CN106222901A - 一种自动换梭装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动换梭装置，包括旋梭，旋梭的旋梭芯轴上套有第一梭壳和第一梭芯，还包括具有底线余量检测工位、抓取工位和更换工位的固定基板、可运动的梭壳爪、安装在梭壳爪上的底线余量检测传感器、以及可移动的存放装置，存放装置上具有空工位和存放工位，空工位处设有中转空轴，存放工位处放置有第二梭壳和第二梭芯，第二梭芯的绕线柱上缠绕满底线，梭壳爪用于抓取并移动第一梭壳和第一梭芯、或第二梭壳和第二梭芯。本申请能够实时检测、监控第一梭芯绕线柱上的底线余量，且在第一梭芯上的底线快用完时缝纫机自动停机，自动将底线余量不足的第一梭芯从旋梭中取下，再自动更换缠绕满底线的第二梭芯至旋梭中，提高缝纫效率和缝纫质量。

Description

一种自动换梭装置及方法

技术领域

本发明涉及缝纫机领域，特别是涉及一种自动换梭装置、及一种自动换梭方法。

背景技术

缝纫机是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器。缝纫机能缝制棉、麻、丝、毛、人造纤维等织物和皮革、塑料、纸张等制品，缝出的线迹整齐美观、平整牢固，缝纫速度快、使用简便。缝纫机分为家用缝纫机和工业缝纫机两种，其中，工业缝纫机大部分属于通用缝纫机，包括平缝机、链缝机、绗缝机、包缝机及绷缝机等。

缝纫机在缝纫面料时，缝纫机的旋梭和机针相互配合以将底线和面线互相交织连锁缝纫在面料上，从而形成线迹。面线穿设在机针的针眼中，机针做上升、下降运动；旋梭由梭壳和梭芯构成，梭芯被收容在梭壳内，底线缠绕在梭芯的绕线柱上。一般而言，面线缠绕在线筒上，故面线较长；而底线由梭芯提供，但是由于缝纫机空间和机构原理的限制，从而使得梭芯大小受限，故梭芯绕线柱上所缠绕的底线长度非常有限，进而导致在缝纫过程中、需要工人时常对梭芯进行更换，且还需要工人对梭芯上的底线余量时常监测，以防止因为底线用完而造成缝纫机空走、使面料上出现一排没有线迹的空洞的现象。因此，现有技术中，人工监测底线余量、人工更换梭芯非常地费时费力。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自动换梭装置，其能够自动监测缝纫机旋梭处梭芯上的底线余量，并在底线余量不足时自动更换旋梭内的梭芯。

为实现上述目的，本发明提供一种自动换梭装置，包括具有梭仓的底板、以及安装在梭仓内的旋梭，所述旋梭的旋梭芯轴上套有第一梭壳和位于第一梭壳内的第一梭芯，还包括具有底线余量检测工位、抓取工位和更换工位的固定基板、可运动的梭壳爪、安装在梭壳爪上的底线余量检测传感器、以及可移动的存放装置，所述底线余量检测传感器与缝纫机的电控模块相连接，所述存放装置上具有至少一个空工位和至少一个存放工位，所述空工位处设有中转空轴，所述存放工位处放置有第二梭壳和位于第二梭壳内的第二梭芯，第二梭芯的绕线柱上缠绕满底线，所述梭壳爪用于抓取并移动第一梭壳和第一梭芯、或第二梭壳和第二梭芯；当梭壳爪位于固定基板上的底线余量检测工位处时，所述底线余量检测传感器正对第一梭芯、并检测第一梭芯绕线柱上的底线余量；当梭壳爪位于固定基板上的抓取工位处时，所述梭壳爪的抓取部正对第一梭壳；当梭壳爪位于固定基板上的更换工位处时，所述梭壳爪的抓取部正对空工位处的中转空轴、或存放工位处的第二梭壳。

进一步地，所述固定基板上开设有轨道槽，所述梭壳爪沿轨道槽的延伸方向运动；所述轨道槽包括左右延伸的水平槽段、上下延伸的竖直槽段、以及过渡连接水平槽段和竖直槽段的圆弧槽段，水平槽段靠近旋梭的右端为所述抓取工位，水平槽段远离旋梭的左端为所述底线余量检测工位，竖直槽段靠近存放装置的下端为所述更换工位。

进一步地，所述梭壳爪由安装在固定基板上的第一电机驱动运动，该第一电机与缝纫机的电控模块相连接；所述第一电机的输出端固定连接有一曲柄牙叉，该曲柄牙叉远离第一电机的一端开设有第一滑槽，该第一滑槽中设置有一滑块；还包括一前后延伸、且穿设在所述轨道槽中的连接轴，所述连接轴的前端固定在梭壳爪中，所述滑块可转动地设在连接轴的后端。

优选地，所述曲柄牙叉内固设有定位传感器，该定位传感器与缝纫机的电控模块相连接；所述固定基板在抓取工位和更换工位处都设置有被感元件；当定位传感器感应到被感元件时，所述第一电机停止转动。

优选地，所述连接轴可转动地穿设在一滚动套中，该滚动套可滚动地置于所述轨道槽中。

进一步地，还包括一安置于固定基板上的转向座、一前后延伸并固定在固定基板上的销钉、以及至少一根直线导杆，所述销钉为梭壳爪的转动支点，所述转向座通过轴承与销钉相连接，所述直线导杆的一端固定在转向座中，直线导杆的另一端通过直线轴承与梭壳爪相连接。

进一步地，所述梭壳爪的抓取部包括拉钩和吸附磁铁，所述拉钩由安装在梭壳爪上的第二电机驱动，该第二电机与缝纫机的电控模块相连接；所述梭壳爪上设有一凸耳，该凸耳中穿设有一可转动的转轴，所述转轴上固定有驱动曲柄和拉钩；当第二电机的输出端动作时，所述驱动曲柄由第二电机的输出端驱动摆动，所述拉钩勾住第一梭壳或第二梭壳上的拨片。

