CN115787212B - 一种基于机器人的联动缝纫头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动缝纫设备领域，公开了一种基于机器人的联动缝纫头，包括台架，台架内竖向安装缝纫安装杆，动力轴的右端固定连接伺服电机；动力轴的左端固定连接转盘，转盘的侧面固定连接固定转轴，固定转轴的外侧转动连接连柄，动力轴可以通过转盘、固定转轴、连柄和活动转轴驱动缝纫安装杆；通过在缝纫安装杆和活动转轴之间设置缓冲用的缓冲气垫，当缝纫安装杆达到最高点即将下移时，充气气囊通过连接孔道和通孔将滑腔内的空气吸出，产生的负压带动滑块顺时针转动，使引导弧面与顶杆对应，如此活动转轴和缝纫安装杆之间可以发生相对位移，同时通过挤压缓冲气垫卸去两者因惯性产生的挤压力，这样防止连接处反复遭受挤压变形，使设备更加稳定。

Description

一种基于机器人的联动缝纫头

技术领域

本发明涉及自动缝纫设备领域，特别是涉及一种基于机器人的联动缝纫头。

背景技术

纺织与服装加工均为传统工业，在我国有着悠久历史，从动物皮毛到葛麻，再到丝绸，最后到如今的涤纶，加工设备也从骨针到铁针，再到原始的半自动设备，最后到如今的智能自动化设备，工作效率和产品质量都在不断提高。

智能缝纫设备，是将传统的缝纫机和智能机器人结合，实现快速引线、走针的目的，同时通过智能系统控制走针路径，可以使缝纫工作更加高效，更加精准；

智能缝纫设备工作时，电机带动缝纫头上的机针和压脚上下往复工作，在机针和压脚移动到最高点后，需要立马再向下移动，如此机针和压脚受到的向上惯性和驱动部件向下的拉力产生冲突，出现较强的挤压力，这样反复挤压，容易使连接部位变形，影响设备正常运行，因此我们提出了一种基于机器人的联动缝纫头来解决问题。

发明内容

 1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于机器人的联动缝纫头，相比现有本设计具有通过在缝纫安装杆和活动转轴之间设置缓冲用的缓冲气垫，使用时，伺服电机通过动力轴带动固定轴、连柄、活动转轴和缝纫安装杆运动，当缝纫安装杆达到最高点即将下移时，安装口和缺口对接，充气气囊失去压迫，使自身材料弹性影响瞬间膨胀，通过连接孔道和通孔将滑腔内的空气吸出，产生的负压带动滑块顺时针转动，使引导弧面与顶杆对应，如此活动转轴和缝纫安装杆之间可以发生相对位移，同时通过挤压缓冲气垫卸去两者因惯性产生的挤压力，这样防止连接处反复遭受挤压变形，使设备更加稳定。

 2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于机器人的联动缝纫头，包括台架，所述台架内横向安装动力轴，所述台架内竖向安装缝纫安装杆，动力轴的右端固定连接伺服电机；

所述动力轴的左端固定连接转盘，所述转盘的侧面固定连接固定转轴，所述固定转轴的外侧转动连接连柄，所述连柄的另一端固定连接活动转轴，所述转动部件之间涂抹润滑油；

所述缝纫安装杆和连柄的顶部分别设置大小环套，缝纫安装杆上的大环套转动连接在活动转轴外侧，所述连柄上的小环套包裹固定转轴，如此动力轴可以通过转盘、固定转轴、连柄和活动转轴驱动缝纫安装杆；

所述大环套与活动转轴之间安装转动轴套和缓冲气垫，所述活动转轴的内部开设滑腔，所述活动转轴的外侧开设贯穿到滑腔内部的插孔，所述插孔的内部插接顶杆，所述顶杆一端延伸顶压在缓冲气垫的内壁，起到支持活动转轴和大环套的作用，滑腔的内部滑动连接滑块，所述滑块的外侧开设与顶杆对应的控制槽；

