CN114687015B - 转杯纺纱机的智能纺纱装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了转杯纺纱机的智能纺纱装置及系统，涉及智能纺纱设备技术领域。所述智能纺纱装置包括棉条喂入机构和排杂分梳机构；在分梳腔排杂区中设置电荷释放区和牵引区，通过杂质检测器探测棉条杂质为轻杂质类型时触发电荷吸附指令，使经过电荷释放区的轻杂质带电，并通过牵引区牵引带电杂质运动，带电杂质途径吸杂口时被吸杂口吸走；棉条喂入机构包括导条器和喂给罗拉，对应棉条喂入机构设置有棉条自传动机构，其包括外循环牵引结构以与条筒运输机构的内循环牵引结构连接形成闭环的棉条输送结构，以将条筒上的棉条输送到导条器的通道中。本发明实现了基于棉条杂质类型的智能排杂，同时提高了纺纱设备的自动化、连续化及智能化。

Description

转杯纺纱机的智能纺纱装置及系统

技术领域

本发明涉及智能纺纱设备技术领域，尤其涉及一种转杯纺纱机的智能纺纱装置及系统。

背景技术

转杯纺纱机已经成为新型纺纱中技术最成熟、应用面最广、经济社会效应较大的纺纱形式。在纺纱的过程中经常会出现各种形形色色的杂物，比如说丙纶丝、毛发以及“三丝”等等，这些杂物的出现大大降低原料出产的产品质量，因此纺纱的过程需要进行排杂以除去棉条中杂质。

目前在市场上抽气式转杯纺纱机中，其分梳剥离杂质有两种方式：第一种是利用杂质离心力作用进行自由落杂。其通常将分梳辊与竖直面成一定夹角α布置(α小于90度)，杂质剥离方向和水平面成α角，杂质排除依靠分梳辊的高速旋转带动下产生的离心力和重力综合作用，称之为自由排杂。该方式往转杯输送纤维转移通道较长，使得纤维得到充分的伸直，成纱一致性较好，能耗低。第二种是主动吸杂方式。其分梳辊采用竖直布置，杂质剥离方向和水平面成平行状态，杂质排除是完全依靠气流高负压抽吸进行分离，其对各种含有杂质量较大的原料也能够进行有效的杂质分离，适应面较广。

然而，现有排杂方案存在如下缺陷：

1)采用自由落杂方式时，在杂质分离过程中，短绒等重量较轻的轻杂质在分离时甩不远，距离纤维输送区域较近，在纤维输送负压气流的作用下容易在剥离区域积聚后反吸回分梳腔体，产生翻卷反吸，导致纱线断头率增高，对短绒杂质较多的再生原料的适应性差。采用主动吸杂方式时，要求较高的吸杂负压才能将杂质沿水平面方向剥离，吸杂负压出现细小波动都会导致排除的杂质数量有变化，进而导致成纱粗细节变异较大；而且还存在设备能耗高和吸杂通道容易堵塞的缺点。也就是说，现有转杯纺纱机分梳剥离杂质的方式，无法在原料适应性、成纱质量一致性、能耗低等方面实现面面俱到。

2)无论是自由落杂还是主动吸杂，进入分梳腔中的所有棉条都是基于相同的排杂流程进行排杂分梳的，排杂流程无法根据棉条原料的杂质特征——比如杂质分布区域、杂质类型特征等——进行自适应调整。而实际上，杂质在棉条上并不是均匀分布的，且有的棉条上杂质较小——比如短绒、微尘等小颗粒杂质——属于轻杂质，有的棉条上杂质质量较大——比如棉结、棉籽、塑料块——属于重杂质。由于短绒等轻杂质与重杂质的自身的物理特性，其在排杂时会产生不同的物理现场，比如短绒等轻杂质在排杂区容易翻卷反吸回分梳体内，影响纺纱质量。

另一方面，传统的纺纱生产线中，条筒的搬运、棉条的接头和棉条的喂入往往通过挡车工进行人工转运并实现各道工序的连接。条筒加上装载的棉条，重量一般超过50kg，甚至可达80kg，增加了工人的劳动强度。再则，纺纱车间的噪音大、粉尘重、温度高，不利于工人的身体健康；随着人力成本的提高，提高了纺纱厂的生产成本。因此，自动化的条筒运输和棉条输送成为纺纱厂自动化和智能化的一个方向。虽然现有技术也提供了通过AGV(穿梭车)车进行转运以减少工人的工作量的技术方案。然而，现有的条筒搬运车通常仅负责条筒的搬运，往往不能自动进行棉条输送(喂入)。

综上所述，如何基于不同杂质类型的自身特征，提供一种不仅能够根据棉条的杂质类型特征进行智能排杂、而且能够自动输送条筒棉条的喂给分梳装置是当前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供了一种转杯纺纱机的智能纺纱装置及系统。本发明利用短绒等轻杂质易于获得电荷形成带电杂质进行捕获的特性，在杂质剥离通道中设置电荷释放区和牵引区，同时通过杂质检测器智能探测棉条杂质类型，对于容易翻卷反吸的轻杂质类型触发电荷吸附指令，而棉条的无杂质区域以及重杂质区域的则无需触发电荷吸附指令，如此实现了基于棉条杂质类型的智能排杂；同时，对应棉条喂入机构设置棉条自传动机构和条筒运输机构，实现条筒搬运以及条筒棉条自动喂入，提高了纺纱设备的自动化、连续化及智能化。

