CN111648007A - 一种用于纺织机的梭体驱动组件及纺织机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于纺织机的梭体驱动组件及纺织机，梭体驱动组件包括第一驱动装置，第一驱动装置包括至少两个第一电磁体，两个第一电磁体沿梭体的行进方向排列布置，沿梭体的行进方向，各第一电磁体产生的磁场强度逐渐增大，其中，各第一电磁体均用于沿行进方向驱动带磁性的梭体。本申请中的驱动组件采用磁力驱动梭体，即梭体本身具有磁性时，可以使第一电磁体产生的磁性与梭体相反(瞬间的磁性)，从而将梭体朝其行进方向推出。由于梭体的推进过程中，梭体与第一电磁体几乎不会产生接触，故梭体的推进过程不会产生噪音，同时其功能方式十分简单，并且也更加节能环保。

Description

一种用于纺织机的梭体驱动组件及纺织机

技术领域

本申请涉及纺织设备，尤其涉及一种用于纺织机的梭体驱动组件及纺织机。

背景技术

织机按照编织工艺原理可分为有梭织机与无梭织机。梭体织机通过引纬梭子作为引纬器往复直线运动与经纱交替变换动作，完成经纬纱线编织。每台织机由若干梭体依次从织机的供纬侧将纬纱引入梭口。现有的纺织机对于梭体的驱动过程麻烦，噪音较大，并且不够节能环保。

发明内容

本申请提供一种用于纺织机的梭体驱动组件及纺织机，具有能源简单、清洁环保、无噪音污染等优点。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于纺织机的梭体驱动组件，梭体驱动组件包括第一驱动装置，第一驱动装置包括至少两个第一电磁体，两个第一电磁体沿梭体的行进方向排列布置，沿梭体的行进方向，各第一电磁体产生的磁场强度逐渐增大，其中，各第一电磁体均用于沿行进方向驱动带磁性的梭体。

根据一些实施例，各第一电磁体均呈环状，且各第一电磁体的中心均限定出用于供梭体通过的第一行进通道，各第一行进通道的轴线均重合。

根据一些实施例，各第一电磁体均包括第一保护套以及绕第一保护套的外周布置的第一励磁线圈，每个第一保护套均限定出一个第一行进通道。

根据一些实施例，梭体驱动组件还包括第二驱动装置，第二驱动装置与第一驱动装置相对布置于梭体行进行程的两侧；

第二驱动装置包括至少两个第二电磁体，两个第二电磁体沿第二驱动装置指向第一驱动装置的方向排列布置，沿第二驱动装置指向第一驱动装置的方向，各第二电磁体产生的磁场强度逐渐增大，其中，各第二电磁体均用于沿第二驱动装置指向第一驱动装置的方向驱动梭体。

根据一些实施例，各第二电磁体均呈环状，且各第二电磁体的中心均限定出用于供梭体通过的第二行进通道，各第二行进通道的轴线均重合，且各第二行进通道的轴线与各第一行进通道的轴线重合。

根据一些实施例，各第二电磁体均包括第二保护套以及绕第二保护套的外周布置的第二励磁线圈，每个第二保护套均限定出一个第二行进通道。

根据一些实施例，梭体驱动组件还包括磁力导轨，磁力导轨设置于第一驱动装置以及第二驱动装置之间，且磁力导轨配置成产生与梭体相排斥的磁力。

根据一些实施例，第一导轨包括永磁体或电磁体。

根据一些实施例，第一驱动装置包括第一支架，第一支架上设置有数量与第一电磁体数量相同的第一弹性件，各第一电磁体一一对应连接于各第一弹性件，且各第一电磁体产生沿第二驱动装置指向第一驱动装置的方向的位移时，各第一弹性体给予与之连接的第一电磁体朝向第二驱动装置的弹性推力；和/或

第二驱动装置包括第二支架，第二支架上设置有数量与第二电磁体数量相同的第二弹性件，各第二电磁体一一对应连接于各第二弹性件，且各第二电磁体产生沿第二驱动装置指向第二驱动装置的方向的位移时，各第二弹性体给予与之连接的第二电磁体朝向第二驱动装置的弹性推力。

