縫紉機(jī)是人類發(fā)明的一種非常實(shí)用而巧妙的工具，它的出現(xiàn)，極大的提高了衣服縫合效率和質(zhì)量。本文將介紹一下電動(dòng)縫紉機(jī)的原理，并附有電動(dòng)縫紉機(jī)工作原理原3D視頻。

    事實(shí)上，縫紉機(jī)核心部位的自動(dòng)縫合機(jī)制簡(jiǎn)單得令人難以置信，不過驅(qū)動(dòng)這一機(jī)制的機(jī)器相當(dāng)精細(xì)，需要靠齒輪、滑輪和電機(jī)的配合來正確行使功能。

　　縫紉機(jī)工作原理

　　縫紉機(jī)與汽車有某些相似之處：市場(chǎng)上有數(shù)百種型號(hào)的機(jī)器，但價(jià)格和性能差別相當(dāng)大。在低端產(chǎn)品中，有傳統(tǒng)的最基本的電動(dòng)設(shè)計(jì)，適合偶爾家用;而在高端產(chǎn)品中，有設(shè)計(jì)復(fù)雜的、可以掛接到計(jì)算機(jī)的電子縫紉機(jī)。紡織品公司有許多型號(hào)的縫紉機(jī)可選，包括?？p某種產(chǎn)品的改良型號(hào)。 

　　但是，就像汽車一樣，大多數(shù)縫紉機(jī)的基本原理都是相同的。汽車的核心是內(nèi)燃機(jī)引擎，縫紉機(jī)的核心是線圈縫合系統(tǒng)。

　　線圈縫合方法與普通手工縫紉差異很大。在最簡(jiǎn)單的手工縫合中，縫紉者在針尾端的小眼中系上一根線，然后將針連帶線完全穿過兩片織物，從一面穿到另一面，然后再穿回原先一面。這樣，針帶動(dòng)線進(jìn)出織物，把它們縫合在一起。

　　雖然這對(duì)手工來說非常簡(jiǎn)單，但是要用機(jī)器進(jìn)行牽拉卻極其困難。機(jī)器需要在織物的一邊釋放針，然后在另一邊即刻再次抓住它。然后，它需要把松散的線全部拉出織物，調(diào)轉(zhuǎn)針的方向，然后反方向重復(fù)所有步驟。這一過程對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器來說太復(fù)雜了，并且不實(shí)用，而且即使對(duì)手工來說，也只有用較短的線時(shí)才好用。

　　相反，縫紉機(jī)只需將針部分穿過織物。在機(jī)針上，針眼就在尖頭的后面，而不是在針的尾端。

　　針固定在針桿上，針桿由電機(jī)通過一系列的齒輪和凸輪(稍后會(huì)詳細(xì)介紹)牽引做上下運(yùn)動(dòng)。

　　當(dāng)針的尖端穿過織物時(shí)，它在一面向另一面拉出一個(gè)小線圈。織物下面的一個(gè)裝置會(huì)抓住這個(gè)線圈，然后將其包住另一根線或者同一根線的另一個(gè)線圈。在下面兩節(jié)中，我們將會(huì)看到這個(gè)系統(tǒng)究竟是如何工作的。

　　鎖扣和鏈條

　　我們了解了縫紉機(jī)的核心是線圈縫合。事實(shí)上有多種不同類型的線圈縫合，而且它們的原理也略有不同。

　　最簡(jiǎn)單的線圈縫合是鏈?zhǔn)娇p合。若要縫出鏈?zhǔn)娇p合，縫紉機(jī)會(huì)在線的后面用相同長(zhǎng)度的線打環(huán)。您可以在下圖中看到這類縫線的其中一種。

　　織物位于針下面的一塊金屬板上，用壓腳固定。每次縫合開始時(shí)，針穿過織物拉出一個(gè)線圈。一個(gè)做線圈的裝置在針拉出前抓住線圈，該裝置與針同步運(yùn)動(dòng)。一旦針拉出織物，送布牙裝置就會(huì)將織物往前拉。

