缝纫机 本发明是关于一种缝纫机，尤其是关于一种用线状材料在一工作织物上形成锯齿形针脚的缝纫机。
常规缝纫机包含一压脚，它具有一预定结构外形并置于一针杆的同一轴线上，或包含一压脚夹具，该压脚夹具本身用作压脚。设置有一用来引导形成于工作织物上的针脚(或针迹)诸如线或带之类的线状材料的导向件。缝纫机包含一用来垂直驱动压脚夹具使其与针杆的垂直运动同步的垂直传动装置；一用来使压脚夹具围绕针杆轴线转动的旋转控制装置；和一用来往复转动导向件的导向件传动控制装置。这些装置是为把一主轴的旋转运动转换为这些装置各自所需的运动。
然而，在常规的缝纫机中，用于压脚夹具的垂直传动装置和旋转控制装置和用于导向件的导向传动装置，在各种缝纫条件下不能控制其实现所需的运动，原因是这些装置都用主轴作为驱动源，因此，常规缝纫机无法胜任各种各样的缝纫操作。
因此，本发明的一个目的是在于提供一种缝纫机，在这种缝纫机中一压脚夹具的垂直运动、压脚夹具的方向和一用于引导线状材料导向件的运动都能相互独立地控制。
本发明的另一目地在于提供一种能胜任各种缝纫条件的缝纫机。
按照本发明提供的一种缝纫机具有一缝纫头，缝纫头包括：
—用于垂直往复驱动一针杆的针杆传动(或驱动)装置；
—用于使一压脚的垂直移动与针杆的垂直运动保持同步的压脚传动装置；
—用于使压脚围绕针杆转动以控制压脚的方向朝一预定方向的方向控制装置；和
—用于使一导引待缝线状材料至工作织物上的导向件往复转动的导向件传动装置；和
压脚传动装置、方向控制装置和导向件传动装置分别具有一第一驱动源、一第二驱动源和一第三驱动源，它们彼此间独立设置。
由于这种结构，压脚传动装置、方向控制装置和导向件传动装置能相互独立地控制，从而这些装置能实施任何所需要的动作。
通过结合附图参阅权利要求和说明就会对本发明有清楚的理解。
图1是一个按照本发明实施例的缝纫机的缝纫头的前视图；
图2是图1中某些部分放大的视图；
图3是一个类似于图1的前视图但示出某部分被拆走后的缝纫头；
图4是一个缝纫头的左视图；
图5是一个类似于图4的左视图但示出某部分被拆走后的缝纫头；
图6是图4中某些部分放大的视图；
图7是图5中某些部分放大的视图；
图8是该缝纫头的右视图；
图9是图8中某些部分放大的视图；
图10是形成锯齿形针脚操作的说明性视图；
图11是图10的左视图。
下面将参照附图描述本发明的一个实施例。
参照图1，表示出一个缝纫机缝纫头的前视图。图2表示一个该缝纫头某些部分放大的视图。图3表示一个该缝纫头某部分被拆走后的前视图。图4表示一个该缝纫头的左视图。如图1至图4所示，该缝纫机的主轴12贯穿机架10，它有一个左外侧壁，其上安装着一个用于驱动针杆16的跳动线控制装置的电机28、一个用于驱动垂直移动压脚夹具40的压脚传动装置的电机60、及一个用于驱动控制压脚40方向的方向控制装置的电机80。另外，机架10有一个右外铡壁，其上安装着一个用于驱动导向件传动装置的电机90，该装置有一个锯齿形针脚臂116(一个导向件118)可来回摆动的形成锯齿形针脚。
图5明确表示出该缝纫头的一个垂直剖视图，针杆16垂直可移动地夹持在机架10上。缝纫针17安装在针杆16的下端。针杆夹18扣紧在针杆16的中间部位。针杆16由针杆传动装置20来操纵，该装置由主轴12的旋转作为驱动源来驱动。针杆传动装置20将紧固在主轴12上的针杆凸轮13的旋转运动转化为相对于导向轴26上垂直传动件22的垂直运动，该导向轴被垂直地夹持在机架10上。针杆传动装置20还将垂直传动件22的垂直移动通过针杆夹18传递给针杆16。
垂直传动件22可垂直移动并可旋转地夹持在导向轴26上。在垂直传动件22的一侧壁上形成了一个啮合面24，该面具有预定的垂直长度。
