CN210684062U - 一种筒纱更换装置和一种纺织系统生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种筒纱更换装置和一种纺织系统生产线。该筒纱更换装置包括纬纱筒子架、装载箱和机械手。纬纱筒子架能够布置在织机附近，用于安装筒纱并向织机上供应纬纱，纬纱筒子架上设置有第一传感器；装载箱用于装载多个筒纱；当第一传感器检测到纬纱筒子架上与其位置对应的筒纱上的纬纱量小于预设值时，机械手能够将纬纱筒子架上的空筒纱轴取下放置在回收箱内，并抓取装载箱内的筒纱并放置在纬纱筒子架上。本实用新型能够满足高质量高效率的生产工艺要求。

Description

一种筒纱更换装置和一种纺织系统生产线

技术领域

本实用新型涉及纺织机械技术领域，特别涉及一种筒纱更换装置，以及一种设置有该筒纱更换装置的纺织系统生产线。

背景技术

现有技术中，织布车间对纬纱筒子架上的筒纱更换操作主要是人工来完成，筒纱上的纬纱剩余情况也是依靠人工观察，在纬纱用完时需要人工取来新的筒纱并将其更换至纬纱筒子架上。

由于在织布车间中并没有充足的空间来储存大量满纱状态的筒纱，这样就需要人工不断地去仓库运输取来新的筒纱并将其更换至纬纱筒子架上，同时需要人工将用完纬纱的筒子运输至其储存位置，这种通过人工方式来回更换筒纱的操作，响应时间长、生产效率低，尤其是在大规模织造工厂尤为明显，所以，传统的人工运输筒纱的更换方式无法满足高质量高效率的生产工艺要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种筒纱更换装置，能够满足高质量高效率的生产工艺要求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种筒纱更换装置，包括纬纱筒子架、装载箱和机械手，其中：

所述纬纱筒子架能够布置在织机附近，用于安装筒纱并向所述织机上供应纬纱，所述纬纱筒子架上设置有第一传感器；

所述装载箱用于装载多个筒纱；

当所述第一传感器检测到所述纬纱筒子架上与其位置对应的所述筒纱上的纬纱量小于预设值时，所述机械手能够将所述纬纱筒子架上的空筒纱轴取下放置在回收箱内，并抓取所述装载箱内的所述筒纱并放置在所述纬纱筒子架上。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述机械手的工作端设置有抓手连接臂、第一升降缸和抓手，所述抓手包括第一卡爪和第二卡爪；

所述第一卡爪和所述第二卡爪分别与所述抓手连接臂铰接，并由所述第一升降缸驱动转动，以驱动所述第一卡爪的底部夹取端和所述第二卡爪的底部夹取端配合取放所述筒纱。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述抓手连接臂上设置有第一条形孔，所述第一条形孔内套设有滑动件，所述第一升降缸的驱动端与所述滑动件连接，可驱动所述滑动件在所述第一条形孔内沿所述第一条形孔的长度方向来回移动；

所述第一卡爪的顶端设置有第二条形孔，所述第二条形孔套设在所述滑动件上；

所述第二卡爪的顶端设置有第三条形孔，所述第三条形孔套设在所述滑动件上；

当所述滑动件在所述第一条形孔内沿所述第一条形孔的长度方向来回移动时，所述第一卡爪的底部夹取端和所述第二卡爪的底部夹取端配合取放所述筒纱。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述抓手连接臂上设置有两个连接板，两个所述连接板上分别设置有一个所述第一条形孔；

所述第一卡爪包括两个第一侧梁和一个用于与两个所述连接板铰接的第一铰接梁，两个所述第一侧梁的顶端分别设置有一个所述第二条形孔，两个所述第二条形孔分别套设在所述滑动件的两端；

所述第二卡爪包括两个第二侧梁和一个用于与两个所述连接板铰接的第二铰接梁，两个所述第二侧梁的顶端分别设置有一个所述第三条形孔，两个所述第三条形孔分别套设在所述滑动件的两端；

所述第一铰接梁和所述第二条形孔之间的距离大于零，且等于所述第二铰接梁和所述第三条形孔之间的距离。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述第一卡爪的底部夹取端和所述第二卡爪的底部夹取端均设置有弧形横梁，所述弧形横梁的开口朝向所述筒纱且与满纱状态的所述筒纱的侧壁适配。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述机械手中还包括依次连接的底座、旋转下支臂、中下连接臂、中上连接臂、旋转上支柱，其中：

所述旋转下支臂安装在底座上，并能够由第一驱动装置驱动在第一平面内做旋转运动；

所述中下连接臂的一端和所述旋转下支臂铰接，其铰接轴为第一铰接轴；

所述中下连接臂的另一端和所述中上连接臂的一端铰接，其铰接轴为第二铰接轴；

所述旋转上支柱安装在所述中上连接臂的另一端，并能够由第二驱动装置驱动在第二平面内做旋转运动；

所述抓手连接臂与所述旋转上支柱铰接，其铰接轴为第三铰接轴。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述装载箱为手推车，所述手推车能够由人工移动至所述织机附近的预设位置；

