具有非圆形几何形状的编结机器
本申请是申请日为2016年5月25日，申请号为201680041069.6，发明名称为“具有非圆形几何形状的编结机器”的申请的分案申请。
技术领域
本申请总体上涉及但不限于编结机器。
发明背景
在常规的编结机器中，载有线、丝、纱线或其它抗拉元件的线轴被放置在托架(carriage)上，托架围绕圆形轨道设置在转子金属(rotor metal)之间。托架的形状通常为椭圆形或卵形(oval)。线、丝、纱线或其它抗拉元件从线轴延伸到编结机器中间的编结点。转子金属中的每个转子金属都可以旋转，以将其相邻的托架旋扫(sweep)到新的位置，并且将从安装在托架上的线轴伸出的线、丝、纱线或其它抗拉元件彼此捻合。
编结机器可用于制造编结物品，例如鞋类物品。常规的鞋类物品通常包括两个主要元件：鞋面和鞋底结构。鞋面被固定到鞋底结构并且在鞋类的内部形成空腔，用于以舒适且牢固的方式接纳足部。鞋面构件可以相对于鞋底构件来固定足部。鞋面可以围绕脚踝、在足部的脚背区域和脚趾区域上方延伸。鞋面还可以沿着足部的内侧和外侧以及足部的足跟延伸。鞋面可以配置成保护足部并提供透气，从而使足部变凉。此外，鞋面可以包括用于在某些区域提供额外支撑的附加材料。
多种材料元件(例如，织物、聚合物泡沫、聚合物片材、皮革、合成皮革)常规地用于制造鞋面。例如，在运动鞋类中，鞋面可以具有多个层，每一层包括多种连接的材料元件。作为示例，可以选择材料元件以对鞋面的不同区域赋予耐拉伸性、耐磨性、柔韧性、透气性、压缩性、舒适性和吸潮性(moisture-wicking)。为了赋予鞋面的不同区域不同的特性，材料元件通常被切割成期望的形状并且然后通常利用缝合或粘合剂结合而连接在一起。此外，材料元件通常以层状配置连接以赋予相同区域多种特性。
发明概述
编结机器的一些实施方案可以具有沿转子轨道布置的转子金属，其中托架在转子轨道上设置在转子金属之间。每个转子金属可以具有两个相对的凹形侧，因此转子金属的两个凹形侧中的每个邻近一个托架。任何转子金属的旋转将其邻近的托架从第一组位置旋扫到第二组位置。转子轨道具有至少第一部分和第二部分，并且转子轨道的第二部分的曲率半径实质上大于转子轨道的第一部分的曲率半径。
编结机器的一些实施方案可以在转子轨道上具有转子金属，其中在转子轨道上在转子金属之间具有托架。转子轨道可以具有外周边，外周边形成包围一面积的单一闭合曲线(simple closed curve)。由转子轨道的外周边所包围的面积实质上小于由圆周等于单一闭合曲线的外周边的长度的圆所包围的面积。
编结机器的一些实施方案可以具有转子轨道，该转子轨道具有形成单一闭合曲线的内周边以及沿转子轨道布置的转子金属。托架可以邻近转子金属设置在转子轨道上，并且线轴可以安装在托架上。心轴可以定位在由转子轨道的内周边形成的单一闭合曲线内的编结点处。在这些实施方案中，从线轴中的每个线轴到心轴的最长距离比从多个线轴中的每个线轴到心轴的最短距离大至少20％。围绕线轴卷绕的诸如纱线、线、细绳、丝或纤维的抗拉元件从每个线轴延伸到心轴。
本申请还涉及以下方面：
1)一种编结机器，包括：多个转子金属，其沿转子轨道布置；多个托架，其沿所述转子轨道设置在所述转子金属之间；其中，所述多个转子金属中的一个转子金属具有用于接纳第一托架的第一凹形侧和用于接纳第二托架的第二凹形侧，并且其中当所述转子金属旋转时，所述第一托架沿着所述转子轨道的位置被改变，并且其中当所述转子金属旋转时，所述第二托架沿着所述转子轨道的位置被改变；其中所述转子轨道包括第一部分和第二部分，并且其中所述转子轨道的所述第二部分的曲率半径实质上大于所述转子轨道的所述第一部分的曲率半径。
2)根据1)所述的编结机器，其中，所述多个托架围绕所述编结机器的周边设置在多个位置处，并且任何托架能够从所述编结机器的周边上的任何位置被运送到所述编结机器的所述周边上的任何其它位置。
3)根据1)所述的编结机器，还包括安装在所述多个托架上的卷绕有抗拉元件的线轴，其中所述抗拉元件从所述线轴延伸到位于所述编结机器的编结点处的环。
4)根据1)所述的编结机器，其中，所述第一部分是第一半圆形部分，并且所述第二部分是第一线性部分。
5)根据4)所述的编结机器，其中所述转子轨道还包括第三部分和第四部分，其中所述第三部分是第二半圆形部分，并且所述第四部分是第二线性部分，其中所述第二部分将所述第一部分的第一端连接到所述第三部分的第一端，并且其中所述第四部分将所述第一部分的第二端连接到所述第三部分的第二端。
6)根据1)所述的编结机器，其中，所述多个转子金属包括至少96个转子金属。
7)根据1)所述的编结机器，其中，所述多个转子金属包括至少144个转子金属。
8)根据1)所述的编结机器，其中所述转子轨道还包括第三部分，其中所述第一部分是四分之一圆形拐角部分，并且所述第三部分是四分之一圆形拐角部分，并且其中所述第二部分将所述第一部分的第一端连接到所述第三部分的第一端。
9)根据1)所述的编结机器，其中，所述转子轨道包括弯曲部分和线性部分。
10)根据1)所述的编结机器，其中，所述转子轨道包括至少一个凸起部分。
11)一种编结机器，包括：转子轨道；多个转子金属，其设置在所述转子轨道上；以及多个托架，其在所述转子轨道上设置在所述转子金属之间；其中所述转子轨道具有外周边并且所述外周边形成包围一面积的单一闭合曲线；并且其中由所述转子轨道的所述外周边所包围的面积实质上小于由圆周等于所述单一闭合曲线的所述外周边的长度的圆所包围的面积。
12)根据11)所述的编结机器，其中，所述单一闭合曲线为凸形的单一闭合曲线。
13)根据11)所述的编结机器，其中，所述单一闭合曲线包括凹形部分。
14)根据11)所述的编结机器，其中，所述单一闭合曲线包括至少一个线性部分。
15)根据11)所述的编结机器，其中，所述单一闭合曲线具有跑道形几何形状。
