一种起底装置及张力控制机构
技术领域
本实用新型涉及针织机械技术领域，特别涉及一种起底装置及张力控制机构。
背景技术
针织横机是针织机行业中技术含量很高的自动化机械，它融合了计算机数字控制、电子驱动和机械设计等技术。针织横机在编织织片前需要起底，目前一般通过起底装置对织片进行起底。
现有的起底装置包括起底梳、升降座、丝杆和电机。升降座与起底梳连接，升降座具有螺纹孔，升降座通过螺纹孔套设在丝杆上。升降座与丝杆配合形成丝杆螺母机构。电机用于驱动丝杆转动，丝杆带动升降座升降。其中，起底梳具有起底针，起底装置通过起底梳上的起底针与起底线圈连接。电机驱动丝杆转动，使升降座带动起底梳下降，起底梳下降时带动起底线圈向下运动，使编织机构编织出起底织片。其中，起底梳下拉起底线圈的速度应当与编织机构编织起底织片的速度相匹配，即编织机构每编织完一行，起底梳就带动起底线圈向下运动一行的距离。若起底梳下拉的速度较慢，则起底织片的相邻两行之间的幅宽较小，即编织的较密；若起底梳下拉的速度较快，则起底织片的相邻两行之间的幅宽较大，即编织的较松。在编织行业，由于电机的速度相对较快，使得起底梳的下降速度普遍较快，但是若起底梳下拉的速度过快，会导致编织机构无法有效地编织出起底织片，造成起底失败。
目前，作业人员一般通过肉眼观察的方式对过快的电机速度进行调整，使起底梳下拉的速度与编织机构的编织速度相匹配，该种方式效率较低，并且对作业人员的经验要求较高，故急需设计一种可以对起底梳过快的下降速度进行自动控制的机构。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种起底装置及张力控制机构，主要目的在于实现对起底梳过快的下降速度进行自动控制。
为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
一方面，本实用新型的实施例提供一种张力控制机构，包括螺母座、限位结构、丝杆、用于驱动所述丝杆转动的电机、用于带动起底梳升降的升降座和第一控制器；所述螺母座套设在所述丝杆上，所述限位结构用于对所述螺母座的周向限位，使螺母座受丝杆驱动升降；所述升降座上设有弹性件和传感器；其中，所述螺母座用于受驱动带动升降座上升，和通过弹性件带动升降座下降；所述传感器用于在弹性件的形变量超过设定值时受触发生成信号，所述第一控制器用于根据所述信号控制所述电机减速或等待。
通过采用上述技术方案，当起底梳的下降速度过快造成起底梳的下降速度与编织机构的编织速度不匹配时，此时弹性件的形变量会超过设定值，从而会触发传感器，传感器受触发后生成信号，第一控制器根据该信号控制电机减速或等待，进而使起底梳的下降速度也降低，从而实现了对起底梳过快的下降速度进行自动控制的目的。
本实用新型进一步设置为：张力控制机构还包括固定件；所述固定件与所述升降座之间具有间隔，且两者保持相对固定；所述螺母座位于所述固定件与所述升降座之间；所述弹性件位于所述固定件与所述螺母座之间，以在螺母座下降时受压缩，并通过推动固定件带动升降座下降。
通过采用上述技术方案，可以实现螺母座受驱动带动升降座上升，和通过弹性件带动升降座下降的功能。
本实用新型进一步设置为：所述螺母座上设有限位柱，所述限位结构包括设置在所述升降座上的限位孔，所述限位孔为非圆形孔，所述限位孔具有与所述限位柱的外形相一致的形状；所述限位柱用于插入所述限位孔内，以对所述螺母座的周向限位。
通过采用上述技术方案，可以实现前述的限位结构对螺母座的周向限位的功能。
本实用新型进一步设置为：所述固定件通过螺栓与所述升降座固定；所述螺母座上设有导向孔，所述螺栓穿过所述导向孔，所述螺栓的中心线方向与所述螺母座的升降方向一致。
通过采用上述技术方案，螺栓既可以将固定件与升降座固定在一起，又可以为螺母座的升降导向。
