具体实施方式

下面将结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步说明：

见图1~图5，一种适用于高速刺绣的刺绣机机头的实施例，包括机壳1和针杆架2，机壳1上设有分别带有导轨珠组的上导轨和下导轨，针杆架2通过上下导轨滑动连接在机壳1上而可水平滑动，针杆架2上设有挑线杆21、针杆22、压脚轴23和压脚24，机壳1上设有主轴11、用于带动针杆22的针杆驱动机构、用于带动压脚轴23的压脚驱动机构、用于带动挑线杆21的挑线驱动机构和用于勾线的勾线器17。机壳1上还设有离合机构、离合驱动机构、输入传动轴12和输出传动轴13，机壳1的侧壁上设有传动轴承座14，输入传动轴12、输出传动轴13穿过机壳1并与传动轴承座14连接，输入传动轴12与输出传动轴13通过各自固定连接有的齿轮传动连接，离合机构连接在输入传动轴12上并同时与主轴11传动连接，离合驱动机构、针杆驱动机构、压脚驱动机构、挑线驱动机构均与机壳1连接，针杆驱动机构同时与输出传动轴13连接，挑线驱动机构同时与输入传动轴12连接。勾线器17是内置安装在机壳1底部的专门设置的安装内腔中的，与其上方的机壳1中的离合机构、针杆驱动机构、压脚驱动机构分隔开，优化安装空间，避免工作干涉，勾线器17的勾线部伸出于安装内腔进行勾线。

结合图5所示，输入传动轴12、输出传动轴13上所设有的相啮合传动用的齿轮，其包括金属部分和塑料部分，塑料部分注塑成型在金属部分外，塑料部分上设有齿槽，金属部分固定连接在轴体上，本实施例中，金属部分与轴体是一体成型的。采用这样的有别于传统齿轮的分体型设计，是因为传统全金属材质的齿轮由于加工工艺的限制，误差较大，齿轮啮合传动时容易存在传动间隙，传动不稳定，影响刺绣加工及质量，而塑料部分易于加工，对间隙误差可控性较好，并且传动时的噪音也大幅降低，成本上也有所下降，金属部分本身与轴成型方便且牢固，塑料部分与金属部分成型同样如此，故本方案中这里的齿轮是完全不同于且更优于传统齿轮的设计，能明显提高传动精度，有效提升刺绣质量。

结合图19所示，压脚驱动机构包括安装架e1、压脚驱动电机e2、驱动带轮e3、从动带轮e4、驱动皮带e5、压脚驱动导向柱e6和压脚驱动座e7，安装架e1、压脚驱动导向柱e6均与机壳1固定连接，压脚驱动电机e2固定连接在安装架e1上，驱动带轮e3与压脚驱动电机e2连接，从动带轮e4连接在安装架e1上，驱动带轮e3与从动带轮e4之间通过驱动皮带e5传动连接，驱动皮带e5具有供压脚驱动座e7固定连接的竖向设置的部分，至于两者固定连接的方式有很多常见的选择，本实施例是通过一固定压片来与压脚驱动座e7夹紧固定在驱动皮带e5上的；压脚驱动座e7同时滑动连接在压脚驱动导向柱e6上而可沿着压脚驱动导向柱e6竖直升降，压脚驱动座e7上还设有供压脚轴23上的压脚带动块231水平滑入的压脚驱动对接部e71。压脚驱动机构对压脚24实现独立驱动，使得压脚24的工作高度可调，适应多种刺绣需要。本实施例中，压脚驱动机构选择外置安装在机壳1的底部，方便拆修保养，避免与机壳1内部其他结构产生干涉，也为机壳1内其他结构腾出更多安装空间。

结合图20所示，挑线驱动机构包括凸轮座f1、挑线凸轮f2、挑线传动杆一f3、挑线传动轴f4和挑线传动杆二f5，凸轮座f1固定连接在伸出于机壳1侧壁的输入传动轴12上，挑线凸轮f2连接在凸轮座f1上，挑线传动轴f4转动连接在机壳1的侧壁上，挑线传动杆一f3一端设有滚动体并伸入挑线凸轮f2的轨迹槽中而另一端与位于机壳1外的挑线传动轴f4的轴体固定连接，挑线传动杆二f5一端与位于机壳1内的挑线传动轴f4的轴体固定连接而另一端设有挑线杆对接头。本实施例中，挑线驱动机构适应性地作出调整而由输入传动轴12连接带动，并选择外置安装在机壳1的侧部，节省机壳1内安装空间，避免与机壳1内其他结构发生干涉的同时，也方便拆修保养，大大降低人工拆换成本。

