Программный наборщик бисера, раздатчик бисера, модуль раздачи, нанизыватель ниточный, нанизыватель иголочный - RU2693502C2

Чертежи

Показать все 10 чертежа(ей)

Описание

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Название группы изобретений: Программный наборщик бисера Группа: Раздатчик бисера, Модуль раздачи, Нанизыватель ниточный, Нанизыватель иголочный.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к сфере станков для выполнения бисерного плетения, ткачества, а так же изготовления различных изделий из бисера и бусин близкой к сферической или сферической формы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Изобретение в сфере производства работ по бисерному ткачеству и изготовлению изделий из бисера и бусин близкой к сферической или сферической формы, с использованием контроллера, и загрузкой в него через программу на ПК данных по цветовой последовательности и количеству нанизываемых бисерин, а так же данные по распределению цветов бисера в раздатчике.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения программного наборщика бисера является возможность автоматизации ручного труда в сфере бисерного ткачества, а так же набора бусин на нить посредством совокупности двух устройств -раздатчика бисера и нанизывателя. Раздатчик бисера - это устройство, которое выбрасывает бисерины определенного цвета по одной из емкости, программа считывает коды необходимых оттенков бисера, которые мастер загружает в программу ПК в виде текстового документа. Данные с кодами для документа предоставляют специальные графические программы, существующие в продаже. Программа определяет, к какому коду относится тот или иной выход платы контроллера; платы имеют много выходов, каждый из которых через транзисторный ключ (схема увеличения мощности выхода) заставляет работать определенный соленоид, который выбрасывает бисерины определенных оттенков и в нужном количестве. Далее пирамидальная пластиковая воронка улавливает и перемещает бисерину вниз по гибкой трубочке в вибрирующую пластиковую воронку нанизывателя, имеющую калиброванное отверстие и кончик иглы расположенный в центре этого отверстия, благодаря чему бисерина оказывается на игле. Далее срабатывает лазерный приемник и два захвата с губками и один со стопором и упором на стальных каретках удерживающие иглу вертикально, пропускают бисерину на нить, Затем, из набранных на нить бисерин в определенной цветовой последовательности на специальной раме мастер вручную складывает целую картину. Техническим результатом является: экономия времени, возможность выполнять другие операции, в то время пока наборщик работает самостоятельно, отсутствие необходимости разбираться с условными обозначениями или символами в схеме, что особенно затруднительно при плохом зрении или цветовом восприятии. Недостатком устройства является то, что при попадании в рабочие отверстия для бисера мелких соринок или бракованной бусины наборщик останавливается, подает звуковой сигнал и требует прочистки прохода бисера, что предусмотрено конструкцией наборщика, а так же может работать только с калиброванным бисером. Но надежность и устойчивость работы наборщика повышается при работе с бусинами близкой к сферической или сферической формы. Благодаря программному наборщику становится возможным появление изделий из бисера и бусин в такой цветовой гамме, которую производить вручную не представляется возможным. Так же наборщик облегчает создание картин из бисера больших размеров.

Раздатчик бисера - это устройство для работы как с нанизывателем так и без него, при вышивании бисером по ткани, устройство работает аналогично раздатчику в наборщике, только мастер использует выдаваемый бисер в ручной работе, пришивая его к ткани вручную. У раздатчика есть специальная трубочка с датчиком движения и при поднесении пальцев руки к трубочке, раздатчик выбрасывает бисерину и она оказывается в пальцах руки мастера, Техническим результатом является возможность быстрого получения бисерин или бусин необходимых оттенков согласно схеме, без поиска их по схеме на печатном листе и изъятия из емкости вручную. А так же мастер всегда видит номер бисерины, на ПК которую согласно схеме выдал раздатчик.