　　當(dāng)針再次穿過織物時(shí)，新的線圈將直接穿過前一個(gè)線圈的中間。做線圈的裝置會(huì)再次抓住線，圍繞下一個(gè)線圈做線圈。這樣，每個(gè)線圈都會(huì)把下一個(gè)線圈固定到位。

　　鏈?zhǔn)娇p合的主要優(yōu)點(diǎn)是可以縫得非?？?。但是，它不是特別的結(jié)實(shí)，如果線的一端松開，可能整個(gè)縫紉會(huì)全部松脫。大多數(shù)縫紉機(jī)使用一種更結(jié)實(shí)的縫線，叫做鎖縫。您可以在下面的動(dòng)畫中了解典型的鎖縫裝置的工作原理。

　　鎖縫裝置最重要的元件是擺梭鉤和線軸組件。線軸就是放在織物下面的一卷線。它位于擺梭的中央，后者在電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，與針的運(yùn)動(dòng)同步。

　　與鏈?zhǔn)娇p合相同，針穿過織物拉出一個(gè)線圈，在送布牙向前移動(dòng)織物的同時(shí)它再次升起，然后將另外一個(gè)線圈套入。不過，這種縫合機(jī)制不是將不同的線圈連接在一起，而是將它們與從線軸上松開的另一段線連接起來。

　　當(dāng)針將線套入線圈時(shí)，旋轉(zhuǎn)的擺梭用鉤針抓住線圈。隨著擺梭的旋轉(zhuǎn)，它圍繞來自線軸的線拉出線圈。這使得縫合非常結(jié)實(shí)。

　　接下來，我們將了解縫紉機(jī)如何讓所有這些部件保持同步。

　　總工作原理圖

　　傳統(tǒng)的電動(dòng)縫紉機(jī)是一項(xiàng)神奇的工程作品。如果卸下外殼，您就會(huì)看到許多齒輪、凸輪、曲柄和傳送帶，所有這一切都靠一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這些元件的精確配置在不同機(jī)器之間有很大差異，但是它們的工作原理是相通的。

　　在該圖中，電機(jī)通過傳動(dòng)帶與驅(qū)動(dòng)輪相連。驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)長(zhǎng)長(zhǎng)的上驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，后者與多個(gè)不同的機(jī)械元件相連。驅(qū)動(dòng)軸的末端是一個(gè)曲柄，它可帶動(dòng)針桿上下運(yùn)動(dòng)。曲柄還可帶動(dòng)挑線桿。挑線桿與針桿同步運(yùn)動(dòng)，向下運(yùn)動(dòng)可以松出足夠線段以在織物下形成線圈，然后在它從擺梭鉤放開后向上運(yùn)動(dòng)以拉緊線圈。

　　線從縫紉機(jī)頂部的線軸經(jīng)挑線桿和壓線板組件引出。通過轉(zhuǎn)動(dòng)壓線板組件，縫紉者可以拉緊穿入針的線?？p紉較薄的織物時(shí)，必須拉得緊一些;縫紉較厚的織物時(shí)應(yīng)拉得松一些。

　　沿驅(qū)動(dòng)軸的第一個(gè)元件是一個(gè)簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)帶，可以帶動(dòng)下驅(qū)動(dòng)軸。下驅(qū)動(dòng)軸的末端與一組錐齒輪相連，錐齒輪可帶動(dòng)擺梭組件旋轉(zhuǎn)。由于二者與同一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸相連，所以擺梭組件和針組件始終保持一致運(yùn)動(dòng)。

　　下驅(qū)動(dòng)軸還可帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，后者可操縱送布牙裝置。一個(gè)連桿在每個(gè)周期中前后滑動(dòng)送布牙。同時(shí)，另一個(gè)連桿帶動(dòng)送布牙上下運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)連桿同步，使送布牙壓住織物，將其向前移動(dòng)，然后向下運(yùn)動(dòng)釋放織物。然后，在再次壓住織物重復(fù)周期之前，送布牙將移回原位。

