CN204690282U - 一种具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构，包括曲柄摇杆机构和双杆组件；曲柄摇杆机构由曲柄、连杆三角形和摇杆组成，曲柄一端与第一机架点连接，曲柄另一端与连杆三角形的第一连接点连接，摇杆一端与第二机架点连接，摇杆另一端与连杆三角形的第二连接点连接；双杆组件由连杆和摆杆组成，连杆一端与摆杆连接，摆杆与第三机架点连接，连杆另一端分别与挑线杆和连杆三角形的第三连接点连接，挑线杆的端部设有挑线孔。本实用新型利用曲柄摇杆机构连杆三角形上的一个点接一组连杆摆杆构成六杆挑线机构，实现了按序高速均衡收放面线，并解决了挑线杆振动过大的问题。本实用新型同时适用于现有挑线机构技术的改造和新机设计。

Description

一种具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构

技术领域

 本实用新型涉及一种应用在模板缝纫机上的挑线机构，具体涉及一种具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构。

背景技术

 挑线机构是缝纫机四大机构之一，挑线机构应在缝纫工作的各个瞬时，及时地、适量地向机针、机梭和送布机构供线或收线，面线线环脱离机梭组件，抽紧构成线迹的线段，并依次从线卷上拉出新线段，随挑线杆的运动，形成缝迹后把缝料牢固地联结成一体。

 现在使用的四杆挑线机构的连杆在收线过程中振动特别大。这种四杆挑线机构原设计用在家用缝纫机，连杆长度与曲柄长度的比值为1.5，一般四连杆机构该比值选在2.2以上，原设计的机构就是属于振动大、运动不平稳的机构。而高速工业机转速高，挑线机构在使用中最大问题是振动大，挑线机构中挑线张力过大引起的振动引起针迹歪斜。挑线杆在周而复始的往复运动中，受到很大的的动载荷，在生产运转中，挑线杆折断和针迹歪斜现象时有发生。

 挑线机构与机针、机梭和送布机构协调配合，在缝纫工作过程中完成供线，满足缝料线迹需线，在一个线迹中达到供需线量平衡。机针与机梭有自身运动规律，按序大量吸收面线、放出面线，挑线机构起着传递面线的作用，挑线机构按机针和摆梭各瞬时的需线量变化适时适量均衡地放出或收进面线，在一个运动周期中缝料消耗掉的线量，则向线团抽取相等线量以得到补充，完成挺直的缝迹。

挑线机构安装在模板缝纫机上轴与挑线杆之间，机构把上轴的回转运动转换成挑线杆的平面运动，面线经由挑线杆的孔眼，随孔眼的运动实现供送或收回面线的动作。

根据缝纫工艺要求，机针进入缝料后，送料动作必须停止，不得送料，只有当机针退出缝料后，送料机构才能开始送料。机针停留在缝料中的时间越长，留给送料机构的送料时间就越短，智能模板缝纫机在送料的两个方向上采用两只电机，两只电机反复启动、停机，反复动作需要耗费时间，这限制了送料速度的提高。因此必须缩短机针停留在缝料中的时间，挑线机构的运动是配合机针的运动，挑线机构也须配合、缩短相应的时间。

实用新型内容

为了满足上述需求，本实用新型旨在提供一种具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构，利用曲柄摇杆机构的连杆三角形上的一个点接一组连杆摇杆构成六杆挑线机构，实现了按序高速均衡收放面线，并解决了挑线杆振动过大的问题。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

    一种具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构，包括作为第一级杆件的曲柄摇杆机构和作为第二级杆件的双杆组件；所述曲柄摇杆机构由曲柄、连杆三角形和摇杆组成，所述曲柄的一端与第一机架点连接，所述曲柄的另一端与所述连杆三角形的第一连接点连接，所述摇杆的一端与第二机架点连接，所述摇杆的另一端与所述连杆三角形的第二连接点连接；所述双杆组件由连杆和摆杆组成，所述连杆的一端与所述摆杆连接，所述摆杆与第三机架点连接，所述连杆的另一端分别与一挑线杆和所述连杆三角形的第三连接点连接，所述挑线杆的端部设有一挑线孔。

