一种自供能磁悬浮编织锭子及磁悬浮编织系统

本发明属于三维编织领域，特别是涉及一种自供能磁悬浮编织锭子及磁悬浮编织系统。

背景技术：

1、随着磁悬浮平面驱动技术的发展，磁悬浮编织装备因具有运动速度快、定位精度高、运动路径灵活及机械磨损小等优点，在三维编织装备领域具有广阔的应用前景。磁悬浮编织机通常利用平台定子产生电磁场驱动安装于动子上的编织锭子完成悬浮、定位及平面运动，从而实现纱线按照预定工艺路径完成编织。

2、为了实现编织过程的智能化控制，现代编织锭子通常集成有张力检测、断纱检测、纱筒转速检测、身份识别等电子单元，上述电子单元均需要持续、稳定的电能供应。目前，锭载电子单元的供电方式主要包括外部供电以及电池供电。外部供电通常采用随动电缆、滑环或滑触导轨等方式向锭子供电，该方式能够保证供电稳定，但容易限制锭子的自由运动，并增加机械结构复杂度和维护成本。电池供电方式结构相对简单，但随着编织锭子数量增加，需要定期充电或更换电池，难以满足长期连续工作的需求。

技术实现思路

1、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自供能磁悬浮编织锭子及磁悬浮编织系统，用于解决现有技术中编织锭子供能方式在运动自由度与供能持续性之间存在矛盾，无法满足磁悬浮编织系统长期、无人化连续作业的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自供能磁悬浮编织锭子，包括：锭子基体，锭子基体的底部设置有动子永磁阵列，其顶部用于与纱筒可转动连接；第一采能组件，第一采能组件设置在锭子基体上，其用于与磁悬浮平台运行过程中产生的时变磁场进行磁通耦合，通过电磁感应产生交流电能；整流单元，整流单元与第一采能组件电性连接，其用于将交流电能转换成直流电能；储能单元，储能单元与整流单元电性连接，用于存储电能并为锭载电子单元供电。

3、可选地，还包括第二采能组件，第二采能组件设置在锭子基体与纱筒之间，纱筒相对锭子基体转动时，第二采能组件利用纱筒与锭子基体之间的相对旋转运动，通过电磁感应产生交流电能；整流单元还与第二采能组件电性连接。

4、可选地，第一采能组件包括第一采能绕组和第一采能导磁体，第一采能绕组绕设在第一采能导磁体上；第二采能组件包括第二采能绕组和第二采能导磁体，第二采能绕组绕设在第二采能导磁体上。

5、可选地，整流单元包括第一整流模块、第一防倒流模块以及第一电压调节模块，第一整流模块的输入端与第一采能组件的输出端电性连接，其输出端与第一防倒流模块的输入端电性连接；第一电压调节模块的输入端与第一防倒流模块的输出端电性连接，其输出端与储能单元电性连接；第一整流模块用于将交流电能转换成直流电能。

6、可选地，整流单元包括第二整流模块、第二防倒流模块以及第二电压调节模块，第二整流模块的输入端与第二采能组件的输出端电性连接，其输出端与第二防倒流模块的输入端电性连接；第二电压调节模块的输入端与第二防倒流模块的输出端电性连接，其输出端与储能单元电性连接；第二整流模块用于将交流电能转换成直流电能。

7、可选地，储能单元包括储能件和第三电压调节模块，储能件的输入端与第一电压调节模块的输出端和第二电压调节模块的输出端电性连接，其输出端通过第三电压调节模块与锭载电子单元电性连接。

8、可选地，还包括锭载控制器，锭载控制器与储能单元电性连接，并与第二采能组件形成控制连接；锭载控制器用于根据第二采能组件的采能状态和/或储能单元的储能状态，控制第二采能组件投入或退出。

