用于工業縫紉機的底線檢測方法、系統、裝置及控制裝置與流程

本發明涉及工業縫紉機的技術領域，特別是涉及一種用于工業縫紉機的底線檢測方法、系統、裝置及控制裝置。

背景技術：

工業縫紉機用于棉、麻、絲、毛、人造纖維等織物和皮革線跡的縫制，在縫制時需使用面線和底線。面線是線跡上面的線，底線是梭殼里面的線。

在工業縫紉機的使用過程中，面線的缺失會導致無法縫出線跡。面線往往可以通過使用者觀察來判斷有無，從而提前確定是否需要更換梭芯。底線的缺失會導致縫料上形成一段只有面線而無底線的空線跡。然而，由于底線安裝與旋梭在縫紉機底部，使用者無法通過觀察來判斷有無，從而導致縫制質量不良。

然而，現有的工業縫紉機不具備底線檢測功能，只能在縫制出現問題時才提醒使用者更換梭芯，導致用戶體驗不佳。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種用于工業縫紉機的底線檢測方法、系統、裝置及控制裝置，能夠第一時間準確地檢測出底線是否耗盡，且在底線耗盡時控制工業縫紉機停止運轉并發出提醒，從而提醒使用者及時更換梭芯。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種用于工業縫紉機的底線檢測方法，包括以下步驟：發送一控制指令至超聲波收發裝置以令所述超聲波收發裝置按照預設頻率向第一位置和第二位置發射超聲波；所述梭芯包括若干均勻設置的開孔，所述第一位置和所述第二位置中的一個位于所述梭芯轉動時所述開孔經過的路徑上；接收所述超聲波收發裝置返回的超聲波接收信號，所述超聲波接收信號由所述超聲波收發裝置接收到經由所述梭芯反射回來的超聲波時發出；根據所述超聲波收發裝置發射和接收所述超聲波的時間和超聲波聲速獲取所述超聲波收發裝置與所述第一位置和所述第二位置之間的第一距離和第二距離，并在所述第一距離和上述第二距離不等時，獲取所述梭芯對應的轉動圈數，并在所述梭芯的累計轉動圈數大于預設閾值時，判斷底線不足。

于本發明一實施例中，還包括發送底線不足信息至所述工業縫紉機的控制模塊，以令所述控制模塊控制所述工業縫紉機停止運轉。

于本發明一實施例中，還包括當判斷底線不足時，控制提醒裝置發出提醒信息。

于本發明一實施例中，還包括根據檢測到的實時溫度，對超聲波聲速進行溫度補償。

相應地，本發明還提供一種用于工業縫紉機的底線檢測系統，包括：

發送模塊，用于發送一控制指令至超聲波收發裝置以令所述超聲波收發裝置按照預設頻率向第一位置和第二位置發射超聲波；所述梭芯包括若干均勻設置的開孔，所述第一位置和所述第二位置中的一個位于所述梭芯轉動時所述開孔經過的路徑上；

接收模塊，用于接收所述超聲波收發裝置返回的超聲波接收信號，所述超聲波接收信號由所述超聲波收發裝置接收到經由所述梭芯反射回來的超聲波時發出；

處理模塊，用于根據所述超聲波收發裝置發射和接收所述超聲波的時間和超聲波聲速獲取所述超聲波收發裝置與所述第一位置和所述第二位置之間的第一距離和第二距離，并在所述第一距離和上述第二距離不等時，獲取所述梭芯對應的轉動圈數，并在所述梭芯的累計轉動圈數大于預設閾值時，判斷底線不足。

于本發明一實施例中，所述發送模塊還用于發送底線不足信息至所述工業縫紉機的控制模塊，以令所述控制模塊控制所述工業縫紉機停止運轉。

于本發明一實施例中，所述處理模塊還用于在判斷底線不足時，控制提醒裝置發出提醒信息。

于本發明一實施例中，所述處理模塊還用于根據檢測到的實時溫度，對超聲波聲速進行溫度補償。

同時，本發明還提供一種控制裝置，包括上述任一所述的用于工業縫紉機的底線檢測系統。

本發明還提供一種用于工業縫紉機的底線檢測裝置，包括超聲波收發裝置和上述的控制裝置；

所述超聲波收發裝置用于根據所述控制裝置發送的控制指令按照預設頻率向第一位置和第二位置發射超聲波；所述梭芯包括若干均勻設置的開孔，所述第一位置和所述第二位置中的一個位于所述梭芯轉動時所述開孔經過的路徑上；以及在接收到經由所述梭芯反射回來的超聲波時發送超聲波接收信號至所述控制裝置。