结合图6、图7所示，离合机构包括传动轮a1、离合基座a2和离合片a3，传动轮a1通过轴承连接在输入传动轴12上，故传动轮a1与输入传动轴12是可以各自独立转动的，传动轮a1同时与主轴11上固定连接有的主动轮15通过同步带传动连接，机壳1中可以另设置一张紧轮，以便将同步带张紧，保证传动稳定。离合基座a2与输入传动轴12固定连接，固定连接的方式为，在离合基座a2的周侧面设置紧定螺孔，而紧定螺孔中连接入顶紧输入传动轴12的紧定螺钉。离合片a3滑动连接在离合基座a2的正侧面上，离合片a3上设有主动对接部a31；再结合图8所示，传动轮a1的背侧面上固定连接有离合块a4，离合块a4与传动轮a1可为一体成型，离合块a4上设有被动对接部a41；离合驱动机构用于驱动离合片a3而使主动对接部a31与被动对接部a41进行接合或分离。

离合片a3的滑动连接方式为，离合基座a2上设有供离合片a3装入并滑移的安装槽a21，离合片a3受到外力驱使，可在安装槽a21内往复平移。安装槽a21的底面上设有导槽a22，导槽a22中置入弹性件a5，弹性件a5选用弹簧；离合片a3上连接有限位销a6，弹性件a5的一端与导槽a22的端部相抵（也可以选择直接固定连接在导槽a22内）而另一端与限位销a6相抵，限位销a6即用来压缩弹性件a5，弹性件a5用来使离合片a3复位。本实施例中，弹簧的两端进一步增设了顶块，使得顶触更为平稳顺畅；导槽a22设有上下两个，相应的，弹簧及限位销a6都设有两个。

另外，离合基座a2上还连接有压片a7，压片a7对离合片a3的正面进行限位压抵，压片a7设置了上下两片，即图示中连接在离合基座a2上的与安装槽a21的上下两端相邻的正侧面上，因为安装槽a21仅对离合片a3的上下周侧进行限位阻挡，压片a7能帮助进一步稳定住离合片a3的位置，让其平稳地滑移，并且不会倾斜脱位。离合基座a2的周侧面上设有定位开槽a23，离合片a3上连接有与定位开槽a23相配合的装配定位销a8，这使得操作人员在装配离合片a3时，能够较方便快捷地找到准确的装配工位。

虽然理论上离合片a3与离合块a4的安装位置较为自由，因为只需要保证所设置的主动对接部a31与被动对接部a41能够相配合到即可，但为了能尽可能的利用安装空间，离合片a3与离合块a4在输入传动轴12上是相靠拢在一起的。本实施例中，离合块a4套在输入传动轴12外，而被动对接部a41就设在离合块a4的周侧面上，离合块a4一般为一小于传动轮a1本体的环块，封闭的或者有缺口的环块均可，图示中其为封闭的环块，其与输入传动轴12之间也仍然会设有轴承，轴承使离合块a4与输入传动轴12之间也不会存在空心部分，对整个传动轮a1进行支撑，传动轮a1整体在运行中也就不会因来自外部的径向力而发生偏斜；离合片a3套在离合块a4外，可相对离合块a4进行平移，离合片a3一般为较大于离合块a4的带中空部分的规则或不规则环片，封闭的或者有缺口的环片均可，图示中其为封闭的环片，且上下周侧面被削平，以适配在安装槽a21内进行滑移，而主动对接部a31设在离合片a3的内圈面上。本实施例中，主动对接部a31为凸出的卡舌，被动对接部a41为凹进的卡口（当然也可以选择主动对接部a31为凹进的卡口，被动对接部a41为凸出的卡舌），卡舌与卡口相互接合或者相互分离即实现了离合功能。

