一种用于教学演示的纺织卷材供料装置

技术领域

本发明涉及教学器材技术领域，特别涉及一种用于教学演示的纺织卷材供料装置。

背景技术

纺织业是我国的传统行业之一，纺织机械的相关技术也随着纺织业的发展得到了快速地进步。在纺织行业中，比如进行棉纺、丝纺、合成纤维纺及混纺时，都会广泛地使用到纱线筒进行纱线的供料，使用时一端插在纺车架的轴上，轴高速旋转，带动纱锭旋转，将纱线提供给纺织机械使用。

高校在培养相关人才或科研院所进行相关研究时，受场地、资金等条件所限，无法引进真实的生产设备，只能从事理论教学和研究工作，这就会给教学和研究工作带来一定的弊端，导致培养出的人才和取得的科研成果无法与社会的实际生产活动有效对接，这也是多年来一直困扰高校与科研院所的问题。

就拿纺织纱线的供料技术来说，根据生产需求不同，目前行业内一般采用连续供料和间歇供料两种方式；其中，连续供料是指纱锭一直持续旋转进行供料，大部分的织物生产都是采用连续供料方式；间歇供料是指在电脑控制下纱锭周期性地旋转，对于一些花纹或颜色比较特殊的织物，可采用经纱或纬纱间隙性供料的方式。

当高校或科研院所需要对上述纱线的供料方式进行研究时，例如观察不同供料方式下纱线的抖动、断线及输送稳定性等问题，没有实物作为参照而仅凭理论研究很难起到良好的效果，而目前无论是纺织行业还是高校方面均没有很好的解决办法，并且申请人经过专利和论文技术的查新检索，也未发现有此方面的理论研究。

综上所述，本申请提出了一种用于教学演示的纺织卷材供料装置，以解决高校或科研院所在从事纱线等纺织卷材在供料方式研究方面所遇到的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种用于教学演示的纺织卷材供料装置，包括箱体以及设置在所述箱体内部的上料机构、送料机构、收卷机构、电源以及控制面板，所述上料机构设置在箱体的底部一侧，所述收卷机构设置在箱体的底部另一侧，所述送料机构设置在上料机构和收卷机构之间，所述电源设置在收卷机构一侧，所述控制面板设置在箱体的侧壁上，所述送料机构、收卷机构、电源以及控制面板之间电性连接，所述送料机构包括底板、送料支架、送料组件、传动组件、限位轨道以及升降杆，所述送料支架设置在底板上，所述送料组件设置在送料支架上，所述传动组件与送料组件传动连接，所述限位轨道通过升降杆设置在送料组件和传动组件之间。

进一步的，所述传动组件包括第一齿轮、第二齿轮、驱动电机、凸轮、第一连杆以及第二连杆，所述第一齿轮转动设置在送料支架上，所述驱动电机传动设置在第一齿轮后侧，所述第二齿轮通过辅助支架传动设置在第一齿轮一侧，所述凸轮同轴设置在第二齿轮后侧，所述第一连杆下端与送料支架转动连接，上端与第二连杆的一端转动连接，所述第一连杆的中部与第一齿轮传动连接，所述第二连杆的另一端与送料组件传动连接。

进一步的，所述送料组件包括送料杆以及相对设置在所述送料杆前端的一组夹板，所述送料支架上方沿水平方向设有滑槽，所述送料杆滑动设置在滑槽内，在所述送料杆滑动过程中，所述夹板可沿限位轨道往复滑动。

进一步的，所述滑槽内部的上下两侧各设有一限位槽，所述送料杆的上下两侧各设有一限位条，所述限位条滑动设置在限位槽内。

进一步的，所述送料支架的纵向支撑臂上设有通孔，所述通孔的高度与夹板的高度相匹配，且所述通孔的轴向延长线位于两个夹板之间。

进一步的，所述上料机构包括底座、上料纱锭以及限位组件，所述上料纱锭和限位组件均设置在底座上，且所述限位组件位于上料纱锭的出料端。

进一步的，所述限位组件包括限位支架、偏心轮以及滚轮，所述偏心轮和滚轮相对设置在限位支架上端，所述偏心轮的远心端设有配重块。

进一步的，所述偏心轮和滚轮的圆周面上均设有环形凹槽。

进一步的，所述收卷机构包括收卷电机以及收卷纱锭，所述收卷电机与收卷纱锭传动连接。

进一步的，所述箱体包括U型框架、前侧板、后侧板、前顶板以及后顶板，所述前侧板铰接在U型框架前侧，所述前顶板铰接在前侧板外侧，所述后侧板铰接在U型框架后侧，所述后顶板铰接在后侧板外侧，所述前顶板与后顶板通过锁扣连接。

