CN114408678B - 一种自动收卷轴和换卷下料机构及其下料控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动收卷轴和换卷下料机构及其下料控制方法，具体的，在自动换卷下料机构中，通过第二驱动组件驱动转盘逆时针转动，使满卷自动收卷轴靠近下料组件和换卷架，使满卷自动收卷轴的固定座逐渐卡入卡套，在逐渐撑开卡套开口的同时带动卡套逆时针转动；当转盘转动使第一滚轮和第二滚轮分别移至第一凸板和第二凸板后，能够分别使第一滚轮和第二滚轮被动驱动，并相互靠近移动，使夹线座与气涨轴套之间形成夹线槽，同时使连接座与主动轮分离，通过气缸驱动卡套远离安装竖板，并带动卷筒与气涨轴套脱离，最终实现满卷卷筒的自动换卷下料工序，减少人工干涉收卷机的自动换卷下料工序，适用于大规模自动化生产，进而提高产量。

Description

一种自动收卷轴和换卷下料机构及其下料控制方法

技术领域

本发明涉及自动收卷设备技术领域，尤其涉及一种自动收卷轴和换卷下料机构及其下料控制方法。

背景技术

在碳纤维的加工再生产过程中，需要对收卷的碳纤原丝进行放卷、展纤、收集后再用于生产；展纤纱线加工得到的碳纤维薄层织物厚度小、克重低、铺贴性好、可设计性强，能够提升复合材料的力学性能。

在展纤后碳纤维纱线的收卷过程中，通过收卷轴带动其上的卷筒对往复排纱组件中导出的纱线进行螺旋卷绕收卷，以此确保纱线在卷筒上收卷均匀；在收卷机的换卷盘上相对设置有两个收卷轴，当其中一个收卷轴上卷筒达到满卷状态后，换盘至另一收卷轴上的空卷卷筒开始收卷，以此确保收卷设备的自动化连续收卷；满卷收卷轴在换卷盘驱动下远离排纱组件，需要将满卷收卷轴停转后解除对卷筒的涨紧状态，并将满卷卷筒从收卷轴脱离。目前通过人工实现满卷卷筒的下料，为实现大规模自动化生产需要提高收卷完成后下料工序的自动化程度。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种自动收卷轴和换卷下料机构及其下料控制方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种自动收卷轴和换卷下料机构及其下料控制方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自动收卷轴，包括转轴和套设其上的气涨轴套、夹线座、导气座、传动组件和主动轮，在所述转轴内沿其轴向设置有气体通路并将所述气涨轴套和所述导气座相连通，通过所述气涨轴套对套设其上的卷筒固定或者放松，所述夹线座对纱线的收卷起始端夹紧固定，所述主动轮通过所述传动组件驱动所述转轴转动；

所述气涨轴套和所述主动轮分别设置在所述转轴的两端，所述气涨轴套与所述转轴同轴转动，所述主动轮与所述转轴转动连接，在所述传动组件外圈设置有驱动座，所述驱动座能够带动所述传动组件与所述主动轮脱离，所述夹线座与所述转轴同轴转动并能沿其轴向移动，所述夹线座位于所述气涨轴套和所述导气座之间并朝向所述气涨轴套压紧，所述导气座与所述转轴转动连接，且在所述导气座远离所述夹线座的一端设置有与所述转轴轴向垂直的固定板；

在所述夹线座上沿所述转轴轴向设置有拉杆，所述拉杆朝远离所述气涨轴套的方向延伸设置，且在所述拉杆远离所述夹线座的一端设置有第一滚轮，所述驱动座包括拉环和设置在其外圈的支座，在所述支座上对应所述第一滚轮设置有第二滚轮，所述第一滚轮和所述第二滚轮的旋转轴心均与所述转轴轴向垂直设置。

进一步的，所述传动组件包括连接座、限位座和第一弹簧，所述限位座与所述转轴固定连接，所述连接座与所述转轴同轴转动并能沿其轴向移动，所述第一弹簧的两端分别与所述限位座和所述连接座相抵接并将所述连接座朝向所述主动轮压紧，所述拉环设置在所述连接座外圈并能带动所述连接座朝向所述限位座移动；

所述连接座和所述主动轮通过两个端面带牙的半离合器相互嵌合后同轴转动，在所述连接座朝向所述主动轮的一端设置有第一半离合器，在所述主动轮朝向所述连接座的一端设置有第二半离合器。

进一步的，在所述连接座上设置有挡环，所述挡环的外径大于所述拉环的内径，所述拉环的内径大于所述第一半离合器的外廓尺寸；

所述第一弹簧的一端与所述挡环相抵接，所述拉环位于所述挡环朝向所述主动轮的一侧，所述连接座与所述转轴上设置的平键滑动连接。

进一步的，所述气涨轴套包括固定座、滑块、涨紧钉和涨紧套，所述涨紧套套设在所述滑块和所述固定座外圈，且其开口端与所述固定座固定连接，所述涨紧套配合所述滑块形成封闭的第一腔体，且在所述滑块和所述固定座之间形成第二腔体；

所述固定座与所述转轴固定连接，所述滑块与所述转轴同轴转动并能够沿其轴向移动，所述气体通路的一端与所述第一腔体相连通，所述涨紧钉在所述滑块外圈周向均设有多个，在所述涨紧套上对应所述涨紧钉开设有多个通孔，所述滑块移动并能驱动所述涨紧钉从所述通孔伸出或者内陷。

进一步的，在所述转轴上套设有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与所述导气座和所述夹线座相抵接，并能驱动所述夹线座朝向所述固定座压紧。