16)根据11)所述的编结机器，其中，所述多个转子金属包括至少96个转子金属。
17)根据11)所述的编结机器，其中，所述多个转子金属包括至少144个转子金属。
18)一种编结机器，包括：转子轨道，其具有形成单一闭合曲线的内周边；多个转子金属，其沿所述转子轨道布置；多个托架，其邻近所述转子金属设置在所述转子轨道上；多个线轴，其安装在所述托架上；多个抗拉元件，其中每个抗拉元件从所述多个线轴中的一个延伸到由所述转子轨道的所述内周边形成的所述单一闭合曲线内的编结点；其中从所述多个线轴中的每个到所述编结点的最长距离实质上大于从所述多个线轴中的每个到所述编结点的最短距离。
19)根据18)所述的编结机器，其中，所述转子金属中的每个包括第一凹形侧和第二凹形侧，并且其中，所述多个托架中的一个所述托架邻近所述转子金属中的每个的所述第一凹形侧设置，并且所述多个托架中的另一个所述托架邻近所述转子金属中的每个的所述第二凹形侧设置。
20)根据18)所述的编结机器，其中，所述转子金属中的每个具有第一旋转方向和与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向，并且其中，所述转子金属中的每个能够在所述第一旋转方向和所述第二旋转方向两者上旋转。
21)根据18)所述的编结机器，其中，所述编结点近似定位于所述单一闭合曲线的几何中心处。
22)根据18)所述的编结机器，其中，所述单一闭合曲线是卵形。
23)根据18)所述的编结机器，其中，所述单一闭合曲线包括第一半圆形端部部分、第二半圆形端部部分、第一线性部分和第二线性部分，所述第一线性部分将所述第一半圆形端部部分的第一端连接到所述第二半圆形端部部分的第一端，所述第二线性部分将所述第一半圆形端部部分的第二端连接到所述第二半圆形端部部分的第二端。
24)根据18)所述的编结机器，其中，所述多个转子金属包括至少96个转子金属。
25)根据18)所述的编结机器，其中，所述多个转子金属包括至少144个转子金属。
26)根据18)所述的编结机器，其中，所述多个转子金属包括在144个转子金属和288个转子金属之间，包含144个转子金属和288个转子金属。
27)根据18)所述的编结机器，其中，从所述多个线轴中的每个到所述编结点的最长距离比从所述多个线轴中的每个到所述编结点的最短距离大至少30％。
在查阅了以下附图和详细描述之后，本文所描述的编结机器的其它系统、方法、特征和优点对于本领域的普通技术人员来说将是明显的或将变得明显。意图是所有这样的另外的系统、方法、特征和优点被包括在本描述和本概述中，并且由所附权利要求保护。
附图简述
参考以下附图和描述可以更好地理解本文所公开的编结机器。附图中的部件不一定是按比例的，而是着重于说明编结机器的总体结构和操作。此外，在附图中，相似的参考标记在所有不同的视图中指示对应的部分。
图1是具有跑道形几何形状(racetrack geometry)的编结机器的实施方案的示意图；
图2是图1的编结机器的另一示意图；
图3是图1所示的花边编结机器的一部分的特写图；
图4是在图2中示出的某些部件的分解图；
图5是将具有圆形几何形状的编结机器所覆盖的面积与具有跑道形几何形状的编结机器所覆盖的面积进行比较的示意图，该跑道形几何形状的编结机器具有与该圆形机器相同的周边；
图6是将具有圆形几何形状的编结机器的周边与具有跑道形几何形状的编结机器的周边进行比较的示意图，跑道形几何形状的编结机器具有与该圆形机器相同的面积；
图7是工人达到花边编结机器的中间的示意图；
图8是具有跑道形配置的编结机器的示意图；
图9是图8的编结机器的半圆形部分的示意图；
图10是图8的花边编结机器的半圆形部分的一部分的放大图；
图11是图8的编结机器的过渡部分的示意图；
图12是图8的编结机器的线性部分的示意图；
图13-15是图示具有跑道形配置的编结机器的操作的示意图；
图16是具有可以容纳一百组转子金属、托架和线轴的跑道形配置的编结机器的示意图；
图17是具有可以容纳一百四十六组转子金属、托架和线轴的跑道形配置的编结机器的示意图；
图18是比较由跑道形编结机器所使用的地面空间与由圆形编结机器所使用的地面空间的示意图；
图19是具有卵形配置的编结机器的示意图；
图20是具有凸形部分和凹形部分的编结机器的平面示意图；
图21是图20的编结机器的一部分的放大图；
图22是图20中的平面图所示的编结机器的透视示意图；
图23是具有线性部分、两个凸形部分和一个凹形部分的编结机器的平面示意图；
图24是具有三个凸形部分和三个凹形部分的编结机器的平面示意图；
图25是具有四个凸形部分和四个凹形部分的编结机器的平面示意图；
图26-30是编结机器的端视图的示意图，图示了模型在其穿过机器时正被编结。
发明的详细描述
为了清楚起见，本文中的详细描述描述了某些示例性实施方案，但本文中的公开内容可以应用于包括本文中描述的和在权利要求中叙述的某些特征的任何鞋类物品。特别地，尽管以下详细描述描述了具有某些示例性配置的编结机器，但是应理解的是，本文中的描述一般也适用于落入权利要求范围内的其它配置。因此，权利要求的范围不限于本文所描述的和在附图中示出的具体实施方案。
为了一致性和方便起见，在整个本详细描述中对应于图示的实施方案使用了方向性形容词。如在整个本详细描述中和在权利要求中关于部件所使用的术语“纵向轴线”指的是沿该部件的最长尺寸延伸的轴线。并且，如在整个本详细描述和权利要求书中关于部件所使用的术语“横向轴线”是指从一侧延伸到另一侧的轴线，并且可以大致垂直于该部件的纵向轴线。
详细的说明和权利要求可以参考各种抗拉元件、编结结构、编结配置、编结图案和编结机器。
