一种步进电机实现针距调节的结构论文和设计-张友友

全文摘要

本实用新型提供了一种步进电机实现针距调节的结构，属于缝纫机技术领域。它解决了现有针距调节结构较为复杂，装配麻烦且工作时噪音较大的问题。本结构包括用于驱动送布轴转动的叉口摆动座，叉口摆动座上具有两支臂从而形成有U型结构，两支臂的中部均开有轴孔，轴孔上可转动安装有转动轴，叉口摆动座能绕上述转动轴转动，还包括电机和针距调节曲柄，叉口摆动座上沿轴孔径向方向开有滑动槽，针距调节曲柄的一端连接有滑块，滑块大小与滑动槽的槽宽相匹配且滑动连接在滑动槽中，针距调节曲柄的另一端与上述电机连接且所述电机能够驱动针距调节曲柄摆动。本结构具有结构简单、噪音小且力传动效率高的优点。

主设计要求

1.一种步进电机实现针距调节的结构，包括用于驱动送布轴(9)转动的叉口摆动座(7)，所述叉口摆动座(7)上具有两支臂(71)从而形成有U型结构，两支臂(71)的中部均开有轴孔(75)，所述轴孔(75)上可转动安装有转动轴(74)，所述叉口摆动座(7)能绕上述转动轴(74)转动，其特征在于：还包括电机和针距调节曲柄(10)，所述叉口摆动座(7)上沿上述轴孔(75)径向方向开有滑动槽(73)，上述针距调节曲柄(10)的一端连接有滑块(12)，所述滑块(12)大小与滑动槽(73)的槽宽相匹配且滑动连接在滑动槽(73)中，所述针距调节曲柄(10)的另一端与上述电机连接且所述电机能够驱动所述针距调节曲柄(10)摆动。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种步进电机实现针距调节的结构，其特征在于，所述的针距调节曲柄(10)的另一端设有固定孔，所述的固定孔套设在上述电机的输出轴上并通过轴位螺钉实现固定连接，所述电机固定安装在缝纫机机壳的侧面。

3.根据权利要求1所述的一种步进电机实现针距调节的结构，其特征在于，所述的针距调节曲柄(10)的另一端通过四杆结构与上述电机的输出轴连接，所述四杆结构包括第一连杆(13)、第二连杆(14)、第三连杆(15)和第四连杆(16)，所述第一连杆(13)一端与电机输出轴固连，第一连杆(13)的另一端与第二连杆(14)的一端铰接连接，第二连杆(14)的另一端与第三连杆(15)的一端铰接连接，所述第四连杆(16)转动连接在机壳上，所述第四连杆(16)的一端与上述第三连杆(15)的另一端固连，所述第四连杆(16)的另一端与上述针距调节曲柄(10)的另一端固连，所述电机固定安装在缝纫机机壳背部。

4.根据权利要求2或3所述的一种步进电机实现针距调节的结构，其特征在于，所述的滑块(12)通过销子铆接在上述针距调节曲柄(10)的一端上。

5.根据权利要求4所述的一种步进电机实现针距调节的结构，其特征在于，所述的滑动槽(73)为平行槽，滑块(12)在滑动槽(73)上的移动方向位于上述轴孔(75)的径向方向上。

6.根据权利要求4所述的一种步进电机实现针距调节的结构，其特征在于，所述的电机为步进电机(11)。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于缝纫机技术领域，涉及一种步进电机实现针距调节的结构。

