技术领域
[0001] 本发明涉及缝纫机领域，特别是涉及一种模块化缝纫机。
相关背景技术
[0002] 缝纫机具有刺料动作、挑线动作、送料动作和勾线动作四大基础动作就能实现缝料的基础缝制，再添加一些辅助动作如剪线动作、抬压脚动作、松线动作、调针距动作等等。目前，现有技术中的缝纫机的结构如图1所示，主要包括主电机、由主电机驱动转动的主轴
100、刺布挑线机构200、送料机构300、勾线机构400、剪线机构500、以及抬压脚机构600，其中，刺布挑线机构200、送料机构300和勾线机构400都由主轴100驱动运转，剪线机构500中剪线凸轮由勾线机构400中的下轴驱动转动，剪线机构500具有独立于主电机的剪线驱动源
501，抬压脚机构600具有独立于主电机的抬压脚驱动源601。现有技术中的缝纫机运转时，主电机驱动主轴100转动，主轴100带动刺布挑线机构200、送料机构300和勾线机构400运转，则刺布挑线机构200、送料机构300和勾线机构400协同配合动作，完成缝纫；需要剪线时，剪线驱动源501动作，使剪线机构500中的传动部件与剪线凸轮配合，主轴100转动，使得勾线机构400中的下轴转动，由此使剪线机构500执行剪线动作；需要抬压脚时，抬压脚驱动源601动作，使抬压脚机构600执行抬压脚动作。然而，现有缝纫机存在下述缺陷：
[0003] 1、传动结构非常复杂；刺布挑线机构200、送料机构300、勾线机构400和剪线机构500的动力均来自于主轴100，或者说，刺布挑线机构200、送料机构300、勾线机构400和剪线机构500的动力源都为主电机，因此，在缝纫时，刺布挑线机构200、送料机构300和勾线机构
400之间为联动关系；在剪线时，刺布挑线机构200、送料机构300、勾线机构400和剪线机构
500之间为联动关系，从而导致各机构之间的相对运动时序唯一确定，用户无法调节，对不同类型面料的缝纫适应性较差。
[0004] 2、缝纫机以主电机为主动力源，通过比较复杂的传动结构，分别将动力传递至刺布挑线机构200中的针杆和挑线杆、送料机构300中的送布牙、勾线机构400中的旋梭、以及剪线机构500中的动刀这些终端执行部件，还需要额外增设独立的剪线驱动源501和抬压脚驱动源601来配合动作，实现剪线和抬压脚等附加功能。因此，缝纫机整体的结构形式复杂，传动链较长，容易引起震动、噪声等不良后果；比如：送料机构300中两根较长的抬牙连杆和送布连杆的高速转动会引起较大的噪声，且极易磨损；传动链过长会导致运动部件的装配精度和零件加工精度要求等无法准确保证。
[0005] 3、机壳结构复杂，制造精度要求高；机壳分为上下节，为了实现上节的动力传递到下节，且从机壳右端传递到机壳左端，相对的送料机构300中的抬牙轴和送料轴，勾线机构400中的下轴都从机壳右端整轴通到机壳左端，那么对机壳中相应安装孔的同轴度、同心度及精度都要求非常高，这就需要运用到一些专用的加工设备、工装夹具。
具体实施方式
[0112] 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。
[0113] 须知，本说明书附图所绘的结构、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。
[0114] 本申请提供一种模块化缝纫机；为便于叙述，将该模块化缝纫机正缝时缝料的移动方向定义为前方向；将与前后方向正交的水平方向定义为左右方向；将与前后方向正交的竖直方向定义为上下方向。下述提供模块化缝纫机的几个优选实施例。
[0115] 模块化缝纫机实施例一
[0116] 如图2所示，模块化缝纫机实施例一包括牙架10、固定安装在牙架10上的送布牙20、刺布挑线模块30和抬牙送布勾线模块40。其中，刺布挑线模块30包括刺布挑线驱动源
