專利名稱：電子縫紉機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子縫紉機(jī)的電子控制裝置。
自動(dòng)縫紉機(jī)現(xiàn)有電動(dòng)、電子控制與電腦控制三個(gè)層次。高檔的電腦控制縫紉機(jī)功能齊全、操作方便，但其價(jià)格昂貴，非普通消費(fèi)者所能接受。電子控制的縫紉機(jī)(即電子縫紉機(jī))，采用較先進(jìn)的電子技術(shù)，其功能基本上接近電腦縫紉機(jī)的水平，但價(jià)格僅為電腦縫紉機(jī)的1／4～1／3，比較受到一般消費(fèi)者的歡迎。
但目前國內(nèi)外研制的電子縫紉機(jī)，還存在一些明顯的缺點(diǎn)，如只有手動(dòng)控制功能，沒有腳踏控制功能；停機(jī)時(shí)針的位置不能由操作者控制；同時(shí)，目前的電子縫紉機(jī)多采用有接點(diǎn)的干簧管作為測速傳感器，而干簧管由于高速頻繁的通斷，壽命較短，容易損壞；等等。
本實(shí)用新型是要提供一種功能更完善的電子縫紉機(jī)的控制裝置，使電子縫紉機(jī)除了有一般的手動(dòng)啟／停、手動(dòng)調(diào)速等功能外，還可根據(jù)需要選擇腳踏控制啟停與調(diào)速，且當(dāng)有腳踏控制功能時(shí)，使腳踏控制優(yōu)先于手動(dòng)控制；另外還可根據(jù)縫紉的需要選擇上／下停針位置，“上”停針時(shí)，可以直接取下縫料，“下”停針時(shí)，可以轉(zhuǎn)向縫紉，使用起來更方便；同時(shí)也對傳感器進(jìn)行了改進(jìn)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。220V單相交流電通過濾波電路和可控制硅向交流串激電機(jī)供電，電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過改變可控硅的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)；可控硅的觸發(fā)信號由本電子控制裝置來控制。
本電子控制裝置除包括面板上供操作的手動(dòng)啟／停開關(guān)，手動(dòng)調(diào)速器外，還包括機(jī)內(nèi)的停針位置傳感器，轉(zhuǎn)速測速傳感器，及相應(yīng)的電子電路。所述的電子電路由觸發(fā)信號控制器、觸發(fā)信號發(fā)生器及其驅(qū)動(dòng)電路、測速反饋電路，與現(xiàn)有的控制裝置相區(qū)別，本裝置在面板上還有一個(gè)供操作的上／下停針位置選擇開關(guān)，另有一個(gè)可根據(jù)使用者的習(xí)慣和需要接插或拔去的腳踏啟／停開關(guān)與腳踏調(diào)速器組件，機(jī)內(nèi)對應(yīng)于上、下停針位置各有一個(gè)位置傳感器，所述觸發(fā)信號控制器包括由四個(gè)運(yùn)算放大器組成的邏輯電路與低速設(shè)定電路。
機(jī)內(nèi)的停針位置傳感器有二個(gè)，其位置與上、下停針位置相對應(yīng)。停針位置傳感器和轉(zhuǎn)速測速傳感器均采用霍爾元件代替干簧管。
現(xiàn)結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步闡述。


圖1是本實(shí)用新型電路原理方框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路圖，其中大雙點(diǎn)劃線框與
圖1的106相對應(yīng)；圖3是停針位置傳感器裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1表明，220V單相交流電經(jīng)π型濾波器113、通過二只單向可控硅組成的全波整流電路114，以脈沖電壓方式向交流串激電機(jī)115供電，電機(jī)帶動(dòng)縫紉機(jī)主軸116旋轉(zhuǎn)。