本申请的第二方面还提供了一种纺织机，包括上述任一项的梭体驱动组件以及梭体。

本申请提供一种用于纺织机的梭体驱动组件，该梭体驱动组件用于驱动梭体运动，以使得梭体带动纬纱运动，从而实现经纱与纬纱的编织。具体地，本申请中的驱动组件采用磁力驱动梭体，即梭体本身具有磁性时，可以使第一电磁体产生的磁性与梭体相反(瞬间的磁性)，从而将梭体朝其行进方向推出。由于梭体的推进过程中，梭体与第一电磁体几乎不会产生接触，故梭体的推进过程不会产生噪音，同时其功能方式十分简单，并且也更加节能环保。特别地，本申请中包括多个第一电磁体，且沿梭体的行进方向，各第一电磁体产生的磁场强度逐渐增大，这种设置使得***的能量利用率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请提供的一种实施例中的第一驱动装置的立体示意图；

图2为本申请提供的一种实施例中的第一驱动装置的正视示意图；

图3为本申请提供的一种实施例中的梭体驱动组件的正视示意图；

图4为本申请提供的一种实施例中的磁悬浮轨道组件布置于纺织机上后的立体示意图；

图5为本申请提供的一种实施例中的磁悬浮轨道组件与梭体组合后的立体示意图；

图6为本申请提供的一种实施例中的磁悬浮轨道组件与梭体组合后的正视图的局部视图；

图7为本申请提供的一种实施例中的磁悬浮轨道组件的行波磁场有限元网格剖分图；

图8为本申请提供的一种实施例中的磁悬浮轨道组件的行波磁场磁场强度分布图；

图9为本申请提供的一种实施例中的磁悬浮轨道组件的不同电流相角下行波磁场磁感应强度的分布图；

图10为本申请提供的一种实施例中的磁悬浮轨道组件的不同电流相角下行波磁场磁力线图；

图11为本申请提供的一种实施例中的两组铁芯组件的组合示意图。

具体实施方式

织机按照编织工艺原理可分为有梭织机与无梭织机。梭体织机通过引纬梭子作为引纬器往复直线运动与经纱交替变换动作，完成经纬纱线编织。每台织机由若干梭体依次从织机的供纬侧将纬纱引入梭口。现有的纺织机对于梭体的驱动过程麻烦，噪音较大，并且不节能环保。

如图1至图3所示，本申请实施例提供了一种用于纺织机的梭体驱动组件，该梭体驱动组件用于驱动梭体运动，以使得梭体带动纬纱运动，从而实现经纱与纬纱的编织。具体地，本申请中的驱动组件采用磁力驱动梭体，即梭体本身具有磁性时，可以使第一电磁体110产生的磁性与梭体相反(瞬间的磁性)，从而将梭体朝其行进方向推出。特别地，本申请中的梭体驱动装置需要配合带有磁性的梭体进行工作，并且梭体的磁性与梭体驱动装置的磁性需相适配。梭体的磁性来源可以任意设置，例如梭体可以为永磁体、也可以为电磁体，这里不做具体限定。

梭体驱动组件包括第一驱动装置100，第一驱动装置100包括至少两个第一电磁体110。第一电磁体110配置成通电后可产生磁性。且第一电磁体110具有磁性后与梭体之间产生相互排斥力，以推动梭体朝行进方向运动。具体地，两个第一电磁体110沿梭体的行进方向排列布置，且沿梭体的行进方向，各第一电磁体110产生的磁场强度逐渐增大，其中，各第一电磁体110均用于沿行进方向驱动带磁性的梭体。即本申请实施例中的梭体驱动装置采用多级推进的方案，对于拥有多级驱动线圈的电磁推进装置，最主要的是控制好各级驱动线圈的放电以及其放点时间的长短，因为在第一级线圈加速过后梭体就已经拥有一定的速度，在第二级线圈加速的过程中梭体的速度比第一级时更大。因此后面两级驱动线圈的供电的大小理论上应该更大，提高利用率。

为了实现多级推进，一种实施例中可以使每个第一电磁体110均同时通电，也可以使各第一电磁体110沿梭体的行进方向依次通电，且每个时刻，仅用于推进梭体的电磁体通电。

为了实现依次通电的效果，本实施例中，梭体驱动组件还包括定时继电器130。用定时继电器130的方法让螺线管(即第一电磁体110中的第一励磁线圈)依次通电以此来产生时序磁场，以便加速梭体。对于定时继电器130，需要用到定时控制电路，控制延时时间又主要取决于梭体速度的确定。假设梭体始终处于螺线管的轴线上。假设梭体经过第一级加速后速度以及梭体到第二级加速位置所需的时间，这个计算时间就是第二级驱动线圈需要延时的时间。第三级延时时间如此类推。