如图5所示，挑线卷柄100所带的凸台101(注：thrcad take-up lewr国内称为“挑线杆”)可旋转且轴向可滑动地固定在卷柄轴103上。卷柄轴103安装在机架10上且与主轴12平行延伸。卷柄传动臂102与紧固在主轴12上并随其旋转的卷柄凸轮14相配合，使挑线卷柄100能依靠卷柄传动臂102而绕卷柄轴103的轴线重复往返地旋转。
如图3所示，弹簧106安装在卷柄轴103上并置于挑线卷柄100的凸台101和机架10之间，这样使得挑线卷柄100通常如图3所示被弹簧106的偏向压力压向右侧且使得凸台101抵靠在扣紧于卷柄轴103上的挡块104上。在这种状态下，凸台101齿轮101a与卷柄传动臂102的齿轮102a互相啮合，使得卷柄传动臂102的驱动力被传至挑线卷柄100。
按(压)销108可滑动地插入机架10的右侧壁，它通常被安装在按销108上的且位于机架右侧壁内部的弹簧109向外挤压。当按销108如图3中点划线所示被压入右侧壁时，挑线卷柄100沿卷柄轴103向左移动。结果，凸台101的齿轮101a与卷柄传动102的齿轮102a脱开啮合，使得自卷柄传动臂102到挑线卷柄100的驱动力传递被打断。此时，挑线卷柄100保持在一个预定的旋转位置，按销108保持在点划线所示的位置。
下面将说明跳线控制装置。图6为图4中某部分被放大的视图，如图6所示，传动臂30被固定在用来控制针杆16跳线移动的电机28的输出轴29上。电机28被由一个控制器(未画出)输出的跳线信号所驱动，使得传动臂30由图6中实线所示的位置旋转至点划线所示的位置。
当针杆16到达上部极限位置时，传动臂30旋转至图6中点划线所示位置，使针杆传动装置20的垂直传动件22的啮合面24被安装在传动臂30一端的滚柱31所挤压。因此垂直传动件22绕导向轴26的轴线旋转以松开针杆16的针杆夹18，使针杆16进入跳线状态。只要传动臂30保持在图6中点划线所示的旋转位置就能使跳线状态无间断地持续。垂直传动件22的啮合面24其垂直长度是固定的，使得啮合面24能在针杆26的整个垂直行程移动过程中正对着传动臂30的滚柱31。
图7为图6中某部分剖视图，如图7所示，支撑柱36可滑动地插入一个紧固在机架10下部的固定套筒34中，使得支撑柱36能相对于针杆16垂直移动且绕针杆16的轴线可旋转。卡环38扣紧在支撑柱36的顶端。压脚夹具40与支撑柱36的底端相接。
如图6所示，压脚夹具40具有一个带双齿的叉状结构，其中一个在外表面上形成了沿垂直方向延伸的键槽42(见图7)。压脚44可分离地安装在另一齿的底端。导向件46固定在压脚44上用来将由线轴56供给的线状材料导引至图6中所示的喉板19的上方及附近。
如图5和图7所示，旋转柱50安装在固定套筒34上。旋转柱50可绕其轴线旋转但不能相对于固定套筒34做垂直方向移动。在旋转柱50的上端的外表面形成了一滚筒52。键54固定在旋转柱50的底端并与压脚夹具40的键槽42相啮合。线轴托架57(绕)线轴56安装在旋转柱50的外表面用于可旋转地支撑，而从各种各样的线状材料中选出一种缠绕在线轴56上。
传动环58可旋转且可垂直移动地安装在旋转柱50上。在传动环58的外表面上形成了环状槽58a。
下面将说明垂直驱动压脚夹具40的压脚传动装置。
如图2所示，传动臂72具有一叉头端与以撑柱36的卡环38相啮合，使传动臂72切实可行地将其垂直移动传递至支撑柱36。传动臂72安装在垂直方向可移动件70上，该件又由一垂直地安装在机架10上的导向轴66垂直可移动地支撑，这使得传动臂72相对于其下端极限位置是可调的。可垂直移动的基板74由导向轴66垂直可移动地支撑，而垂直可移动件70依靠块状件76由垂直可移动基板74支撑。弹簧77安装在导向轴66上且位于垂直可移动件70和垂直可移动基板74之间，使垂直可移动件70偏于压向块状件76的方向(向下)。
