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阮运松 (中国安徽省铜陵市经济技术开发区翠湖一路2755-2号, Anhui 0, 244000, CN)
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| 权 利 要 求 1、 一种环锭纺智能落纱机， 包括落纱小车 （1)， 所述落纱小车 （1) 通过滑动装置安装 在环锭细纱机 （2) 的一侧， 所述滑动装置用于使落纱小车 （1) 沿着环锭细纱机（2) 的长度 方向平行运动， 落纱小车 （1) 内装有接纱筐 （3)， 其特征在于： 所述落纱小车 （1) 的上方 安装有三维机器人 （4)， 所述三维机器人 （4) 的活动臂上固定安装有非同时拔管机构 （5)， 三维机器人 （4) 用于带动非同时拔管机构 （5) 在空间三维方向上运动， 所述非同时拔管机构 （5)包括横梁 （51)， 所述横梁 （51)靠近环锭细纱机 （2) 的一侧 固定装有两个固定拔管装置 （52)， 每个所述固定拔管装置 （52)包括一个连接块（53)和一 个机器手 （54)， 所述连接块 （53) 固定连接在横梁 （51) 上， 所述机器手 （54) 固定连接在 连接块（53)上，两个所述固定拔管装置（52)之间还并排设置有至少一个活动拔管装置（55)， 所述活动拔管装置 （55) 包括固定连接在横梁 （51) 顶面的上限位板 （56) 和固定连接在横 梁 （51)底面的下限位板 （57)， 所述上限位板（56)和下限位板 （57)之间固定连接有纵向 滑轨 （58)， 所述纵向滑轨 （58) 上设置有可沿其上下滑动的纵向滑块 （59)， 所述纵向滑块 (59)与下限位板（57)之间设置有复位弹簧（60)，纵向滑块（59)上固定连接有机器手（54)， 上述机器手 （54) 用于抓放纱管 （10)， 当所述活动拔管装置 （55) 为一个时， 该活动拔管装置 （55) 与两个固定拔管装置 （52) 的中心距相等， 且该中心距与环锭细纱机 （2) 上相邻两个纱管 （10) 的中心距相等； 当所述活动拔管装置 （55) 的数量大于一个时， 若干所述活动拔管装置 （55) 均匀分布 在两个固定拔管装置 （52) 之间， 固定拔管装置 （52) 与紧邻的活动拔管装置 （55) 的中心 距与相邻两个活动拔管装置 （55) 的中心距相等， 且该中心距与环锭细纱机（2)上相邻两个 纱管 （10) 的中心距相等， 若干所述活动拔管装置 （55) 中下限位板 （57) 的上端面的高度 从位于中间的一个或两个活动拔管装置 （55) 开始向两侧依次等距升高或降低。 2、 根据权利要求 1所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述三维机器人 （4) 包括 一个 X轴机器杆臂 （41)、 两个 Y轴机器杆臂 （42)和一个 Z轴机器杆臂 （43)， 两个所述 Y 轴机器杆臂 （42) 的两端分别固定连接在落纱小车 （1) 的顶部， 两个 Y轴机器杆臂 （42) 相平行且都垂直于落纱小车 （1) 的运动方向， 两个 Y轴机器杆臂 （42) 上分别安装有一个 可沿着其滑动的 Y轴滑块 （44)， 所述 X轴机器杆臂 （41) 的两端分别固定连接在两个 Y轴 滑块 （44) 上， X轴机器杆臂 （41) 平行于落纱小车 （1) 的运动方向， X轴机器杆臂 （41) 上安装有可沿其滑动的 X轴滑块 （45)， 所述 X轴滑块 （45) 上固定连接有 Z轴滑块 （46)， 所述 Z轴机器杆臂 （43) 竖直设置与 Z轴滑块 （46) 相配合使 Z轴滑块 （46) 可相对其上下 滑动， Z轴机器杆臂 （43) 的一端与横梁 （51) 固定连接， 所述三维机器人 （4) 上设置有驱 动 X轴滑块 （45)、 Y轴滑块 （44) 和 Z轴机器杆臂 （43) 运动的伺服电机。 