本实用新型进一步设置为：所述传感器为第一霍尔传感器，所述螺母座上设有第一磁性件；所述第一磁性件用于随螺母座下降、且在弹性件的形变量超过设定值时触发所述第一霍尔传感器。
通过采用上述技术方案，可以实现传感器在弹性件的形变量超过设定值时受触发生成信号的功能。
另一方面，本实用新型的实施例还提供一种起底装置，其可以包括上述任一种所述的张力控制机构。
通过采用上述技术方案，由于起底装置设置上述张力控制机构的缘故，从而可以实现对起底梳过快的下降速度进行自动控制的目的。
本实用新型进一步设置为：所述张力控制机构的数量为两个，其中，一个张力控制机构的升降座用于与起底梳的一端连接，另一个张力控制机构的升降座用于与起底梳的另一端连接。
通过采用上述技术方案，相对于单个张力控制机构，两个张力控制机构对起底梳的下拉更加稳定。
本实用新型进一步设置为：所述电机为步进电机，所述步进电机包括机壳和穿过所述机壳两端的输出轴，所述输出轴的一端与丝杆连接，另一端固定地套设有增量式编码器；所述起底装置还包括第二控制器和报警器，所述第二控制器用于在两个张力控制机构的输出轴同时旋转一个脉冲信号的角度时将两个增量式编码器的计数脉冲数量进行比较，且不一致时生成报警信号；所述报警器用于根据所述报警信号发出报警。
通过采用上述技术方案，当两个张力控制机构下拉起底梳的速度不一致时，第二控制器可以控制报警器及时进行报警，以提醒作业人员及时对异常进行处理。
本实用新型进一步设置为：所述增量式编码器包括转盘、第二磁性件、第二霍尔传感器和计数器；所述增量式编码器通过转盘固定地套设在所述输出轴的另一端；所述第二磁性件的数量为多个，多个所述第二磁性件均设置在所述转盘上、且绕所述输出轴的中心线呈圆形均匀间隔分布；所述第二霍尔传感器设置在各所述第二磁性件的一侧；所述转盘用于带动各第二磁性件转动，以依次触发所述第二霍尔传感器；所述计数器用于对所述第二霍尔传感器受触发的次数进行计数，并将数量传输给所述第二控制器。
通过采用上述技术方案，转盘、第二磁性件、第二霍尔传感器以及计数器相互配合即可实现增量式编码器的计数功能，其结构相对市面上的增量式编码器的结构较简单，成本较低。
本实用新型进一步设置为：所述第二霍尔传感器的数量为两个、且绕所述输出轴的中心线间隔分布。
通过采用上述技术方案，在计数时可以区分步进电机的正反转。
借由上述技术方案，本实用新型起底装置及张力控制机构至少具有以下有益效果：
1、可以实现对起底梳过快的下降速度进行自动控制；
2、当两个张力控制机构下拉起底梳的速度不一致时，可以及时报警，以提醒作业人员及时对异常进行处理。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型实施例的张力控制机构的螺母座在初始状态的结构示意图；
图2是图1中A处的放大结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的一种弹性件位于升降座与螺母座之间的结构简图；
图4是本实用新型实施例的张力控制机构的螺母座下降时的结构示意图；
图5是图4中B处的放大结构示意图；
图6是图4中C处的放大结构示意图；
图7是本实用新型实施例的螺母座的结构示意图；
图8是本实用新型实施例的起底装置的部分结构示意图。
附图标记：1、螺母座；2、丝杆；3、电机；4、升降座；5、第一霍尔传感器；6、第一磁性件；7、弹性件；8、螺栓；9、固定件；10、安装板；11、滑动座；12、滑轨；13、增量式编码器；14、控制板；31、机壳；32、输出轴；101、限位柱；102、导向孔；131、转盘；132、第二磁性件；133、第二霍尔传感器；100、张力控制机构；200、起底梳；300、第二控制器；400、报警器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。