对于第一电磁体110中的磁场强度计算，理想状态下，可以满足以下公式：

其中：B-磁感应强度；μ0-真空磁导率；n-线圈匝数；I-线圈电流；β1和β2分别为梭体与通电线圈夹角。

线圈内部磁感应强度与线圈电流和线圈构型有关，为了使梭体受到的电磁驱动力Fx最大，需要尽可能的提高线圈内部的磁场强度H、磁感应强度B，以及采用导磁率μ较高、饱和磁感应强度较大的铁磁性材料制作梭体。

以下对***能耗进行分析，当线圈(即第一电磁体110中的线圈，下同)通过电流时，梭体受到洛伦磁力的作用沿着轨道方向运动。在梭体沿着轨道运动时，在轨道两端又要产生感应电压，根据电磁定理，感应电压为：

感应电压分为2个部分：V_e为线圈等效电感两端因充电而产生的电压；V_b是在梭体两端因梭体运动切割磁力线而产生的电压。

***的电功率P_E为梭体两端电压ε和流过梭体电流I的乘积，即：

P_E＝εI＝V_eI+V_bI

根据电磁理论，电磁力可表达为：

其中：F_L为电磁驱动力，是梭体在轨道上受到的前向驱动；E为***储存的能量，主要为线圈内部分布的电感磁能；L'为电感增量；x为梭体运动的位移量。为了全面分析励磁线圈驱动时的效率，将效率分成***效率η_s和发射效率η_L，定义为：

式中：E_p为梭体的动能；E_c为线圈的储能；E_i为梭体在发射时输入给线圈的总能量。E_i表达式为：

式中：τ为梭体在轨时间；U_i为输入电压。U_i可通过试验过程给定电压得到，也可通过理论计算求出：

式中V_arc弧压。由此可求出从发射端输入梭体的能量E_i为：

电磁梭体发射效率指梭体的实际能量利用率，主要包括4个方面：梭体运动的动能、梭体运动中的机械能耗、线圈中的磁能损耗、线圈中的焦耳热耗。

梭体运动的机械能耗主要是摩擦和气动阻力损耗。采用减少梭体和线圈之间的摩擦系数等措施后，可以使机械耗能下降为可忽略的地步。

磁能损耗主要是存储在线圈内电感中的能量，储能大小取决于电流的变化。供电电流如果采用脉冲电流形式，则可以回收部分磁能；若电流末端下降为0，则磁能可全部收回。

焦耳热耗中的一部分是梭体本身的热损耗，梭体的热损耗较小，焦耳热耗中的另一部分是由每米毫欧姆级的线圈内阻引起的热耗。

***效率用以衡量电磁发射***总的效率，反映出在整个回路***中的效率。除了上述能耗外，***效率中的Ec还包括电源回路的能量损耗，如继电器130开关能耗、传输线能耗、电路分布电感和脉冲形成网络中的电感储能和电容器中剩余能量等。

以下对梭体的发射效率进行分析，这里主要分析片梭发射效率，涉及的是电磁驱动片梭的高效性，模型中忽略摩擦耗能忽略空气阻力、忽略电流的趋肤效应。采用脉冲电流模式为励磁线圈供电，流过片梭的电流从零迅速增大，然后减小，当片梭离开线圈时，电流减少为0，电路中的电感不存在储能，因此E_L＝0。线圈的的发射驱动效率为：

其中：线圈和片梭分布电阻耗能表达式为：

激励线圈分布电感储能：

片梭的动能：

由于是脉冲电流作用，电流不是恒定值，所以动能表达式为：

采用脉冲电流供电时，片梭受力不是均匀的，但随着片梭在线圈运行时间的增加，片梭速度和位移均是递增的。基于式

在线圈组合长度设计合理的情况下，片梭速度达到最大时，片梭离开线圈进入引纬轨道，因此分布电阻的最大耗能表达式为：

***发射效率表达式可改写为：

其中：x,v_max均为最大值。

各第一电磁体110的形状可以任意设置，仅需满足其能够通过磁力推进梭体即可。一种优选地实施例中，各第一电磁体110均呈环状，且各第一电磁体110的中心均限定出用于供梭体通过的第一行进通道112，各第一行进通道112的轴线均重合。第一电磁体110在对梭体进行推进的过程中，梭体依次穿过各第一行进通道112。第一电磁体110呈环形的结构一方面可以提升能量利用效率，另一方面也能对梭体进行良好地限位，防止梭体在推进的过程中偏离设定的轨道。