3、 根据权利要求 2 所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述滑动装置包括上导轮 (61)、 上导轨 （62)、 行走驱动电机 （63)、 齿轮 （64) 和齿条 （65)， 所述上导轨 （62) 通 过轨道支座（66)水平安装在环锭细纱机（2)的一侧，所述齿条（65)固定安装在上导轨（62) 的下部， 所述落纱小车 （1)靠近环锭细纱机 （2) 的一侧安装有两块导轮固定板 （67)， 每块 导轮固定板 （67) 上安装有两个所述上导轮 （61)， 所述上导轮 （61)位于上导轨 （62) 的上 方且与上导轨 （62)相配合， 其中一块导轮固定板 （67) 上开设有轴孔（68)， 所述行走驱动 电机（63)安装在落纱小车（1)内， 行走驱动电机（63)的输出轴穿过轴孔（68)与齿轮（64) 相连接， 所述齿轮 （64) 位于齿条 （65) 的下方且与齿条 （65) 相啮合。 4、 根据权利要求 3所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述滑动装置还包括下导轮 和下导轨， 所述下导轨通过轨道支座 （66) 水平安装在上导轨的下方， 每个所述导轮固定板 (67) 上安装有两个可上下滑动的导轮滑块， 所述导轮滑块的下端与导轮固定板 （67) 之间 安装有弹簧垫， 每个所述导轮滑块上安装有一个下导轮， 所述下导轮位于下导轨的下方且与 下导轨相配合。 5、 根据权利要求 3所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述齿轮（64) 与行走驱动 电机 （63) 的输出轴之间装有离合器。 6、 根据权利要求 3所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述下限位板（57) 的底部 装有调节螺栓 （13)， 所述调节螺栓 （13) 的上端与复位弹簧 （60) 的下端相连接。 7、 根据权利要求 3所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述机器手 （54)采用筒形 充放气胶囊 （54' ) 或张合式机械手。 8、 根据权利要求 3所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述落纱小车 （1) 靠近环 锭细纱机 （2) 的一侧还装有两个摩擦轮 （11)， 所述摩擦轮 （11) 与安装在环锭细纱机 （2) 下部的辅轨道 （21) 相接触。 9、 根据权利要求 3所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述接纱筐 （3) 的底部与 落纱小车 （1) 之间设置有防震垫 （31)。 10、 根据权利要求 3所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述落纱小车（1)底部远 离环锭细纱机 （2) 的一侧装有万向轮 （12)。 11、 根据权利要求 3所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述落纱小车（1) 内还装 有控制系统、 定位系统和检测系统， 所述定位系统包括设置在落纱小车（1)上的光电传感器 和设置在轨道支座 （66)上的定位器， 定位系统用于将落纱小车（1) 的位置信号传送给控制 系统， 所述检测系统包括分别设置在 X轴机器杆臂 （41 )、 Y轴机器杆臂 （42) 和 Z轴机器 杆臂 （43 )上的限位开关， 所述检测系统将三维机器人（4) 的位置信号传送给控制系统， 所 述控制系统用于控制行走驱动电机 （63 ) 和三维机器人 （4) 上的伺服电机。 