所述固定转轴的外侧开设两个缺口，所述小环套的内侧开设安装口，所述安装口的内部固定连接充气气囊，所述连柄的内部开设连接孔道，所述连接孔道一端延伸到充气气囊内，另一端延伸到活动转轴内，所述连接孔道和滑腔之间开设通孔。

进一步的，所述缝纫安装杆的底部卡接机针和压脚，机针和压脚下方铺设待缝材料，固定转轴到转盘圆心的距离大于机针到待缝材料的距离。

进一步的，所述转动轴套外侧与大环套转动连接，转动轴套内侧与缓冲气垫固定连接，所述缓冲气垫内侧与活动转轴固定连接。

进一步的，所述顶杆延伸到控制槽内，且延伸入控制槽的一端设置圆弧面，可以减小摩擦力，所述滑块的最大偏移角度为控制槽的开口角度，保证顶杆被推送到位；

进一步的，缓冲气垫内置填充物，填充物根据机针、压脚的规格和需要的缓冲力度设定，可以是气体如空气，也可以是液体如重液、液压油，还是可以是固体如弹性橡胶。

进一步的，所述滑腔呈弧形，延活动转轴的圆周方向分布；所述控制槽呈V型，且将其顺时针方向的侧边设置成引导弧面，引导弧面与滑块外轮廓交接处设置与顶杆垂直的平面。

进一步的，所述滑腔顺时针方向的一端开设窄道，所述滑块时针方向的一端固定连接与窄道对应的窄条。

进一步的，所述通孔连接在窄道的尾端，所述窄道的长度大于窄条的长度，如此使气压始终可以作用到窄条上。

进一步的，所述固定转轴转动到转盘的最上方时，两个缺口的连接线垂直于地面，两个所述缺口之间的夹角为一百八十度。

 进一步的，所述缺口的宽度大于充气气囊的宽度，所述充气气囊的内壁设置弹性内衬。

 3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过转盘、固定转轴和连柄的配合，转盘通过固定转轴带动连柄的一端做圆周运动，如此在连柄达到最高点突然向下活动时，通过圆周方向的力卸去连柄整体上下位移受到的惯性，减少连接部分受到的冲击，防止出现变形。

 （2）通过控制固定转轴到转盘圆心的距离，增大缝纫设备的行针幅度，如此在机针位于最高点和最低点时，大环套和活动转轴之间连接出现位移缓冲，缝纫安装杆因连接松弛产生的晃动，而此时机针要么贯穿深入待缝材料下方，要位于待缝材料上方，这样均不影响机针的出针入针，保证的缝纫针脚的齐整。

 （3）通过在控制槽内设置引导弧面，如此使滑块推动顶杆时更加顺滑，同时弧面增大了顶杆的行程，减少了力的损耗；

同时引导弧面的一端设置平面，如此滑块不移动时，顶杆顶在平面上无法活动，如此可以防止大环套和活动转轴在正常拉扯挤压过程中，顶杆出现位于，导致二者连接松动，影响使用。

 （4）通过在缝纫安装杆和活动转轴之间设置缓冲用的缓冲气垫，使用时，伺服电机通过动力轴带动固定轴、连柄、活动转轴和缝纫安装杆运动，当缝纫安装杆达到最高点即将下移时，安装口和缺口对接，充气气囊失去压迫，使自身材料弹性影响瞬间膨胀，通过连接孔道和通孔将滑腔内的空气吸出，产生的负压带动滑块顺时针转动，使引导弧面与顶杆对应，如此活动转轴和缝纫安装杆之间可以发生相对位移，同时通过挤压缓冲气垫卸去两者因惯性产生的挤压力，这样防止连接处反复遭受挤压变形，使设备更加稳定；

当惯性消失缝纫安装杆继续下移时，安装口和缺口错位，充气气囊被挤压，内部空气原路返回滑腔，滑块通过引导弧面将顶杆推送，纸质顶杆一端移动出引导弧面到达平面处，如此顶杆再次将缝纫安装杆和活动转轴固定，保证缝纫工作的顺利进行。