具体地，各第一电磁体110可以均包括第一保护套111以及绕第一保护套111的外周布置的第一励磁线圈，每个第一保护套111均限定出一个第一行进通道112。即在对梭体推进的过程中，梭体仅与第一保护套111进行碰撞(当梭体的行进过程不稳定的情况下，梭体会与第一保护套111进行轻微的碰撞)，使得第一励磁线圈被良好地保护，防止第一励磁线圈与梭体碰撞而出现损坏。因此，第一保护套111的结构可以延长第一电磁体110的使用寿命，当第一保护套111出现损坏时，仅需更换第一保护套111即可，降低了维修成本。

第一驱动装置100仅用于对梭体进行单方向的驱动，而在实际生产过程中，梭体需要在行进行程内进行往复运动。一种实施例中，为了实现梭体的往复运动，可以使第一驱动装置100位于梭体的行进行程的一端，在梭体的行进行程的另一端设置弹性反弹件，使得梭体沿行进方向运动至行进行程的另一端(背离第一驱动装置100的一端)时，被原路返还至第一驱动装置100，从而实现了梭体的往复运动。

一种实施例中，为了实现梭体的往复运动，梭体驱动组件还可以包括第二驱动装置200，第二驱动装置200与第一驱动装置100相对布置于梭体行进行程的两侧。同样地，第二驱动装置200包括至少两个第二电磁体，两个第二电磁体沿第二驱动装置200指向第一驱动装置100的方向排列布置，沿第二驱动装置200指向第一驱动装置100的方向，各第二电磁体产生的磁场强度逐渐增大，其中，各第二电磁体均用于沿第二驱动装置200指向第一驱动装置100的方向驱动梭体。即梭体的行进行程的两端均设置有一个用于对梭体进行磁力推进的驱动装置。

与第一电磁体110的结构相同，各第二电磁体也可以均呈环状，且各第二电磁体的中心均限定出用于供梭体通过的第二行进通道，各第二行进通道的轴线均重合，且各第二行进通道的轴线与各第一行进通道112的轴线重合。

为了对第二电磁体进行良好地保护，各第二电磁体均包括第二保护套以及绕第二保护套的外周布置的第二励磁线圈，每个第二保护套均限定出一个第二行进通道。

由于第一驱动装置100以及第二驱动装置200分别设置于梭体行进行程的两端，在第一驱动装置100以及第二驱动装置200之间梭体并未受到驱动力作用，而为了使梭体在第一驱动装置100以及第二驱动装置200之间平稳运动，一种实施例中，可以在第一驱动装置100以及第二驱动装置200之间设置导轨。第一驱动装置100将梭体推出后，梭体在导轨上进行运动。然而导轨的设置会影响经纱与纬纱之间的编织。为了即不影响经纱与纬纱的编织，又能够保持梭体的平稳运动。一种实施例中，梭体驱动组件还包括磁力导轨，磁力导轨设置于第一驱动装置100以及第二驱动装置200之间，且磁力导轨配置成产生与梭体相排斥的磁力。磁力导轨由于不用与梭体进行直接接触，故其可以避开纱线，从而不会影响经纱与纬纱之间的编织动作。

具体地，磁力导轨可以包括永磁体，也可以包括电磁体。且不论磁力导轨是永磁体还是电磁体，其磁性方向均要与磁力导轨的磁性方向相反，从而使得两者能够产生相互排斥力，以使得梭体在第一驱动装置100以及第二驱动装置200之间运行时能够处于悬浮状态。

第一驱动装置100以及第二驱动装置200不仅能够对梭体进行驱动，其还能够起到捕获梭体的功能。例如，当梭体由第一驱动装置100运动至第二驱动装置200时(即梭体沿行进方向运动时)，梭体具有一定的动能，为了能够消耗梭体的动能并改变梭体的运动方向，第二驱动装置200中的第二电磁体需要产生与梭体的运动方向相反的磁力，当梭体受到由第二驱动装置200指向第一驱动装置100的方向的磁力时，其具有沿行进方向相反的方向的加速度，从而实现折返运动。