31、可上下往复移动的针杆32、安装在针杆32下端的机针33、可上下往复摆动的挑线杆、以及刺布挑线传动机构，刺布挑线驱动源31通过刺布挑线传动机构与针杆32和挑线杆相连，驱动针杆32和挑线杆运动。抬牙送布勾线模块40包括抬牙送布勾线驱动源41、可转动的旋梭42、设置在牙架10后端的抬牙连接部101、设置在牙架10前端的送布连接部102、抬牙送布勾线传动机构，抬牙送布勾线驱动源41通过抬牙送布勾线传动机构与旋梭42、抬牙连接部
101和送布连接部102相连，驱动旋梭42转动、牙架10和送布牙20上下往复运动、以及牙架10和送布牙20前后往复运动。刺布挑线模块30和抬牙送布勾线模块40为两个互相独立的功能模块，刺布挑线驱动源31和抬牙送布勾线驱动源41为两个互相独立的驱动源。
[0117] 模块化缝纫机运转时，刺布挑线驱动源31和抬牙送布勾线驱动源41都动作，刺布挑线驱动源31通过刺布挑线传动机构驱动针杆32上下往复移动，针杆32带动机针33上下往复移动，执行刺布动作；面线从挑线杆中穿过，刺布挑线驱动源31通过刺布挑线传动机构驱动挑线杆上下往复摆动，执行挑线动作；抬牙送布勾线驱动源41通过抬牙送布勾线传动机构驱动旋梭42转动，执行勾线动作；抬牙送布勾线驱动源41通过抬牙送布勾线传动机构驱动牙架10和送布牙20上下往复运动，执行抬牙动作；抬牙送布勾线驱动源41通过抬牙送布勾线传动机构驱动牙架10和送布牙20前后往复运动，执行送布动作；故送布牙20做上下往复运动和前后往复运动的合成运动。如此，刺布挑线模块30和抬牙送布勾线模块40相互配合，完成缝纫。特别地，刺布挑线模块30和抬牙送布勾线模块40为模块化缝纫机的功能模块，每个功能模块都采用独立的驱动源进行驱动，使得刺布挑线模块30和抬牙送布勾线模块40之间相互独立、互不干涉，一方面缩短了各功能模块的传动链，避免因传动链过长而引起的振动、噪声等问题，传动效率高，还能降低机壳、各零件的加工和装配精度要求，另一方面可以调整各功能模块的相对运动时序，比如可以调节旋梭42相对机针33的勾线时刻的早晚、调整送布牙20的抬牙送布时序等，一般来说薄料缝纫时的勾线时间较早，厚料缝纫时的勾线时间较晚，由此大大提升缝纫适应性。
[0118] 进一步地，刺布挑线驱动源31为电机、优选选用伺服电机。如图3所示，刺布挑线传动机构包括由刺布挑线驱动源31驱动转动的上轴34、固定在上轴34上的针杆曲柄35、刺布挑线传动轴36、连杆机构、以及曲柄滑块机构，上轴34左右延伸，上轴34的右端与刺布挑线驱动源31的电机轴通过联轴器相连，刺布挑线传动轴36具有偏心于上轴34的第一轴部、以及偏心于第一轴部的第二轴部，第二轴部同时也偏心于上轴34，第一轴部固定于针杆曲柄35、且通过连杆机构与挑线杆相连，第二轴部通过曲柄滑块机构与针杆32相连。刺布挑线驱动源31驱动上轴34转动，上轴34带动针杆曲柄35和刺布挑线传动轴36一起绕上轴34的中心轴线转动，刺布挑线传动轴36通过连杆机构带动挑线杆上下往复摆动、执行挑线动作，刺布挑线传动轴36通过曲柄滑块机构带动针杆32上下往复移动，针杆32带动机针33上下往复移动、执行刺布动作。曲柄滑块机构的结构可参见申请号为202010307710.4的中国发明专利申请所公开的缝纫机。
[0119] 进一步地，抬牙送布勾线驱动源41为电机、优选选用伺服电机。如图4所示，抬牙送布勾线传动机构包括抬牙轴43、送布轴44、下轴45、连接在抬牙轴43和送布轴44之间的第一传动单元、连接在抬牙轴43和下轴45之间的第二传动单元、连接在抬牙轴43和牙架10的抬牙连接部101之间的抬牙传动单元、以及牙架座46，抬牙轴43、送布轴44和下轴45都左右延伸、且都可转动地支撑在缝纫机机壳中，抬牙轴43的右端与抬牙送布勾线驱动源41的电机轴通过联轴器相连接，故抬牙轴43由抬牙送布勾线驱动源41直接驱动转动，第二传动单元使下轴45和抬牙轴43的转速比为2:1，牙架座46固定在送布轴44的左端、并与牙架10的送布连接部102铰接，旋梭42固定在下轴45的左端。抬牙送布勾线驱动源41驱动抬牙轴43转动，抬牙轴43通过抬牙传动单元驱动牙架10和送布牙20上下往复运动，执行抬牙动作；同时，抬牙轴43通过第一传动单元驱动送布轴44往复摆动，送布轴44通过牙架座46驱动牙架10和送布牙20前后往复运动，执行送布动作；同时，抬牙轴43通过第二传动单元驱动下轴45转动，下轴45带动旋梭42一起转动，执行勾线动作。
