CN1045644C

CN1045644C - 缝纫机的工件压紧设备

Info

Publication number: CN1045644C
Application number: CN96102184A
Authority: CN
Inventors: 松永洋和; 田川祐二
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1999-10-13
Anticipated expiration: 2016-02-14
Also published as: JPH08215458A; JP3294731B2; US5687659A; CN1134992A

Abstract

一种相对于一个工件支承元件移动一台缝纫机的一个工件压紧元件、以便在该工件支承元件上压紧一个工件的设备，该设备包括：一个偏移装置，该装置产生一个偏移力以便使工件压紧元件朝着该工件支承元件向下移动、一个螺线管，该螺线管抵抗所说偏移力使该工件压紧元件背离所说工件支承元件向上移动、一个控制装置，该控制装置控制着螺线管的通电，使工件压紧元件沿上下方向上移动、一个探测器，该探测器提供一个表明工件压紧元件沿向下的方向被移到了一个相对于工件支承元件的预定减速位置的探测信号，该控制装置接收来自探测器的探测信号、控制装置控制螺线管，这样在工件压紧元件向下运动过程中，当该控制装置接收到探测信号时，该螺线管可减小工件压紧元件的向下运动的速度。

Description

缝纫机的工件压紧设备

本发明涉及一种工件压紧设备，该设备采用一个螺线管，以便在上下方向上移动一台缝纫机的工件压紧元件，从而压紧一个工件如一块布或一件皮革。

缝纫机采用一个螺线管来上下移动一个工件压紧元件这已是一个公知的事实。然而，在该缝纫机中，如果该工件压紧元件快速地向下移动，该压紧元件会与工件支承元件，如缝纫机的针板或针床的上表面碰撞。因此，压紧元件、支承元件或工件会被损坏、或者在碰撞中会产生一个很大的声响或噪声。

在上述背景下，公开号为3(1991)-28975的日本公开专利申请提示了一种工件压紧装置，该装置使工件压紧元件在向下运动的途中减速。该工件压紧装置向下推动工件压紧元件，其方法是首先将一个螺线管断电一段预定的时间，以便使压紧元件在该时间段中迅速向下移动，随后以一具预定的通、断电比率反复地将螺线管通电和断电，以便使压紧元件慢慢地向下移动。

美国专利No.4,676,179揭示了一种缝纫机的加压器，包括可在保持位置和释放位置之间进行往复运动的压紧装置，加压器将工件保持在保持位置，在释放位置加压器与工件相隔的距离最远；还包括用于驱动压紧装置的驱动装置；用于控制驱动装置的控制装置，从而使压紧装置在缝纫机开始操作前进入保持位置；用于控制驱动装置的控制装置，从而使压紧装置在缝纫机操作结束后脱离保持位置，进入释放位置；定时器装置，用于设定从压紧装置进入释放位置的瞬间算起的预定时间；以及用于控制驱动装置的控制装置，从而使压紧装置在经过预定时间后，从释放位置进入释放位置和保持位置之间的操作中间位置。

然而，以上所示的工件压紧装置遭遇到了这样的问题，即具有相同结构的同样的工件压紧装置或机构由于其中或其间的各种差异，可能会以不同的速度向下移动各自的工件压紧元件。这些差异来自于如：由于螺线管的发热而导致其阻值的变化、或者每个螺线管的驱动电源的电压的变化、或者由于装配误差或长期的磨损而导致的各运动元件的摩擦阻力的变化。因此，已有技术的工件压紧装置可能无法在压紧装置以一个预定的持续时间向下移动压紧元件之后，在相对于工件支承元件或工件的适当位置上将向下运动的工件压紧元件减速。在有些情况下，还会产生很大的冲击噪音。另一方面，如果为了弥补各个压紧装置或机构的差异，而使相同的压紧装置在一个缩短了的持续时间之后能对各自的向下运动减速，则压紧元件就会在较长的持续时间段内缓慢地向下移动。从而，作业的效率就降低了。

因此，本发明的一个目的是提供一种工件压紧设备，该压紧设备在一个预定的位置对一台缝纫机的工件压紧元件的向下运动进行减速，从而有效地防止了压紧元件碰撞工件支承元件，如针板。

作为本发明，上述目的已经达到，本发明提供了一台设备，该设备用来相对于工件支承元件移动一台缝纫机的工件压紧元件，以便压紧在工件支承元件上的工件，该设备包括一个可产生偏移力，以便对着工件支承元件沿向下方向移动工件压紧元件的偏移装置、一个抵抗该偏移力沿背离该工件支承元件的向上方向上移动工件压紧元件的螺线管、一个控制该螺线管通电以便使工件压紧元件上下移动的控制装置、一个提供一个表明工件压紧元件在向下的方向被移到了相对于工件支承元件的预定的减速位置的探测信号的探测器，该控制装置接收来自该探测器的探测信号，而且该控制装置对螺线管进行控制，使得在工件压紧元件向下的运动过程中当该控制装置接收到该探测信号时，该螺线管可以减低工件压紧元件向下运动的速度。

在以上所述结构的工件压紧设备中，当工件压紧元件向下移动到减速位置时，探测器产生一个表明该事实的探测信号，当控制装置接收到来自该探测器的探测信号时，该控制装置控制螺线管将工件压紧元件的向下运动减速。这样，在本设备中，开始进行减速操作的减速位置不变。因此，本设备摆脱了这样的问题，即在压紧元件向下移动适当的量之前，压紧元件的向下运动就被减速，也摆脱了这样的问题，即在压紧元件向下移动太多之后，压紧元件的向下运动才被减速。因此，即使同一工件压紧设备可能因为各个设备的不同或长期磨损而以不同的速度移动各个工件压紧元件，该压紧设备都摆脱了发生碰撞或操作效率不佳的问题。