裝在面板上的手動(dòng)啟／停開關(guān)101、腳踏啟／停開關(guān)102、上／下停針位置選擇開關(guān)104的信號，饋入觸發(fā)信號控制器106，經(jīng)其組合運(yùn)算后產(chǎn)生的控制信號控制觸發(fā)信號發(fā)生器107，觸發(fā)信號發(fā)生器再綜合手動(dòng)調(diào)速器105，腳踏調(diào)速器103及速度反饋電路109的控制信號，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，并經(jīng)驅(qū)動(dòng)器108放大后，觸發(fā)可控硅114。
電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速測速傳感器上產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)速度反饋電路1099整形后，饋入觸發(fā)信號發(fā)生器107。速度反饋電路109采用4528集成電路接成單穩(wěn)整形電路。
轉(zhuǎn)速測速傳感器110與上、下停針位置傳感器111、112均采用霍爾元件。其結(jié)構(gòu)如圖3所示，將磁鋼50固定在轉(zhuǎn)軸52上，霍爾元件51固定在相應(yīng)的位置上。當(dāng)通電的霍爾元件51受到磁場作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)霍爾電勢。轉(zhuǎn)軸不斷旋轉(zhuǎn)，在霍爾元件上便可產(chǎn)生脈沖信號，由于霍爾元件無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，無接點(diǎn)，所以壽命極長，不易損壞。
圖2表明了本控制裝置的觸發(fā)信號控制器106的具體線路及與相關(guān)電路的聯(lián)接。觸發(fā)信號控制器106由四個(gè)運(yùn)算放大器組成的邏輯電路及低速設(shè)定電路組成，四個(gè)運(yùn)放采用一片LM324集成電路，除少數(shù)調(diào)整電阻外，整個(gè)電路被集成為一個(gè)厚膜電路。觸發(fā)信號發(fā)生器采用功能較齊全的專用調(diào)速集成電路EWA－102。該電路有14腳，當(dāng)?shù)?腳或第14腳為高電平時(shí)，第7腳有信號輸出。
整個(gè)控制裝置主要是，三塊集成電路－4528、EWA－102與厚膜電路，驅(qū)動(dòng)電路108，及一些輔助元件，裝在一塊印板上，置于縫紉機(jī)后蓋部位的電氣盒內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊合理。
觸發(fā)信號控制器106中的四個(gè)運(yùn)算放大器組成的邏輯電路和低速設(shè)定電路介紹如下a.運(yùn)放38，接成有固定初態(tài)的雙穩(wěn)電路。參考點(diǎn)F(1／2Vcc)通過積分電路(電阻5、電容25)和微分電路(電阻3、電容24)分別接至其同相端與反相端。輸出在通過另一積分電路(電阻7、電容23)，手動(dòng)啟／停開關(guān)101，負(fù)反饋到反相端，同時(shí)也還反饋到同相端。其輸出一路耦合到觸發(fā)信號發(fā)生器第14腳，另一路傳送到或門電路。當(dāng)腳踏開關(guān)組件插入時(shí)，反相端(A點(diǎn))與地(B點(diǎn))被短路，常為低電平。
b、運(yùn)放39，接成門電路。反相端接參考電壓點(diǎn)F(1／2Vcc)，同相端接低電平。腳踏開關(guān)組件102、103插入四腳踏開關(guān)閉合時(shí)，同相端接高電平(D點(diǎn))。輸出后接到或門電路。
c、運(yùn)放40，接成反向器。同相端接參考點(diǎn)F(1／2Vcc)，反相端接高電平，同時(shí)另通過上／下停針位置選擇開關(guān)104，接所對應(yīng)的上／下位置傳感器111，112。輸出端接運(yùn)放41。
d、運(yùn)放41，接成比較器，運(yùn)放38，39的輸出通過或門電路(二級管30、31，電阻11，12)和積分電路(電阻12，電容26)接同相端。參考電壓點(diǎn)F(1／2Vcc)和運(yùn)放40的輸出分別通過電阻(14，13)接反相端。輸出通過輸出電阻16接觸發(fā)信號發(fā)生器107的第4腳和低速設(shè)定電路。
