专利名称：使用压电元件的紧凑提花选择卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及提花类设备的选择卡。具体地说，本发明涉及用于提花织机的压电致动选择卡。
背景技术：
本领域中公知，在纺织机中使用提花选择装置，通过控制所选经纱的升起来制成复杂的图案。在升高的经纱与未升高的经纱之间形成的间隔称为梭口(shed)。该提花机构可通过控制扣钩(针舌、掣子)来使各经纱独立地移动，该扣钩与连接于综框中各经纱的杆(综片)上的配合扣钩卡合。使用升降装置(或板)，来使该综框中对应扣钩已经卡合的经纱升高或降低。通过调整扣钩的移动，可选出一连串的经纱并将其升高，同时纬纱穿过梭口。以此方式，使用提花选择装置来制成织造图案。
可以以闭合梭口或全开梭口的结构，将提花选择装置用于织机中。在闭合梭口结构中，使用单一的升降装置，这种升降装置对应于综框中的每一经纱皆具有卡钩。而全开梭口结构使用两个升降装置的双钩系统，其设有多对卡钩，来与多对升降单一经纱的(升高的及降低的)杆条连接。全开梭口结构具有两个升降装置，所以各升降装置仅需单次移动即可产生梭口，而闭合梭口结构具有单一的升降装置，但需要移动两次来形成梭口。
以往，提花机构包含具有冲孔图案的选择纸卡。该选择卡可允许位于孔洞处的杆条(或扣钩)穿过，并升高对应的经纱，而在没有孔洞处的杆条将会被阻挡。通过在每次穿过之后改变或移转该选择卡，可形成织造图案。
此过程的机械结构十分复杂，而时常会导致停机及织物品质的问题。该机械复杂性已成为提高提花机效率的主要障碍。因此，提出了一些电动选择的织机卡扣。例如，Herbepin的美国专利No.6,073,662(以引用方式并入本文)教示使用具有线圈的电磁装置，以控制提花选择装置中各掣子相对于对应扣钩的位置。当电磁装置通电时，连接的掣子即被定位，以与对应的扣钩卡合。可通过升降板的操作，来使梭口打开。尽管提出了这种解决手段，但与织物图案的尺寸比较而言，电动及电磁的选择装置仍然相对过大。
此电动方法的一种改进是将压电组件应用于提花选择装置中。压电致动组件为这样一种装置，在被施加操作电压时，将会以高力能力来造成横向或纵向的位移。压电致动器可用于许多用途，例如超精密定位，以及在静态或动态状况下的高力量或压力的产生/传送。
致动器的构造根据用途不同而变化很大。例如，压电材料的挠性条带可用来产生横向位移。压电体亦可叠放在一起以增加位移。
这些装置特别适用于控制振动、定位的用途以及快速切换。例如，压电致动器可被设计用来产生超声速(＞20kHz)频率的数微米级行程。
致动器的位移、力和操作电压是压电致动器的重要规格。其它应考虑的因素为劲度、共振频率和电容。术语劲度被用来描述达到结构某种变形所需的力。对于压电致动器，劲度为使该装置伸长一定量所需的力。
提出了许多方法以通过提供压电组件来改善提花型织机的操作。例如，Seiler的美国专利NO.5,392,818披露一种提花织机的针选择器，其类似已知的机械装置，只是使用压电转换器来调整各阻挡组件。Wardle的美国专利No.6,470,919披露一种单独的经纱选择器，其中压电组件驱动电机，该电机使刚性综条机械移动。McIntyre的美国专利No.5,464,046则披露另一种单独的经纱选择器，其中压电组件使经纱选择器在纵向机械滑动。Wiilbanks的美国专利No.5,647,403披露将压电组件用作对提花经纱选择器移动的机械制动器。Seiler的英国专利No.GB 2276637及Dewispelaere的美国专利No.5,666,999披露了将压电组件用作掣子移动的控制件(锁定物)，掣子移动用于与全开梭口织机结构中上升的扣钩卡合。但是，上述各方法只是使用压电组件来致动选择经纱的机械组件。由于这些方法仍存在许多现有技术的复杂机械特性，所以它们具有许多相同的限制。例如，这些装置的尺寸并不适用于织造高密度的图案。