于本發明一實施例中，還包括與所述控制裝置相連的提醒裝置，所述提醒裝置用于在所述控制裝置判斷底線不足時，發出提醒信息。

于本發明一實施例中，所述超聲波收發裝置包括發射模塊、超聲波發射頭、超聲波接收頭和接收模塊；所述發射模塊用于根據所述控制指令，控制所述超聲波發射頭按照預設頻率向第一位置和第二位置發射超聲波；所述超聲波接收頭用于接收經由所述梭芯反射回來的超聲波，所述接收模塊用于將所述超聲波接收頭接收到的超聲波轉換為超聲波接收信號發送至所述控制裝置。

于本發明一實施例中，還包括與所述控制裝置相連的溫度檢測裝置，用于檢測實時溫度，以令所述控制裝置根據所述實時溫度對超聲波聲速進行溫度補償。

如上所述，本發明的用于工業縫紉機的底線檢測方法、系統、裝置及控制裝置，具有以下有益效果：

(1)能夠第一時間準確地檢測出底線是否耗盡，實現對工業縫紉機底線用量的實時檢測，避免在縫料上形成一段只有面線而無底線的空線跡；

(2)能夠在底線耗盡時控制工業縫紉機停止運轉并發出提醒，以提醒使用者及時更換梭芯；

(3)能夠提高工業縫紉機的工作性能，降低廠家因布料缺失底線造成的物料損失；

(4)檢測精度高，速度快，易于做到實時控制，并且檢測精度可以達到工業要求。

附圖說明

圖1顯示為本發明的用于工業縫紉機的底線檢測方法于一實施例中的流程圖；

圖2顯示為本發明的第一位置和第二位置于一實施例中的示意圖；

圖3顯示為本發明的用于工業縫紉機的底線檢測系統于一實施例中的結構示意圖；

圖4顯示為本發明的控制裝置于一實施例中的結構示意圖；

圖5顯示為本發明的用于工業縫紉機的底線檢測裝置于一實施例中的結構示意圖；

圖6顯示為本發明的用于工業縫紉機的底線檢測裝置于又一實施例中的結構示意圖；

圖7顯示為本發明的超聲波收發裝置于一實施例中的結構示意圖；

圖8顯示為本發明的超聲波收發裝置于一實施例中的應用圖；

圖9顯示為本發明的用于工業縫紉機的底線檢測裝置于再一實施例中的結構示意圖。

元件標號說明

1用于工業縫紉機的底線檢測系統

11發送模塊

12接收模塊

13處理模塊

5用于工業縫紉機的底線檢測裝置

51超聲波收發裝置

511發射模塊

512超聲波發射頭

513超聲波接收頭

514接收模塊

52控制裝置

53提醒裝置

54溫度檢測裝置

81梭芯

82梭殼

83超聲波收發裝置

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

本發明的用于工業縫紉機的底線檢測方法、系統、裝置及控制裝置能夠第一時間準確地檢測出底線是否耗盡，且在底線耗盡時控制工業縫紉機停止運轉并發出提醒，使得使用者及時更換梭芯。優選地，工業縫紉機采用工業平縫機。

如圖1所示，于一實施例中，本發明的用于工業縫紉機的底線檢測方法，包括以下步驟：

步驟s1、發送一控制指令至超聲波收發裝置以令所述超聲波收發裝置按照預設頻率向第一位置和第二位置發射超聲波；所述梭芯包括若干均勻設置的開孔，所述第一位置和所述第二位置中的一個位于所述梭芯轉動時所述開孔經過的路徑上。