12、根据权利要求 1至 11所述之一的环锭纺智能落纱机，其特征在于：还包括自动输管、 排管及插管装置， 所述自动输管、 排管及插管装置包括推进小车（7)， 所述推进小车（7)设 置在环锭细纱机 （2) 的一侧， 推进小车（7) 的顶部安装有与环锭细纱机 （2) 长度方向垂直 的水平滑轨 （71 )， 所述水平滑轨 （71 ) 上设置有水平滑块 （72)， 所述水平滑块 （72) 上端 固定安装有可移动支架 （8)， 所述推进小车（7) 内安装有与水平滑轨（71 )相平行的电动气 缸 （73 )， 所述电动气缸 （73 ) 的活塞杆 （74) 通过连杆 （75 ) 与可移动支架 （8) 相连接， 所述可移动支架 （8) 的顶部安装有空纱管箱 （9)， 所述空纱管箱 （9) 的底部设有空纱管架 (91 )， 所述空纱管架（91 )内设有纱管通道（92)， 所述纱管通道（92)的宽度大于纱管（10) 的直径且小于纱管 （10) 直径的两倍， 纱管通道 （92) 的两侧分别设有一个滚动辊轴 （93 )， 所述滚动辊轴 （93 )上分别套装有一个滚动辊（94)， 纱管通道（92) 的一侧还设有第一电机 (95 )， 所述第一电机 （95 ) 的输出轴上装有柱状轮 （96)， 所述柱状轮 （96) 与滚动辊 （94) 的轴线相平行， 所述滚动辊轴 （93 ) 的两端分别连接有摆杆 （97)， 所述两个相邻摆杆 （97) 的外端通过第一连杆 （98) 相连接， 所述第一连杆 （98) 的一端与第二连杆 （99) 的一端相 连接， 所述第二连杆 （99) 的另一端铰接在柱状轮 （96) 的端面上， 所述纱管通道 （92) 的 下端与弧形输排管通道（81 )的上端相连通，所述弧形输排管通道（81 )包括弧形支撑板（82) 和弧形支撑杆（83 )，所述弧形支撑板（82)用于支撑纱管（10)的底端，所述弧形支撑杆（83 ) 用于支撑纱管 （10) 的侧面， 所述弧形输排管通道 （81 ) 的下端设有弧形拦位杆 （84)， 所述 弧形拦位杆 （84) 内设有用于压紧纱管 （10) 的限位簧片 （85 )， 所述弧形拦位杆 （84)和限 位簧片（85 )构成了用于使纱管（10)保持竖直状态的预插管机构（86)，所述预插管机构（86) 的上方设置有电磁式打管器 （87)， 所述电磁式打管器 （87) 安装在可移动支架 （8) 上， 所述推进小车（7)靠近环锭细纱机（2)—侧还装有检测纱锭（22)的光电传感器（76)， 所述自动输管、 排管及插管装置还包括插管控制系统， 所述光电传感器 （76) 将检测到的纱 锭 （22) 的信号传送到插管控制系统内， 所述插管控制系统用于控制电磁式打管器 （87) 向 下击打纱管 （10) 和复位。 13、 根据权利要求 12所述的环锭纺智能落纱机， 其特征在于： 所述可移动支架 （8) 内还 装有第二电机 （88 )， 所述第二电机 （88) 的输出端装有输管轮 （89)， 所述输管轮 （89) 的 轮缘处设有若干弧形拨片 （90)， 输管轮（89)位于弧形输排管通道 （81 ) 的一侧， 且输管轮 (89) 靠近弧形输排管通道 （81 ) —侧的转动方向与纱管 （10) 下落的方向相同。 |
本发明涉及一种更换环锭细纱机上纱管的设备 ， 特别是涉及一种环锭纺智能落纱机。 背景技术
目前， 新型环锭细纱机开始采用整体落纱等自动落纱 技术， 而我国纺纱厂中大量使用的 旧式环锭细纱机， 大多仍然采用人工落纱。 由于满纱管与锭子之间的配合十分紧密， 落纱时， 需用很大的力才能将满纱管拔下， 使人工落纱的工作强度很高， 劳动成本增加， 生产效率低 下。 因此， 对旧式环锭细纱机进行自动化改造的需求十分 紧迫。
为了解决上述问题， 业界也做了很多尝试， 比如采用预拔二次拔纱和振动拔纱等方法， 而这些方法中采用的拔纱装置在拔纱过程中出 现了对锭子产生径向力、 容易碰撞锭子、 不易 检测落纱漏纱和拔纱速度低等问题， 容易造成对设备的损坏， 降低生产效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种拔纱效率 高、 不易对设备造成损坏的环锭纺智能落 纱机。
本发明环锭纺智能落纱机， 包括落纱小车， 所述落纱小车通过滑动装置安装在环锭细纱 机的一侧， 所述滑动装置用于使落纱小车沿着环锭细纱机 的长度方向平行运动， 落纱小车内 装有接纱筐， 其中所述落纱小车的上方安装有三维机器人， 所述三维机器人的活动臂上固定 安装有非同时拔管机构， 三维机器人用于带动非同时拔管机构在空间三 维方向上运动，