作为本发明的一个较佳的特点，该控制装置包括一个断电装置，该断电装置可将螺线管断电，从而借助于偏移装置的偏移力使工件压紧元件向下移动。在此情况下，工件压紧元件可以快速向下移动。如果压紧元件的向下运动的速度太快，可在螺线管中加一个小电流以便控制该向下速度的增加。然而，在后一种情况下，压紧元件的向下运动的操作效率被降低了。因此，在以下情况下操作效率是最大的：在压紧元件尽可能快地向下移动之后，该压紧元件可被有效地减速而防止碰撞。

作为本发明的另一个特点，该控制装置包括一个开关装置，该开关装置在控制装置接收到探测信号时将螺线管通电，随后又将螺线管断电，并以预定的时间间隔反复对螺线管进行通电和断电。在这种情况下，流过螺线管的电流根据通电(ON)时间和断电(OFF)时间的比率而变化。这样，向上移动工件压紧元件的力，就可以通过调整该比率而得以控制。因此，如果螺线管被以一个适当的时间比率通电和断电来抵销向下移动压紧元件的偏移力，该压紧元件就能缓慢地向下移动，从而使该压紧元件不会与工件支承元件相碰撞。

作为本发明的另一个特点，该开关装置包括通电改变装置，该通电改变装置用来在控制装置刚刚接收到探测信号之后的至少一段时间内以第一通电时间对螺线管通电，并在控制装置刚刚接收到探测信号后的至少一段时间之后的至少一段时间中以短于第一通电时间的第二通电时间对螺线管通电。在这种情况下，通电时间对断电时间的占空率可逐渐地减小。总之，螺线管被通电和断电，这样，通过螺线管的电流便逐渐地减小，虽然它可立即增加。

作为本发明的另一个特点，通电改变装置包括用来在控制装置刚刚接收到探测信号之后的至少一段时间中以预定的第一通电时间对螺线管通电，并在该至少一段时间之后的每一段时间以预定的第二通电时间对螺线管通电的装置，该第一通电时间比第二通电时间长。当其向下的运动被控制装置减速时，工件压紧元件可能在向下的方向上具有相当大的惯性。如果压紧元件的向下的运动被相当大的占空率即通电时间与断电时间的比率所控制，压紧元件的向下的运动就能被有效地减速，但该压紧元件在接触到支承元件之后可能在工件支承元件上产生＂反冲＂。另一方面，如果该占空率相当的小，压紧元件的向下的运动可能不会被有效地减速而且该压紧元件可能会与支承元件碰撞。然而，在本发明的较优实施例中，在控制装置刚刚接收到探测信号之后的一段或多段时间或循环中以较长的第一通电时间对螺线管通电，第一通电时间比第二通电时间长，并有足够的长度来抵消或消除压紧元件的向下方向的惯性。这样，压紧元件的向下运动通过例如仅仅对螺线管的第一次通电而被有效地减速，然后通过在每一个随后的时间段或循环中以适当短的第二通电时间对螺线管通电，从而使压紧元件以减慢的速度向下移动。因此，本实施例的工件压紧设备摆脱了上述的问题，即压紧元件会在它与支承元件接触之后会在工件支承元件上反冲而且该压紧元件会与支承元件碰撞的问题。因此，所确定的减速位置可能是一个尽可能低的，即尽可能地接近支承元件的位置。另外，偏移装置的偏移力被选得尽可能的大，从而使压紧元件的向下运动的效率被大大地改善了。

作为本发明的另一个特点，其控制装置包括一个驱动螺线管的螺线管驱动电路，该驱动电路包括与螺线管相连的一个电源和一个开关装置，开关装置包括开关元件。

作为本发明的另一个特点，其控制装置包括一个驱动螺线管的螺线管驱动电路，该驱动电路包括一个电源、一个第一端与地相连而第二端与螺线管相连的第一开关元件、一个第一端与所说电源相连而第二端与螺线管相连的第二开关元件、一个第一端与第一开关元件的第一端相连而第二端与第二开关元件的第二端相连的第一整流元件、和一个第一端与第二开关元件的第一端相连而第二端与第一开关元件的第二端相连的第二整流元件。

作为本发明的另一个特点，该控制装置包括通过将第一和第二开关元件置于断电状态而将螺线管断电的装置，和在控制装置接收到探测信号时，通过将第一和第二开关元件以一个预定的通电时间置于通电状态，随后将第一和第二开关元件中的一个置于断电状态而将另一个开关元件保持在通电状态，从而对螺线管通电的装置。这样，工件压紧元件的向下运动被制动且其速度被降低。

作为本发明的另一个特点，其探测器包括一个可动元件，该可动元件在工件压紧元件沿向下的方向运动时与该工件压紧元件一起运动，该探测器还包括一个非接触的开关，该开关在不与可动元件接触的情况下识别可动元件是否移到了与减速位置相应的预定的开关位置。在这种情况下，可动元件可以包括一个光闸元件，当压紧元件向下运动时该光闸元件与工件压紧元件一起运动，而该非接触开关包括一个光断路器，该光断路器包括一个发射光线的光发射器，和一个接收来自光发射器的光线的光接收器，其中当光闸元件移动到预定的与减速位置相应的开关位置时，该光闸元件中断了由光发射器到光接收器的光线，这样光断路器便产生探测信号。该光断路器可以以很低的价格得到。