如圖2所示，控制裝置設定超聲波收發裝置向第一位置a和第二位置b發射超聲波。梭芯上包括一個或者多個均勻設置的開孔。當包括一個開孔時，其可設置在梭芯表面任意位置處；當包括兩個開孔時，其設置在梭芯的任意對稱線上；當包括三個開孔時，其設置在梭芯上呈正三角對稱的三個位置處。同時，第一位置和第二位置中僅有一個位于梭芯轉動時開孔經過的路徑上。這樣的話，當梭芯轉動時，第一位置和第二位置處的超聲波僅有一個有可能穿過梭芯上的開孔。

步驟s2、接收所述超聲波收發裝置返回的超聲波接收信號，所述超聲波接收信號由所述超聲波收發裝置接收到經由所述梭芯反射回來的超聲波時發出。

具體地，當超聲波收發信號接收到經由梭芯反射回來的超聲波時，其同時發送一超聲波接收信號至控制裝置。

在本發明中，默認控制裝置發送控制指令的時間即為超聲波收發裝置的發射時間，控制裝置接收超聲波接收信號的時間為超聲波收發裝置的接收時間。

步驟s3、根據所述超聲波收發裝置發射和接收所述超聲波的時間和超聲波聲速獲取所述超聲波收發裝置與所述第一位置和所述第二位置之間的第一距離和第二距離，并在所述第一距離和上述第二距離不等時，獲取所述梭芯對應的轉動圈數，并在所述梭芯的累計轉動圈數大于預設閾值時，判斷底線不足。

由于超聲波在空氣中的傳播速度為已知，根據超聲波在發射后遇到障礙物反射回來的時間差能夠計算出發射點到障礙物的實際距離。其中，測距公式表示為l＝c*t，l為測量的距離長度；c為超聲波在空氣中的傳播速度；t為測量距離傳播的時間差(t為發射到接收時間數值的一半)。

具體地，控制裝置對超聲波收發裝置發射和接收超聲波的動作進行計時，再利用超聲波聲速獲取超聲波在超聲波收發裝置與第一位置和第二位置之間的第一距離和第二距離。優選地，超聲波收發裝置持續發出40khz的脈沖超聲波，同時將超聲波調制脈沖變為交變電壓信號傳送至控制裝置。

當第一距離和第二距離不等時，表明第一位置和第二位置中有一處的超聲波穿過梭芯上的開孔打到梭芯上。由于超聲波收發裝置按預設頻率持續不斷的發射超聲波，故當第一距離和第二距離連續兩次不等時，表明在連續兩次不等的時間間隔內，梭芯轉動的角度為相鄰兩個開孔間的夾角。由于開孔均勻設置在梭芯上，故相鄰兩個開孔對應的圈數即為梭芯轉動的圈數。例如，當只包括一個開孔時，在連續兩次不等的時間間隔內，梭芯轉動一圈；當包括兩個開孔時，在連續兩次不等的時間間隔內，梭芯轉動半圈；當包括三個開孔時，在連續兩次不等的時間間隔內，梭芯轉動三分之一圈。以此類推，梭芯轉動的圈數為開孔數分之一圈。

梭芯轉動一圈，對應一定的底線長度。預設閾值的圈數則對應梭芯上底線的初始長度。控制裝置累計計算梭芯的轉動圈數。當累計轉動圈數大于預設閾值時，表明所消耗的底線大于底線的初始長度，故可判斷底線不足。

于本發明一實施例中，還包括發送底線不足信息至所述工業縫紉機的控制模塊，以令所述控制模塊控制所述工業縫紉機停止運轉。

具體地，當判斷底線不足時，控制裝置須發送指令至工業縫紉機的控制模塊，從而通過控制模塊來控制工業縫紉機停止運轉，以免由于底線不足而造成不必要的布料浪費和工序浪費。

于本發明一實施例中，還包括當判斷底線不足時，控制提醒裝置發出提醒信息。

具體地，通過設置一提醒裝置，由控制裝置在判斷底線不足時，控制其發出提醒信息。其中，提醒信息可以為語音信息、樂音信息、蜂鳴信息、文字信息中的一種或多種組合。相應地，提醒裝置可以采用播放器、蜂鳴器和/或文字顯示屏等等。

