本发明涉及纺织设备领域，尤其涉及一种旋转弹仓储料式智能梭壳更换设备。
背景技术：
目前，给电脑绣花机提供底线的装置是由梭壳和梭芯两部分组成，当绣花机运行到底线用完时，都需要更换梭壳(梭芯)，现在全部是采用人工更换，在做更换操作时，绣花机在停机状态下，操作工先将用完底线的梭壳(梭芯)从绣花机旋梭箱上取下，再将装满底线的梭壳(梭芯)换上，由于梭壳(梭芯)安装位置特殊，不仅梭壳(梭芯)更换空间较小，而且操作工需弯腰蹲下到台板下面，因而导致操作不便，延长更换时间，影响生产效率，而且劳动强度大。
技术实现要素：
本发明是为了克服现有技术中的绣花机设备中梭壳更换需要人工操作，自动化程度低，生产效率低、工人劳动强度高等问题，提供一种能够自动实现更换梭壳，提供自动化程度和生产效率的弹仓式智能换梭机器人设备。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种旋转弹仓储料式智能梭壳更换设备，包括工作平台、梭壳储料装置、梭壳传送机械手和梭壳夹持装置，所述梭壳储料装置包括前面板和梭壳弹仓，所述的前面板为多副，所述多副前面板呈环形依次布置，多副前面板可绕中心轴转动，梭壳弹仓沿着所述前面板等距设置,所述多副前面板上端设有上固定圆盘，其下端设有下固定圆盘，所述的上固定圆盘与下固定圆盘中心设有圆盘驱动机构，所述圆盘驱动机构包括与上固定圆盘和下固定圆盘中心轴连接的圆盘驱动电机，所述前面板下端与下固定圆盘活动连接，所述前面板上端与上固定圆盘可拆卸连接,沿着前面板设置梭壳弹仓，所述梭壳夹持装置安装于梭壳传送机械手末端；所述梭壳弹仓包括弹腔、芯轴和弹出机构，所述弹腔形状为前面板的圆弧面沿法线方向向内凹陷形成的空腔，所述芯轴侧面设置若干环形定位槽，所述环形定位槽配合梭壳中心孔，所述弹出机构设置于弹仓内部，芯轴连接弹出机构。
工作平台用于承载备用梭壳存放装置和梭壳传送机械手等结构在工作场地的各绣花机旋梭位置移动。梭壳弹仓可以放置多个备用的梭壳同时串设在芯轴上，在梭壳夹持装置夹取一个梭壳后，下一个梭壳由弹出机构，拖出以备下一次夹取。前面板的转动设置方式能够保证每次夹取梭壳转动到距离转动座的距离相同，从而能够降低梭壳传送机械手在这一距离上的定位精度。
在需要更换梭壳时，通过如下步骤完成更换梭壳：
步骤1：梭壳传送机械手将梭壳夹持装置转动到待更换梭壳方向，梭壳夹持装置夹持待更换梭壳，将其拆卸完成拆卸步骤。
步骤2：梭壳传送机械手将梭壳夹持装置转动到面向梭壳储料装置方向，将梭壳夹持装置平移和升降移动至一个备用梭壳，梭壳夹持装置夹持备用梭壳，完成取料，同时梭壳弹仓的下一个梭壳弹出以备下次取料。
步骤3：梭壳传送机械手将梭壳夹持装置转动到备用梭壳的预安装位置，梭壳夹持装置将夹持的备用梭壳安装到位，完成安装步骤。
作为优选，前面板在弹仓开口处设置限位片，所述限位片内侧面为配合梭壳外侧面形状的圆弧面，弹腔内侧壁在限位片同侧平行芯轴设置有容纳梭壳的栓锁滑动件末端的限位滑槽，所述限位滑槽延伸至限位片的内侧面，所述限位滑槽靠近限位片顶端的一端深度变浅形成限位台阶。
由于梭壳栓锁滑动件末端是凸出的，限位片和限位滑槽可以限制梭壳在芯轴上旋转，从而优化梭壳定位，便于梭壳夹持装置夹取。限位台阶可以和弹出的栓锁滑动件末端静摩擦力较大，从而限制每次梭壳弹出的位置，保证不会从前面板上弹出。
作为优选，所述弹出机构包括推板和弹腔弹簧，所述推板设置在弹腔内并可沿着所述弹腔滑动，所述芯轴垂直连接推板，弹腔弹簧设置在推板和弹腔底面之间。
作为优选，所述推板设置有线头定位结构，所述线头定位结构和限位滑槽位于芯轴的两侧。
作为优选，所述线头定位结构设置为平行芯轴设置的线头缠绕轴，所述线头缠绕轴上套设有线头缠绕弹簧。
