本發(fā)明屬于縫紉機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特指一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的裝置及方法。

背景技術(shù)：
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縫紉機(jī)縫制過程中，梭芯上的底線不斷減少，直至用完，隨后人工介入手動更換梭芯。重新更換后，底線繞著梭芯的運動方向存在兩種可能：一種是順著縫制方向即合理的旋轉(zhuǎn)方向，另一種則是逆方向旋轉(zhuǎn)。而梭芯旋轉(zhuǎn)不合理的旋轉(zhuǎn)方向會影響縫制質(zhì)量，因此如何有效區(qū)分梭芯旋轉(zhuǎn)方向顯得非常重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種能有效區(qū)分梭芯旋轉(zhuǎn)方向的測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的裝置及方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的裝置，包括梭芯、梭殼，在梭芯的一側(cè)面或兩側(cè)面上設(shè)置有按規(guī)律明暗交替設(shè)置的編碼，在梭殼外設(shè)置有光電傳感器，光電傳感器對準(zhǔn)梭殼處梭芯裸露部位；梭芯轉(zhuǎn)動，光電傳感器根據(jù)光源入射的表面的明暗程度獲得不同的返回信號形成一串脈沖信號，后端處理器根據(jù)信號的脈沖寬度出現(xiàn)的順序或者脈沖間隔出現(xiàn)的順序判斷梭芯的轉(zhuǎn)動方向。

在上述的一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的裝置中，所述明暗交替設(shè)置的編碼包括明亮條紋及暗條紋；

當(dāng)光源入射表面是明亮條紋處時，光電傳感器獲得較強的返回信號；當(dāng)光源入射表面為暗條紋處時，光電傳感器獲得較弱的返回信號，同時，記返回信號V；設(shè)定參考閾值電壓V0，若V>V0，則記為高電平；若V<V0，則記為低電平；梭芯轉(zhuǎn)動，光電傳感器獲得脈沖信號，后端處理器據(jù)信號的脈沖寬度出現(xiàn)的順序或脈沖間隔出現(xiàn)的順序判斷梭芯旋轉(zhuǎn)方向，如果方向不合要求則輸出警告信號。

在上述的一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的裝置中，選擇明編碼方式時，暗條紋的扇形角相等，明亮條紋的扇形角按照逆時針或順時針依次變大，光電傳感器輸出的脈沖信號就會根據(jù)旋轉(zhuǎn)的方向不同而出現(xiàn)正順序和反順序，后端處理器根據(jù)信號的脈沖寬度出現(xiàn)的順序判斷梭芯旋轉(zhuǎn)方向，如果方向不合要求則輸出警告信號；

選擇暗編碼方式時，明亮條紋的扇形角相等，暗條紋的扇形角按照逆時針或順時針依次變大，光電傳感器輸出的脈沖信號就會根據(jù)旋轉(zhuǎn)的方向不同而出現(xiàn)正順序和反順序，后端處理器根據(jù)信號的脈沖間隔出現(xiàn)的順序判斷梭芯旋轉(zhuǎn)方向，如果方向不合要求則輸出警告信號。

在上述的一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的裝置中，選擇明編碼方式時，所述暗條紋設(shè)置有三個，分別為A1，B1，C1，相應(yīng)的明亮條紋也設(shè)置三個，分別為A、B、C，其中，暗條紋A1，B1，C1的扇形角相等，明亮條紋的扇形角按照逆時針或順時針依次變大；

選擇暗編碼方式時，所述明亮條紋設(shè)置有三個，分別為A、B、C，相應(yīng)的暗條紋也設(shè)置有三個，分別為A1，B1，C1，其中，明亮條紋A、B、C的扇形角相等，暗條紋的扇形角按照逆時針或順時針依次變大。

在上述的一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的裝置中，所述暗條紋為涂黑層，明亮條紋為梭芯本身的金屬表面或者淺色涂層。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種檢測梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的方法：步驟如下：

1)在梭芯的一側(cè)面或兩側(cè)面上設(shè)置有明暗交替設(shè)置的編碼，光電傳感器對準(zhǔn)梭殼處梭芯裸露部位；

2)根據(jù)光源入射的表面的明暗程度，光電傳感器獲得不同的返回信號V；

3)設(shè)定參考閾值電壓V0，若V>V0，則記為高電平；若V<V0，則記為低電平；

4)梭芯轉(zhuǎn)動，光電傳感器獲得由高電平與低電平組合形成的脈沖信號，后端處理器根據(jù)脈沖信號的脈沖順序判斷梭芯的轉(zhuǎn)動方向，如果方向不合要求則輸出警告信號，提醒更換方向。

在上述的一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的方法中，所述明暗交替設(shè)置的編碼包括明亮條紋及暗條紋。

在上述的一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的方法中，選擇明編碼方式時，所述暗條紋的扇形角相等，明亮條紋的扇形角按照逆時針或順時針依次變大，從而使得檢測到信號的脈沖寬度不同，而且不同寬度脈沖在旋轉(zhuǎn)方向不同時出現(xiàn)的順序不同；