为实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：

一种转杯纺纱机的智能纺纱装置，包括棉条喂入机构和排杂分梳机构；

所述排杂分梳机构包括安装有分梳辊的分梳腔，所述分梳腔连通棉条喂入机构和输纤通道，对应分梳腔下方设有补气通道和分梳腔排杂区，所述分梳腔排杂区设置有吸杂口；

所述分梳腔排杂区中设置有电荷释放区和牵引区，所述电荷释放区设置有静电发生器以释放净电荷物质，所述牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极，所述静电发生器和牵引电极均与控制器通信连接并接收控制器的控制，前述吸杂口设置在所述电荷释放区和所述牵引区之间；

所述棉条喂入机构包括导条器和喂给罗拉，导条器通道的出口连接喂给罗拉，在喂给罗拉的回转下将棉条输送给分梳机构中进行分梳；对应棉条喂入机构设置有棉条自传动机构，所述棉条自传动机构包括对应着导条器通道设置的外循环牵引结构，所述外循环牵引结构用于与条筒运输机构的内循环牵引结构连接形成闭环的棉条输送结构，通过所述棉条输送结构将条筒上的棉条输送到导条器的通道中；

其中，对应导条器通道设置有杂质检测器，所述杂质检测器与控制器连接，通过杂质检测器检测导条器通道中棉条的杂质信息并将杂质信息发送给控制器；所述控制器被配置为：根据杂质信息判断杂质是否属于轻杂质类型，在判定杂质为轻杂质类型时，发出电荷吸附指令；根据所述电荷吸附指令，在前述棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，控制静电发生器释放净电荷物质，同时控制牵引区中的牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；静电发生器释放净电荷物质使进入分梳腔排杂区的前述轻杂质带电，并通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向牵引区方向运动，在运动的带电杂质途径吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入使杂质进入吸杂通道。

进一步，所述分梳腔排杂区设置有向下倾斜布置的杂质剥离面，所述吸杂口设置在杂质剥离面上；

棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，补气通道对分梳腔补气，通过所述杂质剥离面在分梳辊下部形成向下倾斜的杂质剥离通道，所述杂质剥离通道由上到下包括有效纤维区、翻卷反吸区和自由落杂区，有效纤维区的长纤维保持在分梳腔内参与成纱，翻卷反吸区的杂质通过前述吸杂口吸入吸杂通道排出，自由落杂区的杂质自由落入排杂带排出；

所述电荷释放区和牵引区对应所述翻卷反吸区设置，在前述轻杂质位于翻卷反吸区时，净电荷物质吸附翻卷反吸区中的杂质形成带电杂质；所述牵引区设置在吸杂口下方，通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向下运动，运动的带电杂质途径所述吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道。

进一步，所述杂质剥离面和水平面成60-70°角向下倾斜布置。

进一步，所述静电发生器包括放电电极，所述放电电极安装在杂质剥离面上且电极末端对应着杂质剥离通道，放电电极通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

进一步，所述静电发生器包括设置在壳体上的放电腔和对应杂质剥离通道设置的电荷排放口；

所述放电腔采用框体结构，框体结构中设置有放电电极，放电电极通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质；

所述框体结构上设置有至少一个框架开口作为电荷排放口，框架开口位于杂质剥离通道的翻卷反吸区，激发的净电荷物质通过所述框架开口排出并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

进一步，所述牵引电极包括金属极片和通电线路；通电后所述金属极片形成与前述净电荷物质相反的电极，使得带电杂质受到向下的电场力，在电场力的作用下，带电杂质向牵引区方向运动。

进一步，所述牵引驻极体为具有反向电极的驻极体，通过所述驻极体形成与前述激发的净电荷物质相反的电荷属性，从而吸附带电杂质向所述向牵引区方向运动。

进一步，所述条筒运输机构包括具有底座的移位机器人，底座上设置有条筒放置区和内循环牵引结构，所述内循环牵引结构上设置有棉条限位结构以固定条筒上的棉条条头，所述棉条限位结构能够解除对棉条条头的固定；

对应外循环牵引结构和/或内循环牵引结构设置有接头结构，通过移位机器人将条筒运输至外循环牵引结构所在位置后，控制所述接头结构连接外循环牵引结构与内循环牵引结构形成闭环的棉条输送结构，通过所述棉条输送结构将条筒上的棉条输送到导条器的通道中；在棉条条头进入导条器的前端时解除棉条限位结构对棉条条头的固定，棉条在喂给罗拉的回转下输送至排杂分梳机构中。

进一步，对应导条器设置有棉条检测结构，通过棉条检测结构探测导条器通道中的预设区域是否存在棉条，并在棉条不存在时发出换筒指令；

根据所述换筒指令，控制所述接头结构解除外循环牵引结构与内循环牵引结构的连接使得所述条筒运输机构能够与棉条自传动机构分离，通过移位机器人将空条筒运走。

本发明还提供了一种转杯纺纱机的智能纺纱系统，包括通信连接的控制器、棉条喂入机构和排杂分梳机构；

所述排杂分梳机构包括安装有分梳辊的分梳腔，所述分梳腔连通棉条喂入机构和输纤通道，对应分梳腔下方设有补气通道和分梳腔排杂区；所述分梳腔排杂区中设置有电荷释放区和牵引区，所述电荷释放区设置有静电发生器以释放净电荷物质，所述牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极，所述静电发生器和牵引电极均与控制器通信连接并接收控制器的控制；所述分梳腔排杂区设置有吸杂口，吸杂口设置在所述电荷释放区和所述牵引区之间；