如本文所使用的，术语“抗拉元件”是指任何类型的线、纱线、细绳、丝、纤维，线材、缆线以及可能的其它类型的抗拉元件，如下文所述的或本领域已知的。如本文所使用的，抗拉元件可以描述通常长形的材料，其长度远大于其相应的直径。在一些实施方案中，抗拉元件可以是近似一维的元件。在一些其它实施方案中，抗拉元件可以是近似二维的(例如，具有远小于其长度和宽度的厚度)。抗拉元件可以被连接以形成编结结构。“编结结构”可以是将三个或更多个抗拉元件交织在一起形成的任何结构。编结结构可以采取编结绳索、绳或股线的形式。可选地，编结结构可以被配置为二维结构(例如，扁平的编结物)或三维结构(例如，编结管或其它三维物品)。
编结结构可以以各种不同的配置形成。编结配置的示例包括但不限于：编结结构的编结密度、编结张力、结构的几何形状(例如，形成为管、物品等)、单独的抗拉元件的特性(例如，材料、横截面几何形状、弹性、拉伸强度等)以及编结结构的其它特征。编结配置的一个具体特征可以是在整个编结配置上或在编结结构的一个或更多个区域内形成的编结几何形状或编结图案。如本文所使用的，术语“编结图案”是指编结结构的区域中的抗拉股线的局部布置。编结图案可以广泛地变化，并且可以在以下特征中的一个或更多个方面不同：一组或更多组抗拉元件(或股线)的定向、在编结抗拉元件之间形成的间隔或开口的几何形状、在各个股线之间的交叉图案以及可能的其它特征。一些编结图案包括花边编结或提花图案，例如Chantilly、Bucks Point和Torchon。其它图案包括双轴钻石编结、双轴规则编结以及各种三轴编结。
编结结构可以使用编结机器形成。如本文所使用的，“编结机器”是能够自动地交织三个或更多个抗拉元件以形成编结结构的任何机器。编结机器通常可以包括在机器上沿着不同路径被移动或传递的线轴或线筒。当绕过线轴时，从线轴朝向机器中心延伸的抗拉股线可以会聚在“编结点”或编结区域处。编结机器可根据各种特征来表征，这些特征包括线轴控制和线轴定向。在一些编结机器中，线轴的位置和运动可以被独立地控制，使得每个线轴可以在整个编结过程中在可变路径上行进，在下文中被称为“独立的线轴控制”。然而，其它编结机器可能没有独立的线轴控制，使得每个线轴都被限制成沿机器周围的固定路径行进。另外，在一些编结机器中，每个线轴的中心轴线指向共同的方向，使得线轴轴线全部平行；该配置在本说明书中被称为“轴向配置”。在其它编结机器中，每个线轴的中心轴线朝向编结点(例如，从机器的周边径向向内朝向编结点)定向；该配置在本说明书中被称为“径向配置”。
可用于制造编结物品的一类编结机器是径向编结机器或径向编结机。径向编结机器可以没有独立的线轴控制，因此可以配置有围绕机器的周边以固定路径传递的线轴。在一些情况下，径向编结机器可以包括以径向配置布置的线轴。为了清楚起见，详细描述和权利要求可以使用术语“径向编结机器”来指没有独立的线轴控制的任何编结机器。本发明的实施方案可以利用与如Dow等人于2011年3月22日授权的且题为“Machine forAlternating Tubular and Flat Braid Sections(用于交替管状编结区段和扁平编结区段的机器)”的第7,908,956号美国专利中公开的以及Richardson的于1993年11月2日授权的且题为“Maypole Braider Having a Three Under and Three Over Braiding Path(具有三个下部编结路径和三个上部编结路径的Maypole编结机)”的第5,257,571号美国专利中公开的径向编结机器相关的任何机器、设备、部件、零件、机构和/或工艺，每个专利的全部内容通过引用以其整体并入本文。这些申请在本文中可以被称为“径向编结机器”申请。
可用于制造编结物品的另一类编结机器是也被称为提花机或编结机器(aJacquard or Braiding machine)的一种编结机器。在这些编结机器中，线轴可以具有独立的线轴控制。一些编结机器也可以具有轴向布置的线轴。使用独立的线轴控制可以允许创建具有开放和复杂拓扑结构的编结结构，例如花边编结物，并且可以包括用于形成复杂编结图案的各种线迹。为了清楚起见，详细描述和权利要求可以使用术语“编结机器”来指代具有独立的线轴控制的任何编结机器。本发明的实施方案可以使用与如Ichikawa的于2004年12月15日公开且题为“Torchon Lace Machine(Torchon花边机)”的第1486601号欧洲专利中所公开的以及如Malhere的在1875年7月27日授权且题为“Lace-Machine(花边机)”的第165,941号美国专利中所公开的编结机器有关的任何机器、设备、部件、零件、机构和/或工艺，这些参考文献中的每个的全部内容通过引用以其整体并入本文。
根据编结机器的操作，线轴可以以不同的方式移动。在操作中，沿着编结机器的恒定路径移动的线轴可以被说成经历“非提花运动”，而沿着编结机器的可变路径移动的线轴被说成经历“提花运动”。因此，如本文所使用的，编结机器提供用于以提花运动移动线轴的装置，而径向编结机器只能以非提花运动移动线轴。
本文使用的术语“包覆编结(overbraid)”应是指沿着三维结构的形状形成的编结方法。要被包覆编结的物体包括围绕物体的外表面延伸的编结结构。被包覆编结的物体不一定包括包围整个物体的编结结构，而是被包覆编结的物体包括从物体的后部延伸到前部的无缝编结结构。
通常，编结结构以两种主要方式(管状编结物和扁平编结物)配置。传统上，花边编结机器被用于形成扁平编结结构。花边编结机器的示例可以在Malhere的于1875年7月27日授权的题为“Lace-Machine(花边机)”的第165,941号美国专利中找到，该专利的全部内容由此通过引用并入。编结机器可以形成可涉及以各种方式捻合纱线或交织纱线的复杂的设计。编结机器是包括转子金属的机器，所述转子金属可以被特定地控制，使得每个单独的转子金属可以被单独旋转。
