悬浮式导线咀及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种悬浮式导线咀及控制方法。该装置包括机壳，机壳包括上下左右挡板，上挡板上设有磁极矩阵，下挡板上设有与磁极矩阵向对的悬浮磁极，磁极矩阵和悬浮磁极之间设有滑道，滑道上设有移动挡块，在左挡板和移动挡块之间设有导线滑块，导线滑块上设有用于悬浮的永磁磁块，导线滑块对外一侧设有碟片，对内一侧设有磁片，磁片随着导线滑块的移动在开关阵列接通不同的磁极绕组，磁极矩阵在控制系统的驱动下驱动导线滑块进行往复运动。本发明专利技术采用开关矩阵进行分段控制，最大限度利用能源，有效地缩短返回时间，容易与数字控制器连接，装置结构简单，避免了刚性碰撞噪声；各项优化设计较好的兼顾了导线咀装置的各项指标。

Suspension type traverse Tsui and control method

The invention discloses a suspension type traverse Tsui and a control method thereof. The device consists of a casing, which includes an upper and lower left and right baffles, a magnetic pole matrix on the upper baffle, a suspension magnetic pole arranged with the magnetic pole matrix on the lower baffle, a slider between the magnetic pole matrix and the suspended magnetic pole, a moving block on the slider, and a traverse block between the left baffle and the moving block, and a slider on the traverse block. There is a permanent magnetic magnetic block for suspension. A disk is provided on the external side of the conductor slider, and a magnetic sheet is set on the inner side. With the moving of the slider of the wire, the magnetic pole is connected to the different pole winding in the switch array. The magnetic pole matrix drives the traverse block to carry on the reciprocating motion under the drive of the control system. The invention adopts the switch matrix to carry out the piecewise control, maximizes the use of energy, effectively shortens the return time, is easy to connect with the digital controller, the structure is simple, and the rigid collision noise is avoided, and all the optimized designs take into account all the indexes of the traverse Tsui device.

【技术实现步骤摘要】
悬浮式导线咀及控制方法
本专利技术涉及一种导线咀总成及其控制方法，特别涉及一种悬浮式导线咀及控制方法，属于纺织机械领域。
技术介绍
导线咀总承通常被用于纺织机械，应用较多的是绕线机。绕线机有三个部分组成：带动线轴旋转的卷绕电机总承；控制绕线形状的导线咀总承，控制绕线力度的张力传感器。我国大部分使用机械式导线咀装置；少部分较先进的设备已经开始采用数字是导线咀装置；衡量数字导线咀装置的指标有：经济性，噪音，功耗，速度，寿命，导程可调性，返回点时间(越小越好)，数字化水平等指标目前世界各国使用的导线咀有机械式和伺服式两种；机械式导线咀能耗高，噪音大，导程调整复杂，没有数字化功能(自动化水平差)，已经濒临淘汰，但是由于成本低，国内还在大量使用；伺服式导线咀总承调整简单，数字化水平高(自动化水平高)，但是高速运行噪声，返回点时间解决的不够理想；发达国家已经开始大量使用；但是由于成本很高，国内使用较少。由于上述两种导线咀总承均使用丝杠传动结构，不但噪声大，而且不适于高速运动。