如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例提出的一种张力控制机构100，其包括螺母座1、限位结构、丝杆2、电机3、升降座4和第一控制器。电机3用于驱动丝杆2转动。螺母座1套设在丝杆2上，限位结构用于对螺母座1的周向限位，使螺母座1受丝杆2驱动升降。螺母座1与丝杆2配合形成丝杆螺母机构。升降座4上设有弹性件7。弹性件7可以为弹簧或柔性橡胶等。弹性件7可以直接设置在升降座4上，比如若弹性件7为弹簧时，弹簧的一端可以直接固定在升降座4上。弹性件7也可以通过其他部件间接地设置在升降座4上。其中，螺母座1用于受驱动带动升降座4上升，和通过弹性件7带动升降座4下降。升降座4用于带动起底梳200升降，比如可以将起底梳200安装在升降座4上，升降座4升降时可以带动起底梳200一起升降。其中，起底梳200可以直接安装在升降座4上，也可以通过其他部件间接地安装在升降座4上，起底梳200与升降座4之间的具体连接方式为现有技术，在此不再赘述。
前述的升降座4上还设有传感器。传感器用于在弹性件7的形变量超过设定值时受触发生成信号，第一控制器用于根据信号控制电机3减速或等待。此处的“等待”是指控制电机停止运转的意思。
上述的电机3可以正转和反转。电机3正转时，电机3驱动丝杆2转动，由于有限位结构对螺母座1限位，使丝杆2带动螺母座1上升，螺母座1推动升降座4一起上升，升降座4带动起底梳200上升至起始位置，以等待对织片进行起底。电机3反转时，电机3驱动丝杆2转动，由于有限位结构对螺母座1限位，使丝杆2带动螺母座1下降，螺母座1通过弹性件7带动升降座4下降，升降座4带动起底梳200一起下降，以下拉起底线圈，对织片进行起底。其中，螺母座1通过弹性件7带动升降座4下降的过程具体为：螺母座1对弹性件7施加力，比如压缩弹性件7或拉伸弹性件7，使弹性件7变形，变形后的弹性件7对升降座4施加力，使升降座4下降，进而升降座4带动起底梳200下降，以下拉起底线圈。
上述的弹性件7与传感器两者相互配合，满足以下条件：当起底梳200的下降速度与编织机构的编织速度相匹配时，此时弹性件7的形变量在设定的范围内，不会触发传感器；当起底梳200的下降速度过快造成起底梳200的下降速度与编织机构的编织速度不匹配时，此时弹性件7的形变量超过设定值，从而会触发传感器。传感器受触发后生成信号，第一控制器根据该信号控制电机3减速或等待，进而使起底梳200的下降速度也降低。
为了实现前述螺母座1受驱动带动升降座4上升，和通过弹性件7带动升降座4下降的功能，本实用新型还提供如下的方式：在一个示例中，如图3所示，前述的弹性件7设置在升降座4与螺母座1之间。弹性件7的一端与升降座4固定连接，另一端与螺母座1固定连接。其中，螺母座1可以位于升降座4的上方或下方。螺母座1通过弹性件7带动升降座4上升或下降。在本示例中，优选的，弹性件7为弹簧，弹簧套设在丝杆2上，弹簧的一端焊接在升降座4上，另一端焊接在螺母座1上。本示例中的螺母座1受驱动后并不是直接推动或拉动升降座4上升，而是通过弹性件7间接带动螺母座1上升。具体来说，螺母座1上升时，螺母座1对弹性件7施加力，使弹性件7拉伸变形（螺母座1位于升降座4的上方时）或压缩变形（螺母座1位于升降座4的下方时），变形后的弹性件7对升降座4施加力，使升降座4上升。