9、可选地，还包括转速检测器和张力检测器，转速检测器和张力检测器分别设置于锭子基体上，转速检测器用于检测纱筒的转速，张力检测器用于检测纱线张力；锭载控制器分别与转速检测器和张力检测器电性连接；锭载控制器根据转速检测器的检测信号或第二采能组件的输出频率判断纱筒运行状态，当纱筒的转速低于额定工作转速时，锭载控制器降低第二采能组件的输出功率；锭载控制器还根据张力检测器的反馈值判断纱线张力，当纱线张力超过预设工艺下限时，锭载控制器限制第二采能组件的输出功率。

10、另一方面，还提供一种磁悬浮编织系统，包括：磁悬浮平台，磁悬浮平台包括平台基座和设置于平台基座上的定子线圈阵列；多个如上述的自供能磁悬浮编织锭子，多个自供能磁悬浮编织锭子设置于磁悬浮平台上方，动子永磁阵列与定子线圈阵列之间形成悬浮工作气隙；平台控制器，平台控制器与定子线圈阵列电性连接，用于控制磁悬浮平台运行。

11、可选地，锭载控制器与平台控制器通信连接；平台控制器用于判断磁悬浮平台的运行稳定状态；当平台控制器判断磁悬浮平台未处于运行稳定状态时，锭载控制器响应于平台控制器的指令，降低第一采能组件的输出功率或关闭第一采能组件。

12、如上所述，本发明的一种自供能磁悬浮编织锭子及磁悬浮编织系统，至少具有以下有益效果：通过利用第一采能组件耦合平台运行时变磁场，回收了原本耗散的电磁能量，在保证运动自由度的前提下实现了锭载电子单元的持续稳定自供能。

1.一种自供能磁悬浮编织锭子，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的自供能磁悬浮编织锭子，其特征在于：还包括第二采能组件，

3.根据权利要求2所述的自供能磁悬浮编织锭子，其特征在于：所述第一采能组件包括第一采能绕组和第一采能导磁体，所述第一采能绕组绕设在所述第一采能导磁体上；

4.根据权利要求2所述的自供能磁悬浮编织锭子，其特征在于：所述整流单元包括第一整流模块、第一防倒流模块以及第一电压调节模块，所述第一整流模块的输入端与所述第一采能组件的输出端电性连接，其输出端与所述第一防倒流模块的输入端电性连接；所述第一电压调节模块的输入端与所述第一防倒流模块的输出端电性连接，其输出端与所述储能单元电性连接；所述第一整流模块用于将交流电能转换成直流电能。

5.根据权利要求4所述的自供能磁悬浮编织锭子，其特征在于：所述整流单元包括第二整流模块、第二防倒流模块以及第二电压调节模块，所述第二整流模块的输入端与所述第二采能组件的输出端电性连接，其输出端与所述第二防倒流模块的输入端电性连接；所述第二电压调节模块的输入端与所述第二防倒流模块的输出端电性连接，其输出端与所述储能单元电性连接；所述第二整流模块用于将交流电能转换成直流电能。

6.根据权利要求5所述的自供能磁悬浮编织锭子，其特征在于：所述储能单元包括储能件和第三电压调节模块，所述储能件的输入端与所述第一电压调节模块的输出端和所述第二电压调节模块的输出端电性连接，其输出端通过所述第三电压调节模块与锭载电子单元电性连接。

7.根据权利要求2-6任一项所述的自供能磁悬浮编织锭子，其特征在于：还包括锭载控制器，所述锭载控制器与所述储能单元电性连接，并与所述第二采能组件形成控制连接；

8.根据权利要求7所述的自供能磁悬浮编织锭子，其特征在于：还包括转速检测器和张力检测器，所述转速检测器和所述张力检测器分别设置于所述锭子基体上，所述转速检测器用于检测纱筒的转速，所述张力检测器用于检测纱线张力；

9.一种磁悬浮编织系统，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的磁悬浮编织系统，其特征在于：锭载控制器与所述平台控制器通信连接；所述平台控制器用于判断所述磁悬浮平台的运行稳定状态；