进一步的，所述滑块包括密封部和涨紧部，所述密封部与所述第一腔体相接触，所述涨紧部朝向所述密封部的一端设置为收拢结构，且其外径朝向所述密封部逐渐减小，所述涨紧钉设置在所述涨紧部靠近所述密封部的一端；

所述涨紧钉与所述滑块滑动连接，并在所述滑块移动过程中沿所述转轴径向移动，且所述涨紧钉远离所述滑块的一端不与所述通孔脱离。

一种换卷下料机构，包括安装竖板和设置在其上的排纱组件、收卷盘、换卷架和下料组件，所述排纱组件设置在所述安装竖板的收卷侧，且位于所述收卷盘水平方向的一侧，所述换卷架和所述下料组件均设置在所述安装竖板的非收卷侧，且均位于所述收卷盘水平方向远离所述排纱组件的一侧，所述换卷架靠近所述收卷盘设置；

所述排纱组件包括安装座和设置在其上的直线模组和导纱架，所述收卷盘包括转盘和相对设置在其上的两个上述自动收卷轴，所述导气座通过所述固定板与所述转盘的收卷侧固定连接，在所述转盘的非收卷侧上设置有安装架，所述自动收卷轴与所述安装架转动连接，通过设置在所述安装架上的第一驱动组件和第二驱动组件分别驱动两所述自动收卷轴和所述转盘转动；

所述换卷架包括支撑杆和设置在其上的第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和所述第二挡板均与所述安装竖板平行设置，且所述第一挡板靠近所述安装竖板，所述第一滚轮和所述第二滚轮的旋转轴心分别与所述第一挡板和所述第二挡板的相向平面对应设置，在所述第一挡板和所述第二挡板的相对平面上分别设置有第一凸板和第二凸板，所述转盘转动使所述第一滚轮和所述第二滚轮分别与所述第一挡板和所述第二挡板相向平面相接触，当分别移动至所述第一凸板和所述第二凸板后，所述第一滚轮通过所述拉杆驱动所述夹线座朝向所述安装竖板移动，所述第二滚轮通过所述拉环驱动所述传动组件与所述主动轮脱离；

所述下料组件包括位于所述安装竖板两侧的气缸和卡套，所述卡套位于所述安装竖板的收卷侧，所述气缸的输出轴穿过所述安装竖板并能驱动所述卡套沿所述自动收卷轴轴向移动，所述卡套通过销轴与安装板转动连接，所述安装板与所述安装竖板平行设置并与所述气缸输出轴端部固定连接，所述卡套的开口朝向所述收卷盘设置。

进一步的，所述安装座垂直于所述安装竖板设置，所述直线模组设置在所述安装座朝向所述收卷盘的一侧，所述导纱架设置在所述直线模组上，并在所述直线模组的驱动下对应所述卷筒的收卷区间做往复直线运动。

进一步的，所述卡套包括呈一定夹角设置的第一夹板和第二夹板，所述第一夹板朝向所述转盘圆心设置，所述第二夹板沿竖直方向设置，所述销轴设置在两卡板的连接端，且在所述第二夹板与所述第一夹板的连接端上开设有腰型孔，所述第一夹板上设置有定位销且位于所述腰型孔内；

所述第一夹板设置在所述安装板上并与所述销轴固定连接，所述第二夹板设置在所述第一夹板上并与所述销轴转动连接，在所述安装板上位于所述第二夹板远离所述收卷盘的一侧设置有挡块，在所述销轴远离所述卡套的一端设置有扭簧，并驱动所述卡套朝向所述挡块压紧。

进一步的，在所述第一夹板上设置有弹片，且所述弹片与所述第二夹板远离所述收卷盘的一侧相抵接；

所述弹片沿竖直方向固定在所述第一夹板与所述第二夹板的连接端。

进一步的，所述第一挡板和所述第二挡板均与所述转盘远离所述排纱组件的半圆对应设置为弧形板，在所述第一挡板和所述第二挡板相向面上对称设置有第一斜板和第二斜板，所述第一斜板和所述第二斜板分别作为所述第一滚轮和所述第二滚轮移至所述第一凸板和所述第二凸板的过渡板。

进一步的，所述第一驱动组件包括与两所述主动轮设置在同一竖直平面内的驱动轮、固定轮和张紧轮，所述驱动轮位于两所述主动轮之间，所述固定轮位于所述驱动轮和任一所述主动轮之间，所述张紧轮配合两所述主动轮呈三角结构设置，且能够调节所述张紧轮与所述驱动轮之间的间距；

所述驱动轮通过驱动轴驱动转动，且所述驱动轮通过一个同步带同时驱动两所述主动轮，以及固定轮和所述张紧轮转动，所述同步带设置有双面齿，所述驱动轮与所述同步带外齿相啮合，两所述主动轮、所述固定轮和所述张紧轮均与所述同步带内齿相啮合。

进一步的，所述第二驱动组件包括与所述转盘同轴设置的齿盘，所述齿盘固定在所述安装架远离所述转盘的一端，在所述支撑杆远离所述安装竖板的一端设置有支撑板，在所述支撑板上设置有第一电机和第二电机，所述第一电机通过带轮组件驱动所述驱动轴转动，所述第二电机通过带轮组件驱动与所述齿盘相啮合的小齿轮转动。

进一步的，在所述安装架上位于所述第一滚轮和所述第二滚轮之间设置有导向座，在所述导向座上沿所述转轴轴向开设有导向孔，所述拉杆远离所述夹线座的一端与所述导向孔滑动连接；

