БЛОК НАПРАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ И УСТРОЙСТВО ПЕТЛЕОБРАЗОВАНИЯ ТРИКОТАЖНОГО ПОЛОТНА, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ УКАЗАННЫЙ БЛОК

Группа изобретений относится к области производства трикотажных полотен, а именно к блоку направляющих элементов и устройству петлеобразования трикотажного полотна, использующему данный блок, и может быть использована для автоматизации процесса вязания с помощью пространственного манипулятора.

Блок направляющих элементов («игольница») предназначен для размещения нити в процессе петлеобразования трикотажного полотна с помощью рабочего инструмента.

Из уровня техники известны различные блоки направляющих элементов, предназначенных для ручного вязания. Подобные блоки содержат основание и закрепленные на нем стержневые элементы. При этом указанные элементы размещены в форме прямоугольника, окружности, спирали и т.д. (см., например, описание устройства для вязания «Express knitting machine» http://www.nancysnotions.com/product/addi+express+professional+knitting+machine.do).

Из уровня техники известен блок направляющих элементов и использующее его устройство для петлеобразования, управляемое посредством манипулятора (см. статью Westgarth М. «Machynlleth Mini Maker Faire to include knitting robot», опубликованную 23.08.2013 г. на сайте http://craftihub.wordpress.com/2013/08/23/machynlleth-mini-maker-faire-to-include-knitting-robot/ - наиболее близкий аналог). Известный блок выполнен в виде круглого (кольцевого) основания (панели) с размещенными в основании стержневыми направляющими элементами. При этом указанное основание выполнено с возможностью вращения в горизонтальной плоскости. Устройство петлеобразования содержит упомянутый блок, а также два манипулятора, управляющих вязальными инструментами.

Недостатком известного устройства является его низкая универсальность в части размеров и конфигураций формируемых трикотажных полотен.

Задачей заявленной группы изобретений является создание универсального блока направляющих элементов и использующего данный блок устройства петлеобразования.

Технический результат группы изобретений заключается в возможности перестраивания блока за счет изменения относительного положения направляющих элементов, что в свою очередь обеспечивает повышение универсальности устройства петлеобразования в части возможности формирования полотен различных размеров, формы и конфигурации. В качестве дополнительного результата достигается повышение скорости петлеобразования за счет возможности перестроения блока в процессе петлеобразования.

Указанный технический результат достигается в заявленном блоке направляющих элементов за счет того, что он содержит панели, каждая из которых снабжена по меньшей мере одним стержневым направляющим элементом, при этом блок включает:

по меньшей мере одну поперечно-подвижную панель, установленную с возможностью прямолинейного перемещения в плоскости, перпендикулярной осям направляющих элементов,

и по меньшей мере одну продольно-подвижную панель, установленную с возможностью прямолинейного перемещения вдоль оси направляющих элементов.

Кроме того, указанный технический результат достигается в частных вариантах реализации блока за счет того, что:

- блок дополнительно включает по меньшей мере одну неподвижную панель;

- блок дополнительно включает по меньшей мере одну поворотно-подвижную панель, выполненную для вращательного перемещения;

- указанные панели включают основание с отверстиями и размещенные в отверстиях упомянутые стержневые направляющие элементы, каждый из которых снабжен выступом на конце, а также призматическим пазом, выполненным вдоль оси элемента;

- в основании дополнительно выполнены клиновидные вырезы, являющиеся продолжением отверстий и совмещенные с пазами направляющих элементов;

- указанные панели объединены в модули;

- блок содержит центральный модуль, включающий две пары неподвижных панелей, размещенных параллельно, поперечно-подвижные панели, размещенные между неподвижными панелями с возможностью прямолинейного перемещения вдоль неподвижных панелей, продольно-подвижные панели, размещенные между парами неподвижных панелей, боковые модули, включающие неподвижные панели, ориентированные параллельно неподвижным панелям центрального модуля, и поперечно-подвижные панели, выполненные с возможностью линейного перемещения вдоль неподвижных панелей боковых модулей.

Указанный технический результат достигается в заявленном устройстве петлеобразования трикотажного полотна за счет того, что оно содержит описанный блок направляющих элементов и по меньшей мере один управляемый манипулятор с по меньшей мере одним рабочим инструментом для проведения манипуляций с нитью.

