一种缝纫机的膝靠抬压脚装置的制作方法

本发明属于服装制造设备技术领域，涉及一种缝纫机，特别是一种缝纫机的膝靠抬压脚装置。

背景技术：

缝纫机是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器。缝纫机能缝制棉、麻、丝、毛、人造纤维等织物和皮革、塑料、纸张等制品，缝出的线迹整齐美观、平整牢固，缝纫速度快、使用简便。压脚是缝纫机上的重要部件，缝纫机工作过程需要抬起缝纫机的压脚，目前缝纫机上具有人工和自动两种操作方式进行抬压脚。人工抬压脚方式是通过人工驱动相应的人工传动机构进行抬压脚，自动抬压脚方式通过电动元件如电磁铁、电机等作为动力源驱动相应的自动传动机构进行抬压脚。现有缝纫机在缝制厚料的工作时，压脚需要较大的压力，才能顺利压料送料，达到缝纫要求，特别是对于缝制皮革、帆布等较厚材料时，为保证压脚能够压住缝料不失布确保针距大小不变，压脚机构必须需要多根弹簧调节压脚压力，且压力较大。缝制过程中，需要经常使用膝靠微抬压脚进行缝料转向、加料等操作，但受到机械机构内部多根弹簧的压缩反作用力，导致膝靠抬压脚所需的力较大，使用过程中，导致工作效率降低、操作工膝靠劳动强度大等问题。

在自动抬压脚机械结构中，抬压脚拉杆螺钉受到电磁铁铁芯的推力同时也受到膝控提升拉杆的作用力，两个力为相互作用力，导致该螺钉承受的合成剪切力较大，有断裂的风险。使用过程中由于在使用缝纫机工厂的正常生产中自动抬压脚频繁、速度要求快，销售出去的机器中存在断裂的问题。

例如中国专利(公开号：cn108611770a，公开日：2018-10-02)公开了一种缝纫机抬压脚结构，包括自动抬压脚驱动源组件、顶柱、膝靠顶杆、后杠杆组件、拉杆、压脚提升机构、以及安装在压脚提升机构下端的压脚组件，后杠杆组件包括能够绕同一固定轴线摆动的自动抬压脚杠杆和膝靠抬压脚杠杆，顶柱的一端与自动抬压脚杠杆的一端相连接、另一端与自动抬压脚驱动源组件的移动部相抵接，膝靠抬压脚杠杆的一端与膝靠顶杆铰接、另一端与拉杆一端铰接，拉杆另一端与压脚提升机构的上端相连接；自动抬压脚杠杆和膝靠抬压脚杠杆之间具有避让机构，当由膝靠顶杆驱动膝靠抬压脚杠杆摆动进行膝靠抬压脚时、避让机构使自动抬压脚杠杆不摆动，当由自动抬压脚驱动源组件驱动自动抬压脚杠杆进行自动抬压脚时、避让机构使膝靠抬压脚杠杆随自动抬压脚杠杆同步摆动。

上述专利文献中采用了驱动源组件来自动抬压脚，但是由于传动结构设计不够合理，导致频繁、高速抬压脚过程中容易出现损坏等故障。

技术实现要素：

本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种缝纫机的膝靠抬压脚装置，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种省力且不易损坏的膝靠抬压脚装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种缝纫机的膝靠抬压脚装置，缝纫机包括压紧杆和设置在所述压紧杆下端的小压脚，所述压紧杆上套设有压紧弹簧，所述抬压脚装置包括能够带动所述压紧杆上升的提升前杠杆以及带动所述提升前杠杆摆动的提升拉杆，所述提升拉杆的端部连接有提升后杠杆，其特征在于，所述抬压脚装置还包括能够驱动所述提升后杠杆摆动的电磁铁、能够转动的膝控铰接轴以及推动所述膝控铰接轴转动的膝靠盘，所述电磁铁的输出轴通过拉杆曲柄与所述提升后杠杆的中部相连接，所述膝控铰接轴的端部连接有变阻器，所述膝控铰接轴上还连接有限位架，所述限位架与所述提升后杠杆之间设有顶升组件；所述顶升组件的端部与所述提升后杠杆的端部相连接。

其原理如下：膝盖抵靠膝靠盘，膝靠盘推动膝控铰接轴转动，膝控铰接轴通过限位架和顶升组件驱动提升后杠杆摆动，同时膝控铰接轴转动使得变阻器产生电阻变化，进一步的转化为电流信号传递给缝纫机的电控，电控控制电磁铁动作推动提升后杠杆摆动；提升后杠杆通过提升拉杆带动提升前杠杆摆动，提升前杠杆带动压紧杆向上移动，抬升小压脚，实现抬压脚动作。

