电磁阵列驱动的织针装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电磁阵列驱动的织针装置及其控制方法，针套的底部与针座可拆卸连接，针套内安装有上永磁体座，上永磁体座内连接有上永磁体，针套内、上永磁体座的正下方安装有电磁体骨架，沿电磁体骨架的周向均匀安装有偶数个电磁棒，偶数个电磁棒串并联结合组成电磁体阵列；针套内、电磁体骨架的正下方安装有下永磁体座，下永磁体座内连接有下永磁体，针套内安装有针体，针体的下端依次穿过上永磁体座、上永磁体、电磁体骨架、下永磁体的中心后与下永磁体座的中心螺纹连接，针体与上永磁体座的中心螺纹连接。本发明专利技术解决了现有技术中电磁线圈的磁场或磁能利用率低，织针设备的尺寸大，驱动能耗大的问题。

【技术实现步骤摘要】
电磁阵列驱动的织针装置及其控制方法
本专利技术属于纺织装备
，涉及一种电磁阵列驱动的织针装置及其控制方法。
技术介绍
目前，国内外针织电脑提花圆纬机的电子选针装置主要有电磁式和压电式，它们均利用三角凸轮、提花片、挺针片等机械零部件实现选针。由于织针靠与三角凸轮的接触来实现上下编织运动，编织机构存在三角凸轮对织针造成冲击摩擦和侧向力。随着针织机转速(如电脑提花圆纬机一般在15-20rpm左右，选针刀片频率在100Hz内)越来越高，对织针和三角凸轮的性能要求更高，当织针和三角凸轮本身的强度、耐磨性等达到了极限程度时，就限制了转速的进一步提高。据资料统计，目前国内外企业主要是集中在织针的材料耐磨性、热处理工艺和织针外型细节改进设计等方面，而没有对织针驱动原理及其结构进行任何改变。现有技术1(申请号：201110098202.0，名称：磁悬浮驱动织针选针方法及装置，公开日：2011年11月16日)，公开的磁悬浮驱动织针选针装置成本高(织针结构偏小，因此所有零件加工精度、制造要求均较高)，结构复杂；单线圈驱动轴向磁悬浮方式，驱动力偏小；三级“内圈、中间圈与外圈”结构中，外圈与内圈织针不易更换；顶部缺少限位装置，无法在高速纺织中迅速达到指定工位，整体工作频率偏低。现有技术2(申请号：201510089570.7，名称：一种电磁驱动织针选针装置，公开日：2015年6月24日)，公开的电磁驱动织针选针装置虽然克服了现有技术1中的一些缺点，但是沉入式骨架的电磁线圈制造加工难度大，当织针结构尺寸继续减小时，沉入式骨架部分的线圈缠绕砸数减少，无法提供足够的电磁驱动力；虽然使用双电磁线圈驱动，较现有技术1提高了电磁驱动力，但电磁线圈的磁场或磁能利用率低，因为每个电磁线圈的磁场只利用了一个端面的磁场，造成在相当驱动行程下织针设备的结构尺寸较长，针动运动方向长度包括：下电磁线圈高度、织针行程空间长度、上电磁线圈高度以及针体上端导向行程；其中针体上端导向行程需要较长尺寸才能保证导向要求，此种结构不利于织针小型化。单个电磁线圈为了能提供足够驱动力，目前尺寸较大(外径18mm、内径8mm、高12mm)，驱动能耗较大，发热明显，能耗较高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种电磁阵列驱动的织针装置，解决了现有技术中电磁线圈的磁场或磁能利用率低，织针设备的尺寸大，驱动能耗大的问题。本专利技术的另一目的是，提供一种电磁阵列驱动的织针装置的控制方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种电磁阵列驱动的织针装置，包括针套，针套的底部与针座可拆卸连接，针套内安装有上永磁体座，上永磁体座内连接有上永磁体，针套内、上永磁体座的正下方安装有电磁体骨架，电磁体骨架为中空的环形柱体，沿电磁体骨架的周向均匀安装有偶数个电磁棒，偶数个电磁棒结合组成电磁体阵列；针套内、电磁体骨架的正下方安装有下永磁体座，下永磁体座内设置有下永磁体，上永磁体、下永磁体的磁极均为上下分布，且上永磁体与下永磁体的磁场方向相反；针套内安装有针体，针体的上端为织针头，织针头伸出针套，针体的下端依次穿过上永磁体座、上永磁体、电磁体骨架、下永磁体的中心后与下永磁体座的中心螺纹连接，针体与上永磁体座的中心螺纹连接。本专利技术的特征还在于，进一步的，所述电磁棒的数量为4个、6个、8个或12个，互不相邻的一半数量的电磁棒的线圈串联，另一半数量的电磁棒的线圈串联，两部分串联线圈并联后与电源连接。进一步的，所述针体的外径小于电磁体骨架的内径。进一步的，所述针套的底部通过圆柱销螺钉与针座可拆卸连接，圆柱销螺钉与针套之间连接有防松螺钉。进一步的，所述电磁体骨架通过紧固螺柱与针套连接。本专利技术所采用的另一技术方案是，一种电磁阵列驱动的织针装置的控制方法，具体按照以下步骤进行：织针的电磁体阵列的线圈采用外部数字占空比驱动方式，每一枚织针的电磁体阵列的线圈均由一个独立的PWM波驱动电路控制，通过调节输出信号占空比完成电磁体阵列的电磁力调节；根据编织工艺，增设中间的过渡状态，当织针完成脱圈或成圈后，将PWM波输出调节至过渡状态，维持浮线动作。进一步的，所述PWM波过渡状态的输出功率为满载输出功率的40％。本专利技术的有益效果是，本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、采用电磁体阵列代替双线圈驱动装置，在驱动行程与驱动力相同的情况下提高了电磁场利用率近1倍，缩小了设计尺寸，织针设备的高度减少30-40％。