一种用于剪线及抬压脚的驱动轮及缝纫机及控制方法

技术领域

本发明涉及缝纫机技术领域，特指一种用于剪线及抬压脚的驱动轮及缝纫机及控制方法。

背景技术

随着缝纫机自动化程度的不断提高，缝纫机普遍具备自动剪线机构与自动抬压脚机构，分别实现自动抬压脚与自动剪线的动作，从而节省时间，减少劳动力，提高工作效率。

如中国发明专利，公开号为CN109537194A，公开的一种缝纫机及自动抬压脚剪线控制方法。

以上装置虽然能够通过电机的转动实现自动剪线或抬压脚动作，但是剪线和抬压脚机构无法同时工作，在一个周期内仅能对剪线或抬压脚机构单独控制。

因此还需对现有的包缝机结构进一步进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于剪线及抬压脚的驱动轮及缝纫机及控制方法，通过新型设计的驱动轮本体的结构，解决功能单一的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种用于剪线及抬压脚的驱动轮，包括

驱动轮本体，驱动轮本体上分别设置有抬压凸轮部和剪线曲面部，抬压凸轮部的两侧分别设置有未执行抬压空行程面一和已执行抬压顶端空行程面二，未执行抬压空行程面一与已执行抬压顶端空行程面二之间设置有抬压过程行程面一和抬压过程行程面二，剪线曲面部的两侧设置有未执行剪线空行程面一和已执行剪线顶端空行程面二，未执行剪线空行程面一与已执行剪线顶端空行程面二之间设置有剪线过程行程面一和剪线过程行程面二；

抬压脚连杆组件，位于抬压凸轮部的侧面，抬压脚连杆组件连接有抬压脚组件，并用于执行抬压脚动作；

剪线连杆组件，位于剪线曲面部的侧面，剪线连杆组件连接有剪线组件，并用于执行剪线动作；

驱动轮本体的转动区域可分割为第一调节区、第二调节区、第三调节区、第四调节区、第五调节区，第一调节区、第二调节区、第三调节区、第四调节区和第五调节区组成一个连续的圆形区域；

未执行抬压空行程面一和剪线过程行程面一对应于第一调节区；

抬压过程行程面一和未执行剪线空行程面一对应于第二调节区；

已执行抬压顶端空行程面二和剪线过程行程面二对应于第三调节区；

抬压过程行程面二和已执行剪线顶端空行程面二对应于第四调节区；

已执行抬压顶端空行程面二对应于第五调节区；

驱动轮本体上设置有原点，原点为第一调节区和第二调节区的交界点，第一调节区和第四调节区之间的交界点记为交界点一，第四调节区和第三调节区之间的交界点记为交界点二，第三调节区和第五调节区之间的交界点记为交界点三，第五调节区和第二调节区之间的交界点记为交界点四；

所述驱动轮本体能360°转动，所述交界点一相对于原点的角度为90°± 15°，所述交界点二相对于原点的角度为180°±15°，所述交界点三相对于原点的角度为270°±15°，所述交界点四相对于原点的角度为280°±15°；

驱动轮本体顺时针转动至第一调节区内时，抬压脚连杆组件和剪线连杆组件位于第一调节区内，抬压脚组件空行程接触，剪线组件执行剪线动作；

驱动轮本体逆时针转动至第二调节区内时，抬压脚连杆组件和剪线连杆组件位于第一调节区内，剪线组件空行程接触，抬压脚组件执行抬压脚动作；

驱动轮本体逆时针转动至第五调节区内时，抬压脚连杆组件位于第五调节区内，抬压脚组件抬起，剪线组件能够通过逆时针运动从而执行第三调节区内的抬压脚组件保持抬起状态，以执行剪线动作；

驱动轮本体顺时针转动依次经过第一调节区、第四调节区、第三调节区、第五调节区，剪线组件执行剪线动作，抬压脚组件执行抬压脚动作，完成以上动作后，再顺时针复位。

一种缝纫机，包括机壳，机壳的一侧横向设置有电机，电机的输出轴上设置有所述驱动轮本体，剪线曲面部内设置有在一定行程内驱动剪线连杆组件的驱动销轴，驱动销轴与剪线连杆组件连接。

