缝纫机、停针位置控制系统、装置和停针位置控制方法与流程

1.本发明涉及缝纫技术领域，特别涉及一种缝纫机、停针位置控制系统、装置和停针位置控制方法。


背景技术：

2.目前，利用缝纫机进行缝纫时，经常需要控制缝纫机的电机停止于停针位置上。
3.在现有技术中，缝纫机大多采用直流无刷电机，电机的定子设有霍尔元件，转轮上可设置磁钢，转轮和电机的转子固定连接，通过霍尔元件和磁钢的相互感应，从而判定停针位置，这样一来，磁钢只能是作为停针的触发信号，无法准确的控制电机停止于停针位置。
4.基于此，如何确保电机精准的停止于停针位置是本领域技术人员需要思考的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种缝纫机、停针位置控制系统、装置和停针位置控制方法，能够精准控制停针位置。
6.为实现上述目的，本发明提供一种停针位置控制方法，包括：
7.获取在电机运转过程中产生的停针电信号在电机中的当前电角度；
8.根据当前电角度和预设的停针位置计算得到补偿角度；
9.控制电机旋转补偿角度后停机，以使电机停止于预设的停针位置。
10.可选的，获取在电机运转过程中产生的停针电信号在电机中的当前电角度的步骤，包括：
11.获取在电机运转过程中电机的转速v以及停针电信号在当前所在区间i中的用时t；
12.根据公式360
°
/n
×
(i-1) v/360/n
×
360
×s×
t
°
计算停针电信号在电机中的当前电角度；其中，s为电机的极对数，n为固设于电机定子上霍尔元件的个数确定产生的区间个数，i为在电机运转过程中产生的停针电信号所在的区间，且i≤n。
13.可选的，霍尔元件的个数为三个，三个霍尔元件产生6个区间，且每个区间对应的当前电角度范围为60
°
。
14.可选的，根据当前电角度和预设的停针位置计算得到补偿角度的步骤，包括：
15.利用当前电角度和补偿角度两者之和与预设的停针位置之间的线性关系或非线性关系计算得到补偿角度。
16.可选的，利用当前电角度和补偿角度两者之和与预设的停针位置之间的线性关系计算得到补偿角度的步骤，包括：
17.根据公式：预设的停针位置＝当前电角度 z
×
补偿角度计算得到补偿角度，其中，z为正整数。
18.可选的，还包括：
19.控制设于转轮的磁钢位置变化，以调节停针位置；其中，转轮和电机的转子固连。
20.为解决上述问题，本发明还提供了一种停针位置控制系统，包括：
21.获取单元，用于获取在电机运转过程中产生的停针电信号在电机中的当前电角度；
22.计算单元，用于根据当前电角度和预设的停针位置计算得到补偿角度；
23.控制单元，用于控制电机旋转补偿角度后停机，以使电机停止于预设的停针位置。
24.可选的，获取单元还用于：根据公式360
°
/n
×
(i-1) v/360/n
×
360
×s×
t
°
计算停针电信号在电机中的当前电角度，其中，s为电机的极对数、n为霍尔元件所分割的区间个数、i为停针电信号所在的区间、并且满足i≤n；v为电机转速、t为停针电信号在当前所在区间i中的用时。
25.可选的，计算单元包括：
26.计算子单元：用于利用当前电角度和补偿角度两者之和与预设的停针位置之间的线性关系或非线性关系计算得到补偿角度。
27.可选的，计算子单元还用于：根据公式预设的停针位置＝当前电角度 z
×
补偿角度计算得到补偿角度，其中，z为正整数。
28.为解决上述问题，本发明还提供了一种停针位置控制装置，包括：
29.存储器，用于存储计算机程序；
30.处理器，用于执行计算机程序时实现如上文任意一项的停针位置控制方法的步骤。
31.本发明还提供一种应用该控制方法的缝纫机，缝纫机被处理器执行时，实施上文任意一项停针位置控制方法的步骤。
32.可选的，还包括：用以通过输入参数以调节停针位置的面板；和/或，设有和电机的转子连接的转轮。
33.相对于上述背景技术，本发明提供了一种停针位置控制方法，包括：获取在电机运转过程中产生的停针电信号在所述电机中的当前电角度；根据所述当前电角度和预设的停针位置计算得到补偿角度；控制所述电机旋转所述补偿角度后停机，以使所述电机停止于预设的停针位置。
