CN111197196A - 压电选针片及压电选针组件 - Google Patents

压电选针片及压电选针组件 Download PDF

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李瑞峰
徐莉萍
曾祥明
赵莹聪
冯小东
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Abstract

本发明涉及纺织设备技术领域，公开了一种压电选针片及压电选针组件，该压电选针片包括：压电双晶片、塑料固定件和三个柔性连接件，压电双晶片一端设有第一电极触点、第二电极触点和第三电极触点；压电双晶片一端嵌入塑料固定件中，并形成包覆结构；三个柔性连接件各自一端穿过塑料固定件预留的小孔分别与压电双晶片一端三个电极触点连接。本发明避免了注塑件磨损或失效的现象，压电双晶片只有一个自由端实现摆动，避免了在制作和高频摆动应用环节晶片出现裂纹，而且在高频摆动过程中性能更好，大大提高了可靠性，从而延长了压电选针片的使用寿命，降低了生产成本。

Description

压电选针片及压电选针组件
技术领域
本发明涉及纺织设备技术领域，特别涉及一种压电选针片及压电选针组件。
背景技术
压电选针器是圆纬机进行选针提花针织的关键执行器，压电选针片及选针组件是压电选针器的核心组成单元。其中压电选针片是利用压电陶瓷片的逆压电效应将电能转换为机械能的换能元件，通过驱动单元的方波脉冲电压交替作用于两片压电晶片，使压电选针片产生收缩和伸张的形变，形成挠度位移，实现压电选针片自由端拨动选针组件按工艺要求上下摆动压合提花片片齿完成提花选针。选针组件是连接选针器压电选针片和圆纬机提花片之间的桥梁性组件，其质量和精度好坏直接影响圆纬机提花选针的准确性，并影响圆机针筒运转平稳性和顺畅性。另外两者合理配合，稳定偏摆是实现选针的关键。
公知的压电选针片如图1所示，需要三个部位(图1中虚线圆框所示)注塑，对注塑工艺精度要求高，若三个注塑部在实际注塑时存在位置偏差，在制作和高频摆动应用环节，注塑件和其安装位存在摩擦，导致注塑件磨损或失效，甚至多个注塑件传递给晶片的多个力不均时导致晶片出现裂纹，从而缩短了压电选针片的使用寿命，并增加了生产成本。
发明内容
本发明提出一种压电选针片及压电选针组件，解决现有技术中压电选针片在制作和高频摆动应用环节容易导致晶片出现裂纹、注塑件磨损或失效现象，缩短了压电选针片的使用寿命并增加了生产成本的问题。
本发明的一种压电选针片，包括：压电双晶片、塑料固定件和三个柔性连接件，压电双晶片一端设有第一电极触点、第二电极触点和第三电极触点；压电双晶片一端嵌入塑料固定件中，并形成包覆结构；三个柔性连接件各自一端穿过塑料固定件预留的小孔分别与压电双晶片一端三个电极触点连接。
其中，所述柔性连接件为金属弹簧或带有金属弹簧结构的插针。
其中，所述三个柔性连接件分别与第一电极触点、第二电极触点和第三电极触点采用导电胶进行电连接。
其中，所述压电双晶片包括：碳纤维基板，所述碳纤维基板两侧均依次形成有内导电金属层、压电陶瓷层、外导电金属层和外导电涂层，所述碳纤维基板一端设有电极延伸部，所述第一电极触点设置在电极延伸部上，且与所述内导电金属层连接；所述外导电涂层靠近所述电极延伸部的一端设有露出外导电金属层的区域，以分别形成所述第二电极触点和所述第三电极触点。
本发明还提供了一种压电选针组件，包括：选针刀片、塑料支撑件及上述任一项所述的压电选针片，所述塑料支撑件一端连接所述压电双晶片的另一端，塑料支撑件的另一端连接所述选针刀片。
其中，所述塑料支撑件与压电双晶片的连接端设有Π型凹槽，所述塑料支撑件上设有与所述选针刀片一致的定位孔，所述定位孔和Π型凹槽之间设有用于***定位销的枢转定位销孔。
其中，所述Π型凹槽开口内侧设有对称的弧形凸台。
其中，所述枢转定位销孔的横截面为正方形或三角形。
其中，所述选针刀片底部两侧分别设有半圆形增强孔。
本发明的压电选针片只在压电双晶片一端注塑有塑料固定件，而且与压电双晶片上电极连接的是柔性连接件，因此对注塑和安装的精度要求低，将塑料固定件紧固在压电选针器框架上后形成悬臂梁式结构，避免了注塑件磨损或失效的现象，压电双晶片只有一个自由端受力实现摆动，避免了在制作和高频摆动应用环节晶片出现裂纹，而且在高频摆动过程中性能更好，大大提高了可靠性，从而延长了压电选针片的使用寿命，降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为现有技术的一种压电选针片结构示意图；