缝制各种厚料缝料时，需要压缩机械结构内多根弹簧来增加小压脚的压力，本技术方案中增加了膝靠助力装置，通过膝控铰链轴的转动，导致连接在该膝控铰链轴上的变阻器的电阻发生变化，在缝纫机电控电压为恒定的情况下，电阻发生变化转化为电流发生改变的电信号，将该电信号传导至电控，由电控输出信号控制电磁铁工作，抵消部分膝靠的作用力，从而达到膝控助力的效果。

在上述的缝纫机的膝靠抬压脚装置中，所述提升后杠杆呈l型，所述提升后杠杆的中部通过轴位螺钉铰接在缝纫机的机壳上；所述提升后杠杆的一端与所述提升拉杆的一端相铰接，所述顶升组件的上端与所述提升后杠杆的另一端相连接；所述拉杆曲柄的两个部分分别固连在所述提升后杠杆端部与中部之间的位置，所述拉杆曲柄的第三部分与所述电磁铁的输出轴相连接。

本技术方案中对传动结构进行改进，从减少提升后杠杆的节点所受合成剪切力大小的角度出发，将多个方向的外力进行拆分，避免在自动抬压脚的过程中同一节点受到很大的合成剪切力；改善了螺钉断裂等不良情况。

作为替代方案，提升后杠杆和拉杆曲柄可以一体成型。

在上述的缝纫机的膝靠抬压脚装置中，所述膝控铰接轴上套设有复位弹簧；所述膝控铰接轴的端部固设有操纵杆接头；所述操纵杆接头上固连有能够带动其绕膝控铰接轴周向摆动的弯杆，所述弯杆与所述膝靠盘固连。

在上述的缝纫机的膝靠抬压脚装置中，所述压紧杆上固设有提升块，所述提升前杠杆的中部铰接在缝纫机的机壳上，所述提升前杠杆的一端与所述提升块的下侧相抵靠，所述提升前杠杆的另一端与所述提升拉杆的另一端活动连接。进一步的，提升前杠杆也呈l型，提升前杠杆的中部也通过轴位螺钉铰接在缝纫机的机壳上；提升前杠杆的一端横向伸出且该端具有限位凹槽，提升块的下侧位于该限位凹槽内；提升前杠杆的另一端向上伸出且该端与提升拉杆的另一端相铰接。

在上述的缝纫机的膝靠抬压脚装置中，所述压紧杆上的上端螺接有调压螺钉、辅助螺钉以及能够锁紧所述调压螺钉的锁止螺母，所述压紧弹簧的两端分别作用在所述调压螺钉和所述提升块上。

缝制各种厚料缝料时，需要调整辅助螺钉和调压螺钉，此时这两个零件相对于缝纫机机壳位置较低，压紧弹簧的压缩量增大，压紧杆上的提升块和提升前杠杆受到力较大。同时，受到膝控铰接轴上复位弹簧的弹力，由机械结构内部的多根弹簧作用力叠加，此刻若需要抬起小压脚，需要应用更大的力。如果完全靠人工抵压膝靠盘来抬起，劳动强度非常大；而使用本助力膝靠装置，无论是厚料还是薄料缝制工作都能轻松抬起小压脚进行缝纫操作，大大降低了缝纫工人的劳动强度。

在上述的缝纫机的膝靠抬压脚装置中，所述顶升组件包括顶杆和顶升长杆，所述顶升长杆的上端活动连接在所述提升后杠杆的端部；所述限位架的中部连接在所述膝控铰接轴上，所述限位架的一端向外延伸且该端具放置凹槽，所述顶杆的下端伸入所述放置凹槽内，所述顶杆的上端具有顶升端面，所述顶升端面与所述顶升长杆的下端相抵靠。

在上述的缝纫机的膝靠抬压脚装置中，所述变阻器包括壳体、连接螺杆和螺接在所述连接螺杆上的锁紧螺母，所述膝控铰接轴的端部与所述连接螺杆的一端相连接，所述连接螺杆的另一端固设有指标针，所述壳体上设有刻度值，所述指标针与所述刻度值相对应。进一步的，壳体的两侧固连有固定板，通过该固定板将变阻器固定在缝纫机的机壳上。变阻器内的滑杆与连接螺杆相连接，膝控铰接轴转动时带动滑杆摆动，通过改变滑杆的位置来调整其电阻值。

