CN114737310A - 一种锭子悬浮式编织机及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锭子悬浮式编织机，包括锭子、锭座、拨盘、传动齿轮、电机、基体、电磁铁和通电导轨，所述锭子固定在锭座上，所述锭座上下对称安装有永磁磁铁，所述拨盘设置于基体上，在拨盘上下对称设置有电磁铁，拨盘的下部设置控制电磁铁通电的通电导轨，通过电磁铁与永磁磁铁间的磁力使锭座稳定地悬浮在拨盘的边缘；同时采用特殊的通电导轨结构设计，使锭子可以在不同的拨盘之间稳定地切换并沿特定的轨道运行。本发明通过磁力将锭子悬浮来消除锭座与拨盘之间的磨损，通过电磁铁磁力的通断来控制锭子的运动轨迹，从而不需要环形槽与润滑油，如此，消除了滑块与环形槽之间的磨损以及润滑油对编制层的污染，并大幅减少编织机可能造成的噪声污染。

Description

一种锭子悬浮式编织机及其运行方法

技术领域

本发明涉及编织机技术领域，尤其是涉及一种锭子悬浮式编织机及其运行方法。

背景技术

传统锭子式编织机的工作原理为：它的工作部分是一个固定的台面（立式的或卧式的），在台面上有彼此相交并切线连接的“8”字形状的环形槽，锭子卡在拨盘的凹槽内，锭子下方的滑块安装在环形槽内，拨盘在齿轮的驱动下转动，驱使滑块沿着环形槽做一定规律的运动。这样周而复始，往返不断的带动纱锭，进行编织。

编织机在运行过程中，锭子的运动轨迹主要受平板上环形槽来限制，锭座与拨盘直接接触，卡在拨盘上的凹槽内，锭座下方连接有滑块，滑块受环形槽约束做“8”字型运动。齿轮的高速运转使得滑块在环形槽内做快速运动，两者的相互挤压会造成滑块与环形槽之间的磨损；另外，锭子在运动过程中，锭座的转动以及与拨盘的挤压会导致拨盘与锭座之间的磨损，并伴随有大分贝的噪声。长期运行产生的磨损会导致滑块或者锭子失效，需要经常更换。在实际运行过程中，技术人员会在环形槽与滑块之间、锭座与拨盘之间涂上润滑油以减少磨损，但部件之间的高速相对运动以及挤压现象的存在导致实际运行减磨效果并不明显，并且润滑油碰到编织丝也容易对编织层产生污染，造成产品的不合格。上述缺点也造成了现有技术中的编织机不适合编织组织再生原位调控的食道支架、胆道支架、输尿管支架、运动损伤修复材料等响应性人工腔道材料，需要超净环境的生物医用纺织品纺织需求。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种无环形槽结构、无需润滑，避免锭座与拨盘之间磨损的锭子悬浮式编织机及其运行方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种锭子悬浮式编织机，包括锭子、锭座、拨盘、传动齿轮、电机和基体，还包括电磁铁和通电导轨，所述锭子固定在锭座上，所述锭座上下对称安装有永磁磁铁，所述拨盘设置于基体上，在拨盘上设置有电磁铁，拨盘的下部设置控制电磁铁通电的通电导轨，通过电磁铁与永磁磁铁间的磁力使锭座稳定地悬浮在拨盘的边缘；所述基体上设有轴心对角设置的四个拨盘，每个拨盘的下部均设置有通电导轨，所述通电导轨为圆弧形分段式通电导轨且相邻的两个拨盘下部的通电导轨正对部分设置有控制电磁铁磁力渐变的过渡阶段，使锭座在一个拨盘运动至另一个拨盘时实现切换，所述电机通过传动齿轮带动四个拨盘等速转动，锭子通过锭座悬浮在拨盘上并在相对的两个拨盘上做“8”字型运动。