[0120] 抬牙传动单元的优选结构为：如图4至图6所示，抬牙传动单元包括固定在抬牙轴43左端的第一抬牙偏心轮470、以及第一抬牙连杆471，第一抬牙偏心轮470具有偏心于抬牙轴43的第一抬牙偏心轴部，抬牙连杆的一端可转动地安装于第一抬牙偏心轴部、另一端与牙架10的抬牙连接部101铰接。
[0121] 第一传动单元的优选结构为：如图4至图6所示，第一传动单元包括固定在抬牙轴43上的送布偏心轮480、送布连杆481、具有固定摆动支点的送布摆动座482、第一送布摆杆
483、第二送布摆杆484、以及固定在送布轴44右端的送布曲柄485，送布连杆481的后端可转动地安装于送布偏心轮480的偏心部，送布连杆481的前端、第一送布摆杆483的一端、以及第二送布摆杆484的一端同轴线铰接，第一送布摆杆483的另一端与送布摆动座482铰接，第二送布摆杆484的另一端与送布曲柄485铰接。
[0122] 第二传动单元的优选结构为：如图4和图7所示，第二传动单元采用齿轮传动的形式，第二传动单元包括可转动地支撑在缝纫机机壳中且左右延伸的中间轴491、固定在抬牙轴43上的第一齿轮492、固定在中间轴491上的第二齿轮493、以及固定在下轴45右端的第三齿轮494，第一齿轮492和第二齿轮493啮合，第二齿轮493又与第三齿轮494啮合。
[0123] 进一步地，上述第一传动单元中，送布摆动座482的角度决定第一传动单元的传动效率，也即决定抬牙轴43通过第一传动单元带动送布轴44往复摆动的摆动幅度，或者说，决定抬牙送布勾线驱动源41通过抬牙送布勾线传动机构驱动牙架10和送布牙20前后往复运动的运动幅度，从而决定模块化缝纫机的针距。基于此，如图2、图5和图6所示，模块化缝纫机还包括独立于刺布挑线模块30和抬牙送布勾线模块40的针距调节模块50，针距调节模块50包括独立于刺布挑线驱动源31和抬牙送布勾线驱动源41的针距调节驱动源51，针距调节驱动源51为电机、优选选用伺服电机，针距调节驱动源51的电机轴与送布摆动座482固定相连，故针距调节驱动源51能够直接驱动送布摆动座482绕其固定摆动支点转动，从而改变或保持送布摆动座482的角度，也就相应地改变或保持模块化缝纫机的针距。送布摆动座482的固定摆动支点落在针距调节驱动源51的电机轴的中心轴线上，针距调节驱动源51的电机轴左右延伸。
[0124] 进一步地，如图8所示，模块化缝纫机还包括辅助功能模块60，该辅助功能模块60独立于刺布挑线模块30和抬牙送布勾线模块40，即辅助功能模块60与刺布挑线模块30和抬牙送布勾线模块40之间相互独立、互不干涉，辅助功能模块60功能的实现不依赖于刺布挑线模块30和抬牙送布勾线模块40，辅助功能模块60可以实现多种预定的缝纫执行动作，比如抬压脚、剪线、压脚压力调节、松线等。基于此，辅助功能模块60包括独立于刺布挑线驱动源31和抬牙送布勾线驱动源41的辅助驱动源65、终端执行部件、以及中间传动机构，辅助驱动源65通过中间传动机构与终端执行部件相连。本实施例中，辅助功能模块60用于执行抬压脚动作和剪线动作；基于此，如图8所示，终端执行部件包括剪线部件61和抬压脚部件62，中间传动机构包括连接在辅助驱动源65和剪线部件61之间的剪线传动机构63、以及连接在辅助驱动源65和抬压脚部件62之间的抬压脚机构64。优选地，辅助驱动源65为电机、优选为伺服电机，构成辅助驱动源65的电机为双轴电机。
[0125] 进一步地，如图8所示，剪线部件61包括位置固定的定刀611、以及可转动的动刀612，剪线传动机构63包括固定在辅助驱动源65左侧电机轴上的剪线凸轮631、剪线滚子