所述非同时拔管机构包括横梁， 所述横梁靠近环锭细纱机的一侧固定装有两个 固定拔管 装置， 每个所述固定拔管装置包括一个连接块和一个 机器手， 所述连接块固定连接在横梁上， 所述机器手固定连接在连接块上， 两个所述固定拔管装置之间还并排设置有至少 一个活动拔 管装置， 所述活动拔管装置包括固定连接在横梁顶面的 上限位板和固定连接在横梁底面的下 限位板， 所述上限位板和下限位板之间固定连接有纵向 滑轨， 所述纵向滑轨上设置有可沿其 上下滑动的纵向滑块， 所述纵向滑块与下限位板之间设置有复位弹簧 ， 纵向滑块上固定连接 有机器手， 上述机器手用于抓放纱管，
当所述活动拔管装置为一个时， 该活动拔管装置与两个固定拔管装置的中心距 相等， 且 该中心距与环锭细纱机上相邻两个纱管的中心 距相等；
当所述活动拔管装置的数量大于一个时， 若干所述活动拔管装置均匀分布在两个固定拔 管装置之间， 固定拔管装置与紧邻的活动拔管装置的中心距 与相邻两个活动拔管装置的中心 距相等， 且该中心距与环锭细纱机上相邻两个纱管的中 心距相等， 若干所述活动拔管装置中 下限位板的上端面的高度从位于中间的一个或 两个活动拔管装置开始向两侧依次等距升高或 降低。
本发明环锭纺智能落纱机， 其中所述三维机器人包括一个 X轴机器杆臂、两个 Y轴机器 杆臂和一个 z轴机器杆臂， 两个所述 Y轴机器杆臂的两端分别固定连接在落纱小车 顶部， 两个 Y轴机器杆臂相平行且都垂直于落纱小车的运 方向，两个 Y轴机器杆臂上分别安装有 一个可沿着其滑动的 Y轴滑块， 所述 X轴机器杆臂的两端分别固定连接在两个 Y轴滑块上， X轴机器杆臂平行于落纱小车的运动方向， X轴机器杆臂上安装有可沿其滑动的 X轴滑块， 所述 X轴滑块上固定连接有 z轴滑块， 所述 Z轴机器杆臂竖直设置与 Z轴滑块相配合使 Z 轴滑块可相对其上下滑动， z 轴机器杆臂的一端与横梁固定连接， 所述三维机器人上设置有 驱动 X轴滑块、 Y轴滑块和 z轴机器杆臂运动的伺服电机。
本发明环锭纺智能落纱机， 其中所述滑动装置包括上导轮、 上导轨、 行走驱动电机、 齿 轮和齿条， 所述上导轨通过轨道支座水平安装在环锭细纱 机的一侧， 所述齿条固定安装在上 导轨的下部， 所述落纱小车靠近环锭细纱机的一侧安装有两 块导轮固定板， 每块导轮固定板 上安装有两个所述上导轮， 所述上导轮位于上导轨的上方且与上导轨相配 合， 其中一块导轮 固定板上开设有轴孔， 所述行走驱动电机安装在落纱小车内， 行走驱动电机的输出轴穿过轴 孔与齿轮相连接， 所述齿轮位于齿条的下方且与齿条相啮合。
本发明环锭纺智能落纱机， 其中所述滑动装置还包括下导轮和下导轨， 所述下导轨通过 轨道支座水平安装在上导轨的下方， 每个所述导轮固定板上安装有两个可上下滑动 的导轮滑 块， 所述导轮滑块的下端与导轮固定板之间安装有 弹簧垫， 每个所述导轮滑块上安装有一个 下导轮， 所述下导轮位于下导轨的下方且与下导轨相配 合。
本发明环锭纺智能落纱机， 其中所述齿轮与行走驱动电机的输出轴之间装 有离合器。 本发明环锭纺智能落纱机， 其中所述下限位板的底部装有调节螺栓， 所述调节螺栓的上 端与复位弹簧的下端相连接。
本发明环锭纺智能落纱机， 其中所述机器手采用筒形充放气胶囊或张合式 机械手。
本发明环锭纺智能落纱机，其中所述落纱小车 靠近环锭细纱机的一侧还装有两个摩擦轮， 所述摩擦轮与安装在环锭细纱机下部的辅轨道 相接触。
本发明环锭纺智能落纱机， 其中所述接纱筐的底部与落纱小车之间设置有 防震垫。
本发明环锭纺智能落纱机， 其中所述落纱小车底部远离环锭细纱机的一侧 装有万向轮。 本发明环锭纺智能落纱机， 其中所述落纱小车内还装有控制系统、定位系 统和检测系统， 所述定位系统包括设置在落纱小车上的光电传 感器和设置在轨道支座上的定位器， 定位系统 用于将落纱小车的位置信号传送给控制系统， 所述检测系统包括分别设置在 X轴机器杆臂、 Y轴机器杆臂和 z轴机器杆臂上的限位开关， 所述检测系统将三维机器人的位置信号传送给 控制系统， 所述控制系统用于控制行走驱动电机和三维机 器人上的伺服电机。