2、电磁阵列采用外部数字占空比驱动方式，采用优化后的PWM波驱动方法，在织针到达上、下极限位置后，调整PWM波输出至满载输出的40％，在完成编织工艺要求的情况下极大地降低工作能耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的结构示意图。图2是本专利技术实施例中电磁体阵列的结构示意图。图3是本专利技术实施例的织针在250mA驱动电流下受力与位移关系图。图4是本专利技术实施例中电磁体阵列的电磁棒分布示意图。图5是本专利技术实施例中电磁棒的线圈连接原理图。图6是本专利技术实施例中上行过程的上永磁体、下永磁体、电磁体阵列的磁极分布示意图。图7是本专利技术实施例中下行过程的上永磁体、下永磁体磁极、电磁体阵列的分布示意图。图中，1.针座，2.针套，3.针体，4.上永磁体座，5.上永磁体，6.电磁体骨架，7.电磁体阵列，8.紧固螺柱，9.下永磁体，10.下永磁体座，11.圆柱销螺钉，12.防松螺钉，13.电磁棒。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步详细阐述。应当理解，所述实施例仅用于说明本专利技术，而不用于限制本专利技术的保护范围。此外应理解，在阅读了本专利技术描述的内容以后，本领域技术人员可以对本专利技术做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的保护范围。本专利技术实施例的结构，如图1-2所示，针套2的底部通过圆柱销螺钉11与针座1可拆卸连接，圆柱销螺钉11与针套2之间连接有防松螺钉12，针套2内安装有上永磁体座4，上永磁体座4内连接有上永磁体5，针套2内、上永磁体座4的正下方安装有电磁体骨架6，电磁体骨架6通过紧固螺柱8与针套2连接，电磁体骨架6为中空的环形柱体，沿电磁体骨架6的周向均匀安装有偶数个电磁棒13，偶数个电磁棒13串并联结合组成电磁体阵列7；针套2内、电磁体骨架6的正下方安装有下永磁体座10，下永磁体座10内连接有下永磁体9，上永磁体5、下永磁体9的磁极均为上下分布，且上永磁体5与下永磁体9的磁场方向相反；针套2内安装有针体3，针体3的上端为织针头，织针头伸出针套2的上端，针体3的下端依次穿过上永磁体座4、上永磁体5、电磁体骨架6、下永磁体9的中心后与下永磁体座10的中心螺纹连接，针体3与上永磁体座4的中心螺纹连接，用于将上永磁体5、下永磁体9与织针的针体3连接并完成轴向定位，且可以利用上永磁体座4的内螺纹与针体3的外螺纹调整上永磁体5的轴向位置，同理也可调整下永磁体9的轴向位置；针体3的外径小于电磁体骨架6的内径，电磁体骨架6用于导向针体3。上永磁体座4与上永磁体5采用胶结方式固定连接，下永磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁阵列驱动的织针装置，其特征在于，包括针套(2)，针套(2)的底部与针座(1)可拆卸连接，针套(2)内安装有上永磁体座(4)，上永磁体座(4)内连接有上永磁体(5)，针套(2)内、上永磁体座(4)的正下方安装有电磁体骨架(6)，电磁体骨架(6)为中空的环形柱体，沿电磁体骨架(6)的周向均匀安装有偶数个电磁棒(13)，偶数个电磁棒(13)结合组成电磁体阵列(7)；针套(2)内、电磁体骨架(6)的正下方安装有下永磁体座(10)，下永磁体座(10)内设置有下永磁体(9)，上永磁体(5)、下永磁体(9)的磁极均为上下分布，且上永磁体(5)与下永磁体(9)的磁场方向相反；针套(2)内安装有针体(3)，针体(3)的上端为织针头，织针头伸出针套(2)，针体(3)的下端依次穿过上永磁体座(4)、上永磁体(5)、电磁体骨架(6)、下永磁体(9)的中心后与下永磁体座(10)的中心螺纹连接，针体(3)与上永磁体座(4)的中心螺纹连接。

【技术特征摘要】
1.一种电磁阵列驱动的织针装置，其特征在于，包括针套(2)，针套(2)的底部与针座(1)可拆卸连接，针套(2)内安装有上永磁体座(4)，上永磁体座(4)内连接有上永磁体(5)，针套(2)内、上永磁体座(4)的正下方安装有电磁体骨架(6)，电磁体骨架(6)为中空的环形柱体，沿电磁体骨架(6)的周向均匀安装有偶数个电磁棒(13)，偶数个电磁棒(13)结合组成电磁体阵列(7)；针套(2)内、电磁体骨架(6)的正下方安装有下永磁体座(10)，下永磁体座(10)内设置有下永磁体(9)，上永磁体(5)、下永磁体(9)的磁极均为上下分布，且上永磁体(5)与下永磁体(9)的磁场方向相反；针套(2)内安装有针体(3)，针体(3)的上端为织针头，织针头伸出针套(2)，针体(3)的下端依次穿过上永磁体座(4)、上永磁体(5)、电磁体骨架(6)、下永磁体(9)的中心后与下永磁体座(10)的中心螺纹连接，针体(3)与上永磁体座(4)的中心螺纹连接。2.根据权利要求1所述的一种电磁阵列驱动的织针装置，其特征在于，所述电磁棒(13)的数量为4个、6个、8个或12个，互不相邻的一半数量的电磁棒(13)的线圈串联，另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弛，崔先泽，吴晓光，徐秀升，朱里，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42