選擇暗編碼方式時，所述明亮條紋的扇形角相等，暗條紋的扇形角按照逆時針或順時針依次變大，從而使得檢測到的信號的脈沖間隔出現(xiàn)的順序不同，而且脈沖間隔在旋轉(zhuǎn)方向不同時出現(xiàn)的順序不同。

在上述的一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的方法中，所述暗條紋為涂黑層，明亮條紋為梭芯本身的金屬表面或淺色涂層。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)突出的優(yōu)點是：

1、本發(fā)明的測量裝置結(jié)構(gòu)緊湊，具有較寬的檢測范圍，裝置的制造和安裝的精度要求不高，良好的信噪比提高了檢測的可靠性；

2、本發(fā)明通過對梭芯表面的亮暗區(qū)的扇形角(其它顏色涂敷也相同)進(jìn)行編碼，能夠動態(tài)測量梭芯旋轉(zhuǎn)的方向，進(jìn)而有利于避免縫制質(zhì)量問題的出現(xiàn)；

3、本發(fā)明采用單色不均勻涂敷形成明暗相間的編碼設(shè)計，易加工實現(xiàn)，且硬件成本低廉，軟件控制算法通過后端處理器實現(xiàn)，使得整套檢測裝置的適用性非常強。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明暗條紋扇形角相等的旋梭順時針轉(zhuǎn)動的示意圖；

圖3是本發(fā)明暗條紋扇形角相等的旋梭順時針轉(zhuǎn)動獲得的脈沖信號；

圖4是本發(fā)明暗條紋扇形角相等的旋梭逆時針轉(zhuǎn)動的示意圖；

圖5是本發(fā)明暗條紋扇形角相等的旋梭逆時針轉(zhuǎn)動獲得的脈沖信號；

圖6是本發(fā)明明亮條紋扇形角相等的旋梭順時針轉(zhuǎn)動的示意圖；

圖7是本發(fā)明明亮條紋扇形角相等的旋梭順時針轉(zhuǎn)動獲得的脈沖信號；

圖8是本發(fā)明明亮條紋扇形角相等的旋梭逆時針轉(zhuǎn)動的示意圖；

圖9是本發(fā)明明亮條紋扇形角相等的旋梭逆時針轉(zhuǎn)動獲得的脈沖信號。

具體實施方式：

下面以具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，參見圖1—9：

一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的裝置，包括梭芯1、梭殼2，在梭芯1的一側(cè)面或兩側(cè)面上設(shè)置有明暗交替設(shè)置的編碼，在梭芯1外設(shè)置有光電傳感器3，光電傳感器3對準(zhǔn)梭殼2處梭芯裸露部位；梭芯1轉(zhuǎn)動，光電傳感器3根據(jù)光源入射的表面的明暗程度獲得不同的返回信號形成一串脈沖信號，后端處理器根據(jù)信號的脈沖寬度出現(xiàn)的順序或脈沖間隔出現(xiàn)的順序判斷梭芯1的轉(zhuǎn)動方向。其中，所述的光電傳感器3可以選擇對管傳感器，或其他光電傳感器。

具體地，所述明暗交替設(shè)置的編碼包括明亮條紋及暗條紋；

當(dāng)光源入射表面是明亮條紋時，光電傳感器3獲得較強的返回信號；當(dāng)光源入射表面為暗條紋時，光電傳感器3獲得較弱的返回信號，記返回信號V；設(shè)定參考閾值電壓V0，若V>V0，則記為高電平；若V<V0，則記為低電平。參考閾值電壓V0可以通過軟件編程設(shè)定，也可以通過硬件比較器獲得。

梭芯1轉(zhuǎn)動，光電傳感器3獲得脈沖信號，后端處理器據(jù)信號的脈沖寬度出現(xiàn)的順序或脈沖間隔出現(xiàn)的順序判斷梭芯1旋轉(zhuǎn)方向，如果方向不合要求則輸出警告信號，提醒更換方向。

更具體地，選擇明編碼方式時，暗條紋的扇形角相等，明亮條紋的扇形角按照逆時針或順時針依次變大；

選擇暗編碼方式時，明亮條紋的扇形角相等，暗條紋的扇形角按照逆時針或順時針依次變大。

具體如下：

圖2和圖4所示的是明編碼方式，三個暗條紋的扇形角相同，分別為A1，B1，C1，而明亮條紋的扇形角不同，記為A、B、C，設(shè)置扇形面積S_A＝S_A1，則S_C>S_B>S_A；因而導(dǎo)致信號的脈沖寬度Tc>Tb>Ta。當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向不同時，脈沖寬度出現(xiàn)的順序為TaTbTc，或者TaTcTb，如圖5和圖3所示。

在圖6和圖8中所示的是暗編碼方式。暗條紋A1、B1、C1的扇形角不等，而明亮條紋的扇形角相等，分別記為A，B，C；設(shè)置扇形面積S_A1＝S_A，則S_C1>S_B1>S_A1，扇形面積大則對應(yīng)的脈沖間隔大。不同的旋轉(zhuǎn)方向則導(dǎo)致脈沖間隔出現(xiàn)的順序為A1B1C1，或者A1C1B1，如圖9和圖7。