本发明环锭纺智能落纱机， 其中还包括自动输管、 排管及插管装置， 所述自动输管、 排 管及插管装置包括推进小车， 所述推进小车设置在环锭细纱机的一侧， 推进小车的顶部安装 有与环锭细纱机长度方向垂直的水平滑轨， 所述水平滑轨上设置有水平滑块， 所述水平滑块 上端固定安装有可移动支架， 所述推进小车内安装有与水平滑轨相平行的电 动气缸， 所述电 动气缸的活塞杆通过连杆与可移动支架相连接 ， 所述可移动支架的顶部安装有空纱管箱， 所 述空纱管箱的底部设有空纱管架， 所述空纱管架内设有纱管通道， 所述纱管通道的宽度大于 纱管的直径且小于纱管直径的两倍， 纱管通道的两侧分别设有一个滚动辊轴， 所述滚动辊轴 上分别套装有一个滚动辊， 纱管通道的一侧还设有第一电机， 所述第一电机的输出轴上装有 柱状轮， 所述柱状轮与滚动辊的轴线相平行， 所述滚动辊轴的两端分别连接有摆杆， 所述两 个相邻摆杆的外端通过第一连杆相连接， 所述第一连杆的一端与第二连杆的一端相连接 ， 所 述第二连杆的另一端铰接在柱状轮的端面上， 所述纱管通道的下端与弧形输排管通道的上端 相连通， 所述弧形输排管通道包括弧形支撑板和弧形支 撑杆， 所述弧形支撑板用于支撑纱管 的底端， 所述弧形支撑杆用于支撑纱管的侧面， 所述弧形输排管通道的下端设有弧形拦位杆， 所述弧形拦位杆内设有用于压紧纱管的限位簧 片， 所述弧形拦位杆和限位簧片构成了用于使 纱管保持竖直状态的预插管机构， 所述预插管机构的上方设置有电磁式打管器， 所述电磁式 打管器安装在可移动支架上，
所述推进小车靠近环锭细纱机一侧还装有检测 纱锭的光电传感器， 所述自动输管、 排管 及插管装置还包括插管控制系统， 所述光电传感器将检测到的纱锭的信号传送到 插管控制系 统内， 所述插管控制系统用于控制电磁式打管器向下 击打纱管和复位。
本发明环锭纺智能落纱机， 其中所述可移动支架内还装有第二电机， 所述第二电机的输 出端装有输管轮， 所述输管轮的轮缘处设有若干弧形拨片， 输管轮位于弧形输排管通道的一 侧， 且输管轮靠近弧形输排管通道一侧的转动方向 与纱管下落的方向相同。
本发明环锭纺智能落纱机与现有技术不同之处 在于本发明环锭纺智能落纱机采用三维机 器人操纵非同时拔管机构将环锭细纱机上的满 纱管拔出， 而非同时拔管机构上的活动拔管装 置可以在较小作用力的情况下依次拔出若干个 满纱管， 从而减小了拔纱时对环锭细纱机纱锭 产生的径向振动， 并且提高了拔纱效率。
本发明环锭纺智能落纱机中的自动输管、 排管及插管装置通过滚动辊和弧形输排管通道 将纱管从水平放置的空纱管箱内输送到竖直设 置在纱锭上方的预插管机构内， 在电磁式打管 器的作用下将纱管插入环锭细纱机的纱锭上， 从而实现了自动化输管、 排管和插管的操作。 下面结合附图对本发明的环锭纺智能落纱机作 进一步说明。
附图说明
图 1为本发明环锭纺智能落纱机中落纱小车的侧 图；
图 2为本发明环锭纺智能落纱机中非同时拔管机 的主视图；
图 3为本发明环锭纺智能落纱机中活动拔管装置 主视图；
图 4为本发明环锭纺智能落纱机中活动拔管装置 侧视图；
图 5为本发明环锭纺智能落纱机中固定拔管装置 俯视图；
图 6为本发明环锭纺智能落纱机中三维机器人的 视图；
图 7为本发明环锭纺智能落纱机中三维机器人的 视图；
图 8为本发明环锭纺智能落纱机中三维机器人的 视图；
图 9为本发明环锭纺智能落纱机中滑动装置的主 图；
图 10为本发明环锭纺智能落纱机中滑动装置的侧 图；
图 11为本发明环锭纺智能落纱机中推进小车的侧 图；
图 12为本发明环锭纺智能落纱机中推进小车的后 图；
图 13为图 11中 A-A方向剖面图；
图 14为本发明环锭纺智能落纱机中滚动辊与柱状 的联动结构示意图；
图 15为图 11中 B向局部视图；
图 16为本发明环锭纺智能落纱机中输管轮的主视 。
具体实施方式