相反，径向编结机器通常使用相互啮合的喇叭形齿轮(horn gear)，使得特定的喇叭形齿轮不能单独旋转。在Richardson的于1993年11月2日授权的题为“Maypole BraiderHaving a Three Under and Three Over Braiding Path”的第5,257,571号美国专利中描述了径向编结机器的示例，该美国专利的全部内容由此通过引用并入。在径向编结机器中形成的编结结构或编结结构的股线的形式在径向编结结构的整个长度上大致相同或相似。也就是说，在径向编结机器上形成的物品的编结结构可能有很小的变化或没有变化。
本说明书中的附图是示意图，其不意图表示其中所示的机器或部件的实际尺寸、相对尺寸或比例尺寸，而是仅旨在清楚地示出在文字描述中描述的实施方案。
实施方案可以使用Bruce等人的于2015年5月26日提交的且题为“BraidingMachine and Method of Forming an Article Incorporating Braiding Machine(编结机器以及结合编结机器形成物品的方法)”的第14/721,563号美国专利申请(当前代理案卷号140222US01/NIKE.249850)以及Bruce等人的于2015年5月26日提交的且题为“BraidingMachine and Method of Forming an Article Incorporating a Moving Object(编结机器以及结合移动物体形成物品的方法)”的第14/721,614号美国专利申请(当前代理案卷号140518US01/NIKE.249851)中公开的任何机器、设备、部件和/或方法，这些专利申请由此通过引用以其整体并入。
图1和图2是具有“跑道形”配置的编结机器100的示意图。在一些实施方案中，编结机器可以是Torchon编结机器(Torchon braiding machine)。图1示出了编结机器的主要部件。多个线轴102在编结机器100的周边125处沿着轨道122设置。线轴102由等同数量的托架104支撑，托架104在图3和图4中示出。如图2中所示，抗拉元件120可以围绕多个线轴102缠绕，使得当抗拉元件120被拉向在外壳112上方在机器中心处的编结点时，抗拉元件120可以从多个线轴102解绕或展开。抗拉元件120可以被定向成延伸穿过环108(其由结构110支撑)并且围绕鞋楦、模型(form)或心轴缠绕，例如以形成编结结构。
如图1-3所示，编结机器100的基部部分140可以包括平台141和支撑结构143。平台141为支撑轨道122、外壳112、转子金属106、托架104和线轴102提供坚实的基础。在该实施方案中，平台141在所有方向上延伸超出支撑结构143。平台141具有由轨道122的内壁126界定的顶表面144。如图3所示，轨道122还具有外壁124，外壁124与内壁126一起约束轨道122上的卵形托架104的运动。应该注意的是，在图3中，例如转子金属和卵形托架在图中与在实际的花边编结机器中的情况相比间隔得稍微远一些。
在图1和图2中所示的支撑结构143可以具有截头的菱形几何形状，如在图1和图2中所示的实施方案中，或者其可以具有大致矩形的几何形状、大致卵形的几何形状、大致正方形的几何形状或大致圆形的几何形状。在一些实施方案中，支撑结构143可以包括减振元件(未示出)，以使由编结机器100产生的振动最小化而防止传播到其它编结机器，并且使从其它编结机器或其它装置传播的振动最小化而防止向上传播到平台141。
在图1和图2所示的实施方案中，平台141具有中央表面部分146和外周表面部分147。在一些实施方案中，平台141还可以具有侧壁部分148，如图1和图2所示。
在一些实施方案中，多个线轴102可以位于位置引导系统中。在一些实施方案中，多个线轴102可以位于轨道内。如图所示，在该实施方案中，轨道122具有短的内壁126和短的外壁124，其可以固定多个线轴102，使得当抗拉元件120被张紧或拉动时，多个线轴102可以保持在轨道122内而不会翻倒或者脱落。
抗拉元件120可以由不同的材料形成。特定类型的抗拉元件将赋予编结部件的区域的特性部分地取决于形成纱线内的多种丝和纤维的材料。例如，棉提供柔软手感、自然美感和生物降解能力。弹性纤维(elastane)和拉伸聚酯各自提供大量的拉伸性和恢复性，其中拉伸聚酯还提供可再利用性。人造丝提供高的光泽和吸湿性。羊毛除了提供隔热特性和生物降解能力外，还提供高的吸湿性。尼龙是具有相对高的强度的耐用且耐磨材料。聚酯是也提供相对高的耐用性的疏水材料。除了材料之外，被选择用于形成编结部件的抗拉元件的其它方面也可以影响编结部件的特性。例如，抗拉元件可以是单丝线或复丝线。抗拉元件还可以包括各自由不同材料形成的单独的丝。此外，抗拉元件可以包括各自由两种或更多种不同的材料形成的丝，例如双组分线，该双组分线包括具有皮-芯型配置的丝或包括围绕彼此捻合的丝。
在一些实施方案中，多个线轴102可以围绕编结机器100的周边部分均匀地间隔开。在其它实施方案中，多个线轴102可以与图1所示的实施方案中不同地间隔开。例如，在一些实施方案中，多个线轴102可以仅沿花边编结机器的周边的部分定位。例如，在一些实施方案中，每个线轴可以不直接邻近另一个线轴定位。
在一些实施方案中，多个线轴102安装在托架104上，托架104沿着轨道122位于转子金属106之间，如图3和图4中的分解图所示。轨道122具有外壁124和内壁126，外壁124和内壁126限制转子金属106和托架104，使得它们不能离开轨道122。
转子金属的尺寸、卵形托架的尺寸、面向卵形托架的转子金属侧面的曲率半径以及面向转子金属的卵形托架侧面的曲率半径被选择成，使得当转子金属旋转时，转子金属可以接合卵形托架。托架和转子金属之间的特定间隔可以根据轨道的几何形状来选择，以允许转子金属旋转来使托架环绕移动。例如，与在轨道的弯曲部分相比，在轨道的线性部分中，转子金属和其邻近的托架之间需要较少的空间。
