端线和尾端线从屏蔽壳10的线槽口24引出接入控制器；第二线圈座6的轴向下方安装有第三线圈座8，第三线圈9以圆柱型缠绕在第三线圈座8上，第三线圈9的首端线和尾端线从屏蔽壳10的线槽口24引出接入控制器；第一线圈座4、第二线圈座6与第三线圈座8同轴心固定在一起；第八磁铁23的轴向上方安装有织针底座2，第八磁铁23与第七磁铁22、第四垫片21、第六磁铁20、第五磁铁19、第三垫片18、第四磁铁17、第三磁铁16、第二垫片15、第二磁铁14、第一磁铁13、第一垫片12组合成磁棒，因此织针1和织针底座2固定在磁棒上，磁棒安装在圆柱形空心第一线圈座4、第二线圈座6、第三线圈座8的轴心，磁棒外径同第一线圈座4、第二线圈座6、第三线圈座8径向存有间隙，在磁棒的末端第一垫片12的下方安装有拉绳位移传感器(图中未画出)，第一垫片12轴向下表面与微型拉绳式位移传感器拉绳固定在一起，拉绳可随磁棒轴向移动计算位移值。

一种管式磁悬浮织针装置的驱动方法，其动作步骤如下：初始状态时，织针1固定在磁棒上，磁棒垂直位于织针底座2中，其径向与织针底座2存有间隙，能够使得磁棒上升不受干涉，同时在径向给予磁棒支撑作用。织机的控制系统给第一线圈5通入正向电流后，第一线圈5与磁棒共同作用产生轴向上升电磁力时，电磁力驱动磁棒轴向上升移动，磁棒的末端固定有位移传感器的拉绳，磁棒上升到指定位置后，微型拉绳式位移传感器将位移值反馈给控制系统，由控制系统判断是否到达第一工位，若到达即悬停，如此给第二线圈7、第三线圈9通电，相同的可到达第二、三工位；第三工位返回到第二工位，织机的控制系统给第三线圈9通入反向电流，第三线圈9与磁棒共同作用产生轴向下降电磁力时，电磁力驱动磁棒轴向下降移动，再通过微型拉绳式位移传感器将位移值反馈给控制系统，由控制系统判断是否到达第二工位，若达到即悬停。如此给第二线圈7、第一线圈5通电，相同的可到达第一工位和初始位置；如此反复运动，可达任意位置。通过调节织机控制系统的输入电流大小或线圈组数，即可增加电磁力的大小；通过增加磁棒的长度，可调整织针1的轴向上升、下降位移行程范围。

本发明突破了织针轴向移动距离的限制，通过调整磁棒的长度，可调整织针1的轴向上升、下降位移行程范围，可达任意位置，且控制精准；磁棒由磁铁和垫片按固定排列方式构成，电磁驱动力稳定且可增大、减小电磁力；与此同时，磁棒的直径可缩小至微型化，可大大缩小整个织针组件尺寸，有利于高密度排布织针以提高磁悬浮织针织布密度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种管式磁悬浮织针装置，其特征在于：包括织针(1)、织针底座(2)、上屏蔽片(3)、下屏蔽片(11)、屏蔽壳(10)和磁棒；所述织针(1)的末端固定在织针底座(2)的槽中，所述织针底座(2)固定在磁棒上，所述上屏蔽片(3)和下屏蔽片(11)安装在屏蔽壳(10)的两端；所述上屏蔽片(3)的轴向下方安装有若干空心线圈座，线圈座上缠绕有若干线圈，所述磁棒安装在空心线圈座的轴心，磁棒的外径与线圈座的径向存有间隙；所述织针(1)、织针底座(2)、上屏蔽片(3)、屏蔽壳(10)和下屏蔽片(11)构成管式磁悬浮织针装置的外形。

2.根据权利要求1所述的一种管式磁悬浮织针装置，其特征在于：所述磁棒由从下至上依次排列的第一垫片(12)、第一磁铁(13)、第二磁铁(14)、第二垫片(15)、第三磁铁(16)、第四磁铁(17)、第三垫片(18)、第五磁铁(19)、第六磁铁(20)、第四垫片(21)、第七磁铁(22)、第八磁铁(23)组合而成；所述织针底座(2)固定在第八磁铁(23)上，所述第一垫片(12)的下方安装有拉绳位移传感器，第一垫片(12)的轴向下表面与拉绳位移传感器的拉绳固定在一起；所述拉绳随磁棒的轴向移动，用于计算位移值。

3.根据权利要求1所述的一种管式磁悬浮织针装置，其特征在于：所述线圈座包括第一线圈座(4)、第二线圈座(6)、第三线圈座(8)，所述线圈包括第一线圈(5)、第二线圈(7)、第三线圈(9)，第一线圈座(4)、第二线圈座(6)、第三线圈座(8)从上至下依次排列；所述第一线圈(5)以圆柱型缠绕在第一线圈座(4)上，所述第二线圈(7)以圆柱型缠绕在第二线圈座(6)上，所述第三线圈(9)以圆柱型缠绕在第三线圈座(8)上；所述第一线圈座(4)、第二线圈座(6)、第三线圈座(8)同轴心固定在一起，所述第一线圈(5)、第二线圈(7)、第三线圈(9)的首端线和尾端线均从屏蔽壳(10)的线槽口(24)引出接入控制器。

4.根据权利要求3所述的一种管式磁悬浮织针装置，其特征在于：所述第一线圈(5)、第二线圈(7)、第三线圈(9)的表面均涂覆有绝缘导热漆。

5.根据权利要求1所述的一种管式磁悬浮织针装置，其特征在于：所述织针(1)由针头和针舌构成。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种管式磁悬浮织针装置，其特征在于：所述屏蔽壳(10)的表面涂覆有陶瓷材料，用于对整个织针装置的磁场起隔绝作用。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的管式磁悬浮织针装置的驱动方法，其特征在于：包括以下步骤：初始状态时，织针(1)固定在磁棒上，磁棒垂直位于织针底座(2)中，其径向与织针底座(2)存有间隙；织机的控制系统给第一线圈(5)通入正向电流后，第一线圈(5)与磁棒共同作用产生轴向上升电磁力时，电磁力驱动磁棒轴向上升移动，磁棒的末端固定有拉绳位移传感器的拉绳，磁棒上升到指定位置后，微型拉绳式位移传感器将位移值反馈给控制系统，由控制系统判断是否到达第一工位，若到达即悬停，如此给第二线圈(7)、第三线圈(9)通电，相同的可到达第二工位、第三工位；第三工位返回到第二工位，织机的控制系统给第三线圈(9)通入反向电流，第三线圈(9)与磁棒共同作用产生轴向下降电磁力时，电磁力驱动磁棒轴向下降移动，再通过微型拉绳式位移传感器将位移值反馈给控制系统，由控制系统判断是否到达第二工位，若达到即悬停；如此给第二线圈(7)、第一线圈(5)通电，相同的可到达第一工位和初始位置；如此反复运动，可达任意位置。

8.根据权利要求7所述的一种管式磁悬浮织针装置的驱动方法，其特征在于：通过调节织机控制系统的输入电流大小、方向或线圈组数来调节电磁力的大小方向；通过增加磁棒的长度来调整织针(1)的轴向上升、下降位移行程范围。

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