一种自动缫丝机探索感知机构的制作方法

本发明涉及自动缫丝机，尤其涉及一种自动缫丝机探索感知机构

背景技术：

短杠杆定纤式自动缫丝机的探索运动由探索凸轮提供动力，在实时的缫丝运动中，探索凸轮的旋转速度保持恒定，因此该类型自动缫丝机的探索运动为周期性间歇运动。当探索运动未开始时，探索鼓轮会将生丝推出短杠杆隔距式定纤感知器的感应区，此时短杠杆隔距式定纤感知器不进行纤度检测；当探索运动开始后，探索鼓轮会带着生丝向短杠杆隔距式定纤感知器的感应区方向运动，直至生丝进入短杠杆隔距式定纤感知器的感应区进行纤度检测，最后再由探索鼓轮将生丝推出短杠杆隔距式定纤感知器。因此，短杠杆定纤式自动缫丝机的探索运动和生丝的纤度检测保持同步，规律为间歇探索间歇感知。

目前短杠杆定纤式自动缫丝机的探索周期为单一探索周期，探索周期可以整组进行修改，但不能根据当前生丝落细情况进行实时动态变化。因此传统短杠杆定纤式自动缫丝机必须根据防重添原则来设计探索周期，即按照生丝落细时的各机构迟后时间之和来设计。当生丝不发生落细时，当前单绪不发生添绪、集绪等动作，这部分的延迟时间实际上为0，但是当前探索周期却无法实时缩短。因此，当探索周期单一时，生丝的落细整体而言无法及时发现，生丝落细丝长增加，不利于提高生丝质量。

综上所述，短杠杆定纤式自动缫丝机的探索周期较为单一，只能整组进行修改，无法针对于单绪的落细情况进行实时改变；同时自动缫丝机的探索感知机构为机械式结构，不利于落细信号的发出和传递；传统的自动缫丝机单绪的探索感知构为纯机械联动式结构，动作虽然稳定，但是无法及时获得单绪实际缫丝状态和相关参数，需要耗费较多的人力成本进行看护和统计。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对短杠杆定纤式自动缫丝机的探索周期单一、机械信号的延时问题以及工作状态和参数反馈不及时问题，提供一种自动缫丝机探索感知机构。

为此，本发明采用以下技术方案：一种自动缫丝机探索感知机构，包括相对固定的第一支架和第二支架、步进电机、感应臂、曲柄摇杆机构、探索鼓轮、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、短杠杆隔距式定纤感知器、纤度感知器座、控制器和上定位鼓轮；控制器与步进电机、两个霍尔传感器相连，其中，步进电机固定在第一支架上；所述曲柄摇杆机构包括依次连接的曲柄、连杆和摇杆，摇杆的支点枢接在第二支架上；其中曲柄与步进电机的输出轴相连，步进电机驱动曲柄转动，摇杆与探索鼓轮通过螺栓螺母连接；所述感应臂与步进电机输出轴相连，第一霍尔传感器固定在第一支架上，感应臂末端固定有磁铁，与第一霍尔传感器响应；第二霍尔传感器和纤度感知器座均固定在第二支架上，所述短杠杆隔距式定纤感知器安装在纤度感知器座上；且短杠杆隔距式定纤感知器的细限感知杆末端固定有磁铁，与固定在第二支架上的第二霍尔传感器响应；所述上定位鼓轮固定在第二支架上方；当固定在感应臂上的磁铁转动到第一霍尔传感器对应的位置时，控制器收到第一霍尔传感器的复位信号，确认步进电机的初始位置；生丝绕在上定位鼓轮和探索鼓轮之间，所述步进电机通过曲柄摇杆机构控制探索鼓轮实现往复运动，从而控制生丝进出短杠杆隔距式定纤感知器的感知区；当生丝发生落细时，短杠杆隔距式定纤感知器的细限感知杆末端的磁铁处于低位，位于第二霍尔传感器的感应区域，第二霍尔传感器发出感应信号，并通过控制器向外输出落细信号。

进一步地，控制器还对第二霍尔传感器在纤度感知过程中的响应次数进行计数，同时通过通讯网络将统计结果实时上传到上位机。

进一步地，在步进电机的初始位置时，生丝处于短杠杆隔距式定纤感知器外。

本发明的有益效果在于：

1.可以通过控制步进电机来精确控制探索鼓轮的运动规律，从而实现探索周期可根据生丝的检测结果进行动态控制。

2.可以通过缩短生丝非落细时的探索周期，减少生丝纤度控制滞后时间，从而减小生丝落细丝长，提高所缫生丝质量。

3.将短杠杆隔距式定纤感知器的机械信号转换为电信号，大大增加了信号传输速度，同时简化了机械结构。

4.控制器可实时统计第二霍尔传感器5发出的落细信号次数，并通过通讯网络将统计结果实时上传到上位机。

附图说明

图1为本发明实施例的正面结构示意图。

图2为本发明实施例的背面结构示意图。

图3为步进电机传动探索鼓轮的结构示意图。

图4为本发明实施例的外框支架结构示意图。

图5为本发明信号传递示意图。

图6为本发明工作流程示意图。

图7为短杠杆隔距式定纤感知器机械信号转电信号的原理示意图。

图8为本发明实施例的安装位置示意图。

具体实施方法

参见图1、图2、图3，本发明包括相对固定的第一支架和第二支架、曲柄摇杆机构1、感应臂2、第一霍尔传感器3、上定位鼓轮4、第二霍尔传感器5、探索鼓轮6、纤度感知器座7、短杠杆隔距式定纤感知器8、控制器9和步进电机10。本发明利用步进电机作为探索运动的动力源，利用霍尔传感器将短杠杆隔距式定纤感知器的机械信号转换为电信号，从而完成对生丝纤度的探索感知，以及对生丝纤度信号进行处理。本发明具体实施例中，控制器可以采用stc12c2052ad单片机；步进电机型号为28byj48，步距角5.625°，减速比为1:16；步进电机驱动器为l293dd；霍尔传感器为a3144eua。实际实施时各部件型号不固定，可根据实际需求选择其它合适的型号。