　　電機(jī)用腳踏板控制，縫紉者可以輕松實(shí)現(xiàn)變速。這一設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是將所有這些部件連接在一起，當(dāng)您踩動(dòng)腳踏板時(shí)，電機(jī)會(huì)以相同的速率帶動(dòng)所有的過程。無論電機(jī)轉(zhuǎn)多快，這一過程始終可以保持絕對(duì)同步。

　　圖中所示的縫紉機(jī)只能產(chǎn)生直形針腳，這是一種用直縫縫合織物的簡(jiǎn)單針腳。大多數(shù)現(xiàn)代的縫紉機(jī)都要靈活得多;它們可以形成多種針腳，有時(shí)甚至可以生成復(fù)雜的圖案。在下一節(jié)中，我們將了解現(xiàn)代縫紉機(jī)是如何做到這一點(diǎn)的。

　　計(jì)算機(jī)工藝

　　我們認(rèn)識(shí)了傳統(tǒng)電動(dòng)縫紉機(jī)內(nèi)部的機(jī)制。這一基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要擴(kuò)充就是能夠縫制不同類型的針腳。傳統(tǒng)縫紉機(jī)的典型針腳樣式都是在Z字形針腳的基礎(chǔ)上變化的。Z字形針腳名符其實(shí)：是一條鋸齒狀針腳。

　　Z字形針腳很容易做到。您只需在針組件上下運(yùn)動(dòng)時(shí)將它從一邊移動(dòng)到另一邊。在傳統(tǒng)的電動(dòng)縫紉機(jī)中，針桿與另一個(gè)連桿相連，后者由主驅(qū)動(dòng)軸上的凸輪帶動(dòng)。接上連桿時(shí)，旋轉(zhuǎn)的凸輪可以將連桿從一邊移到另一邊。連桿使針桿在進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，同步進(jìn)行水平方向的前后傾斜運(yùn)動(dòng)。

　　現(xiàn)代縫紉機(jī)的工作原理略有不同?，F(xiàn)在的高端家用縫紉機(jī)內(nèi)置計(jì)算機(jī)，還有小監(jiān)視器顯示以便于操作。在這些縫紉機(jī)中，計(jì)算機(jī)直接控制多個(gè)不同的電機(jī)。這些電機(jī)可以精確地移動(dòng)針桿、壓線板、送布牙和其他縫紉機(jī)元件。通過這種精細(xì)的控制，它能夠產(chǎn)生數(shù)百種不同的針腳。在一個(gè)特定的針腳式樣中，計(jì)算機(jī)使電機(jī)按照精確的速度帶動(dòng)針桿做上下運(yùn)動(dòng)以及左右運(yùn)動(dòng)。通常，不同針腳的計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)盤或磁帶中。也可以將縫紉機(jī)計(jì)算機(jī)連接到PC，以直接從互聯(lián)網(wǎng)上下載式樣。

　　一些電子縫紉機(jī)還能夠創(chuàng)造出復(fù)雜的刺繡式樣。這些縫紉機(jī)有一個(gè)機(jī)動(dòng)化工作區(qū)，它把織物放在針組件下面。它們還有一系列的傳感器，能夠告訴計(jì)算機(jī)縫紉機(jī)所有部件的位置。通過在調(diào)整針組件時(shí)精確地前后和左右移動(dòng)工作區(qū)來改變縫合樣式，計(jì)算機(jī)就能生成無限種精致的形狀和線條。縫紉者只需從存儲(chǔ)器中加載式樣或者自創(chuàng)式樣，幾乎所有其他的事情都可以交給計(jì)算機(jī)來完成。計(jì)算機(jī)會(huì)在必要時(shí)提醒縫紉者換線或者做其他調(diào)整。

　　顯然，這種高科技縫紉機(jī)要比200年前完全手動(dòng)的縫紉機(jī)復(fù)雜許多，但是它們都是基于同一個(gè)簡(jiǎn)單的縫合系統(tǒng)：針穿過織物產(chǎn)生一個(gè)線圈并被另一根線套住。一些奇思妙想永遠(yuǎn)地改變了世界，這一創(chuàng)造性方法就是其中之一。