在一些实施方案中，托架可以具有卵形形状。例如，在图4所示的实施方案中，线轴102安装在例如卵形托架104上。卵形托架104邻近转子金属106定位，使得当其中一个转子金属旋转时，转子金属旋扫其相邻的卵形托架，如下面参考图12-14所描述的。内壁126和外壁124确保当转子金属从一个位置旋扫到相反位置时，转子金属保持在轨道122上。
在一些实施方案中，转子金属106中的一些或全部可以顺时针和逆时针旋转。在其它实施方案中，转子金属中的一些或全部可以仅在一个方向上旋转。在任何情况下，当转子金属被转动时，转子金属在壁124和壁126之间围绕轨道122旋扫托架104和线轴102，并且这样做可以将邻近的线轴的抗拉元件围绕彼此捻合。例如，当转子金属106旋转180度时，来自一个线轴102的抗拉元件可以与来自相邻线轴102的抗拉元件交织，并且位于该转子金属106两侧的两个托架交换位置，例如，如以下参考图12-14所阐明的。
在一些实施方案中，转子金属106的使托架104和线轴102移动的旋转可以是可编程的。在一些实施方案中，转子金属106的旋转以及因此线轴102的移动可以被编程到计算机系统中。在其它实施方案中，可以使用穿孔卡或其它设备来编程多个线轴102的移动。多个线轴102的移动可以被预编程，以形成特定的形状或设计，和/或获得设计的线密度。
在一些实施方案中，不是每个托架104都可以具有安装在每个托架104上的线轴102。例如，在一些实施方案中，只有轨道122的某些部分可以具有安装在托架104上的线轴102，并且其它部分可以不在其托架104上具有线轴102，而还有的其它部分既不具有线轴102也不具有托架104。在其它实施方案中，线轴103的不同配置可以置于每个托架104上。因此，在整个编结过程中，线轴的配置和线轴的位置可以变化。
编结机器100可以以各种定向被定位。例如，编结机器100可以水平地定向，使得多个线轴102竖直地延伸。在其它实施方案中，编结机器可以竖直地定向并且多个线轴可以水平地延伸。
在一些实施方案中，单独的线轴可以具有完全围绕编结机器100的周边移动的能力。在一些实施方案中，多个线轴102中的每个线轴都可以完全围绕编结机器100的周边移动，如下面参考图12-14所描述的。在更进一步的实施方案中，多个线轴102中的一些线轴可以完全围绕编结机器100的周边旋转，而多个线轴102中的其它线轴可仅部分地围绕编结机器100旋转。通过改变多个线轴102的各个线轴的旋转和位置，可以形成各种编结配置。
在一些实施方案中，编结机器可以包括抗拉元件组织构件。抗拉元件组织构件可以协助组织抗拉元件，使得抗拉元件的缠结可以减小。另外，抗拉元件组织构件可以提供编结结构被引导通过的路径或方向。例如，如图1-2所示，编结机器100可以包括吊索(fell)或环108以便于编结结构的组织。每个线轴的抗拉元件在形成编结结构之前朝向环108延伸并穿过环108。当股线延伸通过环108时，环108可以引导抗拉元件120，使得抗拉元件120大致在相同的方向上延伸。
在一些实施方案中，环108可位于编结点处。编结点被定义为抗拉元件120联合以形成编结结构所处于的点或区域。作为一般规则，在大多数实施方案中，编结点近似位于由转子轨道的内周边形成的闭合曲线的几何中心处。例如，如果从编结机器的内周边上的任何点到编结机器的几何中心的最小距离是d厘米，则编结点可以在闭合曲线的几何中心的(d/20)厘米内。当多个线轴102围绕编结机器100通过时，来自多个线轴102中的每个线轴的抗拉元件120可以朝向并穿过环108延伸。当抗拉元件120接近环108时，来自不同线轴的抗拉元件120之间的距离减小，并且抗拉元件120围绕彼此捻合以形成编结结构。因此，来自不同线轴102的抗拉元件120彼此相互啮合或编结。
在一些实施方案中，编结机器100在中心位置处包括外壳112。外壳112可以用于容纳某些设备，这些设备在抗拉元件120到达环108时帮助控制抗拉元件120的布置。例如，“刀”(未在图1中示出)可以延伸穿过外壳112中的狭槽118，以将抗拉元件120向上压向环108。在一些实施方案中，刀可以防止抗拉元件120散开和/或帮助提供紧密且均匀的编结结构。外壳112顶部的开口116可以与环108对齐。例如，在一些实施方案中，环108的中心点可以与开口116的中心对齐。
在一些实施方案中，开口116可以位于轨道122上方。例如，开口116可以竖直地位于平台141的上方。也就是说，在一些实施方案中，开口116所在的平面可以竖直地在线轴102所在的平面的上方。在其它实施方案中，开口116可以位于与多个线轴102的平面或轨道122的平面相同的平面中。
在一些实施方案中，可以使用诸如鞋楦、心轴或者模型或者其它物品的物体来形成编结部件的三维形状。在这些实施方案中的一些中，可以通过外壳112中的开口116将物体供给到编结点，直到编结区域。在其它实施方案中，物体可以是固定的。
在图1和图2中示意性示出的实施方案的“跑道形”配置的几何形状可以被描述为形成单一的凸形闭合曲线，该单一的凸形闭合曲线具有由两个线性部分136连接的两个相对的半圆形部分134。这种配置提供了三个明显的优点。第一，由对于给定周边具有跑道形几何形状的编结机器所包围的面积明显小于由圆形编结机器所包围的面积。由于可以放置在编结机器上的线轴的数量与其周边的长度成正比，所以在跑道形编结机器上比在覆盖相同面积的圆形编结机器上可以安装更多的线轴。围绕编结机器的周边的更多数量的线轴可以为机器提供更紧密的编结、更大的编结密度和/或更高的生产量。第二，从跑道形几何形状的编结机器的周边上的任何位置到编结机器中心处的编结点的最小距离显著小于从圆形编结机器的周边上的任何位置到编结机器中心的最小距离。这允许操作人员更容易地达到编结点以进行必要的调整或在编结点清洁机器。第三，跑道形配置的大致长形的形状允许在具有多个编结机器的工厂中更有效地使用地面空间，如下面参考图18所描述的。