备用梭壳的线头拉扯出一段并缠绕在线头缠绕轴上，防止梭壳上的线头影响梭壳抓取安装等工作，同时安全梭壳的时候线头能够更为容易的被机头收入。
作为优选，所述线头定位结构设置为线头定位夹，所述线头定位夹包括两片长条形的弹性夹片，所述弹性夹片平行芯轴设置在推板上。
备用梭壳的线头拉扯出一段并夹持在线头定位夹上，防止梭壳上的线头影响梭壳抓取安装等工作，同时安全梭壳的时候线头能够更为容易的被机头收入。
所述工作平台设置于一个移动小车上，所述移动小车设置有防撞自停系统，所述的防撞自停系统包括设于移动小车的超声波测距传感器。
作为优选，所述梭壳传送机械手包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂，所述第一机械臂平行转动连接工作平台，第二机械臂转动连接第一机械臂，第三机械臂转动连接第二机械臂，第四机械臂转动连接第三机械臂，第四机械臂末端转动连接梭壳夹持装置。
作为优选，所述设备还包括定位控制装置，所述定位控制装置包括设于移动小车的主控板、灰度传感模块、视觉识别模块、激光发射模块和移动小车上的显示屏，所述灰度传感模块、视觉识别模块、激光发射模块、显示屏均与所述的主控板电连接，所述的移动小车底部设有灰度传感器，所述的灰度传感模块与灰度传感器电连接，所述的梭壳传送机械手上设有视觉探头，所述的视觉探头与视觉识别模块电连接，所述的梭壳夹持装置上设有激光发射器，所述的激光发射器与激光发射模块电连接。视觉识别模块和激光发射模块安装于梭壳传送机械手，用于精确识别和定位梭壳位置。而灰度传感器是使得移动小车能够在绣花机加工车间内的地上，沿着绣花机的机头排布位置设有灰色传感带，移动小车的灰度传感器可以识别灰色传感带的宽度和走向，实现移动小车沿着预先设定好的轨迹进行行走，从而实现在固定的绣花机之间进行工作。所述的显示屏可以实现人机交互功能，用于显示设备的状态以及参数设定工作。通常可设定每次移动小车行进的距离，从而使得设备在更换完一个装有备用梭壳的梭芯板后，准确行驶到下一个需要更换梭壳梭芯板的机头位置。
作为优选，所述梭壳夹持装置包括夹持支架、拨钩、拨钩驱动电机和夹片，所述夹持支架设置在梭壳传送机械手的末端，所述拨钩和夹片设置在夹持支架两侧，拨钩转动连接夹持支架，拨钩驱动电机驱动拨钩旋转，所述拨钩用于拨动栓锁柄，所述夹片为“l”形结构，夹片内侧设置有配合梭壳的栓锁柄中部通孔的限位凸块。
在梭壳夹持装置靠近梭壳到位后，拨钩驱动电机驱动拨钩旋转，拨动打开栓锁柄，使栓锁滑动件内收，从而栓锁滑动件和定位片上定位缺口的定位限制，将梭壳从梭壳弹仓上取出，打开的栓锁柄中中部通孔扣接在限位凸块上，从而实现梭壳的稳定抓取。
因此，本发明具有如下有益效果为：本发明能实现数台电脑绣花机之间、多头及超长电脑绣花机自动更换梭壳(梭芯)，自动放置备用梭壳，并将空梭壳梭芯自动收集，解决了电脑绣花机行业人工更换梭壳(梭芯)费时费力的难题。
附图说明
图1为本发明实施的结构示意图。
图2为本发明的梭壳弹仓的第一结构示意图。
图3为本发明的梭壳弹仓的第二结构示意图。
图4为本发明的梭壳夹持装置的结构示意图。
图5为本发明的梭壳夹持装置的夹持梭壳状态的结构示意图。
图中:1移动小车；101工作平台；2前面板；201上固定圆盘；202下固定圆盘；301弹腔；302芯轴；303环形定位槽；304限位片；305限位滑槽；306限位台阶；307推板；308弹腔弹簧；309线头缠绕轴；310线头缠绕弹簧；311线头定位夹；4梭壳传送机械手；401转动座；402第一机械臂；403第二机械臂；404第三机械臂；405第四机械臂；5梭壳夹持装置；501支架；502拨钩；503拨钩驱动电机；504夹片；505限位凸块；6梭壳；601栓锁柄；602栓锁滑动件；7视觉探头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。