图2为本发明的一种压电选针片结构示意图；
图3为图2中压电选针片的塑料固定件结构示意图；
图4为图2中压电选针片的压电双晶片***结构示意图；
图5为图2中压电选针片的压电双晶片结构示意图；
图6为本发明的一种压电选针组件结构示意图；
图7为图6中压电选针组件的选针刀片结构示意图；
图8为图6中压电选针组件的塑料支撑件结构示意图；
图9为选针刀片和塑料支撑件连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明第一实施例提供了一种压电选针片，如图2～5所示，包括：压电双晶片10、塑料固定件20和三个柔性连接件30，压电双晶片10一端设有第一电极触点15、第二电极触点17和第三电极触点18，压电双晶片10一端嵌入塑料固定件20中，并形成包覆结构，三个柔性连接件30各自一端穿过塑料固定件20预留的小孔分别与压电双晶片10一端的三个电极触点连接。柔性连接件使得塑料固定件20安装到压电选针器框架上后对振动起到缓冲作用，从而可降低安装精度。
本实施例的压电选针片只在压电双晶片10一端注塑有塑料固定件20(不需要多个注塑件对位)，而且与压电双晶片10上的电极触点连接的是柔性连接件，因此对注塑和安装的精度要求低，将塑料固定件20紧固在压电选针器框架上后形成悬臂梁式结构，避免了注塑件磨损或失效的现象，压电双晶片10只有一个自由端受力实现摆动，避免了在制作和高频摆动应用环节晶片出现裂纹，而且在高频摆动过程中性能更好，大大提高了可靠性，从而延长了压电双晶片10的使用寿命，降低了生产成本。
具体地，塑料固定件20与压电选针器框架连接，塑料固定件20上设有上长椭圆固定柱21、上短椭圆固定柱22、下长椭圆固定柱24和下圆固定柱23。通过上长椭圆固定柱21和上短椭圆固定柱22固定在压电选针器框架的盖板上，下长椭圆固定柱24和下圆固定柱23固定在压电选针器的电路板上，以形成有效的上下各两点共四点位夹持的悬臂梁结构。塑料固定件20与压电双晶片10连接方式优选注塑工艺，或塑料固定件20与压电双晶片10直接粘接，当然稳定固定的结构也不限于上述结构。
柔性连接件30可以是弹簧或带有金属弹簧结构的插针(不限于上述结构)，三个柔性连接件30分别与第一电极触点15、第二电极触点和第三电极触点采用导电胶进行电连接。本实施例中，柔性连接件为弹簧30，三个弹簧30一端穿过塑料固定件20预设孔内，通过导电胶注入孔25使三个弹簧30各自的一端分别连接第一电极触点15、第二电极触点17和第三电极触点18，各自的另一端形成三个导电端，用于连接驱动电路板。相对于传统的连接方式，弹簧30形成软的弹性连接，起到减震作用，可避免导电端部位直接受力，防止压电选针器工作中震动，引起的插接部位及导电胶震裂接触不良现象。
本实施例中，压电双晶片10包括：碳纤维基板16，所述碳纤维基板16两侧均依次形成有内导电金属层14、压电陶瓷层13、外导电金属层12和外导电涂层11，所述碳纤维基板16一端设有电极延伸部19，所述第一电极触点15设置在电极延伸部19上，且与所述内导电金属层14连接；所述外导电涂层靠近所述电极延伸部19的一端设有露出外导电金属层的区域，以分别形成所述第二电极触点和所述第三电极触点。
具体地，在压电陶瓷片13的两面形成外导电金属层12和内导电金属层14，通过粘接工艺使碳纤维基板16和内导电金属层14及延伸部的第一电极15形成一体，第一电极15和内导电金属层14连接导通，外导电涂层11沉积在外导电金属层12表面。由于碳纤维导电特性可使两片压电陶瓷片13之间的内导电金属层14连通导电，再由第一电极15导出。外导电涂层11靠近电极延伸部19的一端设有露出外导电金属层的区域，以分别形成所述第二电极触点17和所述第三电极触点18。
本实施例中，外导电涂层11上露出相应侧的外导电金属层12的结构为梳齿结构(也可以是网状结构或若干小孔的结构)，外导电涂层11能起到增强导电的作用，梳齿结构可以露出外导电金属层12，便于在后续注塑时外导电金属层12和导电胶连接，实现更可靠的导电。