本发明的有益效果是：

本发明的纺织卷材供料装置能够模拟真实纺织机械的送料情况，通过上料机构和送料机构将纱线送往收卷机构，并通过设置送料机构的工作状态可实现纱线的连续送料或间歇送料，从而便于学生或科研人员观察纱线在输送过程中的抖动、断线情况，方便后期对造成纱线抖动或断线的原因进行研究并提出改良方案，且无需过多地资金投入，减轻了高校和科研院所的负担，有助于高校和科研院所从事相关的教学和科研工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的展开状态示意图；

图3为本发明中限位组件的结构示意图；

图4为本发明中限位组件的侧面结构剖视图；

图5为本发明中送料机构的结构示意图；

图6为本发明中送料机构的侧面结构示意图；

图7为图6中A处的局部结构放大图；

图8为本发明的工作原理示意图。

附图标记：

10-箱体、11-U型框架、12-前侧板、13-后侧板、14-前顶板、15-后顶板、16-锁扣、17-把手；

20-上料机构、21-底座、22-上料纱锭、23-限位组件、231-限位支架、232-偏心轮、233-滚轮、234-配重块、235-环形凹槽；

30-送料机构、31-底板、32-送料支架、33-送料组件、331-送料杆、332-夹板、333-缓冲垫、334-限位条、34-传动组件、341-第一齿轮、341a-滑块、342-第二齿轮、343-驱动电机、344-凸轮、345-第一连杆、345a-通槽、346-第二连杆、347-辅助支架、35-限位轨道、36-升降杆；

40-收卷机构、41-收卷电机、42-收卷纱锭；

50-电源；

60-控制面板。

具体实施方式

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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，本实施例中的用于教学演示的纺织卷材供料装置，包括箱体10以及设置在箱体10内部的上料机构20、送料机构30、收卷机构40、电源50以及控制面板60；上料机构20设置在箱体10的底部一侧，收卷机构30设置在箱体10的底部另一侧，送料机构30设置在上料机构20和收卷机构40之间，电源50设置在收卷机构40一侧，送料机构30、收卷机构40、电源50以及控制面板60之间电性连接。

箱体10包括U型框架11、前侧板12、后侧板13、前顶板14以及后顶板15，前侧板12铰接在U型框架11前侧，前顶板14铰接在前侧板12外侧，后侧板13铰接在U型框架11后侧，后顶板15铰接在后侧板13外侧，前顶板14与后顶板15通过锁扣16连接，后侧板13上还设有把手17。

箱体10采用可折叠结构，使用时可将箱体10展开成如图2所示的形状，控制面板60设置在前侧板12的内壁上，箱体10打开后，控制面板60刚好可以平铺在桌面上，方便操作；使用完成后再将其收纳起来，并通过锁扣16锁紧，使用非常方便。

其中，电源50和控制面板60采用现有技术即可实现，其结构和连接方式为本领域技术人员所熟知，这里不再赘述。

上料机构20包括底座21、上料纱锭22以及限位组件23，上料纱锭22和限位组件23均设置在底座21上，且限位组件23位于上料纱锭22的出料端。

收卷机构40包括收卷电机41以及收卷纱锭42，收卷电机41与收卷纱锭42传动连接。

上料纱锭22和收卷纱锭42分别用于安放纱线筒，收卷纱锭42通过收卷电机41带动旋转，属于主动部件，上料纱锭22跟随纱线的收卷动作进行旋转，属于被动部件。

如图3-4所示，限位组件23包括限位支架231、偏心轮232以及滚轮233，偏心轮232和滚轮233相对设置在限位支架231上端，偏心轮232的远心端设有配重块234；偏心轮232和滚轮233的圆周面上均设有环形凹槽235，用于夹持纱线进行输送。

当纱线在向前输送时，纱线通过摩擦力带动滚轮233逆时针旋转，同时使偏心轮232产生顺时针转动的趋势，但并不转动；当纱线停止输送时，在配重块234的作用下，偏心轮232的远心端逆时针向滚轮233一侧运动，偏心轮232与滚轮233之间环形凹槽235所形成的空间变小，从而将纱线夹紧锁定，防止因惯性纱线继续向前运转。

如图5-7所示，送料机构30包括底板31、送料支架32、送料组件33、传动组件34、限位轨道35以及升降杆36，送料支架32设置在底板31上，送料组件33设置在送料支架32上，传动组件34与送料组件33传动连接，限位轨道35通过升降杆36设置在送料组件33和传动组件34之间；升降杆36设置在限位轨道35的底部两端，升降杆36可采用两节套管式结构，内管可在外管内上下滑动。