优选地，所述抬压脚连杆组件包括可转动设置在机壳内的转动轴，转动轴的一端安装有中间杠杆，中间杠杆的上端位于抬压凸轮部的一侧，所述转动轴的另一端连接有抬压脚组件。

优选地，所述转动轴的外周安装有驱动块，所述中间杠杆上开设有弧形槽，驱动块的一端成型有推块，推块设置在弧形槽内。

优选地，所述机壳上设置有可转动的脚控抬压杠杆，脚控抬压杠杆的一端通过拉杆与中间杠杆的下端连接，脚控抬压杠杆的另一端连接有脚控抬压组件。

优选地，所述中间杠杆的上端成型有推动部，推动部上安装有可转动的转轮。

优选地，所述中间杠杆的下端与机壳之间安装有复位扭簧。

优选地，所述剪线连杆组件包括长摇臂，长摇臂的上端设置有所述驱动销轴，长摇臂中部铰接在机壳上或长摇臂的上端铰接在机体上，长摇臂的中部设置有驱动销轴，长摇臂的下端铰接有短摇臂，短摇臂的另一端铰接有曲柄，曲柄的另一端连接有剪线组件。

优选地，所述驱动销轴的端部为球形；所述抬压凸轮部呈凸出设置在驱动轮本体的外周；所述驱动轮本体与电机的端面之间设置有平面轴承，所述驱动轮本体的外端安装有限位块。

一种缝纫机的剪线及抬压脚控制方法，包括以下步骤；

S1：缝纫机开机，控制器初始化电机找到原点；

S2：当驱动轮本体位于原点位置时，由控制器判断输入信号为单独剪线或单独抬压脚或抬起压脚时进行剪线或剪线后连贯执行抬压脚或剪线完成后执行抬压脚；

S3.1)：当控制器判断输入信号为单独剪线时，驱动轮本体顺时针转动至第一调节区内，使剪线连杆组件经过剪线过程行程面一，抬压脚连杆组件经过未执行抬压空行程面一，抬压脚组件空行程接触不执行动作，剪线组件从原点到交界点一执行剪线动作，往复一次后，驱动轮本体逆时针转动复位到原点；

S3.2)：当控制器判断输入信号为单独抬压脚时，驱动轮本体逆时针转动至第二调节区内时，使抬压脚连杆组件经过抬压过程行程面一，剪线连杆组件经过未执行剪线空行程面一，此时剪线组件空行程接触不执行动作，使抬压脚组件从原点到交界点四执行抬压脚动作，往复一次后，驱动轮本体顺时针转动复位到原点；

S3.3)：当控制器判断输入信号为抬起压脚时进行剪线时，驱动轮本体逆时针转动至第五调节区内时，抬压脚连杆组件位于第五调节区内，此时，抬压脚组件抬起，剪线组件通过逆时针运动执行第三调节区内的剪线动作，使剪线组件从交界点三到交界点二执行剪线动作，抬压脚组件保持抬起状态时进行剪线动作，往复一次后回到第五调节区内，在抬压脚组件保持抬起状态下，可手动通过控制器控制剪线组件多次往复剪线；

S3.4)：当控制器判断输入信号为剪线后连贯执行抬压脚时，驱动轮本体顺时针从原点到交界点一执行剪线动作的前半行程，然后继续顺时针转动，连贯的从交界点一到交界点二执行抬压脚动作抬起状态，然后继续顺时针转动，连贯的从交界点二到交界点三执行剪线动作的后半行程，直至连贯的运转到第五调节区区域，剪线执行结束后抬压脚保持第五调节区区域抬起状态；

S3.5)：当控制器判断输入信号为剪线完成后执行抬压脚时，先执行S3.1的步骤，然后在连贯的执行S3.2的步骤。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本发明通过驱动轮的设计，实现一个电机能够分别同步或异步控制抬压脚组件和剪线组件动作，且可以360°运行完成两个动作，结构简单，降低制造成本，效率高，并且在抬压脚状态下能实现剪线动作，解决现有电机驱动技术中不能在抬压脚的同时进行剪线的问题。

