本发明提供了一种柔性材料的运动装置、运动方法及缝纫装置，属于缝纫技术领域。它解决了现有的对钢针扎入柔性材料深度的精度控制不佳的问题。本运动装置，包括中空的装置主体；钢针固定座，钢针固定座下表面凸设有若干钢针，各所述钢针分别通过上述针孔从所述装置主体底部穿出以供扎入柔性材料，所述钢针固定座上表面和装置主体围成气密封的上腔，所述上腔通过气管连接气泵，所述钢针固定座下表面和装置主体围成下腔，所述下腔通过上述的针孔与外界连通；光电传感装置，包括传感器发射端和传感器接收端以及挡板；控制装置，包括控制器、安装在气泵上的电磁阀和传感器接收端。本运动装置具有成本低、适用性广及钢针扎入深度控制精度高的优点。
中空的装置主体(1)，装置主体(1)底部开有若干个针孔(4)；
钢针固定座(5)，可移动地设于所述装置主体(1)内，所述钢针固定座(5)下表面凸设有若干钢针(6)，各所述钢针(6)分别通过上述针孔(4)从所述装置主体(1)底部穿出以供扎入柔性材料(14)，所述钢针固定座(5)上表面和装置主体(1)围成气密封的上腔(2)，所述上腔(2)通过气管(7)连接气泵(13)，所述钢针固定座(5)下表面和装置主体(1)围成下腔(3)，所述下腔(3)通过上述的针孔(4)与外界连通，其上腔(2)与下腔(3)之间的气压差作为驱动钢针固定座(5)在装置主体(1)内移动的主驱动力；
光电传感装置，包括传感器发射端(8)和传感器接收端(9)以及位于两者之间的挡板(10)，所述的挡板(10)用来遮挡上述传感器发射端(8)和传感器接收端(9)之间的光线，当钢针固定座(5)在装置主体(1)内移动时，所述传感器发射端(8)和传感器接收端(9)与所述挡板(10)之间的相对位置会产生变化从而传感器接收端(9)接收到的光强度发生变化；
控制装置，包括控制器(11)、安装在气泵(13)上的电磁阀(12)和所述的传感器接收端(9)，电磁阀(12)和传感器接收端(9)均与控制器(11)连接，所述的电磁阀(12)能驱动气泵(13)进行充气或抽气或停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种柔性材料的运动装置，其特征在于，所述的传感器发射端(8)和传感器接收端(9)分别固定安装在所述上腔(2)两侧壁上，所述挡板(10)固定安装在钢针固定座(5)上表面上且位于上述传感器发射端(8)和传感器接收端(9)的中间。
3.根据权利要求1所述的一种柔性材料的运动装置，其特征在于，所述的传感器发射端(8)和传感器接收端(9)分别固定安装在钢针固定座(5)上表面两侧上，所述挡板(10)固定安装在所述上腔(2)的顶部内壁上且位于上述传感器发射端(8)和传感器接收端(9)的中间。
4.根据权利要求3所述的一种柔性材料的运动装置，其特征在于，所述的钢针固定座(5)上表面两侧上分别固定安装有支架，上述的传感器发射端(8)和传感器接收端(9)分别安装在所述支架上。
5.根据权利要求2或3所述的一种柔性材料的运动装置，其特征在于，所述的传感器发射端(8)为LED灯。
6.根据权利要求5所述的一种柔性材料的运动装置，其特征在于，所述的挡板(10)在地理位置上根据钢针固定座(5)在装置主体(1)上移动能对所述传感器发射端(8)和传感器接收端(9)相互之间完全挡住、部分挡住和完全不挡住。
7.根据权利要求6所述的一种柔性材料的运动装置，其特征在于，所述的光强度与所述钢针(6)相对装置主体(1)的伸缩量相关联。
8.根据权利要求7所述的一种柔性材料的运动装置，其特征在于，所述的柔性材料(14)置于工作台上，所述运动装置可活动地设于所述工作台上方。
9.一种缝纫装置，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的运动装置。
10.一种柔性材料的运动方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8中任一项所述的运动装置，所述运动方法包括：通过控制器(11)控制气泵(13)对上腔(2)进行充气或抽气工作以此改变上腔(2)与下腔(3)之间的气压差从而驱动所述钢针固定座(5)移动；