当然，在另一示例中，螺母座1在上升时也可以直接带动升降座4上升，而不通过弹性件7。在该另一示例中，如图4和图5所示，本实用新型的张力控制机构100还包括固定件9。固定件9可以呈圆盘状。固定件9与升降座4之间具有间隔，且两者保持相对固定，以使两者可以同步运动。螺母座1位于固定件9与升降座4之间。前述的弹性件7位于固定件9与螺母座1之间，以在螺母座1下降时受压缩，并通过推动固定件9带动升降座4下降。其中，当螺母座1上升时，螺母座1直接与升降座4相抵，以推动升降座4上升。在本示例中，优选的，弹性件7套设在丝杆2上，弹性件7与固定件9和螺母座1之间均不需要连接，直接放置在两者之间即可。在初始状态时，螺母座1与升降座4相抵。由于弹性件7与固定件9和螺母座1均不需要连接，从而方便了弹性件7的安装。
为了实现前述的限位结构对螺母座1的周向限位的功能，如图5和图7所示，前述的螺母座1上可以设有限位柱101（如图7所示）。限位结构包括设置在升降座4上的限位孔。该限位孔为非圆形孔，比如可以为方形孔或半圆形孔。限位孔具有与限位柱101的外形相一致的形状。限位柱101用于插入限位孔内，以对螺母座1的周向限位，使螺母座1受丝杆2驱动时沿丝杆2移动。
在一个具体的应用示例中，如图7所示，前述的限位柱101与螺母座1两者可以为一体成型式结构。限位柱101也螺纹套设在丝杆2上，如此使螺母座1与丝杆2两者的连接稳定性更佳。
如图5和图7所示，前述的固定件9可以通过螺栓8与升降座4固定。前述的螺母座1上设有导向孔102（如图7所示），螺栓8穿过导向孔102，螺栓8的中心线方向与螺母座1的升降方向一致。在本示例中，螺栓8依次穿过固定件9和螺母座1并螺纹连接在升降座4上，螺栓8可以为螺母座1的升降导向。优选的，螺栓8的数量为四个、且绕丝杆2的中心线呈圆形均匀分布。
如图2和图5所示，前述的传感器可以为霍尔传感器，为了与下文中的霍尔传感器区分开，此处的霍尔传感器称之为第一霍尔传感器5。前述的螺母座1上设有第一磁性件6，该第一磁性件6可以嵌设在螺母座1上，第一磁性件6可以为磁铁等。第一磁性件6用于随螺母座1下降、且在弹性件7的形变量超过设定值时触发第一霍尔传感器5，使第一霍尔传感器5生成信号。
前述的传感器也可以为压力传感器，压力传感器设置在弹性件7与固定件9之间，当弹性件7的形变量超过设定值时触发压力传感器，使压力传感器生成信号。
如图8所示，本实用新型的实施例还提供一种起底装置，其包括上述任一种所述的张力控制机构100，以通过张力控制机构100对起底梳200过快的下降速度进行控制，使起底梳200下拉的速度与编织机构的编织速度相匹配。
其中，在一个具体的应用示例中，如图1和图4所示，起底装置还包括安装板10、滑动座11和滑轨12。滑动座11设置在安装板10上，比如可以通过螺丝固定在安装板10上。滑动座11具有贯通的限位滑槽，滑轨12与限位滑槽滑动配合，使滑轨12可沿限位滑槽滑动。滑轨12与前述的升降座4固定连接，以带动升降座4沿限位滑槽升降。起底梳200可以设置在滑轨12上，比如可以通过销钉等固定在滑轨12上，以在滑轨12的带动下升降。
如图8所示，前述张力控制机构100的数量可以为两个，其中，一个张力控制机构100的升降座4用于与起底梳200的一端连接，另一个张力控制机构100的升降座4用于与起底梳200的另一端连接。相对于单个张力控制机构100，两个张力控制机构100对起底梳200的下拉更加稳定。
进一步的，前述的电机3可以为步进电机。如图4所示，步进电机包括机壳31和穿过机壳31两端的输出轴32。输出轴32的一端与丝杆2连接，比如可以通过联轴器与丝杆2连接。输出轴32的另一端固定地套设有增量式编码器13，当步进电机的输出轴32旋转时，增量式编码器13可以通过计数脉冲的方式记录输出轴32的旋转角度。如图8所示，本实用新型的起底装置还包括第二控制器300和报警器400，第二控制器300用于在两个张力控制机构100的输出轴32同时旋转一个脉冲信号的角度时将两个增量式编码器13的计数脉冲数量进行比较，且不一致时生成报警信号。第二控制器300可以为处理器或PLC等。报警器400用于根据报警信号发出报警。上述的报警器400可以为蜂鸣器等。