作为本发明的另一个特点，该探测器包括一个可动元件，该可动元件在压紧元件向下移动时可与工件压紧元件一起运动，该探测器还包括一个接触开关，该接触开关通过与可动元件的机械接触而识别该可动元件是否移到了与减速位置相对应的预定的开关位置。该接触开关可以是一个限位开关。

作为本发明的另一个特点，该工件压紧设备还包括一个杠杆元件和一个轴线元件，该杠杆元件可绕该轴线元件转动，该工件压紧元件被杠杆元件支承。

作为本发明的另一个特点，偏移装置包括一个与杠杆元件相连的螺旋形弹簧。

作为本发明的另一个特点，该杠杆元件包括两个位于轴线元件两侧的杠杆部分，而工件压紧元件被杠杆元件的两个杠杆部分中的一个部分所支承，其中螺旋形弹簧包括一个与杠杆元件的另一个杠杆部分相连的压缩螺旋形弹簧。

作为本发明的另一个特点，该螺旋形弹簧包括一个与杠杆元件相连的拉力螺旋形弹簧，其连接的位置处于轴线元件所在的位置与工件压紧元件被杠杆元件所支承的位置之间的中间位置。

作为本发明的另一个特点，该工件压紧设备还包括一个连接杠杆元件和螺线管的连杆机构，该连杆机构包括一个方向改变机构，该方向改变机构包括一个可绕一个固定转轴转动的第一连杆元件、一个与第一连杆元件相连从而能绕一个离开该固定转轴的第一移动转轴而相对于该第一连杆元件转动的第二连杆元件、一个至少与第一和第二连杆元件中的一个相连从而能绕一个第二移动转轴而相对于至少第一和第二连杆元件中的一个转动的第三连杆元件，该第二连杆元件可转动地连接在杠杆元件上，第一和第二连杆元件相互连接，并形成一个钝角，在该钝角内第三连杆元件沿一个基本上与一条直线垂直的方向延伸，该直线将固定转轴和第二连杆元件的与杠杆元件旋转相连的那个端头连接在一起，其中，该螺线管包括一个线圈和一个当该线圈被控制装置通电时可电磁驱动地相对于该线圈移动的活塞，该第三连杆元件可转动地与该活塞相连。在此情况下，第一和第二移动转轴可能相互重合。

作为本发明的另一个特点，该连杆机构还包括一个导向元件和一个第四连杆元件，该第四连杆元件在其一个相对的端头与第二连杆元件可转动地相连，并在其另一个相对的端头与杠杆元件相连，并通过导向元件被导向而与第二连杆元件一起移动。在此情况下，可在第四连杆元件和杠杆机构之间提供一个第五连杆元件。

作为本发明的另一个特点，该探测器包括一个当该工件压紧元件向下移动时与第一、第二、第三、和第四连杆元件一起移动的可动元件、和一个识别可动元件是否移到了与减速位置相对应的预定的开关位置的开关。

作为本发明的另一个特点，其工件压紧设备还包括一个连接杠杆元件和螺线管的连杆机构，该连杆机构包括一个曲柄杠杆机构，该曲柄杠杆机构包括一个可绕一个固定转轴转动的第一连杆元件、一个与第一连杆元件相连从而能绕一个离开该固定转轴的第一移动转轴而相对于该第一连杆元件转动的第二连杆元件、一个至少与第一和第二连杆元件中的一个连杆元件相连从而能绕一个第二移动转轴而相对于至少第一和第二连杆元件中的一个连杆元件转动的第三连杆元件，该第二连杆元件可转动地连接在杠杆元件上，第一和第二连杆元件相互连接并包含一个当螺线管通电时其角度变小的钝角，第三连杆元件在一个基本上与一条直线垂直的方向上延伸，该直线连接固定转轴和第二连杆元件的与杠杆元件相连的一个端头，其中该螺线管包括一个线圈和一个当该线圈被所说控制装置通电时可电磁驱动地相对于该线圈移动的活塞，该第三连杆元件可转动地与该活塞相连。在此情况下，相当小的电磁力就能够移动该活塞，从而抵抗偏移装置所产生的偏移力而向上移动工件压紧元件。

作为本发明的另一个特点，工件压紧设备还包括一个输入装置，该输入装置可以输入一个命令以便向下移动工件压紧元件。

本发明的上述的和其他的目的、特点和优点将通过参考附图来阅读以下对本发明的优选实施例的详细描述而得以更好地理解，其中：

图1是一个包括应用本发明的工件压紧元件的缝纫机的示意图；

图2是一个图1的工件压紧设备的电气配置的方框图；

图3是一个图2的工件压紧设备的螺线管驱动电路的简图；

图4是一个控制程序的程序方框图，工件压紧元件的上下运动由该控制程序控制；

图5是一个分别代表图3的螺线管驱动电路中的螺线管两端的驱动电流和电位差的变化的时间表；

图6是一个作为本发明的第二实施例的另一个工件压紧设备的另一个螺线管驱动电路的简图；和

图7是一个相当于图1的示意图，它显示了作为本发明的第三实施例的包括另一种工件压紧设备的另一台缝纫机。

参考图1，在此显示了包括应用本发明的工件压紧设的一台缝纫机。

在图1中，参考数字2表示两个用于压紧一个或多个工件，如一块纤维织物或一件皮革的工件压紧元件(仅显示一个)。该两个压紧元件2可以由一个单一的压紧元件代替。该两个压紧元件2分别被两个杠杆元件13(仅显示一个)的各自的左杠杆部分13a的端头(即左端)所支承，该两个杠杆元件13可绕一个固定轴元件11转动。每个压紧元件2在其上端部都有一个插孔，相应的杠杆元件13的左杠杆部分13a的一端***该孔。而每个压紧元件2的上端部被配置在一个导向元件14中的两条导向槽中的相应的一条导向槽所导向，而该导向元件被支承在导向元件支承元件16的左端。每个压紧元件2被固定在相应的导向槽中而相应的杠杆元件13的左端***每个压紧元件2的插孔之中，在此之后，将一个盖板元件14a可分离地连接在导向元件14上以便盖住两条导向槽。每个压紧元件2可在一个有上下限的预定范围内移动，该上下限被导向元件14的水平伸出的上下杆所限定。