优选地，所述第二电机为一直线电机。

优选地，所述转轴上还套有一复位扭簧，该复位扭簧的两端分别与驱动曲柄和拉钩相连接。

进一步地，所述存放装置包括第三电机、主动带轮、从动带轮、以及用于连接主动带轮和从动带轮的同步带，所述第三电机的输出轴固定在主动带轮中，所述同步带的外表面上固设有多个沿同步带长度方向间隔分布的挡板，挡板沿同步带的宽度方向延伸；多个挡板中，其中一个挡板上设置有所述空工位，其余挡板均设置有所述存放工位。

优选地，所述空工位和存放工位都包括固定在挡板上的梭壳安放板，所述中转空轴固设在空工位的梭壳安放板上，存放工位的梭壳安放板上固设有梭壳支轴，所述第二梭壳和第二梭芯套在梭壳支轴上；所述旋梭芯轴、中转空轴和梭壳支轴的端部处均设有一圈周向延伸的卡槽，所述第一梭壳和第二梭壳的端面上均设有拨片和卡条，所述卡条中设有一通孔，该通孔包括位于内侧的圆弧部和位于外侧的框形部，该框形部可容旋梭芯轴或中转空轴或梭壳支轴通过，所述卡条的外端还设有一钩部；当梭壳爪的抓取部未动作时，所述圆弧部与卡槽相卡合；当梭壳爪的抓取部动作、勾住拨片时，所述卡条向内移动，所述圆弧部与卡槽相脱离，旋梭芯轴或中转空轴或梭壳支轴位于框形部中，卡条的钩部勾住第一梭芯或第二梭芯的凸缘。

优选地，所述空工位和存放工位的梭壳安放板上还固设有梭壳限向板，该梭壳限向板中开设有周向限向槽；当梭壳爪的抓取部未动作时，所述卡条的钩部位于周向限向槽中。

进一步地，所述存放装置安装在一安装板上，该安装板远离台板的左端固设有一推拉把手；所述安装板朝向固定基板的一侧固设有一左右延伸的直线导轨，所述固定基板朝向安装板的一侧固设有滑台，该滑台中开设有左右延伸并与直线导轨相配合的第二滑槽，所述直线导轨可左右移动地安置于滑台的第二滑槽中。

优选地，所述第三电机的末端设置有编码盘，该编码盘与缝纫机的电控模块相连接。

本发明的另一目的还提供一种自动换梭方法，包括如上所述的自动换梭装置，所述自动换梭方法依次包括以下步骤：

A、梭壳爪位于固定基板上的底线余量检测工位处，存放装置上的空工位位于固定基板上更换工位的正下方；当底线余量检测传感器检测到旋梭内第一梭芯的绕线柱上底线余量不足时，缝纫机的电控模块控制缝纫机主电机停止运转、并执行下述步骤B；

B、梭壳爪从底线余量检测工位运动至抓取工位处，抓取部动作，使梭壳爪抓取第一梭壳和第一梭芯；

C、梭壳爪连同第一梭壳和第一梭芯从抓取工位运动至更换工位处，则梭壳爪将第一梭壳和第一梭芯从旋梭芯轴上取下、并套在空工位处的中转空轴上；

D、梭壳爪的抓取部松开第一梭壳和第一梭芯，梭壳爪运动、远离更换工位；存放装置移动，使存放装置上的存放工位位于固定基板上更换工位的正下方；

E、梭壳爪再运动至更换工位处，抓取部动作，使梭壳爪抓取存放工位处的第二梭壳和第二梭芯；

F、梭壳爪连同第二梭壳和第二梭芯从更换工位运动至抓取工位处，则梭壳爪将第二梭壳和第二梭芯从存放工位处移走、并套在旋梭芯轴上；

G、梭壳爪的抓取部松开第二梭壳和第二梭芯，且梭壳爪从抓取工位运动至底线余量检测工位，使底线余量检测传感器检测旋梭内的底线余量。

如上所述，本发明涉及的自动换梭装置及方法，具有以下有益效果：

本申请能够实时检测、监控缝纫机旋梭内第一梭芯绕线柱上的底线余量，且在第一梭芯上的底线快用完时缝纫机自动停机，自动将底线余量不足的第一梭芯从旋梭中取下，再自动更换缠绕满底线的第二梭芯至旋梭中，从而实现自动检测底线余量和自动更换梭芯，进而有效防止缝纫机的空走现象，大大提高缝纫效率和缝纫质量。