優(yōu)選地，所述暗條紋為表面涂黑層，也可以是其他深色的涂層或深色的貼標(biāo)，明亮條紋為梭芯1本身的金屬表面或淺色涂層，如白色涂層。也可以通過打印或者經(jīng)某種加工工藝形成明暗相間的編碼。

使用根據(jù)上述一種測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的裝置進(jìn)行測量梭芯轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向的方法，步驟如下：

如圖1所示梭芯1旋轉(zhuǎn)，光電傳感器3對準(zhǔn)梭殼2處梭芯1裸露部位。當(dāng)光源入射的表面是暗條紋，即本實施例的涂黑部分時，光電傳感器3獲得較弱的返回信號；當(dāng)光源入射表面是明亮條紋，即本實施例的普通金屬材質(zhì)的表面時(即梭芯1的金屬材質(zhì))，光電傳感器3獲得較強的返回信號，記返回信號V。

設(shè)定參考閾值電壓V0，若V>V0，則記為高電平；若V<V0，則記為低電平。參考閾值電壓V0可以通過軟件編程設(shè)定，也可以通過硬件比較器獲得。

為區(qū)分梭芯1旋轉(zhuǎn)的方向，對梭芯1表面做如下處理，如圖2所示，選擇的是明編碼方式。返回信號低電平對應(yīng)暗條紋即的表面，返回信號為高電平的對應(yīng)的明亮條紋表面。圖2中的暗條紋A1，B1，C1扇形角相等；明亮條紋A，B，C的扇形角依次變大，同時設(shè)置扇形角S_A＝S_A1，而S_C>S_B>S_A；當(dāng)梭芯1近似勻速轉(zhuǎn)動時，無論是暗條紋還是明亮條紋對應(yīng)信號電平的持續(xù)時間與所在表面的扇形角成正比例，即扇形角大的表面，電平保持時間也長，面積相等的表面，電平保持時間相等(或者接近相等，通過時間閾值參數(shù)在軟件編程中進(jìn)行處理)。

根據(jù)圖2所示梭芯1運動旋轉(zhuǎn)方向(順時針方向)，結(jié)合上述描述信息，光電傳感器3會接受到一串脈沖信號，如圖3所示。高電平與所在梭芯1表面面積成正比例關(guān)系,所以如果梭芯1順時針旋轉(zhuǎn),則會獲得圖3中的脈沖信號,即如果按照低電平排序則是……CBACBACBA……(ACB順序)。

假如梭芯1是逆時針旋轉(zhuǎn)，明暗處理方式不變，如圖4所示。相應(yīng)的光電傳感器3會接收到與之對應(yīng)的脈沖信號，如圖5所示。脈沖順序為……ABCABCABC……(ABC順序)。

后端處理器通過判斷光電傳感器3輸出的脈沖寬度的順序，進(jìn)而確定梭芯1旋轉(zhuǎn)方向。如果是ABC順序，則判斷梭芯1是逆時針方向；如果是ACB順序，則判斷梭芯1是順時針方向。

判斷的方法除了上述方法，也可以選擇暗編碼方式，具體如下：設(shè)置暗條紋的扇形角相等。即把明編碼方式時的明亮條紋與暗條紋進(jìn)行互換，如圖6、8所示。明亮條紋為A，B，C，暗條紋為A1，B1，C1，暗條紋是在梭芯1的表面相應(yīng)部分涂黑形成涂黑層，也可以設(shè)置其他深色涂層。測試原理和明編碼的方式相似。根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向不同對應(yīng)于不同的脈沖順序，如圖7、9所示。

假如梭芯1是順時針旋轉(zhuǎn)，如圖6所示，則會獲得圖7中的脈沖信號，脈沖順序為……C1B1A1C1B1A1C1B1A1……(A1C1B1順序)，脈沖寬度Tc1>Tb1>Ta1，脈沖寬度出現(xiàn)的順序為Ta1Tc1Tb1。

假如梭芯1是逆時針旋轉(zhuǎn)，明暗處理方式不變，如圖8所示。相應(yīng)的光電傳感器3會接收到與之對應(yīng)的脈沖信號，如圖9所示。脈沖順序為……C1A1B1C1A1B1C1A1B1……(A1B1C1順序)，脈沖寬度出現(xiàn)的順序為Ta1Tb1Tc1。

后端處理器通過判斷脈沖寬度出現(xiàn)的順序即可判斷梭芯1的旋轉(zhuǎn)方向；如果是A1C1B1順序，則為順時針旋轉(zhuǎn)；如果是A1B1C1順序，則為逆時針旋轉(zhuǎn)。如果方向不合要求則輸出警告信號，提醒更換方向。

本發(fā)明的明暗編碼也可以采用雙色設(shè)計或三色設(shè)計，與其他雙色或者三色設(shè)計相比較，本發(fā)明的單色不均勻涂敷的設(shè)計易加工實現(xiàn)，且硬件成本低廉，軟件控制算法通過后端處理器實現(xiàn)，使得整套檢測裝置的適用性非常強。

上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例之一，并非以此限制本發(fā)明的實施范圍，故：凡依本發(fā)明的形狀、結(jié)構(gòu)、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。