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多功能红外 纬纱控制仪

阅读：1016发布：2020-06-10

专利汇可以提供多功能红外纬纱控制仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供一种多功能红外纬纱控制仪。它主要由红外检测探头，红外控制探头，红外光发射电路，光电信号转换电路，信号处理电路(主要指施密特触发电路。电压比较电路，计数电路，与门和或门电路)，功放电路、电磁铁、电源、外壳及支架 (座)等构成。该仪器可使老式织布机实现机、光、电一体化，能按生产要求使织机自动探纬换梭，自动断纬停机和自动探纬停机。利用该多功能红外纬纱控制仪，可减轻挡车工人的劳动强度，提高织机的生产效率，减少织物废品率。大量节省棉纱，有效地提高纺织行业的经济效果。，下面是多功能红外纬纱控制仪专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种多功能红外纬纱控制仪，它主要由2-3个红外检测探头，1-2个红外控制探头，红外光发射电路、光电信号转换电路、集成施密特触发器、集成J、K触发器、稳压电路、电压比较器、集成计数器、与门电路、或门电路、功率放大电路、电磁铁、外壳、电源及支架(座)等部分构成，其特征是光电信号转换电路输出端与施密特触发器S1的输入端直接相连。并在红外发射电路与信号处理电路间加一个集成J、K触发器。
2、根据权利要求1所述的J、K触发器，其特征是该触发器的CP端接与门C的输出端，与门C的二个输入端分别接施密特触发器S5的输出端和施密特触发器S8的输出端，J、K触发器的Sd、Rd端分别接地，S、K端接高电平，Q端经电阻R 接三极管TK1的基极，Q端经电阻R 接三极管TK2的基极。
3、根据权利要求1所述的多功能红外纬纱控制仪，其特征是所述的一个红外探纬检测探头固定织机大龙上的探纬针探纬孔位置，一个红外控制探头的反光板安装在织机的72牙轮或由其驱动的中轴上或和中轴相连的机件上。
4、根据权利要求1所述的稳压电路和电压比较器，其特征是由三极管TW1电阻RW1和稳压管DW1构成的稳压电路，其TW1的基极接稳压管负端，TW1发射极接光敏三极管TL3的C极，TW1的集电极接电源，电阻RW1并联在TW1的集电极和基级间，DW1的正端接地，电压比较器由运算放大器A构成，其反相输入端接光电转换电路的输出端，正相输入端接比较电压（约4V），比较器输出端经二极管接计数器CP端。
5、根据权利要求1所述的电磁铁，其特征是外壳（23），线圈骨架（24），线圈（25），导磁（26），活动拉杆（27），所述电磁铁的一个安装在机械探纬针的固定位置，另一个固定在纺机往复杆的前部。
6、根据权利要求1所述的多功能红外纬纱控制仪，其特征是一个断纬检测探头固定在织机大龙的左侧，另一个固定在织机大龙的右侧，它们分别离布边相距5－10cm。

说明书全文

本实用新型涉及一种多功能红外纬纱控制仪。

目前，我国老式织布机所使用的换梭装置大部份是机械式的。前二年，有人发明了一种电子自动换梭控制器，其构成主要是，检测探头，控制探头，光电转换电路，耦合电路，信号处理电路，功效电路，电磁铁，电源，外壳，支架等，它的性能较机械换梭有了一定进步，但它的机芯是由分离元件所组成的。电路结构复杂，焊接量大，工作稳定性差，检修不便成本较高。最致命的缺陷是只能换黑色纾管，如果是其它颜色的纾管，一定要涂上黑漆，所以，很多厂家不愿使用。

至于我国织机的断纬停机装置基本上是机械式的。它主要靠纬线本身的反弹力来驱动机械停机机构。因此，灵敏度很低。特别是在带有提花的纺织行业中，机械断纬停机装置基本上不起作用。去年，在杭州某丝绸厂见到从日本引进织机上所使用的一种光电探纬仪，它只用于断纬停机，所用光源为普通白炽灯光源。因此，厂房内比较黑暗。另外，它只有单点检测，如果纬线在另一侧断裂，或许不能停机。