附图说明

图1至图4为本申请中自动换梭装置的结构示意图。

其中，图1中，梭壳爪位于底线余量检测工位处，该图省略了存放机构。

图2中，梭壳爪位于抓取工位处，该图省略了存放机构。

图3中，梭壳爪位于更换工位处，且梭壳爪的抓取部正对空工位处的中转空轴。

图4中，梭壳爪位于更换工位处，且梭壳爪的抓取部正对存放工位处的第二梭壳。

图5为图4中省略底板和存放装置后的结构示意图。

图6为本申请中固定基板的结构示意图。

图7为本申请中第一电机与梭壳爪的连接示意图。

图8为图7中连接轴与曲柄牙叉的连接示意图。

图9为本申请中梭壳爪与第一梭壳或第二梭壳的连接示意图。

图10为本申请中存放装置的结构示意图。

图11为第一梭壳和第二梭壳上卡条的结构示意图。

元件标号说明

1 底板

2 第一梭壳

3 固定基板

31 轨道槽

32 水平槽段

33 竖直槽段

34 圆弧槽段

4 梭壳爪

41 拉钩

42 吸附磁铁

43 凸耳

44 转轴

45 驱动曲柄

46 复位扭簧

5 底线余量检测传感器

6 存放装置

61 中转空轴

62 第三电机

63 主动带轮

64 从动带轮

65 同步带

66 挡板

67 梭壳安放板

68 梭壳支轴

69 梭壳限向板

691 周向限向槽

7 第二梭壳

8 第一电机

91 曲柄牙叉

911 第一滑槽

92 滑块

93 连接轴

931 限位部

94 定位传感器

96 滚动套

97 转向座

98 销钉

99 直线导杆

910 隔离衬套

10 第二电机

11 卡槽

12 拨片

13 卡条

131 通孔

132 圆弧部

133 框形部

134 钩部

14 安装板

15 推拉把手

16 直线导轨

17 滑台

18 固定螺母

19 卡簧

20 支撑轴

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下实施例中，各方向定义如下：将缝纫机运转时布料的移动方向定义为前后方向，因此，缝纫机的宽度方向为前后方向，缝纫机的长度方向为左右方向，缝纫机的高度方向为前后方向，且缝纫机朝向工人的方向为前方向，缝纫机背向工人的方向为后方向，缝纫机的机头位于缝纫机机壳的左侧。

本申请提供一种自动换梭装置，如图1所示，它包括具有梭仓的底板1、以及安装在梭仓内的旋梭，梭仓位于底板1的左端处，所述旋梭的旋梭芯轴上套有第一梭壳2和位于第一梭壳2内的第一梭芯，第一梭芯的绕线柱上缠绕有底线。为了实现在缝纫机缝纫过程中能够实时监测第一梭芯上的底线余量，并在第一梭芯上的底线余量不足时可以自动更换第一梭芯，如图1至图5所示，所述自动换梭装置还包括固定基板3、可运动的梭壳爪4、安装在梭壳爪4上的底线余量检测传感器5、以及可移动的存放装置6，所述固定基板3固定在缝纫机的台板上，故其位置固定不动，固定基板3上具有底线余量检测工位、抓取工位和更换工位；所述底线余量检测传感器5与缝纫机的电控模块相连接；所述存放装置6上具有至少一个空工位和至少一个存放工位，所述空工位处设有中转空轴61，所述存放工位处放置有第二梭壳7和位于第二梭壳7内的第二梭芯，第二梭芯的绕线柱上缠绕满底线，所述梭壳爪4用于抓取并移动第一梭壳2和第一梭芯、或第二梭壳7和第二梭芯。当梭壳爪4位于固定基板3上的底线余量检测工位处时，所述底线余量检测传感器5正对第一梭芯、并检测第一梭芯绕线柱上的底线余量；当梭壳爪4位于固定基板3上的抓取工位处时，所述梭壳爪4的抓取部正对第一梭壳2；当梭壳爪4位于固定基板3上的更换工位处时，所述梭壳爪4的抓取部正对空工位处的中转空轴61、或存放工位处的第二梭壳7。

上述自动换梭装置中，第一梭壳2、第一梭芯、第二梭壳7、第二梭芯均为现有技术中的梭壳和梭芯。因此，第一梭壳2和第二梭壳7都包括环形的梭壳本体、设在梭壳本体一端的梭壳盖、以及设置在梭壳盖上的卡条13和拨片12，故卡条13和拨片12设置在第一梭壳2和第二梭壳7的端面上，卡条13和拨片12上均设有容旋梭芯轴穿过的孔；当向远离梭壳盖的方向拨动拨片12时，卡条13会沿垂直于旋梭芯轴的方向向内移动。第一梭芯和第二梭芯都包括呈圆柱状的绕线柱、以及设在绕线柱两端的凸缘，绕线柱上缠绕有底线。使用底线余量检测传感器5检测第一梭芯绕线柱上的底线余量的结构也属于现有技术，如申请号为201310278156.1的中国发明专利申请说明书所公开的一种缝纫机用底线监控装置，或如申请号为201410284852.8的中国发明专利说明书所公开的一种缝纫机底线线量检测装置和检测方法，为此，本申请中的第一梭芯和第二梭芯的绕线柱的柱面上应设置有反光面，或第一梭芯和第二梭芯的凸缘的表面上应设置有吸光性材料和反光性材料。

本申请还提供一种自动换梭方法，其包括如上所述的自动换梭装置，所述自动换梭方法依次包括以下步骤：

A、在初始状态下(该初始状态为第一梭芯上的底线余量足够、缝纫机正常缝纫的状态)，梭壳爪4位于固定基板3上的底线余量检测工位处，故底线余量检测传感器5实时检测第一梭芯的绕线柱上的底线余量，存放装置6上的空工位位于固定基板3上更换工位的正下方；当底线余量检测传感器5检测到旋梭内第一梭芯的绕线柱上底线余量不足时，缝纫机的电控模块控制缝纫机主电机停止运转、并执行下述步骤B；