如图1、图2所示：
本发明的一种旋转弹仓储料式智能梭壳更换设备，包括工作平台101、梭壳储料装置、梭壳传送机械手4和梭壳夹持装置5，所述梭壳储料装置包括前面板2和梭壳弹仓，所述的前面板2为多副，所述多副前面板呈环形依次布置，多副前面板2可绕中心轴转动，梭壳弹仓沿着所述前面板2等距设置,所述多副前面板上端设有上固定圆盘201，其下端设有下固定圆盘202，所述的上固定圆盘201与下固定圆盘202中心设有圆盘驱动机构，所述圆盘驱动机构包括与上固定圆盘和下固定圆盘中心轴连接的圆盘驱动电机，所述前面板下端与下固定圆盘活动连接，所述前面板上端与上固定圆盘可拆卸连接,沿着前面板设置梭壳弹仓，所述梭壳夹持装置5安装于梭壳传送机械手4末端；所述梭壳弹仓包括弹腔301、芯轴302和弹出机构，所述弹腔301形状为前面板2的圆弧面沿法线方向向内凹陷形成的空腔，所述芯轴302侧面设置若干环形定位槽303，所述环形定位槽303配合梭壳中心孔，所述弹出机构设置于弹仓内部，芯轴302连接弹出机构。
工作平台用于承载备用梭壳存放装置和梭壳传送机械手等结构在工作场地的各绣花机旋梭位置移动。梭壳弹仓可以放置多个备用的梭壳同时串设在芯轴上，在梭壳夹持装置夹取一个梭壳后，下一个梭壳由弹出机构，拖出以备下一次夹取。前面板的转动设置方式能够保证每次夹取梭壳转动到距离转动座的距离相同，从而能够降低梭壳传送机械手在这一距离上的定位精度。
工作平台101用于承载备用梭壳存放装置和梭壳传送机械手4等结构在工作场地的各绣花机旋梭位置移动。梭壳弹仓可以放置多个备用的梭壳同时串设在芯轴302上，在梭壳夹持装置5夹取一个梭壳后，下一个梭壳由弹出机构，拖出以备下一次夹取。梭壳弹仓的弹出方向沿前面板2圆弧面结构的法线方向，所述转动座401的转动轴线和所述前面板2圆弧面结构的圆心轴线同轴设置，从而能够保证每次夹取梭壳距离转动座401的距离相同，从而能够降低梭壳传送机械手4在这一距离上的定位精度。
前面板2在弹仓开口处设置限位片304，所述限位片304内侧面为配合梭壳外侧面形状的圆弧面，弹腔301内侧壁在限位片304同侧平行芯轴302设置有容纳梭壳的栓锁滑动件602末端的限位滑槽305，所述限位滑槽305延伸至限位片304的内侧面，所述限位滑槽305靠近限位片304顶端的一端深度变浅形成限位台阶306。
由于梭壳栓锁滑动件602末端是凸出的，限位片304和限位滑槽305可以限制梭壳在芯轴302上旋转，从而优化梭壳定位，便于梭壳夹持装置5夹取。限位台阶306可以和弹出的栓锁滑动件602末端静摩擦力较大，从而限制每次梭壳弹出的位置，保证不会从前面板2上弹出。
所述弹出机构包括推板307和弹腔弹簧308，所述推板307设置在弹腔301内并可沿着所述弹腔301滑动，所述芯轴302垂直连接推板307，弹腔弹簧308设置在推板307和弹腔301底面之间。
如图2所示，所述推板307设置有线头定位结构，所述线头定位结构和限位滑槽305位于芯轴302的两侧。所述线头定位结构设置为平行芯轴302设置的线头缠绕轴309，所述线头缠绕轴309上套设有线头缠绕弹簧310。备用梭壳的线头拉扯出一段并缠绕在线头缠绕轴309上，防止梭壳上的线头影响梭壳抓取安装等工作，同时安全梭壳的时候线头能够更为容易的被机头收入。
如图3所示，所述线头定位结构还可以设置为线头定位夹311，所述线头定位夹311包括两片长条形的弹性夹片504，所述弹性夹片504平行芯轴302设置在推板307上。备用梭壳的线头拉扯出一段并夹持在线头定位夹311上，防止梭壳上的线头影响梭壳抓取安装等工作，同时安全梭壳的时候线头能够更为容易的被机头收入。