弹簧78安装在导向轴66上位于垂直可移动基板74的上方且通常向下压垂直可移动基板74。此处，弹簧78的压力被限定小于弹簧77的压力(大约是弹簧77压力的三分之一)。
电机60作为压脚传动装置的驱动源，且如图4和图6所示带有一个输出轴61，传动杆62紧扣于轴61上，传动杆62的一端通过连接件63连至旋臂64的一端。旋臂64可旋转地支撑于机架10上且另一端通过连接件65连至垂直可移动基板74上。
当驱动电机60使其在图6中实线所示的位置和点划线所示的位置X1之间往复旋转旋臂64时，垂直可移动件70及垂直可移动基板74沿着导向轴66垂直移动。结果，支撑柱36与压脚夹具40通过传动臂72在图6中实线所示的下部极限位置Y1和点划线所示的上部极限位置Y2之间垂直移动。
当压脚夹具40(或压脚44)位于图6中实线所示的下部极限位置时，传动杆62抵靠在挡块62a上。另外，控制器控制电机60使得驱动电机60的供电电流在压脚夹具40每完成一次将压脚44自下部极限位置经上部极限位置又移回下部极限位置的冲程移动后暂时中断，结果，传动杆62借助弹簧78的压力旋转至与挡块62a相抵靠的位置。即便电机60的旋转和压脚44的垂直移动没有同步，压脚44也能可靠地移至合适的下部极限位置以纠正每次冲程移动后由电机60造成的下部极限位置的偏差。
如图1、2、4、6所示，销子75安装在垂直可移动基板74上，由片簧制成的止动件68安装在机架10位于销子75一侧的侧壁表面上。当缝纫作业完成后，电机60被驱动而使旋臂64旋转至图6中点划线所示的位置X2，使销子75与止动件68相啮合。因此，当驱动电机60的电流在旋臂64的旋转移动完成后中断时，压脚夹具40(或压脚44)保持在点划线所示的非操作位置Y2。
当压脚44位于非操作位置时，由电机60的输出轴61、传动杆62、连接件63及旋臂64组成的连接装置能够被加自连接装置驱动侧的力(如图6中点划线Z所示)而自由驱动。即使当缝纫头被驱动而因某种原因电机60未被驱动，针杆16被主轴12的驱动力向下移动，如图图1和5中所示紧扣在针杆16上的块状件16a抵靠在传动臂72上，使销子75脱开止动件68从而驱动连接装置。压脚夹具40(或夹脚44)与针杆16以互锁的方式向下移动，从而不会导致任何损坏缝纫头部件的故障。
下面将说明用于控制压脚夹具40(压脚44)方向的方向控制装置。
电机80充当方向控制装置的驱动源带有一输出轴81，该轴在低于并靠近机架10的位置上紧固着一个传动皮带轮82。同步皮带84跨过传动皮带轮82和旋转柱50的皮带轮52，使得当电机80被驱动时旋转柱50往复旋转，且压脚44及压脚夹具40的方向通过键54来控制。
下面将说明用于驱动锯齿形针脚臂116上导向件118的导向件传动装置。
如图1和3所示，传动臂96有一个与在传动环58的外表面上形成的环状槽58a相啮合的叉状末端，使传动臂96的垂直移动被传至传动环58。传动臂96可垂直移动地支撑于导向轴97上。导向轴97垂直地安装在机架10上且相对于机架10的垂直位置是可调的，导向轴97能被固定在调整好的垂直位置上。
弹簧98安装在导向轴97上且位于传动臂96和机架10之间，使得弹簧98通常以压向挡块97a的方向(向上)挤压传动臂96，该挡块紧固在导向轴97上。弹簧99安装在导向轴97上并位于挡块97a上方，它通常通过一连接件16b向上部极限位置挤压针杆16，该连接件连接导向轴97和针杆16。
图8是缝纫头的右视图，图9是图8主要部分的放大的视图。从图8和9可以看出，充当导向件传动装置驱动源的电机90有一个输出轴91，传动杆92紧扣在该轴上。传动杆92的一端通过一连接件93连至旋臂94。旋臂94可旋转地以撑于机架10上。传动杆92的另一端通过连接件95连至传动臂96。