Нанизыватель ниточный - это устройство, нанизывающее бисерины на нить и работающее как совместно с раздатчиком, так и отдельно на напольной подставке, посредством вибрирующей воронки с калиброванным отверстием в форме конуса, приемника и излучателя лазера, трех захватов расположенных вертикально относительно друг друга, удерживающих иглу неподвижно, точно по центру отверстия воронки и ленточно-роликово механизма, который проталкивает бисерину на нить. Устройство предназначено для нанизывания на нить бисерин или бусин близкой к сферической или сферической формы без задействования обеих рук, просто бросая их в воронку, а так же фиксировать на дисплее счетчика количество надетых бусин; преимуществом и техническим результатом такого способа является, прежде всего, свободная рука мастера при нанизывании бисерин и отсутствие в связи с этим, напряжения мышц и зрения которые возникают при обычном ручном нанизывании.

Нанизыватель иголочный - это упрощенный и облегченный вариант нанизывателя для нанизывания бисера или бусин на иглу, как с раздатчиком так и без него. Он имеет настольное исполнение на подставке, и у него два захвата, для длинной иглы, вверху и внизу. Верхний разводится автоматически при попадании через воронку на иглу бисерины, а нижний вручную и удерживает иглу снизу. При нажатии на ручки захвата с задней стороны, нижние губки разводятся, при этом автоматически разводится и верхний захват в виде вилок, и при захвате иглы удерживает ее в центре отверстия воронки. Главным преимуществом этого варианта нанизывателя является быстродействие, потому как наличие только одного активного захвата вверху у воронки, позволяет чаще бросать бисерины, а недостатком является то, что при этом каждый раз нужно проталкивать набранные бисерины с иглы на нить, вынимая при этом иглу из захватов.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлен программный наборщик бисера, общий вид, на фиг. 2 - модуль раздачи вид сверху и спереди, на фиг. 3 - модуль раздачи вид сбоку, на фиг. 4 - выходное отверстие верхнего яруса модуля раздачи, на фиг. 5 - модуль раздачи, заслонка-толкатель в отверстии, фрагмент бруска, на фиг. 6 - нанизыватель ниточный вид спереди, на фиг. 7 - нанизыватель ниточный вид сверху, на фиг. 8 - нанизыватель ниточный крупный план верхнего захвата, на фиг. 9 - нанизыватель ниточный крупный план верхних и нижних захватов вид спереди, на фиг. 10 - перекрытие бисериной лазера, на фиг. 11 - открытие первого захвата, на фиг. 12 - открытие второго захвата, на фиг. 13 - открытие третьего захвата со стопором, на фиг. 14 - нанизыватель иголочный вид спереди, на фиг. 15 - нанизыватель иголочный вид сверху, на фиг. 16 - крупный план вид спереди и сверху захвата верхнего и отверстия воронки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Программный наборщик бисера состоит из раскладной дюралевой стойки на фиг. 1, в верхней части стойки расположен раздатчик бисера 1, состоящий из нескольких модулей раздачи, пирамидальной воронки 2, ниже воронки размещен нанизыватель ниточный 3, соединенный гибкой трубкой с пирамидальной воронкой, и блок управления раздатчика 4, который соединен с нанизывателем сигнальным проводом для передачи командного импульса из нанизывателя в раздатчик.

Раздатчик бисера входящий в состав наборщика работает как отдельное устройство так и с нанизывателем для автоматического, выбрасывания бисерин или бусин по одной, из большого количества емкостей, по заданной цветовой схеме. Количество емкостей зависит от количества, одинаковых по конструкции модулей раздачи, имеющих от 5 и до 20 отсеков, которые установлены в ряд параллельно друг другу, и подключены разъемом к блоку управления. Модули расположены над пирамидальной воронкой, с расчетом падения в нее бисерин выбрасываемых модулями. Далее из большой воронки бисерины по эластичной трубке, поочередно, поступают в нанизыватель. Возможно использование раздатчика без нанизывателя для этого предусмотрен датчик движения, и при поднесении к трубочке пальцев руки, раздатчик выбрасывает бисерину по программе, и пальцы подхватывают бисерину. При работе с нанизывателем, бисерины в него поступают согласно заданной программе, по которой платы контроллера активизируют последовательно соленоиды 8, на фиг. 2, которые вытягивают бусины из устройства. Команда на выдачу следующей бисерины, отправляется с платы нанизывателя в раздатчик, сразу после нанизывания, затем раздатчик выбрасывает следующую бисерину. Бисер мастер загружает согласно своим цветовым кодам в раздельные емкости, модулей раздачи расположенных на стойке с блоком управления.