B、梭壳爪4从底线余量检测工位运动至抓取工位处，则梭壳爪4的抓取部正对旋梭心轴上的第一梭壳2，抓取部动作，使梭壳爪4抓取第一梭壳2和第一梭芯；

C、梭壳爪4连同第一梭壳2和第一梭芯从抓取工位运动至更换工位处，则梭壳爪4将第一梭壳2和第一梭芯从底板1内旋梭的旋梭芯轴上取下、并套在空工位处的中转空轴61上；

D、梭壳爪4的抓取部松开第一梭壳2和第一梭芯，梭壳爪4运动、远离更换工位；之后，存放装置6移动，使存放装置6上的存放工位位于固定基板3上更换工位的正下方；

E、梭壳爪4再运动至更换工位处，则梭壳爪4的抓取部正对存放工位上的第二梭壳7，抓取部动作，使梭壳爪4抓取存放工位处的第二梭壳7和第二梭芯；

F、梭壳爪4连同第二梭壳7和第二梭芯从更换工位运动至抓取工位处，则梭壳爪4将第二梭壳7和第二梭芯从存放工位处移走、并套在旋梭芯轴上；

G、梭壳爪4的抓取部松开第二梭壳7和第二梭芯，且梭壳爪4从抓取工位运动至底线余量检测工位，使底线余量检测传感器5检测旋梭内的底线余量。

由上述内容可知：本申请通过底线余量检测传感器5实时检测、监控缝纫机旋梭内第一梭芯绕线柱上的底线余量，且在第一梭芯上的底线快用完时缝纫机自动停止运转，自动将底线余量不足的第一梭芯从旋梭中取下，再将缠绕满底线的第二梭芯自动更换到旋梭中，从而实现自动检测底线余量和自动更换梭芯，进而有效防止缝纫机的空走现象，大大提高缝纫效率和缝纫质量。

进一步地，如图6所示，所述固定基板3上开设有轨道槽31，所述梭壳爪4沿轨道槽31的延伸方向运动，固定基板3上的抓取工位、底线余量检测工位和更换工位均设置于轨道槽31中。同时，本实施例中，旋梭芯轴沿左右方向轴向延伸，中转空轴61沿上下方向轴向延伸，第二梭壳7和第二梭芯沿上下方向竖向放置于存放装置6的存放工位上，因此，所述轨道槽31包括左右延伸的水平槽段32、上下延伸的竖直槽段33、以及过渡连接水平槽段32和竖直槽段33的圆弧槽段34，水平槽段32靠近旋梭的右端为所述抓取工位，水平槽段32远离旋梭的左端为所述底线余量检测工位，竖直槽段33靠近存放装置6的下端为所述更换工位。上述步骤D中，当梭壳爪4的抓取部松开第一梭壳2和第一梭芯后，梭壳爪4沿着竖直槽段33向上运动至竖直槽段33的上端，从而使得梭壳爪4远离更换工位，避免梭壳爪4对存放装置6的移动造成干涉。

进一步地，所述梭壳爪4由安装在固定基板3上的第一电机8驱动运动，该第一电机8与缝纫机的电控模块相连接。所述第一电机8驱动梭壳爪4运动的具体结构为：如图7所示，第一电机8的输出端通过螺丝固定连接有一曲柄牙叉91，该曲柄牙叉91远离第一电机8的一端开设有呈U形的第一滑槽911，该第一滑槽911中设置有一滑块92；还包括一前后延伸、且穿设在所述轨道槽31中的连接轴93，所述连接轴93的前端固定在梭壳爪4中，所述滑块92可转动地设在连接轴93的后端，故滑块92的内径与连接轴93的外径相配合。第一电机8的输出轴带动曲柄牙叉91的一端同步地转动，则曲柄牙叉91以第一电机8输出轴的轴线为中心线摆动一定的角度，从而同步地使连接轴93在轨道槽31中沿轨道槽31的延伸方向运动、滑块92沿第一滑槽911的延伸方向滑动、以及滑块92相对于连接轴93转动，实现连接轴93带动梭壳爪4沿轨道槽31的延伸方向同步地运动，使梭壳爪4运动至固定基板3上的三个工位处或其他位置处。

所述连接轴93与梭壳爪4的固定结构为：如图7和图8所示，连接轴93的前端螺纹连接有一固定螺母18，该固定螺母18固定嵌在梭壳爪4中，从而将连接轴93与梭壳爪4相连接。为了使连接轴93在轨道槽31中运动更加稳定，如图8所示，所述连接轴93可转动地穿设在一滚动套96中，滚动套96的内径与连接轴93的外径相配合，滚动套96可滚动地置于所述轨道槽31中；当滚动套96的外周面为圆柱面时，则滚动套96与轨道槽31的槽壁为线接触，当滚动套96的外周面为中间径向突出的腰鼓形外周面时，则滚动套96与轨道槽31的槽壁为点接触。所述的腰鼓形外周面是指：滚动套96外周面的直径先逐渐增加、再逐渐减小，本实施例中优选选用腰鼓形外周面的滚动套96，可大大减小滚动套96与轨道槽31槽壁之间的摩擦力，保证连接轴93带动梭壳爪4沿轨道槽31的延伸方向运动的灵活性和稳定性。所述连接轴93在滚动套96的前侧设有径向突出的限位部931，连接轴93上还套有位于滑块92前侧的隔离衬套910，隔离衬套910和限位部931分别位于滚动套96的两端处，进而对滚动套96沿连接轴93的轴向移动形成限位。

另外，如图7所示，所述曲柄牙叉91内固设有用于到位检测的定位传感器94，该定位传感器94与缝纫机的电控模块相连接；所述固定基板3在抓取工位和更换工位处都设置有被感元件；当定位传感器94感应到被感元件时，所述第一电机8停止转动，使第一电机8通过曲柄牙叉91和连接轴93带动梭壳爪4准确地运动至抓取工位处或更换工位处，提高梭壳爪4运动的准确性。所述定位传感器94的类型有多种，比如：定位传感器94可以选用霍尔传感器，则被感元件对应为磁铁。