然而，上述梭体的运动过程不够稳定，当梭体运动至第二驱动装置200时，若第二驱动装置200产生磁力的过程稍有延迟，梭体的受力时间便会缩短，极有可能使得梭体穿过所有第二电磁体后其动能未完全消耗，此时梭体会穿过第二电磁体而脱离行进行程。

为了解决上述问题，一种实施例中，第一驱动装置100还可以包括第一支架120，第一支架120上设置有数量与第一电磁体110数量相同的第一弹性件(图中未示出)，各第一电磁体110一一对应连接于各第一弹性件，且各第一电磁体110产生沿第二驱动装置200指向第一驱动装置100的方向的位移时，各第一弹性体给予与之连接的第一电磁体110朝向第二驱动装置200的弹性推力。

也即是说，在第一驱动装置100捕获梭体的过程中(即消耗梭体的动能的过程中)，梭体给予各第一电磁体110的反作用力会使得各第一电磁体110朝梭体的运动方向进行一段较小的位移，此位移过程使得各第一电磁体110对梭体的推力作用时间延长，从而增加了各第一电磁体110对于梭体产生的冲量，因此可以更好的消耗梭体的动能，使得梭体更容易被捕获而进行折返运动，有效的增强了***的稳定性，防止了梭体脱离行进行程。并且，由于各第一电磁体110在朝梭体的运动方向的反方向运动时，对应的各第一弹性件被压缩，使得当梭体与对应的第一电磁体110之间再有相互作用力时，第一弹性件可以将对应的第一电磁体110弹回至初始位置。

同样地，第二驱动装置200也可以包括第二支架，第二支架上设置有数量与第二电磁体数量相同的第二弹性件，各第二电磁体一一对应连接于各第二弹性件，且各第二电磁体产生沿第二驱动装置200指向第二驱动装置200的方向的位移时，各第二弹性体给予与之连接的第二电磁体朝向第二驱动装置200的弹性推力。

也即是说，在第二驱动装置200捕获梭体的过程中(即消耗梭体的动能的过程中)，梭体给予各第二电磁体的反作用力会使得各第二电磁体朝梭体的运动方向进行二段较小的位移，此位移过程使得各第二电磁体对梭体的推力作用时间延长，从而增加了各第二电磁体对于梭体产生的冲量，因此可以更好的消耗梭体的动能，使得梭体更容易被捕获而进行折返运动，有效的增强了***的稳定性，防止了梭体脱离行进行程。并且，由于各第二电磁体在朝梭体的运动方向的反方向运动时，对应的各第二弹性件被压缩，使得当梭体与对应的第二电磁体之间再有相互作用力时，第二弹性件可以将对应的第二电磁体弹回至初始位置。

参见图4至图6所示，本申请还提供了一种用于纺织机的磁悬浮轨道组件400，该磁悬浮轨道组件400包括轨道载体410、铁芯组件440以及多个电磁线圈组430。轨道载体410呈长条状。具体地，轨道载体410可以为板件，还可以为多个平行设置的杆状件的组合。轨道载体410可以为金属件、木质件或塑料件等。

铁芯组件440设置于轨道载体410，铁芯组件440包括多个铁芯单体441，铁芯单体441的材质可以为低碳钢，各铁芯单体441沿轨道载体410的长度方向间隔排列布置。铁芯组件440中的各铁芯单体441可以均设置于轨道载体410的同一侧，也可以一部分设置于轨道载体410的一侧，另一部分设置于轨道载体410的另一侧。其具体布置位置如何视具体情况而定。

多个电磁线圈组430中，各电磁线圈组430均沿轨道载体410的长度方向排列布置，每个电磁线圈组430均包括三个电磁线圈431，三个电磁线圈431连接三相电路。其中，同一个电磁线圈组430中，每个电磁线圈431均绕至少一个铁芯单体441布置，且各电磁线圈431沿轨道载体410的长度方向排列布置，每个电磁线圈组430用于产生行波磁场，以驱动带磁性的梭体500沿轨道载体410的长度方向运动。同样地，电磁线圈组430中的每个电磁线圈431均可以设置于轨道载体410的同一侧或不同侧。

该磁悬浮轨道组件400用于驱动梭体500运动，以使得梭体500带动纬纱运动，从而实现经纱与纬纱的编织。具体地，本申请中的驱动组件采用磁力驱动梭体500，即梭体500本身具有磁性时，各电磁线圈组430连接三项电路后产生行波磁场，行波磁场用于推动梭体500运动。由于梭体500的运动过程中呈悬空状态，故梭体500的推进过程不会产生噪音，同时其功能方式十分简单，并且也更加节能环保。相对于前述实施例中的利用梭体500驱动组件驱动梭体500的结构而言，本实施例中的轨道组件400本身便具有驱动梭体500的功能，也能够通过控制行波磁场来精准控制梭体500的运动轨迹。

