一种梭芯、旋梭、缝纫机、以及梭线余量检测装置和方法与流程

本发明涉及服装缝纫设备领域。本发明特别涉及一种梭芯。本发明还特别涉及一种安装有上述梭芯的旋梭。本发明还特别涉及一种安装有上述梭芯的梭线余量检测装置和方法。本发明还特别涉及一种安装有上述梭芯或上述梭线余量检测装置的缝纫机。
背景技术：
：目前，缝纫机中配置的旋梭主要由具有芯轴的梭架、套在芯轴上的梭芯和套在梭芯上的梭壳构成，其中，梭芯的结构如图1和图2所示，梭芯100主要包括具有梭芯孔101的绕线柱102、设在绕线柱102两端的凸缘103、以及形成在绕线柱102和两个凸缘103之间的绕线槽104，绕线柱102上缠绕有梭线。在缝制过程中，当梭线被抽动时，通过层层缠绕的梭线之间的摩擦力带动梭芯绕梭架上的芯轴自由转动、提供梭线。然而，在缝制过程中由于旋梭安装在缝纫机的底板中，故用户无法及时地获知梭芯绕线柱上的梭线余量、是否断针、是否跳针等信息，导致在缝制过程中梭线突然用尽，进而在缝料上形成多余针孔和空白线迹，从而影响线迹美观、降低工作效率、降低缝料质量。为了能够及时地获知梭芯绕线柱上梭线余量是否足够，各大缝纫机生产厂家研制出梭线余量检测装置，比如：申请号为201410284852.8的中国发明专利提供了一种缝纫机底线线量检测装置，其包括设置在梭芯的凸缘上且由吸光性材料制成的第一表面部和由反光性材料制成的第二表面部、设置在梭壳上的透光孔、以及固定在底板内的传感器，传感器包括用于发射光线的发射器和用于接收光线的接收器，传感器的接收器和发射器均正对从透光孔处露出的第一表面部或第二表面部；当传感器接收器的输出信号为由间隔分布的高电平和低电平形成的脉冲信号时，则电控模块判断梭芯上底线余量足够；当传感器接收器的输出信号为由高电平或低电平形成的直线信号时，则电控模块判断梭芯上底线余量不足，故其能够检测出底线是否用完。但是，由于梭芯的转动主要是靠梭线之间的摩擦力来带动的，因此，当梭芯停止转动时，其绕线柱上的梭线余量较多，从而造成梭线浪费、底线余量检测不可靠；再者，其根据传感器接收器输出的是脉冲信号还是直线信号来判断底线是否用完，其检测依据即为梭芯是否停止转动，也为梭芯的角速度是否从正值降为零，故其存在信号滞后、检测延时的缺陷，导致底线余量检测不可靠。技术实现要素：鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于梭线余量检测的梭芯，能够提高梭线余量检测的可靠性、并有效防止梭线剩余过多。为实现上述目的，本发明提供一种梭芯，包括绕线柱、设在绕线柱两端的凸缘、轴向贯穿绕线柱和凸缘的梭芯孔、以及形成在绕线柱和凸缘之间的绕线槽，其特征在于：所述绕线柱的外周侧设有径向突出的隔板，所述隔板近邻于两个凸缘中的一个凸缘，隔板使绕线槽具有分别位于隔板两侧的起始绕线部和主绕线部；沿梭芯的轴向，起始绕线部的宽度小于主绕线部的宽度。优选地，所述隔板的外径小于凸缘的外径。优选地，沿梭芯的径向，起始绕线部的深度小于主绕线部的深度。本申请还提供一种旋梭，包括具有芯轴的梭架、梭壳、以及如上所述的梭芯，所述芯轴穿设在梭芯的梭芯孔中，所述梭壳套在梭芯上。本申请又提供一种缝纫机，该缝纫机的旋梭中安装有如上所述的梭芯或旋梭。本发明的又一目的在于提供一种梭线余量检测装置，其检测可靠、并有效防止梭线剩余过多。