【摘要】：為保持手術(shù)縫合線涂層工藝過(guò)程中絲線張力的穩(wěn)定性,通過(guò)分析傳統(tǒng)張力的控制方式及其局限性,提出了一種基于速度跟隨原理的張力自穩(wěn)定系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用主動(dòng)放線方式,從動(dòng)力學(xué)角度建立放線系統(tǒng)張力控制模型,設(shè)計(jì)彈簧-張力桿機(jī)構(gòu)。通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)走線過(guò)程中張力的波動(dòng),改變主動(dòng)放線速度,從而減小走線過(guò)程中絲線張力的波動(dòng)幅度,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。構(gòu)建了虛擬樣機(jī),在ADAMS中進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,仿真結(jié)果表明該彈簧-張力桿機(jī)構(gòu)能將張力的波動(dòng)幅度減小70%。最終以與強(qiáng)生(中國(guó))醫(yī)療器材有限公司共同研制的四頭上蠟機(jī)作為測(cè)試對(duì)象,與傳統(tǒng)設(shè)備相比,該方案可將張力的波動(dòng)幅度減小53%。
【圖文】：

圖１上蠟機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)等效示意圖Ｆｉｇ．１Ｗａｘｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｄｉａｇｒａｍ到左依次循環(huán)進(jìn)行排線，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)線筒旋轉(zhuǎn)，將涂層后的縫合線收卷。２傳統(tǒng)張力控制方式在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，一臺(tái)設(shè)備需能生產(chǎn)不同型號(hào)的線，但不同的線需要對(duì)應(yīng)不同的張力值。強(qiáng)生（中國(guó)）醫(yī)療器材有限公司上蠟機(jī)的傳統(tǒng)張力產(chǎn)生方式如圖２所示，這是一種被動(dòng)放線方式。用兩個(gè)氧化鋁陶瓷夾爪夾住絲線，通過(guò)增減砝碼改變絲線與夾爪之間的摩擦力ｆ，從而調(diào)整絲線的張力值Ｔ，即Ｔ＝ｆ＝μｍｇ，原理如圖３所示。實(shí)際操作中不同型號(hào)線需要更換不同的砝碼。文獻(xiàn)［５］中陶瓷磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：絲線與陶瓷之間的速度變化導(dǎo)致摩擦因數(shù)μ發(fā)生變化，從而導(dǎo)致摩擦力的上升，絲線張力Ｔ也發(fā)生改變。這樣的張力產(chǎn)生方式不僅不能保持張力的恒定，而且使絲線容易磨損。此外走線過(guò)程中張力設(shè)定完成后，張力不能實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)，易產(chǎn)生波動(dòng)。圖２傳統(tǒng)張力產(chǎn)生方式Ｆｉｇ．２Ｔｒａｄｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ圖３傳統(tǒng)張力產(chǎn)生原理Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ在一般紡織業(yè)中，張力裝置控制類型通常分為被動(dòng)放線式、主動(dòng)放線式和力矩式［６］。（１）被動(dòng)放線式結(jié)構(gòu)。在被動(dòng)放線式結(jié)構(gòu)中，紗線是由線繞電機(jī)牽引出來(lái)的，放線輪在紗線被拉出的同時(shí)跟隨收線輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)原理如圖４所示。收線輪在電機(jī)控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，將紗線從放線輪中拉出，放線輪被動(dòng)地跟隨收線電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。運(yùn)行過(guò)程中，在紗線上下表面安裝壓力輪，通過(guò)調(diào)節(jié)電磁鐵電流調(diào)節(jié)壓力輪施加在紗線上的壓力，進(jìn)而調(diào)節(jié)壓力輪與紗

圖１上蠟機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)等效示意圖Ｆｉｇ．１Ｗａｘｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｄｉａｇｒａｍ到左依次循環(huán)進(jìn)行排線，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)線筒旋轉(zhuǎn)，將涂層后的縫合線收卷。２傳統(tǒng)張力控制方式在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，一臺(tái)設(shè)備需能生產(chǎn)不同型號(hào)的線，但不同的線需要對(duì)應(yīng)不同的張力值。強(qiáng)生（中國(guó)）醫(yī)療器材有限公司上蠟機(jī)的傳統(tǒng)張力產(chǎn)生方式如圖２所示，這是一種被動(dòng)放線方式。用兩個(gè)氧化鋁陶瓷夾爪夾住絲線，通過(guò)增減砝碼改變絲線與夾爪之間的摩擦力ｆ，從而調(diào)整絲線的張力值Ｔ，，即Ｔ＝ｆ＝μｍｇ，原理如圖３所示。實(shí)際操作中不同型號(hào)線需要更換不同的砝碼。文獻(xiàn)［５］中陶瓷磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：絲線與陶瓷之間的速度變化導(dǎo)致摩擦因數(shù)μ發(fā)生變化，從而導(dǎo)致摩擦力的上升，絲線張力Ｔ也發(fā)生改變。這樣的張力產(chǎn)生方式不僅不能保持張力的恒定，而且使絲線容易磨損。此外走線過(guò)程中張力設(shè)定完成后，張力不能實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)，易產(chǎn)生波動(dòng)。圖２傳統(tǒng)張力產(chǎn)生方式Ｆｉｇ．２Ｔｒａｄｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ圖３傳統(tǒng)張力產(chǎn)生原理Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ在一般紡織業(yè)中，張力裝置控制類型通常分為被動(dòng)放線式、主動(dòng)放線式和力矩式［６］。（１）被動(dòng)放線式結(jié)構(gòu)。在被動(dòng)放線式結(jié)構(gòu)中，紗線是由線繞電機(jī)牽引出來(lái)的，放線輪在紗線被拉出的同時(shí)跟隨收線輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)原理如圖４所示。收線輪在電機(jī)控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，將紗線從放線輪中拉出，放線輪被動(dòng)地跟隨收線電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。運(yùn)行過(guò)程中，在紗線上下表面安裝壓力輪，通過(guò)調(diào)節(jié)電磁鐵電流調(diào)節(jié)壓力輪施加在紗線上的壓力，進(jìn)而調(diào)節(jié)壓力輪與紗
【作者單位】： 上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院
【分類號(hào)】：R61;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2547643