或者，所述装载箱为AGV运输车，所述AGV运输车能够按照预设路径移动到所述织机附近的预设位置。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述机械手安装在所述装载箱上；

或者，所述机械手固定安装在地面上，靠近所述纬纱筒子架和所述织机布置。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述AGV运输车包括用于装载所述筒纱的车体，以及驱动轮、万向轮和自主导航系统，所述自主导航系统能够控制所述AGV运输车在所述预设路径上移动；

或者，所述AGV运输车通过天轨装置水平移动、通过升降装置竖直移动，并由自主导航系统控制在所述预设路径上移动。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述装载箱上并排设置有多个与满纱状态的所述筒纱的最大直径适配的装载筒，每个所述装载筒内均能够沿纵向装载有多个所述筒纱；

每个所述装载筒的底部分别设置有第二升降缸；

每个所述装载筒的顶部分别设置有用于检测所述装载筒的顶部是否还装载有所述筒纱的第二传感器；

若位于所述装载筒的顶部的所述筒纱被取走，则所述第二传感器发出第一空载信号，控制所述第二升降缸的驱动杆上升预设距离，以将位于次顶部的所述筒纱顶至所述装载筒的顶部；

若所述第二升降缸的驱动杆上升至预设顶点位置，则停止上升，所述机械手更换取纱位置。

优选地，在上述筒纱更换装置中，若所述第二升降缸的驱动杆上升至所述预设顶点位置，则停止上升，并发出第二空载信号；

所述机械手接收所述第二空载信号后更换取纱位置，和/或，所述AGV运输车接收所述第二空载信号后返回仓库装载新的所述筒纱，和/或，第一报警器接收所述第二空载信号后提示工作人员装纱。

优选地，在上述筒纱更换装置中，若在预设时间内，所述第二传感器检测所述装载筒的顶部始终没有所述筒纱，则发出第二空载信号；

所述机械手接收所述第二空载信号后更换取纱位置，和/或，所述AGV运输车接收所述第二空载信号后返回装载新的所述筒纱，和/或，第一报警器接收所述第二空载信号后提示工作人员装纱。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述装载箱上并排设置有多个与满纱状态的所述筒纱的最大直径适配的装载筒，每个所述装载筒内均能够沿纵向装载有多个所述筒纱；

每个所述装载筒的底部分别设置有顶料弹簧，所述顶料弹簧的弹性系数k、满纱状态的所述筒纱的重力G、满纱状态的所述筒纱的长度L满足公式G＝kL。

优选地，在上述筒纱更换装置中，每个所述装载筒的顶部分别设置有用于检测所述装载筒的顶部是否还装载有所述筒纱的第三传感器，若所述装载筒内的所述筒纱的数量为零，则所述第三传感器发出第三空载信号；

所述机械手接收所述第三空载信号后更换取纱位置，和/或，所述AGV运输车接收所述第三空载信号后返回装载新的所述筒纱，和/或，第一报警器接收所述第三空载信号后提示工作人员装纱。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述装载箱上还设置有一个或两个或更多个用于装载空筒纱轴的回收箱。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述纬纱筒子架上设置有所述第一传感器，所述第一传感器为位移传感器，所述位移传感器能够测量其与所述纬纱筒子架上与其位置对应的所述筒纱的侧壁之间的距离，当所述位移传感器测量到的距离值达到预设距离值，则第二报警器发出取料信号以启动换纱过程。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述纬纱筒子架包括纱架、筒纱安装支架和传感器安装支架，其中：

所述纱架为竖直支架，并通过底座固定在地面上；

所述筒纱安装支架用于安装所述筒纱，并设置在所述纱架上；

所述传感器安装支架用于安装所述位移传感器，并设置在所述纱架上。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述筒纱安装支架通过锁孔套设在所述纱架上，其在所述纱架上的固定位置可调；

和/或，所述传感器安装支架通过锁孔套设在所述纱架上，其在所述纱架上的固定位置可调；

和/或，所述位移传感器通过锁孔套设在所述传感器安装支架上，其在所述传感器安装支架上的固定位置可调。

优选地，在上述筒纱更换装置中，所述换纱过程包括：

所述机械手取走所述纬纱筒子架上的空筒纱轴，并将其放置在回收箱内；

所述机械手抓取所述装载箱上的所述筒纱，并将其放置在所述纬纱筒子架上。

优选地，在上述筒纱更换装置中，若所述装载箱为手推车，则所述取料信号为声信号或光信号或声光信号，以提示工作人员将所述手推车推送至预设位置，再启动所述换纱过程；

若所述装载箱为AGV运输车，则所述AGV运输车接收到所述取料信号后便自动移动至预设位置，并启动所述换纱过程。

一种纺织系统生产线，设置有如上文中所述的筒纱更换装置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型第一具体实施例中提供的筒纱更换装置在抓取筒纱时的工作状态示意图；