2、本发明通过驱动轮可360°运转的设计，能保证在任何角度下电机运转，不会造成机械铰接卡死和撞击引起的各种强磨损，断裂，或损坏问题。

附图说明

图1为驱动轮本体的结构示意图。

图2为驱动轮本体上剪线曲面部的结构示意图。

图3为驱动轮本体上抬压凸轮部的结构示意图。

图4为包缝机的结构示意图。

图5为驱动轮、抬压脚连杆组件、剪线连杆组件的结构示意图一。

图6为驱动轮、抬压脚连杆组件、剪线连杆组件的结构示意图二。

图7为驱动轮、中间杠杆、长摇臂的结构示意图。

图8为驱动轮、抬压脚连杆组件、剪线连杆组件的结构示意图三。

图9为本发明中控制方法的逻辑图。

附图标记：1-机壳；2-电机；3-复位扭簧；4-抬压脚组件；5-剪线组件； 6-脚控抬压杠杆；7-拉杆；8-平面轴承；9-限位块；10-驱动轮本体；

12-剪线曲面部；13-弹簧；14-抬压凸轮部；20-抬压脚连杆组件；21-转动轴； 22-中间杠杆；23-驱动块；30-剪线连杆组件；31-驱动销轴；

32-长摇臂；33-摇臂固定板；34-短摇臂；35-曲柄

221-弧形槽；222-推动部；223-转轮；231-推块；

121-未执行剪线空行程面一；122-已执行剪线顶端空行程面二；123-剪线过程行程面一；

124-剪线过程行程面二；

141-未执行抬压空行程面一；142-已执行抬压顶端空行程面二；143-抬压过程行程面一；

144-抬压过程行程面二；

A1-第一调节区；A2-第二调节区；A3-第三调节区；A4-第四调节区；

A5-第五调节区；

p0-原点；p1-交界点一；p2-交界点二；p3-交界点三；p4-交界点四。

具体实施方式

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。

结合图1、图2、图3，一种用于剪线及抬压脚的驱动轮，包括

驱动轮本体10，驱动轮本体10上分别设置有抬压凸轮部14和剪线曲面部12，抬压凸轮部14的两侧分别设置有未执行抬压空行程面一141和已执行抬压顶端空行程面二142，未执行抬压空行程面一141与已执行抬压顶端空行程面二142之间设置有抬压过程行程面一143和抬压过程行程面二144，剪线曲面部12的两侧设置有未执行剪线空行程面一121和已执行剪线顶端空行程面二122，未执行剪线空行程面一121与已执行剪线顶端空行程面二122之间设置有剪线过程行程面一123和剪线过程行程面二124；

抬压脚连杆组件20，位于抬压凸轮部14的侧面，抬压脚连杆组件20连接有抬压脚组件4，并用于执行抬压脚动作；

剪线连杆组件30，位于剪线曲面部12的侧面，剪线连杆组件30连接有剪线组件5，并用于执行剪线动作；

驱动轮本体10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、第四调节区A4、第五调节区A5，第一调节区A1、第二调节区 A2、第三调节区A3、第四调节区A4和第五调节区A5组成一个连续的360°圆形区域；

未执行抬压空行程面一141和已执行抬压顶端空行程面二142分别对应于抬压脚组件4的保持抬起或放下状态；

抬压过程行程面一143和抬压过程行程面二144分别对应于抬压脚组件4 的处于抬升或放下的过程；

从未执行剪线空行程面一121到达已执行剪线顶端空行程面二122时，将会经过剪线过程行程面一123和剪线过程行程面二124，从而使剪线组件5执行剪线动作。

未执行抬压空行程面一141和剪线过程行程面一123对应于第一调节区 A1；

抬压过程行程面一143和未执行剪线空行程面一121对应于第二调节区 A2；

已执行抬压顶端空行程面二142和剪线过程行程面二124对应于第三调节区A3；

抬压过程行程面二144和已执行剪线顶端空行程面二122对应于第四调节区A4；

已执行抬压顶端空行程面二142对应于第五调节区A5；

驱动轮本体10上设置有原点p0，原点p0为第一调节区A1和第二调节区 A2的交界点，第一调节区A1和第四调节区A4之间的交界点记为交界点一p1，第四调节区A4和第三调节区A3之间的交界点记为交界点二p2，第三调节区 A3和第五调节区A5之间的交界点记为交界点三p3，第五调节区A5和第二调节区A2之间的交界点记为交界点四p4；

所述驱动轮本体10能360°无死点旋转解决电机因不正常工作造成的机械件绞死，并且通过系统控制器编程来实现原点定位，顺时针和逆时针旋转，

所述交界点一p1相对于原点p0的角度为90°±15°，所述交界点二p2 相对于原点p0的角度为180°±15°，所述交界点三p3相对于原点p0的角度为270°±15°，所述交界点四p4相对于原点p0的角度为280°±15°，本技术方案中的±15°，为各个交界点可变化角度范围区域，可根据实际情况进行调整。

