CN113445222B - 一种基于机械臂的缝制机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于机械臂的缝制机构，包括：机架、平面板、放料升降组件、退料升降组件、机械臂取放料机构、缝纫机组件、位置调节组件。通过上述方式，本发明一种基于机械臂的缝制机构，可以通过针板上的传感器实时检测布边的位置和角度，从而自动调节缝纫机的位置，大大提高了缝纫设备的精准性、高效性和自动化程度，也提高了产品的品质。

Description

一种基于机械臂的缝制机构

技术领域

本发明涉及工业缝纫机技术领域，特别是涉及一种基于机械臂的缝制机构。

背景技术

传统的工业缝纫机是靠人眼看识别手动操作缝制，这样人员的技能要求较高，也比较容易疲劳，工作时间长了也影响品质。

随着科技的发展有自动缝纫机，所述的工业自动缝纫机，还需要人工操作，但现在从事缝制行业的人员越来越少，这对缝制行业带来严骏的考验。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于机械臂的缝制机构具有可靠性能高、定位精确、结构紧凑等优点，同时在工业缝纫机技术的应用及普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种基于机械臂的缝制机构，其包括：机架、平面板、放料升降组件、机械臂取放料机构、缝纫机组件、位置调节组件，

所述机架前侧设置有所述放料升降组件，以进行叠放布料，所述机架的一侧设置有所述机械臂取放料机构，所述机架顶面设置有所述平面板，所述的平面板上设置有配合缝纫的方口，所述缝纫机组件活动设置于所述方口内，所述位置调节组件设置于所述机架上，并带动所述缝纫机组件在方口中来回运动。

在本发明一个较佳实施例中，所述机架后侧设置有所述退料拉斗组件，以进行下退布料。

在本发明一个较佳实施例中，所述缝纫机组件包括缝纫机本体、用于检测布边位置和角度的针板组件、工作面板、遮料板、LED照明灯，所述缝纫机本体设置于所述工作面板上，且所述工作面板的顶面与所述平面板的顶面齐平，所述LED照明灯设置于所述缝纫机本体的机头上，所述针板组件设置于缝纫机本体的机头下方机针对应的工作面板上，所述遮料板设置于针板组件外侧的所述工作面板上。

在本发明一个较佳实施例中，所述针板组件包括针板、限光结构、滤光玻璃、第一感光列阵传感器，第二感光列阵传感器、PCB电路基板和外壳，所述外壳设置于所述针板的下方，所述PCB电路基板通过所述外壳设置于所述针板的底面，所述PCB电路基板与平行于X轴方向的第一感光列阵传感器以及与第一感光列阵传感器之间设置有夹角的第二感光列阵传感器电性连接，所述第一感光列阵传感器和所述第二感光列阵传感器配合判断缝料的位置和角度，以便缝制，所述限光结构设置于针板的顶面，且所述限光结构上设置有与第一感光列阵传感器配合的第一限位口以及与第二感光列阵传感器配合的第二限位口，以限定感光列阵传感器的受光范围，所述限光结构上设置有滤光玻璃。

在本发明一个较佳实施例中，所述针板上设置于针孔，所述第一感光列阵传感器位于针孔的侧边，以用于检测X方向的缝料位置信号。

在本发明一个较佳实施例中，所述针板的底面设置有与PCB电路基板配合的第一安装槽，且所述外壳将所述PCB电路基板固定在所述第一安装槽中，所述针板的顶面设置有用于安装限光结构和滤光玻璃的第二安装槽，使得滤光玻璃的顶面可以与针板的顶面齐平，所述第一安装槽的顶面设置有容许第一感光列阵传感器穿过的第一通槽和容许第二感光列阵传感器穿过的第二通槽，所述第一通槽和所述第二通槽与第二安装槽相连通，使得第一感光列阵传感器和第二感光列阵传感器穿过通槽并与限位口配合进行检测。