在所述支座朝向所述安装竖板的一端设置有导向杆，且所述导向杆伸入所述导向孔中并与其滑动连接。

一种下料控制方法，应用于上述换卷下料机构，包括以下步骤：

通过第二驱动组件驱动转盘逆时针转动，使满卷自动收卷轴靠近下料组件和换卷架，同时使空卷自动收卷轴靠近排纱组件；

转盘驱动两自动收卷轴接近同一水平面时，满卷自动收卷轴的固定座逐渐卡入卡套，在逐渐撑开卡套开口的同时带动卡套逆时针转动；

当转盘转动使第一滚轮和第二滚轮分别移至第一凸板和第二凸板后，通过第一滚轮驱动夹线座朝向转盘移动，并配合固定座形成夹线槽，通过第二滚轮驱动传动组件与主动轮脱离，使转轴停转；

通过气缸驱动卡套远离安装竖板，并带动卷筒与气涨轴套脱离，再通过气缸驱动卡套复位。

进一步的，转盘转动并带动满卷自动收卷轴与卡套相接触时，第一滚轮和第二滚轮分别与第一挡板和第二挡板相接触；

当满卷自动收卷轴的固定座卡入卡套后，第一滚轮和第二滚轮分别移动至第一凸板和第二凸板上。

进一步的，在安装架上设置有电磁阀和导气管，电磁阀与第二挡板对应设置，电磁阀与导气管相连通，并分别与两自动收卷轴上的导气座相连通；

在电磁阀上设置有触发轮并与电磁阀上的切换开关相连接，触发轮靠近任一自动收卷轴的第二滚轮设置，且在转盘转动下能够与第二挡板的内圈滑动连接。

本发明的有益效果为：

在本发明公开的自动换卷下料收卷机结构中，通过第二驱动组件驱动转盘逆时针转动，使满卷自动收卷轴靠近下料组件和换卷架，使满卷自动收卷轴的固定座逐渐卡入卡套，在逐渐撑开卡套开口的同时带动卡套逆时针转动；当转盘转动使第一滚轮和第二滚轮分别移至第一凸板和第二凸板后，能够分别使第一滚轮和第二滚轮被动驱动，并相互靠近移动，使夹线座与气涨轴套之间形成夹线槽，同时使连接座与主动轮分离，通过气缸驱动卡套远离安装竖板，并带动卷筒与气涨轴套脱离，最终实现满卷卷筒的自动换卷下料工序，减少人工干涉收卷机的自动换卷下料工序，适用于大规模自动化生产，进而提高产量。

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中记载的一些实施例，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为本发明中自动收卷轴的结构示意图；

图2为本发明中自动收卷轴的***结构示意图；

图3为图1中A-A处的剖面结构示意图；

图4为图1中B-B处的剖面结构示意图；

图5为本发明中自动收卷轴在换卷状态下的结构示意图；

图6为本发明中换卷下料机构的结构示意图；

图7为本发明中换卷架和下料组件的安装示意图；

图8为本发明中换卷架的结构示意图；

图9为本发明中下料组件的结构示意图；

图10为本发明中下料组件的后向结构示意图；

图11为本发明中收卷盘的结构示意图；

图12为本发明中同步带的绕卷示意图；

图13为本发明中自动收卷轴移至换卷架后的示意图；

图14为本发明中电磁阀的结构示意图。

附图标记：1、自动收卷轴；11、转轴；111、气体通路；112、卷筒；113、主动轮；114、第二半离合器；115、第二弹簧；12、气涨轴套；121、固定座；122、滑块；1221、密封部；1222、涨紧部；123、涨紧钉；124、涨紧套；1241、通孔；125、第一腔体；126、第二腔体；13、夹线座；131、拉杆；132、第一滚轮；14、导气座；141、固定板；15、传动组件；151、连接座；1511、挡环；152、第一半离合器；153、限位座；154、第一弹簧；16、驱动座；161、拉环；162、支座；163、第二滚轮；164、导向杆；2、安装竖板；3、排纱组件；31、安装座；32、直线模组；33、导纱架；4、收卷盘；41、转盘；42、安装架；421、导向座；422、导向孔；423、电磁阀；424、触发轮；43、第一驱动组件；431、驱动轮；432、固定轮；433、张紧轮；434、驱动轴；435、同步带；44、第二驱动组件；441、齿盘；442、支撑板；5、换卷架；51、支撑杆；52、第一挡板；521、第一凸板；522、第一斜板；53、第二挡板；531、第二凸板；532、第二斜板；6、下料组件；61、气缸；62、卡套；621、第一夹板；623、弹片；624、第二夹板；625、腰型孔；63、销轴；631、扭簧；64、安装板；641、挡块；7、夹线槽。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在碳纤维纱线的加工再生产过程中，使用收卷机对展纤后的碳纤维纱线进行收卷，通过设置在收卷机上的两个自动收卷轴交替使用实现连续收卷。在空卷自动收卷轴开始收卷时，自动收卷轴在外力的作用下将收卷纱线的端部夹紧，并在排纱组件的带动下开始螺旋卷绕收卷；当收卷达到满卷状态后，需要对夹紧的纱线端部放松后，再通过下料组件将满卷卷筒推离自动收卷轴。

为减少人工干涉收卷机的自动换卷下料工序，实现大规模自动化生产，进而提高产量，本发明公开了一种自动收卷轴并配合收卷机上的换卷下料机构，实现自动收卷轴达到满卷状态后能够自动刹停收卷转动，并解除收卷纱线首端的夹固，便于满卷卷筒与自动收卷轴的脱离。