本技术方案中采用变阻器作为信号产生源，当抬起小压脚时需要膝盖靠在膝靠盘上，用微小的力推动膝靠盘，从而带动膝控铰链轴逆时针转动，带动变阻器的电阻值发生改变。

缝纫机的电控输出电压u为稳定值，当膝控铰链轴发生变化及变阻器内的滑杆发生移动，导致电阻r发生变化，根据i＝u/r得出电流i发生变化，电流作为信号反馈给电控，电控产生电流给电磁铁，电磁铁工作产生推力带动提升拉杆运动，帮助小压脚适当抬起，从而减少缝纫工抬压脚所使用的作用力。当小压脚需要抬起高度更大时，膝控铰链轴转动的角度也加大，此时电阻变化量更大，该状况下产生的电流也与小压脚高度较低时产生的电流不同，反馈给电控的信号及电磁铁产生的推力也不同。考虑到压紧弹簧压缩量增加，需要抬起小压脚的作用力更大，这时通过电磁铁推力的增加，产生助力的效果。同时小压脚高度不受限于电磁铁行程，通过机械结构，达到更大的抬压脚高度。

在上述的缝纫机的膝靠抬压脚装置中，所述电磁铁的外壳上固连有安装板，所述电磁铁的输出轴上连接有能够在其驱动下摆动的曲柄连杆，所述曲柄连杆的端部连接有转动轴，所述转动轴通过抬压脚曲柄连接有抬压脚拉杆，所述抬压脚拉杆的端部与所述拉杆曲柄相连接。

在上述的缝纫机的膝靠抬压脚装置中，所述抬压脚拉杆的端部开设有沿其长度方向的条形孔，所述拉杆曲柄的第三部分侧面上具有销钉，所述销钉活动插接在所述条形孔内。

与现有技术相比，本发明中的具有以下优点：

1、本发明中通过设置变阻器，将膝盖推动膝靠盘的动作转化为变阻器的电信号，利用该电信号传导至电控，由电控输出信号控制电磁铁工作，抵消部分膝靠的作用力，从而达到膝控助力的效果。采用可变电阻器作为信号源，电阻变化量明显且反应灵敏，采用电流作为传输信号，该信号不会在传输过程中损失。

