绣花机针杆与压脚联合驱动机构及其设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105483951A(43)申请公布日2016.04.13(21)申请号201610015982.0(22)申请日2016.01.11(71)申请人浙江理工大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街928号(72)发明人孙良沈俊张国凤武传宇(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人杜军(51)Int.Cl.D05C11/06(2006.01)D05C9/20(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称绣花机针杆与压脚联合驱动机构及其设计方法(57)摘要本发明公开了绣花机针杆与压脚联合驱动机构及其设计方法。现有绣花机的压脚驱动滑块与压脚接触时很难避免冲击。本发明通过分析压脚驱动机构的运动特性以及针杆驱动机构和压脚驱动机构的配合运动，得到针杆驱动机构的运动特性，然后根据针杆预先要求的特性曲线，计算出从动非圆齿轮转动中心到竖直滑轨的距离和非圆齿轮副的节曲线，实现针杆运动特性曲线按照预先设计的特性曲线运动，配合凸轮连杆压脚驱动机构的运动特性，从而减小压脚与压脚驱动滑块接触时的速度差。本发明可实现在压脚与压脚驱动块接触时无冲击，在压脚下落的过程中实现平稳的过渡。CN105483951ACN105483951A权利要求书1/3页1.绣花机针杆与压脚联合驱动机构，包括非圆齿轮-曲柄滑块针杆驱动机构、针杆和压脚驱动机构，其特征在于：所述的非圆齿轮-曲柄滑块针杆驱动机构包括主动非圆齿轮、主轴、从动非圆齿轮、从动轴、第一连杆和第一滑块；所述的主轴与从动轴均通过轴承支承在机架上；所述的主动非圆齿轮固接在主轴上，并与固接在从动轴上的从动非圆齿轮啮合；所述第一连杆的一端与从动非圆齿轮铰接，另一端与第一滑块铰接；所述的第一滑块与机架的竖直滑轨构成滑动副，并与固接在针杆上的死点块固接；所述的压脚驱动机构包括凸轮、滚子、三眼连杆、第二连杆、压脚驱动块、弹簧和第二滑块；所述的凸轮固接在主轴上，滚子与凸轮构成凸轮副；所述三眼连杆的三个端部分别与滚子、机架和第二连杆的一端铰接；第二连杆的另一端与压脚驱动块铰接；针杆竖直设置，弹簧套置在针杆上；第二滑块与针杆构成滑动副，并通过弹簧连接；所述的第二滑块与压脚固接。2.根据权利要求1所述的绣花机针杆与压脚联合驱动机构，其特征在于：所述从动非圆齿轮的转动中心到机架竖直滑轨的距离大于或等于5mm。3.权利要求1所述绣花机针杆与压脚联合驱动机构的设计方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤一：分析压脚驱动机构的运动特性；压脚驱动机构中，根据绣花机尺寸给定凸轮转动中心和三眼连杆在机架上铰链中心的连线与水平线所成的角度θ1、滚子转动中心和三眼连杆在机架上铰链中心的连线与三眼连杆在机架上的铰链中心和三眼连杆在第二连杆上铰链中心的连线之间的夹角θ2、凸轮转动中心到三眼连杆在机架上铰链中心的距离l11、滚子转动中心到三眼连杆在机架上铰链中心的距离l13、三眼连杆在机架上的铰链中心到三眼连杆在第二连杆上铰链中心的距离l14、第二连杆的杆长l15、三眼连杆在机架上的铰链中心到机架的竖直滑轨的距离h1；凸轮旋转中心到滚子中心的距离l12随凸轮转动时刻发生改变，但可根据凸轮轮廓计算出，进而进行下列计算：α3＝θ1-α2α4＝α3-θ2式中，α1为凸轮转动中心和滚子转动中心的连线与凸轮转动中心和三眼连杆在机架上铰链中心的连线之间的夹角，α2为凸轮转动中心和三眼连杆在机架上铰链中心的连线与滚子转动中心和三眼连杆在机架上铰链中心的连线之间的夹角，α3为滚子转动中心和三眼连杆在机架上铰链中心的连线与水平线所成的角度，α4为三眼连杆在机架上的铰链中心和三眼连杆在第二连杆上铰链中心的连线与水平线所成的角度；由矢量方法可得2CN105483951A权利要求书2/3页所以l14cosα4+l15cosα5＝h1，可得进而可得压脚驱动块在竖直方向上的位移：xc1＝l14sinα4+l15sinα5式中，α5为第二连杆与水平线所成的钝角；由位移对时间t求导可以得到压脚驱动块在竖直方向上的速度步骤二：结合针杆的刺布要求与步骤一得到的压脚驱动块速度，对第一滑块的理想速度曲线进行设计计算；需保证主轴转角为至时压脚驱动块与第二滑块接触，因为第二滑块与第一滑块保持一致运动，所以设定主轴的转速后，第一滑块的速度曲线中在主轴转角为至范围内对应的速度已确定；而且压脚驱动块与第二滑块接触时第一滑块的位置根据弹簧的长度可确定，第一滑块处在最高点的位置和对应的主轴转角、第一滑块处在最低点的位置和对应的主轴转角根据绣花机尺寸给定；第一滑块从最高点到压脚驱动块与第二滑块开始接触点的速度变化曲线、从压脚驱动块与第二滑块开始分离点到最低点的速度曲线、