具体地，同一个电磁线圈组430中，相邻的两个电磁线圈431均至少共同包围一个铁芯单体441。本实施例中，同一个电磁线圈组430中，每个电磁线圈431均绕相邻的三个铁芯单体441布置。且相邻的两个电磁线圈431均共同包围两个铁芯单体441。

其中，每个电磁线圈组430中的相位相同的电磁线圈431均串联连接，或每个电磁线圈组430中的相位相同的电磁线圈431均并联连接。

当电磁线圈组430中的所以电磁线圈431以及铁芯组中的所有铁芯单体441均布置于轨道载体410的同一侧时，轨道载体410的布置电磁线圈组的一侧用于设置梭体500。

一种实施例中，各电磁线圈组430可以均连接于轨道载体410，另一种实施例中，各电磁线圈组430连接于铁芯组件440，即各电磁线圈组430中的各电磁线圈431均缠绕于各铁芯单体441，其不与轨道载体410接触。

一种实施例中，如图11所示，为了进一步防止梭体500在运行过程中脱离轨道，轨道组件400可以包括两组铁芯组件440，两个铁芯组件440均与轨道载体410连接，且两个铁芯组件440沿轨道载体410的长度方向并排布置。特别地，两个铁芯组件440之间间隔布置，且两个铁芯组件440中的的各铁芯单体441一一对应相对布置。每两个铁芯单体441之间呈V字型布置，即两个铁芯组件440共同限定出截面呈V型的轨道槽。梭体500在V型轨道槽的上方运动。两个铁芯组件440如上述结构布置可以使得梭体500同时受下方传来的两个交叉方向传递的排斥力，两个交叉的排斥力在具有水平方向的分力，水平方向的分力可以使得梭体500不会由垂直于V型槽的长度方向且水平的方向脱离轨道，提升了***的稳定性。

以下对轨道组件400中产生的行波磁场进行磁场分析：

设置载流线圈三相行波磁场为50Hz，忽略位移电流，通过麦克斯韦方程组推导本模型的控制方程。在二维空间中，设磁场强度分量为Hx、Hy、J为沿z轴方向电流密度，E为电场强度，ρ为励磁线圈材料电阻率，磁场中的安培环路定律和法拉第电磁感应定律：

高斯定律的磁场形式：

耦合引纬***主要受到耦合驱动力、阻尼摩擦力、惯性力及其他干扰力等作用。一些作用力有明确的数学表达式，这些作用力可出现在进给***的动力学方程中，如惯性力、电磁推力及粘性摩擦力等；一些扰动力可以采用结构优化后明显降低下来，并采用有限元计算与数据拟合得到近似公式，可以进行在线补偿，消除它们对运动性能的影响，如梭体500边端力、齿槽效应引起的推力及法向吸力引起的摩擦力等；而另一些扰动力具有非线性、时变性的特点，不可能用明确的数学式来表达，只能采用在线辩识估计或低通滤波器的方式来削弱它们对进给***运动性能的影响。

本申请对行波磁场分布的数值模拟的工作采用ANSYS软件进行电磁场计算。包括：2-D静态磁场(由直流电流或者永磁铁产生的磁场)、2-D谐响应磁场(由交流电流或者交流电压所产生的交变磁场)、2-D瞬态磁场(随时间任意变化的电流或外场所产生的磁场)、3-D静态磁场(由直流电或永磁铁所产生的磁场)、3-D谐响应磁场(交流电所产生的磁场)、3-D瞬态磁场(随时间任意变化的电流或外场所产生的磁场)。

本申请主要分析在感器线圈中通入交流电流时所产生的2-D谐响应磁场，通过对磁场空间的有限元分析计算，合理地描述磁场空间的分布，并将磁感应强度的计算结果与实测值对比分析，证明模拟的可靠性，为了模拟的需要，作如下假设：