所述棉条喂入机构包括导条器和喂给罗拉，导条器通道的出口连接喂给罗拉，在喂给罗拉的回转下将棉条输送给分梳机构中进行分梳；对应棉条喂入机构设置有棉条自传动机构，所述棉条自传动机构包括对应着导条器通道设置的外循环牵引结构，所述外循环牵引结构用于与条筒运输机构的内循环牵引结构连接形成闭环的棉条输送结构，通过所述棉条输送结构将条筒上的棉条输送到导条器的通道中；其中，对应导条器通道设置有杂质检测器，所述杂质检测器与控制器连接，通过杂质检测器检测导条器通道中棉条的杂质信息并将杂质信息发送给控制器；

所述控制器被配置为：根据杂质信息判断杂质是否属于轻杂质类型，在判定杂质为轻杂质类型时，发出电荷吸附指令；根据所述电荷吸附指令，在前述棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，控制静电发生器释放净电荷物质，同时控制牵引区中的牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；静电发生器释放净电荷物质使进入分梳腔排杂区的前述轻杂质带电，并通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向牵引区方向运动，在运动的带电杂质途径吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入使杂质进入吸杂通道。

本发明由于采用以上技术方案，与现有技术相比，作为举例，具有以下的优点和积极效果：一方面，利用短绒等轻杂质易于获得电荷形成带电杂质进行捕获的特性，在杂质剥离通道中设置电荷释放区和牵引区，同时通过杂质检测器智能探测棉条杂质类型，对于容易翻卷反吸的轻杂质类型触发电荷吸附指令，而棉条的无杂质区域以及重杂质区域的则无需触发电荷吸附指令，如此实现了基于棉条杂质类型的智能排杂，兼顾了排杂效果和节能需求。另一方面，对应棉条喂入机构设置棉条自传动机构和条筒运输机构，实现条筒搬运以及条筒棉条自动喂入，提高了纺纱设备的自动化、连续化及智能化实现了基于棉条杂质类型的人工智能排杂，兼顾了轻杂质的排杂效果和节能需求。

进一步，还将自由落杂和精准吸杂有机结合，具有原料适应性广、成纱质量一致性好和能耗低的特点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的纺纱装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的电荷释放区的净电荷分布示意图。

图3为本发明实施例提供的电荷释放区的电路结构示意图一。

图4为本发明实施例提供的电荷释放区的电路结构示意图二。

图5为本发明实施例提供的杂质剥离通道的分区示意图。

图6为本发明实施例提供的棉条喂入机构的结构示意图。

图7为本发明实施例提供的搬运有条筒的移位机器人的结构示意图。

图8为本发明实施例提供的棉条自传动机构和条筒运输机构的连接结构示意图。

图9为本发明实施例提供的系统的模块结构图。

附图标记说明：

纺纱装置100；

壳体110；

分梳辊120，纤维转移区121；

棉条喂入机构130，导条器131，喂给喇叭131-1，喂给板131-2，喂给罗拉132；

输纤通道140；

补气通道150；

分梳腔排杂区160，杂质剥离通道161，有效纤维区161a，翻卷反吸区161b，自由落杂区161c；

杂质剥离面170，吸杂口171，吸杂通道172，吸管173，吹气装置174；

外循环牵引结构180；

移位机器人190，底座191，移位结构192，条筒放置区193，内循环牵引结构194，接头结构195，主体支撑196，棉条限位结构197；

电荷释放区10，电源11，静电发生器12，电极导线12a，放电电极12b，框体结构12c，电荷排放口12d；

牵引区20，金属极片21，通电线路22，控制部23；

条筒300，棉条条头301；

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明公开的转杯纺纱机的智能纺纱装置及系统作进一步详细说明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

需说明的是，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述的或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

实施例

参见图1所示，为本发明提供的一种转杯纺纱机的智能纺纱装置100，包括棉条喂入机构和排杂分梳机构。

所述排杂分梳机构包括设置有分梳腔的壳体110，所述分梳腔内安装有分梳辊120，壳体110上设置有与分梳腔分别连通的棉条喂入机构130和输纤通道140。

所述分梳辊120的左侧设置有纤维转移区121用于转移分梳后的棉条。所述纤维转移区121设置于输纤通道140的下方，棉条在分梳之后先经过纤维转移区121，再通过输纤通道140输送至转杯。

所述棉条喂入机构130包括导条器和喂给罗拉，导条器通道的出口连接喂给罗拉，在喂给罗拉的回转下将棉条输送给分梳机构中进行分梳。纺纱时，棉条经棉条喂入机构130送入分梳腔中进行梳理，梳理后的纤维经输纤通道140进入到转杯的内部，再从凝聚槽出来，被牵引进入假捻盘后被制成纱线。

对应着分梳腔下方设置的补气通道150和分梳腔排杂区160。通过补气通道150进行分梳腔补气，补气方向对应着分梳辊120下方。

分梳腔的下方为分梳腔排杂区160，杂质通过分梳腔排杂区160排出。优选的，在壳体110上对应分梳腔排杂区160设置有向下倾斜布置的杂质剥离面170，杂质剥离面170上设置有吸杂口171。本实施例中，所述杂质剥离面和水平面成60-70°角向下倾斜布置，优选为65°角。

棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，补气通道150对分梳腔补气，通过所述杂质剥离面170在分梳辊下部形成向下倾斜的杂质剥离通道161，所述杂质剥离通道161由上到下可以包括有效纤维区、翻卷反吸区和自由落杂区。有效纤维区的长纤维保持在分梳腔内参与成纱；翻卷反吸区的杂质通过前述吸杂口吸入吸杂通道排出；自由落杂区的杂质自由落入排杂带排出。