2、本发明中变阻器的转轴与膝控铰链轴保持同心连接，该连接方式可使两者转动角度一致。变阻器上增加刻度值，方便初始电阻值的调整。

3、本发明中传动结构进行改进，由两个独立的零件分别承受电磁铁的拉力和压脚部件的拉力，降低了相应零件损坏的风险。

附图说明

图1是本膝靠抬压脚装置的立体结构示意图。

图2是本膝靠抬压脚装置中的局部结构示意图。

图3是本膝靠抬压脚装置中提升后杠杆受力传递结构示意图。

图4是本膝靠抬压脚装置中膝控铰接轴与变阻器的连接结构示意图。

图5是本膝靠抬压脚装置中变阻器的内部结构示意图。

图6是本膝靠抬压脚装置中提升后杠杆替代方案结构示意图。

图中，1、压紧杆；2、小压脚；3、压紧弹簧；4、提升前杠杆；5、提升拉杆；6、提升后杠杆；7、电磁铁；8、膝控铰接轴；9、变阻器；91、壳体；91a、安装板；91b、刻度值；92、连接螺杆；93、锁紧螺母；94、指标针；10、拉杆曲柄；10a、销钉；11、膝靠盘；12、限位架；12a、放置凹槽；13、顶升组件；13a、顶杆；13b、顶升长杆；14、轴位螺钉；15、复位弹簧；16、操纵杆接头；17、弯杆；18、提升块；19、调压螺钉；20、辅助螺钉；21、锁止螺母；22、曲柄连杆；23、转动轴；24、抬压脚曲柄；25、抬压脚拉杆；25a、条形孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本缝纫机包括压紧杆1和设置在压紧杆1下端的小压脚2，压紧杆1上套设有压紧弹簧3，抬压脚装置包括能够带动压紧杆1上升的提升前杠杆4以及带动提升前杠杆4摆动的提升拉杆5，提升拉杆5的端部连接有提升后杠杆6，抬压脚装置还包括能够驱动提升后杠杆6摆动的电磁铁7、能够转动的膝控铰接轴8以及推动膝控铰接轴8转动的膝靠盘11，电磁铁7的输出轴通过拉杆曲柄10与提升后杠杆6的中部相连接，膝控铰接轴8的端部连接有变阻器9，膝控铰接轴8上还连接有限位架12，限位架12与提升后杠杆6之间设有顶升组件13；顶升组件13的端部与提升后杠杆6的端部相连接。压紧杆1上固设有提升块18，提升前杠杆4的中部铰接在缝纫机的机壳上，提升前杠杆4的一端与提升块18的下侧相抵靠，提升前杠杆4的另一端与提升拉杆5的另一端活动连接。进一步的，提升前杠杆4也呈l型，提升前杠杆4的中部也通过轴位螺钉14铰接在缝纫机的机壳上；提升前杠杆4的一端横向伸出且该端具有限位凹槽，提升块18的下侧位于该限位凹槽内；提升前杠杆4的另一端向上伸出且该端与提升拉杆5的另一端相铰接；压紧杆1上的上端螺接有调压螺钉19、辅助螺钉20以及能够锁紧调压螺钉19的锁止螺母21，压紧弹簧3的两端分别作用在调压螺钉19和提升块18上。

如图1所示，顶升组件13包括顶杆13a和顶升长杆13b，顶升长杆13b的上端活动连接在提升后杠杆6的端部；限位架12的中部连接在膝控铰接轴8上，限位架12的一端向外延伸且该端具放置凹槽12a，顶杆13a的下端伸入放置凹槽12a内，顶杆13a的上端具有顶升端面，顶升端面与顶升长杆13b的下端相抵靠。

缝制各种厚料缝料时，需要压缩机械结构内多根弹簧来增加小压脚2的压力；需要抬压脚时，膝盖抵靠膝靠盘11，膝靠盘11推动膝控铰接轴8转动，膝控铰接轴8通过限位架12和顶升组件13驱动提升后杠杆6摆动，同时膝控铰接轴8转动使得变阻器9产生电阻变化，进一步的转化为电流信号传递给缝纫机的电控，电控控制电磁铁7动作推动提升后杠杆6摆动；提升后杠杆6通过提升拉杆5带动提升前杠杆4摆动，提升前杠杆4带动压紧杆1向上移动，抬升小压脚2，实现抬压脚动作。本膝靠抬压脚装置中增加了膝靠助力装置，通过膝控铰链轴的转动，导致连接在该膝控铰链轴上的变阻器9的电阻发生变化，在缝纫机电控电压为恒定的情况下，电阻发生变化转化为电流发生改变的电信号，将该电信号传导至电控，由电控输出信号控制电磁铁7工作，抵消部分膝靠的作用力，从而达到膝控助力的效果。

进一步的，如图2所示，提升后杠杆6呈l型，提升后杠杆6的中部通过轴位螺钉14铰接在缝纫机的机壳上；提升后杠杆6的一端与提升拉杆5的一端相铰接，顶升组件13的上端与提升后杠杆6的另一端相连接；拉杆曲柄10的两个部分分别固连在提升后杠杆6端部与中部之间的位置，拉杆曲柄10的第三部分与电磁铁7的输出轴相连接。进一步的，抬压脚拉杆25的端部开设有沿其长度方向的条形孔25a，拉杆曲柄10的第三部分侧面上具有销钉10a，销钉10a活动插接在条形孔25a内。

结合图3所示，本方案从减少提升后杠杆6的节点b所受合成剪切力大小的角度出发，将力f0’和力fn的作用点进行拆分，避免在自动抬压脚的过程中同一节点受到很大的合成剪切力。通过增加节点b’来单独承受力f0’，在自动抬压脚过程中，节点b单独承受力fn。当使用抬压脚功能时，顶升组件13(l5)不直接受外力作用(即膝靠不工作)，f2＝0，此时电磁铁7提供一个力f0，驱动杆l3、l4绕节点e逆时针转动带动节点d、b’向左移动，由于节点c、b、b’可看做是在同一杠杆上，随着节点b’左移，节点c、b和连杆l1、l1’、l1”同时绕节点a顺时针旋转。