图2为本实用新型第一具体实施例中提供的筒纱更换装置在放置筒纱时的工作状态示意图；

图3为本实用新型第一具体实施例中提供的设置有机械手的运输车的第一轴测图；

图4为本实用新型第一具体实施例中提供的设置有机械手的运输车的第二轴测图；

图5为本实用新型第一具体实施例中提供的设置有机械手的运输车的内部结构示意图；

图6为本实用新型第一具体实施例中提供的纬纱筒子架的结构示意图；

图7为本实用新型第一具体实施例中提供的两种通道方案示意图；

图8为本实用新型第二具体实施例中提供的设置有机械手的运输车的结构示意图；

图9为本实用新型第三具体实施例中提供的筒纱更换装置的结构示意图；

图10为本实用新型第四具体实施例中提供的筒纱更换装置的结构示意图。

其中：

100-回收箱，101-驱动装置(包含电池组、液压装置、控制柜等)，

102-驱动轮，103-万向轮，104-装载箱(包含车架、外围罩壳等)，

105-第二传感器，106-装载筒，107-筒纱，108-托盘，109-第二升降缸，

110-底座，111-旋转下支臂，112-中下连接臂，113-中上连接臂，

114-旋转上支臂，115-抓手连接臂，116-抓手，

117-第一升降缸，118-滑动件，

119-纱架，120-筒纱安装支架，121-传感器安装支架，122-位移传感器；

201-顶料弹簧，202-第三传感器；

401-天轨装置，402-升降装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

第一具体实施例

请参阅图1至图7，图1为本实用新型第一具体实施例中提供的筒纱更换装置在抓取筒纱时的工作状态示意图；图2为本实用新型第一具体实施例中提供的筒纱更换装置在放置筒纱时的工作状态示意图；图3为本实用新型第一具体实施例中提供的设置有机械手的运输车的第一轴测图；图4为本实用新型第一具体实施例中提供的设置有机械手的运输车的第二轴测图；图5为本实用新型第一具体实施例中提供的设置有机械手的运输车的内部结构示意图；图6为本实用新型第一具体实施例中提供的纬纱筒子架的结构示意图；图7为本实用新型第一具体实施例中提供的两种通道方案示意图。

本实用新型第一具体实施例提供了一种筒纱更换装置，该筒纱更换装置包括纬纱筒子架、装载箱104和机械手。其中，纬纱筒子架上设置有第一传感器，能够布置在织机附近，用于安装筒纱107并向织机上供应纬纱；装载箱104用于装载多个筒纱107。当第一传感器检测到纬纱筒子架上与其位置对应的筒纱107上的纬纱量小于预设值(成为空筒纱轴)时，机械手便将纬纱筒子架上供应完纬纱的空筒纱轴取下放置在回收箱内，并抓取装载箱104内的筒纱107并放置在纬纱筒子架上。

生产过程中，当纬纱筒子架上的某个筒纱107上的纬纱量减少到极限量，需要更换时，机械手则抓取装载箱104内的筒纱107(如图1中所示)，并将其放置在纬纱筒子架上(如图2中所示)。

可见，本实用新型第一具体实施例提供的筒纱更换装置，可应用在织布车间中，实现智能化地更换筒纱。其中，由于装载箱104可装载多个筒纱107，并停靠在织机附近，所以能够代替人工频繁搬运筒纱的操作，降低人工成本；由于机械手为智能化自动设备，从而能够对需要更换筒纱的织机在第一时间自动进行更换处理，缩短整机等待时间，提高生产效率。

具体地，空筒纱轴一般为纸管，纬纱缠绕在该纸管上就是筒纱107。本文中所说的空筒纱轴是指纬纱缠绕量(即纬纱量)为零或小于预设值的纱轴。

具体地，如图4所示，上述机械手的工作端设置有抓手连接臂115、第一升降缸117和抓手116，抓手116包括第一卡爪和第二卡爪。第一卡爪和第二卡爪分别与抓手连接臂115铰接，并由第一升降缸117驱动转动，以驱动第一卡爪的底部夹取端和第二卡爪的底部夹取端配合取放筒纱107(即驱动抓手116开闭，以取放筒纱107)。

其中，“第一卡爪的底部夹取端和第二卡爪的底部夹取端配合取放筒纱107”是指：抓手116打开，则可以将筒纱107伸入抓手116内；抓手116闭合，则可以夹取筒纱107；抓手116再打开，则可以将筒纱107放下。