本实施例中，所述分梳腔排杂区160中设置有电荷释放区10和牵引区20，所述电荷释放区10设置有静电发生器以释放净电荷物质，所述牵引区20设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极。所述静电发生器和牵引电极均与控制器通信连接并接收控制器的控制，前述吸杂口171设置在所述电荷释放区10和所述牵引区20之间。对应导条器通道还设置有杂质检测器，所述杂质检测器与控制器连接，通过杂质检测器检测导条器通道中棉条的杂质信息并将杂质信息发送给控制器。所述控制器被配置为：根据杂质信息判断杂质是否属于轻杂质类型，在判定杂质为轻杂质类型时，发出电荷吸附指令；根据所述电荷吸附指令，在前述棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，控制静电发生器释放净电荷物质，同时控制牵引区中的牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；静电发生器释放净电荷物质使进入分梳腔排杂区的前述轻杂质带电，并通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向牵引区方向运动，在运动的带电杂质途径吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入使杂质进入吸杂通道。

本实施例中，对应棉条喂入机构130设置有棉条自传动机构，所述棉条自传动机构包括对应着导条器通道设置的外循环牵引结构180。所述外循环牵引结构180用于与条筒运输机构的内循环牵引结构连接形成闭环的棉条输送结构，通过所述棉条输送结构将条筒上的棉条输送到导条器的通道中。

优选的，所述电荷释放区10和牵引区20对应所述翻卷反吸区设置，在前述轻杂质位于翻卷反吸区时，净电荷物质吸附翻卷反吸区中的杂质形成带电杂质。所述牵引区设置在吸杂口下方，通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向下运动，运动的带电杂质途径所述吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道。即，通过牵引电极或牵引驻极体吸附前述带电杂质以使其向下方的吸杂口方向运动，在经过吸杂口时，利用吸杂口的抽吸负压将带电杂质吸入吸杂通道后排出。

本实施例中，静电发生器能够生成及排放净电荷物质。在空气中，该静电发生器能够通过高电压激发，生成净电荷为正电荷或负电荷的物质。

所述静电发生器的具体结构并不限定，作为举例，比如采用负离子发生器，所激发出的电子，遇到翻卷反吸区中的短绒、微尘颗粒杂质等轻杂质时，附着在轻杂质上后，使得的轻杂质具有净电荷属性形成带电杂质，参见图2所示。为便于净电荷物质的排放，所述静电发生器还可以设置静电布置结构，比如设置限定净电荷物质分布的框体结构，或者设置用以导通净电荷物质的导管，或者设置其它类似结构等。

在一个实施方式中，所述静电发生器可以包括放电电极，所述放电电极安装在杂质剥离面上且电极末端对应着杂质剥离通道，放电电极通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

作为典型的实施方式，参见图3所示，所述电荷释放区10包括与电源11电连接的静电发生器12。静电发生器12与控制器通信连接并接收控制器的控制。

所述静电发生器12具体可以包括电极导线12a和放电电极12b，通过电极导线12a连接有竖向排列的多个放电电极12b。在触发电荷吸附指令后，控制器可以启动静电发生器，高电压通过放电电极12b激励产生净电荷物质。

所述电源11作为静电发生器12的供电结构，可以是蓄电池结构，也可以是外接电源，或者无线供电结构。在本实施例中，优选的采用蓄电池。

本实施例的另一实施方式中，所述静电发生器12还可以包括设置在壳体110上的放电腔和对应杂质剥离通道设置的电荷排放口。

参见图4所示，所述放电腔优选的采用框体结构12c，框体结构12c中设置有放电电极12b，放电电极12b通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质。

所述框体结构12c上设置有至少一个开口作为电荷排放口12d，所述开口(即电荷排放口12d)位于杂质剥离通道的翻卷反吸区。激发的净电荷物质通过所述电荷排放口12d排出并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

优选的，所述放电电极为具有尖端的放电针，通过放电针的尖端尺寸为微米量级，利用所述尖端形成强电场提升高压放电效应。

在使用中，作为举例而非限定，在控制器的控制下，通过静电发生器激励出负电荷物质，这些负电荷物质向外通过杂质剥离面上的开口排出，在杂质剥离面的翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质，带电杂质在牵引区的电场吸附力(由相反电荷产生的电场力)作用下牵引区向方向运动时，途径所述吸杂口时，通过吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道后排出。

参见图5所示，本实施例的一种实施方式中，所述牵引区20的牵引电极可以包括金属极片21和通电线路22，通电线路22可以连接控制部23，该控制部23与控制器连接并接受控制器的控制。通过控制部23可以控制通电线路22的通电和断电，通电线路22通电后，所述金属极片21形成与前述净电荷物质相反的电极，使得带电杂质受到向下的电场力，在电场力的作用下，带电杂质向所述牵引区方向运动。

所述的金属极片，比如可以采用金属铝箔片。作为举例而非限制，比如静电发生器的放电电极通过高电压激发释放电子，所激发出的电子对应着翻卷反吸区排出，遇到翻卷反吸区中的杂质后形成带负电的带电杂质；而牵引电极的铝箔片通电后形成正极，吸引翻卷反吸区中带负电的带电杂质向铝箔片位置移动，带负电的带电杂质途径所述吸杂口时，通过吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道后排出。

在另一实施方式中，所述牵引区20采用牵引驻极体作为电荷吸附结构。具体的，所述牵引驻极体为具有反向电极的驻极体，通过所述驻极体形成与前述激发的净电荷物质相反的电荷属性，从而吸附带电杂质向所述向牵引区方向运动。该方式通过利用驻极体的长期存储电荷特性，在牵引区20形成与前述净电荷物质相反的电荷属性，使净电荷物质向所述牵引区20运动，如此无需再设置通电线路。

