本發(fā)明屬于縫紉機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種縫紉機用的布料檢測裝置及縫紉機。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)4.0的逐步普及，縫紉機也在向著智能化方向發(fā)展，越來越多的傳感器將被廣泛的使用。

目前縫紉機的布料檢測裝置主要是以紅外對射的方式實現(xiàn)，如中國專利縫紉機的布料檢測裝置[申請?zhí)枮?01620228938.3]公開了如下技術(shù)方案：縫紉機，其通過主軸的旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動；電動機，其與所述縫紉機連結(jié)且驅(qū)動所述主軸；傳感器，其設(shè)置有投光部以及受光部；控制部，其基于輸入信號而根據(jù)從所述傳感器反饋的信號來判定沿布料輸送方向輸送的布料的有無，所述縫紉機的布料檢測裝置的特征在于，所述控制部具備判定部，所述判定部在連續(xù)的規(guī)定的多次布料有無判定中均判定為無布料的情況下判定為布料缺失。這種方式主要有以下幾個缺點：1、安裝不方便，需要調(diào)整接收和發(fā)射的角度，以達到最佳的效果；2、紅外光接收管容易磨損，影響使用壽命；3、太陽光中的紅外線會對其有影響；4、對于薄料檢測不靈敏。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種縫紉機用的布料檢測裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中布料檢測效果不好的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種縫紉機用的布料檢測裝置，縫紉機包括機頭、縫臺和機身，所述布料檢測裝置包括電容式傳感器和控制器，所述電容式傳感器安裝在機頭下方，所述電容式傳感器構(gòu)成電容的第一極板，所述縫臺具有金屬板，所述金屬板構(gòu)成電容第二極板，所述電容式傳感器和所述金屬板均與控制器連接，所述控制器根據(jù)電容式傳感器與金屬板之間的介質(zhì)變化判斷機頭與縫臺之間是否有布料存在。

優(yōu)選的，所述控制器根據(jù)電容式傳感器與金屬板之間的介質(zhì)變化判斷機頭與縫臺之間是否有布料存在，具體包括：

根據(jù)公式檢測縫臺上是否有面料以及面料的厚度情況，其中ε為第一極板和第二極板間介質(zhì)的介電系數(shù)，ε₀為真空的介電常數(shù)，ε_r為第一極板和第二極板間介質(zhì)的相對介電常數(shù)ε_r＝ε/ε₀，S為極板間相互覆蓋面積，d為極板間距離。

優(yōu)選的，所述縫紉機用的布料檢測裝置還包括顯示模塊，所述顯示模塊與控制器連接，所述顯示模塊用來顯示控制器的判斷結(jié)果。

優(yōu)選的，所述顯示模塊為LCD模塊。

優(yōu)選的，所述控制器還與電機電控連接，所述控制器判斷縫臺上不存在布料時控制電機停止工作。

優(yōu)選的，所述控制器通過串口模塊與所述電機電控進行通信。

優(yōu)選的，所述控制器連接有用來存放硬件設(shè)置數(shù)據(jù)的程序存儲模塊。

優(yōu)選的，所述程序存儲模塊為EEPROM。

本發(fā)明還提供一種縫紉機，所述縫紉機采用如上所述的縫紉機用的布料檢測裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、電容式傳感器結(jié)構(gòu)采用縫臺金屬板代替了紅外對管的接收管，其抗撞擊性、抗磨損性均較好，能夠有效解決采用紅外對管裝置時接收管磨損以及外界物體對傳感器的致命性損壞，可延長傳感器使用壽命，提升器件性能。

2、紅外對管的對射角度要求非常高，對安裝精度要求高，若安裝角度不準確會使紅外對管輸出電壓值不準確，給使用帶來很大麻煩，而電容式傳感器安裝方便，安裝時只需確定傳感器的位置即可。

3、目前使用的紅外對管容易受到太陽光的干擾，常用的方法是通過專用芯片對紅外發(fā)射管的發(fā)射強度進行調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)對透明料的識別，但還是不能處理掉太陽光的干擾，并且專用芯片的成本較高；或者是利用一些電路對光信號進行調(diào)制，這樣電路復雜，成本也較高，而電容式傳感器不會受到太陽光的干擾，可在任何光線下正常使用。

4、普通的紅外對管在檢測薄料或孔徑較大的布料時容易因為布料太薄導致紅外線全部穿透，導致布料識別靈敏度降低，而電容式傳感器靈敏度高，可準確識別薄料與孔徑較大的布料。

