一种缝纫机的制作方法

1.本发明涉及缝纫机技术领域，特指一种倒回缝和剪线共用一个电机的缝纫机。


背景技术：

2.缝纫机行业正在逐步淘汰电磁铁的控制方式，而改用步进电机进行控制。相比于电磁铁的驱动方式，步进电机具有噪声低，稳定性好等诸多优点；同时，步进电机具有较高的响应速度，能够快速完成相应的指令。
3.基于步进电机的快速响应能力，以及进一步降低成本的需求，越来越多的厂家在尝试将多个机构采用一个步进电机进行驱动；比如申请人之前申请的一篇中国专利202010943302.8，其采用了一个步进电机带动剪线和抬压脚机构，市场效果较好。
4.基于此，申请人进一步研发，并在本技术中，首次提出了一个步进电机带动倒回缝机构和剪线机构的设计。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种倒回缝机构和剪线机构共用一个电机的缝纫机，从而能够在确保产品的稳定性的前提下，降低成本。
6.本发明的目的是这样实现的：
7.一种缝纫机，包括机架、主轴、送料轴、剪线机构和送料机构；所述送料机构设置在主轴和送料轴之间，送料机构的送料摆动座绕设定的销轴转动，所述送料摆动座绕该销轴转动的角度决定缝纫机的针距，
8.还包括驱动电机，在驱动电机的输出轴上设置有倒回缝调节机构和所述剪线机构，
9.倒回缝调节机构用于调节所述送料摆动座的角度；倒回缝调节机构包括第一曲柄和第一连杆；第一曲柄固定在所述输出轴上并随之转动，第一曲柄的外端铰接第一连杆，第一连杆的另一端带动所述送料摆动座；
10.所述第一曲柄的转动区域可分割为第一调节区、第二调节区和第三调节区；第一调节区、第二调节区和第三调节区组成一个连续的扇形区域；
11.所述第一曲柄逆时针摆动到极限位置时，第一曲柄和第一连杆的铰接点的位置，记为所述第一调节区的起点；
12.所述送料摆动座摆动至零针距时，第一曲柄和第一连杆的铰接点的位置，记为第一调节区和第二调节区的交汇点；
13.所述第一曲柄的转动中心、第一曲柄和第一连杆的铰接点、第一连杆和送料摆动座的铰接点摆动成一直线时，第一曲柄和第一连杆的铰接点的位置，记为第二调节区和第三调节区的交汇点；
14.所述第一曲柄顺时针摆动到极限位置时，第一曲柄和第一连杆的铰接点的位置，记为所述第三调节区的终点；
15.第一调节区和第二调节区对应于缝纫机的倒缝或正缝；所述第一曲柄处于第一调节区和第二调节区时，主动调节所述倒回缝调节机构；
16.所述第一曲柄从第二调节区进入第三调节区的过程中，所述送料摆动座的针距逐渐增大至最大针距，再逐渐减小；
17.所述剪线机构处于剪断缝纫线的位置时，第一曲柄处于所述第三调节区的范围内。
18.优选地，所述剪线机构处于执行剪线动作的起始位置时，第一曲柄位于所述第二调节区和第三调节区的交汇点
±
45度范围内；所述剪线机构在即将剪断缝纫线的过程中，送料摆动座的针距逐渐变小。
19.优选地，所述剪线机构包括：
20.剪线凸轮，其安装在驱动电机的输出轴上；
21.第三连杆，其具有导向槽；所述输出轴穿过该导向槽并限位第三连杆；
22.剪线凸轮驱动第三连杆，沿着导向槽的有效行程上下运动；
23.第三连杆的下端带动剪线曲柄和剪线轴。
24.优选地，所述第三连杆的一侧设置有上行复位推动部和下行剪线推动部；所述剪线凸轮位于上行复位推动部和下行剪线推动部之间；输出轴反向转动复位时，在所述剪线机构的复位扭簧失效的情况下，所述剪线凸轮通过该上行复位推动部强行复位剪线机构，并在所述输出轴的转角进入第二调节区时，剪线凸轮脱离上行复位推动部。
25.优选地，所述剪线机构的另一种结构，其包括：
26.剪线曲柄，其安装在驱动电机的输出轴上并随之转动；所述剪线曲柄的工作端设置有推动轴；
27.第三连杆，其具有导向槽；所述输出轴穿过该导向槽并限位第三连杆；
28.所述第三连杆的一侧设置有勾部，所述推动轴卡入该勾部并带动第三连杆沿着导向槽的有效行程上下运动。
29.优选地，所述输出轴反向转动复位时，在剪线机构的复位扭簧失效的情况下，所述推动轴通过该勾部强行复位剪线机构；在所述输出轴的转角进入第二调节区时，推动轴脱离该勾部。