综上所述，当前我国所使用的光电探纬装置功能都是单一的且都有各自不可克服的缺陷。

本实用新型的目的是提供一种多功能、容机，光、电一体化的电子仪器来代替目前织布机上所使用的探纬自动换梭装置和断纬自动停机装置，并扩大织机功能，使其能探纬自动停机。

本实用新型提供的多功能红外纬纱控制仪是由红外检测探头、红外控制探头，红外光发射电路，光电信号转换电路，集成施密特触发器，集成J、K触发器、稳压电路、电压比较器、集成计数器，与门电路、或门电路、功效电路、电磁铁外壳、电源及支架（座）等部份构成。它同原有的光电探纬仪相比，具有以下特征：

1、利用CMOS集成施密特触发器的高输入阻抗特性，将光电转换电路与信号处理电路直接耦合，电路结构简单，便于集成化。

2、在红外光发射电路与信号处理电路之间加一个集成J、K触发器，使红外发射管的限流电阻可以按要求反复切换，即反复改变红外发射管的红外发射功率，使本仪可对各色纾管进行换梭。

3、改变红外检测探头和红外控制探头反光板的安装位置，不仅能对各色纾管换梭，而且电路更简单，工作更稳定。但安装稍麻烦。

4、在探纬电路的基础上，增加了稳压电路，电压比较电路和计数器电路，使该仪增加了断纬停机功能。

5、多设计一个断纬检测点，使断纬检测更全面，更可靠。

附图说明：

图1为探纬自动换梭或停机电路原理方框图。

红外光检测信号（1），光电信号转换电路（2），信号处理电路（3），红外光控制信号（4），光电转换电路（5），信号处理电路（6），与门（7），功放电路（8），电磁铁（9），换梭机构（10），停机机构（11）。

图2为断纬自动停机电路原理方框图

红外检测信号（12），光电转换电路（13），电压比较器（14），计数器（15），反相器（16），红外光控制信号（17），光电转换电路（18），施密特触发器（19），与门（20），功放电路（21），电磁铁（22），停机机构（11）。

图3为实施例一的电路示意图（探纬电路一）

图4为实施例二的电路示意图（探纬电路二）

图5为实施例三的电路示意图（断纬电路三）

图6为电磁铁结构图

外壳（23），线圈骨架（24），线圈（25），导磁块（26），活动位杆（27）。

图7为探纬光路示意图

红外发射管（28），光敏三极管（29），红外光（30），纾管（31）。

图8，断纬检测探头结构图

红外发射管（32），细光柱（33），光敏三极管（34），固定孔（35），凹型探头（36）

图9，计数器清零电路示意图

图10，检测信号与控制信号同步发生示意图

探头外壳（37），检测探头（38），织机大龙（39），控制探头（40），大龙运动方向（41）

下面结合附图说明对本实用新型所提供的多功能红外纬纱控制仪的工作原理及实施例作详细说明。

本仪的工作原理按其功能主要分下列二部份

一、探纬自动换梭或自动停机部份

参见图1，当检测探头发射管所发出的红外光经梭内纬纱反射（其光路见图7），检测探头的光敏三极管将收到一个红外光检测信号（1），该信号反映纬纱长度，它经光电转换电路（2），转换成电信号，它在纬纱多时是高电平，纬纱少时（0－5米）是低电平。电信号经信号处理电路（3）整形，倒相后输入到与门（7）的一个输入端，同整形后的控制信号相与。控制信号主要起一个开关作用。当红外光反射亮板运行到控制探头下方时，探头发射管所发出的红外光经反光板反射后，探头内的光敏三极管收到一个红外光控制信号（4），经光电转换电路（5）输出一个高电平，该电平经信号处理电路（6）整形后输给与门（7）另一输入端。此时表示开关打到“开通”。如果反射板不在控制探头下方，那控制信号就没发生，输给与门一个低电平，此时，表示开关打到“关闭”。不论检测信号是高电平还是低电平，与门都输出低电平。只有当检测信号是低电平，同时控制信号是高电平时，与门才输出高电平。该高电平控制功放电路（8），驱动电磁铁（9）动作并带动织机换梭机构（10）或停机机构（11）。