背景技术

现有缝纫机中具有针距调节功能、倒缝功能以及密针缝功能，其驱动源为电磁铁，通过机械结构来传动实现上述这些功能。如公开的公布号为CN107587274A，名称为一种实现密缝与变针距加固的机构及其实现防范，其实现方法为在缝纫开始或结束时，控制系统控制电磁铁动作，并由电磁铁推动限位销运动，随后控制系统控制倒缝电磁铁动作，倒缝电磁铁拉动倒针连杆组件动作，倒针连杆组件拨动限位连杆运动，限位滑块与限位连杆一起运动，当限位销球面一端脱离限位滑块一侧平面时，限位销进入限位连杆上的限位连杆限位面与限位滑块上限位滑块加固限位面形成的“V”形限位槽中，限制限位连杆继续运动，缝纫设备进行倒针缝纫；倒针缝纫一定针数后，控制系统发送信号使倒缝电磁铁释放，限位连杆反向动作，限位销继续限制限位连杆运动，从而进行正向缝纫；实现微针距加固功能，需要进行密缝时，调节限位滑块在限位连杆上限位连杆腰型孔内位置，限位销限位面变为限位滑块密缝限位面，电磁铁动作，推动限位销运动，限制限位滑块运动，进而限制限位连杆继续运动，缝纫设备进行密缝；微针距加固或密缝结束后，控制系统发送信号使电磁铁释放，限位销受复位弹簧作用，向反方向动作并推动电磁铁复位，之后进行正常缝纫作业或停缝。但现有技术方案具有如下问题：其机械结构较为复杂，从而装配麻烦，成本较高；同时采用电磁铁作为驱动源，其电磁铁通电带动铁芯运动会产生较大噪音，导致生产环境恶劣。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种步进电机实现针距调节的结构。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种步进电机实现针距调节的结构，包括用于驱动送布轴转动的叉口摆动座，所述叉口摆动座上具有两支臂从而形成有U型结构，两支臂的中部均开有轴孔，所述轴孔上可转动安装有转动轴，所述叉口摆动座能绕上述转动轴转动，其特征在于：还包括电机和针距调节曲柄，所述叉口摆动座上沿上述轴孔径向方向开有滑动槽，上述针距调节曲柄的一端连接有滑块，所述滑块大小与滑动槽的槽宽相匹配且滑动连接在滑动槽中，所述针距调节曲柄的另一端与上述电机连接且所述电机能够驱动所述针距调节曲柄摆动。

在上述的一种步进电机实现针距调节的结构中，所述的针距调节曲柄的另一端设有固定孔，所述的固定孔套设在上述电机的输出轴上并通过轴位螺钉实现固定连接，所述电机固定安装在缝纫机机壳的侧面。

在上述的一种步进电机实现针距调节的结构中，所述的针距调节曲柄的另一端通过四杆结构与上述电机的输出轴连接，所述四杆结构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆一端与电机输出轴固连，第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接连接，第二连杆的另一端与第三连杆的一端铰接连接，所述第四连杆转动连接在机壳上，所述第四连杆的一端与上述第三连杆的另一端固连，所述第四连杆的另一端与上述针距调节曲柄的另一端固连，所述电机固定安装在缝纫机机壳背部。

在上述的一种步进电机实现针距调节的结构中，所述的滑块通过销子铆接在上述针距调节曲柄的一端上。

在上述的一种步进电机实现针距调节的结构中，所述的滑动槽为平行槽，滑块在滑动槽上的移动方向位于上述轴孔的径向方向上。

在上述的一种步进电机实现针距调节的结构中，所述的电机为步进电机。

与现有技术相比，本步进电机实现针距调节的结构具有如下几个优点：

1、由步进电机替代电磁铁作为驱动源，步进电机工作时噪音较低，从而改善生产环境；同时，一个步进电机即可完成针距调节、正倒缝以及密针缝的功能，从而简化结构，降低成本；

2、滑动槽的开口是位于轴孔的径向方向，因此针距调节曲柄上的滑块对滑动槽的作用力始终是垂直于轴孔轴向方向，也就是垂直于转动轴方向，从而提供了较大且稳定的转动力矩，提高了力传动效率；

3、步进电机安装位置较灵活，可安装在机壳侧面或机壳背部，当安装在机壳侧面时，由于叉口摆动座自带滑槽，驱动力的传动只需要一个针距调节曲柄及其上的滑块即可，从而简化了结构，降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型应用在缝纫机上的结构图。

图2是本实用新型的结构图。

图3是叉口摆动座结构图。

图4是叉口摆动座的另一结构图。

图5是步进电机转动角度与针距对应曲线图。

图6是实施例二的结构图。

图中，1、主轴电机；2、送布偏心轮；3、送布连杆；4、抬牙连杆；5、抬牙曲柄；6、抬牙轴；7、叉口摆动座；71、支臂；72、连接臂；73、滑动槽；74、转动轴；75、轴孔；8、送布曲柄；9、送布轴；10、针距调节曲柄；11、步进电机；12、滑块；13、第一连杆；14、第二连杆；15、第三连杆；16、第四连杆。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

如图1和2所示，本步进电机实现针距调节的结构应用在缝纫机上，用于调节针距以及实现倒缝及密针缝功能，缝纫机上还还包括主轴电机1、主轴、抬牙轴6、抬牙连杆4和送布轴9、送布连杆3，主轴上套设有送布偏心轮2，送布连杆3上端与送布偏心轮2连接，下端与叉口摆动座7连接，抬牙轴6通过抬牙连杆4与主轴连接。