30.本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
31.1、本发明采用一个步进电机驱动倒回缝机构和剪线机构，属于行业首创，降低了缝纫机的成本。
32.2、本发明的倒回缝调节机构包括第一曲柄和第一连杆；第一曲柄固定在所述输出轴上并随之转动，第一曲柄的外端铰接第一连杆，第一连杆的另一端带动所述送料摆动座；相比于常见的凸轮机构，本技术采用的曲柄机构比凸轮机构的造价低很多，而且摩擦接触面比较少，噪音低，高速不容易发热或卡死，需求的加工精度较低。另外，基于缝纫机的快速响应的需求，应当在30～70ms 内完成一个动作，凸轮机构完成相应动作所需的行程要大很多，其相应速度相对较慢；曲柄机构，在小范围内反应更灵敏；运动产生的惯性更少，振动少，符合快速响应需求。
33.3、本发明的剪线机构处于执行剪线动作的起始位置时，第一曲柄和第一连杆的铰接点位于所述第二调节区和第三调节区的交汇点
±
45度范围内；剪线机构在即将剪断缝纫
线的过程中，送料摆动座的针距逐渐变小；该设计使得剪线过程中，无论剪线的起始点设置在第二调节区或者第三调节区，其即将剪断缝纫线的位置，第一曲柄和第一连杆的铰接点始终位于所述第三调节区的范围内，且针距是逐渐变小的，增加了剪线机构的可执行空间。
34.4、本发明的输出轴的转角从第二调节区进入第三调节区的过程中，所述送料摆动座的针距逐渐增大至最大针距，再逐渐减小；在剪线的后半程，针距是逐渐变小的过程，无需担心送料摆动座的角度过大而碰撞缝纫机的其余零件。
35.5、本发明的剪线凸轮安装在驱动电机的输出轴上；输出轴穿过导向槽并限位第三连杆；再由剪线凸轮驱动第三连杆，沿着导向槽的有效行程上下运动；其结构较为简洁，依靠输出轴完成第三连杆的限位，无需额外的限位设计，结构简洁，安全可靠。
36.6、本发明的第三连杆的一侧设置有上行复位推动部和下行剪线推动部；在所述剪线机构的复位扭簧失效的情况下，所述剪线凸轮通过该上行复位推动部强行复位剪线机构，并在所述输出轴的转角进入第二调节区时，剪线凸轮脱离上行复位推动部；该设计使得剪线和倒回缝能够互不干扰，且使得剪线机构具有一个强制复位的功能，安全可靠。
37.8、本发明的剪线曲柄安装在驱动电机的输出轴上并随之转动；线曲柄的推动轴卡入第三连杆的勾部，并带动第三连杆沿着导向槽的有效行程上下运动，其结构较为简洁，依靠输出轴完成第三连杆的限位，无需额外的限位设计，结构简洁，安全可靠。
38.9、本发明在剪线机构的复位扭簧失效的情况下，所述推动轴通过该勾部强行复位剪线机构；在所述输出轴的转角进入第二调节区时，推动轴脱离该勾部；该设计使得剪线和倒回缝能够互不干扰，且使得剪线机构具有一个强制复位的功能，安全可靠。
附图说明
39.图1为本发明的整体结构示意图。
40.图2为倒回缝机构和剪线机构相配合的结构示意图。
41.图3为输出轴的转角对应的工作区域。
42.图4为缝纫机处于正缝的最大针距时的示意图。
43.图5为缝纫机处于倒缝和正缝交汇时的零针距的示意图。
44.图6为缝纫机处于倒缝的最大针距时的示意图。
45.图7为缝纫机处于剪线完成时针距的示意图。
46.图8为剪线机构的剪线凸轮工作的示意图。
47.图9为另一实施例的剪线机构的示意图之一。
48.图10为另一实施例的剪线机构的示意图之二。
49.图11为剪线轴带动送线机构的示意图。
50.附图标记：
[0051]1‑
输出轴；2
‑
第一曲柄；3
‑
导向槽；4
‑
剪线凸轮；5
‑
第三连杆；6
‑
剪线轴； 7
‑
复位扭簧；8
‑
送料摆动座；9
‑
销轴；10
‑
第一连杆；11
‑
上行复位推动部；12
‑ꢀ
下行剪线推动部；13
‑
剪线摆臂；14
‑
剪线曲柄；15
‑
推动轴；16
‑
勾部；17
‑
钢索组件；18
‑
松线曲柄；19
‑
底部支架；20
‑
剪线组件；
[0052]
100
‑
主电机；200
‑