当杠杆元件13绕固定轴元件11顺时针或反时针地转动时，压紧元件2就分别地向上或向下移动。一个偏移弹簧即螺旋形压缩弹簧15与一个连接销连接，该连接销连接两个杠杆元件13的各自的右杠杆部分13b的端头(即右端)。当该杠杆元件13绕轴元件11顺时针转动时，偏移弹簧15被弹性地压缩在右边部分13b之下，这样弹簧15就储存了一个弹性力以便反时针地即向下地转动右边部分13b或整个杠杆元件13。杠杆元件13经一个连杆机构17与螺线管1相连，该螺线管1在通电时顺时针地即向上地转动杠杆元件13，从而使工件压紧元件2离开针板19或缝纫机针床18的上表面。

连杆机构包括五个连杆元件17a、17b、17c、17d、17e。第一连杆元件17a可绕一个固定转轴转动，第二连杆元件17b与第一连杆元件17a相连，并能绕一个离开该固定转轴的第一移动转轴而相对于该第一连杆元件17a转动，第三连杆元件17c与第一和第二连杆元件17a和17b相连，从而该第三连杆元件17c能绕该移动转轴而相对于第一和第二连杆元件17a和17b转动。第一和第二连杆元件17a和17b相互连接并包含一个钝角，在该钝角中第三连杆元件17c在一个基本上与一条直线垂直的方向上延伸，该直线连接固定转轴和第二连杆元件17b的一个端头，该第二连杆元件17b的端头与第四连杆元件17d可转动地相连，该第四连杆元件17d与第五连杆元件17e可转动地相连，而该第五连杆元件17e又与连接销可转动地相连，该连接销连接两个杠杆元件13各自的右边部分13b。该连接销可以在一个通过导向元件支承元件16的厚度而形成的孔中与杠杆元件13一起上下移动。该第四连杆元件17d被固定在缝纫机的框架元件上的连杆导向元件20导向，这样该连杆元件17d就在垂直方向上移动。该第三连杆元件17c可转动地与一个活塞1a相连，该活塞可电磁驱动地相对于螺线管1的一个线圈(没有显示)移动。一个光闸元件21被固定在连杆机构17的第一连杆元件17a上。当该光闸21随着连杆机构17的运动而向左移动并切断一个光断路器3在水平方向相互对立的一个发光元件和一个光接收元件(没有显示)之间的光路时，该光断路器3被断电。

图1显示了被置于断电状态的螺线管1。在这种状态下，杠杆元件13被弹簧15的弹力推动而反时针偏移，而工件压紧元件2被偏移以便靠在针板19上来压紧工件或布块。同样，在这种状态下，光闸21被置于光断路器3的光发射器和光接收器之间，即切断从光发射器到光接收器之间的光路，这样，光断路器3被置于断电状态。

通过对螺线管1通电，该螺线管1被接通并使连杆机构17的第三连杆元件17c向右移动。更具体地说，连杆机构的＂成角度＂的第一和第二连杆元件17a、17b被向右移动并被垂直地＂伸＂直，这样，第四连杆元件17d被向下移动，而与右杠杆部分13b相连的第五连杆元件17e的下端顺时针地转动杠杆元件13。因此，工件压紧元件2被向上移动，离开针板19的上表面。另外，由于第一连杆元件17a被向右移动，光闸21离开了光断路器3的光发射器和光接收器之间的光路，这样光断路器3被通电。本工件压紧设备被设计成使光断路器从断电状态转到通电状态或反而行之的时机与压紧元件2移动到离针板19的上表面有一段小距离的预定的减速位置的时机相对应。

如图2所示，本工件压紧设备包括一个足踏板操纵信号电路4、和一个控制盒5，该信号电路4和光断路器3都与控制盒5连接。当使用者踩在踏板(没有显示)上时，信号电路4产生一个向上运动的命令信号以控制工件压紧元件2向上的运动。另一方面，当使用者从踏板上移开其脚时，该信号电路4便产生一个向下运动的命令信号，以控制压紧元件2向下的运动。控制盒5包括一个微型电子计算机(MC)6，该微型电子计算机接收光断路器3和信号电路4提供的输入信号并控制着缝纫机的各个元件各自的操作。该控制盒5还包括一个螺线管驱动电路(DR)7，该驱动电路7接收微型计算机6提供的命令信号，并根据所接收的信号提供一个驱动电流(直流)给螺线管1或切断提供给螺线管1的驱动电流。