如图 1所示， 本发明环锭纺智能落纱机包括落纱小车 1， 落纱小车 1内装有接纱筐 3， 接 纱筐 3的底部与落纱小车 1之间设置有防震垫 31， 用于缓冲纱管 10落下时对落纱小车 1产 生的冲击。 落纱小车 1通过滑动装置安装在环锭细纱机 2的一侧， 滑动装置用于使落纱小车 1沿着环锭细纱机 2的长度方向平行运动。 落纱小车 1靠近环锭细纱机 2的一侧还装有两个 摩擦轮 11， 摩擦轮 11与安装在环锭细纱机 2下部的辅轨道 21相接触。 落纱小车 1底部远离 环锭细纱机 2的一侧装有万向轮 12。 落纱小车 1的上方安装有三维机器人 4， 三维机器人 4 的活动臂上固定安装有非同时拔管机构 5， 三维机器人 4用于带动非同时拔管机构 5在空间 三维方向上运动。
如图 2和图 5所示， 非同时拔管机构 5包括横梁 51， 横梁 51靠近环锭细纱机 2的一侧 固定装有两个固定拔管装置 52， 每个固定拔管装置 52包括一个连接块 53和一个机器手 54， 连接块 53固定连接在横梁 51上， 机器手 54固定连接在连接块 53上， 两个固定拔管装置 52 之间还并排设置有至少一个活动拔管装置 55。 结合图 3和图 4所示， 活动拔管装置 55包括 固定连接在横梁 51顶面的上限位板 56和固定连接在横梁 51底面的下限位板 57， 上限位板 56和下限位板 57之间固定连接有纵向滑轨 58，纵向滑轨 58上设置有可沿其上下滑动的纵向 滑块 59， 纵向滑块 59与下限位板 57之间设置有复位弹簧 60， 纵向滑块 59上固定连接有机 器手 54， 机器手 54采用筒形充放气胶囊 54 ' 用于抓放纱管 10。 机器手 54还可以采用张合 式机械手。 下限位板 57的底部装有调节螺栓 13， 调节螺栓 13的上端与复位弹簧 60的下端 相连接， 通过旋转调节螺栓 13可以对复位弹簧 60的回复力进行调节。
在本实施方式中， 活动拔管装置 55的数量为 8个， 8个活动拔管装置 55均匀分布在两 个固定拔管装置 52之间，固定拔管装置 52与紧邻的活动拔管装置 55的中心距与相邻两个活 动拔管装置 55的中心距相等，且该中心距与环锭细纱机 2上相邻两个纱管 10的中心距相等， 8个活动拔管装置 55中下限位板 57的上端面的高度从位于中间的两个活动拔管 置 55开始 向两侧依次等距降低。
如果活动拔管装置 55为一个时，该活动拔管装置 55与两个固定拔管装置 52的中心距相 等， 且该中心距与环锭细纱机 2上相邻两个纱管 10的中心距相等。
结合图 6至图 8所示， 三维机器人 4包括一个 X轴机器杆臂 41、 两个 Y轴机器杆臂 42 和一个 Z轴机器杆臂 43， 两个 Y轴机器杆臂 42的两端分别固定连接在落纱小车 1的顶部， 两个 Y轴机器杆臂 42相平行且都垂直于落纱小车 1的运动方向，两个 Y轴机器杆臂 42上分 别安装有一个可沿着其滑动的 Y轴滑块 44， X轴机器杆臂 41的两端分别固定连接在两个 Y 轴滑块 44上， X轴机器杆臂 41平行于落纱小车 1的运动方向， X轴机器杆臂 41上安装有可 沿其滑动的 X轴滑块 45， X轴滑块 45上固定连接有 Z轴滑块 46， Z轴机器杆臂 43竖直设 置与 Z轴滑块 46相配合使 Z轴滑块 46可相对其上下滑动， Z轴机器杆臂 43的一端与横梁 51固定连接， 三维机器人 4上设置有驱动 X轴滑块 45、 Y轴滑块 44和 Z轴机器杆臂 43运 动的伺服电机。
结合图 9和图 10所示， 滑动装置包括上导轮 61、 上导轨 62、 行走驱动电机 63、 齿轮 64 和齿条 65， 上导轨 62通过轨道支座 66水平安装在环锭细纱机 2的一侧， 齿条 65固定安装 在上导轨 62的下部， 落纱小车 1靠近环锭细纱机 2的一侧安装有两块导轮固定板 67， 每块 导轮固定板 67上安装有两个上导轮 61， 上导轮 61位于上导轨 62的上方且与上导轨 62相配 合， 其中一块导轮固定板 67上开设有轴孔 68， 行走驱动电机 63安装在落纱小车 1内， 行走 驱动电机 63的输出轴穿过轴孔 68与齿轮 64相连接，齿轮 64与行走驱动电机 63的输出轴之 间装有离合器， 齿轮 64位于齿条 65的下方且与齿条 65相啮合。 行走驱动电机 63可以带动 齿轮 64转动， 在齿轮 64和齿条 65的啮合作用下， 上导轮 61能够沿着上导轨 62滚动， 从而 实现落纱小车 1相对环锭细纱机 2平行运动。