具体地，如图3至图5所示，抓手连接臂115上设置有第一条形孔，第一条形孔内套设有滑动件118，第一升降缸117的驱动端与滑动件118连接，可驱动滑动件118在第一条形孔内沿第一条形孔的长度方向来回移动；第一卡爪的顶端设置有第二条形孔，第一卡爪通过第二条形孔套设在滑动件118上；第二卡爪的顶端设置有第三条形孔，第二卡爪通过第三条形孔套设在滑动件118上。当滑动件118在第一条形孔内沿第一条形孔的长度方向来回移动时，第一卡爪的底部夹取端和第二卡爪的底部夹取端配合取放筒纱107(即通过抓手116的开闭动作取放筒纱107)。

具体地，滑动件118的中间设置有丝孔，第一升降缸117的驱动端通过该丝孔与滑动见118固连。

具体地，如图3至图5所示，抓手连接臂115上设置有两个连接板，两个连接板上分别设置有一个第一条形孔；第一卡爪包括两个第一侧梁和一个用于与两个连接板铰接的第一铰接梁a，两个第一侧梁的顶端分别设置有一个第二条形孔，两个第二条形孔分别套设在滑动件118的两端；第二卡爪包括两个第二侧梁和一个用于与两个连接板铰接的第二铰接梁b，两个第二侧梁的顶端分别设置有一个第三条形孔，两个第三条形孔分别套设在滑动件118的两端。其中，第一铰接梁a和第二条形孔之间的距离大于零，且等于第二铰接梁b和第三条形孔之间的距离。

具体地，第一卡爪和第二卡爪结构相同。第一侧梁为第一V型结构梁，第一铰接梁a靠近或位于第一V型结构梁的折角处，第二条形孔和第一卡爪的底部夹取端分别位于第一V型结构梁的两端；第二侧梁为第二V型结构梁，第二铰接梁b靠近或位于第二V型结构梁的折角处，第三条形孔和第二卡爪的底部夹取端分别位于第二V型结构梁的两端。

优选地，如图4所示，第一卡爪的底部夹取端和第二卡爪的底部夹取端分别并排设置有两个弧形横梁，弧形横梁的开口朝向筒纱107且与满纱状态的筒纱107的侧壁适配。

但是，本实用新型对于第一卡爪的底部夹取端和第二卡爪的底部夹取端的具体结构不做具体限定。在其它实施例中，第一卡爪和第二卡爪的底部还可以分别设置有一个弧形横梁，或并排更多个弧形横梁；或者，在其它实施例中，第一卡爪的底部夹取端和第二卡爪的底部夹取端均为弧形板，弧形板的开口朝向筒纱107且与满纱状态的筒纱107的侧壁适配。

具体地，如图5中所示，机械手中还包括依次连接的底座110、旋转下支臂111、中下连接臂112、中上连接臂113、旋转上支柱114。其中：旋转下支臂111安装在底座110上，并能够由第一驱动装置驱动在第一平面内做旋转运动；中下连接臂112的一端和旋转下支臂111铰接，其铰接轴为第一铰接轴；中下连接臂112的另一端和中上连接臂113的一端铰接，其铰接轴为第二铰接轴；旋转上支柱114安装在中上连接臂113的另一端，并能够由第二驱动装置驱动在第二平面内做旋转运动；抓手连接臂115与旋转上支柱114铰接，其铰接轴为第三铰接轴。本段中所说的“铰接”或称为“销连接”。从而，机械手能够控制抓手116移动到不同的预设位置，也能够控制抓手116朝向不同的预设角度，以便于取放各个位置、不同朝向的筒纱107。

具体地，如图3所示，机械手通过驱动装置101移动和转动，驱动装置101设置在底座10的底部(或附近)。该驱动装置101包含电池组、液压装置和控制柜等。

具体地，如图3所示，机械手安装在装载箱104上。装载箱104可设置为手推车，也可设置为AGV运输车(即Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)。若装载箱104为手推车，则手推车能够由人工移动至织机附近的预设位置；若装载箱104为AGV运输车，则AGV运输车按照预设路径移动到织机附近的预设位置。该预设位置为提前设置好的固定位置，当装载箱104移动到该预设位置后，则便于机械手抓取纬纱筒子架上的空筒纱轴，便于机械手将满纱状态的筒纱107放置在纬纱筒子架上。

具体地，AGV运输车包括用于装载筒纱107的车体，以及驱动轮102、万向轮103和自主导航系统，自主导航系统能够控制AGV运输车在预设路径上移动。例如，请参见图7中所示的第一通道方案和第二通道方案(图中多个实线矩形为多个织机)。