从成本控制与更改工作量的角度出发，在原先结构的基础上增加了拉杆曲柄10，通过紧固螺钉将其固定在提升后杠杆6上，因提升后杠杆6、拉杆曲柄10、紧固螺钉无相对位移，因此在结构简图中视作一体。在本专利方案中，提升后杠杆6中部的轴位螺钉14固定在缝纫机的机壳上，提升后杠杆6安装在轴位螺钉14上可绕其旋转，提升后杠杆6的左侧开有一孔，顶升组件13穿过该孔安装在提升后杠杆6上。图3与图1及图2中的零件对应关系如下：抬压脚拉杆25对应l2，顶升组件13对应l5，提升后杠杆6、紧固螺钉、拉杆曲柄10共同对应l1(图3中l1、l1’、l1”为一体式)，提升后杠杆6中部的轴位螺钉14对应节点a，提升拉杆5对应ln，提升拉杆5与提升后杠杆6的铰接点对应节点b，拉杆曲柄10第三部分侧面上的销钉10a对应节点b’。

同时为保证各零件的工作性能，对l1、l1’、l1”、l2尺寸进行了合理调整，适当地增加了提升后杠杆6臂l1’的长度，在利用膝靠抬压脚时所需提供的力f2，即减轻了利用人为提供给膝靠的力，使得工作起来更省力；其余尺寸的调整在此不再赘述。

通过对传动结构进行改进，从减少提升后杠杆6的节点所受合成剪切力大小的角度出发，将多个方向的外力进行拆分，避免在自动抬压脚的过程中同一节点受到很大的合成剪切力；改善了螺钉断裂等不良情况。

作为替代方案，如图6所示，提升后杠杆6和拉杆曲柄10可以一体成型。

如图1和图4所示，膝控铰接轴8上套设有复位弹簧15；膝控铰接轴8的端部固设有操纵杆接头16；操纵杆接头16上固连有能够带动其绕膝控铰接轴8周向摆动的弯杆17，弯杆17与膝靠盘11固连；变阻器9包括壳体91、连接螺杆92和螺接在连接螺杆92上的锁紧螺母93，膝控铰接轴8的端部与连接螺杆92的一端相连接，连接螺杆92的另一端固设有指标针94，壳体91上设有刻度值91b，指标针94与刻度值91b相对应。进一步的，壳体91的两侧固连有固定板，通过该固定板将变阻器9固定在缝纫机的机壳上；电磁铁7的外壳上固连有安装板91a，电磁铁7的输出轴上连接有能够在其驱动下摆动的曲柄连杆22，曲柄连杆22的端部连接有转动轴23，转动轴23通过抬压脚曲柄24连接有抬压脚拉杆25，抬压脚拉杆25的端部与拉杆曲柄10相连接。变阻器9内的滑杆与连接螺杆92相连接，膝控铰接轴8转动时带动滑杆摆动，通过改变滑杆的位置来调整其电阻值。

缝纫机的电控输出电压u为稳定值，当膝控铰链轴发生变化及变阻器9内的滑杆c发生移动，滑杆c靠向a处或b处，导致电阻r发生变化，根据i＝u/r得出电流i发生变化，电流作为信号反馈给电控，电控产生电流给电磁铁7，电磁铁7工作产生推力带动提升拉杆5运动，帮助小压脚2适当抬起，从而减少缝纫工抬压脚所使用的作用力。当小压脚2需要抬起高度更大时，膝控铰链轴转动的角度也加大，此时电阻变化量更大，该状况下产生的电流也与小压脚2高度较低时产生的电流不同，反馈给电控的信号及电磁铁7产生的推力也不同。考虑到压紧弹簧3压缩量增加，需要抬起小压脚2的作用力更大，这时通过电磁铁7推力的增加，产生助力的效果。同时小压脚2高度不受限于电磁铁7行程，通过机械结构，达到更大的抬压脚高度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明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，但并不会偏离本发明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1、压紧杆；2、小压脚；3、压紧弹簧；4、提升前杠杆；5、提升拉杆；6、提升后杠杆；7、电磁铁；8、膝控铰接轴；9、变阻器；91、壳体；91a、安装板；91b、刻度值；92、连接螺杆；93、锁紧螺母；94、指标针；10、拉杆曲柄；10a、销钉；11、膝靠盘；12、限位架；12a、放置凹槽；13、顶升组件；13a、顶杆；13b、顶升长杆；14、轴位螺钉；15、复位弹簧；16、操纵杆接头；17、弯杆；18、提升块；19、调压螺钉；20、辅助螺钉；21、锁止螺母；22、曲柄连杆；23、转动轴；24、抬压脚曲柄；25、抬压脚拉杆；25a、条形孔等术语，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发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。