本装置中，采用的具体方案为，所述交界点一p1相对于原点p0的角度为85°，所述交界点二p2相对于原点p0的角度为195°，所述交界点三p3 相对于原点p0的角度为280°，所述交界点四p4相对于原点p0的角度为 290°。

缝纫机的剪线及抬压脚控制方法，包括以下步骤；

S1：缝纫机开机，控制器初始化电机找到原点p0；

S2：当驱动轮本体10位于原点p0位置时，由控制器判断输入信号为

S3.1单独剪线

或S3.2单独抬压脚

或S3.3抬起压脚时进行剪线

或S3.4剪线后连贯执行抬压脚

或S3.5剪线完成后执行抬压脚；

S3.1)单独执行剪线的方法是：

当控制器判断输入信号为单独剪线时，驱动轮本体10顺时针转动至第一调节区A1内，使剪线连杆组件30经过剪线过程行程面一123，抬压脚连杆组件 20经过未执行抬压空行程面一141，抬压脚组件4空行程接触不执行动作，剪线组件5从原点p0到交界点一p1执行剪线动作，往复一次后，驱动轮本体10逆时针转动复位到原点p0；

S3.2)单独执行抬压脚的方法是：

当控制器判断输入信号为单独抬压脚时，驱动轮本体10逆时针转动至第二调节区A2内时，使抬压脚连杆组件20经过抬压过程行程面一143，剪线连杆组件30经过未执行剪线空行程面一121，此时剪线组件5空行程接触不执行动作，使抬压脚组件4从原点p0到交界点四p4执行抬压脚动作，往复一次后，驱动轮本体10顺时针转动复位到原点p0；

S3.3)抬起压脚后保持压脚抬起状态时进行剪线的方法是：

当控制器判断输入信号为抬起压脚时进行剪线时，驱动轮本体10逆时针转动至第五调节区A5内时，抬压脚连杆组件20位于第五调节区A5内，此时，抬压脚组件4抬起，剪线组件5通过逆时针运动执行第三调节区A3内的剪线动作，使剪线组件5从交界点三p3到交界点二p2执行剪线动作，抬压脚组件4保持抬起状态时进行剪线动作，往复一次后回到第五调节区A5内，在抬压脚组件4 保持抬起状态下，可手动通过控制器控制剪线组件5多次往复剪线；

S3.4)剪线后连贯执行抬压脚动作的方法是：

驱动轮本体10顺时针转动依次经过第一调节区A1、第四调节区A4、第三调节区A3、第五调节区A5，剪线组件5执行剪线动作，连贯的抬压脚组件4执行抬压脚动作，

也就是使剪线和抬压脚动作在驱动轮本体10运转一周内完成两个动作，

当控制器判断输入信号为剪线后连贯执行抬压脚时，驱动轮本体10顺时针从原点p0到交界点一p1执行剪线动作的前半行程，然后继续顺时针转动，连贯的从交界点一p1到交界点二p2执行抬压脚动作抬起状态，然后继续顺时针转动，连贯的从交界点二p2到交界点三p3执行剪线动作的后半行程，直至连贯的运转到第五调节区A5区域，剪线执行结束后抬压脚保持第五调节区A5区域抬起状态；

完成以上动作后，再顺时针转动执行抬压脚组件放下压脚状态至复位原点 p0。实现360°旋转执行剪线和抬压脚动作；

S3.5)剪线完成后执行抬压脚的方法是：

当控制器判断输入信号为剪线完成后执行抬压脚时，先执行S3.1的步骤，然后在连贯的执行S3.2的步骤。

在生产缝制应用中，能对应不同的生产工艺技术要求使用不同的方法操作，实现各种辅助功能。

本发明中的驱动轮本体10能够单独控制剪线组件5动作，结构简单，降低设备成本，方便实用，在抬压脚未动作时，能够通过电控执行剪线动作，并且在电机控制执行抬压脚动作的同时，还能够通过电控执行剪线动作，或者通过手动按钮，操控剪线机构动作，进行手动剪线，电机是闭环带原点步进电机，开机自动寻找编码器绝对原点p0位置