结合图9所示，离合驱动机构包括固定座b1、驱动元件b2和活动杆b3，固定座b1固定连接在机壳1的内壁上，驱动元件b2安装在固定座b1上，活动杆b3与驱动元件b2连接，活动杆b3用于顶推离合片a3。本实施例中驱动元件b2选用气缸。为了节省安装空间，进一步的设置为，固定座b1上设有一连接轴b11，活动杆b3铰接在连接轴b11上；连接轴b11还设置有复位扭簧b12，用来帮助使活动杆b3复位，复位扭簧b12的两端设有卡钩部，一端的卡钩部可与活动杆b3卡定限位，另一端的卡钩部可与固定座b1卡定限位，从图6和图9都中可以清楚直观地看到示意；驱动元件b2具有一连接头b21，活动杆b3的尾端与连接头b21铰接而头端用于顶推离合片a3，为了准确稳定地进行顶推，离合片a3的周侧面进一步设置了开口槽a32，活动杆b3的头端设置了与开口槽a32配合对接的顶推柱b31。这样设置，活动杆b3作为中间传动件，相当于一翘板，气缸顶推活动杆b3的一端，活动杆b3的另一端就会反向推动离合片a3，而气缸的安装位置可以与离合基座a2及离合片a3并行，即如图所示，也就无需使气缸的安装位置正对向离合片a3来顶推离合片a3，因为前者并行安装方式相比于后者正对安装方式，相当于进行了空间位置上的折叠，减少了安装上的长度，机壳1内空间不用预留出跨度很长的纵向空间，这对于机壳1内原本就有限的空间来说是一种较为优化的装配方案。另外，活动杆b3可以设置成“S”形，这样能避免与离合机构发生干涉。

与离合驱动机构相配合的，本结构中还设有到位检测编码器或到位检测传感器，用来检测离合片a3是否转到待被活动杆b3顶推的预设位置。关于到位检测编码器，可选用的，如旋转角度编码器，其一般选择与主轴11连接，因为在正常运行时，主动对接部a31与被动对接部a41是接合的，即离合片a3与离合块a4传动连接，也即主轴11的转动通过传动轮a1传递到离合片a3，离合片a3转动到待被推动而与离合块a分离的预设位置时，主轴11也会有相对应的位置，主轴11的该位置就是旋转角度编码器所要直接检测到的；当然旋转角度编码器也可以选择与输入传动轴12连接，因为在正常运行时，输入传动轴12与离合基座a2，也即与离合片a3是同步转动的，故同样能通过检测输入传动轴12的转动位置来确定离合片a3是否到位。相类似的，关于到位检测传感器，可选用的，如激光传感器，其可以设置在机壳1内，对准传动轮a1或离合片a3本身或离合基座a2，相应的，在传动轮a1或离合片a3或离合基座a2上开设检测标定点（如开设检测孔位，检测基面等），找到与离合片a3转动到待被推动而与离合块a4分离的预设位置所对应的位置；其也可以设置在机壳1外，对准主动轮15，找到与离合片a3转动到待被推动而与离合块a4分离的预设位置所对应的位置。

具体的离合实现方式为：正常运行时，传动轮a1受主动轮15带动，离合驱动机构不工作，活动杆b3不接触离合片a3，而离合片a3的主动对接部a31与离合块a4的被动对接部a41接合，故传动轮a1带动离合片a3也即带动离合基座a2转动，离合基座a2再带动输入传动轴12转动，输入传动轴12再通过啮合的齿轮带动输出传动轴13，输出传动轴13再带动所连接的针杆驱动机构，以驱动针杆运动；当需要进行跳针时，或者说某个或某些机头需要单独工作而完成补绣时，那么这个或这些机头仍然为正常运行状态，而其余机头需要停止下针，所指的其余机头中，传动轮a1仍然受主动轮15带动，在离合片a3跟随转动到一待被推动的预设位置时主轴11停转，离合片a3也停在该位置，此时，离合驱动机构开始工作，使动活动杆b3，令其顶推离合片a3，离合片a3沿着安装槽a21滑移，使得其主动对接部a31与离合块a4的被动对接部a41分离，故离合片a3不再受传动轮a1带动，即在此断开传动联系，动力无法再继续传递，输入传动轴12不转动，则输出传动轴13也不转动，所连接的针杆驱动机构也不受带动，因此所对应的机头的针杆22也不会运动。