如图1至图5所示的一种自动收卷轴1，包括转轴11和套设其上的气涨轴套12、夹线座13、导气座14、传动组件15和主动轮113，在转轴11内沿其轴向设置有气体通路111并将气涨轴套12和导气座14相连通，通过气涨轴套12对套设其上的卷筒112固定或者放松，夹线座13对纱线的收卷起始端夹紧固定，主动轮113通过传动组件15驱动转轴11转动；气涨轴套12和主动轮113分别设置在转轴11的两端，气涨轴套12与转轴11同轴转动，主动轮113与转轴11转动连接，在传动组件15外圈设置有驱动座16，驱动座16能够带动传动组件15与主动轮113脱离，夹线座13与转轴11同轴转动并能沿其轴向移动，夹线座13位于气涨轴套12和导气座14之间并朝向气涨轴套12压紧，导气座14与转轴11转动连接，且在导气座14远离夹线座13的一端设置有与转轴11轴向垂直的固定板141；在夹线座13上沿转轴11轴向设置有拉杆131，拉杆131朝远离气涨轴套12的方向延伸设置，且在拉杆131远离夹线座13的一端设置有第一滚轮132，驱动座16包括拉环161和设置在其外圈的支座162，在支座162上对应第一滚轮132设置有第二滚轮163，第一滚轮132和第二滚轮163的旋转轴心均与转轴11轴向垂直设置。

在传统的收卷机中，需要设置两个电机分别驱动两收卷轴实现纱线的收卷；但是在本发明中，通过同步带435传动，实现一个电机为两个收卷轴提供收卷动力。具体的，使用同步带435持续维持两个自动收卷轴1上的两个主动轮113一直转动，通过改变自动收卷轴1上的传动组件15与主动轮113之间的连接或者分离，调节自动收卷轴1的转动或者停转。

进一步的，在本发明中，通过移动夹线座13远离气涨轴套12而在二者之间所形成的夹线槽7实现对收卷纱线首端的夹紧固定，夹线座13上设置的拉杆131及第一滚轮132，能够配合换卷下料机构在换卷过程中，解除对收卷纱线首端的夹紧。

传动组件15在其自身作用下与主动轮113连接，传动组件15自身与转轴11同轴转动，当与主动轮113连接后能够在主动轮113的驱动下带动转轴11转动，对纱线进行收卷；在传动组件15的外圈设置有驱动座16，驱动座16上的支座162和第二滚轮163能够配合换卷下料机构在换卷过程中，解除传动组件15与主动轮113的连接状态，使转轴11停止转动，即停止对纱线的收卷，配合此时自动收卷轴1对纱线夹紧状态的解除，能够通过下料组件6将满卷卷筒112从自动收卷轴1上卸下。

实施例一：

作为上述传动组件15与主动轮113连接结构的优选实施例，如图2和图3所示，传动组件15和主动轮113通过两端带牙的半离合器相互嵌合连接，实现同轴转动。

在本实施例中，传动组件15包括连接座151、限位座153和第一弹簧154，限位座153与转轴11固定连接，连接座151与转轴11同轴转动并能沿其轴向移动，第一弹簧154的两端分别与限位座153和连接座151相抵接并将连接座151朝向主动轮113压紧，拉环161设置在连接座151外圈并能带动连接座151朝向限位座153移动；连接座151和主动轮113通过两个端面带牙的半离合器相互嵌合后同轴转动，在连接座151朝向主动轮113的一端设置有第一半离合器152，在主动轮113朝向连接座151的一端设置有第二半离合器114。

进一步的，在连接座151上设置有挡环1511，挡环1511的外径大于拉环161的内径，拉环161的内径大于第一半离合器152的外廓尺寸；第一弹簧154的一端与挡环1511相抵接，拉环161位于挡环1511朝向主动轮113的一侧，连接座151与转轴11上设置的平键滑动连接。

在具体实施过程中，限位座153固定在转轴11上，为第一弹簧154提供支撑，第一弹簧154远离限位座153的一端作用在连接座151的挡环1511上，使连接座151朝向主动轮113压紧，具体使连接座151端部的第一半离合器152和主动轮113上的第二半离合器114嵌合连接，使主动轮113通过连接座151带动转轴11转动，实现纱线的收卷。当收卷至满卷状态后，需要转轴11停止转动终止收卷，此时收卷机上的换卷下料机构配合换卷转动，作用在第二滚轮163上使第二滚轮163带动拉环161作用在挡环1511上使连接座151远离主动轮113，此时第一弹簧154被进一步压紧，第一半离合器152与第二半离合器114分离，主动轮113依旧转动但是不再作用在转轴11上，实现转轴11的停转刹停。

实施例二：

在导气座14上设置有进气孔，使气体通入导气座14后经过转轴11内的气体通路111导向气涨轴套12，实现气涨轴套12对卷筒112的涨近固定或者收紧放松。具体如图4所示，气涨轴套12包括固定座121、滑块122、涨紧钉123和涨紧套124，涨紧套124套设在滑块122和固定座121外圈，且其开口端与固定座121固定连接，涨紧套124配合滑块122形成封闭的第一腔体125，且在滑块122和固定座121之间形成第二腔体126；固定座121与转轴11固定连接，滑块122与转轴11同轴转动并能够沿其轴向移动，气体通路111的一端与第一腔体125相连通，涨紧钉123在滑块122外圈周向均设有多个，在涨紧套124上对应涨紧钉123开设有多个通孔1241，滑块122移动并能驱动涨紧钉123从通孔1241伸出或者内陷。

在具体实施过程中，当导气组件通气后，气体通过转轴11内的气体通路111导入密封的第一腔体125中，并推动滑块122朝向第二腔体126移动，在此过程中，涨紧钉123沿转轴11的径向内陷回涨紧套124的通孔1241内，即解除涨紧钉123对套设在涨紧套124上卷筒112的涨紧力，便于卷筒112与涨紧套124的脱离；当空卷卷筒112替换至涨紧套124上后，取消向第一腔体125导气，在此过程中，位于第二腔体126转轴11上的复位弹簧驱动滑块122复位移动，使涨紧钉123逐渐从涨紧套124的通孔1241突出其外表面并对涨紧套124上的卷筒112施加涨紧力，完成对卷筒112的涨紧固定。