如图3所示，螺线管驱动电路7包括一个电源Vmm、一个第一和第二开关元件Q1和Q2、和一个第一和第二整流元件D1,D2。该第一开关元件Q1的第一端与地相连而其第二端与螺线管1相连，该第二开关元件Q2的第一端与电源Vmm相连而其第二端与螺线管1相连，第一整流元件即第一二极管D1的第一端与第一开关元件Q1的第一端相连，而其第二端则与第二开关元件Q2的第二端相连，第二整流元件即第二二极管D2的第一端与第二开关元件Q2的第一端相连，而其第二端则与第一开关元件Q1的第二端相连。每个开关元件Q1、Q2在计算机6的控制下通电或断电。通过用以下所述的方式改变两个开关元件Q1、Q2的通电和断电状态的组合来使工件压紧元件2进行向上和向下的运动。

下面将通过参考图4的程序方框图来描述计算机6用于控制工件压紧元件2的上下运动的操作。

首先，在步骤S110，计算机6判断计算机6是否接收到了由于使用者对踏板的推动而从信号电路4发出的上行命令信号。如果在步骤S110中的判断是肯定的，则计算机6继续进行步骤S120，在此步骤中，计算机6将第一和第二开关元件Q1、Q2置于通电状态。在螺线管驱动电路7中，一个驱动电流I_L从电源顺次经过第二开关元件Q2、螺线管1、和第一开关元件Q1流到地。因此，该螺线管1被迅速地通电并且工件压紧元件2向上移动，直到活塞1a移动到并停止在最右端位置，即其缩回位置为止。在步骤S120之后是步骤S130，该步骤判断从两个开关元件Q1、Q2在步骤S120被通电以来是否经过了一个预定的时间间隔，t1秒。这个判断是根据装在计算机6中的计时器所测量的时间来进行的。如果在步骤S130中得出了肯定的判断，则计算机6进入到步骤S140，该步骤以有规律的时间间隔重复地通电和断电第二开关元件，即以预定的频率或占空率切断驱动电流I_L。需要施加大的驱动电流I_L来快速地上移压紧元件2s。一旦压紧元件2被移到了其与螺线管1的活塞1a的缩回位置对应的上部位置时，即使驱动电流I被以一个适当的占空率所切断，该压紧元件2也能被支承在该上部位置处。这样的配置减少了电能的消耗。

在步骤S140之后是步骤S150，该步骤判断计算机6是否接收到了由于使用者的脚从踏板上移开而从信号电路4发出的下行命令信号。如果在步骤S150中的判断是肯定的，则计算机6继续进行步骤S160，在此步骤中，计算机6将第一和第二开关元件Q1、Q2置于断电状态。从而，螺线管1两端之间的电位差V_L立即增加到了基本上与电源Vmm和地之间的电位差Vmm相同的水平。因此，驱动电流I_L从螺线管1的Q1一侧的那一端顺次经过第二整流元件D2、电源Vmm、地、和第一整流元件D1而流到螺线管1的Q2一侧的那一端。由于在螺线管1两端之间的电位差V_L相当大，所以螺线管1中的电能被迅速地消耗掉而驱动电流I_L马上减为零。这样，螺线管1迅速进入了断电状态，而且工件压紧元件2开始向下移动。由于两个二极管D1、D2是作为整流元件配置的，所以虽然驱动电流I可以减为零但却不会反向流动。

当工件压紧元件2被向下移动到减速位置从而使光断路器3断电时，在步骤S170中得出一个肯定的判断。这样，计算机6继续进行到步骤S180，在此步骤中，计算机6将第一和第二开关元件Q1、Q2置于通电状态。因此，驱动电流I_L从电源Vmm顺次经过开关元件Q2、螺线管1、和开关元件Q1流到地。该螺线管1被迅速地置于通电状态，而压紧元件2的向下运动被减速，即该向下运动的速度被减小。

在步骤S180之后是步骤S190，该步骤从步骤S180的减速操作开始时等待一个预定的时间间隔t2秒。这个等待根据装在计算机6内的计时器所测量的时间来进行。在时间间隔t2秒之后，计算机6继续进行步骤S200，该步骤将第二开关元件Q2置于断电状态而保持第一开关元件Q1处于通电状态。这样，螺线管1两端之间的电位差V_L变为与第一二极管D1的正向电压V_F相等。这样，螺线管1的电能即驱动电流I在流过顺次由螺线管1、第一开关元件Q1、第一二极管D1、和螺线管1所组成的回路时逐渐消耗并减为零。因此，螺线管1被逐渐地断电而工件压紧元件2缓慢地向下移动。

图5所示的时间表分别表示当在计算机6的控制下，工件压紧元件2进行上下运动时，驱动电流I_L和螺线管1两端之间的电位差V_L的时间状态变化。螺线管1两端之间的电位差V_L由相对于作为参考电位的螺线管1的Q2一侧(即上侧)的那一端的电位的相对电位值来表示。当螺线管1的Q2一侧的那一端的电位低于螺线管1的Q1一侧的那一端的电位时，电位差V_L取负值，当前者高于后者时，参数V_L取正值。

当向上运动的信号由踏板操纵的信号电路4所产生，并且两个开关元件Q1、Q2都转到通电位置时，在图5的时间表中的t_A时刻，螺线管1两端之间的电位差V_L变为一个-Vmm值，该值等于地与电源Vmm之间的电位差。这样，驱动电流I迅速增加而压紧元件2向上移动。

随后，在经过了t1秒的时间且在螺线管1的活塞1a移到其缩回位置而使压紧元件2的向上的运动停止之后，在时刻t_B(t_B=t_A+t1)开始第二开关元件Q2的电压-中断控制。这样，螺线管1两端的电位差V_L交替地并重复地取对应着开关元件Q2的通电状态的第一值-Vmm和对应着该开关元件Q2的断电状态的第二值+V_F(等于二极管D1的正向电压)。即，从微观上看，驱动电流I_L交替并重复地增加和减少，而从宏观上看，该驱动电流I_L保持在将压紧元件2维持在其上部位置所需要的电流值上。由于二极管D1的阻值很小，相对于电位差-Vmm来说，电位差+V_F可以忽略不计。