为实现上述目的，本申请提供一种梭线余量检测装置，包括如上所述的旋梭、用于检测梭芯的角速度ω或转动圈数m的梭芯检测单元、以及缝纫机的电控模块，所述梭芯检测单元的输出端与电控模块相连接。进一步地，所述梭芯检测单元包括固设在凸缘面向梭壳的外端面上的被检测部、开设在梭壳上的通孔、集成有红外线发射器和红外线接收器的光电传感器、以及信号处理模块，所述被检测部包括多个相间分布的第一被检测部和第二被检测部，所述第一被检测部和第二被检测部的反射光线能力不同，所述红外线发射器和红外线接收器都正对从梭壳上的通孔处露出的被检测部、且红外线发射器和红外线接收器都与信号处理模块相连接，信号处理模块再与电控模块相连接。优选地，所述第一被检测部由反光材料制成，所述第二被检测部由吸光材料制成。本申请又提供一种缝纫机，该缝纫机中配置有如上所述的梭线余量检测装置。本申请还提供一种梭线余量检测方法，包括如上所述的梭线余量检测装置，所述梭线余量检测方法包括以下步骤：a、电控模块判断缝纫机是否处于缝纫状态，若缝纫机处于缝纫状态，则进行下述步骤b；b、梭芯检测单元检测梭芯的角速度ω、并将梭芯的角速度ω输出给电控模块；c、电控模块根据梭芯检测单元检测到的梭芯的角速度ω计算出梭芯的角加速度μ、并根据梭芯的角加速度μ控制缝纫机的主电机是否转动：当梭芯的角加速度μ为正值时，电控模块判断绕线柱上的梭线余量足够、并控制主电机继续转动；当梭芯的角加速度μ为负值时，电控模块判断绕线柱上的梭线余量不足、并控制主电机停止转动。进一步地，还包括与电控模块相连接的梭线余量不足预警单元；当电控模块判断绕线柱上的梭线余量不足时，电控模块触发梭线余量不足预警单元发出“梭线余量不足”的预警。优选地，所述梭线余量不足预警单元为一安装在缝纫机机壳前表面上的显示屏；当电控模块判断绕线柱上的梭线余量不足时，电控模块触发显示屏以文字信息和/或图标信息的方式来显示“梭线余量不足”的预警信息。本申请又提供一种梭线余量检测方法，包括如上所述的梭线余量检测装置，所述梭线余量检测方法包括以下步骤：1)、电控模块判断缝纫机是否处于缝纫状态，若缝纫机处于缝纫状态，则进行下述步骤2)；2)、梭芯检测单元检测梭芯的转动圈数m，并将梭芯的转动圈数m输出给电控模块；3)、电控模块中预设缝纫机主轴转动圈数的取样间隔为梭芯每转过x圈、以及灵敏度参数a，则当梭芯每转过x圈时，电控模块获取该时刻的主轴转过圈数nn，当nn同时满足以下两个条件时，则电控模块判断绕线柱上的梭线余量不足、并控制主电机停止转动：条件1：获取nn后、梭芯再每转过m圈时电控模块获取到的主轴转过圈数nn+a，每个nn+a-nn≧a，a为正整数；条件2：nn-1-nn≦a。如上所述，本发明涉及的梭芯、旋梭、缝纫机、以及梭线余量检测装置和方法，具有以下有益效果：本申请涉及的梭芯用于缝纫机中梭线余量检测时，由于起始绕线部较窄、主绕线部较宽，故相同量的梭线绕缠在起始绕线部上的圈数要大于缠绕在主绕线部上的圈数，或者说，起始绕线部上缠绕相同圈数的梭线量要极大地小于主绕线部上缠绕相同圈数的梭线量，因此，当主绕线部中的梭线全部用完时再开始用起始绕线部中的梭线时，通过起始绕线部中的梭线线圈之前的摩擦力仍然能够带动梭芯转动，但梭芯的角速度和角加速度发生变化，以此为依据判断梭线余量不足、并使缝纫机停机后，梭芯上的梭线余量即为缠绕在起始绕线部中的梭线量，因起始绕线部较窄，故起始绕线部中缠绕的梭线余量较少，从而在提高缝纫机梭线余量检测可靠性和灵敏性的同时，又能够避免梭线剩余过多。