    进一步的，以所述曲柄长度为基准，所述曲柄摇杆机构杆件的几何尺寸满足下列条件：

    LAB = 14 - 20毫米；

    LBC = 2.4×LAB - 2.8×LAB；

    LCD = LBC；

LAD = 3.8×LAB - 4.2×LAB；

其中，LAB表示所述曲柄的长度，LBC表示所述连杆三角形的第一连接点与第二连接点之间的长度，LCD表示所述摇杆的长度，LAD表示所述第一机架点与所述第二机架点之间的机架长度。

进一步的，所述连杆三角形及其连杆轨迹曲线满足下列条件：

LCF = LBF；

其中，LBF表示所述连杆三角形的第一连接点与第三连接点之间的长度，LCF表示所述连杆三角形的第二连接点与第三连接点之间的长度；

所述第三连接点随所述曲柄运动的轨迹曲线呈现为没有尖点、没有交叉点的扁长的椭圆弧段。

进一步的，所述第三机架点满足下列条件：

    LAE = 3.8×LAB - 4.2×LAB；

LDE > 2.8×LAB；

其中，LAB为所述曲柄的长度，LAE表示所述第一机架点与所述第三机架点之间的机架长度，LDE表示所述第二机架点与所述第三机架点之间的机架长度。

进一步的，所述双杆组件的几何尺寸满足下列条件：

    LFG = 2.2×LAB - 2.6×LAB；

LGE = 2.2×LAB - 2.6×LAB；

其中，LAB表示所述曲柄的长度，LFG表示所述连杆的长度，LGE表示所述摆杆的长度。

进一步的，所述挑线杆与所述连杆的夹角∠GFH = 26°- 34°。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型利用曲柄摇杆机构连杆三角形上的一个点接一组连杆摇杆构成六杆挑线机构，实现了按序高速均衡收放面线，并解决了挑线杆振动过大的问题，避免了针迹出现歪斜以及挑线杆折断的现象。本实用新型适用于现有挑线机构技术的改造和新机设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的六杆挑线机构的结构原理图；

图2为现有技术的四杆挑线机构的结构原理图；

图3为现有技术的四杆挑线机构的挑线孔眼轨迹曲线；

图4为本实用新型的六杆挑线机构的挑线孔眼轨迹曲线；

图5为本实用新型的六杆挑线机构的挑线孔眼位移曲线；

图6为现有技术的四杆挑线机构的挑线孔眼位移曲线；

图7为本实用新型的六杆挑线机构的挑线孔眼速度曲线；

图8为现有技术的四杆挑线机构的挑线孔眼速度曲线；

图9为本实用新型的六杆挑线机构的挑线杆加速度曲线；

图10为现有技术的四杆挑线机构的挑线杆加速度曲线。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

参见图2所示，模板缝纫机一般采用结构最简单的四杆挑线机构。上轴带着原始曲柄HI以角速度ω逆时针方向转动，杆件是曲柄摇杆机构HIJK，曲柄HI转动带动连杆IJ作平面运动。在原始连杆IJ上接原始挑线杆JL，原始挑线杆JL的端部设一原始穿线孔L。原始曲柄HI长度为18.6毫米，原始连杆IJ长度为28毫米，原始连杆长度与原始曲柄长度的比值为1.5。比值为1.5从设计上决定了该机构属于运动变化较剧的机构。

图2采用坐标系HXY，取上轴的回转中心H为坐标原点。在研究缝纫机各机构运动配合时，以针杆下极限位置作为运动的起始位置，曲柄HI的转角θ以针杆最低位置为运动的起始位置0°。

参见图3所示，图3表示现有技术的四杆挑线机构的挑线孔眼轨迹曲线，四杆挑线机构的挑线孔眼轨迹曲线似叶子状，挑线杆穿线孔每一瞬间的空间位置和运动速度都是不断变化的，这是为了适应机针与机梭在形成缝迹过程中不同线量的要求。