e、低速設(shè)定電路，由NPN和PNP二個(gè)極性不同的三極管37，36組成二級放大電路。運(yùn)放41的輸出通過電阻18耦合到三極管37的基極，輸出由三只串聯(lián)的負(fù)載電阻15，19，20中的電阻19兩端引出，分別加至三極管36的基極，發(fā)射極電阻21，22，電阻19、20二端并聯(lián)有電容27。三極管36的發(fā)射極電阻21、22，裝在厚膜電路外面，可以進(jìn)行調(diào)整，以調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)的電流。開路的集電極通過隔離二級管32，接往觸發(fā)信號發(fā)生器107，在接入觸發(fā)信號發(fā)生107的第3腳上吊一個(gè)電容35，通過對電容35的充放電，產(chǎn)生一串鋸齒波。
腳踏調(diào)速器103的活動(dòng)臂通過調(diào)速電阻34，隔離二極管33也接到107的第3腳。
本實(shí)用新型具有如下功能1、在任何情況下，初接通電源時(shí)，機(jī)器總是處于停機(jī)狀態(tài)，可防止意外，保證安全，以后，按一下手動(dòng)啟／停開關(guān)101，便開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，再按一下，便停機(jī)，操作極為方便。
2、當(dāng)插入腳踏開關(guān)組件時(shí)，腳踏開關(guān)優(yōu)先控制，手控失效；拔下腳踏開關(guān)，恢復(fù)手控。
3、開機(jī)后，延遲約0.4秒(時(shí)間可調(diào))后，先以低速運(yùn)轉(zhuǎn)3～5針，然后再加速到正常的轉(zhuǎn)速。這樣可以滿足操作者從手放開啟／停開關(guān)到用手檔住縫料所需的時(shí)間，同時(shí)機(jī)器也沒有突然啟動(dòng)的感覺。
4、可選擇上／下停針位置，以滿足抽出縫料或轉(zhuǎn)向縫紉的需要。停機(jī)時(shí)先自動(dòng)減速到低速設(shè)定電路設(shè)定的轉(zhuǎn)速。
5、停機(jī)后，手可盤動(dòng)上輪。
6、因開機(jī)時(shí)限速，使速度負(fù)反饋電平能建立起來，從而補(bǔ)償了速度反饋電平的滯后，避免開機(jī)失步。
7、力矩與慣性不一致時(shí)，可以進(jìn)行調(diào)整。以保證停針位置的一致性，由于批量生產(chǎn)中，因零件的配合裝配，調(diào)整等關(guān)系所形成的力矩與慣性的不一致性，可以通過三極管36發(fā)射極電位器22進(jìn)行調(diào)整。
綜上所述，本控制裝置使電子控制縫紉機(jī)除有一般的手動(dòng)啟／停，手動(dòng)調(diào)速等功能外，還可根據(jù)需要用腳踏控制開關(guān)與調(diào)速，可選擇上／下停針位置，使用起來更方便，在電路設(shè)計(jì)，盡量做到使用較少的元件，綜合實(shí)現(xiàn)延時(shí)開機(jī)，低速啟動(dòng)，減速停機(jī)，速度反饋滯后補(bǔ)償，批量生產(chǎn)中設(shè)定速度的調(diào)整等功能。同時(shí)對停針傳感器和速度傳感器改用無觸點(diǎn)的霍爾元件，使壽命大大延長。
權(quán)利要求1.電子縫紉機(jī)的控制裝置，包括面板上供操作的手動(dòng)啟/停開關(guān)、手動(dòng)調(diào)速器，還包括機(jī)內(nèi)的停針位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，及相應(yīng)的電子電路，所述電子電路由觸發(fā)信號控制器，觸發(fā)信號發(fā)生器及其驅(qū)動(dòng)電路、測速反饋電路組成，其特征在于面板上還有一個(gè)供操作的上/下停針應(yīng)選擇開關(guān)，另有一個(gè)可接插的腳踏啟/停開關(guān)與腳踏調(diào)速組件，機(jī)內(nèi)對應(yīng)于上、下停針位置各有一個(gè)位置傳感器，所述觸發(fā)信號控制器包括由四個(gè)運(yùn)算放大器組成的邏輯電路與低速設