抬压脚机构；300
‑
机架；400
‑
台板；500
‑
驱动电机；600
‑ꢀ
主轴；700
‑
剪线机构；800
‑
送料轴；900
‑
送料机构；
[0053]
a1
‑
第一调节区；a2
‑
第二调节区；a3
‑
第三调节区；a4
‑
非工作调节区；
[0054]
p1
‑
第一曲柄的转动中心；p2
‑
第一曲柄和第一连杆的铰接点；p3
‑
第一连杆和送料摆动座的铰接点；
[0055]
b1
‑
第一调节区的起点；b2
‑
第一调节区和第二调节区的交汇点；b3
‑
第二调节区和第三调节区的交汇点；b4
‑
第三调节区的终点。
具体实施方式
[0056]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
[0057]
实施例一：
[0058]
一种缝纫机，包括机架300、主轴600、送料轴800、剪线机构700和送料机构900；所述送料机构900设置在主轴600和送料轴800之间，送料机构900 的送料摆动座8绕设定的销轴9转动，所述送料摆动座8绕该销轴转动的角度决定缝纫机的针距，
[0059]
还包括驱动电机500，在驱动电机的输出轴1上设置有倒回缝调节机构和所述剪线机构700，
[0060]
倒回缝调节机构用于调节所述送料摆动座8的角度；倒回缝调节机构包括第一曲柄2和第一连杆10；第一曲柄2固定在所述输出轴1上并随之转动，第一曲柄2的外端铰接第一连杆10，第一连杆10的另一端带动所述送料摆动座8；
[0061]
所述第一曲柄2的转动区域可分割为第一调节区a1、第二调节区a2、第三调节区a3、以及非工作调节区a4；非工作调节区a4属于曲柄连杆机构的盲区；第一调节区a1、第二调节区a2和第三调节区a3组成一个连续的扇形区域；
[0062]
下文中所述的顺时针和逆时针，是以图3中各区域布局为基准。
[0063]
所述第一曲柄2逆时针摆动到极限位置时，第一曲柄和第一连杆的铰接点 p2的位置，记为所述第一调节区的起点b1；
[0064]
所述送料摆动座8摆动至零针距时，第一曲柄和第一连杆的铰接点p2的位置，记为第一调节区和第二调节区的交汇点b2；
[0065]
所述第一曲柄的转动中心p1、第一曲柄和第一连杆的铰接点p2、第一连杆和送料摆动座的铰接点p3摆动成一直线时，第一曲柄和第一连杆的铰接点p2 的位置，记为第二调节区和第三调节区的交汇点b3，也是送料摆动座8的其中一个摆动方向的最大针距位置；
[0066]
所述第一曲柄顺时针摆动到极限位置时，第一曲柄和第一连杆的铰接点p2 的位置，记为所述第三调节区的终点b4；
[0067]
第一调节区a1和第二调节区a2对应于缝纫机的倒缝或正缝；第一调节区 a1和第二调节区a2交汇处，为倒缝和正缝变换位置，该位置的针距为零。送料摆动座离开零位的角度越大，针距越大。
[0068]
所述第一曲柄2处于第一调节区a1和第二调节区a2时，主动调节所述倒回缝调节机构。需指出的，如图4
‑
7所示，第一调节区a1为正缝，第二调节区a2为倒缝；在实际缝纫机上，只需将第一连杆和送料摆动座的铰接点p3设置在靠近送料轴的一侧，就可以更改第一调节区a1为倒缝，第二调节区a2为正缝；故本技术不具体限定第一调节区a1和第二调节区a2对应缝纫机的倒缝或正缝。
[0069]
所述第一曲柄2从第二调节区a2进入第三调节区a3的过程中，所述送料摆动座8的
针距逐渐增大至最大针距，再逐渐减小；
[0070]
所述剪线机构处于剪断缝纫线的位置时，第一曲柄2位于所述第三调节区 a3的范围内。
[0071]
所述剪线机构处于执行剪线动作的起始位置时，第一曲柄2位于所述第二调节区和第三调节区的交汇点b3
±
45度内(进一步，优选为第二调节区和第三调节区的交汇点b3
±
20度)；所述剪线动作的起始位置可以设置在未经过第二调节区和第三调节区的交汇点b3的位置，也可以设置在超过第二调节区和第三调节区的交汇点b3的位置，但总体来说，以设置在以第二调节区和第三调节区的交汇点b3为中心向两侧偏摆20度的范围内为较佳选择，能达到剪线工作的后半程时，针距是逐渐变小的，否则送料摆动座8容易碰撞到送料轴或台板等部件，导致无法达到剪线机构和倒回缝机构共用一个步进电机的效果。