附图说明图1为现有技术中梭芯的结构示意图。图2为图1的a-a向剖视图。图3为本申请中梭线余量检测装置的结构示意图。图4为本申请中梭芯的结构示意图。图5为图4的侧视图。图6为图4的半剖图。图7为本申请中梭芯在缝制过程中的角速度变化曲线图。图8为本申请中梭线余量检测方法的流程图。图9为本申请中梭芯的绕线过程图。元件标号说明1梭芯11绕线柱12凸缘121第一凸缘122第二凸缘13梭芯孔14绕线槽141起始绕线部142主绕线部15隔板2梭架21芯轴3梭壳31通孔4电控模块5被检测部51第一被检测部52第二被检测部6光电传感器7梭线具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。本申请提供一种用于缝纫机的梭线余量检测装置和梭线余量检测方法，所述梭线余量检测装置和梭线余量检测方法可用于判断缝纫机旋梭中梭芯1上缠绕的梭线余量是否足够、梭线是否断线、缝纫机是否跳针等异常情况，进而有效避免因梭线异常而在缝料上产生空白线迹、留下多余针孔的现象，保证缝纫线迹的美观和缝料的质量。如图3所示，所述梭线余量检测装置包括安装在缝纫机底板中的旋梭、用于检测旋梭中梭芯1的角速度ω或转动圈数m的梭芯检测单元、以及缝纫机的电控模块4，梭芯检测单元的输出端与电控模块4相连接；所述旋梭还包括具有芯轴21的梭架2和梭壳3，梭芯1可自由转动地套在梭架2的芯轴21上，梭壳3套在梭芯1上。为便于描述，以下实施例中，将梭芯1和芯轴21的轴向定义为左右方向，且将梭芯1面向梭壳3的一端定义为左端；因此，图3中，纸面的左侧即为左方向，纸面的右侧即为右方向。为了提高梭线余量检测装置的检测可靠性和灵敏性，本申请对梭芯1的结构进行了优化，如图4至图6，所述梭芯1包括左右轴向延伸的绕线柱11、设在绕线柱11左右两端的凸缘12、左右轴向贯穿绕线柱11和凸缘12的梭芯孔13、以及形成在绕线柱11和凸缘12之间的绕线槽14，该绕线槽14为一位于绕线柱11外周侧的环形槽。所述梭架2的芯轴21穿设在梭芯1的梭芯孔13中，使梭芯1可绕芯轴21自由转动。所述绕线柱11左右两端的凸缘12分别为位于绕线柱11左端的第一凸缘121、以及位于绕线柱11右端的第二凸缘122，第一凸缘121左侧的外端面面向梭壳3。所述绕线柱11的外周侧设有一圈径向突出的隔板15，所述隔板15近邻于第一凸缘121或第二凸缘122、且位于第一凸缘121和第二凸缘122之间，隔板15使绕线槽14具有较窄的起始绕线部141、以及较宽的主绕线部142，起始绕线部141和主绕线部142分别位于隔板15的左右两侧、且都为环形槽；沿梭芯1的轴向，起始绕线部141的宽度小于主绕线部142的宽度。本实施例中，所述隔板15近邻于第一凸缘121。使用上述梭芯1绕线时，如图9所示，先从梭芯1的起始绕线部141处开始绕线，直至起始绕线部141中缠绕满梭线7，此时，起始绕线部141中的梭线线圈与隔板15的外周齐平。随着绕线的继续进行，起始绕线部141中的梭线量超过隔板15的外周，则梭线7将自动滑到主绕线部142中、再从主绕线部142处开始绕线，直至主绕线部142中缠绕满梭线7。