当驱动电机90使其在图9中实线所示的位置和点划线所示的位置之间往复旋转旋臂94时，传动臂96沿导向轴97垂直往复移动，使得传动环58与传动臂96以互锁的方式垂直往复移动。
图10和11表示形成锯齿形针脚的操作。如图10和11所示，曲柄(或曲拐)110通过销子112可旋转地安装在旋转柱50的外周。曲柄110的一端自销子112的安装位置大致沿水平延伸且其上安装了一个滚筒111。曲柄110向下延伸部分上安装了一个锯齿形针脚臂116。导向件118具有管状结构以便为线状材料提供导向且紧固在锯齿形针脚臂116上。
另一方面，啮合件114安装在传动环58上且其叉状部分115与曲柄110的滚筒111相啮合，使得曲柄110与锯齿形针脚臂116和导向件118共同绕销子112的轴线往复旋转，以产生锯齿形针脚臂116和导向件118的摆动。
当电机90的供电电流中断时，传动臂96被弹簧98的压力移至抵靠在导向轴97的挡块97a上并保持在该位置(见图1和3)。此时，锯齿形针脚臂116保持在图10中实线所示的位置。另外，导向轴97相对于机架10的垂直位置是可调的。因此，通过调整导向轴97和电机90的旋转角度，可以根据线状材料的厚度或宽度来改变锯齿形针脚臂116的旋转角度(锯齿移动的角度)。
下面将说明上述实施例的操作过程。
当主轴12旋转时，针杆16垂直往复移动，且挑线卷柄100围绕卷柄轴103的轴线往复旋转。当跳线信号自控制器输出时，电机28被驱动使垂直传动件22围绕导向轴26的轴线旋转，而使针杆16进入跳线状态。由于垂直传动件22的旋转与其啮合面24受臂30的滚筒31的挤压共同完成，就能够减少当跳线信号输出时产生的碰撞声(当针杆16位于上部极限位置附近时)。
另一方面，通过驱动电机60而移动垂直可移动基板74和垂直可移动件70来垂直移动压脚44，当由于电机60超负荷或其他原因而使电机60的旋转与压脚44的垂直移动无法同步时，压脚44在每次冲程移动后下移至合适的下部极限位置，能够纠回不同步现象。当由于某物体的阻碍而使压脚44无法到达合适的下部极限位置时，位于垂直可移动件70和垂直可移动基板74之间的弹簧77被压缩，从而减少了施加于压脚上的冲击力。
如果缝纫机被用来通过向低于缝纫针17的某位置提供缠绕于线轴56上的线状材料来在待缝制的工作织物上形成线状材料的针脚，电机80被驱动使压脚44围绕针杆16的轴线旋转，以便能控制压脚44及线状材料导向件46的方向，使得线轴56始终位于针脚形成方向的正面。
当缝纫机如参照图10和11所示被用于形成锯齿形针脚时，电机90被驱动以垂直往复移动传动环58，使得锯齿形针脚臂116与线状材料的导向件118一起往复旋转(摆动)。
当该实施例的缝纫头被用于具有一组该种缝纫头的多头缝纫机，以及当一些缝纫头需要运行以完成缝纫作业而其余的缝纫头不必运行时，控制器按下述方式控制其余的每个缝纫头：针杆16持续地保持在跳线状态，按销108起作用以切断卷柄传动臂102至挑线卷柄100的移动传递。此时，用于压脚44垂直移动的电机60、用于控制压脚44方向的电机80、及用于锯齿形针脚臂116的导向件118的往复移动的电机90均被停止。因此，按照包括电机60、80和90的驱动系统，不必要包括一个离合装置，且每个缝纫头相应的控制装置都是相同的，这样就简化了缝纫机的构造。
另外，压脚44的垂直移动、压脚44的方向控制、及导向件118的往复移动都由相应的电机60、80和90分别完成，这些操作的控制量或控制时序可由每个缝纫头独自确定。再则，由于只有主轴12贯穿缝纫头，缝纫机能容易地装配，即便维护工作要求拆下任何贯穿缝纫头的轴也能容易地完成。
在上述实施例中，压脚44尽管是安装在压脚夹具40上，压脚夹具40也可以具有牢固的柱状结构而自身充当压脚。
虽然本发明是参照其最佳实施例加以描述的，应该理解能够在不背离权利要求书所限定的本发明的宗旨前提下轻易地做出调整或改动。