在本发明一个较佳实施例中，所述位置调节组件包括安装板、导轨板、导轨、滑块、电机架、平移丝杆组件、电机、垫块、机头托盘、机头支掌板，

所述机架上设置有所述安装板，所述安装板上安装有所述导轨板，所述的导轨板上设置有导轨和平移丝杆组件，用于固定连接所述缝纫机组件的所述机头支掌板设置于所述机头托盘上，所述机头托盘通过所述滑块与所述导轨滑动连接，所述平移丝杆组件与固定于电机架上的所述电机相连接，且所述平移丝杆组件中的螺母与所述机头托盘相连接，电机和平移丝杆组件配合，以通过机头托盘和机头支撑板带动缝纫机组件左右运动。

在本发明一个较佳实施例中，所述机械臂取放料机构包括负责左右运动的X轴平移模组、负责前后运动的Y轴平移模组、负责上下运动的Z轴平移模组、旋转驱动装置、取料器组件，X轴平移模组滑动设置于Y轴平移模组上，所述旋转驱动装置通过所述Z轴平移模组与所述X轴平移模组相连接，所述取料器组件与旋转驱动装置相连接，以实现分层取料、配合缝制花样以及将物料放入退料升降组件内的功能。

在本发明一个较佳实施例中，所述放料升降组件包括安装底板、侧面安装板、上料升降板、升降支撑架、限位杆、限位调节机构、升降驱动机构，

所述安装底板设置于所述机架的底部，所述侧面安装板设置于所述机架的侧壁上，所述上料升降板通过所述升降支撑架与升降驱动机构相连接，以进行升降运动，所述上料升降板上设置有一个或者多个限位槽，所述限位杆的下端与活动设置于所述安装底板上的所述限位调节机构相连接，所述限位杆的顶部活动设置于所述限位槽内，以根据布料的形状和大小对布料进行限位、归正操作；其中，所述限位调节机构包括调节导轨、可调底块，所述调节导轨设置于所述安装底板上，所述可调底块通过滑块与所述调节导轨滑动连接，所述限位杆的底端与所述可调底块可拆卸连接，所述可调底块上可旋转设置有凸轮把手，定位杆的上端与所述凸轮把手的凸轮部可旋转连接，定位杆的下端与所述调节导轨相接触，以固定限位杆的位置。

在本发明一个较佳实施例中，所述升降驱动机构包括升降电机、升降丝杆组件，所述升降丝杆组件通过丝杆轴承安装在侧面安装板上，所述升降丝杆组件中的螺母与所述升降底板相连接，所述升降底板与所述升降支撑架相连接，所述升降电机与升降丝杆组件中的丝杆相连接，以通过丝杆和升降底板带动上料升降板上下运动，所述侧面安装板的背面设置有升降导轨，所述升降滑块的一侧通过滑块垫块与所述升降底板相连接，另一侧与所述升降导轨滑动连接，以带动升降支撑架沿升降导轨平稳运动。

本发明的有益效果是：可以通过针板上的传感器实时检测布边的位置和角度，从而自动调节缝纫机的位置，大大提高了缝纫设备的精准性、高效性和自动化程度，也提高了产品的品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本发明的一种基于机械臂的缝制机构一较佳实施例的整体结构示意图；

图2是本发明的一种基于机械臂的缝制机构一较佳实施例的爆炸结构示意图；

图3是本发明的一种基于机械臂的缝制机构一较佳实施例的局部结构示意图；

图4是本发明的一种基于机械臂的缝制机构一较佳实施例的针板组件爆炸结构示意图；

图5是本发明的一种基于机械臂的缝制机构一较佳实施例的针板组件结构示意图；

图6是本发明的一种基于机械臂的缝制机构一较佳实施例的取料器组件爆炸结构示意图；

图7是本发明的一种基于机械臂的缝制机构一较佳实施例的取料器组件组装结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明实施例包括：