于本發明一實施例中，還包括根據檢測到的實時溫度，對超聲波聲速進行溫度補償。

具體地，通過設置一溫度檢測裝置，以檢測實時溫度。控制裝置通過實時溫度對超聲波聲速進行溫度補償，從而進一步精確獲取第一距離和第二距離，以保證對底線是否充足的判斷的準確性。

如圖3所示，于一實施例中，本發明的用于工業縫紉機的底線檢測系統1包括發送模塊11、接收模塊12和處理模塊13。

發送模塊11用于發送一控制指令至超聲波收發裝置以令所述超聲波收發裝置按照預設頻率向第一位置和第二位置發射超聲波；所述梭芯包括若干均勻設置的開孔，所述第一位置和所述第二位置中的一個位于所述梭芯轉動時所述開孔經過的路徑上。

如圖2所示，設定超聲波收發裝置向第一位置a和第二位置b發射超聲波。梭芯上包括一個或者多個均勻設置的開孔。當包括一個開孔時，其可設置在梭芯表面任意位置處；當包括兩個開孔時，其設置在梭芯的任意對稱線上；當包括三個開孔時，其設置在梭芯上呈三角對稱的三個位置處。同時，第一位置和第二位置中僅有一個位于梭芯轉動時開孔經過的路徑上。這樣的話，當梭芯轉動時，第一位置和第二位置處的超聲波僅有一個有可能穿過梭芯上的開孔。

接收模塊12用于接收所述超聲波收發裝置返回的超聲波接收信號，所述超聲波接收信號由所述超聲波收發裝置接收到經由所述梭芯反射回來的超聲波時發出。

具體地，當超聲波收發信號接收到經由梭芯反射回來的超聲波時，其同時發送一超聲波接收信號至控制裝置。

在本發明中，默認發送控制指令的時間即為超聲波收發裝置的發射時間，接收超聲波接收信號的時間為超聲波收發裝置的接收時間。

處理模塊13與發送模塊11和接收模塊12相連，用于根據所述超聲波收發裝置發射和接收所述超聲波的時間和超聲波聲速獲取所述超聲波在所述超聲波收發裝置與所述第一位置和所述第二位置之間的第一距離和第二距離，并在所述第一距離和上述第二距離不等時，獲取所述梭芯對應的轉動圈數，并在所述梭芯的累計轉動圈數大于預設閾值時，判斷底線不足。

由于超聲波在空氣中的傳播速度為已知，根據超聲波在發射后遇到障礙物反射回來的時間差能夠計算出發射點到障礙物的實際距離。其中，測距公式表示為l＝c*t，l為測量的距離長度；c為超聲波在空氣中的傳播速度；t為測量距離傳播的時間差(t為發射到接收時間數值的一半)。

具體地，對超聲波收發裝置發射和接收超聲波的動作進行計時，再利用超聲波聲速獲取超聲波在超聲波收發裝置與第一位置和第二位置之間的第一距離和第二距離。優選地，超聲波收發裝置持續發出40khz的脈沖超聲波，同時將超聲波調制脈沖變為交變電壓信號傳送至控制裝置。

當第一距離和第二距離不等時，表明第一位置和第二位置中有一處的超聲波穿過梭芯上的開孔打到梭芯上。由于超聲波收發裝置按預設頻率持續不斷的發射超聲波，故當第一距離和第二距離連續兩次不等時，表明在連續兩次不等的時間間隔內，梭芯轉動的角度為相鄰兩個開孔間的夾角。由于開孔均勻設置在梭芯上，故相鄰兩個開孔對應的圈數即為梭芯轉動的圈數。例如，當只包括一個開孔時，在連續兩次不等的時間間隔內，梭芯轉動一圈；當包括兩個開孔時，在連續兩次不等的時間間隔內，梭芯轉動半圈；當包括三個開孔時，在連續兩次不等的時間間隔內，梭芯轉動三分之一圈。以此類推，梭芯轉動的圈數為開孔數分之一圈。

梭芯轉動一圈，對應一定的底線長度。預設閾值的圈數則對應梭芯上底線的初始長度。控制裝置累計計算梭芯的轉動圈數。當累計轉動圈數大于預設閾值時，表明所消耗的底線大于底線的初始長度，故可判斷底線不足。