具体在实施时，当需要下拉起底梳200时，脉冲发生器同时向两个张力控制机构100的步进电机发送一个脉冲信号，两个步进电机收到脉冲信号后驱动丝杆2转动，两个增量式编码器13分别通过计数脉冲的方式记录各自步进电机的输出轴32的旋转角度，并将记录的计数脉冲数量发送给第二控制器300进行比较。若两个增量式编码器13的计数脉冲数量不一致，则说明两个步进电机的旋转速度不一致，如此会导致起底梳200两端的下降速度不同，影响起底织片的编织效果。此时第二控制器300会控制报警器400及时发出报警，以提醒作业人员及时对异常进行处理。
在一个具体的应用示例中，如图4和图6所示，前述的增量式编码器13可以包括转盘131、第二磁性件132、第二霍尔传感器133和计数器。增量式编码器13通过转盘131固定地套设在输出轴32的另一端。上述第二磁性件132的数量为多个，第二磁性件132可以为磁铁等。该多个第二磁性件132均设置在转盘131上，比如可以嵌设在转盘131上。该多个第二磁性件132可以绕输出轴32的中心线呈圆形均匀间隔分布。上述的第二霍尔传感器133设置在各第二磁性件132的一侧，比如可以将第二霍尔传感器133设置在控制板14上，然后将控制板14固定在步进电机的机壳31上，以维持第二霍尔传感器133与各第二磁性件132的相对位置关系。转盘131用于带动各第二磁性件132转动，以依次触发第二霍尔传感器133。计数器用于对第二霍尔传感器133受触发的次数进行计数，并将数量传输给第二控制器300。
在上述示例中，转盘131、第二磁性件132、第二霍尔传感器133以及计数器相互配合即可实现增量式编码器13的计数功能，其结构相对市面上的增量式编码器13的结构较简单，成本较低。
进一步的，前述第二霍尔传感器133的数量为两个、且绕输出轴32的中心线间隔分布，如此在计数时可以区分步进电机的正反转，其具体区分方式为现有技术，在此不再赘述。
下面介绍一下本实用新型的工作原理和优选实施例。
本实用新型在于设计一种张力控制机构100，其包括螺母座1、丝杆2、电机3、升降座4、弹性件7以及第二控制器300。升降座4用于与起底梳200连接。升降座4上设有传感器。螺母座1套设在丝杆2上，两者配合形成丝杆2螺母机构。电机3用于驱动丝杆2转动，丝杆2带动螺母座1升降。升降座4上设有固定件9，该固定件9可以呈圆盘状。螺母座1位于升降座4与固定件9之间。螺栓8依次穿过固定件9、螺母座1和升降座4，螺母座1上设有供螺栓8穿过的导向孔102。弹性件7可以为弹簧，弹簧套设在丝杆2上、且位于螺母座1与固定件9之间。在初始状态时，弹簧的一端与螺母座1的一端相抵，另一端与固定件9相抵，螺母座1的背离弹簧的一端与升降座4相抵。当电机3正转时，电机3驱动丝杆2转动，丝杆2带动螺母座1上升，螺母座1推动升降座4上升，进而升降座4带动起底梳200上升。当电机3反转时，电机3驱动丝杆2转动，丝杆2带动螺母座1下降，螺母座1压缩弹簧，变形后的弹簧对固定件9施加力，以通过固定件9带动升降座4下降，进而升降座4带动起底梳200下降。当起底梳200的下降速度过快时，此时螺母座1会对弹簧施加较大的力，使弹簧的形变量超过预设值，此时传感器会受触发生成信号，传感器将该信号发送给第二控制器300，第二控制器300根据该信号控制电机3减速或等待。
通过上述的结构，本实用新型的张力控制机构100可以实现对起底梳200过快的下降速度进行自动控制。
这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