 （5）所述缺口的宽度大于充气气囊的宽度，如此给充气气囊工作一个反应时间，即在缝纫安装杆接近最高点，惯性即将到来时，充气气囊已经进入缺口内，顶杆率先松动，当缝纫安装杆接近最高点受惯性继续向上，而活动转轴则开始向下两者之间产生对抗时，充气气囊仍位于缺口内，使两者得到完美缓冲。

附图说明

图1为本发明的台架示意图；

图2为本发明缝纫安装杆位于最高点时的传动图；

图3为本发明缝纫安装杆从最高点下降时的传动图；

图4为本发明的缝纫安装杆和活动转轴连接处示意图；

图5为本发明的图2中活动转轴剖视图；

图6为本发明的图3中活动转轴剖视图；

图7为本发明的图2中固定转轴剖视图；

图8为本发明的图3中固定转轴剖视图；

图9为本发明图6中A处放大图。

图中标号说明：

1、台架；2、动力轴；3、缝纫安装杆；4、转盘；5、固定转轴；6、连柄；7、活动转轴；8、转动轴套；9、缓冲气垫；10、滑腔；11、插孔；12、顶杆；13、滑块；14、控制槽；15、缺口；16、安装口；17、充气气囊；18、连接孔道；19、通孔。

实施方式

本实施例将结合公开的附图，对技术方案进行清楚、完整地描述，使本公开实施例的目的、技术方案和有益效果更加清楚。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

 除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属技术人员所理解的常规意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“ 内”、“外”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例：

请参阅图1-9，一种基于机器人的联动缝纫头，包括台架1，台架1内横向安装动力轴2，台架1内竖向安装缝纫安装杆3，动力轴2在的右端固定连接伺服电机；

通过伺服电机的工作，带动机针及压脚，做垂直协调缝纫运动，也以通过伺服电机带动前后位移机构，在机针、压脚协调缝纫时做前后移动以配合机器人移动方向，达到整体协调移动缝纫；

动力轴2的左端固定连接转盘4，转盘4的侧面固定连接固定转轴5，固定转轴5的外侧转动连接连柄6，连柄6的另一端固定连接活动转轴7，转动部件之间涂抹润滑油，减弱部件之间的磨损；

通过转盘4、固定转轴5和连柄6的配合，转盘4通过固定转轴5带动连柄6的一端做圆周运动，如此在连柄6达到最高点突然向下活动时，通过圆周方向的力卸去连柄6整体上下位移受到的惯性，减少连接部分受到的冲击，防止出现变形；

缝纫安装杆3和连柄6的顶部分别设置大小环套，缝纫安装杆3上的大环套转动连接在活动转轴7外侧，连柄6上的小环套包裹固定转轴5，如此动力轴2可以通过转盘4、固定转轴5、连柄6和活动转轴7驱动缝纫安装杆3；

大环套与活动转轴7之间安装转动轴套8和缓冲气垫9，活动转轴7的内部开设滑腔10，活动转轴7的外侧开设贯穿到滑腔10内部的插孔11，插孔11的内部插接顶杆12，顶杆12一端延伸顶压在缓冲气垫9的内壁，起到支持活动转轴7和大环套的作用，滑腔10的内部滑动连接滑块13，滑块13的外侧开设与顶杆12对应的控制槽14；

固定转轴5的外侧开设两个缺口15，小环套的内侧开设安装口16，安装口16的内部固定连接充气气囊17，连柄6的内部开设连接孔道18，连接孔道18一端延伸到充气气囊17内，另一端延伸到活动转轴7内，连接孔道18和滑腔10之间开设通孔19。