参见图1所示，本实用新型提供了一种具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构，包括作为第一级杆件的曲柄摇杆机构ABCD和作为第二级杆件的双杆组件FGE；所述曲柄摇杆机构ABCD由曲柄AB、连杆三角形△BCF和摇杆CD组成，所述曲柄AB的一端与第一机架点A连接，所述曲柄AB的另一端与所述连杆三角形△BCF的第一连接点B连接，所述摇杆CD的一端与第二机架点D连接，所述摇杆CD的另一端与所述连杆三角形△BCF的第二连接点C连接；所述双杆组件FGE由连杆FG和摆杆GE组成，所述连杆FG的一端与所述摆杆GE连接，所述摆杆GE与第三机架点E连接，所述连杆FG的另一端与所述连杆三角形△BCF的第三连接点F连接，同时在该端延接一挑线杆FH，所述挑线杆FH的端部设有一挑线孔H。所述曲柄AB转动带动所述连杆三角形△BCF作平面运动，所述连杆三角形△BCF的第三连接点F的平面运动经所述连杆FG带动所述摆杆GE作往复摆动。

    进一步的，以所述曲柄AB长度为基准，所述曲柄摇杆机构ABCD杆件的几何尺寸满足下列条件：

    LAB = 14 - 20毫米；

    LBC = 2.4×LAB - 2.8×LAB；

    LCD = LBC；

LAD = 3.8×LAB - 4.2×LAB；

其中，LAB表示所述曲柄AB的长度，LBC表示所述连杆三角形△BCF的第一连接点B与第二连接点C之间的长度，LCD表示所述摇杆CD的长度，LAD表示所述第一机架点A与所述第二机架点D之间的机架长度。

进一步的，所述连杆三角形△BCF及其连杆轨迹曲线满足下列条件：

LCF = LBF；

其中，LBF表示所述连杆三角形△BCF的第一连接点B与第三连接点F之间的长度，LCF表示所述连杆三角形△BCF的第二连接点C与第三连接点F之间的长度；

参见图4所示，所述第三连接点F随所述曲柄AB运动的轨迹曲线呈现为没有尖点、没有交叉点的扁长的椭圆弧段。

本实用新型的六杆挑线机构有二级杆件组成，在运动设计上可以利用杆件的平缓组合，用来克服四杆挑线机构杆件运动较为激烈的缺陷，图4没有尖点的轨迹曲线与图3有尖点的轨迹曲线相比，表示六杆挑线机构的连杆三角形△BCF运动比较温和。

进一步的，所述第三机架点E满足下列条件：

    LAE = 3.8×LAB - 4.2×LAB；

LDE > 2.8×LAB；

其中，LAB为所述曲柄AB的长度，LAE表示所述第一机架点A与所述第三机架点E之间的机架长度，LDE表示所述第二机架点D与所述第三机架点E之间的机架长度。

进一步的，所述双杆组件FGE的几何尺寸满足下列条件：

    LFG = 2.2×LAB - 2.6×LAB；

LGE = 2.2×LAB - 2.6×LAB；

其中，LAB表示所述曲柄AB的长度，LFG表示所述连杆FG的长度，LGE表示所述摆杆GE的长度。

进一步的，所述挑线杆FH与所述连杆FG的夹角∠GFH = 26°- 34°。

本实用新型的六杆挑线机构与现有技术的四杆挑线机构的性能比较如下：

1、四杆挑线机构与六杆挑线机构孔眼位移曲线的比较。

    参见图5、6所示，图5、6分别表示四杆挑线机构与六杆挑线机构的挑线孔眼位移曲线，图中横坐标为曲柄转角，曲柄转一圈360°，各杆件运动一周期，两种挑线孔眼位移曲线的形态不同点如下：

1）四杆挑线机构的挑线孔眼位移曲线不对称，供线部分占的时间比收线部分占的时间多得多，230°：130°= 1.77，因此收线的速度远高于供线的速度。

2）六杆挑线机构孔眼位移曲线均衡对称，与针杆位移曲线形态一致，六杆挑线机构的运动配合了机针的运动。

2、四杆挑线机构与六杆挑线机构的挑线孔眼速度曲线的比较。

参见图7、8所示，图7、8分别表示四杆挑线机构与六杆挑线机构的挑线孔眼速度曲线，两种挑线孔眼速度曲线形态不同点如下：

1）四杆挑线机构的挑线孔眼速度曲线呈现一个高峰，收线段对应的曲线峰值达到20米/秒（上轴1500转/分），供线段对应的曲线的峰值为5米/秒；在孔眼的最高和最低位置处速度为零。收线段速度太高意味着受力大和振动剧烈，这使得四杆挑线机构的运动可靠性降低。