1、忽略端部绕线对磁场分布的影响，铜导线在槽方向上无限延伸，且在沿槽方向上认为磁场分布均匀。

2、将铜导线简化成具有相同导电面积的导电区域。

3、电磁感应器所采用的低碳钢齿槽在所计算条件下的磁导率是各向同性的。

4、各电流仅在槽的方向流动，且按正弦规律变化。

采用ANSYS软件进行2-D行波磁场电磁感应器的造型及有限元剖分：电磁感应线圈、低碳钢齿槽及空气(近场区域)电磁计算域等结构的造型，以及相应的各部分材质计算域的有限元剖分。

行波磁场构型后定义有限元剖分单元，选择恰当的电磁场单元有利于边界条件的确定、加载和获得较精确的解。近场区内二维电磁场矢势法的2D实体单元有Plane13、Plane53等。一般对于线圈内通入直流电所产生的静磁场进行分析时采用四边形四节点的Plane13单元，单元坐标平行于整体的平面坐标；而对于线圈内通入交流电所产生的谐响应磁场进行分析时采用Plane53单元，单元可以定义实常数(定义线圈的面积、匝数、通入电流的方向、线圈的填充系数等)。本申请所进行的磁场分析属于谐响应磁场分析，忽略远场区的影响，采用Plane53单元类型。表1为轨道材质参数，表2为电磁引纬***设计参数。

表1.引纬轨道材质参数

表2.电磁引纬轨道设计参数

本申请采用ANSYS软件进行2-D行波磁场电磁感应器的造型及有限元剖分：电磁感应线圈(即电磁线圈431)、低碳钢齿槽(即铁芯单体441的间隙)及空气(近场区域)电磁计算域等结构的造型，以及相应的各部分材质计算域的有限元剖分，如图7所示。

励磁线圈每匝通入幅值100A、50Hz三相对称交流电流，第二个时间周期开始线圈内及其周围的电磁分布基本稳定，电流和磁场分布在绝缘层不光滑可以通过增加绝缘层个数改善，但会增加几何建模和计算时间。

根据行波磁场的ANSYS计算图，得到磁场的基本分布规律。图8显示随着高度的增加磁感应强度呈递减的趋势，磁通量的分布、磁感应强度的大小和分布随着时间的推移都有明显的变化，磁通量分布和磁感应强度分布在行波磁场运动方向上有两个峰值，且大致与各自的极距中心相对应。在离铁芯距离较远的地方，磁感应强度分布比较均匀，到达一定距离时磁感应强度达一定值。

本模型采用谐响应分析，计算得到的是在一个特定时间内在规定频率作用下磁场的分布结果，为了近似的计算行波磁场传播过程中的磁场分布变化情况，对线圈通电流100A时分别取相角0、60、120、180、240、300时得到磁力线，磁感应强度矢量分布图，磁场强度矢量分布图。

图9中，(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)电流相角分别为0、60、120、180、240、300时行波磁场磁感应强度分布图，频率为50HZ，加载电流安匝数100A。图10中，(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)初线圈通电流相角分别为0、60、120、180、240、300时行波磁场磁力线图。

从上述行波磁场传播近似分布图中可以看出：

1、磁场分布总体规律在传播过程基本不变，磁场传播由左向右连续变化的过程，波峰由左到右再从右到左移动。

2、磁感应强度较高区域分布有一定的变化规律，刚开始磁感应强度较高区域分布为槽上方、齿上方、槽上方、齿上方间隔分布，随着时间的推移变为了槽上方、槽上方等，然后又变为槽上方，齿上方，槽上方分布交替变化。

3、磁场强度，磁感应强度的比较大的区域始终在齿和槽的交接处。

根据上述分析，本申请得出以下结论：

(1)磁感应强度距铁芯表面越近时，磁场分布的均匀度越差，一般齿槽上的磁感应强度要比槽上的高，随着气隙高度的增加，磁感应强度呈递减的趋势，分布变得较均匀，但两端由于铁芯开断，造成磁场畸变，使磁感应强度在此处下降得很快。磁感应强度沿x方向分布呈周期性变化，且距感应器表面越近，变化幅度越大，反之，分布越均匀。

(2)随着高度的增加磁感应强度呈递减的趋势。

(3)通过ANSYS软件分析，磁感应强度距铁芯表面越近时，磁场分布的均匀度越差，一般齿上的磁感应强度要比槽上的高，随着气隙高度的增加，磁感应强度呈递减的趋势，分布变得较均匀，但两端由于铁芯开断，它和安置在其中的绕组在两端不连续，造成磁场畸变，使磁感应强度在此处下降得很快。