具体地，AGV运输车根据路径规划进行地标识别到达不同的织机位置，导航方式可以是磁条导航、可以是激光导航、识别导航等，导航方式不限定。

具体地，如图5所示，装载箱104上并排设置有多个与满纱状态的筒纱107的最大直径适配的装载筒106，每个装载筒106内均能够沿纵向装载有多个筒纱107；每个装载筒106的底部分别设置有第二升降缸109；每个装载筒106的顶部分别设置有用于检测装载筒106的顶部是否还装载有筒纱107的第二传感器105。若位于装载筒106的顶部的筒纱107被取走，则第二传感器105发出第一空载信号，控制第二升降缸109的驱动杆上升预设距离(该预设距离等于单个筒纱107的轴向长度)，以将位于次顶部的筒纱107顶至装载筒106的顶部，便于机械手抓取；若第二升降缸109的驱动杆上升至预设顶点位置，则说明装载筒106内已经没有筒纱107了，第二升降缸109停止上升，机械手更换取纱位置。

具体地，每个装载筒106的顶端开有通孔A，对着通孔A的位置安装第二传感器105，第二传感器105是用来判断装载筒106里有没有筒纱107的，如果有筒纱107就会遮挡第二传感器105的检测光束，使其照不到装载筒106另一侧内壁，如果装载筒106的最顶部的筒纱107被取走，第二传感器105就会照到装载筒106的另一侧内壁，就会发出第一空载信号，以控制第二升降缸109的驱动杆上升，将位于次顶部的筒纱107顶至装载筒106的顶部，便于机械手抓取。

具体地，若第二升降缸109的驱动杆上升至预设顶点位置，则停止上升，并通过位置传感器发出第二空载信号(即缺料报警)，机械手接收到第二空载信号后便更换取纱位置，以避免机械手再向此编号装载筒106内取料；或者，AGV运输车接收到上述第二空载信号后，则返回仓库装载新的筒纱107；或者，第一报警器接收到上述第二空载信号后便提示工作人员装纱(或通过机械手自动取纱装纱)。

或者，第二空载信号(即缺料报警)的发出方式还可以是：若在预设时间内，第二传感器105检测装载筒106的顶部始终没有筒纱107，则发出第二空载信号。此时，机械手接收到第二空载信号后便更换取纱位置，以避免机械手再向此编号装载筒106内取料；或者，AGV运输车接收到上述第二空载信号后，则返回仓库装载新的筒纱107；或者，第一报警器接收到上述第二空载信号后便提示工作人员装纱(或通过机械手自动取纱装纱)。

具体地，装载箱104上还设置有一个或两个或更多个用于装载空筒纱轴的回收箱100。具体地，该回收箱100与装载筒106的筒体相同，如图4中所示，选用空置的装载筒106作为回收箱100即可。

优选地，第二传感器105优选采用光电传感器。

优选地，位于装载筒106的最上端的筒纱107露出装载筒106外。

优选地，第二升降缸109的驱动杆的顶部设置有用于承托筒纱107的托盘108。

具体地，每个装载筒106内，优选装载有三至五个筒纱107。或者，在其他具体实施例中也可设置更多，该具体数量根据实际需求而定。其中，每个装载筒106都有自己的编号，不同颜色或者不同品种的筒纱107存放在不同编号的装载筒106里，便于机械手抓取对应的筒纱107。

具体地，纬纱筒子架上设置有上文中所述的第一传感器，该第一传感器为位移传感器122，位移传感器122能够测量其与纬纱筒子架上与其位置对应的筒纱107的侧壁之间的距离，当位移传感器122测量到的距离值达到预设距离值，则第二报警器发出取料信号以启动换纱过程。

其中，位移传感器122可以根据与筒纱107之间的距离变化进行实时监控，当筒纱107上的纱线所剩不多时，此时的距离设置为报警距离，第二报警器会向调度系统发出取料信号,然后AGV运输车前来进行更换。

具体地，如图6所示，纬纱筒子架包括纱架119、筒纱安装支架120和传感器安装支架121。其中，纱架119为竖直支架，并通过底座固定在地面上；筒纱安装支架120用于安装筒纱107，并设置在纱架119上；传感器安装支架121用于安装位移传感器122，并设置在纱架119上。

优选地，筒纱安装支架120通过锁孔套设在纱架119上，其在纱架119上的固定位置可调；传感器安装支架121通过锁孔套设在纱架119上，其在纱架119上的固定位置可调；位移传感器122通过锁孔套设在传感器安装支架121上，其在传感器安装支架121上的固定位置可调。从而，在生产过程中，位移传感器122固定安装在传感器安装支架121上，筒纱107穿在筒纱安装支架120上，筒纱107和位移传感器122的位置可根据实际需要进行调整。

具体地，上文中所述的换纱过程包括：机械手取走纬纱筒子架上的空筒纱轴，并将其放置在回收箱内；机械手抓取装载箱104上的筒纱107，并将其放置在纬纱筒子架上。

若装载箱104为手推车，则取料信号为声信号或光信号或声光信号，以提示工作人员将手推车推送至预设位置，再启动换纱过程；若装载箱104为AGV运输车，则通过调度系统可接收上述取料信号，并控制AGV运输车自动移动至预设位置，启动换纱过程。