Модуль раздачи на фиг. 2, фиг. 3 состоит из двух ярусов верхний и нижний, соединенные между собой стойками. Верхняя часть это подвижная емкость-каретка с отсеками 10, неподвижное основание 13, и мотор с редуктором 12, Нижняя же часть это длинный брусок 9, с цилиндрическими отверстиями горизонтальными и вертикальными 14, на фиг. 5, прикрепленный снизу на краю и вдоль прямоугольного основания с соленоидами напротив каждого горизонтального отверстия. В каждом горизонтальном отверстии есть боковые пазы проходящие в горизонтальной плоскости по оси, в пазах вставлена подвижная заслонка-толкатель 17. Подвижная каретка в верхней части, это длинная прямоугольная коробочка без дна, разделенная перегородками на отсеки для бисера. Дном служит прямоугольное основание 13, вдоль которого каретка движется обратно поступательным движением, на направляющих скольжения 11, не касаясь основания, с зазором 0,3 мм с помощью моторчика с редуктором, ее ход от 4 мм до 5 мм. В каждом отсеке в основании есть круглое калиброванное отверстие 6, диаметром 2,6 мм под стандарт бисера 2,2 мм - 2,4 мм. В отверстии снята фаска 5, на Фиг. 4, с углом 150 градусов и диаметром 6 мм, что обеспечивает лучшее прохождение бисерин. Далее бисерины проходят в мягкие прозрачные трубки 7, на фиг. 2, внутренним диаметром 2,8 мм для упомянутого выше стандарта бисера. Трубки вставлены снизу основания внутрь отверстий, рассверленных по наружному диаметру трубок на фиг. 5. Другой конец трубки вставлен в нижнюю часть и подведен к вертикальному круглому отверстию в бруске, этот брусок прикреплен снизу к прямоугольному основанию, толщиной 4 мм. На основании располагаются соленоиды, напротив бруска под каждой емкостью-кареткой на фиг. 2, двадцать непосредственно выбрасывающих бисерины узлов, сделаны в результате проделывания в нем сорока цилиндрических отверстий, в каждом узле по два отверстия, одно горизонтальное, расположенное напротив стержня соленоида, другое вертикальное, проходит соосно в горизонтальное отверстие до его оси. Вдоль горизонтального отверстия, по бокам в горизонтальной плоскости по оси проходят пазы. В эти пазы вставлена прямоугольная плоская заслонка-толкатель. Заслонка- толкатель свободно передвигается по пазам вдоль отверстия, в ней тоже есть круглое отверстие 16, диаметром 2,7 мм, которое при движении заслонки совпадает с вертикальным отверстием, что является ее исходным положением. Снизу ровно по срезу отверстия к заслонке приклеен мелкий сегмент 15, он выполняет роль толкателя, заслонка-толкатель связана с соленоидом.. Трубка и вертикальное отверстие при движении емкости-каретки заполнено бисеринами, но одна проходит в отверстие заслонки-толкателя и занимает пространство в горизонтальном отверстии. Когда соленоид вытягивает заслонку, то сегмент выталкивает бисерину из горизонтального отверстия, и она падает в пирамидальную воронку 2, на фиг. 3. Следующая бисерина остается на заслонке-толкателе в пределах вертикального отверстия, когда заслонка-толкатель возвращается, пружиной соленоида, то следующая бисерина занимает ее отверстие. Плата контроллера так же включает и выключает редуктор, который двигает емкость-каретку с бисером, по активности модуля и его движение мастер настраивает в программе оптимально, так что бы в трубках всегда было необходимое количество бисера. Количество модулей раздачи бисера мастер выбирает согласно сложности задачи и может быть от 1 го до 10 ти при изменении размеров стойки, и комплектации блока управления. Модули устанавливаются на раскладную стойку в верхней ее части.