具体的，本步进电机11实现针距调节的结构包括叉口摆动座7、电机和针距调节曲柄10。本实施例的电机为步进电机11，且与缝纫机电控连接。叉口摆动座7上具有两支臂71从而形成有U型结构，两支臂71的中部均开有轴孔75，轴孔75上可转动安装有转动轴74，叉口摆动座7能绕转动轴74转动，叉口摆动座7通过送布曲柄8与送布轴9连接。叉口摆动座7上沿轴孔75径向方向开有滑动槽73，具体的，如图3所示，叉口摆动座7在其中一支臂71上延伸出来形成有连接臂72，上述滑动槽73就开设在连接臂72上，进一步的，滑动槽73为两侧槽壁相互平行的平行槽，滑块12在滑动槽73上的移动方向位于轴孔75的径向方向上。也就是说，针距调节曲柄10上的滑块12对滑动槽73的作用力始终是垂直于轴孔75轴向方向，也就是垂直于转动轴74方向，如图4所示，图中F为滑块12对滑动槽73的作用力方向，从而提供了较大且稳定的转动力矩，提高了力传动效率。

进一步的，滑块12通过销子铆接在针距调节曲柄10的一端上，滑块12大小与滑动槽73的槽宽相匹配且滑动连接在滑动槽73中，针距调节曲柄10的另一端设有固定孔，固定孔套设在步进电机11的输出轴上并通过轴位螺钉实现固定连接，步进电机11固定安装在缝纫机机壳的侧面。由于叉口摆动座7自带滑槽，驱动力的传动只需要一个针距调节曲柄10及其上的滑块12即可，从而简化了结构，降低了成本。

详细工作原理如下：

通过改变步进电机11的转动角度，即可通过电机输出轴、针距调节曲柄10以及滑块12、滑动槽73结构改变叉口摆动座7的倾斜角度，从而改变针距大小以及正倒缝切换，当针距变小时缝纫即为密针缝，其中，步进电机11正反转的控制用于实现正倒缝的切换，在正转或者反转中步进电机11的转动角度大小的调节从而调节针距大小。具体的，如图5所示，横坐标为电机转动角度，纵坐标为针距，假设机器在3针距下进行缝纫操作，在该针距下步进电机11需要正转(x3-x2)这个角度，根据所选步进电机11的步距角，只需要控制步进电机11的输入脉冲数目为((x3-x2)\/步距角)个就能实现3到-3针距的切换，倒缝完转为正缝，改变脉冲输入顺序，步进电机11需要反转(x3-x2)这个角度，从而实现从-3到3针距的切换，从而实现正缝到倒缝的切换；相应的该3针距下步进电机11需要正转(x-x2)这个角度，即控制脉冲输入数目为((x-x2)\/步距角)个就能实现从3到0针距的切换，从而实现密针缝。当需要改变相应针距时，只需控制步进电机11正转或者反转某一个角度即可。因此，一个步进电机11即可完成针距调节、正倒缝以及密针缝的功能，从而简化结构，降低成本。同时，由步进电机11替代电磁铁作为驱动源，步进电机11工作时噪音较低，从而改善生产环境。其他如主轴电机1、主轴、抬牙轴6、抬牙连杆4和送布轴9、送布连杆3等结构及工作原理均为现有常规手段，在此不再详细叙述。

实施例二

如图6所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：针距调节曲柄10的另一端通过四杆结构与上述电机的输出轴连接，四杆结构包括第一连杆13、第二连杆14、第三连杆15和第四连杆16，第一连杆13一端与电机输出轴固连，第一连杆13的另一端与第二连杆14的一端铰接连接，第二连杆14的另一端与第三连杆15的一端铰接连接，第四连杆16转动连接在机壳上，第四连杆16的一端与第三连杆15的另一端固连，第四连杆16的另一端与针距调节曲柄10的另一端固连，电机固定安装在缝纫机机壳背部。步进电机11安装位置较灵活，除了实施例一中安装在机壳侧面上，由于机壳侧面安装空间有限，可能安装较为麻烦，所以还可以安装在机壳背部上，只需在针距调节曲柄10和步进电机11之间增加四杆结构进行传动。其他结构和原理均与实施例一相同，在此不再赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了主轴电机1、送布偏心轮2、送布连杆3、抬牙连杆4、抬牙曲柄5、抬牙轴6、叉口摆动座7、支臂71、连接臂72、滑动槽73、转动轴74、轴孔75、送布曲柄8、送布轴9、针距调节曲柄10、步进电机11、滑块12、第一连杆13、第二连杆14、第三连杆15、第四连杆16等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

设计图

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