34.可见，在实际应用中，采用本发明的方案，在获取停针电信号的当前电角度后，计算得出当前电角度和预设停针位置相差的补偿角度，电机根据所得补偿角度控制停针停止在预设位置，实现通过数据精准控制停针位置。与现有技术相比，本技术不仅仅是获取停针电信号，还能够进一步计算当前电角度和预设停针位置相差的补偿角度，从而精确控制电机运行补偿角度后停止，有效提升了停针位置的准确性。
35.本发明还提供了一种停针位置控制系统、装置及应用该控制方法的缝纫机，具有上述有益效果。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
提供的附图获得其他的附图。
37.图1为本发明实施例所提供的一种停针位置控制方法的步骤流程图；
38.图2为本发明实施例所提供的可应用于停针位置控制方法的一种电机类型的电角度示意图；
39.图3为本发明所提供的一种停针位置控制系统的结构框图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
42.请参照图1，图1为本发明实施例所提供的一种停针位置控制方法，包括：
43.步骤1：获取在电机运转过程中产生的停针电信号在电机中的当前电角度；
44.通常来说，针对缝纫机的电机，其定子上可固定有霍尔元件，磁钢可固定在转轮上，且转轮和电机的转子固定连接，也即当电机旋转时，转子、转轮和磁钢三者同步旋转，而定子和霍尔元件保持固定不动，这样一来，在电机的旋转过程中，霍尔元件和磁钢两者的相对位置发生变化，当霍尔元件和磁钢接近或者正对时，就会产生停针电信号。可以认为的是，停针电信号的产生是基于霍尔元件和磁钢两者处于某一相对位置而实现的。当然，针对不同类型的缝纫机的电机，停针电信号还可以通过其他方式产生，本文不再展开。
45.停针电信号产生后，即可获取到停针电信号在电机中的当前电角度，即停针电信号所处的当前位置。
46.步骤2：根据当前电角度和预设的停针位置计算得到补偿角度；
47.根据上述步骤1得到停针电信号的当前电角度之后，根据预设的停针位置和当前电角度计算得到补偿角度；也即，通过计算得到当前电角度和预设的停针位置之间的补偿角度，这样即可得知，在停针电信号产生之后，电机还需运行的角度，即补偿角度。
48.步骤3：控制电机旋转补偿角度后停机，以使电机停止于预设的停针位置。
49.当步骤2中计算得到补偿角度后，即可控制电机旋转补偿角度后停机，从而使得电机停止于预设的停针位置。
50.显然可知，采用上述方式即可精确控制电机的旋转角度，电机能够精确停止于预设的停针位置上，有助于提升缝纫机的生产精度，其应用范围更广。
51.针对上述步骤1，获取停针电信号的当前电角度的方式，可具体为：
52.获取在电机运转过程中电机的转速v以及停针电信号在当前所在区间i中的用时t；
53.根据公式360
°
/n
×
(i-1) v/360/n
×
360
×s×
t
°
计算停针电信号在所述电机中的当前电角度；其中，s为电机的极对数，n为固设于电机定子上霍尔元件的个数确定产生的区间个数，i为在电机运转过程中产生的停针电信号所在的区间，且i≤n。
54.结合说明书附图2所示，以固定在电机定子上霍尔元件的个数是三个为例，即三个
霍尔元件产生6个区间，分别是ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、
ⅴ
和ⅵ，则n＝6，且每个区间对应的电角度范围为60
°
。
55.其中，区间i的电角度范围是0～59
°
，区间ii的电角度范围是60～119
°
，区间iii的电角度范围是120～179
°
，区间iv的电角度范围是180～239
°
，区间v的电角度范围是239～299
°
，区间vi的电角度范围是300～359
°
。在说明书附图2中，停针电信号m位于区间ⅱ，即i＝2。根据实际情况所知的电机的极对数s，电机的转速v以及停针电信号在当前所在区间i中的用时t，根据公式360
°
/n
×
(i-1) v/360/n
×
360
×s×
t
°
计算停针电信号m在电机中的当前电角度，也即公式可简化为：60
°
v
×6×s×
t
°
。
56.其中，360
×
s可得总电角度，假设当时转速是60转/分，也就是1转/s，若t＝0.1s，也就是有0.1转，机械角度为360度，相乘后这部分的机械角度为36度，再乘以极对数s即可得到停针电信号m的电角度。