所述工作平台101设置于一个移动小车1上，所述移动小车1设置有防撞自停系统，所述的防撞自停系统包括设于移动小车1的超声波测距传感器。
所述梭壳传送机械手4包括第一机械臂402、第二机械臂403、第三机械臂404和第四机械臂405，所述第一机械臂402平行转动连接工作平台101，第二机械臂403转动连接第一机械臂402，第三机械臂404转动连接第二机械臂403，第四机械臂405转动连接第三机械臂404，第四机械臂405末端转动连接梭壳夹持装置5。
所述设备还包括定位控制装置，所述定位控制装置包括设于移动小车1的主控板、灰度传感模块、视觉识别模块、激光发射模块和移动小车1上的显示屏，所述灰度传感模块、视觉识别模块、激光发射模块、显示屏均与所述的主控板电连接，所述的移动小车1底部设有灰度传感器，所述的灰度传感模块与灰度传感器电连接，所述的梭壳传送机械手4上设有视觉探头7，所述的视觉探头7与视觉识别模块电连接，所述的梭壳夹持装置5上设有激光发射器，所述的激光发射器与激光发射模块电连接。视觉识别模块和激光发射模块安装于梭壳传送机械手4，用于精确识别和定位梭壳位置。而灰度传感器是使得移动小车1能够在绣花机加工车间内的地上，沿着绣花机的机头排布位置设有灰色传感带，移动小车1的灰度传感器可以识别灰色传感带的宽度和走向，实现移动小车1沿着预先设定好的轨迹进行行走，从而实现在固定的绣花机之间进行工作。所述的显示屏可以实现人机交互功能，用于显示设备的状态以及参数设定工作。通常可设定每次移动小车1行进的距离，从而使得设备在更换完一个装有备用梭壳的梭芯板后，准确行驶到下一个需要更换梭壳梭芯板的机头位置。
本实施例中，灰度传感模块采用方宇12路灰度循迹传感器sen1660-f，视觉识别模块采用佑思ccd视觉识别模块xg-e700a，激光发射模块采用3irobotics公司的c0602激光传感模块，显示屏采用松佐或欧姆龙等工业用显示屏，视觉探头7采用深圳震华公司suei74工业视觉探头7或相当产品，视觉识别模块采用xg-e700a佑思ccd视觉识别模块，激光发射器采用深圳砝石公司f3/f6/f10系列激光发射器，超声波测距传感器采用北京聚英电子有限公司的rs485超声波测距传感模器。
如图4、图5所示，所述梭壳夹持装置5包括夹持支架501、拨钩502、拨钩驱动电机503和夹片504，所述夹持支架501设置在梭壳传送机械手4的末端，所述拨钩502和夹片504设置在夹持支架501两侧，拨钩502转动连接夹持支架501，拨钩驱动电机503驱动拨钩502旋转，所述拨钩502用于拨动栓锁柄601，所述夹片504为“l”形结构，夹片504内侧设置有配合梭壳的栓锁柄601中部通孔的限位凸块505。
在梭壳夹持装置5靠近梭壳到位后，拨钩驱动电机503驱动拨钩502旋转，拨动打开栓锁柄601，使栓锁滑动件602内收，从而栓锁滑动件602和定位片上定位缺口的定位限制，将梭壳从梭壳弹仓上取出，打开的栓锁柄601中中部通孔扣接在限位凸块505上，从而实现梭壳的稳定抓取。
在需要更换梭壳6时，通过如下步骤完成更换梭壳：
步骤1：梭壳传送机械手4将梭壳夹持装置5转动到待更换梭壳方向，梭壳夹持装置5夹持待更换梭壳，将其拆卸完成拆卸步骤。
步骤2：梭壳传送机械手4将梭壳夹持装置5转动到面向梭壳储料装置方向，将梭壳夹持装置5平移和升降移动至一个备用梭壳，梭壳夹持装置5夹持备用梭壳，完成取料，同时梭壳弹仓的下一个梭壳弹出以备下次取料。
步骤3：梭壳传送机械手4将梭壳夹持装置5转动到备用梭壳的预安装位置，梭壳夹持装置5将夹持的备用梭壳安装到位，完成安装步骤。
本发明能实现数台电脑绣花机之间、多头及超长电脑绣花机自动更换梭壳(梭芯)，自动放置备用梭壳，并将空梭壳梭芯自动收集，解决了电脑绣花机行业人工更换梭壳(梭芯)费时费力的难题。