直至所述传感器接收端(9)测得光强度达到预设阀值时，通过所述控制器(11)来控制所述气泵(13)以驱动所述钢针固定座(5)停止移动。
一种柔性材料的运动装置、运动方法及缝纫装置
技术领域
[0001] 本发明属于缝纫技术领域，特别是一种柔性材料的运动装置、运动方法及缝纫装置。
背景技术
[0002] 在缝纫过程中，缝纫机械对布料的抓取目前主要采用真空吸取的方式，真空吸取主要是针对一些不透气的布料，对于那些透气的布料，目前大多采用针扎抓取的方式。
[0003] 例如公开的名称为“一种柔性材料的操作装置、操作方法及缝纫装置”、申请公布号为CN104562461A”的发明专利，该专利公开了一种柔性材料的操作装置，包括中空的装置主体；钢针固定座，可移动地设于所述装置主体内；所述钢针固定座下表面凸设有若干钢针，各所述钢针从所述装置主体底部穿出以供扎入柔性材料；驱动装置，连通至所述装置主体内，提供作用于对所述钢针固定座上表面的驱动力，以驱动所述钢针固定座的移动。该方案采用针扎抓取方式，但存在的问题是：钢针扎入柔性材料的深度由驱动装置驱动钢针固定座上下移动来控制，其驱动装置没有采集钢针扎入柔性材料的深度反馈量的功能，单凭经验来控制，因此其钢针扎入深度控制精度不高。
[0004] 为了解决上述问题，后来公开了名称为“柔性材料的运动装置、运动方法及缝纫装置”、申请公布号为“CN104532488A”的发明，该专利公开了一种柔性材料的运动装置，包括：中空的装置主体；钢针固定座，可移动地设于所述装置主体内；所述钢针固定座下表面凸设有若干钢针，各所述钢针从所述装置主体底部穿出以供扎入柔性材料；所述钢针固定座上表面和装置主体围成密闭的气压室以提供对钢针固定座的驱动力，所述气压室通过气管连接气泵；弹性件，设于所述钢针固定座下表面同所述装置主体的间隙内，在受到所述钢针固定座的挤压而产生形变时对所述钢针固定座提供弹力；测距传感器，设于所述气压室内并朝向所述钢针固定座上表面设置，用于测得所述测距传感器同所述钢针固定座的间距；气泵控制器，连接所述气泵，用于控制所述气泵来驱动所述钢针固定座移动；所述气泵控制器还电性连接所述测距传感器，其驱动所述钢针固定座移动直至所述间距达到预设阈值。该方案对气泵控制器引入了钢针固定座实际位置的反馈量，即钢针扎入柔性材料深度的反馈量，使控制更为精确，当仍存在一些问题：弹性件的回复力作为钢针缩回的主驱动力，其弹性件在长时间使用后容易变形，变形后将导致钢针的复位不到位从而降低了控制之后钢针扎入深度的精度。
发明内容
[0005] 针对现有的技术存在上述问题，本发明的目的在于提供一种柔性材料的运动装置、运动方法及缝纫装置，以解决现有技术中的各种缺陷。
[0006] 为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种柔性材料的运动装置，包括：
[0007] 中空的装置主体，装置主体底部开有若干个针孔；
[0008] 钢针固定座，可移动地设于所述装置主体内，所述钢针固定座下表面凸设有若干钢针，各所述钢针分别通过上述针孔从所述装置主体底部穿出以供扎入柔性材料，所述钢针固定座上表面和装置主体围成气密封的上腔，所述上腔通过气管连接气泵，所述钢针固定座下表面和装置主体围成下腔，所述下腔通过上述的针孔与外界连通，其上腔与下腔之间的气压差作为驱动钢针固定座在装置主体内移动的主驱动力；
[0009] 光电传感装置，包括传感器发射端和传感器接收端以及位于两者之间的挡板，所述的挡板用来遮挡上述传感器发射端和传感器接收端之间的光线，当钢针固定座在装置主体内移动时，所述传感器发射端和传感器接收端与所述挡板之间的相对位置会产生变化从而传感器接收端接收到的光强度发生变化；