57.通过上述即可计算得到停针电信号的当前电角度，当然，针对不同的电机类型，上述公式中的参数还可代入其他数值；除此之外，停针电信号的当前电角度的计算方式还可采用其他方式计算，本文不再展开。
58.针对上述步骤2，根据当前电角度和预设的停针位置计算得到补偿角度的步骤，可利用当前电角度和补偿角度两者之和与预设的停针位置之间的线性关系或非线性关系计算得到所述补偿角度。
59.也即，当前电角度和补偿角度两者之和与预设的停针位置之间可构成线性或是非线性的数学公式，一旦获知当前电角度和预设的停针位置两者之和，利用线性或是非线性的数学公式即可计算得到补偿角度。
60.本文中，仅给出一种线性的数学公式，预设的停针位置＝当前电角度 z
×
补偿角度计算得到所述补偿角度，其中，z为正整数。
61.当z＝1时，则预设的停针位置＝当前电角度 补偿角度计算得到所述补偿角度；
62.当z＝2时，则预设的停针位置＝当前电角度 2
×
补偿角度计算得到所述补偿角度；
63.以此类推，z还可以取值为3、4、
……
；
64.显然，利用上述线性的数学公式即可方便的求得补偿角度，计算过程较为简单可靠，使得停针位置控制快速且准确。
65.本发明提供的停针位置控制方法，还包括：
66.控制设于转轮的磁钢位置变化，以调节上述停针位置；其中，转轮和电机的转子固定连接。
67.可以看出，为了调节停针位置，还可以人为干预磁钢的位置，即转轮上设有磁钢，在机械结构上转轮和停针位置联动，而磁钢的固定位置与停针位置之间存在相对关系；当需要人为调节停针位置时，则可控制磁钢的位置变化，即改变磁钢相对于转轮的位置。
68.本发明实施例还提供一种停针位置控制系统，其设置方式和工作过程可参考上述停针位置控制方法，停针位置控制系统的结构框图如说明书附图3所示，包括：
69.获取单元101，用于获取在电机运转过程中产生的停针电信号在电机中的当前电角度；
70.计算单元102，用于根据当前电角度和预设的停针位置计算得到补偿角度；
71.控制单元103，用于控制电机旋转补偿角度后停机，以使电机停止于预设的停针位置。
72.其中，获取单元101，还用于：
73.获取在电机运转过程中电机的转速v以及停针电信号在当前所在区间i中的用时t；
74.根据公式360
°
/n
×
(i-1) v/360/n
×
360
×s×
t
°
计算停针电信号在电机中的当前电角度；其中，s为电机的极对数，n为固设于电机定子上霍尔元件的个数确定产生的区间个数，i为在电机运转过程中产生的停针电信号所在的区间，且i≤n。
75.其中，霍尔元件的个数可具体为三个，三个霍尔元件产生6个区间，且每个区间对应的电角度范围为60
°
。
76.计算单元102，还用于：
77.利用当前电角度和补偿角度两者之和与预设的停针位置之间的线性关系或非线性关系计算得到补偿角度。
78.计算单元102，还用于：
79.根据公式：预设的停针位置＝当前电角度 z
×
补偿角度计算得到补偿角度，其中，z为正整数。
80.停针位置控制系统还包括：
81.控制单元：用于控制和电机的转子相连的转轮进行旋转，以调节停针位置。
82.可以认为的是，上述停针位置控制系统可应用于停针位置控制方法，本文不再展开。
83.本发明还提供了一种停针位置控制装置，包括：
84.存储器，用于存储计算机程序；
85.处理器，用于执行计算机程序时实现如上文任意一项的停针位置控制方法的步骤。
86.对于本发明所提供的一种停针位置控制装置的介绍请参照上述实施例，本发明在此不再赘述。
87.相应的，本发明还提供一种应用该控制方法的缝纫机，缝纫机被处理器执行时，实施上文任意一项停针位置控制方法的步骤。缝纫机的其他部件可参考现有技术，本文不再展开。
88.进一步地，缝纫机还包括：设有和电机的转子连接的转轮，可以通过手动旋转转轮，从而改变电机转子的位置，也即改变停针位置。
89.缝纫机还可以设置面板，通过调整面板上的参数来改变停针位置，从而使得停针位置调节灵活方便，拓展了应用场合。
90.本说明书中各个实施例采用递选的方式描悉，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
91.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范园。