(4)磁感应强度沿传播方向分布呈周期性变化，且距感应器表面越近，变化幅度越大，反之，分布越均匀。随着高度的增加磁感应强度呈递减的趋势。磁场强度，磁感应强度的比较大的区域始终在齿和槽的交接处。

本申请的还提供了一种纺织机，该纺织机包括上述任一项的梭体驱动组件以及梭体。

本申请的还提供了一种纺织机，该纺织机包括上述任一项的磁悬浮轨道组件以及梭体。

本申请还提供了一种纺织机，该纺织机包括上述任一实施例中的磁悬浮轨道组件、梭体驱动组件以及梭体。其中，梭体由磁悬浮轨道组件进行驱动，而梭体驱动组件则用于捕获梭体并改变梭体的方向。这样，磁悬浮轨道组件的行波磁场更加容易控制(其不用通过精准变化磁力方向来消耗梭体的动能)，且梭体更加不易脱离轨道，提升了***的稳定性。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于纺织机的梭体驱动组件，其特征在于，所述梭体驱动组件包括第一驱动装置，所述第一驱动装置包括至少两个第一电磁体，两个所述第一电磁体沿所述梭体的行进方向排列布置，沿所述梭体的行进方向，各所述第一电磁体产生的磁场强度逐渐增大，其中，各所述第一电磁体均用于沿所述行进方向驱动带磁性的所述梭体。

2.如权利要求1所述的梭体驱动组件，其特征在于，

各所述第一电磁体均呈环状，且各所述第一电磁体的中心均限定出用于供所述梭体通过的第一行进通道，各所述第一行进通道的轴线均重合。

3.如权利要求2所述的梭体驱动组件，其特征在于，

各所述第一电磁体均包括第一保护套以及绕所述第一保护套的外周布置的第一励磁线圈，每个所述第一保护套均限定出一个所述第一行进通道。

4.如权利要求2所述的梭体驱动组件，其特征在于，

所述梭体驱动组件还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置与所述第一驱动装置相对布置于所述梭体行进行程的两侧；

所述第二驱动装置包括至少两个第二电磁体，两个所述第二电磁体沿所述第二驱动装置指向所述第一驱动装置的方向排列布置，沿所述第二驱动装置指向所述第一驱动装置的方向，各所述第二电磁体产生的磁场强度逐渐增大，其中，各所述第二电磁体均用于沿所述第二驱动装置指向所述第一驱动装置的方向驱动所述梭体。

5.如权利要求4所述的梭体驱动组件，其特征在于，

各所述第二电磁体均呈环状，且各所述第二电磁体的中心均限定出用于供所述梭体通过的第二行进通道，各所述第二行进通道的轴线均重合，且各所述第二行进通道的轴线与各所述第一行进通道的轴线重合。

6.如权利要求5所述的梭体驱动组件，其特征在于，

各所述第二电磁体均包括第二保护套以及绕所述第二保护套的外周布置的第二励磁线圈，每个所述第二保护套均限定出一个所述第二行进通道。

7.如权利要求4所述的梭体驱动组件，其特征在于，

所述梭体驱动组件还包括磁力导轨，所述磁力导轨设置于所述第一驱动装置以及所述第二驱动装置之间，且所述磁力导轨配置成产生与所述梭体相排斥的磁力。

8.如权利要求7所述的梭体驱动组件，其特征在于，

所述第一导轨包括永磁体或电磁体。

9.如权利要求4所述的梭体驱动组件，其特征在于，

所述第一驱动装置包括第一支架，所述第一支架上设置有数量与所述第一电磁体数量相同的第一弹性件，各所述第一电磁体一一对应连接于各所述第一弹性件，且各所述第一电磁体产生沿所述第二驱动装置指向所述第一驱动装置的方向的位移时，各所述第一弹性体给予与之连接的所述第一电磁体朝向所述第二驱动装置的弹性推力；和/或

所述第二驱动装置包括第二支架，所述第二支架上设置有数量与所述第二电磁体数量相同的第二弹性件，各所述第二电磁体一一对应连接于各所述第二弹性件，且各所述第二电磁体产生沿所述第二驱动装置指向所述第二驱动装置的方向的位移时，各所述第二弹性体给予与之连接的所述第二电磁体朝向所述第二驱动装置的弹性推力。

10.一种纺织机，其特征在于，包括：

权利要求1-9任一项所述的梭体驱动组件；

所述梭体。

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