结合图10、图11所示，针杆驱动机构包括转动块c1、杠杆组件c2、针杆驱动导向柱c3和针杆驱动座c4，杠杆组件c2、针杆驱动导向柱c3均与机壳1连接；杠杆组件c2具有一支点端部、一自由端部和位于该两者之间的使动部；杠杆组件c2的使动部与转动块c1之间通过连杆一c5传动连接，转动块c1与输出传动轴13固定连接而由输出传动轴13带动转动；杠杆组件c2的自由端部与针杆驱动座c4之间通过连杆二c6传动连接；针杆驱动座c4滑动连接在针杆驱动导向柱c3上而可沿着针杆驱动导向柱c3竖直升降，针杆驱动座c4设有用于供针杆22上的针杆带动块221水平滑入的针杆驱动对接部c41。

本实施例中，杠杆组件c2、连杆一c5、连杆二c6及针杆驱动座c4所组成的整体为关于其纵向的中心剖切平面的左右对称结构，这样设计是因为申请人在研究、实践后发现，传统老式的连杆传动结构为完全不对称的结构，驱动力在传导过程中方向不断偏斜而非沿着结构中心线传递，局部受力过大，使得传动不稳定，部件易于损坏，针杆最终的运动也并不稳定，且穿透力不足，而让传动结构的尽可能多的结构部分被设计成对称式就可以削弱或避免前述的不良影响，故有了前述的本实施例这样的高度对称性的设计，在有些实施例中，由于其他一些原因，比如为了便于其他机壳1内的部件的装配布置等等，也可以选择仅将杠杆组件c2设计成对称结构，虽然对称性上打了折扣，但它仍然具有优于传统老式连杆结构而使传动稳定平衡的效果，以下会对本装置的各部分进行具体展开描述。

结合图12所示，杠杆组件c2包括两个连接片c21，这两个连接片c21形状相同而相对称，两个连接片c21的尾端之间、中段之间及头端之间依次为定位连接杆一c22、定位连接杆二c23和定位连接杆三c24（当然，也可以根据需要设置更多同类定位连接杆）。图示中，位于中间的定位连接杆二c23作为使动部而与连杆一c5的下端转动连接；位于定位连接杆二c23前侧的定位连接杆三c24作为自由端部而与连杆二c6的下端转动连接；位于定位连接杆二c23后侧的定位连接杆一c22作为支点端部而与一定位连接块转动连接，该定位连接块再与机壳1的内壁固定连接，在另外有些实施例中，也可以不选用定位连接块，而是在机壳1的内壁上预设一定位连接部来与位于连接片c21尾端的定位连接杆一c22转动连接。

两个连接片c21的设计，一是因为对称结构的需要，让传导受力的点平衡在中心剖面上而提高传动稳定性，二是因为这样改进过后的片状连接结构，相比于传统的连杆结构，既能减重，又能减小空气阻力，同时运动噪音也相对更小。本实施例中，三个定位连接杆所对应的连接片c21的连接点为其头、尾和正中，连接更为平衡稳固。两个连接片c21之间还会连接有补强支撑杆c25，设置在相邻定位连接杆之间，这是为了进一步确保在高速运转情况下的连接片c21具有足够的强度。针杆驱动导向柱c3从两个连接片c21之间的靠近头端处的间隔空间中穿过，在使得杠杆组件c2的结构足够大而具有更高的结构强度和更好的传动稳定性的基础上，优化了针杆驱动导向柱c3和杠杆组件c2在机壳1中的装配工位，同时针杆驱动导向柱c3这样设置也使得其与杠杆组件c2整体也都可以呈现对称结构。