一种基于机械臂的缝制机构，其结构包括：机架1、平面板2、放料升降组件3、退料拉斗组件4、机械臂取放料机构5、缝纫机组件6、位置调节组件7。

所述机架的前后设有所述放料升降组件以及所述退料拉斗组件，以完成叠放布料与下退布料的工作，所述机架的一侧设置有所述机械臂取放料机构，所述机架上配装有所述平面板，所述的平面板中间开有与配合缝纫的方口8，所述缝纫机组件活动设置于所述方口内，所述位置调节组件设置于所述机架上，并带动所述缝纫机组件在方口中来回运动。

（1）缝纫机组件

所述缝纫机组件包括缝纫机本体61、针板组件62、工作面板63、遮料板64、LED照明灯65，所述缝纫机本体设置于所述工作面板上，且所述工作面板的顶面与所述平面板的顶面齐平，所述LED照明灯设置于所述缝纫机本体的机头上，所述针板组件设置于缝纫机本体的机头下方机针对应的工作面板上，所述遮料板设置于针板组件外侧的所述工作面板上。

所述针板组件包括针板100、针孔101、限光纸102、滤光玻璃103、第一感光列阵传感器104、第二感光列阵传感器105、PCB电路基板106和外壳107。

所述针板固定/可拆卸设置于所述工作面板上，所述针孔设置于所述针板上，所述外壳设置于所述针板的下方，所述PCB电路基板位于所述针板和所述外壳之间（所述PCB电路基板位于针板的下方），所述PCB电路基板上电性连接有平行X轴方向设置的第一感光列阵传感器以及与第一感光列阵传感器之间存在夹角的第二感光列阵传感器，且主要用于检测X方向的缝料位置信号（测出布边距离）的所述第一感光列阵传感器位于针孔的侧边，以提高检测的精准性。其中，第一感光列阵传感器与第二感光列阵传感器之间的夹角可以为25-70°。

第一感光列阵传感器和第二感光列阵传感器能实时检测布边运动微小变化，缝纫机控制系统可以利用第二感光列阵传感器根据三角函数计算出布料112的圆角度数与布边型状（是直角还是其他直度的布边）、位置等信息，然后根据检测到的缝料角度与位置实时控制缝纫机与布边的距离，最终达到缝制的程序花样与布边距离都能达到品质要求，此时机械臂按程序工作不变。

在PBC上方贴上一层与感光列阵传感器结构相配合的限光纸来保护PBC基板，所述限光纸上设置有与第一感光列阵传感器配合的第一限位口以及与第二感光列阵传感器配合的第二限位口，限位口用于限定感光列阵传感器的受光范围，以排出干扰信息、提高检测精准性，所述的限光纸上设置有滤光玻璃，滤光玻璃主要是滤掉不需要的杂光，提高检测精度。

为了进一步提高针板与PCB电路基板安装的稳定性和精准性，所述针板的底面设置有与PCB电路基板结构配合的第一安装槽，且所述外壳将所述PCB电路基板固定在所述第一安装槽中，以保护PCB电路基板的电子零件。所述第一安装槽的顶面设置有容许第一感光列阵传感器穿过的第一通槽109和容许第二感光列阵传感器穿过的第二通槽110，所述针板的顶面设置有与限光纸和滤光玻璃配合的第二安装槽111，使得滤光玻璃的顶面可以与针板的顶面齐平，方便对布料进行操作加工。

其中，所述第一通槽和所述第二通槽与第二安装槽相连通，使得第一感光列阵传感器和第二感光列阵传感器穿过通槽并与限位口配合进行检测。

当针板上的传感器检测到布边的位置和角度变化时，控制器会根据检测信息控制位置调节组件运动，其中，位置调节组件左右运动，以实时调节缝纫机本体的机头左右运动至布边相应位置。

（2）位置调节组件

所述位置调节组件7包括安装板71、导轨板72、导轨73、滑块、电机架74、平移丝杆组件75、电机76、垫块77、机头托盘78、机头支掌板79。

所述机架的右中部设置有3块所述安装板，所述安装板上安装有所述导轨板，所述的导轨板上设置有2条导轨和平移丝杆组件，用于固定连接所述缝纫机组件（机头支撑板具体可以与工作面板相连接）的所述机头支掌板设置于所述机头托盘上，所述机头托盘通过垫块和所述滑块与所述导轨滑动连接。所述平移丝杆组件与固定于电机架上的所述电机相连接，且所述平移丝杆组件中的螺母与所述机头托盘相连接，电机和平移丝杆组件配合，以通过机头托盘和机头支撑板带动缝纫机组件左右运动。