[0072]
优选地，所述剪线机构700包括：
[0073]
剪线凸轮4，其安装在驱动电机的输出轴1上；
[0074]
第三连杆5，其具有导向槽3；所述输出轴1穿过该导向槽3并限位第三连杆5；剪线凸轮4驱动第三连杆5，沿着导向槽3的有效行程上下运动；
[0075]
第三连杆5的下端带动剪线曲柄14和剪线轴6。图11中可见，剪线轴6的前端直接延伸到针板下部，并与剪线组件20连接，简化了传统的很多结构(例如电磁铁，曲柄，连杆等)，成本降低非常明显。
[0076]
优选地，所述第三连杆5的一侧设置有上行复位推动部11和下行剪线推动部12；所述剪线凸轮4位于上行复位推动部11和下行剪线推动部12之间；复位扭簧7的作用下，第三连杆5是保持上抬的运动趋势，剪线凸轮4复位是，第三连杆5会在复位扭簧7作用下自动复位；输出轴1反向转动复位时，在所述剪线机构的复位扭簧7失效的情况下，所述剪线凸轮通过该上行复位推动部 11强行复位剪线机构700，并在所述输出轴1的转角进入第二调节区a2时，剪线凸轮脱离上行复位推动部。
[0077]
所述剪线轴6的中部安装有松线曲柄18，松线曲柄18的工作端与钢索组件 17的一端铰接，钢索组件17组件的另一端带动缝纫机的松线机构，钢索组件 17为柔性，其从台板下方经过机架在延伸到机头内部，钢索组件和松线机构连接的方式，属于现有技术，故不再详述。将松线的指令集成到剪线轴上，在剪线的同时，完成松线的动作，为下一次缝纫进行储线，进一步简化了结构。底部支架19用于固定钢索组件17下端部的外套，防止其干扰其余部件。
[0078]
优选地，所述驱动电机500为步进电机。
[0079]
优选地，所述第一调节区a1、第二调节区a2和第三调节区a3的角度之和≤200度。
[0080]
优选地，所述第一调节区a1、第二调节区a2和第三调节区a3的角度之和≤120度。
[0081]
一般来说，倒缝和正缝的常用针距调节大概需要40度～60度的区间，剪线动作也需要50～60度的区间；在120度范围内，能够较为紧凑的完成倒回缝机构和剪线机构的动作。
[0082]
优选地，所述第一曲柄2的工作臂的长度≤第一连杆的工作臂的长度/2。在该范围内，所述第一曲柄的转动中心p1、第一曲柄和第一连杆的铰接点p2、第一连杆和送料摆动座的铰接点p3连成一直线的位置。超过该比值之后，部分缝纫机需要更改内部结构，才能避免送料摆动座碰撞内部零件。需指出的，常规的曲柄结构，不能直接应用于倒回缝机构，第一
曲柄的转动中心p1、第一曲柄和第一连杆的铰接点p2、第一连杆和送料摆动座的铰接点p3是无法连成一直线的，在达到理论的最大针距之前，其送料摆动座会碰到针板或者送料轴或者其余部件，因此，现有技术中的缝纫机不适合倒回缝机构叠加剪线功能。
[0083]
相比于常见的凸轮机构，本技术采用的曲柄机构比凸轮机构的造价低很多，而且，凸轮机构必须转动较大的角度才能有足够的行程，导致同一个指令，凸轮机构必须转动更多的角度，磨损加剧，不利于高速响应。
[0084]
实施例二，本实施例与实施例一基本相同，其不同之处在于：所述剪线机构包括：剪线曲柄14，其安装在驱动电机的输出轴1上并随之转动；所述剪线曲柄14的工作端设置有推动轴15；
[0085]
第三连杆5，其具有导向槽3；所述输出轴1穿过该导向槽3并限位第三连杆5；
[0086]
所述第三连杆5的一侧设置有勾部16，所述推动轴15卡入该勾部16并带动第三连杆5沿着导向槽3的有效行程上下运动。
[0087]
优选地，所述输出轴1反向转动复位时，在剪线机构的复位扭簧7失效的情况下，所述推动轴15通过该勾部16强行复位剪线机构；在所述输出轴1的转角进入第二调节区a2时，推动轴15脱离该勾部。
[0088]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。