进一步地，所述锭子由轴承、纱管、锭杆、方底座、纱管座、纱管轴组成，所述纱管套在纱管轴上，纱管两端由轴承固定放置在纱管座上，锭子整体由锭杆固定，与方底座连接，方底座通过螺栓与锭座连接。

进一步地，所述的锭座为工字块，上下对称安装有16个永磁磁铁，永磁磁铁在锭座工字块两侧的上部和下部均匀分布。当锭座只在一个拨盘上转动时，只有一侧的永磁磁铁起作用，当锭座运动到下一个拨盘时，此时另一侧的永磁磁铁则开始起作用。

进一步地，所述电磁铁由对角等距设置的四个线圈和霍尔传感器组成，在通电的情况下两个霍尔传感器控制四个线圈磁力的大小把锭座稳定的悬浮住。

进一步地，所述拨盘由上下对称的电磁铁槽、内正极触点、负极触点、拨盘凹槽、外正极触点组成；所述拨盘凹槽为4个，等距设置于拨盘边缘，在拨盘上位于每个拨盘凹槽的内部均设置上下对称的8个电磁铁槽；电磁铁安装在所述电磁铁槽内，电磁铁通电时，锭座始终稳定在拨盘凹槽中心位置；所述内正极触点、外正极触点和负极触点均设置于拨盘的下部，内正极触点和外正极触点分别设置于相对的两个拨盘凹槽的内侧，负极触点设置于拨盘中心轴上。

进一步地，所述拨盘上的正极触点与通电导轨接触通电，拨盘上的负极触点与电刷接触通电，如此电磁铁形成一个完整的回路，电磁铁通电后与锭座上的永磁磁铁形成引力和斥力形成的合力与锭子的重力、锭座的重力平衡，使得锭子与锭座稳定的悬浮在拨盘上，并随着拨盘的转动而运动。

进一步地，位于四个拨盘下部的所述通电导轨由四分之三大圆导轨、弹簧、四分之一大圆导轨、四分之一小圆导轨、电刷、四分之三小圆导轨组成，所有圆弧形导轨都安装在弹簧上并通过弹簧固定在基体上，小圆导轨对应拨盘下部的内正极触点，大圆导轨对应拨盘下部的外正极触点；所述通电导轨中的圆弧导轨的两端都预留了20°的过渡阶段，由外到内呈现电力逐渐增强的状态，对应的磁力也随之增强；所述通电导轨在四个拨盘下部的设置结构为：相对的两个拨盘下部分别设置缺口正对的四分之三大圆导轨和四分之三小圆导轨，在四分之三大圆导轨的缺口处设置四分之一小圆导轨，在四分之三小圆导轨的缺口处设置四分之一大圆导轨，使每个拨盘下部的通电导轨均形成分段式通电导轨，同时使相邻的两个拨盘下部的通电导轨的过渡阶段正对。

进一步地，四个拨盘下部的所述通电导轨的设置方式，使锭子从一个拨盘运动到另一个拨盘时，此锭子所在电磁铁正对着的拨盘上的正极触点正好运动到通电导轨的过渡阶段；此时，正极触点所接触的分段式通电导轨电流逐渐减小，所对应的锭子所在拨盘上的电磁铁磁力逐渐减小；由于即将进入的拨盘对应电磁铁下方正极触点所接触的分段式通电导轨电流逐渐增大，锭子进入的拨盘上对应位置的电磁铁磁力也逐渐增大；如此，当锭子在两个拨盘之间切换时，即将离开的电磁铁磁力逐渐减弱，即将进入的电磁铁磁力逐渐增强，使锭子在切换过程中保持平稳。

进一步地，所述的基体包括上盖板、下盖板和支撑结构，所述的上盖板和下盖板置于支撑结构上部，所述拨盘设置于上盖板上，所述传动齿轮设置于上盖板和下盖板之间，所述电机设置于上盖板上，拨盘的底部穿过上盖板与传动齿轮传动连接，所述电机的底部穿过上盖板与传动齿轮传动连接，所述电机通过传动齿轮带动拨盘转动。所述的基体上的支撑结构上设置与电机和通电导轨连接的电控箱。