（3）机械臂取放料机构

所述机械臂取放料机构5包括负责左右运动的X轴平移模组51、负责前后运动的Y轴平移模组52、负责上下运动的Z轴平移模组、旋转驱动装置53、取料器组件54，X轴平移模组滑动设置于Y轴平移模组上，所述旋转驱动装置通过所述Z轴平移模组与所述X轴平移模组相连接，所述取料器组件与旋转驱动装置相连接，以实现分层取料、配合缝制花样以及将物料放入退料升降组件内的功能。

取料器组件的结构包括：位置传感器204、位置感应片205、安装台（气缸安装台）206、导杆气缸207、取料器安装板208、位置调节槽209、取料机构210。

旋转驱动装置包括旋转电机200、电机座201、减速器安装座202、谐波减速器203，所述旋转电机通过电机座与机械臂或XYZ轴平移模组相连接，以使得整个布料自动取放料机构在工业缝纫机上来回和升降运动。所述电机座的下端设置有减速器安装座，减速器安装座的下端设置有谐波减速器，所述谐波减速器下端联接有气缸安装台，所述旋转电机通过谐波减速器带动气缸安装台旋转，从而实现取料器安装板和取料机构的旋转。

其中，为了进一步提高旋转的精准性，所述减速器安装座的侧边设置有所述位置传感器，所述气缸安装台的顶面设置有位置感应片，所述位置传感器和所述位置感应片配合，以通过气缸安装台检测取料器安装板和取料机构的原始位置与当前工作位置，方便实时监测旋转角度和位置。

所述气缸安装台的下端设置有所述导杆气缸，导杆气缸的输出端与取料器安装板相连接，以带动取料器安装板升降运动。所述取料器安装板的左右两侧各设置有四条位置调节槽，一组或多组所述取料机构与所述位置调节槽活动连接，以左右调节取料机构的位置。

所述取料机构包括取料固定板211、取料框体212、台阶螺柱213、取料组件214、高度传感器215、微型压力传感器216、压力触件217、PCB电路板218、外壳219。所述取料固定板与所述位置调节槽活动连接，所述取料框体通过四个台阶螺柱连接在取料固定板上，且所述台阶螺柱的上部穿过取料框体上的通孔并与取料固定板相连接，所述台阶螺柱的下部上套设有与取料框体相接触的弹簧，使得取料框体通过台阶螺柱与取料固定板弹性连接。其中，取料框体为包含有水平部和竖直部的倒“L”形结构，所述取料框体的水平部的底面与所述弹簧相连接，以起缓冲作用。

所述取料框体的一侧（竖直部的外侧壁上）设置有用于取放布料的所述取料组件，凡是可以实现的对布料取放功能的取料装置或设备均适用于本发明，且优选地，取料装置可以采用针刺取料组件，通过针刺取料组件中的刺针的运动，使得刺针刺入或者脱离布料，以完成布料的取料放料的动作。所述取料框体的另一则（竖直部的内侧壁上）设置有用来检测布料高度的高度传感器，以在布料取料时检测布料是否被提起，所述取料框体（竖直部）的底面设置有微型压力传感器，微形压力传感器的底部连接有压力触件，所述压力触件与布料接触，以检测布料受到的压力并配合高度传感器辅助控制器调节控制针刺取料组件的运动，所述取料框体（水平部）的底面通过两个螺柱连接有PCB电路板与电线，且所述PCB板外设置有外壳进行保护。