二、断纬自动停机部份

参见图2、图8，该部份的检测探头（36）结构为直射式，其红外光发射孔≤1mm。因此，它所发出的红外光为一细光柱（33），并直接照在光敏三极管（34）上。当纬纱每一次经过细光柱时，光敏三极管的红外光接收信号（12）就改变一次，经光电转换电路（13）。输出一个电脉冲信号，该信号经电压比较器（14）放大，整形后输入到二进位计数器（15）CP端，计数器将每一个脉冲信号记录下来。

由于织机大龙作前后往返运动，所以，每织一根纬线，将会产生二个电脉冲信号。故计数器的输出端为二位端（Q1端），它经反相器（16）接至与门（20）的一个输入端，同整形后的控制信号相与（控制信号的作用同前）。当纬纱断开时，计数器输出低电平，经反相后是高电平，这时，随着控制信号的发生，与门输出高电平控制功放电路驱动电磁铁动作，并带动织机停机机构（11）。如果纬纱没断，计数器输出高电平经反相后是低电平。与门输出低电平。此时，电磁铁闭锁，织机继续运行。为防止计数器累计计数而输出错误信号，在纬线经过凹型探头前，应把计数器清零。以便下次重新计数，具体清零脉冲电路参见图9，当控制信号来临时，根据电容二端电压不能发生突变原理，A点将产生一个负脉冲，此脉冲可由二极管滤去，当控制信号消失时，A点将产生一个正脉冲，利用此脉冲，可将计数器清零。

实施例一。

参照图3，红外发射管L1与电阻R1、L2与R4组成红外光发射电路，光敏三极管TL1与电阻R2，电位器R3组成检测信号，光电转换电路，实际上是个分压器，R3用于调节尾纱长度，其输出端直接接施密特触发器S1输入端，S1输出端接与门A一个输入端。

同样，光敏三极管TL2与电阻R5组成控制信号光电转换电路其输出经施密特触发器S2、S3接与门A另一端。与门A输出经二极管一路接起延时作用的电解电容C1，另一路经电阻R7接大功率达林顿管TD1的b极，TD1的C极接电磁铁线圈M1，二极管D2用于保护线圈。

另外，发光二极管LED1正端接电源，负端经电阻R6接与门A输出端，它起指示作用，在与门输出低电平时它发光，输出高电平时它熄灭。此时，电磁铁动作。

上述电路的工作过程是当检测光敏三极管TL1收到纬纱快光（0－5米）的红外光信号后，光电转换电路输出低电平，它经施密特触发器S1整形倒相后是高电平，输给与门A，经与门A同控制信号相与，随着控制信号的发生，与门A输出高电平。该电平使达林管TD1导通，这时，电磁铁线圈通过电流使电磁铁动作并带动织机换梭机构或停机机构。

由于纬纱同浅色纾管的颜色反差小，同黑色反差大，因此要想探测各色纾管，必须减少探头红外光发射功率，也就是减少红外光反射强度，但织机的梭子在大龙上不断左右往复运动，当梭子处于探头下方，光电管可发出一个正确的检测信号。当梭子移到别处时，它将发出一个错误信号（纬纱完了），为避开此错误信号，可把控制探头的反光板安装在织机72牙轮上，或由其驱动的中轴上或与中轴相连的机件上，这样，只有当梭子处于检测探头下方后，控制探头才发出控制信号，即织机大龙每织二根纱，控制信号才发生一次。

为使检测探头工作可靠，应把它固定在织机大龙的探纬孔位置。

上述检测探头与控制探头的安装是分开的，检测信号与控制信号所发生的时间是异步的，换句话说，控制信号的发出要比检测信号稍晚些。

另外，在织机机械换梭和机械停机构的基础上，增加自己设计的电磁铁（结构见图6）。用于换梭的一个电磁铁固定在机械探纬针的安装位置。用于停机的一个电磁铁，固定在织机往复杆的前部，电磁铁通过其活动拉杆带动一小杠杆，再由此小杠杆触发织机的换梭机构或停机机构。