进一步地，所述编织机锭子的运动规律是，同一个锭子运动的轨迹总是相同的；当相邻的两个拨盘运动到拨盘凹槽位置相对时，锭子总会从一个拨盘传递到另一个拨盘；使锭子总会做从四分之三圆弧到四分之一圆弧再到四分之三圆弧，最后到四分之一圆弧的往复运动；与之对应的便是通电导轨的形状，一组锭子在“8”字型大圆导轨上运动，另一组锭子在“8”字型小圆导轨上运动；如此，组成了编织机的运动轨迹。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果为：

本发明提供的一种锭子悬浮式编织机，通过磁力将锭子悬浮来消除锭座与拨盘之间的磨损，通过电磁铁磁力的通断来控制锭子的运动轨迹，从而不需要环形槽与润滑油，如此，消除了滑块与环形槽之间的磨损以及润滑油对编制层的污染，并大幅减少编织机可能造成的噪声污染，特别适合编织组织再生原位调控的食道支架、胆道支架、输尿管支架、运动损伤修复材料等响应性人工腔道材料，需要超净环境的生物医用纺织品纺织需求。具体地：

（1）采用了悬浮式，避免了传统的锭座与拨盘碰撞，减小了振动和噪声；

（2）变革了锭子运动轨迹的控制方式，消除了滑块与环形槽之间的磨损；

（3）采用特殊的通电导轨结构设计，使锭子切换更加稳定；

（4）消除了锭子与拨盘之间的磨损，延长使用寿命；

（5）不需要润滑油，避免了可能造成的编织物污染，适用于特种材料的超净空间生产。

附图说明

图1为本发明的主体结构图；

图2为本发明的锭子结构图；

图3为本发明的锭座结构图；

图4为本发明的电磁铁结构图；

图5为本发明的通电导轨结构图；

图6为本发明的拨盘结构立体图；

图7为本发明的拨盘结构的另一角度的立体图；

图8为本发明中一个拨盘的安装示意图。

图中，1-锭子、2-锭座、3-电磁铁、4-上盖板、5-传动齿轮、6-电控箱、7-电机、8-下盖板、9-通电导轨、10-拨盘、11-轴承、12-纱管、13-锭杆、14-方底座、15-纱管座、16-纱管轴、21-永磁磁铁、31-线圈、32-霍尔传感器、91-四分之三大圆导轨、92-弹簧、93-四分之一大圆导轨、94-四分之一小圆导轨、95-电刷、96-四分之三小圆导轨、101-电磁铁槽、102-内正极触点、103-负极触点、104-拨盘凹槽、105-外正极触点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步地说明。

如图1所示，一种锭子悬浮式编织机，主要包括锭子1、锭座2、电磁铁3、上盖板4、传动齿轮5、电控箱6、电机7、下盖板8、通电导轨9、拨盘10。

如图2所示，锭子1由轴承11、纱管12、锭杆13、方底座14、纱管座15、纱管轴16组成。所述纱管12套在纱管轴16上，纱管12两端由轴承11固定放置在纱管座15上，锭子整体由锭杆13固定，与方底座14连接。由于锭座2受磁力作用无法转动，但编织时，编织机抽取编织物时需要纱管转动，于是在纱管12的两端安装有轴承11，保证了编织机工作时，抽取编织物时，纱管的转动。

如图3所示，锭座2上下对称安装有16个永磁磁铁21。当锭子稳定悬浮在拨盘上时，只有一侧的上下各4个永磁磁铁受力；上下均安装永磁磁铁可达到使锭座在水平方向保持平稳，但如果上下只安装1个永磁磁铁，锭座会沿着竖直方向转动，会导致运动时晃动以及切换出错，上下各安装4个电磁铁限制了竖直方向的转动。如此，在磁力的作用下锭子便会稳定的悬浮在拨盘上。