Кроме того, указанный технический результат достигается в частных вариантах реализации устройств за счет того, что:

- в качестве рабочих инструментов для проведения манипуляций с нитью применяется по меньшей мере один инструмент, выбранный из группы, включающей: инструмент для укладки нити на направляющие элементы, один рабочий инструмент для снятия нити с направляющих элементов, инструмент для смещения нити вдоль направляющих элементов;

- упомянутые рабочие инструменты управляются одним манипулятором или несколькими отдельными манипуляторами.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 показан наилучший вариант конструкции заявленного блока;

на фиг. 2 показана схема формирования замкнутого фрагмента полотна;

на фиг. 3 показана схема одновременного формирования трех замкнутых полотен;

на фиг. 4 показан фрагмент панели;

на фиг. 5 показан механизм перемещения поперечно-подвижных панелей;

на фиг. 6 показана схема набора первого ряда петель;

на фиг. 7 показано положение нити при наборе нижнего ряда петель;

на фиг. 8 показана схема набора верхнего ряда петель;

на фиг. 9 показана схема съема нижнего ряда петель;

на фиг. 10 показана схема опускания верхнего ряда петель;

на фиг. 11 показана схема набора верхнего ряда петель после опускания;

на фиг. 12 показан рабочий инструмент для снятия нити;

на фиг. 13 показан рабочий инструмент для укладки нити;

на фиг. 14 показана схема использования рабочего инструмента для укладки нити;

на фиг. 15 показан рабочий инструмент для смещения нити;

на фиг. 16 показана поворотно-подвижная опора.

Элементы чертежей обозначены следующими позициями:

1 - направляющий элемент

2 - поперечно-подвижная панель

3 - продольно-подвижная панель

4 - неподвижная панель

5 - электропривод

6 - направляющая

7 - ролик

8 - кулачок

9 - основание

10 - выступ направляющего элемента

11 - верхняя часть направляющего элемента

12 - паз направляющего элемента

13 - нижняя часть направляющего элемента

14 - вырез основания

15 - центральный модуль

16 - боковой модуль

17 - полотно

18 - нить полотна

19 - рабочий инструмент для снятия нити

20 - рабочий инструмент для укладки нити

21 - направляющие ролики

22 - рабочий инструмент для смещения нити вдоль направляющего элемента

23 - поворотно-подвижная панель

24 - поворотный элемент

25 - привод вращения.

В общем случае заявленный блок включает совокупность (некоторое количество) наборных панелей, т.е. панелей для набора на них петель полотна. Каждая из панелей снабжена по меньшей мере одним стержневым направляющим элементом (1) (пальцем) (см. фиг. 1, 4). При этом данная совокупность панелей включает по меньшей мере одну подвижную панель (2), установленную с возможностью прямолинейного перемещения относительно других панелей в плоскости, перпендикулярной осям направляющих элементов (далее по тексту «поперечно-подвижная панель (2)»), а также по меньшей мере одну подвижную панель (3), установленную с возможностью прямолинейного перемещения относительно других панелей вдоль оси направляющих элементов (1), т.е. с возможностью опускания направляющих элементов (далее по тексту «продольно-подвижная панель» (3)).

В контексте данной заявки термины «поперечный» и «продольный» характеризуют направление перемещения относительно осей направляющих элементов (1).

Блок также может содержать по меньшей мере одну неподвижную панель (4), относительно которой подвижные панели (2) и (3) совершают перемещения.

Кроме того, блок может содержать по меньшей мере одну поворотно-подвижную панель (23), выполненную с возможностью вращательного перемещения (см. фиг. 16). При этом ось вращения может проходить или не проходить через саму панель.

Указанные панели могут иметь любую геометрическую конфигурацию (расположение в ней направляющих элементов), в частности прямолинейную, криволинейную, прямоугольную, Г-образную, кольцевую (замкнутую или незамкнутую). Также возможен вариант, когда панели имеют объемную форму, например кубическую, при этом направляющие элементы (1) закреплены на гранях указанного куба.

Поперечно-подвижные панели (2) приводятся в движение электроприводами (5), состоящими из шаговых электродвигателей, передачи винт-гайка, концевых выключателей (на чертежах не показаны). При этом панели (2) перемещаются вдоль трубчатых направляющих посредством линейных подшипников качения (на схеме не показаны). Возможны и другие варианты перемещения панелей. Смещение поперечно-подвижных панелей (2) в плоскости, перпендикулярной осям направляющих элементов, позволяет получать изделия круговой вязки различных диаметров. При этом смещение панелей (2) в процессе самого петлеобразования позволяет создавать полотна с изменяемым диаметром замкнутой поверхности.

