專利名稱：磁懸浮驅(qū)動織針選針方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁懸浮驅(qū)動織針選針方法及裝置，具體為針織電腦提花圓緯機的織針選針方法及裝置，屬紡織機械產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在紡織機械中，提花大圓機是在織物上進行提花，從而編織各種各樣的花型及圖案設(shè)備，主要由給紗機構(gòu)、成圈機構(gòu)、牽拉卷曲機構(gòu)、傳動機構(gòu)和輔助機構(gòu)組成，織針的選針方法及構(gòu)造的設(shè)計，是現(xiàn)代新型織機技術(shù)改進的方向，已有公知的針織電腦提花圓緯機的電子選針裝置主要為電磁式和壓電式，它們均是利用三角凸輪、提花片、挺針片等機械零部件實現(xiàn)選針，由于織針靠與三角凸輪的接觸來實現(xiàn)上下編織運動，因此，編織機構(gòu)存在三角凸輪對織針造成沖擊摩擦和側(cè)向力。隨著針織機轉(zhuǎn)速的不斷提高(如電腦提花圓緯機一般在15-20rpm左右，選針刀片頻率在IOOHz內(nèi))，對織針和三角凸輪的性能要求更高，當織針和三角凸輪本身的強度、耐磨性等達到了極限程度時，就限制了轉(zhuǎn)速的進一步提高。據(jù)資料統(tǒng)計，目前國內(nèi)外企業(yè)主要是集中在織針的材料耐磨性、熱處理工藝和織針外型細節(jié)改進設(shè)計等方面，而沒有對織針驅(qū)動原理及結(jié)構(gòu)進行任何改變。無接觸式采用磁懸浮原理驅(qū)動織針的高速選針方法及裝置，未見于已有專利及相關(guān)技術(shù)文獻中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對背景技術(shù)所述問題，提出一種磁懸浮驅(qū)動織針選針方法及裝置，它將傳統(tǒng)的編織結(jié)構(gòu)中的提花片、挺針片、織針和三角融為一體，織針在動作過程中，與針殼底座不存在沖擊摩擦和側(cè)向力，可以實現(xiàn)高速、可懸浮控制式的織針“三工位”運動，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用壽命長等特點。本發(fā)明的技術(shù)方案是磁懸浮驅(qū)動織針選針裝置，由織針、針殼、永磁體、位移傳感器、電磁驅(qū)動裝置與控制系統(tǒng)組成，織針安裝在圓筒形的針殼中，織針的底部為圓柱體截面，織針的頭部為矩形截面，其特征在于針殼內(nèi)部有向內(nèi)凸出的織針徑向支撐面；永磁體為圓盤形，永磁體安裝在織針的底部，且與織針底部同軸；位移傳感器由動極片及固定極片組成，動極片鍍在織針中段的外表面上，針殼中部內(nèi)側(cè)有二個嵌入式固定極片；針殼的底部是電磁驅(qū)動裝置，安裝在織機上的控制系統(tǒng)有導(dǎo)線與電磁驅(qū)動裝置及針殼上的固定極片相連接；電磁驅(qū)動裝置的上表面粘貼有橡膠片。如上所述的磁懸浮驅(qū)動織針選針裝置，所述的位移傳感器為差動式電容位移傳感器，由固定極片和動極片組成，固定極片和動極片為圓筒狀同心結(jié)構(gòu)，固定極片嵌入針殼中部內(nèi)側(cè)，其特征在于嵌入針殼內(nèi)側(cè)的固定極片為圓環(huán)狀，圓環(huán)內(nèi)表面自外向圓心的徑向， 依次鍍有圓環(huán)型的陶瓷材料基底、金屬銀鍍層、金屬銠鍍層和聚乙烯鍍層，沿軸方向上，還有三個等電位環(huán)鍍層將上述圓環(huán)型鍍層隔離分開；鍍在織針中段外表面上的動極片，自外圓柱面向圓心的徑向，依次是圓環(huán)型的金屬銠鍍層、金屬銀鍍層和陶瓷材料基底，其有益效果是金屬銠鍍層有助于降低極片的溫度系數(shù)，并提高電極的導(dǎo)電性及相對密封性，聚乙烯鍍層有利于提高介質(zhì)常數(shù)及增大電容值，等電位環(huán)有利于減少邊緣效應(yīng)對電容裝置的影響。磁懸浮驅(qū)動織針選針方法，其特征在于采用磁懸浮方法，驅(qū)動織針電子選針裝置，由織機的控制系統(tǒng)向織針裝置中的電磁驅(qū)動裝置加載對應(yīng)的電流，電磁驅(qū)動裝置通電后，產(chǎn)生與織針底部的永磁體為同極性磁場，該磁場排斥織針沿著針殼的軸向上升，同時位移傳感器檢測織針的位移信號送入到控制系統(tǒng)，控制織針到達指定的位置，并懸停在該位置一個時段后，控制系統(tǒng)再斷開電磁驅(qū)動裝置電源，織針因底部永磁體與電磁驅(qū)動裝置的鐵芯之間吸引力作用，使得織針快速下落到起始位置，周而復(fù)始；調(diào)節(jié)電磁驅(qū)動裝置的驅(qū)動電流，即可控制織針的懸停位置在第二工位或第三工位，其有益效果是本發(fā)明突破了傳統(tǒng)針織機械在提升編織機構(gòu)性能時所受機構(gòu)及原理上的制約，具有高速度，高效率，低成本特點ο