之后，随着绕线的继续进行，主绕线部142中的梭线线圈超过隔板15的外周，直至梭线7填充满绕线槽14中除起始绕线部141和主绕线部142外的其余部分，梭芯1完成绕线过程。由于起始绕线部141较窄、主绕线部142较宽，故相同量的梭线7绕缠在起始绕线部141上的圈数(即沿梭芯1径向向外扩展的层数)要大于缠绕在主绕线部142上的圈数，或者说，起始绕线部141上缠绕相同圈数的梭线量要大大小于主绕线部142上缠绕相同圈数的梭线量。在缝纫机缝制过程中，梭线7被不断地抽取，当梭线余量足够时，通过梭线线圈之间的摩擦力带动梭芯1转动，随着梭芯1的绕线柱11上线圈外径的逐渐减小，梭芯1的角速度ω逐渐增大，如图8所示，故梭芯1的角加速度μ为正值；并且，当梭芯1转动相同的圈数后，但由于梭芯1的绕线柱11上线圈外径的逐渐减小，故抽出的梭线量逐渐减小，即：在针距不变的情况下，当梭芯1线圈外径逐渐减少时，主轴的转动圈数n逐渐减少。随着缝纫的继续进行，梭线7的余量逐渐减小，当主绕线部142中的梭线7全部用完时，梭芯1上缠绕的梭线7仅为缠绕在起始绕线部141中的梭线7，而起始绕线部141中的梭线量非常少，故主绕线部142的梭线7全部用完时就意味着梭芯1中梭线余量不足；此时，通过起始绕线部141中的梭线线圈之间的摩擦力仍然能够带动梭芯1转动，但梭线7的供应从主绕线部142过渡到起始绕线部141，由于起始绕线部141中线圈的外径大于主绕线部142的内径，从而使得梭芯1的角速度ω突然减小、以及主轴的转动圈数n突然变大，如图8所示，故梭芯1的角加速度μ从正值变为负值。因此，缝纫机电控模块4根据梭芯检测单元的输出信号检测到梭芯1的角加速度μ从正值变化为负值时、以及主轴的转动圈数突然变大时，即可判断梭芯1中梭线余量不足、并使缝纫机停机，更换新的梭芯1后再开始缝纫，更换下的梭芯1上的梭线余量即为缠绕在起始绕线部141中的梭线量，故梭线余量较少，有效避免梭线7剩余过多。另外，本申请在梭线余量检测的过程中，梭芯1始终为转动的状态，不会出现梭芯检测单元信号滞后、延时的现象，从而极大地提高了梭线余量检测的可靠性；同时，判断梭线余量是否不足的依据是梭芯1的角加速度μ是否从正值变化为负值，而不是梭芯1的角加速度μ是否从正值变化为零，故本申请检测灵敏，准确度高。进一步地，基于上述结构的梭线余量检测装置，本申请还提供一种梭线余量检测方法，如图7所示，所述梭线余量检测方法包括以下步骤：步骤a、初始化参数，启动缝纫，缝纫机由主电机驱动运转；缝纫机的电控模块4根据主电机的输出信号来判断缝纫机是否处于缝纫状态，若缝纫机处于缝纫状态，则进行下述步骤b；步骤b、梭芯检测单元检测梭芯1的角速度ω、并将梭芯1的角速度ω输出给电控模块4；步骤c、电控模块4根据梭芯检测单元检测到的梭芯1的角速度ω计算出梭芯1的角加速度μ、并根据梭芯1的角加速度μ控制缝纫机的主电机是否转动：当梭芯1的角加速度μ为正值时，电控模块4判断绕线柱11上的梭线余量足够、并控制主电机继续转动；当梭芯1的角加速度μ为负值时，电控模块4判断绕线柱11上的梭线余量不足、并控制主电机停止转动。特别地，当缝纫机中出现梭线断线、跳针等异常现象时，梭芯1的角速度ω也会减小，故梭芯1的角加速度μ也从正值变化为负值，从而使得本申请涉及的梭线余量检测装置及方法同样适用于检测断线、跳针等异常情况。