于本發明一實施例中，發送模塊11還用于發送底線不足信息至所述工業縫紉機的控制模塊，以令所述控制模塊控制所述工業縫紉機停止運轉。

具體地，當判斷底線不足時，發送指令至工業縫紉機的控制模塊，從而通過控制模塊來控制工業縫紉機停止運轉，以免由于底線不足而造成不必要的布料浪費和工序浪費。

優選地，發送模塊11通過有線或者無線的方式與控制模塊進行數據傳輸。

于本發明一實施例中，處理模塊13還用于在判斷底線不足時，控制提醒裝置發出提醒信息。

具體地，通過設置一提醒裝置，在判斷底線不足時，控制其發出提醒信息。其中，提醒信息可以為語音信息、樂音信息、蜂鳴信息、文字信息中的一種或多種組合。相應地，提醒裝置可以采用播放器、蜂鳴器和/或文字顯示屏等等。

于本發明一實施例中，處理模塊13還用于根據檢測到的實時溫度，對超聲波聲速進行溫度補償。

具體地，通過設置一溫度檢測裝置，以檢測實時溫度。控制裝置通過實時溫度對超聲波聲速進行溫度補償，從而進一步精確獲取第一距離和第二距離，以保證對底線是否充足的判斷的準確性。

如圖4所示，于一實施例中，本發明的控制裝置包括上述任一所述的用于工業縫紉機的底線檢測系統1。

優選地，控制裝置采樣mcu。

如圖5所示，于一實施例中，本發明的用于工業縫紉機的底線檢測裝置5包括超聲波收發裝置51和與超聲波收發裝置連接的上述的控制裝置52。

超聲波收發裝置51用于根據所述控制裝置發送的控制指令按照預設頻率向第一位置和第二位置發射超聲波；所述梭芯包括若干均勻設置的開孔，所述第一位置和所述第二位置中的一個位于所述梭芯轉動時所述開孔經過的路徑上；以及在接收到經由所述梭芯反射回來的超聲波時發送超聲波接收信號至所述控制裝置。

控制裝置52的結構和原理如上所述，故在此不再贅述。

如圖6所示，于本發明又一實施例中，還包括與控制裝置52相連的提醒裝置53，提醒裝置53用于在控制裝置52判斷底線不足時，發出提醒信息。

具體地，提醒裝置可以采用播放器、蜂鳴器和/或文字顯示屏等等。提醒信息可以為語音信息、樂音信息、蜂鳴信息、文字信息中的一種或多種組合。

如圖7所示，于本發明一實施例中，所述超聲波收發裝置51包括發射模塊511、超聲波發射頭512、超聲波接收頭513和接收模塊514；所述發射模塊511用于根據所述控制指令，控制所述超聲波發射頭512按照預設頻率向第一位置和第二位置發射超聲波；所述超聲波接收頭513用于接收經由所述梭芯反射回來的超聲波，所述接收模塊512用于將所述超聲波接收頭接收到的超聲波轉換為超聲波接收信號發送至所述控制裝置52。

如圖8所示，超聲波收發裝置83設置在正對梭芯81和梭殼82的位置處。

如圖8所示，于本發明再一實施例中，還包括與所述控制裝置52相連的溫度檢測裝置54，用于檢測實時溫度，以令所述控制裝置52根據所述實時溫度對超聲波聲速進行溫度補償。

具體地，溫度檢測裝置54用于檢測實時溫度。控制裝置52通過實時溫度對超聲波聲速進行溫度補償，從而進一步精確獲取第一距離和第二距離，以保證對底線是否充足的判斷的準確性。

優選地，還包括電源模塊，用于為本發明的用于工業縫紉機的底線檢測裝置提供所需的電源。

綜上所述，本發明的用于工業縫紉機的底線檢測方法、系統、裝置及控制裝置能夠第一時間準確地檢測出底線是否耗盡，實現對工業縫紉機底線用量的實時檢測，避免在縫料上形成一段只有面線而無底線的空線跡；能夠在底線耗盡時控制工業縫紉機停止運轉并發出提醒，以提醒使用者及時更換梭芯；能夠提高工業縫紉機的工作性能，降低廠家因布料缺失底線造成的物料損失；檢測精度高，速度快，易于做到實時控制，并且檢測精度可以達到工業要求。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。