Нанизыватель ниточный - это устройство, работающее как отдельно так и входящее в состав наборщика принимающее бисерины из раздатчика, поступающие по гибкой трубке из пирамидальной воронки, которые попадают в конусообразную воронку нанизыватея 22, на фиг. 6 с вибрирующим устройством 21, и далее на иглу 27, посредством конусообразной воронки с вибрационным устройством, с калиброванным отверстием 36, на фиг. 8, под необходимый стандарт бисера. Воронка с вибрирующим устройством установлена отверстием вниз, на пружинных подвесах в регулируемом кронштейне 35, на фиг. 7, охватывающем воронку вокруг. Положение воронки относительно иглы регулируется установочными винтами 34. При этом игла 27, вставлена вертикально в отверстие воронки, снизу не касаясь ее; кончик иглы находится на уровне верхнего среза калиброванного отверстия точно по центру отверстия. Вибрация воронки вращает упавшую в нее бисерину и при совпадении ее отверстия с кончиком иглы, бисерина падает вниз по игле, которая расположена по центру калиброванного отверстия. Игла имеет не острый конец, а закругленный.

Иглу мастер вставляет в захваты снизу между подвижными губками 20, которые соленоиды 25, разводят и сводят линейно на каретках 24, в одной точке плоскостями на встречу друг другу, за счет регулируемого упора 26, губки не касаются друг друга, а имеют зазор, меньше диаметра иглы на 0,2 мм. На губках есть поперечные ограничители 37, на фиг. 8, вверху и внизу у каждой губки, на левой губке ограничители поддерживают иглу с одной стороны, а на правой с другой. Поперечные ограничители не позволяют перемещаться игле вдоль плоскости губок. Таким образом, игла всегда находится в центре отверстия воронки. Два захвата с такими губками установленных один над другим удерживают иглу вертикально, губки сходятся в одной точке так, что если разводится верхний захват, то нижний при этом будет продолжать удерживать иглу неподвижно. Далее бисерина падает на расположенные ниже губки и их пара соленоидов разводит эти губки, после того как верхняя пара губок сошлась. Игла всегда остается в одном положении так же за счет нижнего захвата на фиг. 6. Фиг 9, Этот захват устроен так, что слева линейно подходит и создает упор для стопора, в виде металлической прямоугольной пластинки 31, который поддерживает иглу, а с другой стороны подходит стопор 33, с пирамидальным кончиком длинной 3 мм, жестко закрепленный в держателе правой каретки. Стопор с правой стороны фиксирует и корректирует вертикально стоящую иглу, заходя острым концом точно в верхнюю часть ушка на фиг. 9. Пока два верхних захвата держат иглу, пропустив бисерину вниз, захват со стопором и упором разводится, пропускает бисерину и сводится в исходное положение, и стопор снова проходит в ушко. Второй вариант стопора - это вилка охватывающая иглу с двух сторон, для специальной иглы с проточкой для вилки, настроены они так чтобы не давить на иглу. Одновременно с разведением нижнего захвата, срабатывает ленточно-роликовый механизм 28. Лента из эластичного и прочного материала прикреплена к правой каретке, проходит через ролик расположенный на левой каретке, а другой ее конец прикреплен к пружинке, лента проходит через ролики, и приклеенная перпендикулярно к ленте мини палочка 29, из гибкого пластика проталкивает бусину на нить 32. Линейные направляющие скольжения 18, обеспечивают точное, без люфтов, движение стальной каретки 24. Все узлы расположены на прямоугольном стальном основании 30. Игла имеет два ушка, одно для стопора, другое для нити, или одно общее, а так же имеет разрез в ушке для одевания нити без изъятия ее из нанизывателя. В устройстве есть лазерный приемник 19 и излучатель 23, под конусообразной воронкой. Луч лазера достаточно широкий, проходит через область, куда из воронки падает бисерина на игле, оставаясь на верхней паре губок. Фотоэлемент приемника закрыт затемняющим материалом, в котором проделано отверстие 0,2 мм. Тень от иглы не попадает на это отверстие. Когда на это отверстие падает тень от бисерины, приемник срабатывает и запускает эту последовательную автоматическую работу всех захватов, показанную на рисунках. Перекрытие лазера на фиг. 10, открытие первого захвата на фиг. 11, открытие второго захвата на фиг. 12, и открытие третьего захвата со стопором на фиг. 13. а так же от лазерного приемника работает счетчик, который на дисплее фиксирует количество надетых на нить бусин. Это обеспечивает контроль выполняемой работы и недопущения ошибки в цветовом ряду картины.