进一步地，由于旋梭芯轴是左右轴向延伸的，而中转空轴61是上下轴向延伸、且第二梭壳7和第二梭芯是竖直放置于存放装置6上的，故梭壳爪4在沿轨道槽31延伸方向运动的同时还需要转向，为此，如图5所示，还包括一安置于固定基板3上的转向座97、一前后延伸并固定在固定基板3上的销钉98、以及两根直线导杆99，所述销钉98为梭壳爪4的转动支点，所述转向座97中安装有轴承、且转向座97通过该轴承与销钉98相连接，使得转向轴可转动地连接于销钉98，销钉98的前端还安装有一卡簧19，该卡簧19限制转向轴沿销钉98轴向的前后移动；所述直线导杆99的一端固定在转向座97中，直线导杆99的另一端通过直线轴承与梭壳爪4相连接，直线轴承安装在梭壳爪4中。当第一电机8转动时，梭壳爪4以销钉98为转动支点转向，且梭壳爪4可沿直线导杆99的延伸方向向靠近转向座97或远离转向座97的方向来回滑动。

进一步地，如图9所示，所述梭壳爪4的抓取部包括拉钩41和吸附磁铁42，所述拉钩41由安装在梭壳爪4上的第二电机10驱动，该第二电机10与缝纫机的电控模块相连接；所述梭壳爪4上设有一凸耳43，该凸耳43中穿设有一可转动的转轴44，所述转轴44上固定有驱动曲柄45和拉钩41；当第二电机10的输出端动作时，所述驱动曲柄45由第二电机10的输出端驱动摆动，从而驱动转轴44和拉钩41同步地转动相同的角度，使得拉钩41勾住第一梭壳2或第二梭壳7上的拨片12、并使拨片12被拉钩41勾住的一端远离第一梭壳2或第二梭壳7，故第一梭壳2或第二梭壳7上的卡条13向内移动，且卡条13的钩部134勾住第一梭芯或第二梭芯的凸缘，进而使得梭壳爪4抓取住第一梭壳2和第一梭芯、或第二梭壳7和第二梭芯。

所述第二电机10为一直线电机，故直线电机动作时，直线电机的输出端向靠近驱动曲柄45的方向伸出后、可直接推动驱动曲柄45摆动一定的角度。当然，第二电机10可以替换为气缸，或第二电机10为转动电机，此时，第二电机10可转动的输出轴需通过传动机构与驱动曲柄45相连接。

优选地，如图9所示，所述转轴44上还套有一复位扭簧46，该复位扭簧46的两端分别与驱动曲柄45和拉钩41相连接；当梭壳爪4的抓取部松开第一梭壳2和第一梭芯、或第二梭壳7和第二梭芯时，则第二电机10复位，第二电机10的输出轴与驱动曲柄45相脱离，故驱动曲柄45和拉钩41在复位扭簧46的作用下复位。

进一步地，所述存放装置6带动空工位和存放工位移动的方式有多种，比如可采取同步带传动形式、或链传动形式、或圆盘转动传动形式，本实施例中优选选用同步带传动形式。如图10所示，所述存放装置6包括第三电机62、主动带轮63、从动带轮64、以及用于连接主动带轮63和从动带轮64的同步带65，所述第三电机62的输出轴固定在主动带轮63中，所述同步带65的外表面上固设有多个沿同步带65长度方向左右等间隔分布的挡板66，挡板66沿同步带65的宽度方向前后延伸，确保同步带65带动挡板66在主动带轮63和从动带轮64处能够顺利转弯；多个挡板66中，其中一个挡板66上设置有所述空工位，其余挡板66均设置为所述存放工位。第三电机62带动主动带轮63转动，主动带轮63通过同步带65带动从动带轮64转动，且同步带65也在同步移动，进而可将空工位或存放工位移动至固定基板3上更换工位的正下方。

优选地，所述第三电机62的末端设置有编码盘，该编码盘与缝纫机的电控模块相连接，电控模块通过编码盘的输出信号可准确地控制第三电机62每次转动的角度，进而保证同步带65带动空工位和存放工位移动的准确性，确保梭壳爪4能够准确地将第一梭壳2和第一梭芯放置在空工位上、以及梭壳爪4能够准确地抓取存放工位上的第二梭壳7和第二梭芯。

优选地，所述空工位和存放工位都包括固定在挡板66上的梭壳安放板67，梭壳安放板67和挡板66通过两个分别位于挡板66前后两端处的螺钉固定，所述中转空轴61固设在空工位的梭壳安放板67上，存放工位的梭壳安放板67上固设有梭壳支轴68，所述第二梭壳7和第二梭芯套在梭壳支轴68上。所述中转空轴61和梭壳支轴68与旋梭芯轴的结构一致，具体说，旋梭芯轴、中转空轴61和梭壳支轴68的端部处均设有一圈周向延伸的卡槽11，第一梭壳2和第二梭壳7上的卡条13中设有一通孔131，如图11所示，该通孔131包括位于内侧的圆弧部132和位于外侧的框形部133，该框形部133可容旋梭芯轴或中转空轴61或梭壳支轴68通过，所述卡条13的外端还设有一钩部134。当梭壳爪4的抓取部未动作(即梭壳爪4上的拉钩41未勾住拨片12)时，所述圆弧部132与卡槽11相卡合，故第一梭壳2和第一梭芯不能沿旋梭芯轴的轴向移动，第二梭壳7和第二梭芯不能沿中转空轴61或梭壳支轴68的轴向移动，实现轴向限位。当梭壳爪4的抓取部动作、勾住拨片12时，则卡条13向内移动，所述圆弧部132与卡槽11相脱离，旋梭芯轴或中转空轴61或梭壳支轴68位于框形部133中，卡条13的钩部134勾住第一梭芯或第二梭芯的凸缘，故卡条13与第一梭芯或第二梭芯卡紧，此时，梭壳爪4可带动第一梭壳2和第一梭芯从旋梭芯轴上取下、或带动第二梭壳7和第二梭芯套在中转空轴61上、或带动第二梭壳7和第二梭芯从梭壳支轴68上取下。