缝纫安装杆3的底部卡接机针和压脚，机针和压脚下方铺设待缝材料，固定转轴5到转盘4圆心的距离大于机针到待缝材料的距离。

通过固定转轴5到转盘4圆心的距离，增大缝纫设备的行针幅度，如此在机针位于最高点和最低点时，大环套和活动转轴7之间连接出现位移缓冲，缝纫安装杆3因连接松弛产生的晃动，而此时机针要么贯穿深入待缝材料下方，要位于待缝材料上方，这样均不影响机针的出针入针，保证的缝纫针脚的齐整。

转动轴套8外侧与大环套转动连接，转动轴套8内侧与缓冲气垫9固定连接，缓冲气垫9内侧与活动转轴7固定连接。

顶杆12延伸到控制槽14内，且延伸入控制槽14的一端设置圆弧面，可以减小摩擦力，滑块13的最大偏移角度为控制槽14的开口角度，保证顶杆12被推送到位；

缓冲气垫9内置填充物，填充物根据机针、压脚的规格和需要的缓冲力度设定，可以是气体如空气，也可以是液体如重液、液压油，还是可以是固体如弹性橡胶；

滑腔10呈弧形，延活动转轴7的圆周方向分布；控制槽14呈V型，且将其顺时针方向的侧边设置成引导弧面，引导弧面与滑块13外轮廓交接处设置与顶杆12垂直的平面；

通过在控制槽14内设置引导弧面，如此使滑块13推动顶杆12时更加顺滑，同时弧面增大了顶杆12的行程，减少了力的损耗，同时引导弧面的一端设置平面，如此滑块13不移动时，顶杆12顶在平面上无法活动，如此可以防止大环套和活动转轴7在正常拉扯挤压过程中，顶杆12出现位于，导致二者连接松动，影响使用。

滑腔10顺时针方向的一端开设窄道，滑块13时针方向的一端固定连接与窄道对应的窄条；

通过缩小气压蓄力推动的空间，如此用气量更少，运行起来更加精确。

通孔19连接在窄道的尾端，窄道的长度大于窄条的长度，窄道和窄条之间设置密封环，如此使气压始终可以作用到窄条上。

固定转轴5转动到转盘4的最上方时，两个缺口15的连接线垂直于地面，两个缺口15之间的夹角为一百八十度。

缺口15的宽度大于充气气囊17的宽度，如此给充气气囊17工作一个反应时间，即在缝纫安装杆3接近最高点，惯性即将到来时，充气气囊17已经进入缺口15内，顶杆12率先松动，当缝纫安装杆3接近最高点受惯性继续向上，而活动转轴7则开始向下两者之间产生对抗时，充气气囊17仍位于缺口15内，使两者得到完美缓冲。

充气气囊17的内壁设置弹性内衬，提高充气气囊17的膨胀速度和力度。

通过在缝纫安装杆3和活动转轴7之间设置缓冲用的缓冲气垫9，使用时，伺服电机通过动力轴2带动固定轴5、连柄6、活动转轴7和缝纫安装杆3运动，当缝纫安装杆3达到最高点即将下移时，安装口16和缺口15对接，充气气囊17失去压迫，使自身材料弹性影响瞬间膨胀，通过连接孔道18和通孔19将滑腔10内的空气吸出，产生的负压带动滑块13顺时针转动，使引导弧面与顶杆12对应，如此活动转轴7和缝纫安装杆3之间可以发生相对位移，同时通过挤压缓冲气垫9卸去两者因惯性产生的挤压力，这样防止连接处反复遭受挤压变形，使设备更加稳定；

当惯性消失缝纫安装杆3继续下移时，安装口16和缺口15错位，充气气囊17被挤压，内部空气原路返回滑腔10，滑块13通过引导弧面将顶杆12推送，纸质顶杆12一端移动出引导弧面到达平面处，如此顶杆12再次将缝纫安装杆3和活动转轴7固定，保证缝纫工作的顺利进行。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于机器人的联动缝纫头，包括台架（1），所述台架（1）内横向安装动力轴（2），所述台架（1）内竖向安装缝纫安装杆（3），其特征在于：所述动力轴（2）的左端固定连接转盘（4），所述转盘（4）的侧面固定连接固定转轴（5），所述固定转轴（5）的外侧转动连接连柄（6），所述连柄（6）的另一端固定连接活动转轴（7）；