继续参见图5所示，本实施例提供的上述技术方案，对于最上面的有效纤维区161a，该区域的纤维长，单位体积重量小，分梳补气托持力大于离心力和重力综合作用力，使有限纤维保持在分梳腔体内参与成纱。对于中间的翻卷反吸区161b，该区域主要由轻杂质、短绒等杂质组成(由于分梳补气托持力和离心力以及重力持平，使得该部分杂质容易反吸回分梳体内，导致意外断头)，本发明一方面通过在杂质剥离面上设置吸杂口，在吸杂口的吸杂负压吸力作用下实现精准吸杂，该部分杂质综合作用下处于向下，致使轻杂质、短绒等杂质通过吸杂通道被顺利排出，显著提高了再生原料的适应性。由于吸杂主要用于清除轻杂质等，防止其翻卷反吸回分梳腔体，故吸杂负压要求不高，保证了低能耗。另一方面，还利用短绒等轻杂质易于获得电荷形成带电杂质进行捕获的特性，在杂质剥离通道中设置电荷释放区和牵引区，通过电荷释放区的静电发生器释放净电荷物质使所述翻卷反吸区中的轻杂质带电；所述牵引区设置在吸杂口下方，牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体以吸附带电杂质向牵引区方向运动，运动的带电杂质途径所述吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道，以此辅助吸杂口对轻杂质的精准吸杂，提升轻杂质的排杂效果。对于下面的自由落杂区161c，该区域主要是棉结、棉籽壳、短线头等重杂质，单位体积重量大，分梳补气托持力远小于离心力和重力综合作用力，致使重杂、大杂质自由落入排杂带排出。上述方案尤其适用于含杂量较多再生原料，杂质中的重杂、大杂质等靠分梳离心力自由排出，杂质中的轻杂、短绒等靠吸杂转移清除，消除了分梳腔体排杂区杂质翻卷反吸，从而最大限度保留有效纤维成纱，实现精准除杂，保证了高制成率，同时减少了因杂质翻卷反吸导致的棉结断头，增加了再生原料适纺性。

本实施例中，所述吸杂口、吸杂通道与分梳腔排杂区可以分体制作后拼接组装，也可以一体成型制作。优选的，所述吸杂口、吸杂通道与分梳腔排杂区一体成型设置。吸杂通道172的前端连接吸杂口171，或者将吸杂口171作为吸杂通道172前端的一部分。

所述吸杂通道172优选为L型通道擦，参见图5所示，所述L型通道的内拐角进行圆角处理。所述吸杂通道172的尾部通过吸管173与吸杂主风管连通。所述吸管173的横截面为圆形，吸管173的末端设置有口径渐缩的锥形尾管，锥形尾管的小口径端与吸杂主风管连通。

对应吸杂口171或吸杂通道172还可以设置有吹气装置174。在一个实施方式中，通过所述吹气装置174能够定期对吸杂口或吸杂通道进行吹气清洁，防止吸杂管路堵塞。在另一个实施方式中，还可以根据用户的操作，通过吹气装置174对吸杂口或吸杂通道进行吹气清洁，防止吸杂管路堵塞。

参见图6所示，示例了棉条喂入机构130的典型结构。棉条喂入机构130的导条器131包括喂给喇叭131-1和喂给板131-2。

所述喂给喇叭131-1可以由塑料或胶木压制而成，其通道截面自入口至出口逐渐收缩成扁平状，棉条通过喂给喇叭，其截面随之相应变化。喂给喇叭的内壁光滑，以减少喇叭口对棉条的摩擦阻力，避免产生意外牵伸而破坏了棉条的均匀度。

所述喂给板131-2位于喂给罗拉132下方，喂给罗拉与喂给板共同握持形成对棉条的握持力。喂给板前端形成喂给钳口，喂给板下设置有弹簧，喂给钳口压力来自所述弹簧，通过调节所述弹簧的压缩量来调整喂给钳口的压力。

所述喂给罗拉132优选为一沟槽罗拉，与喂给板131-2共同握持，并借喂给罗拉132的积极回转，将棉条输送给分梳辊120进行分梳。

本实施例中的条筒运输机构，用于转运条筒300以及将条筒300上的棉条连接到外循环牵引结构180。具体的，条筒运输机构可以包括具有底座的移位机器人190，底座上设置有条筒放置区和内循环牵引结构。通过条筒放置区装载条筒300。所述条筒300作为棉条的储存容器，根据需要，所述条筒上的棉条可以是二道并条、一道并条或生条。

所述内循环牵引结构上设置有棉条限位结构以固定条筒上的棉条条头，所述棉条限位结构能够解除对棉条条头的固定。

对应外循环牵引结构和/或内循环牵引结构设置有接头结构，通过移位机器人将条筒运输至外循环牵引结构所在位置后，控制所述接头结构连接外循环牵引结构与内循环牵引结构形成闭环的棉条输送结构，通过所述棉条输送结构将条筒上的棉条输送到导条器的通道中。在棉条条头进入导条器的前端时解除棉条限位结构对棉条条头的固定，棉条在喂给罗拉的回转下输送至排杂分梳机构中。

优选的，对应导条器还可以设置有棉条检测结构，通过棉条检测结构探测导条器通道中的预设区域是否存在棉条，并在棉条不存在时发出换筒指令。根据所述换筒指令，控制所述接头结构解除外循环牵引结构与内循环牵引结构的连接使得所述条筒运输机构能够与棉条自传动机构分离，通过移位机器人将空条筒运走。

本实施例中，所述外循环牵引结构、内循环牵引结构可以采用传输链条或传输带。

优选的，所述外循环牵引结构与内循环牵引结构采用同构的传输链条或传输带制作。所述外循环牵引结构可以包括首尾连接的多个传输链条单元或传输带单元，所述内循环牵引结构也包括首尾连接的多个传输链条单元或传输带单元，所述接头结构包括上部接头件和下部接头件。连接外循环牵引结构与内循环牵引结构时，通过上部接头件使内循环牵引结构的上部末端与外循环牵引结构的上部末端连接，通过下部接头件使内循环牵引结构的下部末端与外循环牵引结构的下部末端连接，从而形成闭环的棉条传输链条或传输带。