（4）放料升降组件

所述放料升降组件3包括安装底板30、侧面安装板31、上料升降板32、升降支撑架33、限位杆34、限位调节机构、升降驱动机构。

所述安装底板设置于所述机架的底部，所述侧面安装板设置于所述机架的侧壁上，所述上料升降板通过所述升降支撑架与升降驱动机构相连接，以进行升降运动，所述上料升降板上设置有一个或者多个限位槽35，所述限位杆的下端与活动设置于所述安装底板上的所述限位调节机构相连接，所述限位杆的顶部活动设置于所述限位槽内，以根据布料的形状和大小对布料进行限位、归正等操作。

在本实施例中，所述限位调节机构包括2组，一组沿X轴方向平移，另一组沿Y轴方向平移，与限位调节机构配合的限位杆的数量为2个。

所述限位调节机构包括调节导轨36、可调底块37，所述调节导轨设置于所述安装底板上，所述可调底块通过滑块与所述调节导轨滑动连接，所述限位杆的底端与所述可调底块可拆卸连接。另外，为了方便调节/固定可调底座的位置，所述可调底块上可旋转设置有凸轮把手，且定位杆的上端与所述凸轮把手的凸轮部可旋转连接，定位杆的下端与所述调节导轨相接触，以进行定位。

所述升降驱动机构包括升降电机38、升降丝杆组件39，所述升降丝杆组件通过丝杆轴承安装在侧面安装板上，所述升降丝杆组件中的螺母与所述升降底板相连接，所述升降底板与所述升降支撑架相连接，所述升降电机与升降丝杆组件中的丝杆相连接，以通过丝杆和升降底板带动上料升降板上下运动。为了进一步提高升降的精准性、稳定性和顺畅性，所述侧面安装板的背面设置有升降导轨310，所述升降滑块的一侧通过滑块垫块与所述升降底板相连接，另一侧与所述升降导轨滑动连接，以带动升降支撑架沿升降导轨平稳运动。

本发明一种基于机械臂的缝制机构的有益效果是：可以通过针板上的传感器实时检测布边的位置和角度，从而自动调节缝纫机的位置，大大提高了缝纫设备的精准性、高效性和自动化程度，也提高了产品的品质。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书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它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于机械臂的缝制机构，其特征在于，包括：机架、平面板、放料升降组件、机械臂取放料机构、缝纫机组件、位置调节组件，

所述机架上设置有所述放料升降组件，以进行叠放布料，所述机架的一侧设置有所述机械臂取放料机构，所述机架的顶面设置有所述平面板，所述的平面板上设置有配合缝纫的方口，所述缝纫机组件活动设置于所述方口内，所述位置调节组件设置于所述机架上，并带动所述缝纫机组件在方口中来回运动；

所述放料升降组件包括安装底板、侧面安装板、上料升降板、升降支撑架、限位杆、限位调节机构、升降驱动机构，所述安装底板设置于所述机架的底部，所述侧面安装板设置于所述机架的侧壁上，所述上料升降板通过所述升降支撑架与升降驱动机构相连接，以进行升降运动，所述上料升降板上设置有一个或者多个限位槽，所述限位杆的下端与活动设置于所述安装底板上的所述限位调节机构相连接，所述限位杆的顶部活动设置于所述限位槽内，以根据布料的形状和大小对布料进行限位、归正操作；其中，所述限位调节机构包括调节导轨、可调底块，所述调节导轨设置于所述安装底板上，所述可调底块通过滑块与所述调节导轨滑动连接，所述限位杆的底端与所述可调底块可拆卸连接，所述可调底块上可旋转设置有凸轮把手，定位杆的上端与所述凸轮把手的凸轮部可旋转连接，定位杆的下端与所述调节导轨相接触，以固定限位杆的位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于机械臂的缝制机构，其特征在于，所述机架后侧设置有退料抽拉斗组件，以进行下退布料。

3.根据权利要求1所述的一种基于机械臂的缝制机构，其特征在于，所述缝纫机组件包括缝纫机本体、用于检测布边位置和角度的针板组件、工作面板、遮料板、LED照明灯，所述缝纫机本体设置于所述工作面板上，且所述工作面板的顶面与所述平面板的顶面齐平，所述LED照明灯设置于所述缝纫机本体的机头上，所述针板组件设置于缝纫机本体的机头上机针对应的工作面板上，所述遮料板设置于针板组件外侧的所述工作面板上。