(shè)定電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子縫紉機(jī)控制裝置，其特征在于所述上、下停針位置傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器均采用無觸點(diǎn)的霍耳元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子縫紉機(jī)控制裝置，其特征在于所述由四個(gè)運(yùn)算放大器組成的邏輯電路及低速設(shè)定電路組成的觸發(fā)信號控制器的電路是a、運(yùn)放38接成有固定初態(tài)的雙穩(wěn)電路1／2電源電壓通過積分電路(電阻5、電容25)和微分電路(電阻3、電容24)分別接至其同相端與反相端；輸出通過另一積分電路(電阻7，電容23)、手動(dòng)啟／停開關(guān)，負(fù)反饋到反相端，同時(shí)也正反饋到同相端；其輸出一路耦合到觸發(fā)信號發(fā)生器107，另一路傳送到或門電路；腳踏開關(guān)組件插入時(shí)，反相端常接低電平。b、運(yùn)放39接成門電路反相端接1／2電源電壓，同相端接低電平；腳踏開關(guān)組件插入器腳踏開關(guān)閉合時(shí)，同相端接高電平，輸出端也接到或門電路。c、運(yùn)放40接成反向器，同相端接1／2電源電壓，反相端接高電平，同時(shí)另通過上／下停針位置選擇開關(guān)接所對應(yīng)的上／下位置傳感器；輸出端接運(yùn)放41；d、運(yùn)放41接成比較器運(yùn)放38、39的輸出通過或門電路(二極管30、31，電阻11、12)和積分電陰9電阻12，電容26)接同相端，1／2電源電壓和運(yùn)放40的輸出分別通過電阻(電阻14，13)接反相端；輸出通過輸出電阻16接觸發(fā)信號發(fā)生器和低超設(shè)定電路。e、低速設(shè)定電路，由NPN和PNP二個(gè)極性不同的三極管(37，36)，組成二級放大電路，運(yùn)放41的輸出通過電阻耦合到三極管37的基極，輸出由三只串聯(lián)的負(fù)載電阻中的電阻19兩端引出，分別加至三極管36的基極、發(fā)射極電阻；電阻19，20二端并聯(lián)有電容27；三極管36的發(fā)射極電阻可以調(diào)節(jié)，開路的集電極通過隔離二極管接觸發(fā)信號發(fā)生器107；在接入觸發(fā)信號發(fā)生器處，對地并聯(lián)有一個(gè)電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電子縫紉機(jī)控制裝置，其特征在于所述腳踏調(diào)速器的活動(dòng)臂通過調(diào)整電阻，隔離二極管接到低速設(shè)定電路的輸出點(diǎn)(即觸發(fā)信號發(fā)生器107的輸入點(diǎn))。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電子縫紉機(jī)控制裝置，其特征在于所述觸發(fā)信號控制集成為一個(gè)厚膜集成電路。
專利摘要一種電子縫紉機(jī)的控制裝置，具有手動(dòng)啟/停、手動(dòng)調(diào)速，腳踏控制和調(diào)速，選擇上/下停針位置等功能。由觸發(fā)信號控制器、觸發(fā)信號發(fā)生器及其驅(qū)動(dòng)電路、測速反饋電路和一些操作開關(guān)組成。觸發(fā)信號控制器包括四個(gè)運(yùn)算放大器組成的邏輯電路與低速設(shè)定電路。采用霍爾元件作傳感器，電路設(shè)計(jì)中，盡量使用較少的元器件，綜合實(shí)現(xiàn)延時(shí)開機(jī)，低速啟動(dòng)，減速停機(jī)、速度反饋滯后補(bǔ)償，設(shè)定速度調(diào)整等功能，使電子縫紉機(jī)功能更全，使用更方便。
文檔編號D05B69/00GK2080525SQ9021562
公開日1991年7月10日 申請日期1990年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月29日
發(fā)明者黃秉炎 申請人:上?？p紉機(jī)一廠