实施例二

参照图4，该例是另一种全色探纬自动换梭或自动停机方法，它在实施例一电路基础上增设了一个集成J、K触发器，并将检测探头与控制探头装在一个外壳中，利用织机大龙梯形面，高面是梭槽，低面作反射板（参见图10），来探纬检测。

这种检测方式的控制信号将随着织机大龙每织一根纬纱就发生一次，且检测信号与控制信号是同步发生的，由于梭子在大龙上作左右往复运动，每当控制信号发生二次，必有一次，梭子不在检测探头下方，由此产生了误信号。

该电路中所设计的J、K触发器就是为了消除此误信号，集成J、K触发器的CP端接与门C的输出端，与门C的二个输入端一个接施密特触发器S5的输出端，另一个接施密特触发器S8的输出端，J、K触发器的Sd、Rd端接地，Q、Q端分别经电阻RQ、RQ接开关三极管TK1、TK2的b极，该电路的作用原理是随着织机大龙每次进入探头探测位置，施密特触发器S5、S8输出高电平，与门C输出高电平，J、K触发器输出端Q、Q状态变化一次，三极管TK1、T2轮流导通，不断有序地切换红外探测发射管L3的限流电阻Rs和RL。在有梭探纬时，限流电阻RL较大（与实施例一中R1相同），即红外发射功率较小。在无梭探纬时，限流电阻Rs较小，红外发射功率较大，红外光较强，经大龙梭槽亮底反射，使检测探头收到一个相当于正常纬纱的红外光反射信号。于是，防止了电磁铁误动作。至于电路中的其余部份基本和实施例一相同。

实施例三

参照图5，三极管TW1，电阻RW1，稳压管DW1组成稳压电路，防止电源电压波动而造成比较器输出误信号，电压比较电路主要由运算放大器A构成，其正相输入端接由Rb1、Rb2，电位器Rb3构成分压器所输出的比较电压，电位器用于调节比较电压的大小，A的反相输入端接光电转换电路输出端，比较器输出端经二极管滤波后，接计数器CP端，计数电路用的是集成7级二进位计数器，为了防止因纬纱颤动而造成的累加计数，把计数器的前三位（Q0、Q1、Q2）经二极管接入或门输入端，或门输出端代替计数器二位端Q1、并经施密特触发器Sf反相后接与门D一输入端，同整形后的控制信号相与，与门D输出端控制达林顿管TD3驱动电磁铁动作从而触发织机的停机机构。

该电路在一个周期内各信号发生的时序是：

计数脉冲－－→控制脉冲－－→清零脉冲

为了使断纬检测更全面、更可靠、电路中多设一个检测探头和光电信号转换电路，二个凹形探头分别安装在织机大龙的左右侧，离布边相距5－10cm，当然，如有不便，也可安装一个检测探头。

控制探头反射板的安装部位要根据检测探头的数量，如果是2个，它要固定在织机的主动轮（36牙）上，如果是1个则要固定在织面72牙轮上。

利用本实用新型提供的多功能红外纬纱控制仪具有下列优点：

1、采用集成电路，元件少，成本低，便于安装，维修。

2、电路简单，结构紧密，灵敏度高，工作稳定性好。

3、一机多能，可探纬自动换梭，探纬自动停机和断纬自动停机。三部分既可结合，也可分开单独使用。

4、适用性强，适用所用老式棉、麻、丝、毛、绢及人造纤维织机，就探纬来说，它不但可以探测黑色纾管也可探测其它各色纾管，就断纬来说，既可双点探测，也可单点探测。

5、利用红外发射，接收技术，抗干扰力强，可在普通室内光线下正常工作。

6、可把换梭后的尾纱长度控制在0－5米的范围内，如果在纺织行业推广它，能产生很大的经济效益，据初步估算，该仪器可使每台老式织机年节约绵纱约100kg，价值约一千元。全国按50万台算（远高于此数），则节约价值高达5亿元，此外，它还可减少织机因断纬产生的废品率，减轻挡车工人的劳动强度，提高织机的生产效率。这些所创造的社会效益，是难以用数字来估算的。

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多功能红外纬纱控制仪

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