因此，需要这样一种提花选择装置，该装置具有机械可靠性，能高速操作，功耗低，并且足够小从而能够用于高密度经纱选择。
本发明为上述问题提供解决方法，本发明提供一种高速、可靠、并且功率低的高密度提花选择装置。
发明内容
因此，本发明为一种高密度、紧凑并可靠的提花机用电子选择卡。
本发明为提花机的选择装置。该装置具有布置在一平面内的均匀间隔的压电致动挠性组件的平行阵列。该阵列中的各挠性组件具有连接于一端的对应钩件。保持杆与该阵列中的各挠性组件的第二端连接，并位于该平面中。平行于该保持杆的轴杆穿过各钩件中的轴孔，从而提供各钩件枢轴转动的公共轴。通过使对应的挠性组件中的压电体致动，从而使该挠性组件从该平面弯出，并致使连接的钩件绕该公共轴枢轴转动，各钩件可被独立地定位。
本发明的其它方面包括该选择装置可为织造识物图案用提花机的电子选择卡。在织造时，钩件可用来从综框选出经纱并将其升高，以形成梭口。
在较佳实施例中，阵列包含24个压电致动的挠性组件以及对应的钩件，在小于90mm的长度内间隔分开。
在另一实施例中，各钩件包含两个相对扣钩。
现将参照附图来更完整详细地说明本发明，
如下。
为了更完全地了解本发明，参阅以下说明和附图，其中图1为根据本发明示例紧凑选择卡的正视图和侧视图；图2为根据本发明示例双钩紧凑选择卡的侧视图；以及图3为比较图，示出现有技术电动选择装置及本发明压电选择装置的闭合梭口操作循环。
具体实施例方式
本发明为一种用于提花装置例如织机的紧凑选择卡。该选择卡包含选择扣钩的阵列，通过压电致动器来使扣钩单独定位。这种卡具有许多优于现有技术电子选择卡的优点。例如，该卡具有更佳的操作速度和定位控制，较低的功耗，以及更长的使用寿命。
图1为根据本发明示例紧凑选择卡的正视图和侧视图。该选择卡具有布置在一平面内的均匀间隔的压电致动挠性组件20的平行阵列。在该阵列中的各挠性组件具有连接于其一端的对应钩件40。保持杆10连接于阵列中各挠性组件20的另一端，并位于该平面中。平行于该保持杆的轴杆30穿过各钩件40中的轴孔，从而形成可供各钩件枢轴转动的公共轴。保持杆10和轴杆30结合形成用于挠性组件20的不动作装配件。这允许压电组件为钩件40提供全部的施力与控制。通过使对应的挠性组件20中的压电组件致动，从而使该挠性组件从该平面弯出，并致使所连接的钩件绕该公共轴枢轴转动，使各钩件40独立地定位。
该选择装置适用于织造织物图案用的提花机中。在织造时，钩件可用来从综框(harness)选出经纱，并将其升高以形成梭口(shed)。挠性组件的布置可允许这样的选择扣钩密度，在织机中的各综框能被各自独立地驱动。
在较佳实施例中，阵列包含24个压电致动的挠性组件和对应的钩件，在小于90mm的长度内间隔分开。这些扣钩与有24条经纱的综框中的各纱线对应。对于织机上所要独立驱动的各综框来说，此扣钩密度已足够。如果要控制少于24条纱线，则综框只要不穿设纱线即可。反之，若要控制超过24条纱线，则可使用多个选择卡和综框。
图2为本发明另一实施例的侧视图，其中各钩件包含两个相对扣钩。与单钩的实施例相同，此双钩选择卡也具有布置于一平面内的均匀间隔的压电致动挠性组件20平行阵列。保持杆10连接于该阵列中每一挠性组件20的一端，并位于该平面中。一对钩件40附设于各挠性组件的另一端。平行于保持杆的轴杆30穿过该双钩件40中各扣钩的轴孔，从而提供钩件枢轴转动的公共轴。保持杆10和轴杆30结合形成用于挠性组件20的不动作装配件。这允许压电组件为连接的钩件40提供全部的施力与控制。通过使对应挠性组件20中的压电体致动，从而使该挠性组件从该平面弯出，并致使所连接的钩件绕该公共轴枢轴转动，各对扣钩可独立地定位。因为其为双钩结构，故需要预紧机构50，例如弹簧，使扣钩偏置回到其在该平面中的零位。
本发明的该单钩和双钩选择卡实施例可与闭合梭口及全开梭口形式的各种升降装置配合使用。
图3为比较图，示出3A)现有技术电动选择装置，以及3B)本发明压电式选择装置的闭合梭口结构操作循环。