当向下运动的信号由踏板操纵的信号电路4所产生并且两个开关元件Q1、Q2都在时刻tc转到断电位置时，螺线管1两端的电位差V_L相对于参考电位翻转并立即增加到+Vmm值。然而，螺线管1中的电能迅速消耗而流过螺线管1的驱动电流I_L立即减为零，这样，工件压紧元件2便迅速下移。

当压紧元件2达到减速位置并且光断路器3断电时，两个开关元件Q1、Q2在时刻t_D时通电。这样，螺线管1两端之间的电位差V_L下降到-Vmm值而驱动电流I_L增加，从而使压紧元件2的向下的运动被减速。

在经过了t2秒的时间之后，在时刻t_E(t_E=t_D+t2)时只有第二开关元件Q2转到断电位置而第一开关元件Q1仍保持在通电位置。这样，电位差V_L变成与二极管D1的正向电压V_F相等。因此，储存在螺线管1中的电能逐渐地或缓慢地消耗掉，而流过螺线管1驱动电流I_L也缓慢地减小。这样，压紧元件2向着工件或针板19的上表面而慢慢地向下移动。

从以上所述可很明显地看到，当光断路器3识别到压紧元件2确实达到了预定的减速位置时，本工件压紧设备或其计算机6改变了工件压紧元件2向下运动的速率或速度。这样，本设备在每一次操作中，能在减速位置改变压紧元件2向下运动的速度。因此，即使由于可动零件如螺线管1的活塞1a和连杆机构17的第一到第四连杆元件17a-17d的与磨擦有关的参数的改变和/或由例如环境条件的改变、本压紧设备的操作时间的累积、长期的磨损而导致螺线管驱动电路7的电气元件的相应特性的改变和/或装配误差而使压紧元件2的向下运动的速度被改变，本工件压紧设备也摆脱了操作效率低，即当压紧元件2移到离针板19很远的位置时其向下运动的速度就被减小的问题，同时还摆脱了由于压紧元件2移到离针板19太近的位置才被减速而导致的压紧元件2与针板19相碰撞的问题。

参考图6，其中显示了作为本发明的第二实施例的另一个工件压紧设备所采用的另一个螺线管驱动电路57。该驱动电路57可用于代替图2所示的驱动电路7。该驱动电路57包括一个电源Vmm、一个螺线管L、一个开关元件Q、一个二极管D、和一个电阻R。在如图6所配置的螺线管驱动电路57中，当微型电子计算机6分别将开关元件Q在其通电和断电状态之间转换时，螺线管L在通电和断电状态之间转换。

通过用以下方法控制螺线管驱动电路57而使工件压紧元件2向下运动：首先，将开关元件Q置于断电位置而使螺线管L断电。这样，压紧元件2开始快速向下运动。当压紧元件2达到减速位置而光断路器3被断电时，开关元件Q被置于通电位置。这样，驱动电流I_L流过螺线管L，而压紧元件2的向下运动被减速。随后，通过采用上述的开关元件Q的通电和断电状态的电压-中断控制，而使螺线管L被交替和重复地通电和断电。这样，流过螺线管L的驱动电流I_L被中断而压紧元件2缓慢地向下移动。最好是在压紧元件2从快速向下运动变换到缓慢向下运动时，对螺线管L的第一次通电的持续时间比随后的那些通电持续时间要适当地长一些，以便抵抗压紧元件2的向下的惯性力而使压紧元件2的快速向下运动迅速地减速。以后的螺线管L的通电和断电的占空率预定为一个适当的值，以便使压紧元件2慢慢地向下运动。这样，包括如图6所示的螺线管驱动电路57的第二工件压紧设备有与包括图3所示的螺线管驱动电路7的第一压紧设备相同的优点。在这两种情况下，当压紧元件2确实达到了预定的减速位置，从而使光断路器3关闭时，工件压紧元件2的向下运动的速度都被改变。即使因为各种上述的原因而使压紧元件2向下运动的速度产生变化，减速位置也不会改变或移动。

下面参考图7，其中显示了本发明的一个第三实施例。图1中相同的参考数用来表示图7中的第二实施例的相应的元件和部分。该第三实施例还是涉及到工件压紧设备，它仅在以下几点与图1所示的作为第一实施例的工件压紧设备有所不同：两个杠杆元件53(仅显示一个)具有相应的左杠杆部分而没有右杠杆部分。一个连杆机构67包括第一到第五连杆元件67a到67e，并将杠杆元件53与螺线管1连接。该连杆机构67提供了一个曲柄杠杆机构，该曲柄杠杆机构包括可绕一个固定转轴转动的第一连杆元件67a、与第一连杆元件67a相连从而能绕一个离开该固定转轴的第一移动转轴而相对于该第一连杆元件67a转动的第二连杆元件67b、与第一和第二连杆元件相连从而能绕一个该移动转轴而相对于第一和第二连杆元件67a和67b转动的第三连杆元件67c。该第二连杆元件67b可转动地连接在第四连杆元件67d上，该第四连杆元件被连杆导向元件70导向，从而使连杆元件67d可在垂直方向上移动。该第四连杆元件67d可转动地与第五连杆元件67e相连，而该第五连杆元件可转动地与一个连接销相连，而该连接销连接两个杠杆元件53。第一和第二连杆元件67a和67b相互连接并包含一个钝角。第三连杆元件67e在一个基本上与一条直线垂直的方向上延伸，该直线连接固定转轴和第二连杆元件67b的与第四连杆元件67d相连的一个端头。第三连杆元件67c可转动地与活塞1a相连。在因螺线管1的线圈通电而使螺线管1的活塞1a电磁地向右移动时，由第一和第二连杆元件67a、67b所限定的在连杆机构67左侧的钝角减小。一个固定在第一连杆元件67a上的可动元件81可相对于限位开关63移动。当工件压紧元件2上移到一个预定的减速位置时，该可动元件81接触到限位开关63的一个滚轮且该限位开关63被通电。一个拉伸螺旋形弹簧65产生一个偏移力以便朝着针板19或缝纫机针床18的上表面向下移动该压紧元件2。