其中，AGV运输车本身具备自主导航控制软硬件系统(即自主导航系统)以及多AGV自动调度控制软、硬件系统(即调度系统)及无线通信系统，能够对需要更换筒纱的织机提前报警，并能及时响应，第一时间进行更换处理，缩短了整机等待时间，降低了人工成本，提高了生产效率。

需要说明的是：智能纬纱筒子架与织机之间的相对位置以及纬纱筒子架上的各个筒纱位置都是经过调试的,不同织机之间的同品种及同颜色筒纱在纬纱筒子架上位置都是相同的，与机械手的各个抓取点对应。

综上，本实用新型第一具体实施例提供的筒纱更换装置的优选工作流程如下(以图1、图6所示的筒纱107缺料为例进行说明，假设此织机编号是A8B6H号，筒纱编号是A8B6H-B1号)：

位移传感器122感应到A8B6H-B1号筒纱的纱线即将用完，发出取料信号→调度系统接收到信号后命令空闲的AGV运输车前去更换→AGV运输车抵达A8B6H号织机→机械手先取下A8B6H-B1号空筒纱轴放到AGV运输车的回收箱内→机械手从AGV运输车的装载筒106里抓取满纱状态的筒纱107(该筒纱107也有自己的编号，存放的筒纱与A8B6H-B1号筒纱品种对应，可参考图1、图3至图5)→机械手将满纱状态的筒纱107放置到A8B6H-B1号位置(可参考图2、图6)→机械手收回→AGV运输车完成更换任务返回。

上述工作流程中，在进行倒数第三步的同时，还有另外一个动作：机械手从装载筒106里拿走满纱状态的筒纱107后，第一传感器105就会发出第一空载信号，然后，AGV运输车的控制系统控制第二升降缸109工作带动托盘108向上顶起，保证最上端的筒纱107始终露出装载筒106的顶端，以便机械手下次抓取。

第二具体实施例

请参阅图8，图8为本实用新型第二具体实施例中提供的设置有机械手的运输车的结构示意图。

本实用新型第二具体实施例中提供了一种筒纱更换装置，该筒纱更换装置与本实用新型第一具体实施例中提供的筒纱更换装置的区别仅在于：装载箱104上并排设置有多个与满纱状态的筒纱107的最大直径适配的装载筒106，每个装载筒106内均能够沿纵向装载有多个筒纱107；每个装载筒106的底部分别设置有顶料弹簧201，顶料弹簧201的弹性系数k、满纱状态的筒纱的重力G、满纱状态的筒纱的长度L满足公式G＝kL。

而且，每个装载筒106的顶部分别设置有用于检测装载筒106的顶部是否还装载有筒纱107的第三传感器202，若装载筒106内的筒纱107的数量为零，则第三传感器202发出第三空载信号。

机械手接收第三空载信号后更换取纱位置，AGV运输车接收第三空载信号后返回装载新的筒纱107，第一报警器接收第三空载信号后提示工作人员装纱。

具体地，第三传感器202优选采用光电传感器，其工作原理同本实用新型第一具体实施例中所述的第二传感器105。

第三具体实施例

请参阅图9，图9为本实用新型第三具体实施例中提供的筒纱更换装置的结构示意图。

本实用新型第三具体实施例中提供了一种筒纱更换装置，该筒纱更换装置与本实用新型第一具体实施例中提供的筒纱更换装置的区别仅在于：机械手固定安装在地面上，靠近纬纱筒子架和织机的位置。

具体地，对织布车间的每台织机都搭载一台机械手和纬纱筒子架。

此外，与本实用新型第一具体实施例中提供的筒纱更换装置相同，本实用新型第三具体实施例中提供的筒纱更换装置中：装载箱104可设置为手推车，也可设置为AGV运输车。若装载箱104为手推车，则手推车能够由人工移动至织机附近的预设位置；若装载箱104为AGV运输车，则AGV运输车按照预设路径移动到织机附近的预设位置，以便于机械手抓取装装载箱104内的筒纱107。

第四具体实施例

请参阅图10，图10为本实用新型第四具体实施例中提供的筒纱更换装置的结构示意图。

本实用新型第四具体实施例中提供了一种筒纱更换装置，该筒纱更换装置与本实用新型第一具体实施例中提供的筒纱更换装置的区别仅在于：装载箱104为AGV运输车，该AGV运输车通过天轨装置401水平移动、通过升降装置402竖直移动，并由自主导航系统控制在预设路径上移动。

此外，与本实用新型第一具体实施例中提供的筒纱更换装置相同，本实用新型第四具体实施例中提供的筒纱更换装置中：机械手安装在装载箱104上，当装载箱104按照预设路径移动到织机附近的预设位置时，机械手可方便地抓取装装载箱104内的筒纱107。

第五具体实施例

本实用新型第五具体实施例提供了一种纺织系统生产线，该纺织系统生产线中设置有如上述第一具体实施例或第二具体实施例或第三具体实施例或第四具体实施例中所述的筒纱更换装置。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (21)