进一步地，基于上述结构的梭线余量检测装置，本申请还提供一种高精度的梭线余量检测方法，其能够有效排除因缝纫机震动、抖动所产生的误差点，并能够准确判断梭线余量是否不足。具体说，所述梭线余量检测方法包括以下步骤：步骤1)、电控模块4判断缝纫机是否处于缝纫状态，若缝纫机处于缝纫状态，则进行下述步骤2)；步骤2)、梭芯检测单元检测梭芯1的转动圈数m，并将梭芯1的转动圈数m输出给电控模块4；步骤3)、电控模块4中预设缝纫机主轴转动圈数的取样间隔为梭芯1每转过x圈、以及灵敏度参数a，则当梭芯1每转过x圈时，电控模块4获取该时刻的主轴转过圈数nn，n＝1、2、3…；当nn同时满足以下两个条件时，则电控模块4判断在获取到主轴转过圈数nn或nn+a的时刻绕线柱11上的梭线余量不足、并在获取到主轴转过圈数nn+a的时刻控制主电机停止转动：条件1：获取nn后、梭芯1再每转过m圈时电控模块4获取到的主轴转过圈数nn+a，每个nn+a-nn≧a，a为正整数；条件2：nn-1-nn≦a；若nn不满足条件1和条件2中的任意一个，则电控模块4判断在获取到主轴转过圈数nn+a的时刻梭线余量足够。上述条件1中，当获取nn后、梭芯1再转过1个单位的m圈时，则a＝1，条件1即为nn+1-nn≧a；当获取nn后、梭芯1再转过2个单位的m圈时，则a＝2，条件1即为nn+1-nn≧a、且nn+2-nn≧a；当获取nn后、梭芯1再转过3个单位的m圈时，则a＝3，条件1即为nn+1-nn≧a、nn+2-nn≧a、且nn+3-nn≧a；当获取nn后、梭芯1再转过4个单位的m圈时，则a＝4，条件1即为nn+1-nn≧a、nn+2-nn≧a、nn+3-nn≧a、且nn+4-nn≧a，以此类推。实际检测环境中，获取nn后、梭线1再转过m圈的单位(即a值)根据缝纫机的抖动、震动程度进行确定。条件1和条件2的限制可避免因缝纫机抖动导致梭芯1跟着抖动而造成主轴转过圈数nn产生异常数据(即主轴转过圈数nn会突然变大或突然变小)而导致梭线余量检测结果不准确的现象，并能够准确地判断在获取到nn和nn+a的时刻绕线柱11上的梭线余量不足，且在获取到主轴转过圈数nn+a的时刻控制主电机停止转动，从而提供缝纫质量。现提供上述梭线余量检测方法的较优实施例：在电控模块4中预设缝纫机主轴转动圈数的取样间隔为梭芯1每转过3圈、灵敏度参数a＝5、以及a＝3，则梭芯1每转过3圈电控模块4就获取一次主轴的转过圈数，具体见下表：n1n2n3n4n5n6n7n8n9n10n11n12n1325262423482726102325373536n5和n8是由于缝纫机抖动、震动而导致梭芯1跟着抖动、震动所产生的异常数据，也就是说，在获取到n5和n8的时刻，梭芯1上的梭线余量仍然足够，而通过上述条件1和条件2的限定可将n5和n8排除、过滤，n5和n8不满足缝纫机电控模块4判断梭芯余量不足的条件。当电控模块4获取到n13时，则电控模块4判断n11-n10≧5、n12-n10≧5、以及n13-n10≧5；条件2：n9-n10≦5，故可判断在获取到n10或n13时梭线余量不足，电控模块4即可控制缝纫机停止转动，n10到n11之间的过程也意味着梭线1上的梭线供应从主绕线部142过渡到起始绕线部141。