结合图10、图11所示，转动块c1包括配重部分和连接部分，本实施例中，转动块c1被设计成图示的类似扇子形状的异形块，扇体部分即为配重部分，扇柄部分即为连接部分，连接部分上设有供输出传动轴13连接的第一连接部c11和供连杆一c5的上端连接的第二连接部c12，图示中这两个连接部即为连接孔的形式。第一连接部c11的这个孔形式是有断缝的，断缝一直延伸出配重部分，而配重部分上配合设有紧定螺孔和紧定螺钉，输出传动轴13被第一连接部c11抱紧。第二连接部c12与连杆一c5则是通过常规的轴承与连接销来实现转动连接的。

转动块c1的配重部分用于在转动块c1与针杆驱动座c4同步运动的过程中，使转动块c1和针杆驱动座c4两者在被视为整体时其所对应的质心保持相对不动或变化范围相对最小，这样就能让转动块c1和针杆驱动座c4在运行时，特别是高速运动情况下，尽可能保持在一种动平衡状态，减轻运行中的结构抖动现象，传动更为稳定，响应更为及时，部件更不易受损。所对应的运转表现可如下例所述，即当针杆驱动座c4沿着针杆驱动导向柱c3运动到最低处时，配重部分转动到离针杆驱动座c4最远的一侧位置；当针杆驱动座c4沿着针杆驱动导向柱c3运动到最高处时，配重部分转动到离针杆驱动座c4最近的一侧位置。当然前面所说的这两种相对转动的位置，是一种可能的情况（比如当针杆驱动座c4的运动到最低或最高处时，配重部分转动到的也可能是所提到的相距针杆驱动座c4最远或最近处的附近的位置），实际跟转动块c1和针杆驱动座c4的质量、距离以及该两者被视为整体时质心的预定变动要求有关，而所对应的运转表现是可以依此来通过多次预试验进行确定的。

转动块c1不同于传统结构中的凸轮，转动块c1与连杆一c5转动连接而带动连杆一c5作往复运动，在传动同步性上明显优于传统结构中的凸轮带动形式，因为连杆一c5并非是伸入在凸轮的沟槽中而沿着凸轮的沟槽移动，不存在接触间隙，即使在高速运行状态下，也不易出现传动滞后、传动不稳定的情况。此外，主轴11也并非与转动块c1直接连接，而是在两者之间设置了输入传动轴12和输出传动轴13，相比于传统结构中主轴直接连接带动凸轮的形式，本方案中的这部分结构设计能够有效降低主轴11的负载，并且输入传动轴12和输出传动轴13之间通过各自固定连接有的齿轮啮合传动的形式，在传动精度和传动效率上都较高，噪音也小。

另外，与转动块c1相类似的，输入传动轴12伸出传动轴承座14并固定连接有一平衡块16，见图1、图4，平衡块16包括用于固定连接输入传动轴12的连接部分和用于减弱机壳1运行过程中抖动的配重部分，平衡块16的连接部分也采用抱紧在输入传动轴12上的方式；机壳1在运行过程中，因为挑线凸轮f2、针杆驱动座c4、压脚驱动座e7等部件及相关联部件的动作，会产生周期性变向的抖动，平衡块16的配重部分就是用来在其转动过程中对抖动进行抵消、削弱用的。

结合图13所示，针杆驱动座c4上设有用于套接针杆驱动导向柱c3的导向套孔c42、用于供连杆二c6连接的连杆连接部c43和用于带动针杆22上的针杆带动块221的针杆驱动对接部c41。本实施例中，针杆驱动座c4本身也为对称结构，导向套孔c42具有与针杆驱动座c4的中心剖面重合的中心剖面。连杆连接部c43为针杆驱动座c4中开设的一连接腔，连接腔的中心剖面也与针杆驱动座c4的中心剖面重合。针杆驱动对接部c41为一水平向贯通且朝向针杆22所在侧开口的卡槽，因为针杆架2是滑动连接在机壳1上的，而针杆22上也设有针杆带动块221，针杆带动块221上具有与该卡槽配合的对接头，针杆带动块221随针杆架2水平移动时，就可以水平滑入该卡槽中。针杆驱动对接部c41的中心剖面也与针杆驱动座c4的中心剖面重合而左右对称。针杆驱动座c4上还设有用于将导向套孔c42的部分区域暴露在外的外壁开口c421，为的是减少导向套孔c42内壁与针杆驱动导向柱c3的接触面从而降低摩擦阻力，让针杆驱动座c4的升降更为顺畅。针杆驱动座c4的顶部还设有润滑腔c44，润滑腔c44中置入润滑件如毛毡，导向套孔c42、连杆连接部c43都与润滑腔c44存在相通的油路。