所述棉条传输链条或传输带优选的通过多个导向轮对应着导条器通道布置。多个导向轮中，至少有一个导向轮为主动轮，剩下导向轮为从动轮，主动轮在旋转驱动结构的驱动下旋转，从而带动从动轮旋转形成闭环的棉条传输链条或传输带。

优选的，采用3个导向轮对应着导条器通道布置，形成三角形或近似三角形的棉条传输链条或传输带。结合图1所示，对应导条器通道下方设置有棉条输送导向轮，对应内循环牵引结构与外循环牵引结构的上部接头位置设置有上部导向轮，对应内循环牵引结构与外循环牵引结构的下部接头位置设置有下部导向轮。前述导向轮，棉条输送导向轮可以设置为主动轮，对应主动轮设置选择驱动结构；剩下导向轮为从动轮，可以在链条或传输带的传动作用下进行旋转。棉条喂入输送时，主动轮在旋转驱动结构的驱动下旋转，从而带动从动轮旋转形成闭环的棉条传输链条或传输带。

参见图7所示，示例了移位机器人190的优选结构。所述移位机器人190包括底座191，底座191的下部安装有移位结构192，底座191的上部设置有条筒放置区193，并通过主体支撑196安装有内循环牵引结构194，对用内循环牵引结构194的上下末端分别设置有接头结构195，在内循环牵引结构194的上部安装有棉条限位结构197。

底座191的壳体内可以安装移位机器人的控制结构，通过所述控制结构进行信息收发、信息处理以及动作控制。移位机器人的控制结构可以与控制器进行信息交互。

所述移位结构192用以实现机器人的位置移动。根据需要，所述移位机器人190可以基于预定轨道移动也可以无轨道移动，当采用轨道移动方式时，所述移位结构与轨道匹配的形状匹配。

本实施例中，优选的采用无轨道移动，移位结构192可以采用固定脚轮、活动脚轮或履带。此时，可以在控制结构的存储器或关联服务器中存储相关地图——比如纺纱设备所在工厂的厂房地图；移位机器人190接收到搬运指令后，基于工厂地图确定行驶路径，并控制移位结构启动，搬运条筒。

所述条筒放置区193用于装载条筒。

所述内循环牵引结构194用于与外循环牵引结构180连接。具体的，内循环牵引结构194的上下末端可以分别设置有接头结构195，通过接头结构195实现内循环牵引结构194与外循环牵引结构180的连接。

所述接头结构195用于进行内循环牵引结构194与外循环牵引结构180的可拆卸连接，使得内循环牵引结构194与外循环牵引结构180能够在需要时连接成一个闭环的传输结构进行棉条喂入输送，也能够在需要时分离以便更换空条筒。本实施例中，所述接头结构195优选的采用卡接连接件、吸附连接件和/或夹扣连接件。

所述卡接连接件优选采用圆形凹槽的子母扣。

所述吸附连接件优选的采用磁吸附连接件，通过异性磁极相吸的原理实现内循环牵引结构194与外循环牵引结构180的可拆卸连接，优选的，采用电磁铁结构。

所述夹扣连接件优选的采用]型夹扣。]型夹扣包括两个横臂和连接两个横臂的竖臂，两个横臂分别用于插入内循环牵引结构194末端、外循环牵引结构180末端的开孔中并被开孔中的限位结构限位，从而实现内循环牵引结构194末端与外循环牵引结构180末端的连接。所述的限位结构，作为举例而非限制，可以采用限位槽，对应的横臂表面设置有与限位槽匹配的环形凸起，凸起进行限位槽后可以限制横臂的水平运动，防止横臂从开孔中脱离。

作为典型方式的举例而非限制，下面以接头结构采用子母扣的卡接连接件为例，详细描述通过接头结构连接外循环牵引结构与内循环牵引结构形成闭环的棉条输送结构的步骤。

具体的，所述卡接结构包括可以配合的母扣和子扣，母扣可以采用凹槽，凹槽内壁为弧形，对应的子扣采用圆形凸起；在外力作用下所述子扣可以插入母扣中形成卡接，以及在外力作用下所述子扣可以从母扣中拔出以解除连接。当子扣插入母扣进行卡接时，子扣还可以围绕母扣进行角度旋转。

所述接头结构包括上部接头件和下部接头件，连接外循环牵引结构与内循环牵引结构时，通过上部接头件使内循环牵引结构的上部末端与外循环牵引结构的上部末端连接，通过下部接头件使内循环牵引结构的下部末端与外循环牵引结构的下部末端连接，从而形成闭环的棉条传输链条或传输带，参见图8所示。

具体的，所述外循环牵引结构180可以包括首尾连接的多个传输链条单元，多个传输链条单元也采用上述子母扣方式连接；其中，上部末尾的传输链条单元的末端设置为母扣(对应图8中的外循环牵引结构180的上部末端)，下部末尾的传输链条单元的末端设置为子扣(对应图8中的外循环牵引结构180的下部末端)。对应的，所述内循环牵引结构也包括首尾连接的多个传输链条单元，多个传输链条单元也采用子母扣连接；其中，下部末尾的传输链条单元的末端设置为母扣(对应图8中的内循环牵引结构194的下部末端的接头结构)，上部末尾的传输链条单元的末端设置为子扣(对应图8中的内循环牵引结构194的上部末端的接头结构)。即，外循环牵引结构180的上部母扣与内循环牵引结构194的上部子扣形成了上部接头件，外循环牵引结构180的下部子扣与内循环牵引结构194的下部母扣形成了下部接头件。