图5和图6示出了这些优点中的第一个，即，对于给定面积，与圆形编结机器相比，具有非圆形形状的编结机器能够围绕其周边支撑更多的线轴。图5示出了叠加在跑道160上的具有直径51的圆150，跑道160包括具有直径52的半圆形端部部分164和具有长度53的矩形中间部分。这里，圆150表示由具有圆形形状的编结机器所占据的近似面积，而跑道160表示由具有跑道形形状的编结机器所占据的近似面积。圆150和跑道160具有近似相同的周边，但是圆150占有更多的空间——在该示例中，跑道形编结机器使用实质上比圆形编结机器将使用的空间少的空间。在编结机器所覆盖的面积的背景下，“实质上”意味着非圆形编结机器将使用的空间小于具有与非圆形编结机器的周边的长度相等的圆周的圆形机器的空间的70％。
图6示出了叠加在跑道180上的具有直径61的圆170，跑道180包括具有直径62的半圆形端部184和具有长度63的矩形中间部分183。圆170和跑道180覆盖近似相同的面积，但是跑道180具有更长的周边。在这种情况下，跑道180的周边比圆170的周边长大约44％。
图7图示了跑道形配置的第二个优点。在这个图示中，工人正伸向编结机器190的中心处的外壳192，例如以清洁其表面或进行调整。因为从编结机器的边缘193到其中心的距离对于具有跑道形几何形状的编结机器来说要小得多，所以工人能够伸到跑道形编结机器的中心，尽管他不能够达到圆形编结机器的中心。
在图8-12中图示了编结机器的操作的示例。为了清楚起见，这些图不包括编结机器的某些部件，例如抗拉元件、外壳或环。图8是具有跑道形配置的编结机器200的示例的平面图，该编结机器200具有设置在卵形托架204上的线轴202。在该示例中，编结机器200具有设置在由外壁224和内壁226界定的轨道222上的55个转子金属(即，转子金属206)、55个托架(即，托架204)和55个线轴(即，线轴202)。其它实施方案可以具有更多或更少数量的转子金属、托架和/或线轴。如图8所示，安装在托架204上的每个线轴202在其每侧上具有转子金属206。转子金属206可以通过轴205顺时针或逆时针旋转。注意，每个转子金属206的位置是固定的，因为轴205只能旋转——它们不能在任何竖直方向、横向方向或纵向方向上移动。因此，由轴205之间的间隔确定的转子金属206之间的间隔也确定了卵形托架204和线轴202的近似间隔。跑道的“图9”虚线轮廓标出了编结机器200的半圆形部分234，半圆形部分234在图9中以放大图示出；“图11”虚线轮廓标出了编结机器200的过渡部分238，该过渡部分在图11中以放大图示出；以及“图12”虚线轮廓标出了线性部分236，线性部分236在图12中以放大图示出。
图9是图8的编结机器200的半圆形部分234的放大图，示出了在编结机器的半圆形部分234处的线轴202、卵形托架204和转子金属206的布置。转子金属206可以通过轴205旋转。在每种情况下，当转子金属206静止时，每个转子金属206的中心轴线266被定向在与编结机器200的该位置处的外周边240的切线267垂直的方向上，并且每个卵形托架204的中心轴线264定向在与编结机器的该位置处的外周边240的切线265垂直的方向上。因为与金属转子206相比，卵形托架204位于围绕轨道222的周边的不同位置处，并且因为轨道222的周边是弯曲的，所以卵形托架的中心轴线的定向与其邻近的转子金属的定向成小角度，如图9中的放大图所示。出于这个原因，围绕轨道222的转子金属之间的间隔可以被选择为比在周边为线性的情况下的间隔略大，以适应这种定向上的差异。
图10是图9的由注释“图10”表示的部分的放大图的示意图。在该放大图中，虚线圆230包括转子金属206及其两个邻近的承载线轴202的托架204。该圆230在本文中可以被称为“旋扫圆”，并且由半径231来表征。当转子金属206通过轴205旋转例如180°时，其邻近的托架204在虚线圆230内被旋扫并交换位置。该示意图示出了托架204由轨道222的外壁224和内壁226限制，使得当转子金属206旋转时，托架在虚线圆内被旋扫并交换位置。花边编结机器的配置中的限制因素在于，花边编结机器的给定部分的曲率半径与旋扫圆的半径的比值应该足够大，使得转子金属可以有效地旋扫在旋扫圆内的卵形托架。例如，在一些实施方案中，具有最小曲率半径的花边编结机器的内周边的部分的曲率半径233与旋扫圆的半径231的比值至少为5:1。在其它实施方案中，该比值为至少7：1，至少8：1或至少10：1。
图11是从编结机器200的半圆形部分234到线性部分236的过渡部分238的放大图，示出了过渡区中的线轴、卵形托架、轴和转子金属的布置。如在上面参考图6所述的半圆形部分中的一样，当转子金属206静止时，每个转子金属206的中心轴线276被定向在与编结机器200的该位置处的外周边240的切线277垂直的方向上，并且每个卵形托架204的中心轴线274被定向在与编结机器的该位置处的外周边240的切线275垂直的方向上。然而，在过渡区中，转子金属的中心轴线276与其邻近的卵形托架204的中心轴线274的定向之间的定向的差异可以不如在半圆形部分234中那样大。出于这个原因，与半圆形区中使用的间隔相比，在过渡区中可以围绕轨道222在转子金属和卵形托架之间使用较小间隔。
图12是编结机器200的线性部分236的放大图，示出了线性区中的线轴、卵形托架、轴和转子金属的布置。在这种情况下，当转子金属206静止时，每个转子金属206的中心轴线286被定向在与其邻近的卵形托架204的中心轴线284平行的方向上。因此，在线性区中，围绕轨道222在转子金属和卵形托架之间的间隔可以小于其它区中的间隔。这可以允许在编结机器的线性区中对转子金属、卵形托架和线轴进行稍微更密集的组装。这可以具有以下优点：能够增加可围绕编结机器的周边设置的线轴的数量。