进一步的，在转轴11上套设有第二弹簧115，第二弹簧115的两端分别与导气座14和夹线座13相抵接，并能驱动夹线座13朝向固定座121压紧。滑块122包括密封部1221和涨紧部1222，密封部1221与第一腔体125相接触，涨紧部1222朝向密封部1221的一端设置为收拢结构，且其外径朝向密封部1221逐渐减小，涨紧钉123设置在涨紧部1222靠近密封部1221的一端；涨紧钉123与滑块122滑动连接，并在滑块122移动过程中沿转轴11径向移动，且涨紧钉123远离滑块122的一端不与通孔1241脱离。

作为本实施例的优选导气座14结构，进一步参见图4所示，在导气座14内沿转轴11轴向依次设置有第一密封圈、导气环和第二密封圈，导气环对应导气座14外壳上的进气孔对应设置，导气环的内外圈分别开设有外环槽和内环槽，使导气环与导气座14壳体内壁之间形成第一环腔，导气环与转轴11之间形成第二环腔，转轴11内的气体通路111通过气孔与导气座14连通，且转轴11是与导气座14转动连接；设置导气环形成两个环腔作为气体通入转轴11内气体通路111的过度腔，使气体能够均匀稳定的从导气座14导入气体通路111内。

实施例三：

本发明还进一步公开了一种使用上述自动收卷轴1的收卷机换卷下料机构，通过换卷架5配合换卷转动，能够分别使第一滚轮132和第二滚轮163被动驱动，并相互靠近移动，使夹线座13与气涨轴套12之间形成夹线槽7，同时使连接座151与主动轮113分离。

具体的，如图6至图14所示，换卷下料机构包括安装竖板2和设置在其上的排纱组件3、收卷盘4、换卷架5和下料组件6，排纱组件3设置在安装竖板2的收卷侧，且位于收卷盘4水平方向的一侧，换卷架5和下料组件6均设置在安装竖板2的非收卷侧，且均位于收卷盘4水平方向远离排纱组件3的一侧，换卷架5靠近收卷盘4设置；

排纱组件3包括安装座31和设置在其上的直线模组32和导纱架33，收卷盘4包括转盘41和相对设置在其上的两个上述自动收卷轴1，导气座14通过固定板141与转盘41的收卷侧固定连接，在转盘41的非收卷侧上设置有安装架42，自动收卷轴1与安装架42转动连接，通过设置在安装架42上的第一驱动组件43和第二驱动组件44分别驱动两自动收卷轴1和转盘41转动；

换卷架5包括支撑杆51和设置在其上的第一挡板52和第二挡板53，第一挡板52和第二挡板53均与安装竖板2平行设置，且第一挡板52靠近安装竖板2，第一滚轮132和第二滚轮163的旋转轴心分别与第一挡板52和第二挡板53的相向平面对应设置，在第一挡板52和第二挡板53的相对平面上分别设置有第一凸板521和第二凸板531，转盘41转动使第一滚轮132和第二滚轮163分别与第一挡板52和第二挡板53相向平面相接触，当分别移动至第一凸板521和第二凸板531后，第一滚轮132通过拉杆131驱动夹线座13朝向安装竖板2移动，第二滚轮163通过拉环161驱动传动组件15与主动轮113脱离；

下料组件6包括位于安装竖板2两侧的气缸61和卡套62，卡套62位于安装竖板2的收卷侧，气缸61的输出轴穿过安装竖板2并能驱动卡套62沿自动收卷轴1轴向移动，卡套62通过销轴63与安装板64转动连接，安装板64与安装竖板2平行设置并与气缸61输出轴端部固定连接，卡套62的开口朝向收卷盘4设置。

在具体实施过程中，通过第二驱动组件44驱动转盘41逆时针转动，使满卷自动收卷轴1靠近下料组件6和换卷架5，同时使空卷自动收卷轴1靠近排纱组件3；转盘41驱动两自动收卷轴1接近同一水平面时，满卷自动收卷轴1的固定座121逐渐卡入卡套62，在逐渐撑开卡套62开口的同时带动卡套62逆时针转动；当转盘41转动使第一滚轮132和第二滚轮163分别移至第一凸板521和第二凸板531后，通过第一滚轮132驱动夹线座13朝向转盘41移动，并配合固定座121形成夹线槽7，通过第二滚轮163驱动传动组件15与主动轮113脱离，使转轴11停转；通过气缸61驱动卡套62远离安装竖板2，并带动卷筒112与气涨轴套12脱离，再通过气缸61驱动卡套62复位。

实施例四：

在本发明中，需要排纱组件3配合自动收卷轴1，将纱线螺旋绕卷于卷筒112上，确保纱线的均匀收卷；具体如图6所示，安装座31垂直于安装竖板2设置，直线模组32设置在安装座31朝向收卷盘4的一侧，导纱架33设置在直线模组32上，并在直线模组32的驱动下对应卷筒112的收卷区间做往复直线运动。