如图4所示，电磁铁3由线圈31和霍尔传感器32组成。霍尔传感器32是一种测量磁场强度的元件，可以把通过它垂直面的磁力线强度转化为不同的电压值，两个霍尔传感器相互配合，控制四个线圈磁力的大小，使永磁磁铁21悬浮在电磁铁的正上方，如此便可以把锭座2稳定的悬浮住。

如图5所示，通电导轨9由四分之三大圆导轨91、弹簧92、四分之一大圆导轨93、四分之一小圆导轨94、电刷95、四分之三小圆导轨96组成，所有圆弧形导轨都安装在弹簧92上。通电导轨9中的四分之一大圆导轨93、四分之一小圆导轨94、电刷95、四分之三小圆导轨96的两端都预留了20°的过渡阶段。过渡阶段由外到内呈现电力逐渐增强的状态，对应的磁力也会随之增强。这就保证了锭子从一个拨盘到另一个拨盘切换过程的稳定性。当一个锭子从一个拨盘运动到另一个拨盘时，此锭子所在电磁铁正对着的拨盘10上的正极触点正好运动到通电导轨的过渡阶段。此时，正极触点所接触的分段式通电导轨电流逐渐减小，所对应的锭子所在拨盘上的电磁铁磁力逐渐减小；即将进入的拨盘对应电磁铁下方正极触点所接触的分段式通电导轨电流逐渐增大，锭子进入的拨盘上对应位置的电磁铁磁力也逐渐增大。如此，当锭子在两个拨盘之间切换时，即将离开的电磁铁磁力逐渐减弱，即将进入的电磁铁磁力逐渐增强，这样就保证了锭子在切换过程中的平稳性。

如图6所示，所述拨盘10由上下对称的电磁铁槽101、内正极触点102、负极触点103、拨盘凹槽104和外正极触点105组成。每个拨盘凹槽104上下对称设置有8个电磁铁槽101，电磁铁3安装在电磁铁槽101内，每组电磁铁对应一个正极触点，电磁铁3通电时，锭座2始终稳定在拨盘凹槽104中心位置。

如图7所示，每个拨盘10上的电磁铁槽101内都会胶装有四个线圈组成的电磁铁3，每个拨盘凹槽104对应上下各4个电磁铁3，对角的两个电磁铁与另一对角的两个电磁铁所通电流方向相反，每个对角的电磁铁磁性不同，而永磁磁铁磁性相同，从而使得其中一个对角的两个电磁铁与锭座上的永磁磁铁同性相斥，另一对角的两个电磁铁与锭座上的永磁磁铁异性相吸，引力斥力与锭子的重力平衡，使得锭子稳定地悬浮在拨盘上，并限制了锭座竖直方向的转动。

如图8所示，每个拨盘凹槽104对应上下各4个电磁铁3，对应其正下方的一个正极触点。负极触点103与电刷95一直处于接触状态，则每个正极触点与通电导轨的接触与否决定着其对应的电磁铁3是否通电，也就是对应的拨盘凹槽上锭子的悬浮状态。所对应的，每个拨盘上有四个拨盘凹槽104，相对的两个拨盘凹槽所悬浮的锭子运动轨迹是相同的，所以相对的两个内正极触点102或者外正极触点105的轨道是相同的，一组相对的外正极触点105轨道为大圆轨道，另一组相对的内正极触点102轨道为小圆轨道。

所有圆弧形导轨，即四分之三大圆导轨91、四分之一大圆导轨93、四分之一小圆导轨94、四分之三小圆导轨96均通过弹簧92固定在上盖板4上，圆弧形导轨的上端面略高于正极触点的下端面，如此可以保证拨盘10在转动过程中的充分接触。正极触点两端设计呈圆弧状，也保证了正极触点进入圆弧形导轨过程的连贯性。