进一步地，所述隔板15可沿梭芯1的径向倾斜延伸，也可沿梭芯1的径向平直延伸，且隔板15在左右方向上的厚度沿梭芯1的径向逐渐减小，使起始绕线部141呈v形；本实施例中，如图4所示，隔板15沿梭芯1的径向平直延伸，且隔板15的外径小于凸缘12的外径，使得隔板15的外周位于绕线槽14中。沿梭芯1的径向，起始绕线部141的深度小于主绕线部142的深度，故起始绕线部141较浅、主绕线部142较深，更进一步减少起始绕线部141中所绕的梭线量，避免换下的梭芯1上梭线7剩余过多，提高梭线余量检测的可靠性。另外，所述梭芯检测单元优选采用以下结构：如图3至图5所示，梭芯检测单元包括固设在第一凸缘121左端面上的被检测部5、开设在梭壳3上的通孔31、集成有红外线发射器和红外线接收器的光电传感器6、以及信号处理模块，所述光电传感器6固定在缝纫机底板上，所述被检测部5包括多个相间分布的第一被检测部51和第二被检测部52，所述第一被检测部51和第二被检测部52的反射光线能力不同，所述红外线发射器和红外线接收器都正对从梭壳3上的通孔31处露出的被检测部5、且红外线发射器和红外线接收器都与信号处理模块相连接，信号处理模块再与电控模块4相连接。缝纫过程中梭芯1转动，红外线发射器向从通孔31中露出的第一被检测部51或第二被检测部52发射红外线，红外线接收器接收从通孔31中露出的第一被检测部51或第二被检测部52反射回来的光线，由于第一被检测部51和第二被检测部52的反射光线能力不同，故红外线接收器输出脉冲信号给信号处理模块，信号处理模块根据该脉冲信号计算梭芯1的角速度ω或转动圈数m、并将梭芯1的角速度ω或转动圈数m输出给电控模块4，电控模块4再根据梭芯1的角速度ω计算梭芯1的角加速度μ。较优地，第一被检测部51由反光材料制成，比如反光板、反光纸等；第二被检测部52由吸光材料制成，提高脉冲信号的辨识度，从而提高梭芯1角速度ω和角加速度μ的计算精度，提高梭线余量检测的可靠性和准确性。所述信号处理模块可以集成在电控模块4上。进一步地，所述梭线余量检测装置还包括与电控模块4相连接的梭线余量不足预警单元；如图7所示，所述步骤c中，当电控模块4判断绕线柱11上的梭线余量不足时、使主电机停止转动时，电控模块4还同时触发梭线余量不足预警单元发出“梭线余量不足”的预警。本实施例中，所述梭线余量不足预警单元为一安装在缝纫机机壳前表面上的显示屏；当电控模块4判断绕线柱11上的梭线余量不足时，电控模块4触发显示屏以文字信息和/或图标信息的方式来显示“梭线余量不足”的预警信息。或者，所述梭线余量不足预警单元为一安装在缝纫机机壳前表面上的声光报警器；当电控模块4判断绕线柱11上的梭线余量不足时，电控模块4触发声光报警器以声音和/或灯光信息的方式来显示“梭线余量不足”的预警信息。本申请还一种缝纫机，该缝纫机中配置有如上所述的梭芯1、或旋梭、或梭线余量检测装置。综上所述，本申请结构简单，在梭线余量检测过程中，光电传感器6始终输出脉冲信号，从而实现在不影响缝纫机工作的情况下，能够有效、可靠且准确地检测梭线余量是否不足、梭线是否断线、是否跳针等异常情况，从而避免因梭线异常而在缝料上留下多余针孔，进而提高缝料质量。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
技术领域：
中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。当前第1页12