全文总字数：4124字

1. 研究目的与意义（文献综述）

刺绣机又称为电脑绣花机，电脑绣花机是随着计算机技术、电子技术、机械加工技术的发展应用而不断发展起来的高自动化的刺绣设备[1]。现代最先进的绣花机是电脑绣花机，它最早在国内是被应用在服装生产和绣品制造方面，它有很多个机头使传统的手工绣花变得高速高效，在工艺效果上也比传统手工绣花更丰富，更多层次，更完美。根据工业4.0的发展要求，为了与服装行业同步，我们也在不断更新和发展电脑绣花机的技术[2]。绣花机大大提高了刺绣的生产效率，推动了刺绣行业的发展，在缝制机械行业扮演的角色越来越重要，为缝制机械行业注入了新鲜血液，也推动了服装，装饰等下游行业的升级和变革[3]。因此，缝纫绣花机械的改良和创新设计可以提高绣花机的使用性能，提升绣花产品的品质，对我国的经济发展有着非常重要的意义。

中国既是世界缝制设备最大消费国，也是最大生产国。现如今，电脑绣花在国际市场上也有很大的发挥空间，电脑绣花机在国际上非常抢眼，我国生产的电脑绣花机已占全球70%左右，全世界电脑绣花机的中、低端市场几乎被中国产品占据[4]。其中，高速平缝机、高速包缝机、圆头平缝机、电动裁剪机、电脑刺绣机等产品已完全可替代进口,但产品大多是参照国外机型而研制生产的普通平绣机器, 产品精度、质量以及可绣制的花色品种与国外先进机型相比还有较大差距, 特别是图案具有很强立体感的链目毛巾绣, 基本上被国外公司所垄断[5]。目前世界上著名的电脑绣花机品牌有日本田岛(tajima) 公司tmef-h620型、日本百灵达(barudan)公司bemrh-ys-20型、日本兄弟(brother)公司bas-423型、德国蔡斯克(zsk)公司174-12型、德国百福(pfaff)公司的ksm22112/260型等。与这些大型国际公司相比，我国目前电脑刺绣机与他们还存在较大的差距，尤其是在机械加工方面，在结构、精度、寿命以及噪音等方面亟待提高和改进。2008年，周俊荣等人对电脑绣花机的刺布机构和挑线机构做了分析，通过对两个重要机构的运动分析, 对现有绣花机的改进设计提供了理论依据[6]2012年，浙江盛名机电制造有限公司申请了一项超级多头绣花机主传动装置的发明专利，由五级同步带轮和轴组成其主传动装置，在实现传动的同时改变了轴的变形问题[7]，南京理工大学的潘丹丹等人对绣花机做了动力学仿真，并做了一些减振方面的研究[8].2013年五邑大学的崔卫国，周俊荣等人对电脑绣花机横梁的动态特性做了改进并对其结构做了进一步的优化[9][10]。2014年，天津宝盈电脑机械有限公司提出对超长绣花机机头多点传动问题的优化设计，采用主副轴的多皮带连接机构，减少了一些部位的机械振动，提高了产品质量[11]。2018年，浙江理工大学的孙斌等人针对电脑刺绣机主横梁振动过大的问题, 提出一种提高主横梁固有频率来降低振动的方法[12]。在国外，关于绣花机的研究也有很多。2013年，针对电脑刺绣工作室的噪声问题，mohsen aliabadi进行了源特性及声学条件的研究，以从噪声暴露限制的角度里确定最佳的噪声控制措施[13]。2014年，罗马尼亚奥拉迪亚大学的suteu marius以fft频谱分析仪对happy绣花机振动测试为例，探究绣花机支撑件对其振动的影响，验证了高刚度底座和大的支撑面可提高绣花机工作的稳定性，从而提高绣花机工作效率[14]。suteu marius 还通过使用振动测量技术确定绣花机的最佳操作模式，将采集的测量点各向(轴向、水平、垂直)振动特性数据传输到运行data explorer应用程序的计算机中，进行故障诊断和分析[15]。

由国内外发展现状可知目前，移框的驱动主要采用旋转电机与同步带传动的方式来推动移框在x、y两个方向上往复运动。由于移框的往复运动在很短的时间内完成，往复运动的加速度非常大，因此，同步带内部张力较大，且变化也大，导致了同步带会变形，影响刺绣精度，还存在很大的摩擦阻力，对刺绣的精度产生不利影响。

2. 研究的基本内容与方案

调研收集分析有关资料，了解主轴传动机构的原理，结合对绣花机整体结构的分析以及对运行速度等的要求，建立主轴传动机构的动态模型，对采用线性全方位移动机器人移框驱动机构的绣花机进行主轴传动系统的结构设计并进行优化。

通过对采用线性全方位移动机器人移框驱动机构的绣花机的主轴传动机构的结构设计，达到绣花机能够稳定运行，并提高刺绣产品质量的目标。

3.拟采用的技术方案及措施

(1) 方案调研。通过大量收集、阅读相关文献，了解主轴传动机构的原理，了解绣花机主轴传动机构国内外发展现状，找到现有的主轴传动机构的优缺点，明确研究目标。

(2)结构设计。对设计有了基本的构想后，初步对主轴传动机构进行结构设计，使其能够实现运动的传递，使主轴的旋转运动向各个位置传递并转化为各种形式的运动。

(3)理论计算。对所设计的主轴传动机构的尺寸大小以及传动比等进行设计计算，并进行强度和刚度等方面的校核，使其能够基本满足设计要求。

(4)仿真分析。利用SolidWorks等建模软件对主轴传动机构的结构进行建模，再利用ANSYS等软件进行分析，建立数学模型，对结构进行优化设计。

3. 研究计划与安排

第1-3周：认真阅读任务书，查阅相关文献资料，明确研究内容，完成开题报告的撰写，并完成至少一篇英文文献的翻译。

第4-6周：完成方案设计。

第7-15周：完成毕业设计的任务。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]赵金宇. 电脑绣花机加工工艺的优化[c]. 中共沈阳市委员会、沈阳市人民政府、中国科学院沈阳分院.第十届沈阳科学学术年会论文集（信息科学与工程技术分册）.中共沈阳市委员会、沈阳市人民政府、中国科学院沈阳分院:沈阳市科学技术协会,2013:379-381.

[2]王婷. 电脑绣花机花样处理技术的研究及应用[d].大连理工大学,2015.

[3]焦颖颖. h947型电脑绣花机单机头上传动轴动力学分析与优化[d].浙江理工大学,2017.