优选地，如图10所示，所述空工位和存放工位的梭壳安放板67上还固设有梭壳限向板69，该梭壳限向板69中开设有周向限向槽691；当梭壳爪4的抓取部未动作时，所述卡条13的钩部134位于周向限向槽691中，形成对空工位上第一梭壳2和存放工位上第二梭壳7的周向限位。

进一步地，如图10所示，还包括一安装板14，存放装置6中的第三电机62固定在安装板14上，第三电机62的输出轴可转动地穿设在安装板14中，存放装置6中的从动带轮64内安装有轴承，从动带轮64通过该轴承安装在一前后延伸的支撑轴20上，该支撑轴20后端通过固定螺母固定在安装板14中，从而将整个存放装置6安置于安装板14上，该安装板14与固定基板3相连接、并位于固定基板3的后侧。

优选地，如图3和图4所示，安装板14远离台板的左端固设有一推拉把手15；安装板14的前侧面上固设有一左右延伸的直线导轨16，固定基板3的后侧面上固设有滑台17，该滑台17中开设有左右延伸并与直线导轨16相配合的第二滑槽，所述直线导轨16可左右移动地安置于滑台17的第二滑槽中。当存放装置6中的多个存放工位上第二梭壳7和第二梭芯全部被更换为底线用完的第一梭壳2和第一梭芯后，操作工人可使用推拉把手15将安装板14和存放装置6整体向左拉出，更换一批新的第二梭壳7和第二梭芯后，再将安装板14和存放装置6整体向右推进，提高操作便利性。

上述自动换梭装置中，底线余量检测传感器5、定位传感器94、编码盘、第一电机8、第二电机10、以及第三电机62都与缝纫机的电控模块相连接，因此，底线余量检测传感器5、定位传感器94、编码盘、第一电机8、第二电机10、以及第三电机62可直接与缝纫机的电控模块相连接，也可以与一块与电控模块独立的控制电路板相连接，该独立的控制电路板再与电控模块相连接。

具有上述结构的自动换梭装置的工作原理如下：

缝纫机正常缝纫、且缝纫机旋梭中第一梭芯上的底线余量足够时，如图1所示，梭壳爪4停留在轨道槽31的水平槽段32的左端、位于底线余量检测工位，存放装置6上的空工位位于固定基板3上更换工位的正下方，底线余量检测传感器5正对旋梭内的第一梭芯，实时检测第一梭芯上的底线余量。

当底线余量检测传感器5检测到第一梭芯上的底线余量不足、底线快用完时，缝纫机的电控模块发出指令，使缝纫机的主电机停止转动，则缝纫机停止工作。之后，缝纫机的电控模块控制第一电机8正向转动，第一电机8通过曲柄牙叉91和连接轴93驱动梭壳爪4沿轨道槽31的水平槽段32向右移动，直至定位传感器94感应到位于抓取工位处的被感元件，则第一电机8停止转动，梭壳爪4停留在轨道槽31的水平槽段32的右端、位于抓取工位，如图2所示。梭壳爪4的吸附磁铁42正对旋梭处的第一梭壳2，并与第一梭壳2相接触，故梭壳爪4的吸附磁铁42吸附住旋梭处的第一梭壳2，缝纫机的电控模块控制第二电机10的输出端向靠近驱动曲柄45的方向伸出，则梭壳爪4上的拉钩41钩住第一梭壳2上的拨片12、并将拨片12向远离第一梭壳2的方向拨动，从而使得第一梭壳2上的卡条13的钩部134勾住第一梭芯、且卡条13与旋梭芯轴上的卡槽11脱离。

第一电机8反向转动，第一电机8通过曲柄牙叉91和连接轴93驱动梭壳爪4沿轨道槽31的延伸方向移动，直至定位传感器94感应到位于更换工位处的被感元件，则第一电机8停止转动，梭壳爪4停留在轨道槽31的竖直槽段33的下端、位于更换工位，如图3所示，在此过程中，梭壳爪4的吸附磁铁42和拉钩41带动第一梭壳2和第一梭芯从旋梭芯轴上移出、并套在存放装置6空工位处的中转空轴61上。缝纫机的电控模块控制第二电机10的输出端向远离驱动曲柄45的方向缩回，在复位扭簧46的作用下，驱动曲柄45和拉钩41复位，使得拉钩41松开第一梭壳2上的拨片12，则第一梭壳2上的卡条13向外移动，卡条13与中转空轴61上的卡槽11相卡合。第一电机8正向转动，驱动梭壳爪4沿轨道槽31的竖直槽段33向上移动至竖直槽段33的上端，使梭壳爪4与第一梭壳2分离、并远离更换工位；至此，完成梭壳爪4将底线快用完的第一梭壳2和第一梭芯搬移至存放装置6的空工位上。

第三电机62转动，驱动同步带65移动一个工位，使得存放工位位于更换工位的正下方。第一电机8再反向转动，驱动梭壳爪4沿轨道槽31的竖直槽段33向下移动，直至定位传感器94感应到位于更换工位处的被感元件，则第一电机8停止转动，梭壳爪4停留在轨道槽31的竖直槽段33的下端、位于更换工位，如图4所示。梭壳爪4的吸附磁铁42正对存放工位处的第二梭壳7、并与第二梭壳7相接触，故梭壳爪4的吸附磁铁42吸附住存放工位处的第二梭壳7，缝纫机的电控模块控制第二电机10的输出端向靠近驱动曲柄45的方向伸出，则梭壳爪4上的拉钩41钩住第二梭壳7上的拨片12、并将拨片12向远离第二梭壳7的方向拨动，从而使得第二梭壳7上的卡条13的钩部134勾住第二梭芯、且卡条13与梭壳支轴68上的卡槽11脱离。