技术实现思路
针对现有技术中导线咀装置存在的上述问题，本专利技术提供一种悬浮式导线咀及控制方法。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供一种悬浮式导线咀，包括机壳，所述机壳包括上挡板、下挡板、前挡板、后挡板、左挡板和右挡板，所述上挡板上设置有磁极矩阵，所述下挡板上设置有与磁极矩阵向对的悬浮磁极，磁极矩阵和悬浮磁极之间设置有两端分别固定于左挡板和右挡板的滑道，所述滑道上设置有可自由滑动并能够固定的移动挡块，在左挡板和移动挡块之间设置有可沿滑道自由移动的导线滑块，所述导线滑块上设置有与驱动磁极矩阵和悬浮磁极相对应的悬浮磁块，导线滑块对外一侧设置有碟片，对内一侧设置有磁片，左侧挡板和滑动挡块上安装有霍尔开关和助推磁极，后挡板上设置有开关阵列，所述磁片随着导线滑块的移动在开关阵列接通不同的磁极绕组，所述磁极矩阵在控制系统的驱动下驱动导线滑块进行往复运动。作为本专利技术的进一步改进，所述磁极矩阵由一个一个相对独立的电磁铁排列而成，电磁铁通电之后，与其上方的永磁块相吸或者相斥。作为本专利技术的进一步改进，所述开关矩阵包括上公共电极，下公共电极，横跨下公共电极的磁极线圈，以及分别设置于磁极线圈上下两端的磁极接点和电源零点。作为本专利技术的进一步改进，左侧挡板和自由滑动挡块上装有减震橡胶垫。作为本专利技术的进一步改进，所述控制系统包括控制器、驱动电源总开关、显示模块、键盘模块、磁极矩阵电源换向驱动模块、霍尔信号的接收电路、信息输出通信模块，所述磁极矩阵电源换向驱动模块包括调压驱动模块、助推驱动模块，所述显示模块用于接收控制器的输出信号并显示，所述键盘模块用于与控制器之间双向通信，所述助推驱动模块接收控制器的输出信号后控制助推磁极运动，磁极矩阵在控制器的驱动下驱动导线滑块进行往复运动，所述调压驱动模块接收控制器的输出信号后切换电源方向，霍尔信号的接收电路用于将霍尔开关的感应信息传输至控制器，信息输出通信模块将控制器的信息输出至外部设备。作为本专利技术的进一步改进，两侧挡板的一侧设置有用于与其他装置固定的两个带丝扣孔。本专利技术还提供一种悬浮式导线咀的控制方法，包括如下步骤：第一步：第一次上电，先设置参数：包括导线滑块的往复运动速度，导程的距离，绕线的总匝数；控制器根据这些参数进行控制；上电之前，导线滑块在起始端；启动之后，控制器根据设置的参数通过控制导线滑块的运动速度，并将速度信息同步串行发送出去和显示在屏上；第二步：开始运行，控制器接通开关矩阵电源，磁片随导线滑块移动，在任意位置接通对应磁极，形成推动导线滑块运动的推力；第三步：当导线滑块在磁极矩阵的驱动下，从一端运动到另一端时，导线滑块内部永磁体触发霍尔元件，单片机接收触发信号就启动助推磁极，调换磁极矩阵的电源方向，协同将导线滑块推动到相反方向运动，周而复始推动导线滑块做往复运动。进一步，本专利技术的方法还包括参数调整步骤，包括：1)控制器通过检测导线滑块到达一端的时间，推算出往复速度，根据设定速度进行速度调节；2)往复导程的调整:松开顶丝，按机壳上的刻度调整好推进器的位置，紧固顶丝，同时在键盘上设置相应的参数，控制器根据这个次数，调整磁极矩阵的供电电压，改变推动力的强弱，控制速度；3)控制器根据设定的匝数，当计数值达到指定匝数控制停车。本专利技术的有益效果如下：(1)结构简单，节省制造成本；(2)噪声较小，去掉传统的丝杠丝母，齿轮齿条，不但节省成本，减少刚性撞击和运动阻力，且噪声更小；(3)速度较高，采用悬浮结构，进一步减少阻力，有更高的速度；本装置比电机驱动的丝杠或齿轮结构由更高的速度；(4)导程可调，通过左右滑动右侧弹射器就能够轻松连续调节导线咀的往复运动导程；(5)功耗较低，导线咀滑块在滑道内阻力很小，弹射器仅在导线咀换向瞬间驱动，最低限度的利用能源；(6)数字化程度高，控制器只要通过两侧的霍尔元件就能够轻松检测到导线咀到达两侧的时间，很容易通过两点的时间间隔推算往复速度，通过闭环控制稳定往复速率，实现高精度控制；并将位置和速度信息通过485接口送出；(这个信息很重要，是卷绕电机速度控制的依据)。由上可见，虽然悬浮式导线咀总承结构简单，却有非常强大的功能，用了一个简单的结构实现了导程的连续可调；尤其在节能，噪声，返回点时间及数字化程度等项指标都超过当前使用的数字导线咀，有较高的性能和经济指标。附图说明图1是本专利技术悬浮式导线咀的主视图。