所述缝纫安装杆（3）和连柄（6）的顶部分别设置大环套和小环套，缝纫安装杆（3）上的大环套转动连接在活动转轴（7）外侧，所述连柄（6）上的小环套包裹固定转轴（5）；

所述大环套与活动转轴（7）之间安装转动轴套（8）和缓冲气垫（9），所述活动转轴（7）的内部开设滑腔（10），所述活动转轴（7）的外侧开设贯穿到滑腔（10）内部的插孔（11），所述插孔（11）的内部插接顶杆（12），所述顶杆（12）一端延伸顶压在缓冲气垫（9）的内壁，滑腔（10）的内部滑动连接滑块（13），所述滑块（13）的外侧开设与顶杆（12）对应的控制槽（14）；

所述固定转轴（5）的外侧开设两个缺口（15），所述小环套的内侧开设安装口（16），所述安装口（16）的内部固定连接充气气囊（17），所述连柄（6）的内部开设连接孔道（18），所述连接孔道（18）一端延伸到充气气囊（17）内，另一端延伸到活动转轴（7）内，所述连接孔道（18）和滑腔（10）之间开设通孔（19）；

所述转动轴套（8）外侧与大环套转动连接，转动轴套（8）内侧与缓冲气垫（9）固定连接，所述缓冲气垫（9）内侧与活动转轴（7）固定连接；

所述顶杆（12）延伸到控制槽（14）内，且延伸入控制槽（14）的一端设置圆弧面，所述滑块（13）的最大偏移角度为控制槽（14）的开口角度；

所述固定转轴（5）转动到转盘（4）的最上方时，两个缺口（15）的连接线垂直于地面，两个所述缺口（15）之间的夹角为一百八十度，所述缺口（15）的宽度大于充气气囊（17）的宽度，所述充气气囊（17）的内壁设置弹性内衬；

当缝纫安装杆（3）达到最高点即将下移时，安装口（16）和缺口（15）对接，充气气囊（17）失去压迫，使自身材料弹性影响瞬间膨胀，通过连接孔道（18）和通孔（19）将滑腔（10）内的空气吸出，产生的负压带动滑块（13）顺时针转动，使引导弧面与顶杆（12）对应，活动转轴（7）和缝纫安装杆（3）之间可以发生相对位移，同时通过挤压缓冲气垫（9）卸去两者因惯性产生的挤压力，防止连接处反复遭受挤压变形，当惯性消失缝纫安装杆（3）继续下移时，安装口（16）和缺口（15）错位，充气气囊（17）被挤压，内部空气原路返回滑腔（10），滑块（13）通过引导弧面将顶杆（12）推送，直至顶杆（12）一端移动出引导弧面到达平面处，顶杆（12）再次将缝纫安装杆（3）和活动转轴（7）固定，保证缝纫工作的顺利进行。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器人的联动缝纫头，其特征在于：所述缝纫安装杆（3）的底部卡接机针和压脚，机针和压脚下方铺设待缝材料，所述固定转轴（5）到转盘（4）圆心的距离大于机针到待缝材料的距离。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器人的联动缝纫头，其特征在于：所述控制槽（14）呈V型，且将其顺时针方向的侧边设置成引导弧面，引导弧面与滑块（13）外轮廓交接处设置与顶杆（12）垂直的平面。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器人的联动缝纫头，其特征在于：所述滑腔（10）顺时针方向的一端开设窄道，所述滑块（13）顺时针方向的一端固定连接与窄道对应的窄条。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器人的联动缝纫头，其特征在于：所述通孔（19）连接在窄道的尾端，所述窄道的长度大于窄条的长度。

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