第一电机8再正向转动，驱动梭壳爪4沿轨道槽31的延伸方向移动，直至定位传感器94感应到位于抓取工位处的被感元件，则第一电机8停止转动，梭壳爪4停留在轨道槽31的水平槽段32的右端、位于抓取工位，在此过程中，梭壳爪4的吸附磁铁42和拉钩41带动第二梭壳7和第二梭芯从存放装置6存放工位处梭壳支轴68上移出、并套在旋梭芯轴上。缝纫机的电控模块控制第二电机10的输出端向远离驱动曲柄45的方向缩回，在复位扭簧46的作用下，驱动曲柄45和拉钩41复位，使得拉钩41松开第二梭壳7上的拨片12，则第二梭壳7上的卡条13向外移动，卡条13与旋梭芯轴上的卡槽11相卡合。第一电机8再反向转动，驱动梭壳爪4沿轨道槽31的水平槽段32向左移动至水平槽段32的左端，使梭壳爪4与第二梭壳7分离、并停留在底线余量检测工位；至此，完成梭壳爪4将底线足够的第二梭壳7和第二梭芯搬移至缝纫机的旋梭中，缝纫机可正常工作、且为自动换梭装置的初始状态，如图1所示。此时，被更换走第二梭壳7和第二梭芯的存放工位变成位于更换工位正下方的空工位，其上的梭壳支轴68变成中转空轴61。

当同步带65上的所有第二梭芯内的底线全部用完后，则可通过推拉把手15将整个存放装置6向左拉出，更换新的缠绕满底线的梭芯，再将整个存放装置6向右推入即可。

综上所述，本申请可以在缝纫机工作时实时监测缝纫机旋梭内底线余量的情况，并且能够在旋梭内底线用完时，自动更换梭芯梭壳；同时，本申请采用同步带存放缠绕满底线的梭芯梭壳，其结构简单，易于控制，代替人工完成，大大降低劳动强度。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种自动换梭装置，包括具有梭仓的底板(1)、以及安装在梭仓内的旋梭，所述旋梭的旋梭芯轴上套有第一梭壳(2)和位于第一梭壳(2)内的第一梭芯，其特征在于：还包括具有底线余量检测工位、抓取工位和更换工位的固定基板(3)、可运动的梭壳爪(4)、安装在梭壳爪(4)上的底线余量检测传感器(5)、以及可移动的存放装置(6)，所述底线余量检测传感器(5)与缝纫机的电控模块相连接，所述存放装置(6)上具有至少一个空工位和至少一个存放工位，所述空工位处设有中转空轴(61)，所述存放工位处放置有第二梭壳(7)和位于第二梭壳(7)内的第二梭芯，第二梭芯的绕线柱上缠绕满底线，所述梭壳爪(4)用于抓取并移动第一梭壳(2)和第一梭芯、或第二梭壳(7)和第二梭芯；

当梭壳爪(4)位于固定基板(3)上的底线余量检测工位处时，所述底线余量检测传感器(5)正对第一梭芯、并检测第一梭芯绕线柱上的底线余量；

当梭壳爪(4)位于固定基板(3)上的抓取工位处时，所述梭壳爪(4)的抓取部正对第一梭壳(2)；

当梭壳爪(4)位于固定基板(3)上的更换工位处时，所述梭壳爪(4)的抓取部正对空工位处的中转空轴(61)、或存放工位处的第二梭壳(7)。

2.根据权利要求1所述的自动换梭装置，其特征在于：所述固定基板(3)上开设有轨道槽(31)，所述梭壳爪(4)沿轨道槽(31)的延伸方向运动；所述轨道槽(31)包括左右延伸的水平槽段(32)、上下延伸的竖直槽段(33)、以及过渡连接水平槽段(32)和竖直槽段(33)的圆弧槽段(34)，水平槽段(32)靠近旋梭的右端为所述抓取工位，水平槽段(32)远离旋梭的左端为所述底线余量检测工位，竖直槽段(33)靠近存放装置(6)的下端为所述更换工位。

3.根据权利要求2所述的自动换梭装置，其特征在于：所述梭壳爪(4)由安装在固定基板(3)上的第一电机(8)驱动运动，该第一电机(8)与缝纫机的电控模块相连接；所述第一电机(8)的输出端固定连接有一曲柄牙叉(91)，该曲柄牙叉(91)远离第一电机(8)的一端开设有第一滑槽(911)，该第一滑槽(911)中设置有一滑块(92)；还包括一前后延伸、且穿设在所述轨道槽(31)中的连接轴(93)，所述连接轴(93)的前端固定在梭壳爪(4)中，所述滑块(92)可转动地设在连接轴(93)的后端。

4.根据权利要求3所述的自动换梭装置，其特征在于：所述曲柄牙叉(91)内固设有定位传感器(94)，该定位传感器(94)与缝纫机的电控模块相连接；所述固定基板(3)在抓取工位和更换工位处都设置有被感元件；当定位传感器(94)感应到被感元件时，所述第一电机(8)停止转动。

5.根据权利要求3所述的自动换梭装置，其特征在于：所述连接轴(93)可转动地穿设在一滚动套(96)中，该滚动套(96)可滚动地置于所述轨道槽(31)中。

6.根据权利要求3所述的自动换梭装置，其特征在于：还包括一安置于固定基板(3)上的转向座(97)、一前后延伸并固定在固定基板(3)上的销钉(98)、以及至少一根直线导杆(99)，所述销钉(98)为梭壳爪(4)的转动支点，所述转向座(97)通过轴承与销钉(98)相连接，所述直线导杆(99)的一端固定在转向座(97)中，直线导杆(99)的另一端通过直线轴承与梭壳爪(4)相连接。