图2是本专利技术悬浮式导线咀的右视图。图3是本专利技术悬浮式导线咀的俯视图。图4向右运动驱动原理图。图5向左韵达驱动原理图。图6是开关矩阵原理图一。图7是开关矩阵原理图二。图8是开关矩阵原理图三。图9是电磁铁结构图。图10是导线咀与磁极间的位置关系图。图11是电磁铁排列的磁极矩阵图。图12是控制系统框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。一、装置组成本专利技术的装置结构如图1-3所示，本装置由上挡板17、下挡板18、前挡板11、后挡板2、左挡板1和右挡板10构成导线咀总承壳体；左挡板1和右挡板10之间设有两个圆柱形滑道3，滑道3上挂着可移动的移动导线咀滑块5和可移动定位的移动挡块8；导线咀滑块5内部嵌有用于悬浮的永磁块12，对外一侧设置有导线碟片14，对内一侧设置有用于驱动开关矩阵4的磁片6，导线咀滑块5上设置有两个套在滑道3上的长孔。移动挡块8上设置有右助推磁极21和右霍尔元件13，还设置有用于套在滑道3上的圆孔，移动挡块8上还设置有开槽，用于与紧固螺丝9配合实现移动挡块8的固定。上挡板17下面装有驱动电磁极15。下挡板18上面装有设置有凹槽磁悬浮电磁极16，导线咀滑块5上的永磁块12位于凹槽中，参见附图2。右挡板10装有减震垫7，左霍尔元件20和左助推磁极19。后挡板2装有开关矩阵4，用于控制磁极的得电和失电及电流方向。本专利技术的装置还有一个控制器，如图12所示，控制器包括：显示模块、键盘模块、助推磁极驱动模块、调压模块、悬浮磁极控制模块、换向驱动模块及霍尔信号的接收电路、输出信息的485通信模块。二、导线咀工作过程(1)第一次上电，要先设置参数：主要是导线咀的往复速度，导程的距离，绕线的总匝数；控制器根据这些参数进行控制；上电之前，导线咀在起始端(操作员要在这个位置挂线)；启动之后，控制器根据设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
悬浮式导线咀，包括机壳，所述机壳包括上挡板、下挡板、前挡板、后挡板、左挡板和右挡板，其特征在于：所述上挡板上设置有磁极矩阵，所述下挡板上设置有悬浮磁极，磁极矩阵和悬浮磁极之间设置有两端分别固定于左挡板和右挡板的滑道，所述滑道上设置有可自由滑动并能够固定的移动挡块，在左挡板和移动挡块之间设置有可沿滑道自由移动的导线滑块，所述导线滑块上设置有与驱动磁极矩阵和悬浮磁极相对应的永磁磁块，导线滑块对外一侧设置有碟片，对内一侧设置有磁片，左侧挡板和滑动挡块上安装有霍尔开关和助推磁极，后挡板上设置有开关阵列，所述磁片随着导线滑块的移动在开关阵列接通不同的磁极绕组，所述磁极矩阵在控制系统的驱动下驱动导线滑块进行往复运动。

【技术特征摘要】
1.悬浮式导线咀，包括机壳，所述机壳包括上挡板、下挡板、前挡板、后挡板、左挡板和右挡板，其特征在于：所述上挡板上设置有磁极矩阵，所述下挡板上设置有悬浮磁极，磁极矩阵和悬浮磁极之间设置有两端分别固定于左挡板和右挡板的滑道，所述滑道上设置有可自由滑动并能够固定的移动挡块，在左挡板和移动挡块之间设置有可沿滑道自由移动的导线滑块，所述导线滑块上设置有与驱动磁极矩阵和悬浮磁极相对应的永磁磁块，导线滑块对外一侧设置有碟片，对内一侧设置有磁片，左侧挡板和滑动挡块上安装有霍尔开关和助推磁极，后挡板上设置有开关阵列，所述磁片随着导线滑块的移动在开关阵列接通不同的磁极绕组，所述磁极矩阵在控制系统的驱动下驱动导线滑块进行往复运动。2.根据权利要求1所述的悬浮式导线咀，其特征在于：所述磁极矩阵由一个一个相对独立的电磁铁排列而成，电磁铁通电之后，与其上方的永磁块相吸或者相斥。3.根据权利要求1所述的悬浮式导线咀，其特征在于：所述开关矩阵包括上公共电极，下公共电极，横跨下公共电极的磁极线圈，以及分别设置于磁极线圈上下两端的磁极接点和电源零点。4.根据权利要求1所述的悬浮式导线咀，其特征在于：左侧挡板和自由滑动挡块上装有减震橡胶垫。5.根据权利要求1所述的悬浮式导线咀，其特征在于：所述控制系统包括控制器、驱动电源总开关、悬浮磁极控制模块、显示模块、键盘模块、磁极矩阵电源换向驱动模块、霍尔信号的接收电路、信息输出通信模块，所述磁极矩阵电源换向驱动模块包括调压驱动模块和换向控制模块、助推驱动模块，所述显示模块用于接收控制器的输出信号并显示，所述键盘模块用于与控制器之间双向通信，所述助推驱动模块接收控制器的输出信号后控制助推磁极产生与滑块上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张燕红，王雁平，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32