Продольно-подвижные (опускаемые) панели (3) (см. фиг. 5а) установлены на стержнях (6), размещенных в направляющих, на концах стержней (6) размещены ролики (7). Ролики (7) опираются на два трапецеидальных кулачка (8) с наклонной стенкой, которые имеют возможность линейного смещения посредством шаговых электроприводов (5). Форма боковой стенки кулачков (8) и ролики (7) обеспечивают вертикальное перемещение продольно-подвижных панелей (3) относительно плоскости неподвижных панелей (4) вдоль оси направляющих элементов (1) за счет поперечного перемещения кулачков (8) (см. фиг. 5б). Смещение (опускание) продольно-подвижных панелей (3) вдоль оси направляющих элементов (в частности, вдоль вертикальной оси) позволяет осуществлять переброс навязанного полотна на соседние модули.

Поворотно-подвижные панели (23) (см. фиг. 16) закреплены на поворотном элементе (24) и перемещаются с помощью привода вращения (25).

В предпочтительном варианте реализации изобретения панели (2, 3, 4) содержат основание (9) с отверстиями, в которые устанавливаются стержневые направляющие элементы (1), размещаемые параллельно. Каждый направляющий элемент (1) имеет выступ (расширение) (10) в верхней части (11) (на конце), а также призматический паз (вырез) (12), выполненный вдоль направляющего элемента (1) в его нижней части (13). В основании (9) выполнены клиновидные вырезы (14), являющиеся продолжением отверстия и совмещенные с пазами (12). Вырезы (14) основания (9) имеют одинаковую с пазами (12) ширину и расширяются к краю основания (9). Выступ (10) не позволяет нити самопроизвольно спадать с верхней части (11) направляющего элемента (1). Пазы (12) направляющих элементов (1) предназначены для захода в них рабочего инструмента, перемещаемого манипулятором, что позволяет инструменту уверенно захватывать нить для последующего снятия. Вырезы (14) в основании (12) обеспечивают заход инструмента в паз (12) даже если его ширина сопоставима с точностью манипулятора.

В предпочтительном варианте реализации изобретения описанные панели (2, 3, 4) заявленного блока объединены в модули.

Согласно наилучшему варианту выполнения изобретения (см. фиг. 1) блок направляющих элементов содержит центральный модуль (15) и два боковых модуля (16).

Центральный модуль (15) включает:

- две пары неподвижных панелей (4), размещенных параллельно,

- поперечно-подвижные панели (2), размещенные между неподвижными панелями (4) каждой пары, ориентированные перпендикулярно им и выполненные с возможностью перемещения вдоль указанных панелей, и

- ряд продольно-подвижных (опускаемых) панелей (3), размещенных между парами неподвижных панелей.

Боковые модули (16) включают:

- неподвижные панели (4), ориентированные параллельно неподвижным панелям центрального модуля (15), и

- поперечно-подвижные панели (2), выполненные с возможностью перемещения вдоль неподвижных панелей (4) бокового модуля (16).

При формировании замкнутых фрагментов текстильного полотна манипуляторы, осуществляющие петлеобразование, движутся циклически без изменения направления. При этом конфигурация формируемого полотна (17) обеспечивается относительным расположением наборных панелей (см. фиг. 2).

Описанная конструкция модулей позволяет изготавливать одновременно несколько фрагментов как кругловязального, так и плосковязального типа. Это может быть полезно при изготовлении сложных изделий перекрестной структуры. На фиг. 3 показана схема одновременного изготовления трех полотен (17) на центральном (15) и боковых (16) модулях.

Возможны также другие конфигурации модулей, в частности модуль может быть выполнен в виде цепи, состоящей из нежестко соединенных панелей, являющихся звеньями этой цепи. При этом панели имеют возможность линейного перемещения относительно какой-либо общей точки.