1.一种筒纱更换装置，其特征在于，包括纬纱筒子架、装载箱(104)和机械手，其中：

所述纬纱筒子架能够布置在织机附近，用于安装筒纱(107)并向所述织机上供应纬纱，所述纬纱筒子架上设置有第一传感器；

所述装载箱(104)用于装载多个筒纱(107)；

当所述第一传感器检测到所述纬纱筒子架上与其位置对应的所述筒纱(107)上的纬纱量小于预设值时，所述机械手能够将所述纬纱筒子架上的空筒纱轴取下放置在回收箱内，并抓取所述装载箱(104)内的所述筒纱(107)并放置在所述纬纱筒子架上。

2.根据权利要求1所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述机械手的工作端设置有抓手连接臂(115)、第一升降缸(117)和抓手(116)，所述抓手(116)包括第一卡爪和第二卡爪；

所述第一卡爪和所述第二卡爪分别与所述抓手连接臂(115)铰接，并由所述第一升降缸(117)驱动转动，以驱动所述第一卡爪的底部夹取端和所述第二卡爪的底部夹取端配合取放所述筒纱(107)。

3.根据权利要求2所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述抓手连接臂(115)上设置有第一条形孔，所述第一条形孔内套设有滑动件(118)，所述第一升降缸(117)的驱动端与所述滑动件(118)连接，可驱动所述滑动件(118)在所述第一条形孔内沿所述第一条形孔的长度方向来回移动；

所述第一卡爪的顶端设置有第二条形孔，所述第二条形孔套设在所述滑动件(118)上；

所述第二卡爪的顶端设置有第三条形孔，所述第三条形孔套设在所述滑动件(118)上；

当所述滑动件(118)在所述第一条形孔内沿所述第一条形孔的长度方向来回移动时，所述第一卡爪的底部夹取端和所述第二卡爪的底部夹取端配合取放所述筒纱(107)。

4.根据权利要求3所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述抓手连接臂(115)上设置有两个连接板，两个所述连接板上分别设置有一个所述第一条形孔；

所述第一卡爪包括两个第一侧梁和一个用于与两个所述连接板铰接的第一铰接梁，两个所述第一侧梁的顶端分别设置有一个所述第二条形孔，两个所述第二条形孔分别套设在所述滑动件(118)的两端；

所述第二卡爪包括两个第二侧梁和一个用于与两个所述连接板铰接的第二铰接梁，两个所述第二侧梁的顶端分别设置有一个所述第三条形孔，两个所述第三条形孔分别套设在所述滑动件(118)的两端；

所述第一铰接梁和所述第二条形孔之间的距离大于零，且等于所述第二铰接梁和所述第三条形孔之间的距离。

5.根据权利要求4所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述第一卡爪的底部夹取端和所述第二卡爪的底部夹取端均设置有弧形横梁，所述弧形横梁的开口朝向所述筒纱(107)且与满纱状态的所述筒纱(107)的侧壁适配。

6.根据权利要求2至5任一项所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述机械手中还包括依次连接的底座(110)、旋转下支臂(111)、中下连接臂(112)、中上连接臂(113)、旋转上支柱(114)，其中：

所述旋转下支臂(111)安装在底座(110)上，并能够由第一驱动装置驱动在第一平面内做旋转运动；

所述中下连接臂(112)的一端和所述旋转下支臂(111)铰接，其铰接轴为第一铰接轴；

所述中下连接臂(112)的另一端和所述中上连接臂(113)的一端铰接，其铰接轴为第二铰接轴；

所述旋转上支柱(114)安装在所述中上连接臂(113)的另一端，并能够由第二驱动装置驱动在第二平面内做旋转运动；

所述抓手连接臂(115)与所述旋转上支柱(114)铰接，其铰接轴为第三铰接轴。

7.根据权利要求1所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述装载箱(104)为手推车，所述手推车能够由人工移动至所述织机附近的预设位置；

或者，所述装载箱(104)为AGV运输车，所述AGV运输车能够按照预设路径移动到所述织机附近的预设位置。

8.根据权利要求7所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述机械手安装在所述装载箱(104)上；

或者，所述机械手固定安装在地面上，靠近所述纬纱筒子架和所述织机布置。

9.根据权利要求7所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述AGV运输车包括用于装载所述筒纱(107)的车体，以及驱动轮(102)、万向轮(103)和自主导航系统，所述自主导航系统能够控制所述AGV运输车在所述预设路径上移动；

或者，所述AGV运输车通过天轨装置(401)水平移动、通过升降装置(402)竖直移动，并由自主导航系统控制在所述预设路径上移动。

10.根据权利要求7至9任一项所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述装载箱(104)上并排设置有多个与满纱状态的所述筒纱(107)的最大直径适配的装载筒(106)，每个所述装载筒(106)内均能够沿纵向装载有多个所述筒纱(107)；