结合图4至图7，一种缝纫机，包括机壳1，机壳1的一侧横向设置有电机 2，电机2的输出轴上设置有所述驱动轮本体10，剪线曲面部12内设置有在一定行程内驱动剪线连杆组件30的驱动销轴31，驱动销轴31与剪线连杆组件30 连接。

本发明通过驱动轮本体10的设计，驱动轮本体10可以360°顺时针或逆时针旋转，分别执行同步或异步的剪线和抬压脚工作，一个电机2能够分别控制抬压脚组件4和剪线组件5动作，完成两个动作，结构简单，降低设备成本，方便实用，并且在执行抬压脚动作的同时，还能够执行剪线动作，使用方便。

接下来进一步介绍抬压脚连杆组件20的具体结构，所述抬压脚连杆组件20 包括可转动设置在机壳1内的转动轴21，转动轴21的一端安装有中间杠杆22，中间杠杆22的上端位于抬压凸轮部14的一侧，驱动轮本体10转动时将会推动中间杠杆22并驱动其转动，所述转动轴21的另一端连接有抬压脚组件4，从而带动抬压脚组件4动作。

所述转动轴21的外周安装有驱动块23，所述中间杠杆22上开设有弧形槽 221，驱动块23的一端成型有推块231，推块231设置在弧形槽221内，在实际工作过程中，当中间杠杆22转动时，将会通过弧形槽221与推块231的配合带动驱动块23转动，同时带动转动轴21转动。

所述机壳1上设置有可转动的脚控抬压杠杆6，脚控抬压杠杆6的一端通过拉杆7与中间杠杆22的下端连接，脚控抬压杠杆6的另一端连接有脚控抬压组件，在实际工作过程中，通过脚踩缝纫机上的抬压板，将会通过脚控抬压组件带动脚控抬压杠杆6转动，从而通过拉杆7带动抬压脚连杆组件20中的中间杠杆22转动，从而执行脚动抬压脚动作。

目前市场普遍的结构是：抬压脚和剪线不能同时工作的，而本发明通过抬压脚连杆组件20与驱动轮本体10之间为分离的结构设置，因此可以同时工作，单步进抬压脚可以用步进电机进行控制，也可以和传统的脚链同时控制，在脚链抬压脚时，可以同时操作按钮进行步进剪线，在剪线的同时，也可以同时执行脚链抬压脚，而目前现有单步进剪线是无法实现本发明的功能。

所述中间杠杆22的上端成型有推动部222，推动部222上安装有可转动的转轮223，转轮223用于与抬压凸轮部14接触，能够降低摩擦力，减少磨损，提高使用寿命。

所述中间杠杆22的下端与机壳1之间安装有复位扭簧3，复位扭簧3用于对中间杠杆22进行复位作用。

接下来进一步介绍剪线连杆组件30的具体结构，所述剪线连杆组件30包括长摇臂32，长摇臂32的上端设置有所述驱动销轴31，长摇臂32中部铰接有摇臂固定板33，摇臂固定板33的另一端与机壳1连接，具体看图8，该长摇臂 32的结构也可以是：长摇臂32的上端铰接在机体上，长摇臂32的中部设置有驱动销轴31，长摇臂32的下端铰接有短摇臂34，短摇臂34的另一端连接有剪线组件5，当驱动销轴31经过剪线曲面部12时，将会拉动长摇臂32，并通过短摇臂34拉动剪刀组件5运动，当驱动销轴31经过剪线曲面部12时，将会带动长摇臂32转动，并通过短摇臂34带动剪刀组件5运动。

所述驱动销轴31的端部为球形，以便于其端部在剪线曲面部12内滑动。

剪线曲面部12成型在驱动轮本体10的一侧面，驱动轮本体10内成型有驱动槽，驱动槽的侧壁上成型有所述剪线曲面部12。

其中，在剪线连杆组件30上还设置有用于使其复位的弹簧13，弹簧包括拉簧或扭簧等，当只有剪线曲面部12单边推动剪线组件5时，剪线组件5的回位将依靠弹簧13的作用进行复位。

所述驱动轮本体10与电机2的端面之间设置有平面轴承8，能够提高驱动轮本体10转动时的稳定性，所述驱动轮本体10的外端安装有限位块9，能够限制驱动销轴31的移动位置，防止驱动销轴31的位置偏移脱离驱动轮本体10。

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。