附圖1為本發(fā)明實施例織針外觀圖； 附圖2為圖1之左視圖； 附圖3為圖1軸側(cè)剖視圖； 附圖4為位移傳感器內(nèi)部示意圖。
具體實施例方式附圖中的標記
附圖1、附圖2中，1一織針，3—針殼。附圖3中，2—固定極片，2’ 一固定極片，3—針殼，4一電磁驅(qū)動裝置，5—永磁體， 6—動極片，7—徑向支撐面，8—橡膠片。附圖4中，2—固定極片A，9一等電位環(huán)，10—陶瓷材料基底，11 一銀鍍層，12—銠鍍層，13—聚乙烯鍍層，14 一陶瓷材料基底，15—銀鍍層，16—銠鍍層。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進一步說明
如附圖1和2所示，為電腦提花圓緯機的中間織針，其余的還有外側(cè)織針和內(nèi)側(cè)織針， 內(nèi)、外側(cè)織針只是織針頭部為直角折彎形狀，其底部均為圓柱體截面，織針頭部截面為矩形，本發(fā)明僅以中間織針為例進行實施例說明即可。磁懸浮驅(qū)動織針選針裝置，由織針1、針殼3、永磁體5、位移傳感器、電磁驅(qū)動裝置 4與控制系統(tǒng)組成，織針1安裝在圓筒形的針殼3中，織針1的底部為圓柱體截面，織針1的頭部為矩形截面，其特征在于針殼3內(nèi)部有向內(nèi)凸出的織針徑向支撐面7;永磁體5為圓盤形，永磁體5安裝在織針1的底部，且與織針1底部同軸；位移傳感器由動極片6及固定極片2和2’組成，動極片6鍍在織針中段的外表面上，針殼3中部內(nèi)側(cè)有二個嵌入式固定極片2和2’ ；針殼3的底部是電磁驅(qū)動裝置4，安裝在織機上的控制系統(tǒng)有導(dǎo)線與電磁驅(qū)動裝置4及針殼3上的固定極片2和2’相連接；電磁驅(qū)動裝置4的上表面粘貼有橡膠片8。參見附圖4，位移傳感器為差動式電容位移傳感器，由固定極片2、2’和動極片組成(圖中只畫出固定極片2，2’與2相同)，固定極片2和動極片為圓筒狀同心結(jié)構(gòu)，固定極片2嵌入針殼3中部內(nèi)側(cè)，固定極片2為圓環(huán)狀，圓環(huán)內(nèi)表面自外向圓心的徑向，依次鍍有圓環(huán)型的陶瓷材料基底10、金屬銀鍍層11、金屬銠鍍層12和聚乙烯鍍層13，沿軸方向上，還有三個等電位環(huán)鍍層9將上述圓環(huán)型鍍層隔離分開；鍍在織針1中段外表面上的動極片， 自外圓柱面向圓心的徑向，依次是圓環(huán)型的金屬銠鍍層16、金屬銀鍍層15和陶瓷材料基底 14。本發(fā)明磁懸浮驅(qū)動織針選針方法，其動作過程如下原始狀態(tài)時，織針1垂直位于針殼3中，其徑向有針殼3內(nèi)的徑向支撐面7支撐，織針1的下端永磁體5與電磁驅(qū)動裝置 4上粘貼的橡膠片8相接觸，此即為織針1的第一工位，當織機控制系統(tǒng)向織針1中的電磁驅(qū)動裝置4加載對應(yīng)的電流時，電磁驅(qū)動裝置4通電，產(chǎn)生與織針1底部的永磁體5相同極性磁場，該磁場排斥永磁體5帶動織針1沿著針殼3的軸向上升，當織針1上的動極片6與針殼3內(nèi)的固定極片2接近時(第二工位)，控制系統(tǒng)檢測到織針1的位移信號處于第二工位，此時織針1懸停在該工位，懸停時間為設(shè)置值，當工藝要求織針1繼續(xù)上升時，控制系統(tǒng)則加大驅(qū)動電流，織針1向第三工位上升，同樣的，當織針1上的動極片6與針殼3上的固定極片2’接近時，控制系統(tǒng)檢測到織針1的位移信號處于第三工位，此時織針1懸停在該工位，并按工藝要求懸停在第三工位一定時間。織針1懸停在在第二工位或第三工位一定時間并完成作業(yè)后，控制系統(tǒng)斷開電磁驅(qū)動裝置4電源，織針1因底部永磁體5與電磁驅(qū)動裝置4的鐵芯之間吸引力、還有織針自身重力的疊加作用，使得織針1快速下落到初始位置 (第一工位)，周而復(fù)始，調(diào)節(jié)電磁驅(qū)動裝置的驅(qū)動電流，即可控制織針的懸停位置，本發(fā)明突破了傳統(tǒng)針織機械在提升編織機構(gòu)性能時所受機構(gòu)及原理上的制約，具有高速度，高效率，低成本特點。本發(fā)明實施例中，織針1在各工位的懸停時間，一般在^is左右，其定位精度為 0. 2mm，織針工作頻率(上下往復(fù)運動的頻率)不小于IOOHz，往復(fù)工作行程約10mm。以下為本發(fā)明實施例與傳統(tǒng)電腦提花機(采用八級選針裝置)的效率比較 設(shè)傳統(tǒng)提花機中共有2256根織針，每8根織針為一組，有72路紗線，即有72套選針