[0010] 控制装置，包括控制器、安装在气泵上的电磁阀和所述的传感器接收端，电磁阀和传感器接收端均与控制器连接，所述的电磁阀能驱动气泵进行充气或抽气或停止工作。
[0011] 在上述的一种柔性材料的运动装置中，所述的传感器发射端和传感器接收端分别固定安装在所述上腔两侧壁上，所述挡板固定安装在钢针固定座上表面上且位于上述传感器发射端和传感器接收端的中间。
[0012] 在上述的一种柔性材料的运动装置中，所述的传感器发射端和传感器接收端分别固定安装在钢针固定座上表面两侧上，所述挡板固定安装在所述上腔的顶部内壁上且位于上述传感器发射端和传感器接收端的中间。
[0013] 在上述的一种柔性材料的运动装置中，所述的钢针固定座上表面两侧上分别固定安装有支架，上述的传感器发射端和传感器接收端分别安装在所述支架上。
[0014] 在上述的一种柔性材料的运动装置中，所述的传感器发射端为LED灯。
[0015] 在上述的一种柔性材料的运动装置中，所述的挡板在地理位置上根据钢针固定座在装置主体上移动能对所述传感器发射端和传感器接收端相互之间完全挡住、部分挡住和完全不挡住。
[0016] 在上述的一种柔性材料的运动装置中，所述的光强度与所述钢针相对装置主体的伸缩量相关联。
[0017] 在上述的一种柔性材料的运动装置中，所述的柔性材料置于工作台上，所述运动装置可活动地设于所述工作台上方。
[0018] 在上述的一种柔性材料的运动装置中，所述的柔性材料包括：布料、皮革及技术纺织品。
[0019] 为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种缝纫装置，包括所述的运动装置。
[0020] 为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种柔性材料的运动方法，应用于所述的运动装置，所述运动方法包括：通过控制器控制气泵对上腔进行充气或抽气工作以此改变上腔与下腔之间的气压差从而驱动所述钢针固定座移动；直至所述传感器接收端测得光强度达到预设阀值时，通过所述控制器来控制所述气泵以驱动所述钢针固定座停止移动。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有如下几个优点：
[0022] 1、气压方式驱动钢针固定座移动从而驱动钢针扎入柔性材料，由于气压方式是柔和的和连续性的，其扎入深度的精度能够很好地驾驭和控制；
[0023] 2、通过光电传感器实时反馈钢针位置信号，控制器控制气泵充气或抽气工作来控制上、下腔之间的压力差大小实现对钢针扎入柔性材料深度的精确控制；
[0024] 3、本装置适用性广，能够适用绝大多数常见的柔性材料，比如各种材质的布料、皮革及技术纺织品等；
[0025] 4、光电传感装置成本低，其传感器发射端采用LED灯，价格低廉，降低成本。
附图说明
[0026] 图1是本运动装置机械部分的结构示意图。
[0027] 图2是本运动装置控制部分的原理框图。
[0028] 图3是本运动方法的流程示意图。
[0029] 图中，1、装置主体；2、上腔；3、下腔；4、针孔；5、钢针固定座；6、钢针；7、气管；8、传感器发射端；9、传感器接收端；10、挡板；11、控制器；12、电磁阀；13、气泵；14、柔性材料；S1～S2、方法步骤。
具体实施方式
[0030] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0031] 如图1和2所示，本运动装置包括中空的装置主体1，装置主体1底部开有九个针孔4，装置主体1的形状可以为圆柱体、长方体或立方体等，其内部具有空腔，以供设置部件。