滑动装置除上述实施方式以外， 还可以附加下导轮和下导轨， 下导轨通过轨道支座 66水 平安装在上导轨 62的下方， 每个导轮固定板 67上安装有两个可上下滑动的导轮滑块， 导轮 滑块的下端与导轮固定板 67之间安装有弹簧垫， 每个导轮滑块上安装有一个下导轮， 下导轮 位于下导轨的下方且与下导轨相配合。 采用双导轨可以增加落纱小车 1运行的稳定性。
落纱小车 1 内还装有控制系统、 定位系统和检测系统， 定位系统包括设置在落纱小车 1 上的光电传感器和设置在轨道支座 66上的定位器，定位系统用于将落纱小车 1的位置信号传 送给控制系统， 检测系统包括分别设置在 X轴机器杆臂 41、 Y轴机器杆臂 42和 Z轴机器杆 臂 43上的限位开关， 检测系统将三维机器人 4的位置信号传送给控制系统， 控制系统用于控 制行走驱动电机 63和三维机器人 4上的伺服电机。
如图 11和图 12所示， 自动输管、 排管及插管装置包括推进小车 7， 推进小车 7设置在 环锭细纱机 2的一侧，推进小车 7的顶部安装有与环锭细纱机 2长度方向垂直的水平滑轨 71， 水平滑轨 71上设置有水平滑块 72， 水平滑块 72上端固定安装有可移动支架 8， 推进小车 7 内安装有与水平滑轨 71相平行的电动气缸 73， 电动气缸 73的活塞杆 74通过连杆 75与可移 动支架 8相连接， 可移动支架 8的顶部安装有空纱管箱 9。
结合图 13和图 14所示， 空纱管箱 9的底部设有空纱管架 91， 空纱管架 91 内设有纱管 通道 92， 纱管通道 92的宽度大于纱管 10的直径且小于纱管 10直径的两倍， 纱管通道 92的 两侧分别设有一个滚动辊轴 93， 滚动辊轴 93上分别套装有一个滚动辊 94， 纱管通道 92的一 侧还设有第一电机 95， 第一电机 95的输出轴上装有柱状轮 96， 柱状轮 96与滚动辊 94的轴 线相平行， 滚动辊轴 93的两端分别连接有摆杆 97， 两个相邻摆杆 97的外端通过第一连杆 98 相连接， 第一连杆 98的一端与第二连杆 99的一端相连接， 第二连杆 99的另一端铰接在柱状 轮 96的端面上， 纱管通道 92的下端与弧形输排管通道 81 的上端相连通， 弧形输排管通道 81包括弧形支撑板 82和弧形支撑杆 83， 弧形支撑板 82用于支撑纱管 10的底端， 弧形支撑 杆 83用于支撑纱管 10的侧面。 可移动支架 8内还装有第二电机 88， 第二电机 88的输出端 装有输管轮 89， 结合图 16所示， 输管轮 89的轮缘处设有若干弧形拨片 90， 输管轮 89位于 弧形输排管通道 81的一侧， 且输管轮 89靠近弧形输排管通道 81—侧的转动方向与纱管 10 下落的方向相同。
结合图 15所示， 弧形输排管通道 81的下端设有弧形拦位杆 84， 弧形拦位杆 84内设有 用于压紧纱管 10的限位簧片 85， 弧形拦位杆 84和限位簧片 85构成了用于使纱管 10保持竖 直状态的预插管机构 86， 预插管机构 86的上方设置有电磁式打管器 87， 电磁式打管器 87安 装在可移动支架 8上。 推进小车 7靠近环锭细纱机 2—侧还装有检测纱锭 22的光电传感器 76， 自动输管、 排 管及插管装置还包括插管控制系统， 光电传感器 76将检测到的纱锭 22的信号传送到插管控 制系统内， 插管控制系统用于控制电磁式打管器 87向下击打纱管 10和复位。
本发明环锭纺智能落纱机的工作过程如下：
将落纱小车 1从环锭细纱机 2—侧的平台推入上导轨 62， 通过上导轮 61和上导轨 62的 相互配合使落纱小车 1挂靠在环锭细纱机 2上。 此时， 落纱小车 1悬空， 以避免高低不平的 地面对落纱过程的影响。落纱小车 1上的光电传感器和设置在轨道支座 66上的定位器确认落 纱小车 1的初始位置后，控制系统启动行走驱动电机 63，行走驱动电机 63驱动齿轮 64运转， 齿轮 64沿齿条 65移动， 并带动上导轮 61沿着上导轨 62运转， 使落纱小车 1沿环锭细纱机 2的长度方向移动。 