632、可转动地支撑在缝纫机机壳中且左右延伸的第一剪线曲柄轴633、固定在第一剪线曲柄轴633左端的第一剪线曲柄634、剪线滑块635、可转动地支撑在缝纫机机壳中且左右延伸的第二剪线曲柄轴636、固定在第二剪线曲柄轴636左端的第二剪线曲柄637、剪线连杆638、以及动刀架639，第一剪线曲柄轴633的右端一体延伸出有第一剪线驱动臂，剪线滚子632可转动地安装于第一剪线驱动臂、并与剪线凸轮631接触配合，第二剪线曲柄轴636的右端一体延伸出有第二剪线驱动臂，剪线滑块635与第一剪线曲柄634铰接、并与第二剪线驱动臂中左右延伸的剪线滑槽滑动配合，剪线连杆638的两端分别与第二剪线曲柄637和动刀架
639铰接，动刀612固定于动刀架639。另外，剪线凸轮631上与剪线滚子632接触配合的轮廓面包括第一变径驱动段、以及第一避让段，第一避让段可以为等径面。
[0126] 进一步地，如图8所示，抬压脚部件62包括可上下移动的压脚621，抬压脚机构64包括固定在辅助驱动源65右侧电机轴上的抬压脚凸轮641、抬压脚滚子642、可转动地支撑在缝纫机机壳中且左右延伸的抬压脚驱动轴643、固定在抬压脚驱动轴643右端的抬压脚曲柄644、上下延伸的第一拉杆645、具有第一固定摆动支点的右杠杆646、左右延伸的第二拉杆
647、具有第二固定摆动支点的左杠杆648、抬压脚提升板649、压杆导架6410、以及上下延伸的压杆6411，抬压脚驱动轴643的左端一体延伸出有抬压脚驱动臂，抬压脚滚子642可转动地安装于抬压脚驱动臂、并与抬压脚凸轮641接触配合，第一拉杆645的两端分别与抬压脚曲柄644和右杠杆646铰接，第二拉杆647的两端分别与右杠杆646和左杠杆648铰接，左杠杆
648与抬压脚提升板649的上端相铰接，抬压脚提升板649上设有提升钩部，压杆导架6410上设有与提升钩部相卡合的连接突部，压杆导架6410固定在压杆6411的上端，压脚621安装在压杆6411的下端。另外，抬压脚凸轮641上与抬压脚滚子642接触配合的轮廓面包括第二变径驱动段、以及第二避让段，第二避让段可以为凹槽。
[0127] 辅助功能模块60执行剪线动作时，辅助驱动源65动作，带动剪线凸轮631和抬压脚凸轮641一起转动；剪线凸轮631上的第一变径驱动段与剪线滚子632接触配合，推动第一剪线曲柄轴633摆动，进而通过第一剪线曲柄634和剪线滑块635推动第二剪线曲柄轴636摆动，在通过第二剪线曲柄637和剪线连杆638带动动刀架639和动刀612转动，使动刀612向靠近定刀611的方向转动，动刀612和定刀611咬合、将缝线剪断，由此执行剪线动作；此过程中，抬压脚凸轮641上的第二避让段与抬压脚滚子642相配合，不会推动抬压脚驱动轴643摆动，故压脚621也就不会向上抬起，也就避免对抬压脚机构64造成干涉。
[0128] 辅助功能模块60执行抬压脚动作时，辅助驱动源65动作，带动剪线凸轮631和抬压脚凸轮641一起转动；抬压脚凸轮641上的第二变径驱动段与抬压脚滚子642接触配合，推动抬压脚驱动轴643摆动，进而通过抬压脚曲柄644和第一拉杆645驱动右杠杆646绕第一固定摆动支点转动，右杠杆646通过第二拉杆647驱动左杠杆648绕第二固定摆动支点转动，向上拉动抬压脚提升板649，进而带动压杆导架6410、压杆6411和压脚621上移，由此执行抬压脚动作；此过程中，剪线凸轮631上的第一避让段与剪线滚子632相配合，不会推动第一剪线曲柄轴633摆动，故动刀612不转动，也就避免对剪线传动机构63造成干涉。
[0129] 模块化缝纫机实施例二
[0130] 模块化缝纫机实施例二与模块化缝纫机实施例一的区别仅在于：抬牙送布勾线传动机构与抬牙送布勾线驱动源41的连接形式不一样。具体说，模块化缝纫机实施例二中，如图9所示，抬牙送布勾线驱动源41的电机轴与下轴45的右端通过联轴器相连接，故下轴45由抬牙送布勾线驱动源41直接驱动转动，下轴45通过第二传动单元驱动抬牙轴43转动，抬牙轴43通过第一传动单元驱动送布轴44转动。