实施例五：

卡套62包括呈一定夹角设置的第一夹板621和第二夹板624，第一夹板621朝向转盘41圆心设置，第二夹板624沿竖直方向设置，销轴63设置在两卡板的连接端，且在第二夹板624与第一夹板621的连接端上开设有腰型孔625，第一夹板621上设置有定位销且位于腰型孔625内；第一夹板621设置在安装板64上并与销轴63固定连接，第二夹板624设置在第一夹板621上并与销轴63转动连接，在安装板64上位于第二夹板624远离收卷盘4的一侧设置有挡块641，在销轴63远离卡套62的一端设置有扭簧631，并驱动卡套62朝向挡块641压紧。在第一夹板621上设置有弹片623，且弹片623与第二夹板624远离收卷盘4的一侧相抵接；弹片623沿竖直方向固定在第一夹板621与第二夹板624的连接端。

在具体实施过程中，第一夹板621和第二夹板624之间的夹角能够在定位销沿腰型孔625滑动过程中实现略微的张开或者收拢，在弹片623的作用下能够将第二夹板624朝向自动收卷轴1的固定座121外圈压紧，维持卡套62的开口端对固定座121外圈的抱紧，便于卡套62直接作用于卷筒112端部使卷筒112与涨紧套124脱离。

进一步的，第一夹板621与销轴63固定连接并在扭簧631的作用下驱动第一夹板621朝向第二夹板624夹紧闭合，第一夹板621通过定位销作用于腰型孔625使第二夹板624朝向挡块641压紧，且第一夹板621与第二夹板624之间始终呈一定夹角设置；扭簧631配合挡块641共同作用在卡套62上，使卡套62在不受外力作用下，其开口端能够配合自动收卷轴1逆向转动而将固定座121外圈卡紧，转盘41驱动自动收卷轴1逐渐卡入卡套62中，同时使卡套62相对安装板64逆时针转动，当固定座121完全卡入卡套62中后，卡套62自身也会转动一定角度，气缸61驱动卡套62完成满卷卷筒112的下料后，卡套62与自动收卷轴1脱离并在扭簧631的驱动下复位，准备下一次满卷卷筒112的下料。

实施例六：

作为换卷架5结构的进一步优选实施例结构，如图8和图13所示，第一挡板52和第二挡板53均与转盘41远离排纱组件3的半圆对应设置为弧形板，在第一挡板52和第二挡板53相向面上对称设置有第一斜板522和第二斜板532，第一斜板522和第二斜板532分别作为第一滚轮132和第二滚轮163移至第一凸板521和第二凸板531的过渡板，使换卷过程平缓进行。

实施例七：

具体参见图11和图12所示，第一驱动组件43包括与两主动轮113设置在同一竖直平面内的驱动轮431、固定轮432和张紧轮433，驱动轮431位于两主动轮113之间，固定轮432位于驱动轮431和任一主动轮113之间，张紧轮433配合两主动轮113呈三角结构设置，且能够调节张紧轮433与驱动轮431之间的间距；驱动轮431通过驱动轴434驱动转动，且驱动轮431通过一个同步带435同时驱动两主动轮113，以及固定轮432和张紧轮433转动，同步带435设置有双面齿，驱动轮431与同步带435外齿相啮合，两主动轮113、固定轮432和张紧轮433均与同步带435内齿相啮合。

其中，固定轮432的设计能够进一步增大同步带435与驱动轮431之间的包角，增大驱动力，调节张紧轮433能够增强同步带435的张紧力，进一步增强同步带435对主动轮113的驱动力。采用双面齿同步带435，配合驱动轮431、固定轮432、张紧轮433和两主动轮113的位置结构，避免了复杂的机械传动，通过一根同步带435就能实现两个自动收卷轴1上主动轮113的同时转动，配合离合器的作用就可以控制自动收卷轴1的转动和已经收卷完的自动收卷轴1停止。

进一步的，第二驱动组件44包括与转盘41同轴设置的齿盘441，齿盘441固定在安装架42远离转盘41的一端，在支撑杆51远离安装竖板2的一端设置有支撑板442，在支撑板442上设置有第一电机和第二电机，第一电机通过带轮组件驱动驱动轴434转动，第二电机通过带轮组件驱动与齿盘441相啮合的小齿轮转动。

进一步的，在安装架42上位于第一滚轮132和第二滚轮163之间设置有导向座421，在导向座421上沿转轴11轴向开设有导向孔422，拉杆131远离夹线座13的一端与导向孔422滑动连接；在支座162朝向安装竖板2的一端设置有导向杆164，且导向杆164伸入导向孔422中并与其滑动连接。

实施例八：

本实施例作为实施例三中换卷下料控制方法的优化实施步骤，具体的，转盘41转动并带动满卷自动收卷轴1与卡套62相接触时，第一滚轮132和第二滚轮163分别与第一挡板52和第二挡板53相接触；当满卷自动收卷轴1的固定座121卡入卡套62后，第一滚轮132和第二滚轮163分别移动至第一凸板521和第二凸板531上。

进一步的，在安装架42上设置有电磁阀423和导气管，电磁阀423与第二挡板53对应设置，电磁阀423与导气管相连通，并分别与两自动收卷轴1上的导气座14相连通；在电磁阀423上设置有触发轮424并与电磁阀423上的切换开关相连接，触发轮424靠近任一自动收卷轴1的第二滚轮163设置，且在转盘41转动下能够与第二挡板53的内圈滑动连接。当触发轮424与第二挡板53内圈接触后，触发轮424触发电磁阀423的切换开关，使移动至换卷架5处的自动收卷轴1上的导气座14通气，解除涨紧钉123对卷筒112的涨紧固定，便于满卷卷筒112与涨紧套124的脱离。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (17)

1.一种自动收卷轴，其特征在于，包括转轴和套设其上的气涨轴套、夹线座、导气座、传动组件和主动轮，在所述转轴内沿其轴向设置有气体通路并将所述气涨轴套和所述导气座相连通，通过所述气涨轴套对套设其上的卷筒固定或者放松，所述夹线座对纱线的收卷起始端夹紧固定，所述主动轮通过所述传动组件驱动所述转轴转动；