器及三角(凸輪)等選針機構(gòu)。提花機采用的是八段壓電陶瓷選針器，其最高動作頻率為 100HZ,即也是選針刀的動作頻率，假設(shè)針筒轉(zhuǎn)速為15r/min，即每秒1/4轉(zhuǎn)。經(jīng)計算，采用選針刀的圓緯機，該選針器最高頻率轉(zhuǎn)換為織針的動作頻率是MHz。如果采用本發(fā)明的懸浮式織針，由于不再有中間的傳動機構(gòu)，而由電磁力直接控制織針運動，根據(jù)針織工藝可知， 織針完成一次編織動作，最短的時間為6ms，也就是織針動作頻率為167Hz，兩相比較，本發(fā)明織針的效率提高了 6倍多，根據(jù)磁懸浮技術(shù)的理論及其應(yīng)用，這個效率從理論上是可行的。另一方面，由于磁懸浮織針不存在剛性沖擊和沖擊摩擦，在同等材料下，織針的壽命肯定要比傳統(tǒng)的長許多倍。
權(quán)利要求
1.磁懸浮驅(qū)動織針選針裝置，由織針、針殼、永磁體、位移傳感器、電磁驅(qū)動裝置與控制系統(tǒng)組成，織針安裝在圓筒形的針殼中，織針的底部為圓柱體截面，織針的頭部為矩形截面，其特征在于針殼內(nèi)部有向內(nèi)凸出的織針徑向支撐面；永磁體為圓盤形，永磁體安裝在織針的底部，且與織針底部同軸；位移傳感器由動極片及固定極片組成，動極片鍍在織針中段的外表面上，針殼中部內(nèi)側(cè)有二個嵌入式固定極片；針殼的底部是電磁驅(qū)動裝置，安裝在織機上的控制系統(tǒng)有導(dǎo)線與電磁驅(qū)動裝置及針殼上的固定極片相連接；電磁驅(qū)動裝置的上表面粘貼有橡膠片。
2.如權(quán)利要求1所述的磁懸浮驅(qū)動織針選針裝置，所述的位移傳感器為差動式電容位移傳感器，由固定極片和動極片組成，固定極片和動極片為圓筒狀同心結(jié)構(gòu)，固定極片嵌入針殼中部內(nèi)側(cè)，其特征在于嵌入針殼內(nèi)側(cè)的固定極片為圓環(huán)狀，圓環(huán)內(nèi)表面自外向圓心的徑向，依次鍍有圓環(huán)型的陶瓷材料基底、金屬銀鍍層、金屬銠鍍層和聚乙烯鍍層，沿軸方向上，還有三個等電位環(huán)鍍層將上述圓環(huán)型鍍層隔離分開；鍍在織針中段外表面上的動極片， 自外圓柱面向圓心的徑向，依次是圓環(huán)型的金屬銠鍍層、金屬銀鍍層和陶瓷材料基底。
3.磁懸浮驅(qū)動織針選針方法，其特征在于采用磁懸浮方法，驅(qū)動織針電子選針裝置， 由織機的控制系統(tǒng)向織針裝置中的電磁驅(qū)動裝置加載對應(yīng)的電流，電磁驅(qū)動裝置通電后， 產(chǎn)生與織針底部的永磁體為同極性磁場，該磁場排斥織針沿著針殼的軸向上升，同時位移傳感器檢測織針的位移信號送入到控制系統(tǒng)，控制織針到達指定的位置，并懸停在該位置一個時段后，控制系統(tǒng)再斷開電磁驅(qū)動裝置電源，織針因底部永磁體與電磁驅(qū)動裝置的鐵芯之間吸引力作用，使得織針快速下落到起始位置，周而復(fù)始；調(diào)節(jié)電磁驅(qū)動裝置的驅(qū)動電流，即可控制織針的懸停位置在第二工位或第三工位。
全文摘要
本發(fā)明提出一種磁懸浮驅(qū)動織針選針方法及裝置，它將傳統(tǒng)的編織結(jié)構(gòu)中的提花片、挺針片、織針和三角融為一體，織針在動作過程中，與針殼底座不存在沖擊摩擦和側(cè)向力，可以實現(xiàn)高速、可懸浮控制式的織針“三工位”運動，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用壽命長等特點。
文檔編號D04B15/68GK102242457SQ20111009820
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者吳曉光, 張成俊, 張馳, 朱文斌 申請人:武漢紡織大學(xué)