В нанизывателе иголочном используется длинная игла, воронка с вибрационным элементом на кронштейне, в устройстве два захвата, верхний 39, на фиг. 14, и нижний 43. Верхний фиксирует иглу вверху у воронки, с помощью вилок на фиг. 16. вилки захвата закреплены на держателе левой каретки расположены плоскостями одна над другой, на держателе правой каретки расположена одна вилка, которая заходит плоскостью между вилками левой каретки, их положение настраивается крепежными винтами. Нижний захват разводится вручную, для того что бы вставить и достать иглу. Он устроен в виде прищепки 42, на фиг. 15, при сжатии прищепки рукой с задней стороны устройства, автоматически открывается верхний захват, счетчик и лазерный приемник при этом не работают. Для настройки верхнего захвата под длину иглы есть регулятор высоты 40. Регулировку зазора между вилками захвата мастер производит установочным винтом 44. Отверстие воронки в этом устройстве снизу, имеет юбку, расширение в виде конуса 38, для того, чтобы длинная игла не выпадала из калиброванного отверстия во время открытия верхнего захвата. Исполнение этого устройства настольное на подставке со стойкой 41, суть его в том, что нанизывание возможно производить, как просто бросая бисеринки в воронку по одной, так и с раздатчиком. Наличие только одного активного захвата увеличивает быстродействие нанизывания.

Для реализации изобретения необходимо соблюдение ряда условий необходимых для устойчивой работы основных механических узлов. А именно: воронка нанизывателя, основание под кареткой модуля раздатчика, и основание непосредственно выбрасывающего устройства, должны быть выполнены из износостойкого твердого пластика, с низким коэффициентом накопления статического электричества, последнее относится и к эластичным трубкам. Все отверстия для прохождения бусин, сделанные в твердых частях устройства, имеют один диаметр для определенного стандарта бусин. Соотношение диаметров для бисера такое: бисер от 2,2 мм до 2,4 мм отверстие для него ровно 2,6 мм допуск +0,05. В верхней части отверстий в основании емкостей, снята фаска с общим углом 160 градусов и диаметром 6 мм. Соленоиды раздатчика должны иметь мощность и ход, достаточные для определенного размера бусин. Редукторы для модулей раздатчика достаточной мощности, с оборотами 14-20 в минуту. Вибрация воронки нанизывателя должна иметь возможность настройки на оптимальную мощность. Приемник лазера наглухо закрывается светонепроницаемым материалом и в нем делается отверстие 0,2 мм; луч лазера достаточно широкий до 2 мм. Провода моторчика и сам моторчик вибрации воронки экранируются, во избежание электромагнитных наводок на приемник лазера. Захваты нанизывателя не должны при движении иметь люфтов, для этого должны быть точно подогнанные по размеру направляющие скольжения со смазкой. Возможен вариант на шариковых подшипниках, но это усложняет изготовление устройства. Каретки захватов соединяются пружинами для увеличения усилия сжатия иглы. Иглы нанизывателя могут использоваться как с двумя ушками - одно для фиксации по высоте, другое для нити с прорезью вверху, так и с одним с прорезью посредине. Возможны варианты использования игл и без прорези в ушке. Стопор на правой нижней каретке и упор на левой каретке имеют установочный винт микро настройки положения в горизонтальной плоскости. Второй вариант стопора выполняется в виде вилки охватывающей иглу с двух сторон, для чего в игле делается микро проточка для вилки; Воронка нанизывателя так же подстраивается винтами микро настройки. Все отдельные металлические детали нанизывателя соединены винтами, Все отдельные делали модуля раздачи выполненные из пластика соединяются между собой на саморезах а металлические на винтах. Захваты нанизывателя открываются по очереди ориентировочное время: первая пара 200 мс, пауза 50 мс, вторая 200 мс, пауза 50 мс, и третья пара 200 мс. Данные значения являются усредненными для всех размеров бусин и могут быть изменены, потому как зависят от точности технических параметров и настроек захватов нанизывателя.