每个所述装载筒(106)的底部分别设置有第二升降缸(109)；

每个所述装载筒(106)的顶部分别设置有用于检测所述装载筒(106)的顶部是否还装载有所述筒纱(107)的第二传感器(105)；

若位于所述装载筒(106)的顶部的所述筒纱(107)被取走，则所述第二传感器(105)发出第一空载信号，控制所述第二升降缸(109)的驱动杆上升预设距离，以将位于次顶部的所述筒纱(107)顶至所述装载筒(106)的顶部；

若所述第二升降缸(109)的驱动杆上升至预设顶点位置，则停止上升，所述机械手更换取纱位置。

11.根据权利要求10所述的筒纱更换装置，其特征在于，若所述第二升降缸(109)的驱动杆上升至所述预设顶点位置，则停止上升，并发出第二空载信号；

所述机械手接收所述第二空载信号后更换取纱位置，和/或，所述AGV运输车接收所述第二空载信号后返回仓库装载新的所述筒纱(107)，和/或，第一报警器接收所述第二空载信号后提示工作人员装纱。

12.根据权利要求10所述的筒纱更换装置，其特征在于，若在预设时间内，所述第二传感器(105)检测所述装载筒(106)的顶部始终没有所述筒纱(107)，则发出第二空载信号；

所述机械手接收所述第二空载信号后更换取纱位置，和/或，所述AGV运输车接收所述第二空载信号后返回装载新的所述筒纱(107)，和/或，第一报警器接收所述第二空载信号后提示工作人员装纱。

13.根据权利要求7至9任一项所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述装载箱(104)上并排设置有多个与满纱状态的所述筒纱(107)的最大直径适配的装载筒(106)，每个所述装载筒(106)内均能够沿纵向装载有多个所述筒纱(107)；

每个所述装载筒(106)的底部分别设置有顶料弹簧(201)，所述顶料弹簧(201)的弹性系数k、满纱状态的所述筒纱的重力G、满纱状态的所述筒纱的长度L满足公式G＝kL。

14.根据权利要求13所述的筒纱更换装置，其特征在于，每个所述装载筒(106)的顶部分别设置有用于检测所述装载筒(106)的顶部是否还装载有所述筒纱(107)的第三传感器(202)，若所述装载筒(106)内的所述筒纱(107)的数量为零，则所述第三传感器(202)发出第三空载信号；

所述机械手接收所述第三空载信号后更换取纱位置，和/或，所述AGV运输车接收所述第三空载信号后返回装载新的所述筒纱(107)，和/或，第一报警器接收所述第三空载信号后提示工作人员装纱。

15.根据权利要求7至9任一项所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述装载箱(104)上还设置有一个或两个或更多个用于装载空筒纱轴的回收箱(100)。

16.根据权利要求1所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述纬纱筒子架上设置有所述第一传感器，所述第一传感器为位移传感器(122)，所述位移传感器(122)能够测量其与所述纬纱筒子架上与其位置对应的所述筒纱(107)的侧壁之间的距离，当所述位移传感器(122)测量到的距离值达到预设距离值，则第二报警器发出取料信号以启动换纱过程。

17.根据权利要求16所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述纬纱筒子架包括纱架(119)、筒纱安装支架(120)和传感器安装支架(121)，其中：

所述纱架(119)为竖直支架，并通过底座固定在地面上；

所述筒纱安装支架(120)用于安装所述筒纱(107)，并设置在所述纱架(119)上；

所述传感器安装支架(121)用于安装所述位移传感器(122)，并设置在所述纱架(119)上。

18.根据权利要求17所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述筒纱安装支架(120)通过锁孔套设在所述纱架(119)上，其在所述纱架(119)上的固定位置可调；

和/或，所述传感器安装支架(121)通过锁孔套设在所述纱架(119)上，其在所述纱架(119)上的固定位置可调；

和/或，所述位移传感器(122)通过锁孔套设在所述传感器安装支架(121)上，其在所述传感器安装支架(121)上的固定位置可调。

19.根据权利要求16所述的筒纱更换装置，其特征在于，所述换纱过程包括：

所述机械手取走所述纬纱筒子架上的空筒纱轴，并将其放置在回收箱内；

所述机械手抓取所述装载箱(104)上的所述筒纱(107)，并将其放置在所述纬纱筒子架上。

20.根据权利要求19所述的筒纱更换装置，其特征在于，若所述装载箱(104)为手推车，则所述取料信号为声信号或光信号或声光信号，以提示工作人员将所述手推车推送至预设位置，再启动所述换纱过程；

若所述装载箱(104)为AGV运输车，则所述AGV运输车接收到所述取料信号后便自动移动至预设位置，并启动所述换纱过程。

21.一种纺织系统生产线，其特征在于，设置有如权利要求1至20任一项所述的筒纱更换装置。

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