值得一提的是，在实际产品中，有关前面所谈到的“对称”不能被严苛地认为绝对意义上的“对称”，例如连接片c21因工艺或是装配干涉关系或是连接需要等原因，会在某处有一些较细微的改动（如有个缺口或有个凸起或有个开孔等等）而导致两个连接片c21并非绝对的对称，但从整体结构上看应该认为其仍然属于对称设计，其本身仍然是为获得且能获得前述提到对称设计所带来的优化效果的。

结合图2及图14~图18所示，针杆架2上还设有压脚自保持机构，压脚自保持机构包括固定架d1和设置在固定架d1上的若干锁止组件d2，针杆22及压脚轴23竖向穿过固定架d1，锁止组件d2具有可水平活动并复位的阻挡部d231，压脚轴23上设有配合部232，压脚轴23在未受驱动时因其配合部232被阻挡部d231阻挡而保持在原位而压脚轴23在受驱动时因其配合部232可主动顶开阻挡部d231而进行升降。传统的压脚自保持结构是在压脚轴上套设弹簧并在压脚轴下移后通过弹簧弹力回复到原位的方式，这样的方式再试几次袖中容易因机头的震动而导致压脚运行不稳定，无法保证非工作压脚保持在原位不动，另外这样套设的弹簧在使用时将压缩产生的全部反作用力传递给驱动机构，增加驱动机构的运行负载，而本方案中设置的新的压脚自保持机构，去除了原本压脚轴23上所带有的弹簧，不再存在前述的问题，工作压脚和非工作压脚使用稳定，压脚轴23所连接的驱动机构所承受的负载也大大降低。

结合图15所示，固定架d1包括前面板d11、后面板d12和连接在前面板d11与后面板d12之间的底板d13，前面板d11、后面板d12分别与针杆架2固定连接，底板d13上间隔设有若干朝向前面板d11一侧开口的竖向过孔d131，供针杆22和压脚轴23通过；前面板d11上间隔设有若干水平过孔d111，此处的水平过孔d111是为了压脚带动块231而设置的，因为本实施例中配合部232就设置在压脚带动块231上而非独立设置在压脚轴23上（当然，压脚带动块231与配合部232可以为压脚轴23上相独立的两部件，本实施例中结合在一起是属于一种优选的方式），水平过孔d111就是为了让压脚带动块231在与压脚驱动机构对接时能够在固定架d1上不受干涉地进行升降。竖向过孔d131与水平过孔d111相交汇连通，每个相交汇的水平过孔d111及竖向过孔d131的两侧均设有连接于前面板d11和后面板d12的锁止组件d2。

而锁止组件d2包括导杆d21、复位弹簧d22和锁止块d23，见图14，本实施例中导杆d21滑动穿接过前面板d11和后面板d12，锁止块d23相对应地固定连接在导杆d21上，即锁止块d23相对于导杆d21固定不动而导杆d21可相对于固定架d1前后滑动（在另外的实施例中，也可以选择将导杆d21固定穿接过前面板d11和后面板d12，锁止块d23相对应地滑动连接在导杆d21上，即导杆d21相对于固定架d1固定不动而锁止块d23可相对于导杆d21前后滑动），复位弹簧d22套设在导杆d21上，复位弹簧d22的尾端与固定架d1相抵而头端与锁止块d23相抵，锁止块d23上设有阻挡部d231，阻挡部d231具有用于承托配合部232并可被配合部232从上往下顶开的上半部分和可被配合部232从下往上顶开的下半部分。结合图16、图17、图18所示，阻挡部d231设置在锁止块d23侧面上，其中间凸起而上半部分、下半部分均为斜面，配合部232为一带有相配合的斜面的设在压脚带动块231侧面的压块，两者的斜面滑动接触，配合部232在外力带动下，于升降过程中均能够顶开阻挡部d231。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。