4.根据权利要求3所述的一种基于机械臂的缝制机构，其特征在于，针板组件包括针板、限光结构、滤光玻璃、第一感光列阵传感器，第二感光列阵传感器、PCB电路基板和外壳，所述外壳设置于所述针板的下方，所述PCB电路基板通过所述外壳设置于所述针板的底面，所述PCB电路基板与平行于X轴方向的第一感光列阵传感器以及与第一感光列阵传感器之间设置有夹角的第二感光列阵传感器电性连接，所述第一感光列阵传感器和所述第二感光列阵传感器配合判断缝料的位置和角度，以便缝制，所述限光结构设置于针板的顶面，且所述限光结构上设置有与第一感光列阵传感器配合的第一限位口以及与第二感光列阵传感器配合的第二限位口，以限定感光列阵传感器的受光范围，所述限光结构上设置有滤光玻璃。

5.根据权利要求4所述的一种基于机械臂的缝制机构，其特征在于，所述针板上设置有针孔，所述第一感光列阵传感器位于针孔的侧边，以用于检测X方向的缝料位置信号。

6.根据权利要求4所述的一种基于机械臂的缝制机构，其特征在于，所述针板的底面设置有与PCB电路基板配合的第一安装槽，且所述外壳将所述PCB电路基板固定在所述第一安装槽中，所述针板的顶面设置有用于安装限光结构和滤光玻璃的第二安装槽，使得滤光玻璃的顶面可以与针板的顶面齐平，所述第一安装槽的顶面设置有容许第一感光列阵传感器穿过的第一通槽和容许第二感光列阵传感器穿过的第二通槽，所述第一通槽和所述第二通槽与第二安装槽相连通，使得第一感光列阵传感器和第二感光列阵传感器穿过通槽并与限位口配合进行检测。

7.根据权利要求1所述的一种基于机械臂的缝制机构，其特征在于，所述位置调节组件包括安装板、导轨板、导轨、滑块、电机架、平移丝杆组件、电机、垫块、机头托盘、机头支撑板，所述机架上设置有所述安装板，所述安装板上安装有所述导轨板，所述的导轨板上设置有导轨和平移丝杆组件，用于固定连接所述缝纫机组件的所述机头支撑 板设置于所述机头托盘上，所述机头托盘通过所述滑块与所述导轨滑动连接，所述平移丝杆组件与固定于电机架上的所述电机相连接，且所述平移丝杆组件中的螺母与所述机头托盘相连接，电机和平移丝杆组件配合，以通过机头托盘和机头支撑板带动缝纫机组件左右运动。

8.根据权利要求1所述的一种基于机械臂的缝制机构，其特征在于，所述机械臂取放料机构包括负责左右运动的X轴平移模组、负责前后运动的Y轴平移模组、负责上下运动的Z轴平移模组、旋转驱动装置、取料器组件，X轴平移模组滑动设置于Y轴平移模组上，所述旋转驱动装置通过所述Z轴平移模组与所述X轴平移模组相连接，所述取料器组件与旋转驱动装置相连接，以实现分层取料、配合缝制花样以及将物料放入退料升降组件内的功能。

9.根据权利要求1所述的一种基于机械臂的缝制机构，其特征在于，所述升降驱动机构包括升降电机、升降丝杆组件，所述升降丝杆组件通过丝杆轴承安装在侧面安装板上，所述升降丝杆组件中的螺母与升降底板相连接，所述升降底板与所述升降支撑架相连接，所述升降电机与升降丝杆组件中的丝杆相连接，以通过丝杆和升降底板带动上料升降板上下运动，所述侧面安装板的背面设置有升降导轨，升降滑块的一侧通过滑块垫块与所述升降底板相连接，另一侧与所述升降导轨滑动连接，以带动升降支撑架沿升降导轨平稳运动。

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