传动组件34包括第一齿轮341、第二齿轮342、驱动电机343、凸轮344、第一连杆345以及第二连杆346；第一齿轮341转动设置在送料支架32的纵向支撑臂上，驱动电机343传动设置在第一齿轮341后侧，且能够带动第一齿轮341旋转；第二齿轮342通过辅助支架347设置在第一齿轮341一侧且与第一齿轮341啮合传动，凸轮344同轴设置在第二齿轮342后侧，且能够跟随第二齿轮342同步旋转；第一连杆345下端与送料支架342底部转动连接，上端与第二连杆346的一端转动连接，第二连杆346的另一端与送料组件34传动连接。

第一连杆345的中部设有通槽345a，第一齿轮341的端面上偏心设有滑块341a，滑块341a可滑动地设置在通槽345a内；当第一齿轮341旋转时，可带动第一连杆345来回摆动，第一连杆345进一步带动第二连杆346来回摆动，进而带动送料组件33运转。

送料组件33包括送料杆331以及相对设置在送料杆331前端的一组夹板332，夹板332通过扭簧可转动地设置在送料杆331前端，且初始状态下，两个夹板332呈八字形设置；夹板332内侧设有缓冲垫333，以防夹伤纱线。

送料支架32上方沿水平方向设有滑槽321，送料杆331滑动设置在滑槽321内，在送料杆331滑动过程中，夹板332可沿限位轨道35往复滑动。

限位轨道35的前端设有喇叭形开口，以便于八字形的两个夹板332进入，并且在喇叭形开口的引导下，两个夹板332逐渐收拢并最终进入限位轨道35内。

滑槽321内部的上下两侧各设有一限位槽322，送料杆331的上下两侧各设有一限位条334，限位条334滑动设置在限位槽322内，从而保证送料杆331可稳定地在滑槽321内往复滑动。

送料支架32的纵向支撑臂上设有通孔323，通孔323的高度与夹板332的高度相匹配，且通孔323的轴向延长线位于两个夹板332之间，以便于纱线穿过通孔323后能够被两个夹板332有效地夹持。

如图8所示，本实施例中的纺织卷材供料装置具有以下两种工作模式：

一、连续供料模式

首先将纱线从上料纱锭22的纱线筒上牵引出，穿过通孔323后直接缠绕到收卷纱锭42的纱线筒上，此时收卷电机41工作带动收卷纱锭42旋转，而驱动电机343不工作，因此整个送料机构30并不工作。该模式下，纱线连续不断地被缠绕到收卷纱锭42的纱线筒上，模拟了真实工况下纱线地连续供料。

二、间歇供料模式

首先将纱线从上料纱锭22的纱线筒上牵引出，穿过通孔323后缠绕到收卷纱锭42的纱线筒上，此时驱动电机343连续工作带动第一齿轮341不断旋转，而收卷电机41根据送料情况间歇式工作。

第一齿轮341旋转时，可带动第二齿轮342和凸轮344同步旋转，第一齿轮341的旋转可带动第一连杆345和第二连杆346往复摆动，进而带动送料杆331在滑槽321内往复滑动，而凸轮344的旋转可带动限位轨道35往复升降。

当送料杆331向前运动时，凸轮344的远心端逐渐向上旋转将限位轨道35抬起，此时两个夹板332沿限位轨道35的喇叭形开口进入并逐渐收拢，最终进入限位轨道35内。两个夹板332进入限位轨道35内后，刚好夹持住纱线并向前输送，收卷电机41带动收卷纱锭42同步进行收卷动作。

当送料杆331回退时，凸轮344的远心端逐渐远离限位轨道35，限位轨道35在重力作用下自由下落，此时两个夹板332脱离限位轨道35的束缚，从而将纱线松开，收卷电机41同步停止收卷动作。

如此往复循环，实现了纱线间歇式供料的工况模拟。

综上所述，本发明的纺织卷材供料装置能够模拟真实纺织机械的送料情况，通过上料机构20和送料机构30将纱线送往收卷机构40，并通过设置送料机构30的工作状态可实现纱线的连续送料或间歇送料，从而便于学生或科研人员观察纱线在输送过程中的抖动、断线情况，方便后期对造成纱线抖动或断线的原因进行研究并提出改良方案，且无需过多地资金投入，减轻了高校和科研院所的负担，有助于高校和科研院所从事相关的教学和科研工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。