需要连接外循环牵引结构与内循环牵引结构时，控制结构控制所述移位机器人190整体向外循环牵引结构180所在位置运动，使内循环牵引结构194进入到外循环牵引结构180的两个末端之间，此时，内循环牵引结构194的两个末端与外循环牵引结构180的两个末端位于同一条直线上。然后，可以通过控制结构控制子扣向母扣方向运动(此时，对应子扣设置有驱动电机或驱动气缸，驱动电机或驱动气缸与控制结构连接并接收控制结构的控制)或者控制母扣向子扣方向运动(此时，对应母扣设置有驱动电机或驱动气缸，驱动电机或驱动气缸与控制结构连接并接收控制结构的控制)，在驱动电机或驱动气缸的驱动下，子扣插入母扣完成卡接。

当需要外循环牵引结构与内循环牵引结构脱离时，对应的，可以通过控制结构控制子扣向远离母扣的方向运动，或者控制结构控制母扣扣向远离子扣的方向运动(此时，驱动电机或驱动气缸的运动方向，与连接外循环牵引结构与内循环牵引结构时驱动电机或驱动气缸的运动方向相反)。

接头结构195连接外循环牵引结构180与内循环牵引结构194后，外循环牵引结构180与内循环牵引结构194形成了闭环的棉条传输链条或传输带。通过控制导向轮中的主动轮旋转，带动从动轮旋转，棉条在棉条传输链条或传输带的作用向喂给罗拉132方向运动。

在内循环牵引结构194的上部安装有棉条限位结构197，棉条限位结构197用于将棉条条头301固定在内循环牵引结构194上，在内循环牵引结构194向喂给罗拉132方向运动时，带动棉条限位结构197和棉条条头301一起向喂给罗拉132方向运动。在棉条条头301进入导条器131的前端时，解除棉条限位结构对棉条条头301的固定，棉条在喂给罗拉132的回转下输送至分梳机构120中。

本实施例中，所述棉条限位结构优选为夹持结构。具体的，可以采用电控的夹持结构，即通过电动驱动方式控制夹具的夹持与松开，此时，夹具的电动驱动结构与控制结构连接并接收控制结构的控制；也可以采用非电控的夹持结构，即通过非电动方式控制夹具的夹持与松开。

采用电控的夹持结构时，优选的，所述夹持结构包括夹具和夹持取消结构，所述夹持取消结构能够驱动夹具松开以取消夹持。对应所述夹具还设置有位置探测结构，通过所述位置探测结构获取夹具的位置信息并判断夹具是否到达导条器的前端，在夹具到达导条器的前端时发出解除夹持指令。根据所述解除夹持指令，控制夹持取消结构驱动夹具松开以解除对棉条条头的固定，棉条在喂给罗拉的回转下输送至分梳机构中。

采用非电控的夹持结构时，优选的，所述夹持结构包括活动安装在内循环牵引结构上的夹具，当夹具到达导条器的前端时，在喂给罗拉和/或导条器的作用下所述夹具被顶开以解除对棉条条头的固定，棉条在喂给罗拉的回转下输送至分梳机构中。

优选的，被顶开的夹具从内循环牵引结构下脱离后，在重力作用下，掉入设置在导条器通道的前端的回收槽中进行回收。

本发明的另一实施例，还提供了一种转杯纺纱机的智能纺纱系统。参见图9所示，所述系统包括通信连接的控制器、棉条喂入机构和排杂分梳机构。

所述排杂分梳机构包括安装有分梳辊的分梳腔，所述分梳腔连通棉条喂入机构和输纤通道，对应分梳腔下方设有补气通道和分梳腔排杂区。所述分梳腔排杂区中设置有电荷释放区和牵引区，所述电荷释放区设置有静电发生器以释放净电荷物质，所述牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极，所述静电发生器和牵引电极均与控制器通信连接并接收控制器的控制。所述分梳腔排杂区设置有吸杂口，吸杂口设置在所述电荷释放区和所述牵引区之间。

所述棉条喂入机构包括导条器和喂给罗拉，导条器通道的出口连接喂给罗拉，在喂给罗拉的回转下将棉条输送给分梳机构中进行分梳；对应棉条喂入机构设置有棉条自传动机构，所述棉条自传动机构包括对应着导条器通道设置的外循环牵引结构，所述外循环牵引结构用于与条筒运输机构的内循环牵引结构连接形成闭环的棉条输送结构，通过所述棉条输送结构将条筒上的棉条输送到导条器的通道中；其中，对应导条器通道设置有杂质检测器，所述杂质检测器与控制器连接，通过杂质检测器检测导条器通道中棉条的杂质信息并将杂质信息发送给控制器。

所述控制器被配置为：根据杂质信息判断杂质是否属于轻杂质类型，在判定杂质为轻杂质类型时，发出电荷吸附指令；根据所述电荷吸附指令，在前述棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，控制静电发生器释放净电荷物质，同时控制牵引区中的牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；静电发生器释放净电荷物质使进入分梳腔排杂区的前述轻杂质带电，并通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向牵引区方向运动，在运动的带电杂质途径吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入使杂质进入吸杂通道。

其它技术特征参考在前实施例，在此不再赘述。

在上面的描述中，在本公开内容的目标保护范围内，各组件可以以任意数目选择性地且操作性地进行合并。另外，像“包括”、“囊括”以及“具有”的术语应当默认被解释为包括性的或开放性的，而不是排他性的或封闭性，除非其被明确限定为相反的含义。所有技术、科技或其他方面的术语都符合本领域技术人员所理解的含义，除非其被限定为相反的含义。在词典里找到的公共术语应当在相关技术文档的背景下不被太理想化或太不实际地解释，除非本公开内容明确将其限定成那样。