所述气涨轴套和所述主动轮分别设置在所述转轴的两端，所述气涨轴套与所述转轴同轴转动，所述主动轮与所述转轴转动连接，在所述传动组件外圈设置有驱动座，所述驱动座能够带动所述传动组件与所述主动轮脱离，所述夹线座与所述转轴同轴转动并能沿其轴向移动，所述夹线座位于所述气涨轴套和所述导气座之间并朝向所述气涨轴套压紧，所述导气座与所述转轴转动连接，且在所述导气座远离所述夹线座的一端设置有与所述转轴轴向垂直的固定板；

在所述夹线座上沿所述转轴轴向设置有拉杆，所述拉杆朝远离所述气涨轴套的方向延伸设置，且在所述拉杆远离所述夹线座的一端设置有第一滚轮，所述驱动座包括拉环和设置在其外圈的支座，在所述支座上对应所述第一滚轮设置有第二滚轮，所述第一滚轮和所述第二滚轮的旋转轴心均与所述转轴轴向垂直设置。

2.根据权利要求1所述的自动收卷轴，其特征在于，所述传动组件包括连接座、限位座和第一弹簧，所述限位座与所述转轴固定连接，所述连接座与所述转轴同轴转动并能沿其轴向移动，所述第一弹簧的两端分别与所述限位座和所述连接座相抵接并将所述连接座朝向所述主动轮压紧，所述拉环设置在所述连接座外圈并能带动所述连接座朝向所述限位座移动；

所述连接座和所述主动轮通过两个端面带牙的半离合器相互嵌合后同轴转动，在所述连接座朝向所述主动轮的一端设置有第一半离合器，在所述主动轮朝向所述连接座的一端设置有第二半离合器。

3.根据权利要求2所述的自动收卷轴，其特征在于，在所述连接座上设置有挡环，所述挡环的外径大于所述拉环的内径，所述拉环的内径大于所述第一半离合器的外廓尺寸；

所述第一弹簧的一端与所述挡环相抵接，所述拉环位于所述挡环朝向所述主动轮的一侧，所述连接座与所述转轴上设置的平键滑动连接。

4.根据权利要求1所述的自动收卷轴，其特征在于，所述气涨轴套包括固定座、滑块、涨紧钉和涨紧套，所述涨紧套套设在所述滑块和所述固定座外圈，且其开口端与所述固定座固定连接，所述涨紧套配合所述滑块形成封闭的第一腔体，且在所述滑块和所述固定座之间形成第二腔体；

所述固定座与所述转轴固定连接，所述滑块与所述转轴同轴转动并能够沿其轴向移动，所述气体通路的一端与所述第一腔体相连通，所述涨紧钉在所述滑块外圈周向均设有多个，在所述涨紧套上对应所述涨紧钉开设有多个通孔，所述滑块移动并能驱动所述涨紧钉从所述通孔伸出或者内陷。

5.根据权利要求4所述的自动收卷轴，其特征在于，在所述转轴上套设有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与所述导气座和所述夹线座相抵接，并能驱动所述夹线座朝向所述固定座压紧。

6.根据权利要求4所述的自动收卷轴，其特征在于，所述滑块包括密封部和涨紧部，所述密封部与所述第一腔体相接触，所述涨紧部朝向所述密封部的一端设置为收拢结构，且其外径朝向所述密封部逐渐减小，所述涨紧钉设置在所述涨紧部靠近所述密封部的一端；

所述涨紧钉与所述滑块滑动连接，并在所述滑块移动过程中沿所述转轴径向移动，且所述涨紧钉远离所述滑块的一端不与所述通孔脱离。

7.一种换卷下料机构，其特征在于，包括安装竖板和设置在其上的排纱组件、收卷盘、换卷架和下料组件，所述排纱组件设置在所述安装竖板的收卷侧，且位于所述收卷盘水平方向的一侧，所述换卷架和所述下料组件均设置在所述安装竖板的非收卷侧，且均位于所述收卷盘水平方向远离所述排纱组件的一侧，所述换卷架靠近所述收卷盘设置；

所述排纱组件包括安装座和设置在其上的直线模组和导纱架，所述收卷盘包括转盘和相对设置在其上的两个如上述权利要求2所述的自动收卷轴，所述导气座通过所述固定板与所述转盘的收卷侧固定连接，在所述转盘的非收卷侧上设置有安装架，所述自动收卷轴与所述安装架转动连接，通过设置在所述安装架上的第一驱动组件和第二驱动组件分别驱动两所述自动收卷轴和所述转盘转动；

所述换卷架包括支撑杆和设置在其上的第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和所述第二挡板均与所述安装竖板平行设置，且所述第一挡板靠近所述安装竖板，所述第一滚轮和所述第二滚轮的旋转轴心分别与所述第一挡板和所述第二挡板的相向平面对应设置，在所述第一挡板和所述第二挡板的相对平面上分别设置有第一凸板和第二凸板，所述转盘转动使所述第一滚轮和所述第二滚轮分别与所述第一挡板和所述第二挡板相向平面相接触，当分别移动至所述第一凸板和所述第二凸板后，所述第一滚轮通过所述拉杆驱动所述夹线座朝向所述安装竖板移动，所述第二滚轮通过所述拉环驱动所述传动组件与所述主动轮脱离；