当定位系统检测到落纱小车 1处于工作位置时， 将检测到的信号传输至 控制系统， 控制系统发出指令， 行走驱动电机 63停止工作， 落纱小车 1停止前进， 此时， 控 制系统启动 Y轴机器杆臂 42上的伺服电机， 驱动 Y轴滑块 44向环锭细纱机 2靠近， 同时启 动 Z轴机器杆臂 43上的伺服电机， 驱动 Z轴机器杆臂 43下降， 到达非同时拔管机构 5可以 进行拔管的位置， 非同时拔管机构 5上的筒形充放气胶囊 54' 充气夹持住固定于纱锭 22上 的纱管 10， 然后， Z轴机器杆臂 43上升， 将筒形充放气胶囊 54' 夹持的纱管 10拔出， 当纱 管 10到达即将离开纱锭 22的位置时， 为了避免纱管 10碰到环锭细纱机 2的纺纱架， Y轴滑 块 44向远离环锭细纱机 2的方向移动，此时纱管 10做弧线上升运动， 当纱管 10完全离开纱 锭 22时， 控制系统启动行走驱动电机 63驱动落纱小车 1继续运行。 同时， 三维机器人 4向 远离环锭细纱机 2的方向移动， 当纱管 10到达接纱筐 3上方时， 筒形充放气胶囊 54' 放气 松开纱管 10， 使纱管 10落入接纱筐 3内， 完成落纱任务。 然后 X轴滑块 45沿 X轴机器杆 臂 41向落纱小车 1的运行方向移动， 同时 Y轴滑块 44靠近环锭细纱机 2， 为下一次拔管做 准备。 如此轮回工作， 直到环锭细纱机 2上所有的纱管 10拔完为止， 在环锭细纱机 2的另一 端平台上卸下落纱小车 1。 由于活动拔管装置 55上下限位板 57上端面的高度不同， 在横梁 51提升过程中， 靠近中间的活动拔管装置 55先将两个纱管 10拔出， 在横梁 51不断上升过 程中， 从中间向两侧的活动拔管装置 55依次拔出相应纱管 10， 非同时拔管机构 5的特殊结 构使三维机器人 4用较小的提升力在一个提升周期内拔出较多 纱管 10， 减小对纱锭 22的 径向振动的同时提高了拔纱效率。
自动输管、排管及插管装置的推进小车 7沿着环锭细纱机 2装有纱锭 22的一侧平行移动， 同时电动气缸 73通过活塞杆推动可移动支架 8沿水平导轨滑动进入到其插管工作位置，第 电机 95启动后， 驱动两个滚动辊 94轴心的摆杆 97往复摆动， 阻挡有可能脱离滑落方向的空 纱管 10， 使空纱管 10从空纱管支架中的纱管通道 92滑落到弧形输排管通道 81中， 而不会 脱离滑落的方向造成卡管的问题， 并在该弧形输排管通道 81的限制下逐步倾斜下滑， 直到进 入弧形拦位杆 84和限位簧片 85构成的用于使纱管 10保持竖直状态的预插管机构 86中， 同 时， 第二电机 88驱动推进轮旋转使空纱管 10卡在预插管机构 86内防止空纱管 10掉落， 随 后当推进小车 7上的光电传感器检测到无空纱管的纱锭 22时，将该信号传送到插管控制系统， 插管控制系统操纵电磁式打管器 87在空纱管 10的中心线对准纱锭 22的中心线时将空纱管 10准确插入到纱锭 22上， 插入后插管控制系统的发出复位指令使电磁式 打管器 87移回打管 前的位置。 由此实现了自动化完成空纱管的输管、 排管以及插管的操作， 避免了出现卡管和 掉管现象， 提高了生产效率， 并且减轻了过分依赖人工的劳动强度。 而且能达到 48 秒完成 240锭插管动作， 比目前每秒最多能够完成 1锭插管的落纱速度更快。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施 方式进行描述， 并非对本发明的范围进行 限定， 在不脱离本发明设计精神的前提下， 本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出 的 各种变形和改进， 均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内 。
工业实用性
本发明环锭纺智能落纱机可以实现对环锭细纱 机上满纱管的自动拔纱， 还可以将空纱管 自动输排管并且插装在环锭细纱机的空纱锭上 ， 大大提高了环锭细纱机的生产效率， 降低了 拔纱和插管过程中对设备的损坏， 而且其可以在现有的旧式环锭细纱机基础上进 行改造， 因 此具有很大的市场前景和很强的工业实用性。