虽然已出于说明的目的描述了本公开内容的示例方面，但是本领域技术人员应当意识到，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述出现或讨论的顺序来执行功能。本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种转杯纺纱机的智能纺纱系统，其特征在于：包括通信连接的控制器、棉条喂入机构和排杂分梳机构；

所述排杂分梳机构包括安装有分梳辊的分梳腔，所述分梳腔连通棉条喂入机构和输纤通道，对应分梳腔下方设有补气通道和分梳腔排杂区；所述分梳腔排杂区中设置有电荷释放区和牵引区，所述电荷释放区设置有静电发生器以释放净电荷物质，所述牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极，所述静电发生器和牵引电极均与控制器通信连接并接收控制器的控制；所述分梳腔排杂区设置有吸杂口，吸杂口设置在所述电荷释放区和所述牵引区之间；

所述棉条喂入机构包括导条器和喂给罗拉，导条器通道的出口连接喂给罗拉，在喂给罗拉的回转下将棉条输送给分梳机构中进行分梳；对应棉条喂入机构设置有棉条自传动机构，所述棉条自传动机构包括对应着导条器通道设置的外循环牵引结构，所述外循环牵引结构用于与条筒运输机构的内循环牵引结构连接形成闭环的棉条输送结构，通过所述棉条输送结构将条筒上的棉条输送到导条器通道中；其中，对应导条器通道设置有杂质检测器，所述杂质检测器与控制器连接，通过杂质检测器检测导条器通道中棉条的杂质信息并将杂质信息发送给控制器；

所述控制器被配置为：根据杂质信息判断杂质是否属于轻杂质类型，在判定杂质为轻杂质类型时，发出电荷吸附指令；根据所述电荷吸附指令，在前述棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，控制静电发生器释放净电荷物质，同时控制牵引区中的牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；静电发生器释放净电荷物质使进入分梳腔排杂区的前述轻杂质带电，并通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向牵引区方向运动，在运动的带电杂质途径吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入使杂质进入吸杂通道；

其中，所述条筒运输机构包括具有底座的移位机器人，底座上设置有条筒放置区和内循环牵引结构，所述内循环牵引结构上设置有棉条限位结构以固定条筒上的棉条条头，所述棉条限位结构能够解除对棉条条头的固定；对应外循环牵引结构和/或内循环牵引结构设置有接头结构，通过移位机器人将条筒运输至外循环牵引结构所在位置后，控制所述接头结构连接外循环牵引结构与内循环牵引结构形成闭环的棉条输送结构，通过所述棉条输送结构将条筒上的棉条输送到导条器通道中；在棉条条头进入导条器的前端时解除棉条限位结构对棉条条头的固定，棉条在喂给罗拉的回转下输送至排杂分梳机构中。

2.根据权利要求1所述的智能纺纱系统，其特征在于：所述分梳腔排杂区设置有向下倾斜布置的杂质剥离面，所述吸杂口设置在杂质剥离面上；

棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，补气通道对分梳腔补气，通过所述杂质剥离面在分梳辊下部形成向下倾斜的杂质剥离通道，所述杂质剥离通道由上到下包括有效纤维区、翻卷反吸区和自由落杂区，有效纤维区的长纤维保持在分梳腔内参与成纱，翻卷反吸区的杂质通过前述吸杂口吸入吸杂通道排出，自由落杂区的杂质自由落入排杂带排出；

所述电荷释放区和牵引区对应所述翻卷反吸区设置，在前述轻杂质位于翻卷反吸区时，净电荷物质吸附翻卷反吸区中的杂质形成带电杂质；所述牵引区设置在吸杂口下方，通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向下运动，运动的带电杂质途径所述吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道。

3.根据权利要求2所述的智能纺纱系统，其特征在于：所述杂质剥离面和水平面成60-70°角向下倾斜布置。

4.根据权利要求3所述的智能纺纱系统，其特征在于：所述静电发生器包括放电电极，所述放电电极安装在杂质剥离面上且电极末端对应着杂质剥离通道，放电电极通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

5.根据权利要求3所述的智能纺纱系统，其特征在于：所述静电发生器包括设置在壳体上的放电腔和对应杂质剥离通道设置的电荷排放口；

所述放电腔采用框体结构，框体结构中设置有放电电极，放电电极通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质；

所述框体结构上设置有至少一个框架开口作为电荷排放口，框架开口位于杂质剥离通道的翻卷反吸区，激发的净电荷物质通过所述框架开口排出并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

6.根据权利要求3所述的智能纺纱系统，其特征在于：所述牵引电极包括金属极片和通电线路；通电后所述金属极片形成与前述净电荷物质相反的电极，使得带电杂质受到向下的电场力，在电场力的作用下，带电杂质向牵引区方向运动。

7.根据权利要求3所述的智能纺纱系统，其特征在于：所述牵引驻极体为具有反向电极的驻极体，通过所述驻极体形成与前述净电荷物质相反的电荷属性，从而吸附带电杂质向所述向牵引区方向运动。

8.根据权利要求1所述的智能纺纱系统，其特征在于：对应导条器设置有棉条检测结构，通过棉条检测结构探测导条器通道中的预设区域是否存在棉条，并在棉条不存在时发出换筒指令；

根据所述换筒指令，控制所述接头结构解除外循环牵引结构与内循环牵引结构的连接使得所述条筒运输机构能够与棉条自传动机构分离，通过移位机器人将空条筒运走。

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