Все остальные параметры, такие как размер емкости раздатчика, их количество в модуле, размер самого станка, нанизывателя в целом, включая иглу, не играют существенной роли в работоспособности устройств. Все вышеописанные выводы были сделаны в результате проверки работы изобретения на практике. Для проверки работы воронки был использован материал «полиморфус», из которого была сделана воронка в виде конуса с углом 100 градусов. На воронке закреплен моторчик, обеспечивающий вибрацию. На основании нанизывателя установлены лазерный приемник и излучатель, а так же счетчик с дисплеем на платформе «Ардуино УНО». Было сделано устройство, состоящее из трех захватов с соленоидами А ZYE1-1039/DC 12V, соответствующее описанию, но выполненное простыми методами, в домашних условиях, с параметрами и конструкцией, имеющими погрешность большую, чем в описании и на чертежах. Так же эти опыты показали, что нанизыватель способен выполнять свою функцию. Бисерины по одной были брошены в воронку и в результате они оказывались на нити со скоростью в 1 секунду между падениями в воронку. Игла при этом оставалась на своем месте. Скорость нанизывания при качественном исполнении устройства может быть больше.

Работа основного узла раздатчика бисера, а именно заслонки-толкателя, так же была проверена, брусок был сделан из оргстекла, в нем просверлены отверстия и выпилены лобзиком пазы. Заслонка толкатель была выполнена из упаковочного пластика; подходящим материалом для изготовления гибких калиброванных трубочек стали прозрачные трубочки для изоляции, которые сужаются при нагревании для бисера №10 2,2-2,4 трубочка была откалибрована на сплошной жиле медного кабеля сечением бкв. мм, диаметром 2,76. Был использован соленоид 12vSH-04215-015 и изготовлена по описанию, конструкция модуля, и по нажатию кнопки заслонка-толкатель выбрасывала столько бисерин, сколько раз была нажата кнопка. Каретка с основанием и отверстиями так же была разработана и проверена. Для подвижной емкости-каретки используется моторчик с редуктором с оборотами 14 в минуту. Устройство работает с контроллером, имеющим связь с ПК и специальным приложением на ПК.

Реферат

Программный наборщик бисера состоит из раскладной стойки, раздатчика бисера, составленного из модулей раздачи с подвижной емкостью-кареткой в количестве от одного и до десяти, вертикальными мягкими трубочками, соленоидами и с заслонками-толкателями, выбрасывающими бисерины по одной согласно программе на ПК, а также блока управления с платами контроллеров в количестве от одной и до четырех, большой пирамидальной воронки, нанизывателя ниточного на регулируемом кронштейне, автоматически нанизывающего выбрасываемые бисерины на нить, состоящего из воронки с калиброванным отверстием и вибрационным устройством, приемника и излучателя лазера, а также трех захватов, удерживающих иглу вертикально, верхним концом в центре калиброванного отверстия воронки, и разводимых по очереди, проталкивающего бисерину на нить механизма, гибкой трубки переходящей из выходного отверстия большой воронки в нанизыватель, или нанизывателя иголочного с двумя захватами, нанизывающего бисер на длинную иглу, при этом конструкция устройства применима к бусинам любого размера близкой к сферической или сферической формы, при соответствии размеров узлов перемещения бусин. Мастер при этом может потратить время и силы на другие более важные процессы, а также уделить время качеству других операций, необходимых для создания своей работы. 7 н. и 23 з.п. ф-лы, 16 ил.

Формула