[0032] 本实施例的钢针固定座5，可上下移动地设于装置主体1内，钢针固定座5与装置主体1空腔的四周内壁是密封连接的，即在上下移动时始终保持密封状态，其密封方式为钢针固定座5和装置主体1之间的间隙通过密封条加以密封，优选的，为便于钢针固定座5的移动，装置主体1内壁可例如为不锈钢材质并涂覆润滑油。钢针固定座5将装置主体1空腔分隔成气密封的上腔2以及与外界连通的下腔3，上腔2通过气管7连接气泵13，气泵13上设有电磁阀12，操作电磁阀12可控制气泵电机正反转从而实现气泵13的充气和抽气工作方式。钢针固定座5下表面凸设有九根钢针6，钢针6的直径小于上述针孔4口径，钢针6与上述针孔4一一对应，分别通过各针孔4从所述装置主体1底部穿出以供扎入柔性材料14，下腔3通过钢针6与针孔壁之间的空隙与外界连通，其内的气压为大气压。上腔2与下腔3的气压差为钢针固定座5上下移动的主驱动力。
[0033] 光电传感装置，包括传感器发射端8和传感器接收端9以及位于两者之间的挡板10，挡板10用来遮挡传感器发射端8和传感器接收端9之间的光线，挡板10在地理位置上根据钢针固定座5在装置主体1上移动能对所述传感器发射端8和传感器接收端9相互之间完全挡住、部分挡住和完全不挡住。传感器发射端8和传感器接收端9分别固定安装在所述上腔2两侧壁上，所述挡板10固定垂直安装在钢针固定座5上表面上且位于上述传感器发射端
8和传感器接收端9的中间。当钢针固定座5在装置主体1内上下移动时，传感器发射端8和传感器接收端9与所述挡板10之间的相对位置会产生变化从而传感器接收端9接收到的光强度发生变化；钢针固定座5上下移动的不同位置对应一个光强度，即光强度与所述钢针6相对装置主体1的伸缩量相关联，也就是钢针6扎入柔性材料14的不同深度对应不同的光强度，其深度与光强度为一一对应关系。本实施例中的传感器发射端8为LED灯。
[0034] 本实施例中的传感器发射端8、传感器接收端9和挡板10的安装位置不限于上述所说的安装位置，还包括其他所有能实现的方式，比如在钢针固定座5上表面两侧上分别固定安装有支架，上述的传感器发射端8和传感器接收端9分别安装在支架上，挡板10固定安装在上腔2的顶部内壁上且位于上述传感器发射端8和传感器接收端9的中间。
[0035] 控制装置，包括控制器11、安装在气泵13上的电磁阀12和所述的传感器接收端9，电磁阀12和传感器接收端9均与控制器11连接。柔性材料14置于工作台上，运动装置可活动地设于所述工作台上方，柔性材料可以为布料、皮革及技术纺织品。根据置于工作台上的不同材质的柔性材料，在控制器11上设置相应的钢针6扎入最佳深度，这个最佳深度是该运动装置对柔性布料抓取、移动等操作效果最佳的，这个最佳深度是根据大量实验测试得出的，不同材质的柔性材料对应各自相应的最佳钢针6扎入深度。设置好后，其最佳深度会对应一个光强度的预设阀值，当传感器接收端9测得的光强度还没达到预设阀值时，控制器11通过电磁阀12控制气泵电机正转进行充气工作，对上腔2进行加压，上腔2与下腔3之间气压差增大，驱动钢针固定座5下移，带动其上的挡板10下移，传感器发射端8和传感器接收端9之间被遮挡越来越少，其传感器接收端9接收的光强度增大，直至达到预设阀值，此时控制器11通过电磁阀12控制气泵13停止工作，钢针固定座5和钢针6停止下移，此时钢针6扎入深度刚好为事先设置好的最佳深度，从而达到扎入深度精确控制的效果。
[0036] 当需要钢针6缩回时，比如停机时，控制器11通过电磁阀12控制气泵电机反转进行抽气工作，使上腔2气压低于下腔3气压从而驱动钢针固定座5复位；当更换不同材质的柔性材料时，钢针固定座5先进行上述的复位，再进行下移到指定位置。
[0037] 缝纫装置，包括所述的运动装置，将该运动装置结合缝纫机等设备进行送料及缝纫工作。
[0038] 如图3所示，柔性材料的运动方法，应用于所述的运动装置，所述运动方法包括：
[0039] 步骤S1、通过控制器11控制气泵13对上腔2进行充气或抽气工作以此改变上腔2与下腔3之间的气压差从而驱动所述钢针固定座5移动；
[0040] 步骤S2、直至所述传感器接收端9测得光强度达到预设阀值时，通过所述控制器11来控制所述气泵13以驱动所述钢针固定座5停止移动。
[0041] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