[0131] 模块化缝纫机实施例三
[0132] 模块化缝纫机实施例三与模块化缝纫机实施例一的区别仅在于：抬牙送布勾线传动机构与抬牙送布勾线驱动源41的连接形式不一样。具体说，模块化缝纫机实施例三中，如图10所示，抬牙送布勾线驱动源41的电机轴与中间轴491的右端通过联轴器相连接，故中间轴491由抬牙送布勾线驱动源41直接驱动转动，中间轴491通过第二传动单元驱动抬牙轴43和下轴45转动，抬牙轴43通过第一传动单元驱动送布轴44转动。
[0133] 模块化缝纫机实施例四
[0134] 模块化缝纫机实施例四与模块化缝纫机实施例一的区别仅在于：抬牙送布勾线传动机构的结构不一样，具体为抬牙送布勾线传动机构中的第二传动单元和抬牙传动单元的结构不一样。
[0135] 具体说，如图11至图14所示，抬牙传动单元包括固定在抬牙轴43左端的第二抬牙偏心轮472、第二抬牙连杆473、平行于抬牙轴43且分布在抬牙轴43左侧的传动轴474、固定在传动轴474右端的抬牙摆杆475、固定在传动轴474左端的抬牙曲柄476、以及第三抬牙连杆477，第二抬牙偏心轮472具有偏心于抬牙轴43的第二抬牙偏心轴部，第二抬牙连杆473的一端可转动地安装于第二抬牙偏心轴部、另一端与抬牙摆杆475铰接，第三抬牙连杆477的两端分别与抬牙曲柄476和牙架10的抬牙连接部101铰接。
[0136] 如图12和图15所示，第二传动单元取消了模块化缝纫机实施例一中的中间轴491，模块化缝纫机实施例四中，第二传动单元包括固定在抬牙轴43上的第一齿轮492、以及固定在下轴45右端的第三齿轮494，第一齿轮492和第三齿轮494啮合。
[0137] 模块化缝纫机实施例五
[0138] 模块化缝纫机实施例五与模块化缝纫机实施例四的区别仅在于：抬牙传动单元的结构不一样。具体说，如图16所示，抬牙传动单元包括固定在抬牙轴43左端的第二抬牙偏心轮472、第二抬牙连杆473、平行于抬牙轴43且分布在抬牙轴43左侧的传动轴474、固定在传动轴474右端的抬牙摆杆475、固定在传动轴474左端的抬牙叉形曲柄478、以及抬牙滑块479，第二抬牙偏心轮472具有偏心于抬牙轴43的第二抬牙偏心轴部，第二抬牙连杆473的一端可转动地安装于第二抬牙偏心轴部、另一端与抬牙摆杆475铰接，抬牙叉形曲柄478中开设有与抬牙滑块479滑动配合的抬牙滑槽，抬牙滑块479与牙架10的抬牙连接部101铰接，抬牙轴43的往复摆动实现抬牙叉形曲柄478的上下往复摆动，通过抬牙滑块479驱动牙架10和送布牙20上下往复运动。
[0139] 模块化缝纫机实施例六
[0140] 模块化缝纫机实施例六与模块化缝纫机实施例一的区别仅在于：抬牙送布勾线传动机构的结构不一样，具体为抬牙送布勾线传动机构中的第二传动单元和抬牙传动单元的结构不一样。
[0141] 具体说，第二传动单元取消了模块化缝纫机实施例一中的中间轴491、并采用带轮传动的形式。如图17所示，模块化缝纫机实施例六中，第二传动单元包括固定在抬牙轴43上的第一带轮495、固定在下轴45右端的第二带轮496、以及连接第一带轮495和第二带轮496的传动带497，抬牙轴43的右端与抬牙送布勾线驱动源41的电机轴通过联轴器相连接，故抬牙轴43由抬牙送布勾线驱动源41直接驱动转动。
[0142] 模块化缝纫机实施例七
[0143] 模块化缝纫机实施例七与模块化缝纫机实施例六的区别仅在于：抬牙送布勾线驱动源41与第二传动单元的连接结构不一样。具体说，模块化缝纫机实施例七中，抬牙送布勾线驱动源41的电机轴通过联轴器与下轴45的右端固定相连，下轴45由抬牙送布勾线驱动源41直接驱动转动。
[0144] 综上所述，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。
[0145] 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。