本实施例的压电双晶片10，其后端部形成三个导电电极，压电双晶片10除三个导电电极部分以外还全部包覆盖绝缘层，防止绝缘不良造成漏电流过大引起陶瓷不耐用和功能不正常，以免触电等电气安全问题，可提高压电双晶片的可靠性。
本发明第二实施例提供了一种压电选针组件，如图6～9所示，包括：选针刀片50、塑料支撑件60及上述任一项所述的压电选针片，塑料支撑件60一端连接压电双晶片10的另一端，塑料支撑件60的另一端连接选针刀片50。
塑料支撑件60与压电双晶片10的连接端设有Π型凹槽63，塑料支撑件60上设有与选针刀片50一致的定位孔，定位孔和Π型凹槽63之间设有用于***定位销40的枢转定位销孔61。在压电双晶片10弯曲形变摆动时，Π型凹槽63开口受到压电双晶片10端部拨动也会摆动，进而带动塑料支撑件60及选针刀片50绕定位销40旋转摆动。
Π型凹槽63开口内侧设有对称的弧形凸台64，弧形凸台64在压电双晶片10变形时，是以半圆形凸台64为支持面，形成圆弧弯曲运动，使得摆动更加顺畅。
枢转定位销孔61的横截面为正方形或三角形，图8和9中，枢转定位销孔61的横截面为正方形，其优势在于定位销40***后与枢转定位销孔61的孔壁接触面积小，即与枢转定位销孔61的四个孔壁线接触，因此，相对于传统的圆形枢转定位销孔，摩擦小，长期配合悬臂梁压电选针片完成选针动作时可靠性高。
本实施例中，选针刀片50包括一体成型的刀头58、刀柄51和连接座59，连接座59包裹在塑料支撑件60内。刀头58端部形成有平压针部53和斜接触部52，即刀头接触面是根据圆纬机提花片片齿压合所需尺寸制作成一段斜接触部52和一段平压针部53，圆纬机提花片片齿在压针时沿该组合接触面运动，形成压针提花选针动作。
选针刀片50底部两侧(即连接座59两侧)分别设有半圆形增强孔，即第一半圆形增强孔55和第二半圆形增强孔56，其作用在于增强注塑部位的机械强度。连接座上设有第一工艺定位孔54，型腔侧壁设有用于与第一工艺定位孔54配合定位的第二工艺定位孔62，注塑时，第一工艺定位孔54和第二工艺定位孔62重合，保证选针刀片50的中心和塑料支撑件60的中心重合，且使选针刀片50底平面57位于枢转定位销孔61上边缘。
可见本实施例的压电选针组件能够将压电选针片逆压电效应产生的伸缩形变位移转化为选针刀片的枢转选针摆动，按选针要求准确实现按压提花片片齿进行选针，该结构简单，易于量产。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种压电选针片，其特征在于，包括：压电双晶片、塑料固定件和三个柔性连接件，压电双晶片一端设有第一电极触点、第二电极触点和第三电极触点；压电双晶片一端嵌入塑料固定件中，并形成包覆结构；三个柔性连接件各自一端穿过塑料固定件预留的小孔分别与压电双晶片一端三个电极触点连接。
2.如权利要求1所述的压电选针片，其特征在于，所述柔性连接件为金属弹簧或带有金属弹簧结构的插针。
3.如权利要求1所述的压电选针片，其特征在于，所述三个柔性连接件分别与第一电极触点、第二电极触点和第三电极触点采用导电胶进行电连接。
4.如权利要求1～3中任一项所述的压电选针片，其特征在于，所述压电双晶片包括：碳纤维基板，所述碳纤维基板两侧均依次形成有内导电金属层、压电陶瓷层、外导电金属层和外导电涂层，所述碳纤维基板一端设有电极延伸部，所述第一电极触点设置在电极延伸部上，且与所述内导电金属层连接；所述外导电涂层靠近所述电极延伸部的一端设有露出外导电金属层的区域，以分别形成所述第二电极触点和所述第三电极触点。
5.一种压电选针组件，其特征在于，包括：选针刀片、塑料支撑件及如权利要求1～4中任一项所述的压电选针片，所述塑料支撑件一端连接所述压电双晶片的另一端，塑料支撑件的另一端连接所述选针刀片。
6.如权利要求5所述的压电选针组件，其特征在于，所述塑料支撑件与压电双晶片的连接端设有Π型凹槽，所述塑料支撑件上设有与所述选针刀片一致的定位孔，所述定位孔和Π型凹槽之间设有用于***定位销的枢转定位销孔。
7.如权利要求6所述的压电选针组件，其特征在于，所述Π型凹槽开口内侧设有对称的弧形凸台。
8.如权利要求6所述的压电选针组件，其特征在于，所述枢转定位销孔的横截面为正方形或三角形。
9.如权利要求6所述的压电选针组件，其特征在于，所述选针刀片底部两侧分别设有半圆形增强孔。
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