由于曲柄杠杆机构67a、67b、67c的特性，如图7所示的那样直线延伸的第一和第二连杆元件67a、67b能由一个很小的力而被向右推动。即第三连杆元件67c能由一个螺线管1所产生的很小的电磁力而同活塞1a一起被向右推动。随着第三连杆元件67c向右移动，需要移动活塞1a的电磁力逐渐增加。在图7所示的状态下，活塞1a位于离开其缩回位置的前进位置，它对应于工件压紧元件2的上部位置。当活塞1a位于前进位置时，螺线管1仅能产生最小的力，而当活塞1a位于缩回位置时，螺线管1能产生最大的力。在本实施例中，由于上述曲柄机构67a、67b、67c的特性和上述螺线管1的特性互相配合，所以一个相当小的电磁力就足以推动活塞1a完成从前进位置到缩回位置的整个行程。

尽管已在其最优实施例中描述了本发明，必须理解的是本发明也可以用其它方法实施。

例如，在图1所示的第一实施例中，光断路器3和光闸元件21被用作为一个探测器来识别工件压紧元件2是否已经达到预定的减速位置。然而，该探测器可以另外由各种传感器，如图7所示的限位开关63来构成。最重要的是光断路器3具有这样的优点，即它能探测出可动元件2、13、17的运动而不需要与它们进行任何接触，而且该光断路器3相当便宜。

必须理解的是本发明可以伴随着另外的变化、改进、和修改而得以实施，这些实施可以由本技术领域的普通技术人员在不背离所附权利要求中所定义的本发明的精神实质和范围的前题下进行。

Claims

1一种可相对于一个工件支承元件移动一台缝纫机的一个工件压紧元件、以便在该工件支承元件上压紧一个工件的设备，该设备包括：

一个偏移装置，该装置产生一个偏移力以便使工件压紧元件朝着所说工件支承元件向下移动；

一个螺线管，该螺线管抵抗所说偏移力使所说工件压紧元件背离所说工件支承元件向上移动；

一个控制装置，该控制装置控制着所说螺线管的通电，以便所说工件压紧元件沿所说的上、下方向移动；其特征在于还包括：

一个探测器，该探测器提供一个表明所说工件压紧元件沿所说的向下方向相对于所说工件支承元件被移到了一个预定的减速位置的探测信号，所说控制装置接收来自所说探测器的所说探测信号，

所说控制装置控制所说螺线管，这样在所说工件压紧元件向下运动过程中，当该控制装置接收到所说探测信号时，该螺线管可减小所说工件压紧元件的向下运动的速度。

2一种如权利要求1的设备，其特征在于：所说控制装置包括一个断电装置，该断电装置将所说螺线管断电，从而由所说偏移装置的所说偏移力使所说工件压紧元件沿所说的向下方向移动。

3一种如权利要求2的设备，其特征在于：所说控制装置包括一个开关装置，该开关装置在控制装置接收到所说探测信号时将所说螺线管通电，随后又将该螺线管断电，并以预定的时间间隔反复对该螺线管进行通电和断电。

4一种如权利要求3的设备，其特征在于：所说开关装置包括通电改变装置，该通电改变装置用来在所说控制装置刚刚接收到所说探测信号之后的至少一段时间内以第一通电时间对所说螺线管通电，并在所说控制装置刚刚接收到所说探测信号后的所说至少一段时间之后的至少一段时间中以短于所说第一通电时间的第二通电时间对该螺线管通电。

5如权利要求4的设备，其特征在于：所说通电改变装置包括用来在所说控制装置刚刚接收到所说探测信号之后的至少一段时间内以预定的第一通电时间对所说螺线管通电，并在所说至少一段时间之后的每一段时间中以预定的第二通电时间对该螺线管通电的装置，所说第一通电时间比所说第二通电时间长。

6如权利要求3的设备，其特征在于：所说控制装置包括一个驱动所说螺线管的螺线管驱动电路，所说驱动电路包括与该螺线管相连的一个电源和一个开关装置，所说开关装置包括所说开关元件。

7如权利要求2的设备，其特征在于：所说控制装置包括一个驱动所说螺线管的螺线管驱动电路，所说驱动电路包括一个电源、一个第一端与地相连而第二端与螺线管相连的第一开关元件、一个第一端与所说电源相连而第二端与螺线管相连的第二开关元件、一个第一端与所说第一开关元件的所说第一端相连而第二端与所说第二开关元件的所说第二端相连的第一整流元件、和一个第一端与所说第二开关元件的所说第一端相连而第二端与所说第一开关元件的所说第二端相连的第二整流元件。