电机7启动后带动传动齿轮5转动，拨盘10通过花键与传动齿轮5连接，拨盘10在传动齿轮5的驱动下转动。拨盘10上的正极触点与通电导轨9接触通电，拨盘10上的负极触点103与电刷95接触通电。如此电磁铁3就会形成一个完整的回路，电磁铁3通电后与锭座2上的永磁磁铁21形成引力和斥力，形成的合力与锭子1的重力、锭座2的重力平衡，使得锭子1与锭座2稳定的悬浮在拨盘10上，并随着拨盘10的转动而运动。

所述编织机锭子的运动规律是，同一个锭子1运动的轨迹总是相同的。当相邻的两个拨盘运动到拨盘凹槽104位置相对时，锭子1总会从一个拨盘传递到另一个拨盘。于是，锭子1总会做一个从四分之三圆弧到四分之一圆弧再到四分之三圆弧，最后到四分之一圆弧的往复运动。与之对应的便是通电导轨9的形状，一组锭子在“8”字型大圆导轨上运动，另一组锭子在“8”字型小圆导轨上运动。如此，组成了编织机的运动轨迹。

Claims (10)

1.一种锭子悬浮式编织机，包括锭子、锭座、拨盘、传动齿轮、电机和基体，以及电磁铁和通电导轨，其特征在于：所述锭子固定在锭座上，所述锭座上下对称安装有永磁磁铁，所述拨盘设置于基体上，在拨盘上设置有电磁铁，拨盘的下部设置控制电磁铁通电的通电导轨，通过电磁铁与永磁磁铁间的磁力使锭座稳定地悬浮在拨盘的边缘；所述基体上设有轴心对角设置的四个拨盘，每个拨盘的下部均设置有通电导轨，所述通电导轨为圆弧形分段式通电导轨且相邻的两个拨盘下部的通电导轨正对部分设置有控制电磁铁磁力渐变的过渡阶段，使锭座在一个拨盘运动至另一个拨盘时实现切换，所述电机通过传动齿轮带动四个拨盘等速转动，锭子通过锭座悬浮在拨盘上并在相对的两个拨盘上做“8”字型运动。

2.根据权利要求1所述的一种锭子悬浮式编织机，其特征在于：所述的锭座为工字块，上下对称安装有磁性相同的16个永磁磁铁，永磁磁铁在锭座工字块的上部和下部均匀分布；当锭座只在一个拨盘上转动时，只有一侧的永磁磁铁起作用，当锭座运动到下一个拨盘时，另一侧的永磁磁铁则开始起作用。

3.根据权利要求1所述的一种锭子悬浮式编织机，其特征在于：所述电磁铁由对角等距设置的四个线圈和霍尔传感器组成，在通电的情况下两个霍尔传感器控制四个线圈磁力的大小把锭座稳定的悬浮住。

4.根据权利要求1所述的一种锭子悬浮式编织机，其特征在于：所述拨盘由上下对称的电磁铁槽、内正极触点、负极触点、拨盘凹槽、外正极触点组成；所述拨盘凹槽为4个，等距设置于拨盘边缘，在拨盘上位于每个拨盘凹槽的内部均设置上下对称的8个电磁铁槽；电磁铁安装在所述电磁铁槽内，每侧4个电磁铁为一组，对角的两个电磁铁与另一对角的两个电磁铁所通电流方向相反，每个对角的电磁铁磁性不同，而永磁磁铁磁性相同，从而使得其中一个对角的两个电磁铁与锭座上的永磁磁铁同性相斥，另一对角的两个电磁铁与锭座上的永磁磁铁异性相吸，引力斥力与锭子的重力平衡，使得锭子稳定地悬浮在拨盘上，并限制了锭座竖直方向的转动；电磁铁通电时，锭座始终稳定在拨盘凹槽中心位置；所述内正极触点、外正极触点和负极触点均设置于拨盘的下部，内正极触点和外正极触点分别设置于相对的两个拨盘凹槽的内侧，负极触点设置于拨盘中心轴上。