Заявленный блок направляющих элементов может быть использован в устройствах для петлеобразования трикотажного полотна, которые помимо данного блока содержат по меньшей мере один пространственный манипулятор с по меньшей мере одним рабочим инструментом для манипуляций с нитью. В качестве рабочих инструментов используются инструменты для набора (укладки нити), снятия и смещения нити вдоль направляющих элементов, а также их комбинации. Эти инструменты могут иметь различную конфигурацию. Рабочий инструмент для снятия нити (19) может представлять собой крючок, состоящий из продольного стержня и двух соединенных с ним и перпендикулярных ему поперечных стержней (см. фиг. 12). Рабочий инструмент для укладки нити (20) может представлять собой полый цилиндр (замкнутый или незамкнутый) (фиг. 13а и 13г), набор колец (фиг. 13б), пружину (фиг. 13в) и т.д. При этом в отверстии инструмента (20) размещается нить, транспортируемая с помощью направляющих роликов (21) (см. фиг. 14).

Рабочий инструмент для смещения нити (22) может представлять из себя полый цилиндр большего по отношению к инструменту (20) диаметра, достаточного для прохождения направляющего элемента (2) в отверстие инструмента (22) (см. фиг. 15). Для смещения нити указанный инструмент (20) надевается на направляющий элемент (1). Кроме того, возможен вариант, когда инструмент для смещения нити выполнен в виде набора пластин (отдельных или на общем основании), проходящих между направляющими элементами (на чертежах не показаны).

Указанные инструменты могут управляться как одним, так и несколькими манипуляторами.

В частном случае устройство может содержать несколько отдельных манипуляторов с соответствующими инструментами:

- манипулятор наборный (МН) для укладки нити на направляющие элементы;

- манипулятор снятия (МС);

- манипулятор для смещения нити вдоль направляющих элементов.

Далее приведен пример работы устройства петлеобразования, использующего заявленный блок направляющих элементов.

После включения устройства манипуляторы (МН, МС, манипулятор смещения) с рабочими инструментами выводят в начальное положение.

Поперечно-подвижные панели (2) перемещают в требуемое положение, соответствующее заданной конфигурации и размеру будущего трикотажного изделия.

МН с рабочим инструментом (20), осуществляющий набор нити (18), укладывает нить (18) на направляющие элементы (1) наборных панелей (см. фиг. 6). Набор нити осуществляют вокруг неподвижно установленных направляющих элементов (1) (например, слева направо) на нижнюю часть (12) панели, в которой выполнен паз (12). При этом нить укладывают таким образом, чтобы на стороне направляющих элементов (1), на которой выполнены пазы (12), после прохода вязального инструмента нить располагалась в один ряд (фиг. 7а), а на обратной стороне - в два ряда (фиг. 7б).

После набора нити на нижнюю часть (12) требуемого количества элементов (1) продольно-подвижных панелей (4) МН осуществляет повторный набор нити (18) на их верхнюю часть аналогичным способом (см. фиг. 8). В случае круговой вязки осуществляется повторный проход без изменения направления. Для плосковязальных фрагментов полотна проход осуществляется в обратном направлении. Таким образом, каждый элемент (1) панели (4) обвивается нитью (18) два раза.

Далее МС с рабочим инструментом (19) осуществляет сброс нижнего ряда нити (18) через элементы (1). Рабочий инструмент (19) последовательно заходит в паз (12) каждого элемента (1), захватывает нить (18) (фиг. 9а) и перебрасывает ее через элемент (1) (фиг. 9б).

Затем с помощью соответствующего рабочего инструмента (21) осуществляется смещение верхнего ряда петель в нижнюю часть (см. фиг. 10).

Далее производится набор следующего ряда нити (17) с помощью МН на верхнюю часть элементов (1) (см. фиг. 11).

После этого осуществляется сброс нити нижнего ряда аналогичным способом, и так далее.

Указанный пример раскрывает лишь один из вариантов использования заявленного блока. Возможны также другие варианты реализации процесса петлеобразования.

Таким образом, в отличие от известных аналогов заявленный блок направляющих элементов имеет возможность изменения относительного положения элементов, что обеспечивает расширение возможностей технологии получения трикотажных полотен, повышение универсальности устройства в части возможности формирования полотен различных размеров, формы и конфигурации, а также увеличение скорости петлеобразования.

Следует отметить, что заявленное изобретение не ограничено частными вариантами реализации, приведенными в описании. Возможны и другие конфигурации заявленных устройств в объеме предложенной совокупности существенных признаков.