在闭合梭口结构中，该现有技术电动装置通常使用以四步骤循环来移动的两个板片。通常，上板80作为升降装置并包含选择装置，而下板70定位综框的杆条。在步骤S1中，上板80(或上升降板)位于升高的位置，而下板70位于降低的位置，因此两板之间形成较宽的间隔。上板钩件并未与钩杆(或综条)60卡合。注意，所示出的上板扣钩对应于选择装置中的一个扣钩，而该钩杆对应于综框中的一根经纱。钩杆穿过下板，并连接(通常穿过眼孔)至经纱90。钩杆60被弹簧或配重100偏置，因此当下板位于降低的位置且扣钩未卡合时，杆条和所连接的经纱被拉下去，如图所示。这会使所连接的纱位于降低的位置。如步骤S2所示，接着，这些板朝向彼此移动。在此情况下，上板位于降低的位置，而下板位于升高的位置，因此在两板之间形成较窄间隔。通过将下板从降低的位置移至升高的位置，钩杆也上升，因此所连接的纱线位于平直或零位(中间位置)。在步骤S3时，上板扣钩被电动机构定位，以与钩杆卡合。通常，电动机构为电磁线圈，其可致动以使扣钩在上述位置之间切换。然后，上板和下板在步骤S4中移开(分别回至其在步骤S1中的位置)。由于上板扣钩已与钩杆卡合，因此，当上板移回升高的位置时，钩杆及所连接的纱线也会被往上拉。如图所示，所连接的纱线被拉至零位上方的升高位置处。以此方式，通过使经纱所接合的杆条与选择装置中的对应钩件卡合或不卡合，来控制综框中的每一经纱。
在图3B所示的压电装置中，由本发明选择卡的保持杆10、可挠性组件20、以及钩件40来替代上述电动机械。与现有技术电动装置类似，该压电装置也使用类似的以相同四步骤循环来移动的两个板。在此种设计中，将本发明的选择卡固定于上板(上升降板)。综框被下板定位，以使综框中的杆条能与选择卡的扣钩卡合。
本发明的另一方面为一种反馈机构，其可被整合于压电组件的控制电路中，以判定扣钩的当前位置。以此方式，可主动地监测该选择卡中各钩件的准确运作。
本发明可用于许多类型的提花设备，或任何要求用机械构件来进行二元定位的单元。如前所述，可在提花机中使用本发明装置来操控各综框的位置。在其它的用途中，可使用该装置来操作中间构件，以将各扣钩连结到需要被设定于二元位置的部件。
对于本领域普通技术人员来说，可容易地对上述内容进行改变，但不会使如此改变的本发明超出本发明的范围。所附权利要求应当涵盖这些状况。
权利要求
1.一种用于提花机的选择装置，包含布置在一平面内的均匀间隔的压电致动挠性组件的平行阵列；所述阵列中的各挠性组件具有连接于其第一端的对应钩件；保持杆，连接于所述阵列中各挠性组件的第二端，并布置于所述平面中；轴杆，平行于所述保持杆，并穿过各钩件中的轴孔；从而提供各钩件枢轴转动的公共轴；以及其中，通过使在对应挠性组件中的压电体致动，从而使所述挠性组件从所述平面弯出，并致使所连接的钩件绕所述公共轴枢轴转动，从而使各钩件独立地定位。
2.根据权利要求1所述的选择装置，其中所述选择装置为用于织造织物图案的提花织机的电子选择卡。
3.根据权利要求1所述的选择装置，其中所述阵列包含24个压电致动的挠性组件以及对应的钩件，在小于90mm的长度内间隔分开。
4.根据权利要求1所述的选择装置，其中在织造时，所述钩件可用来从综框选出要被升高以形成梭口的经纱。
5.根据权利要求1所述的选择装置，其中各钩件包含两个相对的扣钩。
全文摘要
一种可用于提花设备的紧凑电子选择卡，具有高密度的选择扣钩(40)阵列，扣钩可通过压电致动组件(20)单独定位。各压电组件(20)直接控制所选择的扣钩(40)，使之与连接于经纱的对应钩杆卡合。被卡合的钩杆升起，从而形成梭口。因各组件直接定位该扣钩，而非间接地控制定位机构，所以该选择卡的机械结构较简单且紧凑。
文档编号H01L41/08GK1863956SQ200480028724
公开日2006年11月15日 申请日期2004年9月20日 优先权日2003年10月2日
发明者柏纳德·巴斯, 贺芙·菲斯奎特 申请人:阿尔巴尼国际公司