5、普通紅外對管屬于點射式，因此發(fā)射、接收紅外線均只在局部范圍內(nèi)，當傳感器上方有雜物時，容易導致誤判斷，而電容式檢測面積較廣，即使局部有雜物，但對電容值的影響很小，不會影響傳感器最終的檢測結(jié)果，抗雜物干擾能力強。

6、本設(shè)計選用電容式傳感器，縫臺上放入布料，介質(zhì)變化，電容器電容值發(fā)生改變，也可用于檢測識別相同材質(zhì)布料的厚度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中縫紉機用的布料檢測裝置的電路原理圖。

圖2是本發(fā)明實施例中安裝有布料檢測裝置的縫紉機的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1機頭；2縫臺；3機身；4電容式傳感器；5金屬板；6控制器；7顯示模塊；8程序存儲模塊；9串口模塊。

具體實施方式

以下是本發(fā)明的具體實施例，并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。

請參閱圖1和圖2。須知，本說明書所附圖中所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。

如圖1至圖2所示，縫紉機包括機頭1、縫臺2和機身3，本縫紉機用的布料檢測裝置包括電容式傳感器4和控制器6，所述電容式傳感器4安裝在機頭1下方，所述電容式傳感器4構(gòu)成電容的第一極板，所述縫臺2具有金屬板5，所述金屬板5構(gòu)成電容第二極板，所述電容式傳感器4和所述金屬板5均與控制器6連接，所述控制器6安裝在機身3內(nèi)部，其根據(jù)電容式傳感器4與金屬板5之間的介質(zhì)變化判斷機頭1與縫臺2之間是否有布料存在。本實施例中，采用縫臺2金屬板5代替了紅外對管的接收管，并與電容式傳感器4構(gòu)成電容的兩級，其抗撞擊性、抗磨損性均較好，能夠有效解決采用紅外對管裝置時接收管磨損以及外界物體對傳感器的致命性損壞，可延長傳感器使用壽命，提升器件性能，同時，由于還避免了采用紅外對管時對射角度的高要求和對安裝精度的高要求，因為采用紅外對管時若安裝角度不準確會使紅外對管輸出電壓值不準確，會給使用帶來很大麻煩。

所述控制器6根據(jù)電容式傳感器4與金屬板5之間的介質(zhì)變化判斷機頭1與縫臺2之間是否有布料存在，具體包括：

根據(jù)公式檢測縫臺2上是否有面料以及面料的厚度情況，其中ε為第一極板和第二極板間介質(zhì)的介電系數(shù)，ε₀為真空的介電常數(shù)，其值為ε₀＝8.854*10^-12F/m，ε_r為第一極板和第二極板間介質(zhì)的相對介電常數(shù)，且ε_r＝ε/ε₀，對于空氣介質(zhì)ε_r≈1，S為極板間相互覆蓋面積(m²)，d為極板間距離(m²)。當d、S和ε_r中的某一項或幾項有變化時，就改變了電容C，ε_r的變化，則控制器6可根據(jù)檢測到的電容C，ε_r的變化判斷縫臺2上是否有面料以及面料的厚度情況。

為了更好的方便使用者了解布料的厚度及位置，所述縫紉機用的布料檢測裝置還包括顯示模塊7，所述顯示模塊7與控制器6連接，所述顯示模塊7用來顯示控制器6的判斷結(jié)果。并且顯示模塊為LCD模塊，以實現(xiàn)精確、清晰的結(jié)果顯示。

為了防止縫臺2上不存在布料導致縫紉機空縫現(xiàn)象的發(fā)生，所述控制器6還與電機電控連接，所述控制器6判斷縫臺2上不存在布料時控制電機停止工作，控制器6通過串口模塊9與所述電機電控進行通信。

所述控制器6連接有用來存放硬件設(shè)置數(shù)據(jù)的程序存儲模塊8，其中程序存儲模塊8為EEPROM。使用者可以通過修改控制器6中的程序?qū)崿F(xiàn)對不同使用的要求。

如圖2所示，本發(fā)明還提供一種縫紉機，所述縫紉機采用如上所述縫紉機用的布料檢測裝置。采用上述電容傳感器配合縫臺2上的金屬板5來檢測縫臺2上是否存在布料，易于安裝，不用精密調(diào)整電容兩極板之間的角度，并且抗雜物干擾能力強；可以有效的防止接收管的磨損，延長使用壽命；可以避免太陽光中的紅外線的干擾，減少了防陽光這部分電路，使驅(qū)動電路變得簡單，節(jié)省空間和成本；可以檢測薄透料，反應靈敏。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施方式，僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明，并非對發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)原理對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化或修飾，并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。