图13-15图示了在编结机器的实施方案中转子金属可以如何旋转以(1)使抗拉元件围绕彼此捻合和/或(2)将托架从一个位置移动到另一位置的示例。在图13-15中，转子金属351、转子金属352、转子金属353、转子金属354、转子金属355、转子金属356、转子金属357、转子金属358、转子金属359、转子金属360、转子金属361、转子金属362和转子金属363围绕编结机器的周边的一部分设置。卵形托架301、卵形托架302、卵形托架303、卵形托架304、卵形托架305、卵形托架306、卵形托架307、卵形托架308、卵形托架309、卵形托架310、卵形托架311和卵形托架312设置在成对的转子金属之间。
如以上参考图9-12所讨论的，可以通过在转子金属之间提供足够的间隔来适应在跑道的不同部分中的轨道322的周边的曲率上的差异。因此在一些实施方案中，例如在轨道322的线性部分323中的转子金属351和转子金属352之间的间隔可以比在跑道322的过渡部分324中的转子金属356与转子金属357之间的间隔稍微靠近，跑道322的过渡部分324中的转子金属356与转子金属357之间的间隔又可以比例如在轨道322的半圆形部分325中的转子金属360和转子金属361之间的间隔稍微靠近。
当给定的转子金属顺时针或逆时针旋转180°时，其邻近的托架交换位置。例如，图13示出了转子金属353即将顺时针旋转，因此交换了托架302和托架303的位置，如图14所示；转子金属357的旋转交换了托架306和托架307的位置，如图14所示；并且转子金属361的旋转交换了托架310和托架311的位置，如图14所示。
可以重复这些动作来将抗拉元件围绕彼此捻合和/或将线轴围绕周边移动到不同位置。例如，图14和图15示出了，转子金属354旋转180°交换了托架302和托架304的位置，如图15所示；转子金属357的旋转交换了托架306和托架307的位置，使它们返回到其原始位置，如图15所示；以及转子金属360的旋转交换了托架309和托架311的位置，如图15所示。因此，来自图13至图15的旋转序列，除了从邻接的线轴将抗拉元件围绕彼此捻合以外，还使托架302向右移动两个位置，并且托架303和304各自向左移动一个位置。托架306和托架307已经返回到其原始位置。托架311已经向左移动了两个位置，而托架309和托架310已经向右移动了一个位置。
这个过程可以进行多次，因此将抗拉元件围绕彼此捻合，并将托架和在这些托架上承载的线轴围绕周边推进至任何选定的位置。可以将承载具有不同特性(例如尺寸、颜色、强度、弹性、回弹性、耐磨性和/或其它特性)的抗拉元件的线轴从一个位置移动到另一个位置，以制造具有特定设计的编结结构。
线轴的数量越多，可以达到的机器的生产量越快和/或编结密度更高。生产量可以增加，因为对于给定的时间单位，可以施加到诸如鞋楦、模型或心轴的物体上的抗拉元件越多，则物体可以越快地穿过编结机器。编结密度可以增加，因为可以从更多数量的线轴向物体施加更多的抗拉元件。
编结机器的实施方案可以容纳比图1所示的更多数量的线轴/托架/转子金属的组。例如，编结机器可以具有至少96组线轴、托架和转子金属，或者至少144个线轴/托架/转子金属。图16图示了可容纳100组线轴402、托架404和转子金属406的编结机器(为了清楚起见，在机器的内部没有任何装置被示出)的跑道形实施方案。编结机器400具有外周边440。转子金属和托架被外壁410和内壁411限制在转子轨道内。图17图示了可容纳146组线轴502、托架504和转子金属506的编结机器500(为了清楚起见，在机器内部没有任何装置显示)的跑道形实施方案。转子金属和托架被外壁510和内壁511限制在转子轨道内。
图18是比较具有跑道形配置的编结机器所使用的地面空间与具有圆形配置的编结机器所使用的地面空间的示意图。在图18所示的示例中，地面空间530是矩形的，并且每个编结机器的周边具有近似相同的长度。尽管为了清楚起见未示出线轴，但是在操作中，线轴将被安装在卵形托架544的顶部表面542上。因为周边具有相同的长度，所以每个编结机器可以支撑与其它编结机器相同数量的卵形托架544和转子金属546。在图18所示的示例中，每个编结机器可以支撑40个线轴。由于四个跑道形编结机器521安装在与两个圆形编结机器520相同的地面空间内，因此图18示出了，与跑道形编结机器一起使用的线轴是与圆形编结机器一起使用的线轴的两倍。换句话说，跑道形编结机器的在其地面空间的使用有效性为圆形编结机器在其地面空间的使用有效性的两倍，并因此能够使编结物品的生产率为两倍。
编结机器的实施方案可以通过将从编结机器的周边上的任何线轴到编结点的最长距离与从编结机器的周边上的任何线轴到编结点的最短距离比较来表征。在一些实施方案中，最长距离比最短距离大得多，例如至少大20％。
编结机器的实施方案可以具有其它形状，例如下面参考图19-25所描述的示例中的形状。因此，图19是形成单一凸形闭合曲线并具有卵形或椭圆形形状的编结机器600的实施方案的示例。在这些实施方案中，具有最大曲率半径的卵形部分的曲率半径实质上大于具有最小曲率半径的卵形部分的曲率半径。在这种情况下，“实质上”意味着大至少五倍。编结机器600具有安装在托架604上的线轴602，托架604定位在转子金属606之间，转子金属606可以通过轴605在编结机器的外周边610和内周边609之间旋转。在一些实施方案中，形成外周边610的椭圆的长轴622的长度与形成外周边610的椭圆的短轴624的长度的比值可以在约1.5:1，或2：1，或更大的范围内。