7.根据权利要求1所述的自动换梭装置，其特征在于：所述梭壳爪(4)的抓取部包括拉钩(41)和吸附磁铁(42)，所述拉钩(41)由安装在梭壳爪(4)上的第二电机(10)驱动，该第二电机(10)与缝纫机的电控模块相连接；所述梭壳爪(4)上设有一凸耳(43)，该凸耳(43)中穿设有一可转动的转轴(44)，所述转轴(44)上固定有驱动曲柄(45)和拉钩(41)；当第二电机(10)的输出端动作时，所述驱动曲柄(45)由第二电机(10)的输出端驱动摆动，所述拉钩(41)勾住第一梭壳(2)或第二梭壳(7)上的拨片(12)。

8.根据权利要求7所述的自动换梭装置，其特征在于：所述第二电机(10)为一直线电机。

9.根据权利要求7所述的自动换梭装置，其特征在于：所述转轴(44)上还套有一复位扭簧(46)，该复位扭簧(46)的两端分别与驱动曲柄(45)和拉钩(41)相连接。

10.根据权利要求1所述的自动换梭装置，其特征在于：所述存放装置(6)包括第三电机(62)、主动带轮(63)、从动带轮(64)、以及用于连接主动带轮(63)和从动带轮(64)的同步带(65)，所述第三电机(62)的输出轴固定在主动带轮(63)中，所述同步带(65)的外表面上固设有多个沿同步带(65)长度方向间隔分布的挡板(66)，挡板(66)沿同步带(65)的宽度方向延伸；多个挡板(66)中，其中一个挡板(66)上设置有所述空工位，其余挡板(66)均设置有所述存放工位。

11.根据权利要求10所述的自动换梭装置，其特征在于：所述空工位和存放工位都包括固定在挡板(66)上的梭壳安放板(67)，所述中转空轴(61)固设在空工位的梭壳安放板(67)上，存放工位的梭壳安放板(67)上固设有梭壳支轴(68)，所述第二梭壳(7)和第二梭芯套在梭壳支轴(68)上；所述旋梭芯轴、中转空轴(61)和梭壳支轴(68)的端部处均设有一圈周向延伸的卡槽(11)，所述第一梭壳(2)和第二梭壳(7)的端面上均设有拨片(12)和卡条(13)，所述卡条(13)中设有一通孔(131)，该通孔(131)包括位于内侧的圆弧部(132)和位于外侧的框形部(133)，该框形部(133)可容旋梭芯轴或中转空轴(61)或梭壳支轴(68)通过，所述卡条(13)的外端还设有一钩部(134)；当梭壳爪(4)的抓取部未动作时，所述圆弧部(132)与卡槽(11)相卡合；当梭壳爪(4)的抓取部动作、勾住拨片(12)时，所述卡条(13)向内移动，所述圆弧部(132)与卡槽(11)相脱离，旋梭芯轴或中转空轴(61)或梭壳支轴(68)位于框形部(133)中，卡条(13)的钩部(134)勾住第一梭芯或第二梭芯的凸缘。

12.根据权利要求11所述的自动换梭装置，其特征在于：所述空工位和存放工位的梭壳安放板(67)上还固设有梭壳限向板(69)，该梭壳限向板(69)中开设有周向限向槽(691)；当梭壳爪(4)的抓取部未动作时，所述卡条(13)的钩部(134)位于周向限向槽(691)中。

13.根据权利要求10所述的自动换梭装置，其特征在于：所述第三电机(62)的末端设置有编码盘，该编码盘与缝纫机的电控模块相连接。

14.根据权利要求1或10所述的自动换梭装置，其特征在于：所述存放装置(6)安装在一安装板(14)上，该安装板(14)远离台板的左端固设有一推拉把手(15)；所述安装板(14)朝向固定基板(3)的一侧固设有一左右延伸的直线导轨(16)，所述固定基板(3)朝向安装板(14)的一侧固设有滑台(17)，该滑台(17)中开设有左右延伸并与直线导轨(16)相配合的第二滑槽，所述直线导轨(16)可左右移动地安置于滑台(17)的第二滑槽中。

15.一种自动换梭方法，其特征在于：包括如权利要求1-14任一项所述的自动换梭装置，所述自动换梭方法依次包括以下步骤：

A、梭壳爪(4)位于固定基板(3)上的底线余量检测工位处，存放装置(6)上的空工位位于固定基板(3)上更换工位的正下方；当底线余量检测传感器(5)检测到旋梭内第一梭芯的绕线柱上底线余量不足时，缝纫机的电控模块控制缝纫机主电机停止运转、并执行下述步骤B；

B、梭壳爪(4)从底线余量检测工位运动至抓取工位处，抓取部动作，使梭壳爪(4)抓取第一梭壳(2)和第一梭芯；

C、梭壳爪(4)连同第一梭壳(2)和第一梭芯从抓取工位运动至更换工位处，则梭壳爪(4)将第一梭壳(2)和第一梭芯从旋梭芯轴上取下、并套在空工位处的中转空轴(61)上；

D、梭壳爪(4)的抓取部松开第一梭壳(2)和第一梭芯，梭壳爪(4)运动、远离更换工位；存放装置(6)移动，使存放装置(6)上的存放工位位于固定基板(3)上更换工位的正下方；

E、梭壳爪(4)再运动至更换工位处，抓取部动作，使梭壳爪(4)抓取存放工位处的第二梭壳(7)和第二梭芯；

F、梭壳爪(4)连同第二梭壳(7)和第二梭芯从更换工位运动至抓取工位处，则梭壳爪(4)将第二梭壳(7)和第二梭芯从存放工位处移走、并套在旋梭芯轴上；

G、梭壳爪(4)的抓取部松开第二梭壳(7)和第二梭芯，且梭壳爪(4)从抓取工位运动至底线余量检测工位，使底线余量检测传感器(5)检测旋梭内的底线余量。