步进电机10固定在第一支架上，步进电机10的输出轴通过曲柄摇杆机构1传动探索鼓轮6，作为本领域的公知常识，曲柄摇杆机构1包括依次连接的曲柄、连杆和摇杆，本发明中，该摇杆的支点枢接在第二支架上；曲柄与步进电机10的输出轴相连，步进电机10驱动曲柄转动，摇杆与探索鼓轮6通过螺栓螺母连接(螺栓通过螺母与摇杆实现连接，探索鼓轮6安装在螺栓上，绕螺栓转动)；因此当步进电机10持续转动时，探索鼓轮6刚好实现周期性摆动；生丝绕在上定位鼓轮4和探索鼓轮6之间，步进电机10通过曲柄摇杆机构1控制探索鼓轮6实现周期性摆动，从而控制生丝往复进出短杠杆隔距式定纤感知器的感知区，实现生丝纤度的间歇性检测。

感应臂2末端固定有磁铁，与第一霍尔传感器3响应。当固定在感应臂2上的磁铁转动到第一霍尔传感器3对应的位置时，控制器9收到第一霍尔传感器3的复位信号，确认步进电机的初始位置。

第二霍尔传感5和纤度感知器座7均固定在第二支架上，短杠杆隔距式定纤感知器8安装在纤度感知器座7上。

参见图4，短杠杆隔距式定纤感知器8的细限感知杆13的末端固定一颗磁铁12，磁铁12与固定在第二支架上的第二霍尔传感器响应。当生丝发生落细时，生丝对短杠杆隔距式定纤感知器8隔距片的摩擦力不足以使短杠杆隔距式定纤感知器8头端上抬，短杠杆隔距式定纤感知器8上的细限感知杆13和磁铁12处于低位，位于第二霍尔传感器5的感应区域11内，第二霍尔传感器5发出感应信号给控制器9，控制器9接收到第二霍尔传感器5的感应信号后，向外输出落细信号请求添绪；当生丝不发生落细时，生丝对短杠杆隔距式定纤感知器8隔距片的摩擦力使短杠杆隔距式定纤感知器8头端上抬，同时带动细限感知杆15一起运动，短杠杆隔距式定纤感知器8上的细限感知杆13和磁铁12处于高位，位于第二霍尔传感器5的感应区域11之外，第二霍尔传感器5不发出感应信号。

参见图5、图6，图6中f为落细标记参数，用以标记当前生丝落细情况。控制器9作为探索感知机构的核心，主要工作是根据两个霍尔传感器3和5的信号，控制步进电机10的运动，并在生丝落细时向外发出落细信号请求添绪，同时将探索感知机构的运行状态和参数通过通讯网络上传到上位机，方便工作人员的实时监控。

本发明的主要工作流程如下：

探索感知机构开机时，控制器9控制步进电机10进行单向旋转运动，当第一霍尔传感器3发出复位信号时，控制器9立即判断落细标记参数f是否为0。当f＝0时，步进电机10直接开始探索运动；当f≠0时，控制器9控制步进电机10在原位等待一段时间，目的是为添绪、接绪和生丝从接绪点运动到纤度感知器位置的过程预留足够的时间，防止重添，待等待时间结束，步进电机10开始探索运动。当探索运动开始时，步进电机10以恒定的角速度继续同向转动，探索鼓轮6带着生丝开始靠近短杠杆隔距式定纤感知器8。

当生丝进入到短杠杆隔距式定纤感知器8的感应区时，步进电机10停止运动，短杠杆隔距式定纤感知器8开始检测生丝纤度。待纤度感知时间结束，控制器9立即主动接收第二霍尔传感器5的感应信号，并针对感应信号进行以下处理。

(1)当生丝发生落细时，短杠杆隔距式定纤感知器8的前端下摆处于低位，使细限感知杆13上的磁铁12进入到第二霍尔传感器5的感应区域11内，此时第二霍尔传感器5发送感应信号给控制器9，控制器9接受到信号时会向外发送落细信号请求添绪，同时将落细标记参数f置为1。

(2)当生丝不发生落细时，生丝会通过摩擦力作用带动短杠杆隔距式定纤感知器16上摆，短杠杆隔距式定纤感知器16前端上摆处于高位，此时第二霍尔传感器5无感应信号，控制器9不对外发出落细信号，落细标记参数f置为0。

当纤度感知时间结束后，控制器9控制步进电机10继续同向转动，使生丝到达短杠杆隔距式定纤感知器8内的非感知区，此时探索鼓轮6位于运动位置的终点。随后步进电机10继续同向转动，通过曲柄摇杆机构1的作用，使探索鼓轮6开始反向摆动，继而推动生丝离开短杠杆隔距式定纤感知器8。当第一霍尔传感器3发出复位信号时，此时生丝位于短杠杆隔距式定纤感知器8的外侧，控制器9继续判断落细标记参数f的值，重复以上动作。

参见图7，本发明将以上各部件均安装在一个支架中，从而形成一个独立的模块。该支架主要分为第一支架和第二支架，由摇杆铰接位置14、第二霍尔传感器安装位置15、纤度感知器座安装位置16、上定位鼓轮安装位置17、控制器仓18和步进电机仓19组成。待模块组装完毕之后需要在控制器仓和步进电机仓加盖，从而隔绝外部环境。该探索感知机构模块在自动缫丝机单绪台板上安装位置关系如图8所示。