8如权利要求7的设备，其特征在于：所说控制装置包括通过将所说第一和第二开关元件置于断电状态而将所说螺线管断电的装置，和在控制装置接收到所说探测信号时，通过将所说第一和第二开关元件以一个预定的通电时间置于通电状态，随后将第一和第二开关元件中的一个开关元件置于断电状态而将另一个开关元件保持在通电状态，从而对所说螺线管通电的装置。

9如权利要求1到8中的任一权利要求的设备，其特征在于：所说探测器包括一个可动元件，该可动元件在工件压紧元件沿所说的向下方向运动时与所说工件压紧元件一起运动，该探测器还包括一个非接触的开关，该开关在不与可动元件接触的情况下能识别可动元件是否移到了与所说减速位置相应的预定的开关位置。

10如权利要求9的设备，其特征在于：所说可动元件可以包括一个光闸元件，当压紧元件沿所说的向下方向运动时，该光闸元件与所说工件压紧元件一起运动，而所说非接触开关包括一个光断路器，该光断路器包括一个发射光线的光发射器，和一个接收来自光发射器的光线的光接收器，当所说光闸元件移动到所说与所说减速位置相应的预定的开关位置时，该光闸元件中断了由所说光发射器到所说光接收器的所说光线，这样，所说光断路器便可产生所说的探测信号。

11如权利要求1到8中的任一权利要求的设备，其特征在于：所说探测器包括一个可动元件，该可动元件在压紧元件沿所说的向下方向移动时可与所说工件压紧元件一起运动，该探测器还包括一个接触开关，该接触开关通过与可动元件的机械接触而识别该可动元件是否移到了与所说减速位置相对应的预定的开关位置。

12如权利要求1到8中的任一权利要求的设备，其特征在于：该设备还包括一个杠杆元件和一个轴线元件，所说杠杆元件可绕该轴线元件转动，所说工件压紧元件被固定在所说杠杆元件上。

13如权利要求12的设备，其特征在于：所说偏移装置包括一个与所说杠杆元件相连的螺旋形弹簧。

14如权利要求13的设备，其特征在于：所说杠杆元件包括两个位于所说轴线元件两侧的杠杆部分，而所说工件压紧元件被所说杠杆元件的所说两个杠杆部分中的一个部分所支承，其中所说螺旋形弹簧包括一个与所说杠杆元件的另一个杠杆部分相连的压缩螺旋形弹簧。

15如权利要求13的设备，其特征在于：所说螺旋形弹簧包括一个与所说杠杆元件相连的拉力螺旋形弹簧，其连接的位置处于所说轴线元件所在的位置与所说工件压紧元件被杠杆元件所支承的位置之间的中间位置。

16如权利要求12的设备，其特征在于：该设备还包括一个连接所说杠杆元件和所说螺线管的连杆机构，所说连杆机构包括一个曲柄杠杆机构，该曲柄杠杆机构包括一个可绕一个固定转轴转动的第一连杆元件、一个与所说第一连杆元件相连从而能绕一个离开所说固定转轴的第一移动转轴而相对于该第一连杆元件转动的第二连杆元件、一个至少与所说第一和第二连杆元件中的一个连杆元件相连从而能绕一个第二移动转轴而相对于所说至少第一和第二连杆元件中的一个连杆元件转动的第三连杆元件，所说第二连杆元件可转动地连接在所说杠杆元件上，所说第一和第二连杆元件相互连接并包含一个钝角，在该钝角中所说第三连杆元件沿基本上与一条直线垂直的方向延伸，该直线连接所说固定转轴和所说第二连杆元件的与所说杠杆元件相连的一个端头，其中所说螺线管包括一个线圈和一个当该线圈被所说控制装置通电时可电磁驱动地相对于所说线圈移动的活塞，所说第三连杆元件可转动地与所说活塞相连。

17如权利要求16的设备，其特征在于：所说连杆机构还包括一个导向元件和一个第四连杆元件，该第四连杆元件其一个相对的端头与所说第二连杆元件可转动地相连，其另一个相对的端头与所说杠杆元件相连，并通过所说导向元件被导向而与第二连杆元件一起移动。

18如权利要求17的设备，其特征在于：所说探测器包括一个当所说工件压紧元件沿所说的向下方向上移动时与所说第一、第二、第三、和第四连杆元件一起移动的可动元件，和一个识别所说可动元件是否移到了与所说减速位置相对应的预定的开关位置的开关。

19如权利要求12的设备，其特征在于：该设备还包括一个连接所说杠杆元件和所说螺线管的连杆机构，所说连杆机构包括一个曲柄杠杆机构，该曲柄杠杆机构包括一个可绕一个固定转轴转动的第一连杆元件、一个与所说第一连杆元件相连从而能绕一个离开所说固定转轴的第一移动转轴而相对于该第一连杆元件转动的第二连杆元件、一个至少与所说第一和第二连杆元件中的一个连杆元件相连从而能绕一个第二移动转轴而相对于所说至少第一和第二连杆元件中的一个连杆元件转动的第三连杆元件，所说第二连杆元件可转动地连接在所说杠杆元件上，所说第一和第二连杆元件相互连接并包含一个当螺线管通电时其值减小的钝角，所说第三连杆元件沿基本上与一条直线垂直的方向延伸，该直线连接所说固定转轴和所说第二连杆元件的与所说杠杆元件相连的一个端头，所说螺线管包括一个线圈和一个当该线圈被所说控制装置通电时可电磁驱动地相对于所说线圈移动的活塞，所说第三连杆元件可转动地与所说活塞相连。

20如权利要求1到8中的任一权利要求的设备，其特征在于：该设备还包括一个输入装置，该输入装置可以输入一个命令以便沿所说的向下方向移动所说工件压紧元件。