5.根据权利要求4所述的一种锭子悬浮式编织机，其特征在于：所述拨盘上的正极触点与通电导轨接触通电，拨盘上的负极触点与电刷接触通电，如此电磁铁形成一个完整的回路，电磁铁通电后与锭座上的永磁磁铁形成引力和斥力与锭子的重力、锭座的重力平衡，使得锭子与锭座稳定的悬浮在拨盘上，并随着拨盘的转动而运动。

6.根据权利要求1、4或5所述的一种锭子悬浮式编织机，其特征在于：位于四个拨盘下部的所述通电导轨由四分之三大圆导轨、弹簧、四分之一大圆导轨、四分之一小圆导轨、电刷、四分之三小圆导轨组成，所有圆弧形导轨都安装在弹簧上并通过弹簧固定在基体上；所述通电导轨中的圆弧导轨的两端都预留了20°的过渡阶段，由外到内呈现电力逐渐增强的状态，对应的磁力也随之增强；所述通电导轨在四个拨盘下部的设置结构为：相对的两个拨盘下部分别设置缺口正对的四分之三大圆导轨和四分之三小圆导轨，在四分之三大圆导轨的缺口处设置四分之一小圆导轨，在四分之三小圆导轨的缺口处设置四分之一大圆导轨，使每个拨盘下部的通电导轨均形成分段式通电导轨，形成一大一小两个“8”字型导轨；同时使相邻的两个拨盘下部的通电导轨的过渡阶段正对。

7.根据权利要求6所述的一种锭子悬浮式编织机，其特征在于：四个拨盘下部的所述通电导轨的设置方式，使锭子从一个拨盘运动到另一个拨盘时，此锭子所在电磁铁正对着的拨盘上的正极触点正好运动到通电导轨的过渡阶段；此时，正极触点所接触的分段式通电导轨电流逐渐减小，所对应的锭子所在拨盘上的电磁铁磁力逐渐减小；即将进入的拨盘对应电磁铁下方正极触点所接触的分段式通电导轨电流逐渐增大，锭子进入的拨盘上对应位置的电磁铁磁力也逐渐增大；如此，当锭子在两个拨盘之间切换时，即将离开的电磁铁磁力逐渐减弱，即将进入的电磁铁磁力逐渐增强，使锭子在切换过程中保持平稳。

8.根据权利要求1所述的一种锭子悬浮式编织机，其特征在于：所述的基体包括上盖板、下盖板和支撑结构，所述的上盖板和下盖板置于支撑结构上部，所述拨盘设置于上盖板上，所述传动齿轮设置于上盖板和下盖板之间，所述电机设置于上盖板上，拨盘的底部穿过上盖板与传动齿轮传动连接，所述电机的底部穿过上盖板与传动齿轮传动连接，所述电机通过传动齿轮带动拨盘转动。

9.根据权利要求1或2所述的一种锭子悬浮式编织机，其特征在于：所述锭子由轴承、纱管、锭杆、方底座、纱管座、纱管轴组成，所述纱管套在纱管轴上，纱管两端由轴承固定放置在纱管座上，锭子整体由锭杆固定，与方底座连接，方底座通过螺栓与锭座连接。

10.一种编织机的运行方法，其特征在于：所述编织机为权利要求1-9任一项所述的锭子悬浮式编织机，所述编织机锭子的运动规律是，同一个锭子运动的轨迹总是相同的；当相邻的两个拨盘运动到拨盘凹槽位置相对时，锭子总会从一个拨盘传递到另一个拨盘；使锭子总会做从四分之三圆弧到四分之一圆弧再到四分之三圆弧，最后到四分之一圆弧的往复运动；与之对应的便是通电导轨的形状，一组锭子在“8”字型大圆导轨上运动，另一组锭子在“8”字型小圆导轨上运动；如此，组成了编织机的运动轨迹。

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