编结机器的可能配置不限于那些具有仅带凸形部分或线性部分的周边的机器。例如，编结机器的实施方案可以具有凹形部分以及凸形部分和/或线性部分。在图20、图23、图24和图25中示出了这样的实施方案的示例。图20是编结机器700的实施方案，编结机器700具有两个凸形且大致半圆形的端部部分722和两个凹形部分724。该示例具有安装在托架704上的四十六组线轴702，托架704在轨道720上设置在邻近转子金属706之间。托架704被外周边壁710和内周边壁711限制，使得它们在转子金属706被轴705旋转时可以被转子金属706旋扫。
图21是示出具有凸形部分751和凹形部分752的编结机器的实施方案的轨道720的一部分的示意图。在凸形部分751的放大图中，卵形载体761的定向由方向箭头731表示，该方向箭头731垂直于该点处的轨道720的外周边的切线733。转子金属762的定向由方向箭头732表示，该方向箭头732垂直于该点处的轨道720的外周边的切线734。在轨道的这个凸形部分中，邻近的卵形和转子金属远离彼此倾斜(在外周边的方向上)。在凹形部分752的放大图中，卵形载体781的定向由方向箭头741表示，该方向箭头741垂直于该点处的轨道720的外周边的切线743。转子金属782的定向由方向箭头742表示，该方向箭头742垂直于该点处的轨道720的外周边的切线744。在轨道的这个凹形部分中，邻近的卵形和转子金属朝向彼此倾斜(在外周边的方向上)。由于邻近的转子金属和卵形载体没有完全对齐，所以在编结机器的配置中必须考虑其定向上的差异。例如，为了适应转子金属和卵形载体在轨道的凸形部分和凹形部分中的定向上的这种差异，可以在每个转子金属与其邻近的卵形载体之间提供额外的空间，以允许转子金属的平稳旋转。
图22是图20中的平面图所示的编结机器700的透视图，示出了围绕轨道720设置的线轴702。图22包括工人对环708进行调整的图示。工人正站在定位于轨道720的凹形部分724旁边的梯子上，在此处他可以更容易地达到环708。因此，图20的实施方案具有以下优点：为工人和技术人员提供了更大的进入编结机器中间的装置的通路，使得他们可以对该装置进行任何必要的维护或调整。
图23是具有轨道820的编结机器800的实施方案，轨道820形成单一闭合曲线，该单一闭合曲线在相对的端部处具有两个弯曲的凸形部分822，该两个弯曲的凸形部分822在一侧由线性部分824连接并在另一侧由凹形部分826连接。转子金属806(其可以通过轴805旋转)、卵形托架804和线轴802围绕轨道820设置，并且被内壁811和外壁810限制。凹形部分826为工人提供了更大的进入编结机器中间的任何设备的通道(access)，使得他们可以执行任何必要的维护或调整。
图24是具有三重对称性的编结机器900的实施方案。它是一个单一闭合曲线，该单一闭合曲线具有三个凸形部分922，该三个凸形部分922由三个凹形部分924连接。转子金属906、卵形托架904和线轴902设置在轨道920上，轨道920由外周边壁910和内周边壁911界定。这种配置可以允许从机器的三个不同的侧面更接近编结机器中间的任何装置。
图25是具有四重对称性的编结机器1000的实施方案。它是一个单一闭合曲线，该单一闭合曲线有四个凸形部分1022，该四个凸形部分1022由四个凹形部分1024连接。转子金属1006(与其轴1005一起)、卵形托架1004和线轴1002围绕轨道1020设置在轨道1020的外周边壁1010内。这种配置可以允许从编结机器的四个不同侧更接近编结机器中间的任何装置。
图26-30示出了如从一端观看的编结机器的示例，例如上面关于图1-4、图7-20和图22-25所述的实施方案之一。这些图示出了模型1151-1154，模型1151-1154正进入编结机器1100，并且正被引导绳1161拉向环1108并穿过环1108。将引导绳1161向上拉至输送机1160并拉至输送机1160上方，以将模型1151拉到输送机1160上。模型1151、模型1152、模型1153和模型1154中的每个通过连接绳部分1162附接到其邻近的模型，使得当模型1151被向上拉动时，所有模型被拉动。环1108通过支撑件1110保持在适当位置。在图26中，以穿过外壳1112的虚线示出的模型1151将进入环1108上方的编结点。模型1152、模型1153和模型1154被设定为跟随通过环1108上方的编结点的模型1151。在图27中，模型1151正穿过环1108。从线轴1102解绕的抗拉元件1120已经编结在模型1151的鞋前部部分上。在图28中，模型1151已经穿过编结点并完全被包覆编结，在这个示例中形成用于鞋类物品的鞋面。模型1152正接近环1108上方的编结点。在图29中，模型1151被拉动到输送机1160上，并且模型1152的大部分已经穿过环1108并且被包覆编结。最后，在图30中，模型1151和模型1152已经被拉动到输送机1160上，并且模型1153几乎完成穿过环1108。
可以理解的是，本文所公开的编结机器的实施方案可以用于形成各种编结物品。例如，编结机器的实施方案可以用于形成并入到各种鞋类中的鞋面或相关的结构，这些鞋类包括但不限于篮球鞋、徒步鞋、足球鞋、橄榄球鞋、胶底运动鞋、跑步鞋、交叉训练鞋、英式橄榄球鞋、棒球鞋以及其它种类的鞋。此外，在一些情况下，可以使用这里描述的机器的实施方案来形成具有高反折部分的物品，例如靴子。
虽然在上面的详细描述中已经描述了不同的实施方案，但是该描述旨在是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域普通技术人员来说将明显的是，更多的实施方案和实施方式是可能的。因此，权利要求的范围不限于在本文所描述的具体实施方案。并且，在所附的权利要求的范围内可以做出各种修改和改变。