2）六杆挑线机构的挑线孔眼速度曲线呈现二个峰，收线段对应的曲线峰值为6米/秒，供线段对应的曲线的峰值7米/秒，二峰值在数值上相近；在孔眼的最高和最低位置处速度为零。

3、四杆挑线机构与六杆挑线机构的挑线杆加速度曲线的比较。

参见图9、10所示，图9、10分别表示四杆挑线机构与六杆挑线机构的挑线杆加速度曲线，两种挑线杆加速度曲线的不同点是四杆挑线机构与六杆挑线机构的挑线杆加速度的数值相差很大，四杆挑线机构的挑线杆的最高加速度4×10⁵弧度/秒²高出六杆机构的挑线杆的最高加速度2×10⁴弧度/秒²一个数量级，这表明四杆挑线机构的挑线杆在收线时振动剧烈。这是挑线杆折断故障、针迹歪斜现象时有发生的主要原因。

铰接四杆机构简单，转动副连接方式容易实现，且转动副受力平滑、少冲击。但是现在在模板缝纫机上使用的四杆挑线机构是一种在高速场合很少采纳的类型，该挑线机构的连杆长度与曲柄长度的比值为1.5，一般高速场合的四连杆机构该比值选在2.2以上。这种四杆挑线机构可以用在家用缝纫机，不适用工业缝纫机。

本实用新型则利用曲柄摇杆机构连杆三角形上的一个点接一组连杆摇杆构成六杆挑线机构，实现了按序高速均衡收放面线，并解决了挑线杆振动过大的问题。本实用新型同时适用于现有挑线机构技术的改造和新机设计。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构，其特征在于：包括作为第一级杆件的曲柄摇杆机构和作为第二级杆件的双杆组件；所述曲柄摇杆机构由曲柄、连杆三角形和摇杆组成，所述曲柄的一端与第一机架点（A）连接，所述曲柄的另一端与所述连杆三角形的第一连接点（B）连接，所述摇杆的一端与第二机架点（D）连接，所述摇杆的另一端与所述连杆三角形的第二连接点（C）连接；所述双杆组件由连杆和摆杆组成，所述连杆的一端与所述摆杆连接，所述摆杆与第三机架点（E）连接，所述连杆的另一端分别与一挑线杆和所述连杆三角形的第三连接点（F）连接，所述挑线杆的端部设有一挑线孔（H）。

2.根据权利要求1所述的具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构，其特征在于，以所述曲柄长度为基准，所述曲柄摇杆机构杆件的几何尺寸满足下列条件：

    LAB = 14 - 20毫米；

    LBC = 2.4×LAB - 2.8×LAB；

    LCD = LBC；

LAD = 3.8×LAB - 4.2×LAB；

其中，LAB表示所述曲柄的长度，LBC表示所述连杆三角形的第一连接点（B）与第二连接点（C）之间的长度，LCD表示所述摇杆的长度，LAD表示所述第一机架点（A）与所述第二机架点（D）之间的机架长度。

3.根据权利要求1所述的具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构，其特征在于，所述连杆三角形及其连杆轨迹曲线满足下列条件：

LCF = LBF；

其中，LBF表示所述连杆三角形的第一连接点（B）与第三连接点（F）之间的长度，LCF表示所述连杆三角形的第二连接点（C）与第三连接点（F）之间的长度；

所述第三连接点（F）随所述曲柄运动的轨迹曲线呈现为没有尖点、没有交叉点的扁长的椭圆弧段。

4.根据权利要求1所述的具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构，其特征在于，所述第三机架点（E）满足下列条件：

    LAE = 3.8×LAB - 4.2×LAB；

LDE > 2.8×LAB；

其中，LAB为所述曲柄的长度，LAE表示所述第一机架点（A）与所述第三机架点（E）之间的机架长度，LDE表示所述第二机架点（D）与所述第三机架点（E）之间的机架长度。

5.根据权利要求1所述的具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构，其特征在于，所述双杆组件的几何尺寸满足下列条件：

    LFG = 2.2×LAB - 2.6×LAB；

LGE = 2.2×LAB - 2.6×LAB；

其中，LAB表示所述曲柄的长度，LFG表示所述连杆的长度，LGE表示所述摆杆的长度。

6.根据权利要求1所述的具有均衡收线供线功能的六杆挑线机构，其特征在于，所述挑线杆与所述连杆的夹角∠GFH = 26°- 34°。