所述下料组件包括位于所述安装竖板两侧的气缸和卡套，所述卡套位于所述安装竖板的收卷侧，所述气缸的输出轴穿过所述安装竖板并能驱动所述卡套沿所述自动收卷轴轴向移动，所述卡套通过销轴与安装板转动连接，所述安装板与所述安装竖板平行设置并与所述气缸输出轴端部固定连接，所述卡套的开口朝向所述收卷盘设置。

8.根据权利要求7所述的换卷下料机构，其特征在于，所述安装座垂直于所述安装竖板设置，所述直线模组设置在所述安装座朝向所述收卷盘的一侧，所述导纱架设置在所述直线模组上，并在所述直线模组的驱动下对应所述卷筒的收卷区间做往复直线运动。

9.根据权利要求7所述的换卷下料机构，其特征在于，所述卡套包括呈一定夹角设置的第一夹板和第二夹板，所述第一夹板朝向所述转盘圆心设置，所述第二夹板沿竖直方向设置，所述销轴设置在两卡板的连接端，且在所述第二夹板与所述第一夹板的连接端上开设有腰型孔，所述第一夹板上设置有定位销且位于所述腰型孔内；

所述第一夹板设置在所述安装板上并与所述销轴固定连接，所述第二夹板设置在所述第一夹板上并与所述销轴转动连接，在所述安装板上位于所述第二夹板远离所述收卷盘的一侧设置有挡块，在所述销轴远离所述卡套的一端设置有扭簧，并驱动所述卡套朝向所述挡块压紧。

10.根据权利要求9所述的换卷下料机构，其特征在于，在所述第一夹板上设置有弹片，且所述弹片与所述第二夹板远离所述收卷盘的一侧相抵接；

所述弹片沿竖直方向固定在所述第一夹板与所述第二夹板的连接端。

11.根据权利要求7所述的换卷下料机构，其特征在于，所述第一挡板和所述第二挡板均与所述转盘远离所述排纱组件的半圆对应设置为弧形板，在所述第一挡板和所述第二挡板相向面上对称设置有第一斜板和第二斜板，所述第一斜板和所述第二斜板分别作为所述第一滚轮和所述第二滚轮移至所述第一凸板和所述第二凸板的过渡板。

12.根据权利要求7所述的换卷下料机构，其特征在于，所述第一驱动组件包括与两所述主动轮设置在同一竖直平面内的驱动轮、固定轮和张紧轮，所述驱动轮位于两所述主动轮之间，所述固定轮位于所述驱动轮和任一所述主动轮之间，所述张紧轮配合两所述主动轮呈三角结构设置，且能够调节所述张紧轮与所述驱动轮之间的间距；

所述驱动轮通过驱动轴驱动转动，且所述驱动轮通过一个同步带同时驱动两所述主动轮，以及固定轮和所述张紧轮转动，所述同步带设置有双面齿，所述驱动轮与所述同步带外齿相啮合，两所述主动轮、所述固定轮和所述张紧轮均与所述同步带内齿相啮合。

13.根据权利要求12所述的换卷下料机构，其特征在于，所述第二驱动组件包括与所述转盘同轴设置的齿盘，所述齿盘固定在所述安装架远离所述转盘的一端，在所述在支撑杆远离所述安装竖板的一端设置有支撑板，在所述支撑板上设置有第一电机和第二电机，所述第一电机通过带轮组件驱动所述驱动轴转动，所述第二电机通过带轮组件驱动与所述齿盘相啮合的小齿轮转动。

14.根据权利要求7所述的换卷下料机构，其特征在于，在所述安装架上位于所述第一滚轮和所述第二滚轮之间设置有导向座，在所述导向座上沿所述转轴轴向开设有导向孔，所述拉杆远离所述夹线座的一端与所述导向孔滑动连接；

在所述支座朝向所述安装竖板的一端设置有导向杆，且所述导向杆伸入所述导向孔中并与其滑动连接。

15.一种下料控制方法，应用于上述权利要求7~14任一项所述的换卷下料机构，其特征在于，包括以下步骤：

通过第二驱动组件驱动转盘逆时针转动，使满卷自动收卷轴靠近下料组件和换卷架，同时使空卷自动收卷轴靠近排纱组件；

转盘驱动两自动收卷轴接近同一水平面时，满卷自动收卷轴的固定座逐渐卡入卡套，在逐渐撑开卡套开口的同时带动卡套逆时针转动；

当转盘转动使第一滚轮和第二滚轮分别移至第一凸板和第二凸板后，通过第一滚轮驱动夹线座朝向转盘移动，并配合固定座形成夹线槽，通过第二滚轮驱动传动组件与主动轮脱离，使转轴停转；

通过气缸驱动卡套远离安装竖板，并带动卷筒与气涨轴套脱离，再通过气缸驱动卡套复位。

16.根据权利要求15所述的下料控制方法，其特征在于，转盘转动并带动满卷自动收卷轴与卡套相接触时，第一滚轮和第二滚轮分别与第一挡板和第二挡板相接触；

当满卷自动收卷轴的固定座卡入卡套后，第一滚轮和第二滚轮分别移动至第一凸板和第二凸板上。

17.根据权利要求15所述的下料控制方法，其特征在于，在安装架上设置有电磁阀和导气管，电磁阀与第二挡板对应设置，电磁阀与导气管相连通，并分别与两自动收卷轴上的导气座相连通；

在电磁阀上设置有触发轮并与电磁阀上的切换开关相连接，触发轮靠近任一自动收卷轴的第二滚轮设置，且在转盘转动下能够与第二挡板的内圈滑动连接；

当触发轮与第二挡板内圈接触后，触发轮触发电磁阀的切换开关，使移动至换卷架处的自动收卷轴上的导气座通气，解除涨紧钉对卷筒的涨紧固定，便于满卷卷筒与涨紧套的脱离。

Images